机器人技术的发展,是经济社会向前发展的结果,是为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术,它的发展归功于在第二次世界大战中,各国加强了经济的投入,就加强了本国的经济的发展。
另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果,也是人类自身发展的必然结果,那么人类的发展随着人们这种社会发展的情况,人们越来越不断探讨自然过程中,在改造自然过程中,认识自然过程中,实现人们对不可达世界的认识和改造,这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。
1、瑞典ABB Robotics公司 —— IRB6机器人(国外)
ABB公司是世界上最大的机器人制造公司。1974年,ABB公司研发了全球第一台全电控式工业机器人-IRB6,主要应用于工件的取放和物料的搬运。1975年,生产出第一台焊接机器人。到1980年兼并Trallfa饮用水净化器喷漆机器人公司后,机器人产品趋于完备。ABB公司制造的工业机 器人广泛应用在焊接、装配、铸造、密封涂胶、材料处理、包装、喷漆、水切割等领域。
2、日本安川电机公司(国外)
安川电机(Yaskawa Electric Co.),自1977安川电机年研制出第一台全电动工业机器人以来,已有28工艺相框年的机器人研发生产的历史,其核心的工业机器人产品包括:点焊和弧焊机器人、油漆和处理机器人、LCD玻璃板传输机器人和半导体晶片传输机器人等。是将工业机器人应用到半导体生产领域的最早的厂商之一。
3、日本FANUC公司(国外)
FANUC公司的前身致力于数控设备和伺服系统的研制和生产其最新开发的工业机器人产品有:
(1)R-2000iA系列多功能智能机器人。具有独特的视觉和压力传感器功能,可以将随意堆放的工件检起,并完成装配。
白酒瓶盖
(2)Y4400LDiA高功率LD YAG激光机器人。拥有4.4千瓦LD YAG激光振荡器,具有更高的效率和可靠性。
4、德国KUKA Roboter Gmbh公司(国外)
KUKA Roboter Gmbh公司位于德国奥格斯堡,是世界几家顶级工业机器人制造商之一,1973年研制开发了KUKA的第一台工业机器人。该公司工业机器人年产量接近1万台,至今已在全球安装了6万台工业机器人。这些机器人广泛应用在仪器、汽车、航天、食品、制药、医学、铸造、塑料等工业上。主要应用材料处理、机床装料、装配、包装、堆垛、焊接、表面修整等领域。
5、意大利COMAU公司(国外)
COMAU公司从1978年开始研制和生产工业机器人,至今已有25年的历史。获得ISO9001、ISO14000以及福特公司的Q1认证。其机器人产品包括Smart系列多功能机器人和MAST系列龙门焊接机器人,广泛用于汽车制造、铸造、家具、食品、化工、航天、印刷等行业。
6、首钢莫托曼机器人有限公司(国内)
首钢莫托曼机器人有限公司由中国首钢总公司、日本株式会社安川电机和日本岩谷产业株式会社共同投资组建,三方出资比例分别为45%、43%和12%,引进日本株式会社安川电机最新UP系列机器人生产技术生产“SG-MOTOMAN”机器人,并设计制造应用于汽车、摩托车、工程机械、化工等行业的焊接、喷漆、装配、研磨、切割和搬运等领域的机器人、机器人工作站等。是目前国内最大、最先进的机器人生产基地。
7、中国新松机器自动化股份有限公司(国外)
沈阳新松机器人自动化股份有限公司由中国科学院沈阳自动化所为主发起人投资组建的高技术公司。是“机器人国家工程研究中心”、“国家八六三计划智能机器人主题产业化基地”、“国家高技术研究发展计划成果产业化基地”、“国家高技术研究发展计划成果产业化基地”。该公司在国内率先通过ISO9001国际质量保证体系认证的机器人企业,并在《福布斯》2005年最新发布的"中国潜力100榜"上名列第48位。其产品包括:rh6弧焊机器人、rd120点焊机器人及水切割、激光加工、排险、浇注等特种机器人。
2、国内外机器人的应用
研制机器人的最初目的是为了帮助人们摆脱繁重劳动或简单的重复劳动,以及替代人到有辐射等危险环境中进行作业,因此机器人最早在汽车制造业和核工业领域得以应用。随着机器人技术的不断发展,工业领域的焊接、喷漆、搬运、装配、铸造等场合,己经开始大量使用机器人。另外在军事、海洋探测、航天、医疗、农业、林业甚到服务娱乐行业,也都开始使用机器人。从机器人的用途来分,可以分为两大类:军用机器人和民用机器人。 军用机器人主要用于军事上代替或辅助军队进行作战、侦察、探险等工作。根据不同的作战空间可分为地面军用机器人、空中军用机器人(即无人飞行机)、水下军用机器人和空间军用机器人等。军用机器人的控制方式一般有自主操控式、半自主操控式、遥控式等多种方式。
在民用机器人中,各种生产制造领域中的工业机器人在数量上占绝对多数,成为机器人家族中的主力军;其它各种种类的机器人也开始在不同的领域得到研究开发和应用。总体看来,若按用途分,民用机器人可以分为以下几个主要类别:
