码垛机器人国外发展史

 

20世纪60年代世界首台机器人由乔治.德沃尔设计并在美国通用公司投入使用。目前，日本、德国和美国等欧美国家的机器人发展水平较高，技术相对比较成熟，在世界各地受到广泛的应用。日本系的机器人含有安川、OTC ,  FANUTC、不二越等，德国含有KUKA, CLOOS，此外还有瑞典的ABB，意大利的COMAU。其中，德国和日本在全球范围内率先将机器人同物品搬运及装载结合起来。现阶段码垛机器人在世界各国公司应用广泛，机器人研发设计技术也在各个国家都有了比较快速的发展。

日本是机器人发展较早的国家，也是技术比较发达的国家，它的机器人出口世界各地，应用广泛，目前己然成为了世界上机器人销售数量最大的国家，有“机器人王国”、“机器人出口大国”等美誉。但是，这并没有使得日本在机器人产业上得到满足，如今，日本的机器人市场还在不断的扩大，发展的势头仍然很强劲，突破了一项项技术难关，也取得了丰硕的成果。据统计，截止到2007年日本机器人安装总数量己经达到了35台左右，供货总金额己经达到_5 8_50亿日元，并且最近三年不断的刷新历史记录。通过预测，2020年日本机器人市场将达到1.8亿日元，202_5年将达到8亿日元。由此可以清楚的看到，日本机器人产业发展速度很快，出口量相当大，所获得的利润也是很高的。安川公司1915年成立，1977年开发出首台电力驱动机器人，公司拥有近40年机器人开发经验，世界范围内有几十万的在用机器人出自安川。其中MP系列的机器人专门用来进行码垛搬运的机器人，MOTOMAN-MPL160码垛机器人具有4自由度，负载能力为160kg，最大伸长范围为3159mm，最大码垛高度为2623mm，处理能力为1650回/小时，主体重量1700kg，电源容量9.5 KVA，如图1.1所示。

 

川崎公司研制的机器人目前市场上己经有_5万台，各种机器人可以满足不同的客户要求，其机器事业部长期与汽车业合作，它配套的激光、图像等混合加工测试机器人系统属于国际顶级水平。其中，FD/ZD/MD系列属于码垛机器人，ZD130S/250S码垛机器人负载能力达到60kg，具有上下2200mm，可以进行上下400mm，水平2000mm的直线移动，处理能力为1800回/小时，如图1.2所示。

 

FANUC集团创建于1956年，其主要产品是工业自动化装置及机器人，从1974年开发出第一台机器人到现在，该公司在机器人开发领域拥有非常强的竞争力，也是全球范围内首家能够利用机器人完成机器人制造的企业，其机器人产品系列多达240种，负重能力可以从0.5kg到1350kg，能够适用于工业生产各个环节，例如搬运、装载、焊接、喷漆、码垛等，具有非常高的柔性化。截止到2011年全球装机量达到25万台，稳居世界第一。其中该公司的M410iww码垛机器人，可承担0.4t重货物，活动范围达到1.6m，一小时内可循环工作730次，如图1.3所示。

 

德国机器人制造业起步晚，但发展快。它将机器人应用于工业生产要晚于日本，由于二战之后德国人口较少，同时又迫切需要改进工业生产技术，因此其工业机器人领域发展非常迅猛。现阶段，该国机器人不仅在车辆、电子等现代化技术型产业中应用非常广泛，还充分同传统产业相结合，积极带动传统产业改造升级。德国机械设备制造业联合会(VDMA)的统计数据显示，2012年德国工业机器人密度达273台/万人，是法国的两倍多，英国的四倍，保持着欧洲最大多用途工业机器人市场的地位。VDMA机器人和自动化专业协会董事会汉斯-迪特·鲍姆特洛克说:“毫无疑问，世界范围内对德国的机器人和自动化系统的需求很高，且正在稳步增长”。德国2013年机器人及自动化系统销售额达到创纪录的30亿欧元。2008年至2013年间，德国制造的机器人数量年均增长9 070，出口量年均增长11 070 0 2013年，世界上每9个工业机器人中就有一个来自德国

