工业机器人发展经历哪几个阶段,工业机器人发展现状与趋势
工业机器人并非一开始就有的,而是工业发展到一定阶段才出现的产物,工业机器人的出现大大提升了工作效率。本文重点给大家介绍下工业机器人发展经历哪几个阶段,以及工业机器人发展现状与趋势是怎样的。
工业机器人发展经历哪几个阶段
产生和初步发展阶段:1958年-1970年。工业机器人领域的第一件专利由乔治·德沃尔在1958年申请名为可编程的操作装置,约瑟夫·恩格尔伯格对此专利很感兴趣,联合德沃尔在1959年共同制造了世界上第一台工业机器人。
技术快速进步与商业化规模运用阶段:1970年—1984年。这一时期的技术相较于此前有很大进步,工业机器人开始具有一定的感知功能和自适应能力的离线编程,可以根据作业对象的状况改变作业内容。伴随着技术的快速进步发展,这一时期的工业机器人还突出表现为商业化运用迅猛发展的特点,工业机器人的“四大家族”——库卡、ABB、安川、FANUC公司分别在1974年、1976年、1978年和1979年开始了全球专利的布局。
智能机器人阶段:1985年至今。智能机器人带有多种传感器,可以将传感器得到的信息进行融合,有效地适应变化的环境,因而具有很强的自适应能力、学习能力和自治功能。在2000年以后美国、日本等国都开始了智能军用机器人研究,并在2002年由美国波士顿公司和日本公司共同申请了第一件“机械狗”(BostonDynamicsBigDog)智能军用机器人专利,2004年在美国政府DARPA/SPAWAR计划支持下申请了智能军用机器人专利。
工业机器人发展现状与趋势
工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备,技术附加值很高,应用范围很广,作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业,将对未来生产和社会发展起着越来越重要的作用。
国外专家预测机器人产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。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,世界机器人市场前景看好,从20世纪下半叶起世界机器人产业一直保持着稳步增长的良好势头。进入20世纪90年代机器人产品发展速度加快,年增长率平均在10%左右。2004年增长率达到创记录的20%。其中亚洲机器人增长幅度高达43%。
关于工业机器人发展的问题,本文重点介绍了工业机器人发展经历哪几个阶段,以及工业机器人发展现状与趋势。总之来说工业机器人的发展伴随着时代的进步,在将来工业机器人的功能会更加强大,所能胜任的工作也会越来越多。
各国工业机器人发展史
原标题:各国工业机器人发展史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。
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。
展开全文到了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。
德国的KUKARoboterGmbh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。返回搜狐,查看更多
责任编辑:工业机器人的发展史,你知道多少
机器人的发展传说
我国关于机器人的传说历史悠久:
《列子.汤问》记载着这么一个故事,公元前900多年西周周穆王时,巧匠偃师制作了一个“能唱歌、跳舞,像真人一样”的人偶;
三国时期蜀国丞相诸葛亮为了给北伐的大军提高粮食,发明了运输工具木流牛马。
不过严格意义上这些都不能算是机器人,或者说和我们目前所接触的机器人是不一样的。且不说他们的背后有没有事实依据,就算是真的,这类的所谓“机器人”也多为人工控制,如特洛伊木马一般,没有高效率的能源驱动,在那个年代如何做到“栩栩如生”?可能更多的还是传说吧。
工业机器人的诞生与发展