工业机器人
制造工业部门应用机器人的主要目的在于削减人员编制和提高产品质量。机器人无论是否与其它机器一起运用,与传统的机器相比,它具有两个主要优点:
1注塑鞋.生产过程的几乎完全自动化。 2.生产设备的高度适应能力。
现在工业机器人主要用于汽车工业、机电工业(包括电讯工业)、通用机械工业、建筑业、金属加工、铸造以及其它重型工业和轻工业部门。
机器人的工业应用分为四个方面,即材料加工、零件制造、产品检验和装配。其中,材料加工往往是最简单的。零件制造包括锻造、点焊、捣碎和铸造等。检验包括显式检验(在加工过程中或加工后检验产品表面图像和几何形状、零件和尺寸的完整性)和隐式检验(在加工中检验零件质量上或表面上的完整性)两种。装配是最复杂的应用领域,因为它可能包含材料加工、在线检验、零件供给、配套、剂压和紧固等工序。在农业方面,已把机器人用于水果和蔬菜嫁接、收获、检验与分类,剪羊毛和挤牛奶等。这是一个潜在的产业机器人应用领域。糖果模具
服务机器人
在一些科幻影片、电视片或影碟中,多少具有外形的机器人常被用来协助或代替人去执行人不乐意做或危险和困难的任务。今天在现实生活中能够看到的最接近于人类的机器人可能要算家用机器人了。家用机器人能够清扫地板而不碰到家具。不过它的价格目前还较高,影响到它的推广应用。随着家用机器人造价的大幅度降低,它将获得日益广泛的应用。
服务机器人尚处于开发及普及的早期阶段,目前国际上对它还没有普遍承认的严格定义,它的定义是由操作型工业机器人引伸而来的。根据国际机器人联合会(IFR)采用的初步定义,所谓服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人,它完成的是有益于人类健康的服务工作,但不包括那些从事生产的设备。另一种定义把服务机器人看做一种可自由编程的移动装置,它至少有三个运动轴,可以部分地或全自动地完成服务工作。这些服务工作为个人或单位完成的,不指工业生产服务。
根据这个定义,操作型工业机器人也可以看作是服务机器人,如果它们装备在非制造业的话。服务机器人往往是可以移动的(并非总是移动的)。在某些情况下,服务机器人是由一个移动平台构成,在它上面装有一只或几只手臂,其控制方式与工业机器人手臂的控制方式相同。
研制用来为病人看病、护理病人和协助病残人员康复的机器人能够极大地改善伤残疾病人员的状态,以及改善瘫痪者(包括下肢及四肢瘫痪者)和被截肢者的生活条件。医用机器人已应用于下列几方面:
(1)诊断机器人,即配备有医疗诊断专家系统的机器人
(2)护理机器人,是一些具有丰富护理经验的机器人护士或护师。
(3)伤残瘫痪康复机器人,包括假肢、矫形以及遥控等技术。
(4)家用机器人,机器人已开始进入家庭和办公室,用于代替人从事清扫、洗刷、守卫、煮饭、照料小孩、接待、接电话、打印文件等。酒店售货和餐厅服务机器人、炊事机器人和机器人保姆已不再是一种幻想。
(5)娱乐机器人,包括文娱歌舞和体育机器人。
(6)医疗手术机器人近年来有所突破。
服务机器人还有送信机器人、导游机器人、加油机器人、建筑机器人、农业及林业机器人等。其中,爬壁机器人既可用于清洁,又可用于建筑。
三、国内外机器人的技术差距
中国机器人研究起步于20世纪70年代初期,经历了70年代的萌芽期,80年代的开发期和90年代以后的实用化期。上世纪80年代,中国在“七·五印第安笛”科技攻关计划中将工业机器人列入了发展计划,由当时的机械工业部牵头组织了点焊、弧焊、喷漆、搬运等型号的工业机器人攻关,形成了中国工业机器人第一次高潮。90年代的“863计划”,确定了特种机器人与工业机器人并重的发展方针,开发了7种工业机器人系列产品,102种特种机器人。上世纪90年代末,中国建立了9个机器人产业化基地和7个科研基地。目前中国已经能生产具有国际先进水平的平面关节型装配机器人、直角坐标机器人、弧焊机器人、点焊机器人、搬运码垛机器人和AGV自动导引车等一系列产品,其中一些品种实现了小批量生产。然而和世界水平相比,中国差距很大,中国的工业机器人绝大多数为进口,国产工业机器人尚无法进行大规模生产。在智能机器人领域,中国的一些大学、研究所取得了一些进展。中国科研团队在一些比赛中亮相,并获得了一些成绩和好评,但综合实力仍远不如发达国家。此次的“悟”、“空”突出了连续快速反应的“一招鲜”,但在行动能力、信息感知和反馈能力方面却逊于国外产品,“人工表情”等也停留在较初级水平。
从20世纪60年代中世界第一台机器人诞生到现在,全球已出现了三代机器人。第一代是“示教再现型机器人”,是一种没有感知能力的机器人,更像一种精密机器。20世纪60-80
年代在工业化国家的生产线上迅速得到普及。第二代是“感知型机器人”,具有一些对外部信息进行反馈的能力,诸如触觉、视觉等,特别适合完成矿井、海底、高温高压高腐蚀环境下的勘探、操作、科学考察等任务。这类机器人80年代开始进入成熟应用期,目前已开始普及。第三代则是“智能机器人”或称“仿人机器人”,它不仅外形像人,具备各种感知能力,还拥有类似于人类的判断、处理能力。