機器人――工廠自動化中的“超人”
機器人在機器制造等各行業的應用中具有許多優點：高速化、智能化、多用途化、集成化、耐久性等。目前已開發出能搬運1噸工件、能連續自動化工作720小時的機器人，遠遠超過人的體力。預計在將來人類發展工廠自動化、實現自動化生產的過程中，不僅可代替熟練工人，而且能夠在許多危險、高速、特種工作條件下，完成人所不能完成的工作。雖然在目前世界經濟危機中，對機器人的市場需求乃至生產使用，都可能會一時減少，但在未來經濟復蘇時期，技術、生產進一步發展后，它將發揮出極其重要的特殊性作用。因此，從科學發展觀、長遠發展觀、戰略技術觀來看，我國對機器人――未來工廠自動化中的“超人”，應給予高度的重視。 機器人種類繁多用途日益廣泛 時至今日，人類已研制出種類繁多、用途廣泛的機器人。隨著科技的發展，各項技術的深入合作，機器人的研究還會不斷向前發展。 目前，機器人的大小、種類、功能各不相同。有固定機器人，也有移動機器人；有的機器人裝有感知裝置，如視覺、聽覺傳感器；大的機器人能搬運1.2噸的重物，小的機器人能進入人體疏通血管；有的機器人能在宇宙飛行器上進行體外機械修理，有的能夠在深海探寶，有的能對人體進行手術，有的能拉小提琴進行表演。除了以上領域之外，機器人還可在核電危險區域代替人工作，甚至未來戰場上進行作戰。產業機器人在汽車工業中，已較廣泛使用，進行焊接、噴涂、裝配、檢驗、搬運以及替代人手的各種工作。在工廠自動化作業中，目前日本的山崎馬扎克公司與發那科公司合作，已開發出ROBOT-CELL型機器人，在工廠中加工主軸零件，實現720小時連續自動化工作，生產的40#小型臥式加工中心，有約30%~40%由機器人來實現自動化加工。他們還開發出7軸控制的機器人，模仿人手可伸入凹形口袋中，在汽車裝配線上代替人手工作。國際機器人聯盟2008年對世界進行調查后公布的數字表明，最近30年中，產業機器人的使用在數量、技術上發展迅速：1973年機器人使用3000臺，1983年6.6萬臺，1990年45萬臺，1995年60萬臺，2000年75萬臺，2005年92萬臺，2007年約100萬臺，預計2011年可達120萬臺。產業機器人以外的服務機器人使用的數量更多，2007年約550萬臺，2011年可能達1700萬臺。 未來機器人的技術發展趨勢
世界目前處于經濟危機階段，資金短缺、市場需求緊縮，NC機床，機器人等的產量、需求量、消費量會相應減少。NC機床、機器人市場繁榮與否，與經濟狀況息息相關。隨著世界經濟加強合作，科技不斷向前發展，預測到21世紀中后期，科學技術、機器人應用都會呈螺旋式向前發展。未來機器人技術將隨著機、電、液、氣、光、微電子、計算機技術的發展，特別是NC機床、NC檢測系統新技術的開發創新而向前發展，進一步提高其精度、速度以及自動化、高速化、智能化、環保化、集成化水平。其中技術關鍵主要有三大方面：一為擬人的視覺、聽覺、感覺傳感器；二為智能化控制技術；三為各種大小不同、類別不同的機器人的驅動裝置。在機器人的視覺、聽覺、感覺傳動器開發方面，主要是要達到“人”、“超人”的水平。人是最靈敏、智能的，如何開發出各種高精度、高靈敏度、高智能化的傳感器是機器人研究的一個關鍵。以相當于人的眼睛、耳朵、神經的傳感器，收集外界的各種信息，在避免失誤的前提下，如人之防止失誤、碰撞、摔跤等，提高可能性、穩定性、安全性，最終才能做出正確的反應。傳感器收集外界各種信息進行處理，相當于人的感覺，而機器人的智能化控制技術，則是經過感覺后的分析、判斷和決策，這與NC機床的控制系統（NC系統）智能化發展密切相關。在工廠自動化中，雖然目前已經有許多不同廠家生產的NC機床、機器人控制器能夠一體化協調工作，但相關的協調工作還需要進一步加強。目前機器人聯盟正在研究開發統一的標準接口，便于各種異體能夠融合在一個大自動化工廠體中和諧工作。其三，機器人要能靈敏、自如、智能化工作，必須要有各種合適的高效、高自動化的驅動裝置，一如人的手、足、軀干各個不同環節受大腦控制的狀況。上述三項關鍵技術，既彼此獨立又相互關聯，其最終的解決方法取決于人的知識以及科技的發展程度。 根據目前人類科技水平，可以預測在21世紀第一階段30年（2000-2030年），機器制造仍以發展單臺NC機床進行柔性生產自動化為主，在技術上逐步開發“超人”組成“加工單元”（CELL），甚至由2~3臺NC機床組成短線生產線，個別情況下也可發展FMS。在第二階段30年（2031-2060年），NC機床“超人”在技術上更加先進、成熟，以加工單元為基礎，發展大小不同的制造系統如FTL(柔性加工自動線)、FMS、CIM等。在第三階段40年（2061-2100年），當技術不斷進步、經濟更加興旺發達、資金更加充裕之時，將一些加工單元、FMS、CIM進一步完善，發展成FA、CIM、CIMS，這時世界上的機器人，將逐步替代人，而真正成為自動化工廠的“超人”。 |
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