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世界用了60年,中国30年,迎头赶上实现反超,中国机器人如何做的

  • 更新日期 - 2019年10月11日 21:48

距离1949年新中国成立,已经整整70年。当清晨的阳光自东向西洒向祖国广袤壮美的疆土,我们迎来中华人民共和国70岁华诞,这一天,连接着辉煌的过往,预示着无限的希望;这一天,触动着我们心底最温柔的情愫,更激发了每个中国人为梦想奋斗的豪情。中国从一个贫穷落后的农业国家,发展到如今的第二大经济强国,70年前百废待兴,70年后繁荣昌盛,这离不开时代的机遇,也离不开中国人的自强不息。

中国工业同样赶上了时代发展的大浪潮,世界机器人行业因为中国而添上了浓墨重彩的一笔啄木鸟军舰上的女兵在线播放,OK2929.com,而加下来,中国是否能够续写机器人的辉煌,我们先一起来回顾一下60年来机器人历史上的重大创新。

世界机器人发展大事件

1920年,一名捷克作家发表了一部名为《罗萨姆的万能机器人》的剧本,剧中叙述了一个叫罗萨姆的公司把机器人作为人类生产的工业品推向市场,让它充当劳动力代替人类劳动的故事。

1940年,科幻作家阿西莫夫就提出了“机器人三原则”,

1959年,世界机器人的创新历史从George Devol和Joseph Engelberger研发出第一台工业机器人开始。它重达两吨,由磁鼓上的程序控制。他们使用了液压执行器,并在关节坐标系中进行了编程,即在教学阶段存储了各个关节的角度,并在操作中进行了回放。它们精确到1 / 10,000英寸以内。

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1961年,Unimation在通用汽车安装了第一台工业机器人。世界上第一个工业机器人是在新泽西州特伦顿的GM Ternstedt工厂的生产线上使用的机器人,该机器人生产门和窗把手,变速旋钮,灯具和其他用于汽车内饰的硬件。Unimate机器人的4,000磅重臂遵循存储在磁鼓中的分步命令,对压铸金属进行热排序和堆放。该机器人的制造成本为65,000美元,但Unimation以18,000美元的价格出售。

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1962年,第一台圆柱形机器人被制造,AMF的VersatranAmerican Machine and Foundry(AMF)在美国坎顿的福特工厂安装了6台Versatran机器人。它从“多功能转移”一词命名为Versatran

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1967年,欧洲第一台工业机器人被制造,欧洲第一台工业机器人Unimate安装在瑞典UppslandVsby的Metallverken

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1968年仿生学第一次被使用,像章鱼的触手臂由马文·明斯基(Marvin Minsky)开发。

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1969年,通用汽车在其洛兹敦装配厂安装了第一批点焊机器人,Unimation机器人提高了生产率,并允许90%以上的车身焊接操作实现自动化,而传统工厂的焊接则是手动,肮脏且危险的工作,而大型夹具和固定装置占了传统工厂的20%至40%

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1969年,斯坦福研究所展示了用于移动机器人指导的机器人视觉。

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1969年,挪威Trallfa提供了首台商用喷漆机器人。这些机器人是在1967年挪威人手短缺期间为内部使用而喷漆手推车的。

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1969年,Unimate机器人进入日本市场。Unimation与川崎重工签署了许可协议,以生产和销售面向亚洲市场的Unimate机器人。川崎将省力型机器和系统的开发和生产视为重要任务,并成为日本工业机器人领域的先驱。1969年,该公司成功开发了Kawasaki-Unimate 2000,这是日本有史以来第一台工业机器人

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1969年,日立(日本)开发了世界上第一台基于视觉的全自动智能机器人,该机器人可以根据平面图组装对象。机器人可以根据从装配计划图的直接视觉图像中创建的信息来构建模块。

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1971年,辛德芬根戴姆勒·奔驰公司的第一条液压驱动机器人生产线。对于戴姆勒-奔驰,库卡与构建机器人欧洲第一焊接传输线于1971年。

