工業(yè)機器人的發(fā)展史

1、工業(yè)機器人的發(fā)展史,1956,1956 世界第一家機器人公司成立 美國發(fā)明家喬治德沃爾（george devol）和物理學家約瑟英格柏格（joe engelberger）成立了一家名為unimation的公司，公司名字來自于兩個單詞“universal”和“animation”的縮寫,1959,1959 世界第一臺工業(yè)機器人誕生 1959年，喬治德沃爾和約瑟英格柏格發(fā)明了世界上第一臺工業(yè)機器人，命名為unimate（尤尼梅特），意思是“萬能自動”。英格伯格負責設計機器人的“手”、“腳”、“身體”，即機器人的機械部分和完成操作部分；由德沃爾設計機器人的“頭腦”、“神經系統(tǒng)”、“肌肉系統(tǒng)”，即機器

2、人的控制裝置和驅動裝置。unimate重達兩噸，通過磁鼓上的一個程序來控制。它采用液壓執(zhí)行機構驅動，基座上有一個大機械臂，大臂可繞軸在基座上轉動，大臂上又伸出一個小機械臂，它相對大臂可以伸出或縮回。小臂頂有一個腕子，可繞小臂轉動，進行俯仰和側搖。腕子前頭是手，即操作器。這個機器人的功能和人手臂功能相似。unimate的精確率達1/10000英寸,1961,1961 世界第一臺工業(yè)機器人應用于工業(yè)現(xiàn)場 1961年，unimation公司生產的世界上第一臺工業(yè)機器人在美國特倫頓（新澤西州首府）的通用汽車公司安裝運行。這臺工業(yè)機器人用于生產汽車的門、車窗把柄、換檔旋鈕、燈具固定架，以及汽車內部的其他

3、硬件等。遵照磁鼓上的程序指令，unimate機器人4000磅重的手臂可以按次序堆疊熱壓鑄金屬件。unimate機器人成本耗資65000美元，但unimation公司售價僅為18000美元,1962,1962 世界第一臺圓柱坐標型機器人誕生 1962年，美國機械與鑄造公司（american machine and foundry，amf）制造出世界上第一臺圓柱坐標型工業(yè)機器人，命名為verstran（沃爾薩特蘭），意思是“萬能搬動”。1962年，amf制造的6臺verstran機器人應用于美國坎頓（canton）的福特汽車生產廠,1967,1967 歐洲安裝第一臺工業(yè)機器人 1967年，一臺un

4、imate機器人安裝運行于瑞典的metallverken,uppsland vsby，這是在歐洲安裝運行的第一臺工業(yè)機器人,1969,1969 首臺點焊機器人投入使用 1969年，通用汽車公司在其洛茲敦（lordstown）裝配廠安裝了首臺點焊機器人。unimation機器人大大提高了生產率，90以上的車身焊接作業(yè)可通過機器人來自動完成。只有20%40%的傳統(tǒng)生產廠的焊接工作由人工完成,1969,1969 首臺商業(yè)化應用的噴漆機器人 1969年，挪威trallfa公司提供了第一個商業(yè)化應用的噴漆機器人。在1967年挪威勞動力短缺期間曾使用機器人來噴涂獨輪手推車（wheelbarrows），第一

5、款商用噴漆機器人就由此發(fā)展而來,1969,1969 日本生產出第一臺工業(yè)機器人 1969年，unimation公司的工業(yè)機器人進入日本市場。unimation公司與日本川崎重工（kawasaki heavy industries）簽訂許可協(xié)議，生產unimate機器人專供亞洲市場銷售。川崎把開發(fā)和生產能節(jié)省勞動力的機器人和系統(tǒng)作為一項重要任務來完成，成為日本在工業(yè)機器人領域的先驅。1969年，川崎重工公司成功開發(fā)了kawasaki-unimate2000機器人，這是日本生產的第一臺工業(yè)機器人,1970,1970 國際機器人研討會成立 1970年，在美國芝加哥舉行第一屆美國工業(yè)機器人研討會。一年

6、以后，該研討會升級為國際工業(yè)機器人研討會（international symposium on industrial robots，isir）。舉行國際工業(yè)機器人研討會的目的是給在機器人領域的世界各地的研究人員和工程師提供一個機會以展示他們的作品，并分享自己的想法。1997年，該研討會更名為國際機器人研討會（international symposium on robotics，isr），其中包括服務機器人的技術。 目前，國際機器人研討會（isr）繼續(xù)開展有關機器人的所有科學、技術和產業(yè)發(fā)展的會議議題。研討會的主要目的是加強學術界和產業(yè)界的聯(lián)系?，F(xiàn)在的isr配合國際機器人展每年舉辦一次，由美國

