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盘点世界各国工业机器人的发展历史

核心提示:现代机器人的研究始于20世纪中期,其技术背景是计算机和自动化的发展,以及原子能的开发利用。自1946年第一台数字电子计算机问世以来,计算

现代机器人的研究始于20世纪中期,其技术背景是计算机和自动化的发展,以及原子能的开发利用。自1946年第一台数字电子计算机问世以来,计算机取得了惊人的进步,向高速度、大容量、低价格的方向发展。大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展,其结果之一便是1952年数控机床的诞生。与数控机床相关的控制、机械零件的研究又为机器人的开发奠定了基础。

另一方面,原子能实验室的恶劣环境要求某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下,美国原子能委员会的阿尔贡研究所于1947年开发了遥控机械手,1948年又开发了机械式的主从机械手。

工业机器人在美国的发展

美国是机器人的诞生地。早在1962年就研制出世界上第一台工业机器人。比起号称机器人王国的日本起步至少要早五六年。经过40多年的发展,美国现已成为世界上的机器人强国之一,基础雄厚,技术先进。综观它的发展史。道路是曲折的,不平坦的。

盘点世界各国工业机器人的发展历史

20世纪60年代到70年代期间,美国的工业机器人主要立足于研究阶段,只是几所大学和少数公司开展了相关的研究工作。那时,美国政府并未把工业机器人列入重点发展项目,特别是,美国当时失业率高达6.65%,政府担心发展机器人会造成更多人失业,因此既未投入财政支持,也未组织研制机器人。70年代后期,美国政府和企业界虽对工业机器人的制造和应用认识有所改变,但仍将技术路线的重点放在研究机器人软件及军事、宇宙、海洋、核工程等特殊领域的高级机器人的开发上, 致使日本的工业机器人后来居上,并在工业生产的应用上及机器人制造业上很快超过了美国,产品在国际市场上形成了较强的竞争力。

据联合国欧洲经济委员会(UNECE)和国际机器人联合会(IFR)的统计,至2003年末,在美国运行的机器人总量为112400套,比2002年增长7%。预计到2007年底,运行的机器人数量将达到145000套。就每万雇员拥有工业机器人数进行统计,至2003年末,美国制造业中,每1万雇员拥有63个工业机器人。尽管从排名上说,美国已经进入世界前十名,但其与前几名仍然有着很大的差距,仅相当于德国的43%,意大利的54%,欧盟的68%。与普通的制造业相比,美国汽车工业中每万个产业工人拥有的工业机器人数量大大提高,达到740个,但仍然远远低于日本(1400个机器人)、意大利(1400个机器人)和德国(1000个机器人)。

工业机器人在日本的发展

1965年,MIT的Roborts演示了第一个具有视觉传感器的、能识别与定位简单积木的机器人系统。1967年日本成立了人工手研究会(现改名为仿生机构研究会),同年召开了日本首届机器人学术会。1970年在美国召开了第一届国际工业机器人学术会议。1970年以后,机器人的研究得到迅速广泛的普及。1973年,辛辛那提·米拉克隆公司的理查德·豪恩制造了第一台由小型计算机控制的工业机器人,它是液压驱动的,能提升的有效负载达45公斤。

盘点世界各国工业机器人的发展历史

到了1980年,工业机器人才真正在日本普及,故称该年为“机器人元年”。随后,工业机器人在日本得到了巨大发展,日本也因此而赢得了“机器人王国的美称”。

与此同时,十九世纪七十年代的日本正面临着严重的劳动力短缺,这个问题已成为制约其经济发展的一个主要问题。毫无疑问,在美国诞生并已投入生产的工业机器人给日本带来了福音。1967年日本川崎重工业公司首先从美国引进机器人及技术,建立生产厂房,并于1968年试制出第一台日本产unimate机器人。经过短暂的摇篮阶段,日本的工业机器人很快进入实用阶段,并由汽车业逐步扩大到其它制造业以及非制造业。

1980年被称为日本的“机器人普及元年”,日本开始在各个领域推广使用机器人,这大大缓解了市场劳动力严重短缺的社会矛盾。再加上日本政府采取的多方面鼓励政策,这些机器人收到了广大企业的欢迎。1980年~1990年日本的工业机器人处于鼎盛时期,后来国际市场曾一度转向欧洲和北美,但日本经过短暂的低迷期又恢复其昔日的辉煌。1993年末,全世界安装的工业机器人有61万台,其中日本占60%,美国占8%,欧洲占17%,俄罗斯和东欧占12%。

工业机器人在德国的发展

德国工业机器人的数量占世界第三,仅次于 日本和美国,其智能机器人的研究和应用在世界上处于领先地位。目前在普及第一代工业机器人的基础上,第二代工业机器人经推广应用成为主流安装机型,而第三代智能机器人已占有一定比重并成为发展的方向。 世界上的机器人供应商分为日系和欧系。

瑞典的ABB公司是世界上最大机器人制造公司之一。1974年研发了世界上第一台全电控式工业机器人IRB6,主要应用于工件的取放和物料搬运。1975年生产出第一台焊接机器人。到1980年兼并Trallfa喷漆机器人公司后,其机器人产品趋于完备。ABB公司制造的工业机器人广泛应用在焊接、装配铸造、密封涂胶、材料处理、包装、喷漆、水切割等领域。

盘点世界各国工业机器人的发展历史

德国的KUKA Roboter Gmbh公司是世界上几家顶级工业机器人制造商之一。

1973年研制开发了KUKA的第一台工业机器人。年产量达到一万台左右。所生产的机器人广泛应用在仪器、汽车、航天、食品、制药、医学、铸造、塑料等工业,主要用于材料处理、机床装备、包装、堆垛、焊接、表面休整等领域。

工业机器人在我国的发展

我国工业机器人起步于70年代初,其发展过程大致可分为三个阶段:70年代的萌芽期;80年代的开发期;90年代的实用化期。而今经过20多年的发展已经初具规模。

我国已生产出部分机器人关键元器件,开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。一批国产工业机器人已服务于国内诸多企业的生产线上;一批机器人技术的研究人才也涌现出来。一些相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化设计制造技术;工业机器人控制、驱动系统的硬件设计技术;机器人软件的设计和编程技术;运动学和轨迹规划技术;弧焊、点焊及大型机器人自动生产线与周边配套设备的开发和制备技术等。某些关键技术已达到或接近世界水平。

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