工业机器人的发展历史

精品文档 1欢迎下载 1 1 1 1 工业机器人发展史工业机器人发展史 1 1 1 1 1 1 1959 19781959 1978 机器人技术发展阶段机器人技术发展阶段 19561956 年 美国发明家乔治年 美国发明家乔治 德沃尔 德沃尔 GeorgeGeorge DevolDevol 和 和 物理学家约瑟物理学家约瑟 英格柏格英格柏格 JoeJoe EngelbergerEngelberger 成立 成立 了一家名为了一家名为 UnimationUnimation 的公的公 司 司 公司名字来自于两个单 词 Universal 和 Animation 的缩写 19591959 年 乔治年 乔治 德沃尔和德沃尔和 约瑟约瑟 英格柏格发明了世界英格柏格发明了世界 上第一台工业机器人 命名上第一台工业机器人 命名 为为 UnimateUnimate 尤尼梅特 尤尼梅特 意思是意思是 万能自动万能自动 英格 伯格负责设计机器人的 手 脚 身体 即机器人 的机械部分和完成操作部分 由德沃尔设计机器人的 头 脑 神经系统 肌肉系 统 即机器人的控制装置 和驱动装置 Unimate 重达 两吨 通过磁鼓上的一个程 序来控制 它采用液压执行 机构驱动 基座上有一个大 机械臂 大臂可绕轴在基座 上转动 大臂上又伸出一个 小机械臂 它相对大臂可以 伸出或缩回 小臂顶有一个 腕子 可绕小臂转动 进行 俯仰和侧摇 腕子前头是手 即操作器 这个机器人的功 能和人手臂功能相似 Unimate 的精确率达 精品文档 2欢迎下载 1 10000 英寸 19611961 年 年 UnimationUnimation 公司生公司生 产的世界上第一台工业机器产的世界上第一台工业机器 人在美国特伦顿 新泽西州人在美国特伦顿 新泽西州 首府 的通用汽车公司安装首府 的通用汽车公司安装 运行 运行 这台工业机器人用于 生产汽车的门 车窗把柄 换档旋钮 灯具固定架 以 及汽车内部的其他硬件等 遵照磁鼓上的程序指令 Unimate 机器人 4000 磅重 的手臂可以按次序堆叠热压 铸金属件 Unimate 机器人 成本耗资 65000 美元 但 unimation 公司售价仅为 18000 美元 19621962 年 美国机械与铸造年 美国机械与铸造 公司 公司 AmericanAmerican MachineMachine andand FoundryFoundry AMFAMF 制造出 制造出 世界上第一台圆柱坐标型工世界上第一台圆柱坐标型工 业机器人 命名为业机器人 命名为 VerstranVerstran 沃尔萨特兰 沃尔萨特兰 意思是意思是 万能搬动万能搬动 1962 年 AMF 制造的 6 台 Verstran 机器人应用于美 国坎顿 Canton 的福特汽 车生产厂 精品文档 3欢迎下载 19691969 年 通用汽车公司在年 通用汽车公司在 其洛兹敦 其洛兹敦 LordstownLordstown 装 装 配厂安装了首台点焊机器人 配厂安装了首台点焊机器人 Unimation 机器人大大提高 了生产率 90 以上的车身 焊接作业可通过机器人来自 动完成 只有 20 40 的 传统生产厂的焊接工作由人 工完成 19691969 年 挪威年 挪威 TrallfaTrallfa 公公 司提供了第一个商业化应用司提供了第一个商业化应用 的喷漆机器人 的喷漆机器人 在 1967 年 挪威劳动力短缺期间曾使用 机器人来喷涂独轮手推车 wheelbarrows 第一款 商用喷漆机器人就由此发展 而来 19691969 年 年 UnimationUnimation 公司的公司的 工业机器人进入日本市场 工业机器人进入日本市场 UnimationUnimation 公司与日本川崎公司与日本川崎 重工 重工 KawasakiKawasaki HeavyHeavy IndustriesIndustries 签订许可协议 签订许可协议 生产生产 UnimateUnimate 机器人专供亚机器人专供亚 洲市场销售 洲市场销售 川崎把开发和 生产能节省劳动力的机器人 和系统作为一项重要任务来 完成 成为日本在工业机器 人领域的先驱 1969 年 川崎重工公司成功开发了 Kawasaki Unimate2000 机 器人 这是日本生产的第一 台工业机器人 精品文档 4欢迎下载 19701970 年 在美国芝加哥举年 在美国芝加哥举 行第一届美国工业机器人研行第一届美国工业机器人研 讨会 一年以后 该研讨会讨会 一年以后 该研讨会 升级为国际工业机器人研讨升级为国际工业机器人研讨 会 会 InternationalInternational SymposiumSymposium onon