工業(yè)機(jī)器人發(fā)展歷史回顧，探析工業(yè)機(jī)器人特點(diǎn)

工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用正逐漸增多，使用工業(yè)機(jī)器人，可代替人工在惡劣條件下工作。此外，使用工業(yè)機(jī)器人還可節(jié)省勞動(dòng)力。為增進(jìn)大家對(duì)工業(yè)機(jī)器人的了解本文將對(duì)工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷史以及其特點(diǎn)予以介紹，和小編一起來(lái)了解下吧。

一、歷史沿革

已知最早的工業(yè)機(jī)器人，符合ISO定義是由“條例”格里菲斯P·泰勒于1937年完成并出版的Meccano雜志，1938年3月。幾乎完全是用吊車狀裝置建成的Meccano件和動(dòng)力由單個(gè)電動(dòng)機(jī)。運(yùn)動(dòng)五軸是可能的，包括搶而搶旋轉(zhuǎn)。自動(dòng)化是用穿孔紙帶通電螺線管，這將有利于起重機(jī)的控制桿的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該機(jī)器人可以在預(yù)先設(shè)定的圖案疊積木。需要為每個(gè)所需的運(yùn)動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)，第一次繪制在坐標(biāo)紙上。然后這個(gè)信息被轉(zhuǎn)移到紙帶上，從而也推動(dòng)了機(jī)器人的單個(gè)馬達(dá)。1997，克里斯舒特建造的機(jī)器人的完整副本。

喬治·迪沃申請(qǐng)了第一個(gè)機(jī)器人的專利在1954年(1961年授予)。制作機(jī)器人的第一家公司是UnimaTIon，由迪沃并成立約瑟夫F. Engelberger于1956年，并且是基于迪沃的原始專利。UnimaTIon機(jī)器人也被稱為可編程移機(jī)，因?yàn)橐婚_(kāi)始他們的主要用途是從一個(gè)點(diǎn)傳遞對(duì)象到另一個(gè)，不到十英尺左右分開(kāi)。他們用液壓 執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并編入關(guān)節(jié)坐標(biāo)，即在一個(gè)教學(xué)階段進(jìn)行存儲(chǔ)和回放操作中的各關(guān)節(jié)的角度。他們是精確到一英寸的1 / 10，000。UnimaTIon后授權(quán)其技術(shù)，川崎重工和GKN，制造Unimates分別在日本和英國(guó)。一段時(shí)間以來(lái)UnimaTIon唯一的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是美國(guó)辛辛那提米拉克龍公司 的俄亥俄州。這從根本上改變了20世紀(jì)70年代后期，幾個(gè)大財(cái)團(tuán)的日本開(kāi)始生產(chǎn)類似的工業(yè)機(jī)器人。

1969年，維克多·沙因曼在斯坦福大學(xué)發(fā)明了斯坦福大學(xué)的手臂，全電動(dòng)，6軸多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的設(shè)計(jì)允許一個(gè)手臂的解決方案。這使得它精確地跟蹤在太空中任意路徑拓寬了潛在用途的機(jī)器人更復(fù)雜的應(yīng)用，如裝配和焊接。沙因曼則設(shè)計(jì)了第二臂的MIT 人工智能實(shí)驗(yàn)室，被稱為“麻省理工學(xué)院的手臂?！? 沙因曼，接收獎(jiǎng)學(xué)金從Unimation發(fā)展他的設(shè)計(jì)后，賣給那些設(shè)計(jì)以Unimation誰(shuí)進(jìn)一步發(fā)展他們的支持，通用汽車公司，后來(lái)它上市的可編程的通用機(jī)裝配(PUMA)。

工業(yè)機(jī)器人在歐洲起飛相當(dāng)快，既ABB機(jī)器人和庫(kù)卡機(jī)器人帶來(lái)機(jī)器人市場(chǎng)在1973年ABB機(jī)器人(原ASEA)推出IRB 6，世界上首位市售全電動(dòng)微型處理器控制的機(jī)器人。前兩個(gè)IRB 6機(jī)器人被出售給馬格努森在瑞典進(jìn)行研磨和拋光管彎曲并在1974年1月被安裝在生產(chǎn)同樣是在1973年，庫(kù)卡機(jī)器人建立了自己的第一個(gè)機(jī)器人，被稱為FAMULUS，也1第一關(guān)節(jié)機(jī)器人具有6機(jī)電驅(qū)動(dòng)軸。

在機(jī)器人技術(shù)在20世紀(jì)70年代后期，許多美國(guó)公司的興趣增加進(jìn)入該領(lǐng)域，包括大公司，如通用電氣和通用汽車公司(這就形成合資 FANUC機(jī)器人與FANUC日本LTD)。美國(guó)創(chuàng)業(yè)公司包括Automatix和嫻熟技術(shù)，公司在機(jī)器人熱潮在1984年的高度，Unimation收購(gòu)了西屋電氣公司 107萬(wàn)美元。西屋出售Unimation以史陶比爾法韋日SCA的法國(guó)于1988年，還在進(jìn)行關(guān)節(jié)型機(jī)器人用于一般工業(yè)和潔凈室應(yīng)用，甚至買的機(jī)器人事業(yè)部，博世于2004年底。

只有少數(shù)的非日本公司管理，最終在這個(gè)市場(chǎng)中生存，其中主要的有：嫻熟技術(shù)，史陶比爾，Unimation，在瑞典 - 瑞士公司ABB阿西亞·布朗Boveri公司，在德國(guó)公司的KUKA機(jī)器人與意大利公司柯馬。

二、主要特點(diǎn)

