机器人发展史:从法国穿孔卡片到世界第一台工业机器人

第一代机器人诞生于近代工业刚刚起步的时代。从1801年法国人雅卡尔发明了穿孔卡片控制的“自动织机”，到1959年第一台工业机器人的诞生，自动化技术的积累长达一个半世纪。

18世纪中后期发生了以蒸汽机为代表的第一次技术革命，使欧洲进入了“机器时代”，为机械运动控制提供了力学意义上的技术基础。瓦特在改进蒸汽机时所发明的离心式调速器是一项重大技术创新突破，可以说开创了机械自动控制的一个新的里程碑。1801年法国发明的穿孔卡片控制的“自动织机”，1820年法国发明的第一台成品计算机，1830年美国发明的凸轮机构的可编程自动机，这些积累使机械自动化技术得到了快速发展。

19世纪初到20世纪中期发生了以电力应用为标志的第二次技术革命，电力电子技术得到了广泛应用。1892年，美国生产了电力传动吊车。1898年，美籍发明家特斯拉发明了一艘无线电遥控船。1946年，美国发明的磁性存储过程控制器，开辟了工业设备普遍使用编程控制的时代。同年，美国研制成功了第一台大型电子计算机，标志着数值计算、逻辑推理、记忆存储技术得到巨大突破，使复杂机械运动的自动控制得到巨大发展。1948年，美国数学家维纳（Norbert Wiener）出版了《控制论》一书，阐述了机器以及生物有机体的通信与控制的规律，率先提出以计算机为中心的自动工厂思想，为机器人控制奠定了理论基础。1952年，第一台三坐标立式数控铣床出现，标志着数字化信息控制技术的诞生。可以说，长时间的技术积累和理论储备，以及主导技术的革命性变化，催生了1962年世界上第一台工业机器人“Unimation”在美国的诞生。该机器人是用于压铸的五轴液压驱动机器人，采用了分离式固体数控元件，装有存储信息的磁鼓，能够记忆完成180个工作步骤，依靠计算机控制手臂执行相应的动作。同年，美国机床铸造公司（AMF）研究出的6台机器人“Versatran”（意思是万能搬运）被应用于福特汽车厂。“Versatran”主要用于机器之间的物料运输，机器人的手臂可以绕底座回转，沿垂直方向升降，也可以沿半径方向伸缩，其工作原理和技术与“Unimation”相同。(www.xing528.com)

“Verstran”与“Unimate”的出现标志着第一代机器人正式诞生，此后其他国家研制工业机器人大多以这个为蓝本。第一代机器人只是简单的机械个体，用计算机来控制一个多自由度再现示教的动作，可以重复命令，对周围环境没有感知。