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我国机器人发展概况_4

  我国机器人学研究起步较晚,但进步较快,已经在工业机器人、特种机器人和智能机器人各个方面区的了明显的成就,为我国机器人学的发展打下了坚实的基础。

  我国工业机器人起步于20世纪70年代初,经过20多年的发展,大致可分为三个阶段:70年代的萌芽期,80年代的开发期,90年代的实用化期。

  在第一台机械手出现后20年,我国于1972年开始研制工业机器人,由上海起,接着天津,吉林,哈尔滨,广州,昆明等十几个研究单位和院校分别开发了固定程序、结合式、液压伺服型同用机器人,并开始了机构学(包括步行机构)、计算机控制和应用技术的研究,这些机器人大约有1/3用于生产。

  在该技术的推动下,随着改革开放方针的实施,我国机器人技术的发展得到政府的重视和支持,在80年代中期,国家组织了对工业机器人的需求的行业的调研,结果表明,对第二代工业机器人的需求主要集中于汽车行业(占总需要的60%~70%)。在众多的专家的建议和规划下,于七五期间,由机电部主持,中央各部委,中科院及地方十几所科研院所和大学参加,国家投入相当的资金,进行了工业机器人基础技术,基础元器件,几类工业机器人整机及应用工程的开发研究,完成了示教再现式工业机器人成套技术(包括机械手、控制系统、驱动传动单元、测试系统的设计、制造、应用和小批量生产的工艺技术等)的开发,研制出喷涂、弧焊、点焊和搬运等作业机器人整机,几类专用和通用控制系统及几类关键元部件如交、直流伺服马达驱动单元机器人专用薄壁轴承、谐波传动系统、焊接电源和变压器等,并在生产中经过实用考核,其主要性能指标达到80年代初国际同类产品的水平,且形成小批量生产能力。在应用方面,在第二汽车厂建立的我国第一条采用国产机器人的生产线-东风系列驾驶室多品种混流机器人喷涂生产线,该线由7台国产PJ系列喷涂机器人和PM系列喷涂机器人和周边设备构成,已运行十年,完成喷涂20万辆东风系列驾驶室的生产任务,成为国产机器人应用的一个窗口;此外,还建立了几个弧焊和点焊机器人工作站。与此同时,还研制了几种SCARA型装配机器人样机,并进行了试应用。在基础技术研究方面,解剖了国外10余种先进的机型,并进行了机构学,控制编程,驱动传动方式,检测等基础理论与技术的系统研究。开发出具有国际先进水平的测量系统,编制了我国工业机器人标准体系和12项国标,行标。

  为了跟踪国外高技术,80年代在国家高技术计划中,安排了智能机器人的研究开发,包括水下无缆机器人,高功能装配机器人(DD驱动)和各类特种机器人,进行了智能机器人体系结构,机构控制,人工智能机器视觉,高性能传感器及新材料的应用研究已取得一批成果。这些技术的实用化将加速我国第二代机器人的发展。

  经过80年代尤其是后50年的努力,吸引了160多个单位从事机器人及其相关技术的研究力量,形成了京津、东北、华东、华南等机器人技术地区和十几家优势单位,培养了一支2000多人的工业机器人设计、研制、应用队伍,造就了一批机器人专家,使我国的工业机器人技术发展基本上可以立足于国内。

  90年代初期,我国主要开发下列机器人及其相关技术:

  1.喷涂机器人根据用户多方面的需求,开发了交流伺服离线编程机器人,喷涂机器人(顶喷、侧喷、仿形喷)小型马达器等系列产品,但还未达到产品的定型,从需求出发开发了汽车喷涂生产线,马达,箱体,陶瓷等生产线的机器人应用工程,共完成20条生产线及工作站。

  2.焊接机器人进行了新机构的探索和焊缝跟踪、工装、变位机等的研究,近几年汽车行业和工程机械行业大量引进点焊、弧焊机器人,提出了许多应用工程和维修技术问题需要解决。

  3.搬运机器人根据用户需求,一些单位开发了码垛换力机器人,已在多条生产线上应用。

  4.装配机器人及视觉、力觉等传感器技术得到高技术计划的支持,研制了高档样机,开始了应用工程。

  在90年代中期,国家已选择以焊接机器人的工程应用为重点进行开发研究,从而迅速掌握焊接机器人应用工程成套开发技术、关键设备制造、工程配套、现场运行等技术,即以机器人焊接工艺为龙头,开展焊装线总体设计、线体总控及多机通讯,新型焊接机器人用焊接电源、送丝机构、焊缝跟踪系统、机电精度、控制技术等开发及完善化,以及几条焊装生产线的全套应用及其可靠性作为主攻目标。

  90年代后期是实现国产机器人的商品化,为产业化奠定基础的时期。国内一些机器人专家认为:应继续开发和完善喷涂、点焊、弧焊、搬运等机器人系统应用成套技术,完成交钥匙工程。在掌握机器人开发技术和应用技术的基础上,进一步开拓市场,扩大应用领域,从汽车制造业逐渐扩展到其他制造业并渗透到非制造业领域,开发第二代工业机器人及各类适合我国国情的经济型机器人以满足不同行业多层次的需求,开展机器人柔性装配系统的研究,充分发挥工业机器人在CIMS(计算机集成制造系统)中的核心技术作用。在此过程中,嫁接国外技术,促进国际合作,促使我国工业机器人得到进一步发展,为21世纪机器人产业奠定更坚实的基础。

  经过20年的改革开放,随着对商品高质量和多样化的要求普遍提高,生产过程的柔性自动化要求日益迫切,在电子、家电、汽车、轻工业等行业,工业机器人的应用日趋广泛,随着我国加入WTO后国际竞争更加激烈,对工业机器人的需求会越来越大。我国的工业机器人将在21世纪得到普及,随我国加入世界贸易组织(WTO),我国的工业机器人产业将面临新的发展机遇和来自国外的挑战,我们要把握这一机遇,迎接挑战,为我国跻身于机器人强国之列而努力奋斗。

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