距离1949年新中国成立,已经整整70年。当清晨的阳光自东向西洒向祖国广袤壮美的疆土,我们迎来中华人民共和国70岁华诞,这一天,连接着辉煌的过往,预示着无限的希望;这一天,触动着我们心底最温柔的情愫,更激发了每个中国人为梦想奋斗的豪情。中国从一个贫穷落后的农业国家,发展到如今的第二大经济强国,70年前百废待兴,70年后繁荣昌盛,这离不开时代的机遇,也离不开中国人的自强不息。
中国工业同样赶上了时代发展的大浪潮,世界机器人行业因为中国而添上了浓墨重彩的一笔,而加下来,中国能否续写机器人的辉煌,我们先一起来回顾一下60年来机器人历史上的重大创新。
1920年,一名捷克作家发表了一部名为《罗萨姆的万能机器人》的剧本,剧中叙述了一个叫罗萨姆的公司把机器人作为人类生产的工业品推向市场,让它充当劳动力代替人类劳动的故事。
1959年,世界机器人的创新历史从George Devol和Joseph Engelberger研发出第一台工业机器人开始。它重达两吨,由磁鼓上的程序控制。他们使用了液压执行器,并在关节坐标系中进行了编程,即在教学阶段存储了各个关节的角度,并在操作中进行了回放。它们精确到1 / 10,000英寸以内。
1961年,Unimation在通用汽车安装了第一台工业机器人。世界上第一个工业机器人是在新泽西州特伦顿的GM Ternstedt工厂的生产线上使用的机器人,该机器人生产门和窗把手,变速旋钮,灯具和其他用于汽车内饰的硬件。Unimate机器人的4,000磅重臂遵循存储在磁鼓中的分步命令,对压铸金属进行热排序和堆放。该机器人的制造成本为65,000美元,但Unimation以18,000美元的价格出售。
1968年仿生学第一次被使用,像章鱼的触手臂由马文·明斯基(Marvin Minsky)开发。
1969年,通用汽车在其洛兹敦装配厂安装了第一批点焊机器人,Unimation机器人提高了生产率,并允许90%以上的车身焊接操作实现自动化,而传统工厂的焊接则是手动,肮脏且危险的工作,而大型夹具和固定装置占了传统工厂的20%至40%
1969年,挪威Trallfa提供了首台商用喷漆机器人。这些机器人是在1967年挪威人手短缺期间为内部使用而喷漆手推车的。
1969年,Unimate机器人进入日本市场。Unimation与川崎重工签署了许可协议,以生产和销售面向亚洲市场的Unimate机器人。川崎将省力型机器和系统的开发和生产视为重要任务,并成为日本工业机器人领域的先驱。1969年,该公司成功开发了Kawasaki-Unimate 2000,这是日本有史以来第一台工业机器人
1969年,日立(日本)开发了世界上第一台基于视觉的全自动智能机器人,该机器人能根据平面图组装对象。机器人能够准确的通过从装配计划图的直接视觉图像中创建的信息来构建模块。
1971年,辛德芬根戴姆勒·奔驰公司的第一条液压驱动机器人生产线。对于戴姆勒-奔驰,库卡与构建机器人欧洲第一焊接传输线年,成立了日本机器人协会(JIRA,后称JARA)这是第一个全国性的机器人协会。日本机器人协会于1971年成立,是一个自愿组织,即工业机器人对话组织。的座谈改组为日本工业机器人协会(JIRA)于1972年,并且协会1973年正式成立
1973年,Scheinemann在美国Vicarm Inc.开始生产Vicarm /斯坦福臂。斯坦福大学的手臂是一种机械手,它利用触摸和压力传感器的反馈进行小零件组装。斯坦福大学手臂的开发商Scheinman教授成立了Vicarm Inc.,以销售用于工业应用的手臂版本。新手臂由小型计算机控制。
1974年,第一个全电动,微处理器控制的工业机器人,ASEA的IRB 6问世,采用拟人化设计,其手臂运动模仿了人类手臂的运动,有效载荷为6kg,5轴。S1控制器是第一个使用英特尔8位微处理器的控制器。内存容量为16KB。该控制器具有16个数字I / O,并通过16个按键和一个四位LED显示屏进行编程。第一种型号IRB 6是由ASEA首席执行官Curt Nicolin于1972-1973年开发的,并于1973年8月首次进行了展示。Magnussons在Genarp收购了该型号,用于对弯曲的不锈钢管进行打蜡和抛光以90°角。