7、、歐洲或亞洲的某個國家機器人協(xié)會主辦,1971,1971 世界第一個國家機器人協(xié)會成立 1971年，日本機器人協(xié)會（japanese robot association）成立。這是世界上第一個國家機器人協(xié)會。日本機器人協(xié)會最初是一個非官方的自發(fā)組織，以開展工業(yè)機器人座談會的形式成立。1972年，工業(yè)機器人座談會改名為日本工業(yè)機器人協(xié)會（japan industrial robot association，jira），1973年正式注冊成立。1994年改為現(xiàn)名：日本機器人協(xié)會（japanese robot association，jara）。日本工業(yè)機器人協(xié)會更名為日本機器人協(xié)會，是因為機器人領

8、域的重大進展導致了對機器人需求的多樣化，機器人由制造業(yè)擴展到非制造業(yè)，例如，核電站、醫(yī)療服務及福利事業(yè)，民用工程及建筑業(yè)以及海洋事業(yè)等方面,1972,1972 世界第一條點焊機器人生產線 1972年，意大利的菲亞特汽車公司（fiat）和日本日產汽車公司（nissan）安裝運行了點焊機器人生產線,1973,1973 世界第一臺機電驅動六軸機器人面世 1973年，第一臺機電驅動的6軸機器人面世。德國庫卡公司（kuka）將其使用的unimate機器人研發(fā)改造成其第一臺產業(yè)機器人，命名為famulus，這是世界上第一臺機電驅動的6軸機器人,1973,1973 世界第一臺安裝有動態(tài)視覺的工業(yè)機器人 19

9、73年，日本日立公司（hitachi）開發(fā)出為混凝土樁行業(yè)使用的自動螺栓連接機器人。這是第一臺安裝有動態(tài)視覺傳感器的工業(yè)機器人。它在移動的同時能夠認識澆鑄模具上螺栓的位置，并且和澆鑄模具的移動同步，完成螺栓擰緊和擰松工作,1973,1973年，全世界在運行中的工業(yè)機器人數(shù)量達到3000臺,3000,1974,1974 世界第一臺小型計算機控制的工業(yè)機器人 1974年，第一臺小型計算機控制的工業(yè)機器人走向市場。1974年，美國辛辛那提米拉克龍（cincinnati milacron）公司的理查德霍恩（richard hohn）開發(fā)出第一臺由小型計算機控制的工業(yè)機器人，命名為t3，即“the to

10、morrow tool”。這是世界上第一次機器人和小型計算機的攜手合作,1974,1974 世界第一臺弧焊機器人投入運行 1974年，第一臺弧焊機器人在日本投入運行。日本川崎重工公司將用于制造川崎摩托車框架的unimate點焊機器人改造成弧焊機器人。同年，川崎還開發(fā)了世界上首款帶精密插入控制功能的機器人，命名為“hi-t-hand”，該機器人還具備觸摸和力學感應功能。這款機器人手腕靈活并帶有力反饋控制系統(tǒng)，因此它可以插入一個約10微米間隙的機械零件,1974,1974 世界第一臺全電力驅動、微處理器控制的工業(yè)機器人誕生 1974年，瑞典通用電機公司（asea，abb公司的前身）開發(fā)出世界上第一

11、臺全電力驅動、由微處理器控制的工業(yè)機器人irb 6。irb 6主要應用于工件的取放和物料的搬運，首臺irb 6運行于瑞典南部的一家小型機械工程公司。irb 6采用仿人化設計，其手臂動作模仿人類的手臂，載重6公斤載荷，5軸。irb 6的s1控制器是第一個使用英特爾8位微處理器，內存容量為16kb?？刂破饔?6個數(shù)字i/o接口，通過16個按鍵編程，并具有四位數(shù)的led顯示屏,1975,1975 世界第一臺直角坐標型工業(yè)機器人誕生 1975年，olivetti公司開發(fā)出直角坐標機器人“西格瑪（sigma）”，它是一個應用于組裝領域的工業(yè)機器人，在意大利的一家組裝廠安裝運行,1975,1975 世界第

12、一臺直角坐標型工業(yè)機器人誕生 1975年，abb公司開發(fā)出一個高達60公斤有效載荷的工業(yè)機器人，命名為irb60。irb60滿足了汽車行業(yè)對有效載荷更大、靈活性更多的需求。irb60首次應用于瑞典薩博汽車車身的焊接。同年，日本日立公司開發(fā)了第一個基于傳感器的弧焊機器人，命名為“mr.aros,1977,1977 首屆恩格柏格機器人獎頒布 1977年，首屆恩格柏格（engelberger）機器人獎頒布。恩格柏格機器人獎是世界上最負盛名的機器人榮譽。該獎項授給那些在機器人產業(yè)的技術開發(fā)、應用領域作出卓越貢獻的個人。每位獲獎者獲得一筆酬金和帶有下面題詞的紀念章，“在為人類服務的機器人科學的進步做出貢

