1.3 工业机器人发展史

1.3.1 国外工业机器人发展史

1.美国工业机器人的发展

1960年，美国联合控制公司买下美国机器人发明者乔治·德沃尔（George Devol）的专利，成立优尼梅生（Unimation）公司，生产出了第一批工业用途的机器人，称为优尼曼特（Unimate）。而“工业机器人”（Industrial Robot）一词由美国《金属市场报》于当年提出。在20世纪70年代中期以前，美国是工业机器人最大的生产、出口和技术转让国。此后，由于政府减少了研究开发方面的资助，一些具有重大突破性的机器人技术则由美国公司以与国外公司合作或引进相关技术而得到。因此，美国市场中国产机器人的比例一再下降，Unima_- tion公司更是在1988年被瑞士的史陶比尔（Staubli）集团收购。

从1986年开始，美国的工业机器人产量的增长率开始下降，当时最大的机器人制造公司GMF闲置了三分之一的劳动力。但同时，美国的Adept公司和CA公司的机器人产量却逐年上升。原因是这两家公司针对美国家电和电子行业的需求，发挥自身专长，生产出带有视觉功能的装配机器人，利用下一代技术迎合了用户的新需求，占领了美国60％的机器人市场。因此，与其说当时机器人市场饱和，不如说当时主流机器人产品的性能满足不了客户的实际需要。20世纪80年代很多美国公司和研究机构都认为，在自动化生产中是否使用机器人，应根据自身的实际需要，不能盲目追求高新技术。实际上，要主动贴近市场需求并开发出适合的产品是不容易的。

机器人技术和产品最先在美国出现并非偶然，它是美国社会技术和经济发展的必然结果，也是在社会需求的刺激下经历了相当长的储备时间之后才实现的。但是由于美国过分强调基础研究，没有重视将机器人技术与本国的经济发展和社会需求相结合，因此后续也就没有能够形成更具市场竞争力的工业机器人产业。

2.法国工业机器人的发展

法国曾是欧洲的机器人强国。虽然法国在20世纪70年代末才大规模开展机器人技术的研发，比美国和日本晚了很多，但随后其发展却非常迅速。根据国际机器人联合会（IFR）公布的数字，法国的机器人总数在1986年时已处于世界第4位，欧洲第2位。当时法国大概有50家机器人制造公司和23个机器人研究中心。法国机器人的应用水平和应用范围也达到了世界先进水平，个别应用场合甚至超过了日本。汽车产业是法国工业机器人最大的用户，大约占法国机器人用户总数的40.9％。在法国汽车产业的机器人中，77.6％是国产机器人。这主要是由于汽车集团内部自研自用所导致的，同时投资的良性循环也引发了机器人的大量安装。

法国机器人的研制和开发能够在起步较晚的情况下奋起直追，除了其原有较强的工业基础之外，主要还有以下几方面的原因：一是法国政府大力支持研发计划，建立了完整的科学技术体系。法国很重视通过附属于政府机构的机器人实验室来开展研究工作。当时政府每年投资1亿多美元用于机器人的研制；二是法国注重基础研究和专业人员的培训。几乎所有的大学都设有机器人学系，使之成为像计算机科学那样普及的一门课程。法国政府在1983～1985年的三年中，曾投资3.5亿美元用于机器人的研究开发和专家培训；三是法国注重国际合作与技术交流。法国在机器人的研发上走联合之路，即注重国际间，特别是欧洲国家之间的合作与交流。原法国总统密特朗提议的“尤里卡”计划的合作项目中，涉及机器人的有9项之多；四是法国注重计划性。法国制定的机器人研发计划，虽然也和许多国家一样是以政府为核心来协调各部门、组织和企业等机构，但非常重视对不同的研究领域和需求，制定不同的、有针对性的计划。

3.德国工业机器人的发展

比起1967年日本从美国就已进口第一台工业机器人，德国起步较晚，同时面临重重困难。1970年，在联邦德国开始涉足机器人领域时遇到了经济环境不景气的压力，研发经费不足，设备投资逐渐下降。但政府认识到他们在技术积累上的优势，应该实行以技术促进经济发展的政策。当时，联邦德国的一位技术研究部部长认为：“世界上一切发达国家都在利用技术手段改进经济状况。国家间的差距关键在于是否开展被工业利用的技术革新。通过研发活动增强国际竞争力能很好地改善联邦德国的整个经济状况。”后来，联邦德国的实践与成就证实了他的预言。