1954年乔治·德沃尔申请了一个“可编辑关节式转移物料装置”的专利,与约瑟夫·恩格尔伯格合作成立了世界上第一个机器人公司Unimation。
1959年Unimation研制出第一台工业机器人Unimate,并在1961年将其应用到汽车生产线上,用于将铸件中的零件取出。Unimation是Universal和Automation的组合。德沃尔和恩格尔伯格也被称为工业机器人之父。
1973年,第一台机电驱动的6轴机器人面世。德国库卡公司(KUKA)将其使用的Unimate机器人研发改造成其第一台产业机器人,命名为Famulus,这是世界上第一台机电驱动的6轴机器人。1974年,瑞典通用电机公司(ASEA,ABB公司的前身)开发出世界上第一台全电力驱动、由微处理器控制的工业机器人IRB-6。IRB6采用仿人化设计,其手臂动作模仿人类的手臂,载重6公斤载荷,5轴。IRB-6的S1控制器是第一个使用英特尔8位微处理器,内存容量为16KB。控制器有16个数字I/O接口,通过16个按键编程,并具有四位数的LED显示屏。1978年,美国Unimation公司推出通用工业机器人(ProgrammableUniversalMachineforAssembly,PUMA),应用于通用汽车装配线,这标志着工业机器人技术已经完全成熟。PUMA至今仍然工作在工厂第一线。不仅如此,一些大学还用Puma系列的工业机器人作为教具。1978年,日本山梨大学的牧野洋发明了选择顺应性装配机器手臂(SelectiveComplianceAssemblyRobotArm,SCARA)。这是世界第一台SCARA工业机器人。1979年,日本不二越株式会社(Nachi)研制出第一台电机驱动的机器人。1985年,上海交通大学机器人研究所完成了“上海一号”弧焊机器人的研究,这是中国自主研制的第一台6自由度关节机器人。我国机器人的研究起步较晚。先后经历了二十世纪70年代的萌芽期,80年代的开发期和90年代的适用化期。1972年,中国科学院沈阳自动化所开始了机器人的研究工作。1977年,南开大学机器人与信息自动化研究所研制出我国第一台用于生物试验的微操作机器人系统。1985年12月12日,我国第一台重达2000公斤的水下机器人“海人一号”在辽宁旅顺港下潜60米,首潜成功,开创了机器人研制的新纪元。随后,我国研制的机器人相继问世:中国科学院沈阳自动化所研制成功了体重36公斤,身高1米的缆浮游作业轻型“金鱼二号”水下机器人;中科院长春光机所发明的“四足遥控仿生载重步行机器人”,在1986年中国第二届发明展览会上获金牌奖;1987年又获第15届日内瓦国际发明与新技术展览会银牌奖。
中国机器人示范工程中心从1987年开始,先后制造了三台“水下机器人”,它们分别是:(1)1987年3月制造的身高4.7米,体重1200公斤的“老大瑞康四号机器人”;(2)1989年6月制造的“老三水下机器人”;(3)1990年9月制造的“老二中型机器人”。
1988年初,中国船舶总公司702所,研制成功了身高3.1米,体重650公斤的载人式“水下机器人”;1988年2月,国防科技大学研制成功六关节平面运动型“两足步行机器人”。
1994年10月,中科院沈阳自动化所研制成功的我国第一台无缆水下机器人“探索者号”长4.4米,宽0.8米,高1.5米,载体重2.2吨,最大潜水深度为1000米。它的研制成功,标志着我国水下机器人技术已走向成熟。
1995年5月,我国第一台高性能精密装配智能型机器人“精密一号”在上海交通大学诞生,它的诞生标志着我国已具有开发第二代工业机器人的技术水平。
1997年中科院沈阳自动化所研制成功的“6000米无缆自治水下机器人”,是我国863计划中的重中之重项目,获得2000年国家十大科技成果奖。2005年4月,中科院沈阳自动化所又研制成功星球探测机器人。2006年,我国又研制成功世界最大潜深载人潜水器“海极一号”,7000米的工作潜深,可以达到世界99.8%的海底,比世界上另外5台同类产品深500米。
经过40多年的发展,我国机器人的研究,有了长足的发展,有的方面已经达到了世界先进水平。但与先进的国家相比,还有很大距离,从总体上来看,我国机器人研究仍然任重道远。
当今工业机器人市场的格局