1978年,可编程通用组装机(PUMA)由Unimation / Vicarm开发;美国,得到了通用汽车的支持,通用汽车公司得出的结论是,组装过程中处理的所有零件中有90%的重量不超过5磅。PUMA适用于小型零件处理流水线机器人的GM规范,该机器人保持了与操作员相同的空间。
1978年,日本山梨大学的牧野宏志(Hiroshi Makino)开发了SCARA-Robot(选择性合规组装机器人手臂)凭借SCARA的平行轴关节布局,该臂在XY方向上有些柔顺,但在“ Z”方向上却是刚性的,因此称为“选择性兼容”。这对于许多类型的组装操作是有利的,即,将圆销插入到圆孔中而没有约束。SCARA的第二个属性是与我们的人手臂相似的关节式双连杆手臂布局,因此常常使用术语“铰接式”。此功能使手臂可以延伸到狭窄区域,然后缩回或“向上折叠”。这对于将零件从一个单元转移到另一个单元或用于封闭的装载/卸载过程站是有利的。1981年,日本的Sankyo Seiki和日本的Hirata推出了SCARA机器人
1992年,奥地利Wittmann推出了用于机器人的CAN-Bus控制“实际上,这些功能能加快机器人工作单元的工作速度,这就是为什么康涅狄格州Torrington的Wittmann机器人和自动化系统公司在18个月前为其所有CNC机器人采用CANbus的原因。销售经理Ken Heyse解释说:威特曼(Wittmann)以前的CNC控制器(所有机器人和外围设备功能都使用一个微处理器)必须顺序执行各种子例程,从而可能会中断机器人的操作;相比之下,CANbus则可以在本地处理数据。以及其他下游设备都在自己的微处理器中处理数据,然后由主控制器协调所有这些工作,在Wittmann的CANbus CNC控制中,所有机器人程序和相关子例程在不同的微处理器上同时运行。Heyse说,这是一个更快的工作单元。”
同样在1998年,瑞典ABB基于洛桑联邦理工学院(EPFL)雷蒙德·克拉维尔(Reymond Clavel)开发的增量机器人开发了FlexPicker,这是世界上最快的拣选机器人。它可使用图像技术,每分钟拾取120个物体,或者以每秒10米的速度拾取和释放。
同样在1998年,瑞士古德尔(Güdel)推出了“ roboLoop”系统,这是唯一的弯轨龙门和移送系统。roboLoop概念使一个或多个机器人托架可以跟踪曲线并在封闭的系统中循环,从而为工厂自动化创造了新的可能性。
同样是1999年,Reis在机器人手臂内引入了集成激光束引导,Reis Robotics获得了通过机器人手臂引导的集成激光束的专利,并推出了RV6L-CO2激光机器人模型。该技术取代了对外部光束导引装置的需求,因此能在高动态且无碰撞轮廓源的情况下将激光与机器人结合使用。
2003,机器人去了火星,火星探索漫游者任务是一项正在进行的机器人太空任务,涉及两个漫游者,精神号和机遇号,探索火星。它始于2003年,派遣了两辆火星车探索火星表面和地质。
2003年,Robocoaster,德国库卡公司首款基于多关节机器人的娱乐机器人。库卡公司是第一家将人与机器人紧密联系的机器人制造商:在Robocoaster机器人中,机器人在空中旋转乘客,这是游乐园和活动的非凡娱乐体验。
2006年,德国库卡推出首台轻型机器人。KUKA轻型机器人的外部结构是与DLR,德国机器人与机电一体化研究所合作开发的,其外部结构由铝制成。它具有7 kg的有效负载能力,并且由于集成了传感器,因此非常灵敏。这使其很适合处理和组装任务。由于它的重量仅为16公斤(第一台机器人重达2吨!),因此它既节能又便携,可以执行各种不同的任务。
