工業機械人的成長歷程

機械人的歷史并不算長，于1954年德沃爾(George Devol)提出了工業機械人的概念，并申請了專利。該專利的要點是借助伺服技術控制機械人的關節，利用人手對機械人進行動作示教，機械人會將其工作程序 存儲下來和可日后再現。這就是所謂的示教再現機械人，直到現有許多機械人都仍采用這種控制方式。

第一臺工業機械人

其 后德沃爾和英格伯格(Jeseph F.Engelberger)合力制造出世界上第一臺工業機械人。當時兩人在同一家汽車公司工作，他們都認為機械人是非常適合應用到汽車工業上。因為機械 人可代替工人做一些簡單而重復的工作，而且可負載很大的重量及長時間工作。于是他們分工進行研制，由英格伯格負責設計機械人的手、腳、身體，而處理器、控 制系統則由德沃爾負責。

終于在1959年兩人成功研制出可重復編程及控制的操作手，這臺機械人的座上有一個大機械臂，大臂上又伸出一個可以伸縮和轉動的小機械臂，能進行一些簡單的操作，可代替人做一些抓放工件的工作。雖然它的功能有限，但它的誕生欲開創了機械人研究的新紀元。

他 們兩人并于1960年成立Unimation公司，這時工業用機械人才開始進入實際生產階段，最初主要用于焊接和噴涂作業中。1961年，UNIMATE 機械臂正式投入服務，在通用汽車（General Motors）廠房的生產線內將經過熱壓鑄處理的金屬搬移及進行焊接。

歷史中的工業機械人

1962 年，美國機械與鑄造公司（American Machine and Foundry，AMF Corporation）研制出全球第一部柱坐標型（Cylindrical coordinate）機械人Versatran，可作軌跡控制，初期用作多用途搬運機械人。同年，美國聯合控制公司與普魯曼公司合并成萬能自動公司，專 門生產機械人。

1969 年斯坦福大學的Victor Scheinman發明了一臺名為“Stanford Arm”的電動六軸機械臂。它可以準確及靈巧地伸展，能夠進行較復雜及精確的工作，包括裝配部件和焊接等。其后Scheinman更為麻省理工大學AI 實驗室設計了第二臺機械臂，這是第一個具有視覺傳感器和能夠識別定位的機械人系統。他深信其設計有著很大的發展潛力，于是他將設計賣給Unimation 公司藉以得到General Motors的支持繼續進行研發，終于在1978年開發出可編程的通用機械臂(Programmable Universal Manipulation Arm)。

計算器工業機械人

1973 年Cincinnati Milacron公司制造了第一臺由小型計算器控制的工業機械人。它以液壓驅動，能提升的有效負載達45公斤。于同一年KUKA Robotics公司制造出世界首個鉸接式電動六軸工業機械人名為FAMULUS。到了70年代晚期工業機械人迅速發展并吸引大量企業投向該領域，當中的 大公司包括General Electric 及 General Motors。而美國兩間大規模的公司Automatix Inc and Adept Technology 亦相繼成立。到八十年代中期，由于受到汽車工業大量投資的扶助，機械人工業發展處于高峰。當時的大企業Westinghouse Electric Corporation更以高達1.07億美金收購了Unimation公司。大家都知道日本是擁有機械人數量最多的國家，但原來日本要到八十年代工業機 械人才開始普及。隨后因日本的大力推動和開發，日本也因此而贏得了“機械人王國”的美喻。

為工業機械人定位

在90年代工業機械人的價格不斷下降，而性能則不斷完善，主要表現在機械及電子性能方面，如：搬運能力、速度、工作范圍、部件數量、平均故障間隔時間都有較大改進，而價格平均下降了50%。

1990 年10月，在丹麥首都哥本哈根召開了一次工業機械人國際標準大會，在這次大會上通過了一份文件，把機械人分為四類：(1)順序型：這類機械人擁有規定的作 業程序。(2)沿軌跡作業型：這類機械人能執行受控過程。(3)距作業型：可接受遙控，對操作者的響應可透過編程實現，可應用于核工業、宇宙、海洋開發等 領域。(4)智能型：它們具有感知、適應或學習功能。

3式工業機械人

踏 入21世紀國外的工業機械人技術日趨成熟，已經成為一種標準設備被工業界廣泛應用。從而，相繼形成了一批具有影響力的、著名的工業機械人公司，它們包括： 瑞典的ABB Robotics，日本的FANUC、Yaskawa，德國的KUKA Robotics，美國的Adept Technology，意大利COMAU，英國的AutoTech Robotics。雖然我國的工業機械人工業剛起步不久，但增長的勢頭非常強勁。

縱 觀世界各國在發展工業機械人產業過程，發現不同地區的國家會有不同的發展模式，但主要可歸納為三種：即日本模式、歐洲模式和美國模式：日本模式 ─ 即機械人制造廠商以開發新型機械人和批量生產優質產品為主要目標，并由其子公司或其他工程公司來設計各行業所需要的機械人系統。歐洲模式 ─ 即機械人的生產和用戶所需要的系統，由設計到制造全部由機械人制造廠商自己完成。 美國模式 ─ 不生產普通的工業機械人，當企業需要機械人時通常由工程公司進口，再自行設計、改裝及制造配套的外圍設備。而前中國正采用“美國模式”，希望于條件成熟后 逐步走向“日本模式”。

中國工業機械人發展小插曲

工業機械人技術已成為現代工業技術革命中的一個組成部分。許多國家都已將機械人技術列入高技術發展計劃。從近幾年推出的機械人產品來看，工業機械人技術正在向智慧化、模塊化和系統化的方向發展。在21世紀，機械人工業必將得到更加快速的發展和更加廣泛的應用。

正 當世界的工業機械人掀起了高潮時，我國亦于1972年開始研制自己的工業機械人。進入80年代后，隨著國內改革開放及外國科研成果沖擊下，我國機械人技術 的開發與研究終于得到了政府的重視與支持。雖然起步比西方發達國家遲，但在學術及科研開發上，已拉近了與發達國家的距離。就是因為中國實施的「七五科技攻 關計劃」和「863計劃」，奠定了自主發展中國機械人事業的基礎。

 中國研制的機械人正在生產車間中大顯身手

我國工業機械人特色

我 國機械人應用工程及產業化開發項目的最大特點，是把研發成果直接應用于實際生產上。當中的成功的應用例子是一汽集團的汽車生產線，它亦成為我國首次最大規 模的國產機械人示范應用工程。目前，我國工業機械人的研究集中在解決產品開發中設計、分析、可靠性等關鍵技術上，自動化的高性能點焊、弧焊、搬運、裝配、 加工、噴涂等機械人已在生產廠房大顯身手了。