1972年联邦德国还没有一家制造机器人的工厂。但在以技术竞争作为国家发展战略的大环境影响下，到1978年时联邦德国已出现了42家制造机器人的公司。联邦德国政府更是将机器人技术列为20世纪80年代首要的攻关项目，并制定了专门的研发计划。根据国际机器人联合会的信息，截至1986年，联邦德国使用机器人的总台数已超过了1万台大关，总数量占欧洲第1位，世界第3位，仅次于美国和日本。短短15年间，联邦德国就成为世界上屈指可数的工业机器人大国。现今，德国库卡（KUKA）机器人更是成为国际工业机器人领域的“四大巨头”之一。

4.日本工业机器人的发展

日本在1968年由川崎重工业公司从美国优尼梅生（Unimation）公司引进了机器人和机器人技术，建立起生产车间，并于当年试制出第一台川崎的优尼曼特（Unimate）机器人。日本对机器人的研发与大量应用，源于20世纪70年代汽车产业对生产质量、成本、产能和人工的需求，各大汽车厂商纷纷引入机器人进行规模化、集群化生产，之后日本便实现了工业机器人“全天守候”和夜间“无人工厂”。除了日本汽车产业长期的高度竞争以外，在当时的社会背景下，经济的需求更加刺激了工业机器人的成熟和发展。1973年10月爆发的第一次石油危机迫使日本降低其经济增长速度，这使得劳动力市场的紧张程度大大缓解。但是，较高的石油价格和其他自然资源涨价导致商品价格大幅度增长，劳动力成本随之提高。另外，工厂设备的生产能力也受到工作形态转变的影响。当收入条件转好时，日本工人对夜班的工作意愿很低。工业机器人的出现则适时地达到了节约生产成本和提高生产力的双重效果。

日本政府注意到要想抑制这种成本推动型通货膨胀，就需要提高劳动生产率。为此，日本政府非常重视机器人的产业化、商品化，积极鼓励私人企业向自动化领域投资，并在政策、奖金、税收等方面给予扶持。经过不断地努力，日本于1980年就取得了显著成效。工业机器人的产值达700亿日元，比上一年增长了185％。于是1980年被产业界人士称为“工业机器人普及元年”，以示纪念。实际上，在日本机器人产业的长期发展中，政府直接牵头和参与的程度较小，更多的是依靠日本机器人厂商背后关联产业的支持（主要包括电子电机类、机械类、运输类和钢铁类四种产业），以及机器人厂商根据自身特点采取不同的垂直整合策略。日本机器人产业背后，是各个重要上游产业的支撑。而其他国家没有像日本这样具有完整的机器人产业集群。在这个产业集群中，机器人制造企业和上游供应商、下游应用客户之间联系紧密，在很多时候，他们的关系是一体多面的，彼此的密切配合加速了该产业的创新。

日本企业最开始研究机器人，是为了解决自20世纪60年代起出现的人工严重不足的问题。之后机器人能够在日本顺利发展得益于终身雇佣制度保障前提下的工会支持，大量工程师出身的管理层较少受到短期盈利压力的影响，可以长期决策。企业重视长期改善机器人的质量，以及自动化生产、工作流程修改和产品质量提升等新生产形态的要求。

日本在1987年就成为全球最大的工业机器人生产国和出口国，大约有300家日本企业生产出3000亿日元的工业机器人，在产品的深度和广度上已站在世界前列。世界四大工业机器人巨头日本占其二，分别是发那科（FANUC）和安川电机（YASKAWA）。到目前为止，日本累计生产的工业机器人总数占世界工业机器人总数的40％左右。

1.3.2 我国工业机器人发展史

古代的中国就可以找到机器人的影子，如三国时期的“木流牛马”、周朝的“歌舞艺人”等。直到20世纪70年代，现代机器人的研究才在中国起步，并于“七五”期间实施了“863”计划。

短短的三十多年，中国的机器人技术在世界上已占有一席之地。在制造业中陆续出现了喷涂、搬运、装配等机器人。但受市场、资金等因素的制约，与发达国家相比还存在很大差距。今后，走产业化道路是推动中国工业机器人发展的动力。

在特种机器人方面，自第一台水下机器人研制成功后，“瑞康一号”“探索者一号”相继诞生。特别是“CR-01”6000米水下机器人，能在深水中录像，进行海底地势勘察和水文测量，自动记录各种数据等，曾两次在太平洋圆满完成了各项海底调查任务，为中国进入水下机器人的先进行列立下了功劳。另外，核工业中还研制成功了壁面爬行、遥控检查和排险机器人。

中国机器人技术正朝着微型机器人和智能机器人发展。最近，2毫米微电机研制成功和第一台“导游小姐”服务机器人的诞生，有利地推动了中国机器人的发展与应用。