13、獻?！?恩格柏格機器人獎每年由機器人工業(yè)協(xié)會（robotic industries association，ria）授予給世界各地在機器人領域作出杰出貢獻的個人。自1977年首屆恩格柏格機器人獎頒布以來，至今該獎項已授給世界上17個不同國家的114名杰出個人,1978,1978 工業(yè)機器人技術完全成熟 1978年，美國unimation公司推出通用工業(yè)機器人（programmable universal machine for assembly，puma），應用于通用汽車裝配線，這標志著工業(yè)機器人技術已經完全成熟。puma至今仍然工作在工廠第一線,1978,1978 世界第一臺scara工業(yè)機

14、器人誕生 1978年，日本山梨大學（university of yamanashi）的牧野洋（hiroshi makino）發(fā)明了選擇順應性裝配機器手臂（selective compliance assembly robot arm，scara）。scara機器人具有四個軸和四個運動自由度（包括x、y、z方向的平動自由度和繞z軸的轉動自由度）。scara系統(tǒng)在x、y方向上具有順從性，而在z軸方向具有良好的剛度，此特性特別適合于裝配工作。scara的另一個特點是其串接的兩桿結構，類似人的手臂，可以伸進有限空間中作業(yè)然后收回，適合于搬動和取放物件，如集成電路板等,1978,1978 世界首款擁有獨

15、立控制系統(tǒng)的工業(yè)機器人 1978年，德國徠斯（reis）機器人公司開發(fā)了首款擁有獨立控制系統(tǒng)的六軸機器人re15。re15機器人首次在德國杜塞爾多夫（duesseldorf）舉辦的國際鑄造貿易博覽會（gifa）上展示,1979,1979 世界第一臺電機驅動的工業(yè)機器人 1979年，日本不二越株式會社（nachi）研制出第一臺電機驅動的機器人。這臺電機驅動的點焊機器人開創(chuàng)了電力驅動機器人的新紀元，從此告別液壓驅動機器人時代,1981,1981 世界第一臺直接驅動機器人手臂 1981年，美國卡內基梅隆大學的takeo kanade設計開發(fā)出世界上第一個直接驅動機器人手臂（direct drive

16、robotic arms）。直接驅動機器人手臂在當時是設計最好的機械臂，因為它免去了電機和負荷之間的傳輸機械機構，因而不會出現(xiàn)由于使用減速器和鉸鏈而產生的不平滑運動，機械手臂可以自由、平穩(wěn)地移動，滿足機器人完成高速精密的動作。該機器人手臂的設計完成于1981年，但幾年以后才成功獲得專利。takeo kanade于1989-1993年在卡內基梅隆大學任職期間，還創(chuàng)立了世界上第一個有關機器人的博士課程,1981,1981 世界第一臺龍門式工業(yè)機器人 1981年，美國par systems公司推出第一臺龍門式工業(yè)機器人。龍門式機器人的運動范圍比基座機器人（pedestal robots）大很多，可取

17、代多臺機器人（2010年，par systems公司迎來50周年慶,1973,1983年，全世界在運行的工業(yè)機器人數(shù)量約達6.6萬臺,66000,1984,1984 世界第一臺直接驅動scara工業(yè)機器人 1984年，美國adept technology公司開發(fā)出第一臺直接驅動的選擇順應性裝配機器手臂（scara），命名為adeptone。直接驅動是adeptone機器人的最主要特點，adeptone的電力驅動馬達和機器手臂直接連接，省去了中間齒輪或鏈條系統(tǒng)。由于消除了存在于傳統(tǒng)間接驅動方式中的機械間隙摩擦及低剛度等不利因素，從而簡化精練了控制模型，提高了伺服剛度及響應速度，因此，adepto

18、ne機器人能顯著提高機器人合成速度及定位精度,1984,1984 當時世界速度最快的裝配機器人 1984年，瑞典abb公司生產出當時速度最快的裝配機器人，irb 1000。irb 1000是一個配備了垂直手臂的鐘擺式機器人。irb 1000機器人工作的時候，不需要來回移動就可以快速地要穿越整個較大面積的工作范圍。irb 1000機器人的速度比傳統(tǒng)的手臂機器人快50%以上,1985,1985 世界第一款z型機器人手臂 1985年，德國庫卡公司（kuka）開發(fā)出一款新的z形機器人手臂，它的設計摒棄了傳統(tǒng)的平行四邊形造型。該z形機器人手臂可實現(xiàn)3個平移運動和3個旋轉運動共6個自由度的運動維度，可大大

