迈向工业4.0的企业都必须优化其所有领域的流程，生产加工行业也不例外，这里的许多环节虽然已经实现自动化，但往往还是存在着瓶颈，而这些瓶颈通过使用机器人便可以克服，但到目前为止这种方式花费十分昂贵，因为人们必须将机器人锁在一个笼子中以便保护员工，只有在极少情况下人们才会冒险不考虑使用防护，而且还是在机器人降速时，但这样做等于放弃了机器人工作速度快的优点。

控制技术起关键作用

在工业4.0和人机协作时代，控制技术在机器人技术中起着关键作用，因此Staubli(史陶比尔)公司开发出了CS9这种全新的安全控制器，这种控制器具有创新的安全功能，能完美支持人机互动。

这种新型控制器如何工作?有何优点?CS控制器是通往全新机器人时代的出路。凭借其安全功能如安全速度、安全停止、安全区域和安全工具，用户可以精确且个性化地决定，人类与机器人应在多大程度上进行密切合作，同时在这种情况下需要遵守哪些安全规定。所有安全功能都获得了TUV认证，且达到了SIL3/Ple安全等级的严格要求。

工业4.0是分散控制技术的推手

工业4.0是分散式安装和分散式控制方案的推手，Festo公司在这方面一直是自动化潮流的引领者。Festo公司的核心新产品，IP65/67防护等级的CPX-CEC控制器，借助Codesys V3和Softmotion，这种控制器首次实现了对三脚架的分散式控制。由于所使用的集成驱动器EMCA同样执行的是IP54/65防护等级，因此可以首次在完全不需要控制柜的情况下近距离地使用机器人，此外这里还使用了基于Festo Didactic模拟软件Ciros的虚拟运行调试，通信则采用了完全符合工业4.0要求的OPC-UA。

Festo的控制器方案和针对汽车制造、Endline包装或电子灯组件的多种实际应用表明，这些控制器使Festo公司的所有子系统都符合工业4.0标准。在仿生学习网络领域，Festo首次展示了一件灵感来自于蚕的展品，通过它可以在自由空间中设计和生产单件3D模型。相关的技术基础就是一个使用机器人控制器CMXR的三脚架EXPT。

机器人控制与系统控制一体化

控制器生产商B&R的观点与此相反，他们认为未来的趋势是一体化控制。将机器人直接集成在系统的控制器中是一个明显趋势，这样一来就可以对包括所使用机器人在内的所有设备组件进行通用和统一的编程。

集成安全技术让人机协作成为可能

此外人类与机器人的协作(MRK)是一个新课题，只有通过集成的安全技术才能实现。来自B&R公司的全套控制器能够实现对机器人的控制。与新的Mapp软件组件联合使用后，能在几分钟之内完成运行调试。

控制器和驱动技术的直接连接以及Mapp软件组件和安全技术的联合使用是B&R机器人方案的特点，使用来自Mapp Robox的可扩展控制器硬件能够控制多达15个轴的任意一种机器人运动形式，与来自B&R公司的带有安全运动功能的驱动技术结合后可实现性能更高、更加安全的机器人应用。不仅单个步骤能够加速，通常整个生产过程的速度也能提高，如借助实时仿真。

材料流的实时物理仿真

在对包括机器人和材料流在内的虚拟设备进行串联时，工程平台使用了实时物理仿真，用于客户个性化定制系统的接口能实现工程过程的自动化。ISG公司最新的模拟系统ISG-Virtuos系统是在虚拟机器和设备上实时(1ms)采用真实现场总线真实控制调试运行解决方案，通过它不仅可以深入测试成套设备和单机，还可以测试带有大量不同控制器的复杂生产设备。

在最新版本的软件中，有一个针对常见机器人生产商和机器人型号的机器人库可供使用，例如，ABB、Fanuc和Kuka机器人的一体化仿真也能实现，此外凭借增强现实领域中的新技术，Kuka-CNC与ISG-Virtuos的直接连接也首次得到展示。

机电仿真的应用越来越重要

最初源自要求严格的机床制造行业的虚拟试运行或实时机电仿真在机器和设备制造的所有领域用得越来越多。为了让客户不受规模大小、应用领域和使用情况的限制，不仅使其虚拟工厂的动态变化可视化，而且还能实现低成本的实时仿真，在材料流仿真领域使用基于物理仿真的实时网络算法，可有效发挥工程平台的优势并充分挖掘时间和成本节约潜力。(文/Reinhold Schafer)