机器人的发展

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1、工业机器人的发展一、机器人发展历程1. 国外机器人发展历史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 30 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。进入 80 年代之后，美国政府和企业界才对机器人真正重视起来，政策上也 有所体现，一方面鼓励工业界发展和应用机器人，另一方面制订计划、提高投资， 增加机器人的研究经费，使美国的机器人迅速发展。80 年代中后期，随着应用机器人的技术日臻成熟，第一代机器人的技术性 能越来越满足不了实际需要，美国开始生产带有视觉、力觉的第二代机器人，并 很快占领

2、了美国 60的机器人市场。 美国的机器人技术在国际上仍一直处于领先地位。其技术全面、先进，适应性也 很强。具体表现在：（1）性能可靠，功能全面，精确度高；（2）机器人语言研究发展较快，语言类型多、应用广，水平高居世界之首；（3）智能技术发展快，其视觉、触觉等人工智能技术已在航天、汽车工业中 广泛应用；（4）高智能、高难度的军用机器人、太空机器人等发展迅速，主要用于扫雷、 布雷、侦察、站岗及太空探测方面。法国不仅在机器人拥有量上居于世界前列，而且在机器人应用水平和应用范围上 处于世界先进水平。法国机器人的发展比较顺利，主要原因是通过政府大力支持的研究计划，建 立起一个完整的科学技术体系。即由政府

3、组织一些机器人基础技术方面的研究项 目，而由工业界支持开展应用和开发方面的工作，两者相辅相成，使机器人在法 国企业界很快发展和普及.德国工业机器人的总数占世界第三位，仅次于日本和美国。这里所说的德国， 主要指的是原联邦德国。它比英国和瑞典引进机器人大约晚了五六年。德国的社 会环境是有利于机器人工业发展的。因为战争，导致劳动力短缺，以及国民技术 水平高，都是实现使用机器人的有利条件。到了70 年代中后期，政府采用行政 手段为机器人的推广开辟道路；在改善劳动条件计划中规定，对于一些有危险、 有毒、有害的工作岗位，必须以机器人来代替普通人的劳动。这个计划为机器人 的应用开拓了广泛的市场，并推动了工业

4、机器人技术的发展。与此同时，德国看到了机器人等先进自动化技术对工业生产的作用，提出了 1985 年以后要向高级的、带感觉的智能型机器人转移的目标。经过近十年的努 力，其智能机器人的研究和应用方面在世界上处于公认的领先地位。在前苏联（主要是在俄罗斯），从理论和实践上探讨机器人技术是从 50 年代 后半期开始的。到了50 年代后期开始了机器人样机的研究工作。1968 年成功地 试制出一台深水作业机器人。1971 年研制出工厂用的万能机器人。早在前苏联 第九个五年计划（1970 年一 1975年）开始时，就把发展机器人列入国家科学技 术发展纲领之中。到 1975 年，已研制出 30 个型号的 120

5、 台机器人，经过 20 年 的努力，前苏联的机器人在数量、质量水乎上均处于世界前列地位。日本在 60 年代末正处于经济高度发展时期，年增长率达 11。并于 1968 年试制出第一台川崎的“尤尼曼特”机器人。正是由于日本当时劳动力显著不足，机器人在企业里受到了 “救世主”般的 欢迎。这样的环境，使日本机器人产业迅速发展起来，经过短短的十几年，到 80 年代中期，已一跃而为“机器人王国”，其机器人的产量和安装的台数在国际 上跃居首位。2.中国机器人发展历史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

6、多年的发展已 经初具规模。目前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。我国已在“七五”计划中把机器人列人国家重点科研规划内容，拨巨款在沈阳 建立了全国第一个机器人研究示范工程，全面展开了

7、机器人基础理论与基础元器 件研究。十几年来，相继研制出示教再现型的搬运、点焊、弧焊、喷漆、装配等 门类齐全的工业机器人及水下作业、军用和特种机器人。目前，示教再现型机器 人技术已基本成熟，并在工厂中推广应用。我国自行生产的机器人喷漆流水线在 长春第一汽车厂及东风汽车厂投入运行。1986 年 3 月开始的国家 863 高科技发 展规划已列入研究、开发智能机器人的内容。我国的工业机器人研制虽然起步晚，但是有着广大的市场潜力，有着众多的 人才和资源基础。在十一五规划纲要等国家政策的鼓励支持下，在市场经济和国 际竞争愈演愈烈的未来，我们一定能够完全自主制造出自己的工业机器人，并且 将工业机器人推广应用

