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塑机辅机

揭秘我国机器人发展历程:从机械手到服务机器人

发布于:2012/9/17 14:53:53

关键词:机械手,机械工业
简    介:从最初的机械手,到现在的服务机器人,机器人在提高产品质量、发展绿色制造、服务人民生活等方面发挥着越来越重要的作用。“不久的将来,一切人‘不能干,干不好,不想干’的事,都可以由机器人代劳。”他微笑着说。

从最初的机械手,到现在的服务机器人,机器人在提高产品质量、发展绿色制造、服务人民生活等方面发挥着越来越重要的作用。“不久的将来,一切人‘不能干,干不好,不想干’的事,都可以由机器人代劳。”他微笑着说。
  机械手:我国最早的一批工业机器人

  提起机器人,或许你会首先联想起美国大片《变形金刚》。然而,曹祥康告诉记者,现实生活中的机器人并不一定具有人的外形特征,美国1958年研制出第一台工业机器人,外形有点像坦克,我国早期的机器人也与人形相去甚远。

  上世纪70年代初期,我国科技人员从外文杂志上敏锐地捕捉到国外机器人研究的信息,开始自发地研究机器人。“那时进口杂志很贵,研究单位不舍得买,每次都要骑车到机械工业情报所查资料,俄文还可以,英语不太在行,只好一边学英语一边找资料。”起步的艰辛远不止这些。“中国的人都用不了还搞机器人?”上海出版的某刊物更是把机器人视为批判对象,扣上一顶“唯心主义的伪科学”的帽子。

  对此,曹祥康说,中国人口众多,但并非任何恶劣环境都适合人去作业,诸如粉尘、毒气、噪声、振动、高低温、放射性、高压带电、水下作业等恶劣工作环境下,用机器人作业,可以把人解放出来。不过,“为了保险起见,大家决定将robot翻译成‘机械手’。”

  在科研院所和高校“恶补”机器人理论的同时,工厂技术人员也开始在实践中寻求突破。当时,在我国工厂冲压作业上下料时,由于生产节拍过快,又缺乏相应的安全保护设置,工人稍有不慎,手指就可能被切断。“出于对工人阶级的感情”,加上技术革新的需要,上海、东北等地工厂的技术人员自发地研发机械手,如上海汽车配件二厂研制的汽车灯壳冲压机械手、天津锻压机械厂研制的锻件上下料机械手,这就是我国最早的一批工业机器人。

  “早期机械手的控制原理很简单,基本上就是‘挡块’定位,换做冲压别的零件,就拧拧螺丝调整一下‘挡块’的位置。曹老话锋一转,“就是这些简单的技术,却解决了很多实际问题,工厂断指事故明显减少,工作效率也大大提高。”

  工业机器人:驶入国家规划发展的快车道

  80年代中期,我国机器人的研发单位大大小小已有200多家,然而,由于多半从事的是低水平、重复性的研究,全国尚无一台机器人产品问世,直至1985年,我国机器人才迎来了“春天”。

  1983年12月,新华社内参上一篇建议我国发展机器人技术的文章直抵中央,时任国家计委主任宋平做了“给与重视、适当支持”的批示。“国家计委科技司司长传达给我,让我们尽快组织专家论证,提交工业机器人‘七五’发展规划的初步框架。”曹祥康当晚激动地睡不着觉,平时舍不得打电话的他破例给一些外地同行挂了长途。

  1985年,工业机器人被列入了国家“七五”科技攻关计划研究重点,目标锁定在工业机器人基础技术、基础器件开发、搬运、喷涂和焊接机器人的开发研究等五个方面。

  “按照规划要求,不仅要做出样机,还要将样机用于生产。”曹祥康研究室负责开发喷漆机器人。留给他们的时间不足4年,当时面临的困难可想而知,但谁也没想过退缩。“国家拿出钱让我们做,拼了命也要做成。”曹祥康的话掷地有声。

  正是凭着这股儿拼劲,1990年,工业喷漆机器人PJ-1如期完成。这是我国第一台喷漆机器人,专家鉴定结果认为:“其主要技术性能达到80年代中期国外同类产品水平。”这台机器人也成了明星,“戴着大红花到各地展览,甚是风光”。

  与此同时,其他几种机器人的商品样机也已完成,还分别在第一汽车厂、第二汽车厂和南京汽车厂建立了自动喷漆生产线,驾驶室焊接线、弧焊工作站等应用示范点。“节省了从外国技术引进的费用近数百万美元。”更为主要的是,我国形成了一支从事机器人研发的技术队伍。说到这里,曹祥康开心地笑了。

  从90年代初期起,在国家“863”计划支持下,我国工业机器人又在实践中迈进一大步,具有自主知识产权的点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等7种工业机器人产品相继问世,还实施了100多项机器人应用工程、建立了20余个机器人产业化基地。

  国际竞争中,我国工业机器人的优势也日益凸显。清华大学计算机科学与技术系教授,第四届、五届国家“863”智能机器人主题专家组组长贾培发举例说,1995年,京城摩托车厂计划建立9个机器人工作站,虽然世界著名机器人厂商ABB公司再三承诺比我国新松公司报价都要低很多,京城最终还是选择了新松。

  水下机器人:机器人技术跻身世界前列

  1997年6月18日,我国机器人领域值得自豪的日子。烟波浩淼的大海作证:我国6000米无缆水下机器人试验应用成功,标志着我国水下机器人技术已达到世界先进水平,我国成为世界上少数具有深海探测能力的国家之一,为我国新世纪开发海洋资源赢得了主动权。

  “人们将其视为成功发射了一颗返回式的‘海洋卫星’。”贾培发说。

  这样的评价并不为过。在约6000米的深海中,大拇指指甲盖大的面积要承受将近1吨的压力;受海水和海流的影响,水下机器人要比空中更难指挥和定位;由于电磁波在水中信号衰减严重,只能用声纳联络;为了对抗海水对材料的腐蚀,必须采用抗腐的特殊材料;空中卫星能采用太阳能电池供电,而水下机器人只能自带“干粮”……

  上世纪七八十年代,中国科学院沈阳自动化所蒋新松提出“结合中国国情,把特殊环境下工作的机器人作为中国机器人技术发展的突破口”的设想。有一次,他在南海舰队调研时了解到,因海上救捞或开采石油的需要,潜水员在水下工作时,20米以下很难看清目标,50米以下深水作业时只能靠手摸,对人体伤害极大,潜水员有时水下呼吸所需费用一分钟相当于一克黄金。

  这更坚定了蒋新松研究水下机器人的决心。在几位德高望重的科学家鼎力支持下,蒋新松得到中国科学院100多万元的科研经费,开始了“海人一号”100米水下机器人的研制,该机器人于1985年、1986年先后首航和深潜试验成功。“七五”期间,国家将“海洋和水下机器人技术开发”列为科技攻关重点项目之一。

  然而,“在国家863计划实施之前,我国研制的都是有缆遥控水下机器人,工作深度仅为300米。”贾培发说。

  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1000米,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”6000米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。

  “过去我们在国外考察时,深水作业机器人连参观都不让,90年代他们出费用请我们过去,我们想看啥看啥,他们是想跟我们合作。”今非昔比的变化让贾培发无比自豪。