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1971年,成立了日本机器人协会(JIRA,后称JARA)这是第一个全国性的机器人协会。日本机器人协会于1971年成立,是一个自愿组织,即工业机器人对话组织。的座谈改组为日本工业机器人协会(JIRA)于1972年,并且协会1973年正式成立

1972年,在欧洲安装机器人生产线。意大利的FIAT和日本的日产安装了点焊机器人的生产线。

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1973年,第一个具有六个机电驱动轴的机器人KUKA从使用Unimate机器人发展为开发自己的机器人。他们的机器人Famulus是第一个具有六个机电驱动轴的机器人。

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1973年,Scheinemann在美国Vicarm Inc.开始生产Vicarm /斯坦福臂。斯坦福大学的手臂是一种机械手,它利用触摸和压力传感器的反馈进行小零件组装。斯坦福大学手臂的开发商Scheinman教授成立了Vicarm Inc.,以销售用于工业应用的手臂版本。新手臂由小型计算机控制。

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1973年,日立(日本)开发了用于混凝土桩杆行业的自动锚固机器人。该机器人是第一台带有用于移动物体的动态视觉传感器的工业机器人。它在移动模具时识别模具上的螺栓,并与模具运动同步地紧固/松开螺栓。

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1974年,第一台由微型计算机控制的工业机器人上市。理查德·霍恩(Richard Hohn)为辛辛那提·米拉克龙公司(Cincinnati Milacron Corporation)开发了第一台商用微型计算机控制的工业机器人。该机器人称为T3,即明天工具。

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同样是1974年,首批电弧焊机器人在日本上班。在日本,川崎基于Unimate设计创建了一个弧焊机器人,用于制造摩托车车架。他们还在其Hi-T-Hand机器人中开发了触摸和力感测功能,使该机器人能够以每针一秒钟的速度将销钉引导入孔中。

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1974年,第一个全电动,微处理器控制的工业机器人,ASEA的IRB 6问世,采用拟人化设计,其手臂运动模仿了人类手臂的运动,有效载荷为6kg,5轴。S1控制器是第一个使用英特尔8位微处理器的控制器。内存容量为16KB。该控制器具有16个数字I / O,并通过16个按键和一个四位LED显示屏进行编程。第一种型号IRB 6是由ASEA首席执行官Curt Nicolin于1972-1973年开发的,并于1973年8月首次进行了展示。Magnussons在Genarp收购了该型号,用于对弯曲的不锈钢管进行打蜡和抛光以90°角。

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1974年,日立(日本)开发了第一台精密插入控制机器人“ HI-T-HAND Expert”,该机器人具有灵活的腕部机构和力反馈控制系统。因此,它可以插入间隙约为10微米的机械零件。

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1975年,直角坐标机器人Olivetti“ SIGMA”是装配应用中最早使用的机器人之一,Olivetti SIGMA机器人在意大利用两只手进行组装操作。

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1975年,ABB开发了一种工业机器人,其有效载荷高达60 kg,这满足了汽车行业对更大负载,更大灵活性的需求。该机器人名为IRB60,最初交付给瑞典的萨博用于焊接车身。

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1975年,日立(日本)开发了第一台基于传感器的电弧焊接机器人“ Mr. AROS”,该机器人配有微处理器和间隙传感器,可通过检测工件的精确位置来纠正电弧焊接路径。

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1976年,太空机器人问世,机械臂用于维京1号和2号太空探测器。

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1977年,日立(日本)开发了一个装配单元,用于装配带有8个电视摄像机和两个机械臂的吸尘器。

1978年,可编程通用组装机(PUMA)由Unimation / Vicarm开发;美国,得到了通用汽车的支持,通用汽车公司得出的结论是,组装过程中处理的所有零件中有90%的重量不超过5磅。PUMA适用于小型零件处理流水线机器人的GM规范,该机器人保持了与操作员相同的空间。