IndustrialIndustrial RobotsRobots ISIRISIR 举行国际 工业机器人研讨会的目的是 给在机器人领域的世界各地 的研究人员和工程师提供一 个机会以展示他们的作品 并分享自己的想法 1997 年 该研讨会更名为国际机 器人研讨会 International Symposium on Robotics ISR 其中包括服务机器 人的技术 目前 国际机器人研讨会 ISR 继续开展有关机器 人的所有科学 技术和产业 发展的会议议题 研讨会的 主要目的是加强学术界和产 业界的联系 现在的 ISR 配 合国际机器人展每年举办一 次 由美国 欧洲或亚洲的 某个国家机器人协会主办 19731973 年 第一台机电驱动年 第一台机电驱动 的的 6 6 轴机器人面世 轴机器人面世 德国库 卡公司 KUKA 将其使用的 Unimate 机器人研发改造成 其第一台产业机器人 命名 为 Famulus 这是世界上第 一台机电驱动的 6 轴机器人 精品文档 5欢迎下载 19731973 年 日本日立公司年 日本日立公司 HitachiHitachi 开发出为混凝 开发出为混凝 土桩行业使用的自动螺栓连土桩行业使用的自动螺栓连 接机器人 这是第一台安装接机器人 这是第一台安装 有动态视觉传感器的工业机有动态视觉传感器的工业机 器人 器人 它在移动的同时能够 认识浇铸模具上螺栓的位置 并且和浇铸模具的移动同步 完成螺栓拧紧和拧松工作 19741974 年 第一台小型计算年 第一台小型计算 机控制的工业机器人走向市机控制的工业机器人走向市 场 场 1974 年 美国辛辛那 提米拉克龙 Cincinnati Milacron 公司的理查 德 霍恩 Richard Hohn 开发出第一台由小型计算机 控制的工业机器人 命名为 T3 即 The Tomorrow Tool 这是世界上第一次 机器人和小型计算机的携手 合作 19711971 年 日本机器人协会年 日本机器人协会 JapaneseJapanese RobotRobot AssociationAssociation 成立 成立 这是 世界上第一个国家机器人协 会 日本机器人协会最初是 一个非官方的自发组织 以 开展工业机器人座谈会的形 式成立 1972 年 工业机 器人座谈会改名为日本工业 机器人协会 Japan Industrial Robot Association JIRA 1973 年正式注册成立 1994 年改为现名 日本 机器人协会 Japanese Robot Association JARA 精品文档 6欢迎下载 日本工业机器人协会更名为 日本机器人协会 是因为机 器人领域的重大进展导致了 对机器人需求的多样化 机 器人由制造业扩展到非制造 业 例如 核电站 医疗服 务及福利事业 民用工程及 建筑业以及海洋事业等方面 19741974 年 第一台弧焊机器年 第一台弧焊机器 人在日本投入运行 人在日本投入运行 日本川 崎重工公司将用于制造川崎 摩托车框架的 Unimate 点焊 机器人改造成弧焊机器人 同年 川崎还开发了世界上 首款带精密插入控制功能的 机器人 命名为 Hi T Hand 该机器人还具备触 摸和力学感应功能 这款机 器人手腕灵活并带有力反馈 控制系统 因此它可以插入 一个约 10 微米间隙的机械 零件 19741974 年 瑞典通用电机公年 瑞典通用电机公 司 司 ASEAASEA ABBABB 公司的前身 公司的前身 开发出世界上第一台全电力开发出世界上第一台全电力 驱动 由微处理器控制的工驱动 由微处理器控制的工 业机器人业机器人 IRBIRB 6 6 IRB 6 主 要应用于工件的取放和物料 的搬运 首台 IRB 6 运行于 瑞典南部的一家小型机械工 程公司 IRB 6 采用仿人化 设计 其手臂动作模仿人类 的手臂 载重 6 公斤载荷 5 轴 IRB 6 的 S1 控制器是 第一个使用英特尔 8 位微处 理器 内存容量为 16KB 精品文档 7欢迎下载 控制器有 16 个数字 I O 接口 通过 16 个按键编程 并具有四位数的 LED 显示屏 19751975 年 年 OlivettiOlivetti 公司开公司开 发出直角坐标机器人发出直角坐标机器人 西格西格 玛 玛 SIGMASIGMA 它是一个应 用于组装领域的工业机器人 在意大利的一家组装厂安装 运行 19771977 年 首届恩格柏格年 首届恩格柏格 EngelbergerEngelberger 机器人奖 机器人奖 颁布 颁布 恩格柏格机器人奖是 世界上最负盛名的机器人荣 誉 该奖项授给那些在机器 人产业的技术开发 应用领 域作出卓越贡献的个人 每 位获奖者获得一笔酬金和带 有下面题词的纪念章 在 