工业机器人发展史：从萌芽到全球竞争

工业机器人发展史：从萌芽到全球竞争

工业机器人是现代工业自动化的重要组成部分，从最初的简单搬运到复杂的装配和焊接，其发展历程见证了人类科技的进步。本文将带你回顾工业机器人从萌芽到发展的关键历程，了解这一重要科技领域的演变轨迹。

一、萌芽

1954年，乔治·迪沃（George Devol）申请了第一个机器人的专利，该专利于1961年获得授权。这项专利的核心是利用伺服技术控制机器人的关节，通过人手对机器人进行动作示教，使机器人能够记录和再现动作。这种示教再现机器人成为了现代机器人控制方式的基础。

1956年，在迪沃原始专利的基础上，约瑟夫·恩格尔贝格（Joseph F. Engleberger）与迪沃共同开发了一台工业机器人——“尤尼梅特”（Unimate）。1961年，这台机器人首次在通用汽车的生产车间投入使用，用于起重和堆叠热金属部件。

Unimation机器人也被称为可编程移栽机，因为它们最初的主要用途是从一个点传递对象到另一个点。这些机器人的工作范围大约为3米，精度达到0.003毫米。它们采用液压执行机构，并通过关节坐标进行控制，即在示教时存储和回放操作中的各关节角度。

Unimation机器人的应用虽然仅限于简单的重复操作，但展示了工业机械化的美好前景，也为工业机器人的蓬勃发展拉开了序幕。

1969年，维克多·沙因曼（Victor Scheinman）在斯坦福大学读书期间获得了迪沃资助的奖学金。在参观Unimation机器人的工作过程后，他发现这些机器人虽然可以通过示教很多中间点来实现一些路径，但无法实时反馈机器人位置，无法实现真正的路径跟踪。

因此，1978年他开发了工业机械臂（Programmable Universal Manipulation Arm），这是一种全电动、6轴多关节型机器人。

所有设计都包括两个主要部分：机械臂和控制系统，动力线和编码器线将两者连接在一起。控制计算机基于与PDP11计算机非常相似的LSI-11体系结构。控制系统包括伺服电源、模拟和数字反馈处理板以及伺服驱动系统。

这种工业机械臂能够精确地跟踪空间中的任意路径，拓宽了机器人在装配和焊接等更复杂应用中的可能性，成为了现代工业机器人的雏形。

二、发展

Unimation公司授权其技术给川崎重工和GKN，分别在日本和英国生产Unimates工业机器人。

1967年，日本成立了人工手研究会（现改名为仿生机构研究会），同年召开了日本首届机器人学术会。1970年，在美国召开了第一届国际工业机器人学术会议。

1970年以后，机器人的研究得到迅速广泛的普及。在一段时间以来，Unimation的唯一竞争对手是美国俄亥俄州的辛辛那提米拉克隆公司(Cincinnati Milacron Inc.)。

1973年，辛辛那提·米拉克隆公司的理查德·豪恩制造了第一台由小型计算机控制的工业机器人，它是液压驱动的，能提升的有效负载达45公斤。

但是，在1970年代后期，日本在引进Unimation机器人后，几家大型日本企业集团都开始生产类似的工业机器人。

工业机器人在欧洲也兴起得相当快，ABB机器人公司1974年研发了世界上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搬运。1975年生产出第一台焊接机器人。到1980年兼并Trallfa喷漆机器人公司后，其机器人产品趋于完备。KUKA机器人公司1973年也研制开发了的第一台工业机器人。

在70年代末，对于机器人技术的兴趣在增加，许多美国公司进入该领域，包括例如通用电气和通用汽车公司它们与日本的Fanuc机器人公司成立了合资企业。美国的创业公司包括Automatix和Adept Technology。

到了1980年，日本工业机器人经历了短暂的摇篮期，劳动力的短缺加上政府的支持，便很快进入实用阶段，工业机器人在日本得到了巨大发展，日本也因此而赢得了“机器人王国”的美称。

在1984年的机器人热潮时期，Unimation公司被西屋电气公司以$1.07亿美元收购。西屋电气公司于1988年将Unimation公司出售给法国史陶比尔公司。

三、现状

纵观这场波澜壮阔的工业机器人发展史，技术虽然在美国诞生，但随着日本和欧洲企业发展壮大，新生的或者有潜力的美国机器人公司被并购，而且美国还陷入了工业机器人会使失业率上升的争论，以及Unimation公司对液压还是电动的争论，愈陷愈深的财务赤字，最终美国没有形成足够规模的机器人产业。

最终全球机器人的大部分市场被欧系与日系机器人公司所占据。