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1978年,日本山梨大学的牧野宏志(Hiroshi Makino)开发了SCARA-Robot(选择性合规组装机器人手臂)凭借SCARA的平行轴关节布局,该臂在XY方向上有些柔顺,但在“ Z”方向上却是刚性的,因此称为“选择性兼容”。这对于许多类型的组装操作是有利的,即,将圆销插入到圆孔中而没有约束。SCARA的第二个属性是与我们的人手臂相似的关节式双连杆手臂布局,因此经常使用术语“铰接式”。此功能使手臂可以延伸到狭窄区域,然后缩回或“向上折叠”。这对于将零件从一个单元转移到另一个单元或用于封闭的装载/卸载过程站是有利的。1981年,日本的Sankyo Seiki和日本的Hirata推出了SCARA机器人

1979年,德国奥本堡的Reis公司生产的第一台具有自己的控制系统RE 15的六轴机器人。

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1979年,日本那智开发了第一台电机驱动的机器人,点焊机器人开创了电动机器人的新时代,取代了以前的液压驱动时代。

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1980年,首次使用机器视觉。在美国罗德岛大学,一个拾箱机器人系统演示了如何随机挑选零件并将其从箱子中取出。

1981年,通用汽车安装了机器视觉系统“ CONSIGHT”。通用汽车Consight视觉系统在安大略省圣凯瑟琳斯铸造厂的第一个生产实现方案是,在恶劣的制造环境中,使用三台工业机器人,通过皮带输送机以每小时1400个小时的速度成功分拣多达六种不同的铸件。

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同样在1981年,美国PaR Systems推出了首台工业龙门机器人。龙门式机器人提供的运动范围比当今的基座式机器人大得多,并且可以替代多个机器人。(PaR 50周年,2010年)。

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1982年,IBM为机器人技术AML开发一种编程语言。AML(一种制造语言)是一种功能强大且易于使用的编程语言,是美国IBM专门针对机器人应用开发的。使用IBM个人计算机,制造工程师可以快速轻松地创建应用程序。

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1983年,柔性自动化装配线被制造,西屋公司发布有关APAS或适应性编程装配系统的研究报告,这是在更灵活的自动化装配线环境中使用机器人的试点项目。该方法将机器视觉用于组件的定位,定向和检查。

1984年,美国Adept推出了第一台直接驱动SCARA机器人AdeptOne。电动马达直接连接到手臂,无需中间齿轮或链条系统。该机制的简单性使AdeptOne机器人在持续的工业自动化应用中非常坚固,同时保持了高精度。

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1984年,瑞典ABB生产最快的组装机器人(IRB 1000)它配备了一个垂直臂,一种悬挂式摆锤机器人。该机器人可以在大范围内快速运行,而无需移动。它比传统的手臂机器人快50%。(拉斯的Westerlund,人类的延伸臂)

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1992年,奥地利Wittmann推出了用于机器人的CAN-Bus控制“实际上,这些功能可以加快机器人工作单元的运行速度,这就是为什么康涅狄格州Torrington的Wittmann机器人和自动化系统公司在18个月前为其所有CNC机器人采用CANbus的原因。销售经理Ken Heyse解释说:威特曼(Wittmann)以前的CNC控制器(所有机器人和外围设备功能都使用一个微处理器)必须顺序执行各种子例程,从而可能会中断机器人的操作;相比之下,CANbus则可以在本地处理数据。以及其他下游设备都在自己的微处理器中处理数据,然后由主控制器协调所有这些工作,在Wittmann的CANbus CNC控制中,所有机器人程序和相关子例程在不同的微处理器上同时运行。Heyse说,这是一个更快的工作单元。”

1992年,瑞典ABB推出了开放式控制系统(S4)S4控制器旨在改善对用户至关重要的两个方面:人机界面和机器人的技术性能。

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1992年,瑞士Demaurex将其第一个Delta机器人包装应用出售给Roland。第一个应用是6个机器人的地标性安装,这些机器人将椒盐脆饼装载到泡罩托盘中。它基于洛桑联邦理工学院(EPFL)的Reymond Clavel开发的delta机器人。

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1994年,Motoman推出了第一个机器人控制系统(MRC),该系统可同时控制两个机器人,MRC还使从普通PC编辑机器人作业成为可能。MRC提供了控制多达21个轴的功能。它还可以同步两个机器人的动作。

