工业静止机器人指固定于某一特定位置上的机器人,它们是不能移动的,但通常有可移动的机械臂,常见于生产流水线上,通常情况下它们在固定的位置上重复做自己的工作。
静止机器人通过改自身某部分的角度,或者位置来完成相应的任务,例如焊接,钻孔,安装设备等。主要的静止机器人有以下几种:
笛卡尔机器人
圆柱体机器人
球形机器人
水平多关节机器人
铰接式机器人
平行机器人
发展历史
1961年,Unimation公司生产的世界上第一台工业机器人在美国特伦顿(新泽西州首府)的通用汽车公司安装运行。这台工业机器人用于生产汽车的门、车窗把柄、换档旋钮、灯具固定架,以及汽车内部的其他硬件等。
1962年,美国机械与铸造公司(American Machine and Foundry,AMF)制造出世界上第一台圆柱坐标型工业机器人,命名为Verstran(沃尔萨特兰),意思是“万能搬动”。该年,AMF制造的6台Verstran机器人应用于美国坎顿(Canton)的福特汽车生产厂。
1969年,通用汽车公司在其洛兹敦(Lordstown)装配厂安装了首台点焊机器人。
1972年,意大利的菲亚特汽车公司(FIAT)和日本日产汽车公司(Nissan)安装运行了点焊机器人生产线。这是世界第一条点焊机器人生产线。
1973年,日本日立公司(Hitachi)开发出为混凝土桩行业使用的自动螺栓连接机器人。这是第一台安装有动态视觉传感器的工业机器人。
1978年,日本山梨大学(University of Yamanashi)的牧野洋(Hiroshi Makino)发明了选择顺应性装配机器手臂(Selective Compliance Assembly Robot Arm,SCARA)。这是世界第一台SCARA工业机器人。
1978年,德国徕斯(Reis)机器人公司开发了首款拥有独立控制系统的六轴机器人RE15。
1981年,美国卡内基-梅隆大学的Takeo Kanade设计开发出世界上第一个直接驱动机器人手臂(Direct Drive Robotic Arms)。
1989–库卡(KUKA)新一代工业机器人诞生–无刷电机的使用降低了维护成本提高了技术可用性。
1999年,德国徕斯(Reis)机器人公司在机器人手臂内引入集成激光束指导系统。
2007–库卡“titan”-当时最强大的6轴工业机器人,被计入吉尼斯记录。
2010–KR QUANTEC系列工业机器人贴补了机器人家庭中载重90-300公斤工作范围达3100毫米这一部分的空白。
2012–最新小型机器人系列KR AGILUS上市。
近年来,AI技术在机器人领域运用的十分广泛,它们可以运用计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考、规划等)。最近,MIT的人工智能实验室就让一台AI机器人连续看了600小时的美剧,比如《生活大爆炸》等等,在追剧过程中,机器人需要识别人物之间的击掌、握手、拥抱和亲吻等动作,还要学习预测接下来这些动作何时会发生。经过连续追剧之后,AI机器人预测剧中角色下一步动作进展的准确率已经提升到了43%。
最近几年,波士顿动力(Boston Dynamics)的人形机器人Atlas已经学会跳高台,180转身,甚至学会了后空翻。
发展分析
目前工业静止机器人的发展瓶颈主要有三方面,一是传感器技术,二是大数据技术,另外一个就是人工智能技术。如果没有核心传感器技术,没有核心软件技术,机器人发展很可能原地踏步。
很长一段时间以来,在智能制造的数字车间机器人应用中,机器人硬件都被业界重视,软件的重要性却长期被忽视。事实上,软件也是至关重要的,因为很多人工智能技术主要就体现在软件上,包括轨迹规划、车间布局、自动化上料等等这些都是需要软硬件结合的,光有开发硬件还不够,还需要大量软件开发人员来进行软件方面的开发。所以,从长远来看,未来的工业机器人想要有更好的发展,研发人员既要懂机械,又要懂信息技术,尤其是机器人相关的控制技术。一软一硬两条腿才能走得更远。
值得注意的是,在数字车间的机器人应用中,机器人不能是孤立存在的,所以要通过大量仿真、虚拟现实等方式把车间实际加工过程有机结合起来,虚实结合一方面能更直观的控制这个过程,另一方面也让整个自动化生产过程更加透明、高效。
最后一个趋势,人和机器人在未来会变得更加密不可分。目前来看,人是人、机器是机器,二者之间的关联度还不够,如何把机器人和人高效的连接起来?机器人就是最好的桥梁。所以,人、机器以及机器人这三者需要有效互动,并且加强工作过程中更高效的协作,如何把这三者有机融合将是未来的发展主要趋势之一。