为人类服务的机器人科学的 进步做出贡献 恩格柏格机器人奖每年由机 器人工业协会 Robotic Industries Association RIA 授予给 世界各地在机器人领域作出 杰出贡献的个人 自 1977 年首届恩格柏格机器人奖颁 布以来 至今该奖项已授给 世界上 17 个不同国家的 精品文档 8欢迎下载 114 名杰出个人 19781978 年 美国年 美国 UnimationUnimation 公司推出通用工业机器人公司推出通用工业机器人 ProgrammableProgrammable UniversalUniversal MachineMachine forfor AssemblyAssembly PUMAPUMA 应用于 应用于 通用汽车装配线 这标志着通用汽车装配线 这标志着 工业机器人技术已经完全成工业机器人技术已经完全成 熟 熟 PUMA 至今仍然工作在 工厂第一线 19781978 年 日本山梨大学年 日本山梨大学 UniversityUniversity ofof YamanashiYamanashi 的牧野洋 的牧野洋 HiroshiHiroshi MakinoMakino 发明了 发明了 选择顺应性装配机器手臂选择顺应性装配机器手臂 SelectiveSelective ComplianceCompliance AssemblyAssembly RobotRobot ArmArm SCARASCARA SCARA 机器 人具有四个轴和四个运动自 由度 包括 X Y Z 方向的 平动自由度和绕 Z 轴的转动 自由度 SCARA 系统在 x y 方向上具有顺从性 而在 Z 轴方向具有良好的刚 度 此特性特别适合于装配 工作 SCARA 的另一个特点 是其串接的两杆结构 类似 人的手臂 可以伸进有限空 间中作业然后收回 适合于 搬动和取放物件 如集成电 路板等 精品文档 9欢迎下载 19781978 年 德国徕斯年 德国徕斯 ReisReis 机器人公司开发了 机器人公司开发了 首款拥有独立控制系统的六首款拥有独立控制系统的六 轴机器人轴机器人 RE15RE15 RE15 机器 人首次在德国杜塞尔多夫 Duesseldorf 举办的国 际铸造贸易博览会 GIFA 上展示 1 1 2 1 1 2 1979 20111979 2011 智能机器人技术发展阶段智能机器人技术发展阶段 19791979 年 日本不二越株式会社年 日本不二越株式会社 NachiNachi 研制出第一台电机驱 研制出第一台电机驱 动的机器人 动的机器人 这台电机驱动的 点焊机器人开创了电力驱动机 器人的新纪元 从此告别液压 驱动机器人时代 19811981 年 美国卡内基 梅隆大年 美国卡内基 梅隆大 学的学的 TakeoTakeo KanadeKanade 设计开发出设计开发出 世界上第一个直接驱动机器人世界上第一个直接驱动机器人 手臂 手臂 DirectDirect DriveDrive RoboticRobotic ArmsArms 直接驱动机器人手臂在 当时是设计最好的机械臂 因 为它免去了电机和负荷之间的 传输机械机构 因而不会出现 由于使用减速器和铰链而产生 的不平滑运动 机械手臂可以 自由 平稳地移动 满足机器 人完成高速精密的动作 该机 器人手臂的设计完成于 1981 年 但几年以后才成功获得专利 Takeo Kanade 于 1989 1993 年 精品文档 10欢迎下载 在卡内基 梅隆大学任职期间 还创立了世界上第一个有关机 器人的博士课程 19811981 年 美国年 美国 PaRPaR SystemsSystems 公公 司推出第一台龙门式工业机器司推出第一台龙门式工业机器 人 人 龙门式机器人的运动范围 比基座机器人 pedestal robots 大很多 可取代多台 机器人 2010 年 PaR Systems 公司迎来 50 周年庆 19841984 年 美国年 美国 AdeptAdept TechnologyTechnology 公司开发出第一台公司开发出第一台 直接驱动的选择顺应性装配机直接驱动的选择顺应性装配机 器手臂 器手臂 SCARASCARA 命名为 命名为 AdeptOneAdeptOne 直接驱动是 AdeptOne 机器人的最主要特点 AdeptOne 的电力驱动马达和机 器手臂直接连接 省去了中间 齿轮或链条系统 由于消除了 存在于传统间接驱动方式中的 机械间隙摩擦及低刚度等不利 因素 从而简化精练了控制模 型 提高了伺服刚度及响应速 度 因此 AdeptOne 机器人能 显著提高机器人合成速度及定 位精度 精品文档 11欢迎下载 19851985 年 德国库卡公司年 德国库卡公司 KUKAKUKA 