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1996年,德国库卡公司推出了首个基于PC的机器人控制系统,首次有可能使用操作员控制设备上的6D鼠标实时移动机器人。该示教器具有Windows用户界面,用于控制和编程任务。

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1998年,Reis Robotics推出了第五代机器人控制产品ROBOTstar V,它是机器人控制中插补周期最短的产品之一。Reis Robotics推出了第五代机器人控制产品ROBOTstar V,它是机器人控制源中插补周期最短的时间之一

同样在1998年,瑞典ABB基于洛桑联邦理工学院(EPFL)雷蒙德·克拉维尔(Reymond Clavel)开发的增量机器人开发了FlexPicker,这是世界上最快的拣选机器人。它能够使用图像技术,每分钟拾取120个物体,或者以每秒10米的速度拾取和释放。

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同样在1998年,瑞士古德尔(Güdel)推出了“ roboLoop”系统,这是唯一的弯轨龙门和移送系统。roboLoop概念使一个或多个机器人托架可以跟踪曲线并在封闭的系统中循环,从而为工厂自动化创造了新的可能性。

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1999年,德国库卡公司首次通过互联网对机器人进行远程诊断

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同样是1999年,Reis在机器人手臂内引入了集成激光束引导,Reis Robotics获得了通过机器人手臂引导的集成激光束的专利,并推出了RV6L-CO2激光机器人模型。该技术取代了对外部光束导引装置的需求,因此可以在高动态且无碰撞轮廓源的情况下将激光与机器人结合使用。

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2003,机器人去了火星,火星探索漫游者任务是一项正在进行的机器人太空任务,涉及两个漫游者,精神号和机遇号,探索火星。它始于2003年,派遣了两辆火星车探索火星表面和地质。

2003年,Robocoaster,德国库卡公司首款基于多关节机器人的娱乐机器人。库卡公司是第一家将人与机器人紧密联系的机器人制造商:在Robocoaster机器人中,机器人在空中旋转乘客,这是游乐园和活动的非凡娱乐体验。

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2004年,日本Motoman推出了改进的机器人控制系统(NX100),该系统可同步控制多达38个轴的四个机器人,该NX100编程器具有触摸屏显示器,并且基于WindowsCE的手术系统。

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2006年,意大利Comau推出了首个无线示教器(WiTP)可以执行所有传统的数据通信/机器人编程活动,而不受连接到控制单元的电缆造成的限制,但同时又可以确保绝对的安全性。

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2006年,德国库卡推出首台轻型机器人。KUKA轻型机器人的外部结构是与DLR,德国机器人与机电一体化研究所合作开发的,其外部结构由铝制成。它具有7 kg的有效负载能力,并且由于集成了传感器,因此非常灵敏。这使其非常适合处理和组装任务。由于它的重量仅为16公斤(第一台机器人重达2吨!),因此它既节能又便携,可以执行各种不同的任务。

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2006年,日本Motoman推出了人类大小的单臂(7轴)和双臂机器人(13轴),所有电源线都隐藏在机器人臂中,它显着增加了机器人的运动自由度。具有双机械臂的机器人在运动中具有类似于人的灵活性,是机器维护和组装-甚至饮料供应的理想选择。机器人酒吧引起了全国的关注。

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2007年,日本Motoman推出了超高速电弧焊接机器人,该机器人将周期时间减少了15%,这是2007年最快的焊接机器人,通过增加40%的轴运动来达到该速度。他们的设计减少了30%的空气切割时间。

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2007年,德国库卡公司推出了首台有效载荷为1000 kg的远程机器人和重型机器人,它扩展了工业机器人的应用可能性,并创建了新的作用域和有效载荷组合

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2007年,随着2006年第一批系统的实现,Reis Robotics成为光伏组件生产线的市场领导者,自2006年以来,光伏的新应用领域已成为使用机器人的重要市场。