19、節(jié)省制造工廠的場地空間,1987,1987 國際機器人聯(lián)合會成立 1987年，國際機器人聯(lián)合會（international federation of robotics，ifr）成立。在1987年舉辦的第17屆國際工業(yè)機器人研討會上，來自15個國家的機器人組織成立了國際機器人聯(lián)合會（ifr）。ifr是一個非營利性的專業(yè)化組織，以推動機器人領域里的研究、開發(fā)、應用和國際合作為己任，在與機器人技術相關的活動中已成為一個重要的國際組織。ifr的主要活動包括：對全世界機器人技術的使用情況進行調查、研究和統(tǒng)計分析，提供主要數(shù)據(jù)；主辦年度國際機器人研討會；協(xié)作制定國際標準；鼓勵新興機器人技術領域里的研究與

20、開發(fā)；與其他的國家或國際組織建立聯(lián)系并開展積極合作；通過與制造商、用戶、大學和其他有關組織的合作，促進機器人技術的應用和傳播,1988,1988 第一份全球工業(yè)機器人統(tǒng)計報告發(fā)布 1988年，國際機器人聯(lián)合會（ifr）發(fā)布第一份全球工業(yè)機器人統(tǒng)計報告,1989,1989 第一份全球工業(yè)機器人統(tǒng)計報告發(fā)布 1989年，unimation公司出售給史陶比爾（stubli）公司,1992,1992 世界第一款開放式控制系統(tǒng)推出 1992年，瑞典abb公司推出一個開放式控制系統(tǒng)（s4）。s4控制器的設計，改善了人機界面并提升了機器人的技術性能,1992,1992 世界第一臺delta機器人投入使用 1

21、992年，瑞士的demaurex公司出售其第一臺應用于包裝領域的三角洲機器人（delta robot）給羅蘭公司（roland）。三角洲機器人是一個并聯(lián)的手臂機器人，由洛桑聯(lián)邦理工學院（洛桑聯(lián)邦理工大學）（federal institute of technology of lausanne，epfl）的reymond clavel教授發(fā)明的。三角洲機器人的基座安裝在工作平臺上，從基座延伸出3個互相連接的機器人手臂。這些機器人手臂的兩端連接到一個小三角平臺上，機器人手臂將沿x，y或z方向的三角平臺移動。最初，瑞士demaurex公司購買三角洲機器人許可證并生產，主要應用于包裝行業(yè)，目前三角洲機

22、器人廣泛應用于包裝工業(yè)、醫(yī)療和制藥行業(yè)等,1996,1996 世界第一臺基于個人計算機的機器人機器人控制系統(tǒng)問世 1996年，德國庫卡公司（kuka）開發(fā)出第一臺基于個人計算機的機器人控制系統(tǒng)。該機器人控制系統(tǒng)配置有一個集成的6d鼠標的控制面板，操縱鼠標，便可實時控制機械手臂的運動,1998,1998 當時世界速度最快的delta機器人 1998年，瑞典abb公司開發(fā)出靈手（flexpicke）機器人，它是當時世界上速度最快的采摘機器人。靈手（flexpicke）是在洛桑聯(lián)邦理工學院（epfl）reymond clavel教授發(fā)明的三角洲機器人的基礎上開發(fā)出來的。利用圖像技術，靈手（flexp

23、icke）每分鐘能采摘120樣物件、能以每秒10米的速度釋放物件,1998,1998 世界唯一的弧形軌道運行機器人系統(tǒng) 1998年，瑞士gdel公司開發(fā)出“roboloop”系統(tǒng)，這是當時世界上唯一的弧形軌道龍門吊和傳輸系統(tǒng)。roboloop概念使一個或多個搬運機器人能夠在一個封閉的系統(tǒng)內沿著弧形軌道循環(huán)操作，從而為工廠自動化創(chuàng)造了可能,1999,1999 機器人手臂內引入集成激光束指導系統(tǒng) 1999年，德國徠斯（reis）機器人公司在機器人手臂內引入集成激光束指導系統(tǒng)。徠斯（reis）機器人公司在機器人手臂內安裝獲得專利的集成激光束指導系統(tǒng)并開發(fā)出rv6l-co2激光機器人原型。該技術取代了