开发出一款新的 开发出一款新的 Z Z 形形 机器人手臂 它的设计摒弃了机器人手臂 它的设计摒弃了 传统的平行四边形造型 传统的平行四边形造型 该 Z 形机器人手臂可实现 3 个平移 运动和 3 个旋转运动共 6 个自 由度的运动维度 可大大节省 制造工厂的场地空间 19871987 年 国际机器人联合会年 国际机器人联合会 InternationalInternational FederationFederation ofof RoboticsRobotics IFRIFR 成立 在 成立 在 19871987 年举办的第年举办的第 1717 届国际工届国际工 业机器人研讨会上 来自业机器人研讨会上 来自 1515 个个 国家的机器人组织成立了国际国家的机器人组织成立了国际 机器人联合会 机器人联合会 IFRIFR IFR 是 一个非营利性的专业化组织 以推动机器人领域里的研究 开发 应用和国际合作为己任 在与机器人技术相关的活动中 已成为一个重要的国际组织 IFR 的主要活动包括 对全世 界机器人技术的使用情况进行 调查 研究和统计分析 提供 主要数据 主办年度国际机器 人研讨会 协作制定国际标准 鼓励新兴机器人技术领域里的 研究与开发 与其他的国家或 国际组织建立联系并开展积极 合作 通过与制造商 用户 大学和其他有关组织的合作 促进机器人技术的应用和传播 精品文档 12欢迎下载 19921992 年 瑞士的年 瑞士的 DemaurexDemaurex 公公 司出售其第一台应用于包装领司出售其第一台应用于包装领 域的三角洲机器人 域的三角洲机器人 DeltaDelta robotrobot 给罗兰公司 给罗兰公司 RolandRoland 三角洲机器人是一个并联的手 臂机器人 由洛桑联邦理工学 院 洛桑联邦理工大学 Federal Institute of Technology of Lausanne EPFL 的 Reymond Clavel 教 授发明的 三角洲机器人的基 座安装在工作平台上 从基座 延伸出 3 个互相连接的机器人 手臂 这些机器人手臂的两端 连接到一个小三角平台上 机 器人手臂将沿 X Y 或 Z 方向的 三角平台移动 最初 瑞士 Demaurex 公司购买三角洲机器 人许可证并生产 主要应用于 包装行业 目前三角洲机器人 广泛应用于包装工业 医疗和 制药行业等 19981998 年 瑞典年 瑞典 ABBABB 公司开发出公司开发出 灵手 灵手 FlexPickeFlexPicke 机器人 它 机器人 它 是当时世界上速度最快的采摘是当时世界上速度最快的采摘 机器人 机器人 灵手 FlexPicke 是 在洛桑联邦理工学院 EPFL Reymond Clavel 教授发明的三 角洲机器人的基础上开发出来 的 利用图像技术 灵手 FlexPicke 每分钟能采摘 120 样物件 能以每秒 10 米的 速度释放物件 精品文档 13欢迎下载 19981998 年 瑞士年 瑞士 G delG del 公司开发公司开发 出出 roboLoop roboLoop 系统 这是当系统 这是当 时世界上唯一的弧形轨道龙门时世界上唯一的弧形轨道龙门 吊和传输系统 吊和传输系统 RoboLoop 概念 使一个或多个搬运机器人能够 在一个封闭的系统内沿着弧形 轨道循环操作 从而为工厂自 动化创造了可能 19991999 年 德国徕斯 年 德国徕斯 ReisReis 机 机 器人公司在机器人手臂内引入器人公司在机器人手臂内引入 集成激光束指导系统 集成激光束指导系统 徕斯 Reis 机器人公司在机器人 手臂内安装获得专利的集成激 光束指导系统并开发出 RV6L CO2 激光机器人原型 该技术 取代了需要外部的光束引导装 置 从而使机器人能够使用激 光在高动态工况下没有碰撞地 完成操作 20042004 年 日本安川年 日本安川 MotomanMotoman 机器人公司开发了 机器人公司开发了 改进的机器人控制系统改进的机器人控制系统 NX100NX100 它能够同步控制四 它能够同步控制四 台机器人 可达台机器人 可达 3838 轴 轴 NX100 机器人控制系统的示教编程有 触摸屏显示并采用基于 WindowsCE 的操作系统 20052005 年 机器人与自动化的发年 机器人与自动化的发 明与创业奖 明与创业奖 InventionInvention andand EntrepreneurshipEntrepreneurship inin RoboticsRobotics andand AutomationAutomation AwardAward IERAIERA AwardAward 设立 设立 2005 年 IEEE 机器人与自动化 学会 IEEE R