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2008年,日本发那科推出了一种新型的重型机器人,其有效载荷接近1200千克,Fanuc Robotics产品经理Rich Meyer表示:“ M-2000iA是世界上最大,最坚固的六轴机器人。“它具有超越当今所有其他六轴机器人的最长的距离和最强的手腕。手腕的力量创造了一个记录,但更重要的是,它使我们的客户能够将较大的重物移动很远的距离,并具有最大的稳定性。”

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2009年,日本安川Motoman推出控制系统,最多可同步8个机器人。日本Yaskawa Motoman推出了改进的机器人控制系统(DX100),该系统可对多达72个轴的八个机器人进行完全同步控制。I / O设备和通信协议。动态干扰区可保护机器人手臂并提供高级防撞功能。

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2009年,瑞典ABB推出最小的多功能工业机器人IRB120,ABB有史以来最小的多功能工业机器人仅重25kg,可处理3kg的有效载荷(垂直腕部为4kg),有效距离为580mm。

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同样在2009 年,Universal Robots(优傲机器人) 的首台产品UR5上市,一种六关节铰接式手臂机器人,这个在2008年才售出首台的 UR5 协作式机器人彻底改变了工业机器人市场。UR5 重 18 公斤,有效负载高达 5 公斤,工作范围为 85 厘米。

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2010年,KUKA(德国)推出了一系列带有新控制器KR C4的货架式机器人(Quantec),Quantec K机器人的底基极低,因此在卸货应用中的伸出距离更大。新一代KR C4控制器是第一个将完整的安全控制器结合在单个控制系统中的控制器。这允许立即执行所有任务。

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2011,第一个太空人形机器人飞天。一架Robonaut(R2B)升空到国际空间站,R2是太空中第一个人形机器人。最初,R2部署在国际空间站内的固定基座上。接下来的步骤包括一条腿,用于爬过空间站的走廊,将R2升级以进入太空。

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2015年推出UR3,这也是全球首台桌面协作机器人,让机器人进入到了更小的工作区域。

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中国机器人

而反观中国机器人市场,我国的机器人起步较晚,经过四十多年的发展,大致发展经历了70年代的萌芽期,80年代的开发期,90年代后的实用化期。60年代初,各国开始研究机器人,但新中国刚成立,经济发展较为滞后,百废待兴,国内多数舆论认为机器人只是为了节省劳动力,而我国劳动力资源丰富,发展机器人不一定符合我国国情,政府对此的资金投入和关注力度并不够,同时,当是根据生产需求自行设计制造的机械手臂,大部分还是用于上下料。

80年代,技术革命的第三次浪潮冲击着全世界,其中机器人技术逐渐被国内重视,我国在“七五”计划中,把机器人列为国家重点科研规划内容。

经过自动化领域专家的调研与论证,我国确定,主要开发3种类型的机器人,即特殊环境下作业的机器人,水下无缆机器人和高精度装配机器人,以解决我国海上石油开发、海洋调查和国防急需。

1980年,我国研制成功第一台工业机器人样机

1985年,蒋新松在获得中科院100余万元拨款后 ,中国第一台水下机器人(海人一号)首航成功,1986年则深海试验成功。

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1986年7月9日拨巨款在沈阳建立了全国第一个机器人研究示范工程,全面展开了机器人基础理论与基础元器件研究。

1986年2月21日,我国机器人先驱蔡鹤皋等人,自行设计研制的第一台华宇1型弧焊机器人,并在哈尔滨星光机器厂通过鉴定。

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1987年7月,我国成立了第一届智能机器人主题专家组

1988年,中国第一台中型水下机器人瑞康四号投入使用

1989年,我国水下机器人首次出口美国

1990年,我国第一台工业机器人通用控制器研制成功

1992年,国产AGV第一次应用于柔性生产线

1993年,中国唯一的机器人技术国家工程研究中心成立

1994年,中国第一台五自由度高压水切割机器人投入使用

1994年,我国第一台1000米水下机器人探索者海试成功

1995年,我国第一台6000米水下机器人CR-01海试成功

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1995年,中国手台四自由度电焊机器人开发成功,第一条电焊机器人生产线投入使用。