2008年,日本发那科推出了一种新型的重型机器人,其有效载荷接近1200千克,Fanuc Robotics产品经理Rich Meyer表示:“ M-2000iA是世界上最大,最坚固的六轴机器人。“它具有超越当今所有其他六轴机器人的最长的距离和最强的手腕。手腕的力量创造了一个记录,但更重要的是,它使我们的客户能够将较大的重物移动很远的距离,并具有最大的稳定性。”
而反观中国机器人市场,我国的机器人起步较晚,经过四十多年的发展,大致发展经历了70年代的萌芽期,80年代的开发期,90年代后的实用化期。60年代初,各国开始研究机器人,但新中国刚成立,经济发展较为滞后,百废待兴,国内多数舆论认为机器人仅仅是为了节省劳动力,而我国劳动力资源丰富,发展机器人不一定符合我国国情,政府对此的资产金额的投入和关注力度并不够,同时,当是根据生产需求自行设计制造的机械手臂,大部分还是用于上下料。
80年代,技术革命的第三次浪潮冲击着全世界,其中机器人技术逐渐被国内重视,我国在“七五”计划中,把机器人列为国家重点科研规划内容。
1985年,蒋新松在获得中科院100余万元拨款后 ,中国第一台水下机器人(海人一号)首航成功,1986年则深海试验成功。
1986年2月21日,我国机器人先驱蔡鹤皋等人,自行设计研制的第一台华宇1型弧焊机器人,并在哈尔滨星光机器厂通过鉴定。
1987年7月,我国成立了第一届智能机器人主题专家组 1988年,中国第一台中型水下机器人瑞康四号投入到正常的使用中 1989年,我国水下机器人首次出口美国 1990年,我国第一台工业机器人通用控制器研制成功 1992年,国产AGV第一次应用于柔性生产线年,中国唯一的机器人技术国家工程研究中心成立 1994年,中国第一台五自由度高压水切割机器人投入到正常的使用中 1994年,我国第一台1000米水下机器人探索者海试成功 1995年,我国第一台6000米水下机器人CR-01海试成功
1995年,中国手台四自由度电焊机器人开发成功,第一条电焊机器人生产线年,自主开发的机器人技术-AGV技术出口韩国。 1997年,具有自主版权的高性能机器人控制器小批量生产。 1997年,我国自主开发的国内第一条机器人冲压自动化线用于一汽大众生产线年,国内手台激光加工机器人开发成功。 1998年,国内首台浇铸机器人正式用来生产。 2000年,机器人技术国家工程研究中心的工业机器人部分产业化为沈阳新松机器人自动化股份有限公司(简称新松)于同年7月10日在沈阳成立,主要是做工业机器人的开发和生产。 从诞生开始,新松就被科技部批准为“国家高技术探讨研究发展计划成果产业化基地”和“国家863计划智能机器人主题产业化基地”。
1991年4月8日成立广州数控设备厂,员工20多人,年产数控系统仅几十台,产值不足200万,1992年8月,自主研发第一套GSK928车床数控系统,1999年广州数控交流伺服研发成功,填补国内空白,2000年正式转制为民营股份制有限公司,2006年,全面贯穿实施ISO9001质量体系,自主创新研发出了工业机器人,随后逐渐形成中档数控系统产业化,成为中国市场主流,确立广州数控、发那科、西门子三足鼎立局面。
2007年,奇瑞汽车设备部下面不到10人的装备制造科,时任奇瑞汽车设备部部长的许礼进打破进口机器人的技术壁垒和市场垄断,8月,埃夫特智能装备有限公司在安徽芜湖正式成立,在与哈尔滨工业大学合作下,2008年9月20日,埃夫特自主研发的国内首台重载165公斤机器人宣告试制成功,“渐展身手”的埃夫特通过实施改制,从奇瑞一家全资子公司转变为混合所有制公司,由自主品牌“撑起”的机器人焊接生产线,一举打破了国外机器人品牌在中国汽车制造领域长达30年的垄断,此后埃夫特还设计出适用于卫浴行业的第一台柔性打磨机器人,填补了国内同类工业机器人空白,目前埃夫特产品已进入韩国、意大利、德国、巴西、南非等海外市场。
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打造并培养了一支经验丰富的工程设计团队,可以自行研制新型产品,不断与国际标准接轨。