有人认为,应用机器人只是为了节省劳动力,而我国劳动力资源丰富,发展机器人不一定符合我国国情。其实这是一种误解。在我国,社会主义制度的优越性决定了机器人能够充分发挥其长处,它不仅能为我国的经济建设带来高度的生产力和巨大的经济效益,而且将为我国的宇宙开发、海洋开发、核能利用等新兴领域的发展作出卓越的贡献。
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等各个方面有了明显的成就,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,经过三十多年的发展,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。我国于1972年开始研制工业机器人,上海、天津、吉林、哈尔滨、广州和昆明等地方的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20世纪80年代中期,国家组织了对工业机器人需求的行业调研,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%)。在众多专家的建议和规划下,于“七五”期间,由当时的机电部主持,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20世纪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,在第二汽车厂建立了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。该线由七台国产PJ系列喷涂机器人和PM系列喷涂机器人和周边设备构成,已运行十几年,很好地完成喷涂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,解剖了国外十余种先进的机型,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。为了跟踪国外高级技术,20世纪80年代在国家高级技术计划中,安排了智能机器人的研究开发,包括水下无缆机器人,高功能装配机器人和各类特种机器人。
1986年底,中共中央24号文件把智能机器人列为国家863计划自动化领域两大主题之一,代号为512,其主要目标是“跟踪世界先进水平,研发水下机器人等极限环境下作业的特种机器人”。在国家863计划精心组织下,1994年,“探索者”号研制成功,它工作深度达到1000m,甩掉了与母船间联系的电缆,实现了从有缆向无缆的飞跃。从1992年6月起,又与俄罗斯科学院海洋技术研究所合作,以我方为主,先后研制开发出了“CR-01、CR-02”6000m无缆自治水下机器人,为我国深海资源的调查开发提供了先进装备。2008年,水下机器人首次用于我国第三次北极科考冰下试验,获取了海冰厚度、冰底形态等大量第一手科研资料。(www.xing528.com)
在20世纪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。
20世纪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了更坚实的基础。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,工业机器人在电子、家电、汽车、轻工业等行业的应用日趋广泛。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。
相对于已经成熟的工业机器人,我国服务机器人起步较晚,与国外存在较大的差距。我国服务机器人的研究始于20世纪90年代中后期。近年来,在国家863计划的支持下,我国“服务机器人军团”不断壮大。
仿人机器人走出实验室,我国成为继日本之后投入实际展示应用的第二个国家;烹饪机器人实现小规模量产,它能做出五十多种美味菜肴,烹饪水平不低于专业厨师;机器人护理床、智能轮椅等各种助老助残服务机器人相继问世,并积极推进服务机器人的产业化进程;国内的大型玩具企业正在和科研院所合作,研发高端玩具机器人产品,企业的积极参与将推动以高端玩具为代表的教育娱乐机器人的产业化进程。
2005年,我国服务机器人市场开始初具规模。同年,发展服务机器人被列为国家863计划先进制造与自动化技术领域重点项目。2006年,发展智能服务机器人被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》。2008年,科技部将北京四季青模范敬老院和上海徐家汇福利院列为服务机器人应用示范区。目前,我国的服务机器人主要有吸尘器机器人,教育、娱乐、保安机器人,智能轮椅机器人,智能穿戴机器人,智能玩具机器人,同时还有一批为服务机器人提供核心控制器、传感器和驱动器功能部件的企业。
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