工业机器人定义与类型

工业机器人定义

机器人是一个涉及面很广、应用众多、发展速度快的领域。工业机器人，简单地说，就是用于工业行业帮助制造的机器人。而随着技术发展，世界上的各个国家相继的成立了各自行业协会，主要有IFR（国际机器人联合会）、RIA（美国机器人协会）、JRA（日本机器人协会）等等。

IFR（国际机器人联合会）是工业机器人行业的权威机构，创建于1987年，被联合国列为非政府组织，每年会搜集和发布行业信息。IFR, the International Federation of RoboticsRIA（美国机器人协会），成立于1974年，是美国机器人行业的专门协会。RIA, Robotic Industries AssociationJRA（日本机器人协会），最早成立于1971年3月，最初是“工业机器人恳谈会JIRA”，在1994年更名为JRA。

各个机构对于工业机器人的定义虽然不完全一样，但是基本上差不多，主要采用的是美国机器人协会RIA和国际标准化组织ISO的定义。

美国机器人协会（RIA）的定义：“工业机器人是用来进行搬运材料、零件、工具火专用装置的，通过可编程的动作来执行各种任务的，具有编程能力的多功能机械手。”国际标准化组织（ISO）ISO8373-2012的定义：“自动化控制的、可重复编程的多功能机械执行机构，该机构具有三个及以上的关节轴、能够借助编制的程序处理各种工业自动化的应用。”—— 此定义被IFR所采用。中国国家标准GB/T12643-2013的定义：工业机器人是一种“能够自动定位控制，可重复编程的，多功能的、多自由度的操作机，能搬运材料、零件或操持工具，用于完成各种作业。”

工业机器人类型

历史上，工业机器人有很多种类型，例如，直角坐标系机器人、圆柱坐标系机器人等等，随着时间的推移、技术的发展，如今市场上，各大厂家推出的工业机器人产品的类型以关节型机器人（垂直关节型机器人）、并联机器人、SCARA机器人为主。

关节型机器人，是现今最主流的工业机器人类型，一般有六个关节轴，每个轴由回转和旋转的自由度构成。它是以模仿人手臂的结构：从下往上，以1~2轴构成下臂，而以3~6轴构成上臂。现在市场上各大厂家推出的工业机器人产品绝大多数都是这种类型，因为关节型机器人的作业范围大、动作灵活，故而应用十分广泛。ABB公司的IRB6700工业机器人并联机器人，主要用于物料搬运，一般有三个、四个、六个关节轴，具有结构简单、速度快、定位精度高、占地小的特点。配合机器视觉、传送线跟踪，使用并联机器人，可以打造极具柔性的物料搬运生产线。ABB公司的IRB360工业机器人SCARA机器人，主要用于物料搬运和组装应用，一般有四个关节轴，由三个旋转轴和一个上下移动的关节轴组成。具有动作灵活、结构简单、速度快、定位精度高的特点。爱普生公司的LS6工业机器人

工业机器人的组成部分

现代工业自动化应用中所使用的工业机器人绝大多数仍然是示教再现型机器人，通常由机械手臂和电气系统两个基本部分组成。

工业机器人发展简史

1947年，美国阿贡国家实验室，基于军事、核工业的发展需要，研发了遥操作机械手。1948年，美国阿贡国家实验室研制了机械式主从机械手。1954年，美国发明家乔治·迪沃（George Devol）申请了工业机器人的专利、并在1961年获得授权。1958年，美国著名机器人专家约瑟夫·恩盖尔伯格（Joseph F`Engelberger）建立了Unimation公司，约瑟夫·恩盖尔伯格也被称为“机器人之父”。1959年，美国Unimation公司利用乔治·迪沃（George Devol）的专利，研制出世界上第一台真正意义的工业机器人Unimate。1961年，美国通用汽车公司将Unimate工业机器人应用于压铸件叠放等工序。1967年，机械手研究协会在日本成立。1969年，瑞典ASEA公司（ABB）研制出了首台喷涂机器人，并在挪威投入使用。1970年，第一届工业机器人学术协会在美国举行，促进了机器人相关研究的发展。1971年，日本工业机器人恳谈会JIRA成立。1971年，德国库卡公司在为大众提供的自动化焊接生产线中引入了美国Unimation公司的机器人。1972年，日本川崎公司与美国Unimation公司签订许可协议，研制出了日本首台工业机器人“Kawasaki-Unimate2000”。1972年，日本FANUC公司成立。1973年，德国库卡公司研制出了世界上第一台机电驱动的6轴机器人Famulus。1974年，日本FANUC公司开始研发、制造工业机器人。1974年，瑞典ASEA公司（ABB）研制出了世界首台微机控制、全电气驱动的5轴涂装机器人IRB6。1974年，美国机器人协会RIA成立。1977年，日本安川公司研制出了日本首台采用全电气驱动的机器人MOTOMAN-L10。1978年，德国REIS公司（现为KUKA成员）研制出了世界首台具有独立控制系统、用于压铸生产线工装拆卸的六轴机器人RE15。1979年，日本NACHI公司研制出了世界首台电机驱动的关节型机器人。1983年，美国Unimation公司出让给美国西屋电气公司。1983年，日本OTC公司研制出了世界首台具有示教编程功能的工业机器人。1984年，美国Adept公司研制出了世界首台电机直接驱动、无传动齿轮和铰链的SCARA机器人。1987年，国际机器人联合会IFR成立。1994年，日本工业机器人恳谈会更名为日本机器人协会JRA。2005年，日本安川公司研制了双手臂七轴工业机器人。2006年，日本安川公司的工业机器人销量突破15万台。2008年，日本FANUC公司和日本安川公司的工业机器人销量相继突破20万台。2009年，瑞士ABB公司研制出了世界精度最高、速度最快的六轴小型机器人IRB120。2011年，日本FANUC公司的工业机器人销量突破25万台。2014年，德国REIS公司并入德国KUKA公司。2014年，瑞士ABB公司研制出了世界首台真正实现人机协作的工业机器人YuMi。2017年，中国美的公司收购德国KUKA公司。工业机器人的“四大家族”

词源

机器人（Robot）衍生自捷克语Robota。Robota最早出现于1920年捷克剧作家卡雷尔·恰佩克（Karel Capek）的剧本《罗萨姆的万能机器人》，意思是“苦力”。

《星球大战》中的BB-8

机器人学（Robotics）来源于艾萨克·阿西莫夫(Isaac Asimov)的《我，机器人》。

艾萨克·阿西莫夫是美国科幻小说的代表人物之一，主要作品有《基地系列》、《银河帝国三部曲》和《机器人系列》。

艾萨克·阿西莫夫(Isaac Asimov)和“机器人学三原则”

原则1：机器人不能伤害人类，或因其不作为而使人类收到伤害。原则2：机器人必须执行人类的命令，除非命令与上述原则抵触。原则3：不违背上述原则的前提下，机器人应保护自身不受伤害。

1985年，艾萨克·阿西莫夫在《机器人系列》的最后作品《Robots and Empire》又补充了凌驾于“机器人学三原则”之上的原则0，即机器人必须保护人类的整体利益不受伤害，其他三条原都必须在这一前提下才能成立。