戴沃爾提出的工業(yè)機(jī)器人有以下特點(diǎn)：將數(shù)控機(jī)床的伺服軸與遙控操縱器的連桿機(jī)構(gòu)聯(lián)接在一起，預(yù)先設(shè)定的機(jī)械手動(dòng)作經(jīng)編程輸入后，系統(tǒng)就可以離開(kāi)人的輔助而獨(dú)立運(yùn)行。這種機(jī)器人還可以接受示教而完成各種簡(jiǎn)單的重復(fù)動(dòng)作，示教過(guò)程中，機(jī)械手可依次通過(guò)工作任務(wù)的各個(gè)位置，這些位置序列全部記錄在存儲(chǔ)器內(nèi)，任務(wù)的執(zhí)行過(guò)程中，機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)在伺服驅(qū)動(dòng)下依次再現(xiàn)上述位置，故這種機(jī)器人的主要技術(shù)功能被稱為“可編程”和“示教再現(xiàn)”。

1962年美國(guó)推出的一些工業(yè)機(jī)器人的控制方式與數(shù)控機(jī)床大致相似，但外形主要由類似人的手和臂組成。后來(lái)，出現(xiàn)了具有視覺(jué)傳感器的、能識(shí)別與定位的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)。

工業(yè)機(jī)器人最顯著的特點(diǎn)有以下幾個(gè)：

(1)可編程。生產(chǎn)自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展是柔性啟動(dòng)化。工業(yè)機(jī)器人可隨其工作環(huán)境變化的需要而再編程，因此它在小批量多品種具有均衡高效率的柔性制造過(guò)程中能發(fā)揮很好的功用，是柔性制造系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。

(2)擬人化。工業(yè)機(jī)器人在機(jī)械結(jié)構(gòu)上有類似人的行走、腰轉(zhuǎn)、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有電腦。此外，智能化工業(yè)機(jī)器人還有許多類似人類的“生物傳感器”，如皮膚型接觸傳感器、力傳感器、負(fù)載傳感器、視覺(jué)傳感器、聲覺(jué)傳感器、語(yǔ)言功能等。傳感器提高了工業(yè)機(jī)器人對(duì)周圍環(huán)境的自適應(yīng)能力。

(3)通用性。除了專門設(shè)計(jì)的專用的工業(yè)機(jī)器人外，一般工業(yè)機(jī)器人在執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)時(shí)具有較好的通用性。比如，更換工業(yè)機(jī)器人手部末端操作器(手爪、工具等)便可執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)。

(4)工業(yè)機(jī)器技術(shù)涉及的學(xué)科相當(dāng)廣泛，歸納起來(lái)是機(jī)械學(xué)和微電子學(xué)的結(jié)合-機(jī)電一體化技術(shù)。第三代智能機(jī)器人不僅具有獲取外部環(huán)境信息的各種傳感器，而且還具有記憶能力、語(yǔ)言理解能力、圖像識(shí)別能力、推理判斷能力等人工智能，這些都是微電子技術(shù)的應(yīng)用，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用密切相關(guān)。因此，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展必將帶動(dòng)其他技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用水平也可以驗(yàn)證一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展水平。

當(dāng)今工業(yè)機(jī)器人技術(shù)正逐漸向著具有行走能力、具有多種感知能力、具有較強(qiáng)的對(duì)作業(yè)環(huán)境的自適應(yīng)能力的方向發(fā)展。當(dāng)前，對(duì)全球機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展最有影響的國(guó)家是美國(guó)和日本。美國(guó)在工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的綜合研究水平上仍處于領(lǐng)先地位，而日本生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人在數(shù)量、種類方面則居世界首位。

(1)技術(shù)先進(jìn)工業(yè)機(jī)器人集精密化、柔性化、智能化、軟件應(yīng)用開(kāi)發(fā)等先進(jìn)制造技術(shù)于一體，通過(guò)對(duì)過(guò)程實(shí)施檢測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，實(shí)現(xiàn)增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低成本、減少資源消耗和環(huán)境污染，是工業(yè)自動(dòng)化水平的最高體現(xiàn)。

(2)技術(shù)升級(jí)工業(yè)機(jī)器人與自動(dòng)化成套裝備具備精細(xì)制造、精細(xì)加工以及柔性生產(chǎn)等技術(shù)特點(diǎn)，是繼動(dòng)力機(jī)械、計(jì)算機(jī)之后，出現(xiàn)的全面延伸人的體力和智力的新一代生產(chǎn)工具，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)字化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化以及智能化的重要手段。

(3)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛工業(yè)機(jī)器人與自動(dòng)化成套裝備是生產(chǎn)過(guò)程的關(guān)鍵設(shè)備，可用于制造、安裝、檢測(cè)、物流等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，并廣泛應(yīng)用于汽車整車及汽車零部件、工程機(jī)械、軌道交通、低壓電器、電力、IC裝備、軍工、煙草、金融、醫(yī)藥、冶金及印刷出版等眾多行業(yè)，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。

(4)技術(shù)綜合性強(qiáng)工業(yè)機(jī)器人與自動(dòng)化成套技術(shù)，集中并融合了多項(xiàng)學(xué)科，涉及多項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域，包括工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)、機(jī)器人動(dòng)力學(xué)及仿真、機(jī)器人構(gòu)建有限元分析、激光加工技術(shù)、模塊化程序設(shè)計(jì)、智能測(cè)量、建模加工一體化、工廠自動(dòng)化以及精細(xì)物流等先進(jìn)制造技術(shù)，技術(shù)綜合性強(qiáng)。

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