幾乎在激光誕生的同時，1962年美國Unimation公司推出首臺工業(yè)機器人。此后，機器人技術(shù)經(jīng)歷了一系列不斷的發(fā)展過程。直到20世紀(jì)90年代全球信息化浪潮風(fēng)起云涌，計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和先進制造技術(shù)等快速進步，工業(yè)機器人技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。它具有重復(fù)性生產(chǎn)特征，適應(yīng)制造業(yè)中規(guī)�；可a(chǎn)要求，裝配在生產(chǎn)線上代替人工作業(yè)，不僅解除了工人的繁復(fù)勞動，而且提高了生產(chǎn)質(zhì)量。它可以流動作業(yè)，適應(yīng)個性化生產(chǎn)需求。目前工業(yè)機器人技術(shù)日趨成熟，已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備而廣泛應(yīng)用于工業(yè)界，國內(nèi)外形成了一批著名的工業(yè)機器人公司。
近年來激光技術(shù)飛速發(fā)展，涌現(xiàn)出可與機器人柔性耦合的光纖傳輸?shù)母吖β使I(yè)型激光器。先進制造領(lǐng)域在智能化、自動化和信息化技術(shù)方面的不斷進步促進了機器人技術(shù)與激光技術(shù)的結(jié)合，特別是汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，帶動了激光加工機器人產(chǎn)業(yè)的形成與發(fā)展。從20世紀(jì)90年代開始，德國、美國、日本等發(fā)達國家投入大量人力物力進行研發(fā)激光加工機器人。進入2000年，德國KUKA，瑞士的ABB，日本FANUC等機器人公司均研制激光焊接機器人和激光切割機器人的系列產(chǎn)品。目前在國內(nèi)外汽車產(chǎn)業(yè)中，激光焊接機器人和激光切割機器人已成為的制造技術(shù)，獲得了廣泛應(yīng)用。德國大眾汽車、美國通用汽車、日本豐田汽車等汽車裝配生產(chǎn)線上，已大量采用激光焊接機器人代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電阻點焊設(shè)備，不僅提高了產(chǎn)品質(zhì)量和檔次，而且減輕了汽車車身重量，節(jié)約了大量材料，使企業(yè)獲得很高的經(jīng)濟效益，提高了企業(yè)市場競爭能力。在中國，一汽大眾、上海大眾汽車公司也引進了激光機器人焊接生產(chǎn)線。目前有沈陽新松機器人公司涉足激光切割和焊接機器人制造領(lǐng)域。
隨著激光直接制造和再制造技術(shù)的發(fā)展，面對航空航天、冶金、汽車等行業(yè)快速原形和快速制造的需求，從2002年起，國際上開始研發(fā)激光熔覆機器人。我國是世界上的發(fā)展中國家，擁有千萬套國產(chǎn)大型貴重裝備和進口高精尖的昂貴設(shè)備，現(xiàn)場快速修復(fù)有廣闊的市場需求。天津工業(yè)大學(xué)在天津市科技支撐計劃和國家自然科學(xué)基金資助下，開展了激光再制造機器人的研究。
雖然激光加工機器人取得了廣泛的工業(yè)應(yīng)用，但由于它是基于激光技術(shù)和機器人技術(shù)的高度集成系統(tǒng)，激光加工又是復(fù)雜的智能工程，激光加工機器人仍處于初期發(fā)展階段，許多技術(shù)尚待開發(fā)研究解決。激光加工機器人在國內(nèi)剛剛開始應(yīng)用，無論激光領(lǐng)域還是工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)λ�處于不熟悉狀態(tài)。為此，本文結(jié)合我們的工作，對激光加工機器人一些關(guān)鍵技術(shù)進展——光纖傳輸?shù)母吖β始す饧夹g(shù)、機器人本體技術(shù)、機器人編程技術(shù)、機器人智能化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)和反求工程重建三維(3D)形貌技術(shù)等作綜合報道，期望得到國內(nèi)業(yè)界關(guān)注，促進該類技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用。
一、激光加工機器人簡介
1、激光加工機器人組成
機器人是高度柔性加工系統(tǒng)，所以要求激光器必須具有高度的柔性，目前都選擇可光纖傳輸?shù)募す馄�。智能化激光加工機器人主要由以下幾大部分組成：
1)高功率可光纖傳輸激光器；
2)光纖耦合和傳輸系統(tǒng)；
3)激光光束變換光學(xué)系統(tǒng)；
4)六自由度機器人本體；