1995年,自主开发的机器人技术-AGV技术出口韩国。

1997年,具有自主版权的高性能机器人控制器小批量生产。

1997年,我国自主开发的国内第一条机器人冲压自动化线用于一汽大众生产线。

1998年,国内手台激光加工机器人开发成功。

1998年,国内首台浇铸机器人正式用于生产。

2000年,机器人技术国家工程研究中心的工业机器人部分产业化为沈阳新松机器人自动化股份有限公司(简称新松)于同年7月10日在沈阳成立,主要从事工业机器人的开发和生产。从诞生开始,新松就被科技部批准为“国家高技术研究发展计划成果产业化基地”和“国家863计划智能机器人主题产业化基地”。

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1991年4月8日成立广州数控设备厂,员工20多人,年产数控系统仅几十台,产值不足200万,1992年8月,自主研发第一套GSK928车床数控系统,1999年广州数控交流伺服研发成功,填补国内空白,2000年正式转制为民营股份制有限公司,2006年,全面贯穿实施ISO9001质量体系,自主创新研发出了工业机器人,随后逐渐形成中档数控系统产业化,成为中国市场主流,确立广州数控、发那科、西门子三足鼎立局面。

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2007年,奇瑞汽车设备部下面不到10人的装备制造科,时任奇瑞汽车设备部部长的许礼进打破进口机器人的技术壁垒和市场垄断,8月,埃夫特智能装备有限公司在安徽芜湖正式成立,在与哈尔滨工业大学合作下,2008年9月20日,埃夫特自主研发的国内首台重载165公斤机器人宣告试制成功,“渐展身手”的埃夫特通过实施改制,从奇瑞一家全资子公司转变为混合所有制公司,由自主品牌“撑起”的机器人焊接生产线,一举打破了国外机器人品牌在中国汽车制造领域长达30年的垄断,此后埃夫特还设计出适用于卫浴行业的第一台柔性打磨机器人,填补了国内同类工业机器人空白,目前埃夫特产品已进入韩国、意大利、德国、巴西、南非等海外市场。

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2005年配天(安徽)电子技术有限公司成立,2008年研制完成8轴复合加工控制系统,2010年成立北京研发中心,6月启动工业机器人研发项目,2011年2月研制完成首台工业机器人—AIR 10,同年研制完成伺服驱动控制器,2012年就研制完成130#、180#基座伺服电机,占据了国内机器人的可观市场,国内许多机器人公司的人才都出自于配天。

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中国与世界

2013年,中国成为全球第一大的工业机器人应用市场,并连续五年

2014年,新松的中国首条“机器人制造机器人”生产线投产。

2014年,英国雷丁大学的超级电脑通过“图灵测试”。

2014年,“恰佩克奖”在中国设立,奖励在机器人领域作出贡献的组织和个人,旨在致力于做机器人行业发展的见证者,打造机器人行业的“诺贝尔”。

2015年,中国研制出世界首台自主运动可变形液态金属机器。

2015年,世界级“网红”——Sophia(索菲亚)诞生。

2016年,谷歌(Google)旗下DeepMind公司AlphaGo战胜李世石

2016年,美的集团最终持有德国机器人公司KUKA的94.55%的股份

2017年,索菲亚在沙特阿拉伯首都利雅得举行的“未来投资倡议”大会上获得了沙特公民身份,也是史上首位获得公民身份的机器人。

2017年,美国加州的Abyss Creations公司宣布,真正意义上的性爱女机器人已经成功研发,并正式进入全球市场开始销售。

2017年全球首款社交机器人Jibo出现。

2017年5月22日,中国国家标准委、国家发改委、科技部和工业和信息化部联合发布《国家机器人标准体系建设指南》。

2017年,新松百台工业机器人成功入驻华晨汽车,这条首次实现国产功能部件应用比例100%的白车身自动化焊装线。承担并实现300多项重大技术攻关突破,创造百余项行业第一,总市值达298.94亿元,在全球机器人公司排位第三,仅次于瑞士ABB和日本的发那科。

2018年,波士顿动力Atlas在社交平台上发布了机器人做跑酷,进行倒车或慢跑,SpotMini开门的视频,展示了机器人的无限可能性。