机器人分类:
机器人品牌:
1.日系品牌
·安川传承了近百年的电气电机技术,安川的AC伺服和变频器市场份额稳居世界第一,1977年,安川研发出日本首台全电气式产业用机器人MOTOMAN。
·发那科被称为当今世界数控系统科研、设计、制造、销售实力最强大的企业,发那科关于数控系统的研究可以追溯到1956年,具备前瞻性的日本技术专家预见到3C时代的到来,并组建了科研队伍。
·那智不二越以“为制造业的发展而做贡献”为经营理念,拥有机械工具,功能零部件,材料等3大机械制造事业。经过75年的发展,不断地结合各种核心技术来促进研究与开发。目前,公司主要产品有切削刀具,机床、轴承、液压设备,自动化生产用机器人、特种钢、面向IT产业的超精密机械及其环境系统。
·松下唐山松下的机器人焊接电源融合式控制器,体现了全数字焊接电源在机器人弧焊技术领域的先进技术水平,得到了国内广大用户认可。
·OTC日本OTC公司以「让使用者操作更方便,实现更高精度的焊接」为目标,积极的开发新款焊接机和焊接技术。以这种理念为目标生产的焊接机获得大众的一致好评,OTC公司也成为了日本首屈一指的焊接机专业制造厂商,其产品向全世界进行销售。并于1980年开始正式研发弧焊机器人。也是全球为数不多的同时生产机器人和焊接机的厂商。
2.欧系品牌
·ABB以“专业严谨,实用至上”著称的ABB最早是从变频器开始做起的,传承了瑞士严谨的企业精神,在世界占据着重要的位置,在中国,大部分的电力站和变频站都是ABB做的。
·KUKA德国库卡成立于1898年,是世界几家顶级为自动化生产行业提供柔性,生产系统、机器人、夹具、模具及备件的供应商之一。优势在于它的二次开发做的好,在重负载机器人领域做的也比较好。
·史陶比尔公司于1892年创建在瑞士苏黎世湖畔的Horgen市,制造生产精密机械电子产品:纺织机械、工业接头和工业机器人。
·柯马柯马(COMAU)是一家隶属于菲亚特集团的全球化企业,成立于1976年,总部位于意大利都灵。柯马业务范围主要包括:车身焊装,动力总成,工程设计,机器人和维修服务。
3.国产品牌
·埃斯顿埃斯顿作为中国运动控制领域具有影响力的企业之一,自动化核心部件产品线已完成从交流伺服系统到运动控制系统解决方案的战略转型,业务模式正在实现从单轴—单机—单元的全面升华;工业机器人产品线在公司自主核心部件的支撑下得到超高速发展,奠定公司作为国产机器人行业的龙头地位,通过推进机器人产品线“ALLMadeByESTUN”的战略,形成核心部件—工业机器人—机器人智能系统工程的全产业链竞争力,构建了从技术、成本到服务的全方位竞争优势。
·新时达新时达是国内机器人产业布局高度完备的企业,在机器人与运动控制系统类产品业务方面,公司采取双轮驱动模式,以内涵式发展和外延式收购相结合,发挥自身在机器人控制与驱动技术上自主研发的核心优势,同时通过资本并购等方式不断推进产业布局。
·埃夫特是国产机器人行业的领导企业,是中国机器人产业联盟发起人和副主席单位。埃夫特机器人及解决方案被广泛推广到汽车及零部件、卫陶、五金、消费类电子、家电、机加工、酿酒、木器和家具等行业。
·新松作为中国机器人产业的翘楚和工业4.0的践行者与推动者,成功研制了具有完全自主知识产权的工业机器人、移动机器人、特种机器人、服务机器人四大系列百类产品,面向智能装备、智能物流、智能工厂、智能交通,形成八大产业方向,致力于打造数字化物联新模式。
·配天公司负责机器人本体及零部件(伺服驱动、电机等)产品的销售、维修服务、技术支持、培训和生产业务,同时提供机器人控制系统及解决方案、机器人应用相关自动化解决方案、成套设备、自动化生产线、柔性制造设备及系统。
·格力格力已自主研发近100种智能装备产品,覆盖了工业机器人、注塑机械手、大型自动化线体和数控机床等10多个领域,拥有1000多项设计专利。
·李群拥有SCARA、Delta、六轴机器人产品,形成了“高品质机器人+开放性应用软件平台+个性化智能解决方案”的产品体系,从满足3C行业的精细化生产、五金行业的高强度生产到食品行业的洁净生产到医药、新能源领域的应用探索,为不同行业用户提供专业的自动化解决方案。返回搜狐,查看更多