工业机器人的发展
时间:2016-01-01 16:14 来源:自动控制网
| 1. 全球机器人的发展状况 1954年,美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念, 并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节, 利用人手对机器人进行动作示教, 机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人, 现有的机器人差不多都采用这种控制方式。 1958年, 被誉为“工业机器人之父”的Joseph F.Engel Berger创建了世界上第一个机器人公司——Unimation(Universal Automation)公司, 并参与设计了第一台Unimate 机器人, 如图1.11所示。这是一台用于压铸作业的五轴液压驱动机器人, 手臂的控制由一台专用计算机完成。它采用分离式固体数控元件, 并装有存储信息的磁鼓, 能够记忆完成180个工作步骤。与此同时, 另一家美国公司——AMF公司也开始研制工业机器人, 即Versatran(Versatile Transfer)机器人, 如图1.12所示。 它主要用于机器之间的物料运输, 采用液压驱动。 该机器人的手臂可以绕底座回转, 沿垂直方向升降, 也可以沿半径方向伸缩。一般认为, Unimate和Versatran是世界上最早的工业机器人。这两种工业机器人的控制方式与数控机床大致相似, 但外形特征迥异, 主要由类似人的手和臂组成。  图 1 Unimate机器人  图 2 Versatran机器人 表1 工业机器人的发展历史   2. 我国工业机器人的发展状况 我国工业机器人起步于20世纪70年代初期, 经过30多年的发展, 大致经历了3个阶段: 70年代的萌芽期, 80年代的开发期和90年代的适用化期。 20世纪70年代是世界科技发展的一个里程碑: 人类登上了月球, 实现了金星、 火星的软着陆。我国也发射了人造卫星。世界范围内工业机器人的应用掀起了一个高潮,尤其在日本发展更为迅猛, 它补充了日益短缺的劳动力。在这种背景下, 我国于1972年开始研制自己的工业机器人。从20世纪90年代初期起, 我国的国民经济进入实现两个根本转变时期, 掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮。 我国的工业机器人又在实践中迈进了一大步, 先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装、码垛等各种用途的工业机器人, 并实施了一批机器人应用工程, 形成了一批机器人产业化基地, 为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。 目前我国机器人研究的主要内容如下： 1) 示教再现型工业机器人产业化技术研究 这些研究主要包括: 关节式、侧喷式、顶喷式、龙门式喷涂机器人产品的标准化、通用化、模块化、系列化设计；柔性仿形喷涂机器人开发；焊接机器人产品的标准化、通用化、 模块化、系列化设计；弧焊机器人用激光视觉焊缝跟踪装置的开发；焊接机器人的离线示教编程及工作站系统动态仿真；电子行业用装配机器人产品标准化、通用化、模块化、系列化设计； 批量生产机器人所需的专用制造、装配、测试设备和工具的研究开发。 2) 智能机器人开发研究 这些研究主要包括： 遥控加局部自主系统构成和控制策略研究；智能移动机器人的导航和定位技术研究；面向遥控机器人的虚拟现实系统；人机交互环境建模系统； 基于计算机屏幕的多机器人遥控技术。 3) 机器人化机械研究开发 这些研究开发主要包括： 并联机构机床(VMT)与机器人化加工中心(RMC)开发研究； 机器人化无人值守和具有自适应能力的多机遥控操作的大型散料输送设备。 4) 以机器人为基础的重组装配系统 这些系统主要包括：开放式模块化装配机器人；面向机器人装配的设计技术；机器人柔性装配系统设计技术；重构机器人柔性装配系统设计技术；装配力觉、 视觉技术；智能装配策略及其控制技术。 5) 多传感器信息融合与配置技术 该技术主要包括：机器人的传感器配置和融合技术在水泥生产过程控制和污水处理自动控制系统中的应用； 机电一体化智能传感器的设计应用。 |