24、需要外部的光束引導裝置，從而使機器人能夠使用激光在高動態(tài)工況下沒有碰撞地完成操作,2002,2002 第一份全球工業(yè)機器人統(tǒng)計報告發(fā)布 2002年，徠斯（reis）機器人使工人和機器人之間實現(xiàn)了直接互動,2003,2003 機器人參與火星探險計劃 2003年，機器人參與火星探險計劃?；鹦翘綔y使命是一個正在進行的探索火星的太空任務。兩臺漫游者機器人于2003年開始探索火星表面和地質任務,2003,2003 世界第一臺娛樂機器人誕生 2003年，德國庫卡公司（kuka）開發(fā)出第一臺娛樂機器人robocoaster。庫卡是第一個使人與機器人實現(xiàn)密切接觸的機器人制造商，robocoaster機器人允許

25、乘客坐在其內部在空中旋轉，這是現(xiàn)代游樂園空中旋轉機器的最初原型,2003,2003年，全世界在運行中的工業(yè)機器人數(shù)量達到80萬臺,800,000,2004,2004 當時世界最強機器人大腦誕生 2004年，日本安川（motoman）機器人公司開發(fā)了改進的機器人控制系統(tǒng)（nx100），它能夠同步控制四臺機器人，可達38軸。nx100機器人控制系統(tǒng)的示教編程有觸摸屏顯示并采用基于windowsce的操作系統(tǒng),2005,2005 機器人與自動化發(fā)明與創(chuàng)業(yè)獎設立 2005年，機器人與自動化的發(fā)明與創(chuàng)業(yè)獎（invention and entrepreneurship in robotics and au

26、tomation award，iera award）設立。2005年，ieee機器人與自動化學會（ieee/ras）和國際機器人聯(lián)合會（ifr）同意共同贊助設立機器人與自動化的發(fā)明與創(chuàng)業(yè)獎（iera award）。設立iera award的目的在于表彰機器人領域的突出成就，凡是有創(chuàng)新理念的發(fā)明者及將這些理念轉化為世界級先進產品的企業(yè)都可以申請此獎項。同時，iera award還鼓勵機器人科學和機器人產業(yè)之間的合作,2006,2006 世界第一款無線示教器 2006年，意大利柯馬公司（comau）推出了第一款無線示教器（wireless teach pendant，witp）。witp是在工業(yè)機

27、器人無線技術的第一大應用?？埋R的無線示教器中的所有傳統(tǒng)數(shù)據(jù)交互和機器人編程能由線纜連接到控制柜無限制地執(zhí)行，同時保證絕對安全,2007,2007 當時世界上最快的焊接機器人 2007年，日本安川（motoman）機器人公司推出超高速弧焊機器人，降低了15的周期時間，這是當時最快的焊接機器人,2007,2007 當時世界上大載荷重型機器人 2007年，德國庫卡公司（kuka）推出了1000公斤有效載荷的遠距離機器人和重型機器人，它大大擴展了工業(yè)機器人的應用范圍,2008,2008 當時世界上大載荷重型機器人 2008年，日本發(fā)那科（fanuc）公司推出了一個新的重型機器人m-2000ia，其有效

28、載荷約達1200公斤。m-2000ia系列是世界上規(guī)模最大、實力最強的六軸機器人，可搬運超重物體，它有兩種型號，分別為一次可舉起900公斤重物的m-2000ia/900l和一次可舉起1200公斤重的m-2000ia/1200，能夠做到更快、更穩(wěn)、更精確地移動大型部件。作為發(fā)那科公司的成熟產品全電動伺服驅動m系列機器人的發(fā)展，m-2000ia機器人專門為重型大型工件而量身定制。當需要處理超重部件，如機床組裝、車身定位時，m-2000ia機器人可實現(xiàn)安全快捷的安置，能代替起重機、運輸班車、龍門吊工作,2009,2009 當時世界上最小多用途機器人 2009年，瑞典abb公司推出了世界上最小的多用途工業(yè)機器人irb120。irb 120是abb機器人部于2009年9月推出的最小機器人和速度最快的六軸機器人，是由abb（中國）機器人研發(fā)團隊首次自主研發(fā)的一款新型機器人。irb120僅重25公斤，荷重3公斤（垂直腕為4公斤），工作范圍達580毫米，irb120的問世使abb新型第四代機器人產品系列得到進一步延伸，其卓越的經濟性與可靠性，具有低投資、高產出的優(yōu)勢,2010,2010 貨架式機器人 2010年，德國庫卡公司（kuka）推出了一系列新的貨架式機器人（quantec），該系列機器人擁有kr c4機器人控制器。kr c4是一款集機器人控制、運動控制、邏輯控制和過程控制于一體的控