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工業(yè)機器人歷史及特點

歷史沿革已知最早的工業(yè)機器人，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件和動力由單個電動機。運動五軸是可能的，包括搶而搶旋轉(zhuǎn)。自動化是用穿孔紙帶通電螺線管，這將有利于起重機的控制桿的運動來實現(xiàn)的。該機器人可以在預(yù)先設(shè)定的圖案疊積木。需要為每個所需的運動馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)，第一次繪制在坐標(biāo)紙上。然后這個信息被轉(zhuǎn)移到紙帶上，從而也推動了機器人的單個馬達(dá)。1997，克里斯舒特建造的機器人的完整副本。喬治·迪沃申請了第一個機器人的專利在1954年（1961年授予）。制作機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機器人也被稱為可編程移機，因為一開始他們的主要用途是從一個點傳遞對象到另一個，不到十英尺左右分開。他們用液壓執(zhí)行機構(gòu)，并編入關(guān)節(jié) 坐標(biāo)，即在一個教學(xué)階段進(jìn)行存儲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。一段時間以來UnimaTIon唯一的競爭對手是美國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，幾個大財團的日本開始生產(chǎn)類似的工業(yè)機器人。 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，6軸多關(guān)節(jié)型機器人的設(shè)計允許一個手臂的解決方案。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器人更復(fù)雜的應(yīng) 用，如裝配和焊接。沙因曼則設(shè)計了第二臂的MIT 人工智能實驗室，被稱為麻省理工學(xué)院的手臂。沙因曼，接收獎學(xué)金從Unimation發(fā)展他的設(shè)計后，賣給那些設(shè)計以Unimation誰進(jìn)一步發(fā)展他們的支持，通用汽車公司，后來它上市的可編程的通用機裝配（PUMA）。工業(yè)機器人在歐洲起飛相當(dāng)快，既ABB機器人和庫卡機器人帶來機器人市場在1973年ABB機器人（原ASEA）推出IRB 6，世界上首位市售全電動微型處理器控制的機器人。前兩個IRB 6機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，庫卡機器人建立了自己的第一個機器人，被稱為FAMULUS，也1第一關(guān)節(jié)機器人具有6機電驅(qū)動軸。在機器人技術(shù)在20世紀(jì)70年代后期，許多美國公司的興趣增加進(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機器人與FANUC日本LTD）。美國創(chuàng)業(yè)公司包括Automatix和嫻熟技術(shù)，公司在機器人熱潮在1984年的高度，Unimation收購了西屋電氣公司 107萬美元。西屋出售Unimation以史陶比爾法韋日SCA的法國于1988年，還在進(jìn)行關(guān)節(jié)型機器人用于一般工業(yè)和潔凈室應(yīng)用，甚至買的機器人事業(yè)部，博世于2004年底。只有少數(shù)的非日本公司管理，最終在這個市場中生存，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，在德國公司的KUKA機器人與意大利公司柯馬。［1］主要特點戴沃爾提出的工業(yè)機器人有以下特點：將數(shù)控機床的伺服軸與遙控操縱器的連桿機構(gòu)聯(lián)接在一起，預(yù)先設(shè)定的機械手動作經(jīng)編程輸入后，系統(tǒng)就可以離開人的輔助而獨立運行。這種機器人還可以接受示教而完成各種簡單的重復(fù)動作，示教過程中，機械手可依次通過工作任務(wù)的各個位置，這些位置序列全部記錄在存儲器內(nèi)，任務(wù)的執(zhí)行過程中，機器人的各個關(guān)節(jié)在伺服驅(qū)動下依次再現(xiàn)上述位置，故這種機器人的主要技術(shù)功能被稱為可編程和示教再現(xiàn)。 1962年美國推出的一些工業(yè)機器人的控制方式與數(shù)控機床大致相似，但外形主要由類似人的手和臂組成。后來，出現(xiàn)了具有視覺傳感器的、能識別與定位的工業(yè)機器人系統(tǒng)。工業(yè)機器人最顯著的特點有以下幾個：（1）可編程。生產(chǎn)自動化的進(jìn)一步發(fā)展是柔性啟動化。工業(yè)機器人可隨其工作環(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程中能發(fā)揮很好的功用，是柔性制造系統(tǒng)中的一個重要組成部分。（2）擬人化。工業(yè)機器人在機械結(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、視覺傳感器、聲覺傳感器、語言功能等。傳感器提高了工業(yè)機器人對周圍環(huán)境的自適應(yīng)能力。（3）通用性。除了專門設(shè)計的專用的工業(yè)機器人外，一般工業(yè)機器人在執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)時具有較好的通用性。比如，更換工業(yè)機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)機器技術(shù)涉及的學(xué)科相當(dāng)廣泛，歸納起來是機械學(xué)和微電子學(xué)的結(jié)合-機電一體化技術(shù)。第三代智能機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、語言理解能力、圖像識別能力、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，特別是計算機技術(shù)的應(yīng)用密切相關(guān)。因此，機器人技術(shù)的發(fā)展必將帶動其他技術(shù)的發(fā)展，機器人技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用水平也可以驗證一個國家科學(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、具有較強的對作業(yè)環(huán)境的自適應(yīng)能力的方向發(fā)展。當(dāng)前，對全球機器人技術(shù)的發(fā)展最有影響的國家是美國和日本。美國在工業(yè)機器人技術(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)機器人集精密化、柔性化、智能化、軟件應(yīng)用開發(fā)等先進(jìn)制造技術(shù)于一體，通過對過程實施檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，實現(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)自動化水平的最高體現(xiàn)。（2）技術(shù)升級工業(yè)機器人與自動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，是繼動力機械、計算機之后，出現(xiàn)的全面延伸人的體力和智力的新一代生產(chǎn)工具，是實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)字化、自動化、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)機器人與自動化成套裝備是生產(chǎn)過程的關(guān)鍵設(shè)備，可用于制造、安裝、檢測、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)綜合性強工業(yè)機器人與自動化成套技術(shù)，集中并融合了多項學(xué)科，涉及多項技術(shù)領(lǐng)域，包括工業(yè)機器人控制技術(shù)、機器人動力學(xué)及仿真、機器人構(gòu)建有限元分析、激光加工技術(shù)、模塊化程序設(shè)計、智能測量、建模加工一體化、工廠自動化以及精細(xì)物流等先進(jìn)制造技術(shù)，技術(shù)綜合性強。

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