工业机器人产业离不开德国政府部门在其初始发展阶段的大力支持与引导。此后，基于产业发展需求该领域逐渐向智能化、模块化、柔性化、高效化方向转变。在上世纪70年代，该国政府就在发布的“改善工作环境规划”中，明确提出针对一些危险程度较高、对人体伤害较大的工作，需要大量使用机器人来替代人力，由此也为机器人提供了大量的市场。198_5年，德国相关研究机构开始涉足智能机器人领域，并且通过各方面的努力，涌现出以库卡为首的大量知名机器人企业。

现阶段，德国提出“工业4.0”规划，志在打造“智能工厂”，打造“智能生产”，把物联网及互联网引入制造业。在此战略背景下，德国机器人制造业的重点课题是人与机器、机器与机器之间的交互合作。目前，德国联邦教研机构同能源部联合起来共同为“工业4.0"战略发展规划的有关研究项目提供各方面支撑，此外德国工程院、西门子集团等也为该战略形成提供了重要推力与建议。德国政府部门为项目提供了大量资金。

该项目还获得德国众多研究单位及知名企业的认可，弗劳恩霍夫协会表示将在其下辖六到七个制造方向研究机构内推行“工业4.0"概念，西门子集团也着手在其工业软件研发及制造环节控制系统内加入上述概念

KUKA机器人有限公司最早成立于1898年，1973年公司研发了第一台名为FAMULUS工业机器人，199_5年摆脱原公司，成为现在的KUKA机器人有限公司，它是世界上具有领先水平的工业机器人制造商之一。库卡机器人能够应用到货物搬运、制造、堆垛、焊接等领域，适用于自动化控制、产品制造、食品及塑胶等行业。它有一个很大的用户群，例如通用、克莱斯勒、福特、保时捷、宝马、法拉利、哈雷戴维森、大众等众多车企，此外还有沃尔玛、百威啤酒、可口可乐等国际知名企业。其中，KR系列为码垛机器人，KR4700PA最大负载能力达到700kg，最大工作半径为3200mm如图1.4所示。

 

瑞典机器人早在上个世纪_50年代就开始研究，属于欧洲较早研制机器人的国家，60年代第一台机器人研制成功，随后工业界也逐渐安装机器人投入生产。ABB公司在1969年就己经开始使用将机器人投入到工业生产中，是比较早的使用机器人的公司之一。70年代，机器人的使用在瑞典以每年35%~40%的平均增长率进行增长，到了1981年，瑞典使用机器人的数量要比法国、意大利以及英国都多。作为机器人生产大国，瑞典机器人研发技术处于世界领先地位，截止到1994年底，瑞典己经生产了4.2万台机器人，相对于一个仅有870万人口的国家来说，其生产数量己经很大，不仅能够满足本国生产需要，而且大部分用于出口。瑞典机器人技术特点在于起步早，技术有特色，产品质量可靠，以大企业(ABB公司)为龙头的高新技术，应用多集中于汽车制造业。

到现在ABB公司己有30多年的机器人开发及制造经验，己经投入使用的机器人超过160000套。在机器人领域，ABB不管是在研发还是生产方面始终处于行业领先地位，并在众多国家设立有研发、生产及营销机构，例如瑞典、中国等。

ABB不但服务于包括诸如戴姆勒.克莱斯勒、法国标致和本田等大型跨国企业，此外中国众多公司，比如吉利、长城、BYD、蒙牛、哇哈哈等都和其拥有较为紧密的合作关系。ABB能够针对客户实际问题，为其制定有效的解决策略，进而加快其生产进度，并提升产品品质。由此可见，ABB在机器人行业内处于领先地位。该企业开发的IRB760型码垛机器人，其负载能力为450kg，最大工作半径为3180mm，主要应用于机械加工、码垛、物料搬运以及整层码垛，如图1. 5所示。