8、到制造与非制造等广大的行业中，提高我国劳动力成本， 提高我国企业的生产效率和国际竞争力，从整体上提高我国社会生产的安全高 效，为实现伟大祖国的复兴贡献力量。二、机器人发展现状据美国电气和电子工程师协会（IEEE）统计，至2008年底，世界各地已经 部署了 100 万台各种工业机器人。其中，日本机器人数量据世界首位。他们的算法基于制造工人与机器人的比例，即每万名工人拥有多少台制造机 器人。其中日本的工业机器人密度达到了世界平均水平的 10 倍，也比排在第二 位的新加坡多出了一倍。其中日本每万名工人拥有 295 台工业机器人，新加坡 169 台，韩国164 台，德国 163 台。虽然排在前三位的国

9、家都在亚洲，不过欧洲 却是世界上工业机器人密度最大的地区。欧洲国家工业机器人密度为每万名工人 50 台，美洲为平均 31 台，亚洲平均 27 台。我国的智能机器人和特种机器人在“863”计划的支持下，也取得了不少成果。 其中最为突出的是水下机器人，6000 米水下无缆机器人的成果居世界领先水平， 还开发出直接遥控机器人、双臂协调控制机器人、爬壁机器人、管道机器人等机 种；在机器人视觉、力觉、触觉、声觉等基础技术的开发应用上开展了不少工作， 有了一定的发展基础。但是在多传感器信息融合控制技术、遥控加局部自主系统 遥控机器人、智能装配机器人、机器人化机械等的开发应用方面则刚刚起步，与 国外先进水平

10、差距较大，需要在原有成绩的基础上，有重点地系统攻关，才能形 成系统配套可供实用的技术和产品，以期在“十五”后期立于世界先进行列之中。三、机器人发展未来前景在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流 及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使 用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量 的工伤事故。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器 人的普及是实现自动化生产，提高社会生产效率，推动企业和社会生产力发展的 有效手段。机器人技术是具有前瞻性、战略性的高技术领域。国际电气电子工程师协会 IEEE 的

11、科学家在对未来科技发展方向进行预测中提出了 4 个重点发展方向，机 器人技术就是其中之一。1990 年 10 月，国际机器人工业人士在丹麦首都哥本哈根召开了一次工业机 器人国际标准大会，并在这次大会上通过了一个文件，把工业机器人分为四类： 顺序型。这类机器人拥有规定的程序动作控制系统；沿轨迹作业型。这类机 器人执行某种移动作业，如焊接。喷漆等；远距作业型。比如在月球上自动工 作的机器人；智能型。这类机器人具有感知、适应及思维和人机通信机能。日本工业机器人产业早在上世纪 90 年代就已经普及了第一和第二类工业机 器人，并达到了其工业机器人发展史的鼎盛时期。而今已在第发展三、四类工业 机器人的路上

12、取得了举世瞩目的成就。日本下一代机器人发展重点有：低成本技 术、高速化技术、小型和轻量化技术、提高可靠性技术、计算机控制技术、网络 化技术、高精度化技术、视觉和触觉等传感器技术等。根据日本政府 2007 年指定的一份计划，日本 2050 年工业机器人产业规模将 达到 1.4 兆日元，拥有百万工业机器人。按照一个工业机器人等价于 10 个劳动 力的标准，百万工业机器人相当于千万劳动力，是目前日本全部劳动人口的 15%。一个国家要引入高技术并将其转移为产业技术(产业化)，必须具备 5个要 素即 5M:Machine/Materials/Manpower/Management/Market。和有着机

13、器人王国 之称的日本相比，我国有着截然不同的基本国情，那就是人口多，劳动力过剩。 刺激日本发展工业机器人的根本动力就在于要解决劳动力严重短缺的问题。所 以，我国工业机器人起步晚发展缓。但是正如前所述，广泛使用机器人是实现工 业自动化，提高社会生产效率的一种十分重要的途径。我国正在努力发展工业机 器人产业，引进国外技术和设备，培养人才，打开市场。日本工业机器人产业的 辉煌得益于本国政府的鼓励政策，我国在十一五纲要中也体现出了对发参考文献：王握文.世界机器人发展历程J.国防科技,2001, (01)陈爱珍.日本工业机器人的发展历史及现状J.机械工程师,2008, (07)陈爱珍.国内外机器人的发展现状J.机械工程师,2008, (07)陈佩云.日本振兴工业机器人的政策J.机器人技术与应用，1994, (01)陈佩云.我国工业机器人技术发展的历史现状与展望J.机器人技术与应用, 1994, (02)6 李红. 日本的工业机器人为什么发展特别快 J . 机器人技术与应用 , 1995, (02)7 吕学诗.工业机器人在生产和生活中的应用J.机械制造,1980, (07) 顾振宇.全球工业机器人产业现状与趋势J.机电一体化,2006, (02)刘进长.日本工业机器人协会J.机器人技术与应用，1994, (01)10李湘洲等.机器人趣谈M.北京：新时代出版社2000.1