Bald wird die Menschheit kein rundes, sondern ein wichtiges Datum feiern: Am 13. Juni 1961 wurde ein Patent für den ersten Industrieroboter in der Geschichte erteilt. Erinnern wir uns daran, wie die Erfindung gemacht wurde, die den Beginn der Ära der Industrierobotik markierte.
Bei dem fraglichen Roboter handelt es sich um Unimate, das seit 1961 von Unimation auf den Markt gebracht wird. Das erste Exemplar erschien im Inland Fisher Guide Plant, das General Motors gehörte. Er wurde zum Symbol der technischen Revolution seiner Zeit, besuchte Ausstellungen und sogar Fernsehshows. Die Idee zweier brillanter Ingenieure, George Devol (Patentinhaber) und Joseph Engelberger (sein Co-Autor und Geschäftspartner), war seiner Zeit weit voraus.
1961 Jahr. Die erste Instanz von Unimate besteht die endgültigen Tests, bevor sie an das Werk von General Motors gesendet wird. Joseph Engelberger (links) mit Unimation-IngenieurenGeorge Devol - Tesla unserer Zeit
Der amerikanische Erfinder George Devol war ein erstaunlich vielseitiger und produktiver Ingenieur. Für diese Eigenschaften verglichen ihn Zeitgenossen mit Edison und Tesla. Er beteiligte sich an der Erfindung des Mikrowellenofens, schuf automatische Türen und ein neues Soundsystem für Kinos. Während des Zweiten Weltkriegs arbeitete er an Radargeräten; In der Nachkriegszeit war er an der Verbesserung der Tonaufzeichnungssysteme und der Schaffung neuer Verpackungsmaschinen beteiligt. Sein berühmtestes Werk ist jedoch ein Industrieroboter, den Devol nicht nur erfunden, sondern auch in Serie gebracht hat.
Der Ingenieur begann bereits 1950 mit der Arbeit an Unimate. Er schuf den Mechanismus, den er "Programmable Moving Device" nannte, und reichte 1954 eine Patentanmeldung ein. Aber Devol war sich nicht sicher, wie die Erfindung verwendet werden würde. Der Wendepunkt war ein Treffen mit Joseph Engelberger, einem talentierten Ingenieur, der an automatisierten Systemen für die Luftfahrt arbeitete und von Isaac Asimovs Büchern gelesen wurde. Die beiden Erfinder trafen sich 1957 auf einer Cocktailparty in Connecticut, unterhielten sich und beschlossen, gemeinsam an dem Projekt zu arbeiten. Engelberger half George Devol, die Erfindung zu verbessern und ihren genauen Zweck zu bestimmen - einen Robotermanipulator, einen menschlichen Assistenten in der Produktion.
Joseph Engelberger, Popularisierer von Robotern
Engelberger wurde an der Columbia University ausgebildet und absolvierte einen Bachelor in Physik und einen Master in Elektrotechnik. Nach seinem Abschluss arbeitete er mehrere Jahre bei Manning Maxwell & Moore, einem Unternehmen, das Flugzeugausrüstung herstellt, und wurde schließlich Chef-Luftfahrtingenieur. 1957 gründete er seine eigene Instrumentenfabrik, Consolidated Controls.
Engelberger hatte bereits Geschäftserfahrung, als er Devol traf. Daher haben sie gemeinsam erfolgreich einen Plan zur Gründung eines eigenen Roboterunternehmens umgesetzt, das sie Unimation (kurz für Universal Automation) nannten. Und der erste Roboter bekam den Namen Unimate. Dies war eine hochkarätige Innovation, um die herum jedoch Skandale ausbrachen: Die Arbeiter befürchteten, dass sie ihren Arbeitsplatz verlieren würden, weil Roboter 24 Stunden am Tag arbeiten konnten und weder ein Gehalt noch ein Sozialpaket benötigten. Daher hat Engelberger seine Gehirnkinder hervorragend populär gemacht. Zusammen mit Unimate trat er auf einer Messe im Cow Palace (Chicago) und wenig später auf der Tonight Show auf, wo der Roboter auf seinen Befehl Golf spielte, Bier eröffnete und sogar ein Orchester dirigierte. Während des gesamten Bestehens von Unimation war es Engelberger, der sich mit Geschäftsprozessen und der Förderung neuer Industrieroboter befasste - sowohl bei Kunden als auch bei Partnern und für ein breites Publikum. Dies brachte ihm Ruhm und den unausgesprochenen Titel "Vater der Robotik", obwohl das Patent für den ersten Industrieroboter der Welt seinen Namen nicht enthält.
Nachdem sich die beiden Ingenieure in den 70er Jahren wieder getrennt hatten, stieg Engelberger in den Bereich der Servicerobotik ein. Und er setzte seine Arbeit zur Popularisierung dieses Bereichs fort: Er veröffentlichte die Bücher Praktische Robotik und Robotik im Dienstleistungssektor, veröffentlichte viele Artikel, Interviews und andere Pressematerialien. Engelberger gründete auch die Industrial Robotics Association (RIA) und eine jährliche Auszeichnung für Leistungen in dieser Branche.
Unimate - Entwicklung und Implementierung
Joanna Wallen im Buch "Geschichte der Industrieroboter" erzählt uns, dass Engelberger lange gebraucht hat, um einen Job für Unimate zu finden. Er besuchte ungefähr 35 Industrieunternehmen mit verschiedenen Profilen (darunter 15 Automobilunternehmen), um zu verstehen, welche Art von Produktion wirklich automatisiert werden muss. Infolgedessen wurde der erste Vertrag mit General Motors unterzeichnet, und der Roboter nahm seinen Platz an der Einspritzmaschine ein.
Unimate arbeitete am Fließband, nahm Teile aus der Stranggusslinie und installierte sie durch Schweißen in Karosserien. Diese Phase bezieht sich auf gefährliche Industrien: Nachlässigkeit kann zum Verlust von Gliedmaßen und zur Vergiftung durch giftige Gase für einen Mitarbeiter führen.
Unimationsroboter wurden entwickelt, um wiederholbare Operationen durchzuführen. Dies ist ein Roboter- „Arm“ mit einem Zecken ähnlichen Zwei-Finger-Griff und mehreren Gelenken, die als Gelenke fungieren. Wie George Manson, einer der Ingenieure des Unternehmens, später in seinem Buch sagte, musste der Roboter zunächst die menschliche Hand genau kopieren und sechs Freiheitsgrade haben. Finanzielle Engpässe und technische Schwierigkeiten mussten jedoch fünf Grad verlassen: Das "Handgelenk" des Roboters konnte sich nur entlang zweier statt dreier Achsen bewegen. Und dies war natürlich nicht die letzte Schwierigkeit. Der Roboterarm erwies sich als ein Projekt, das der Technologie seiner Zeit voraus war. So
beschreibt Manson
die technischen Aufgaben, mit denen das Team konfrontiert war: Alles, was in diesen Absätzen beschrieben wurde, mussten sie selbst entwickeln.
- Das System mit digitaler Steuerung basiert auf Binärcode (nicht vergessen, es war 1956!).
- Ein nichtflüchtiges Festkörperspeichersystem, das es damals noch nicht gab.
- Optische digitale Encoder, die die Position der Welle mit hoher Geschwindigkeit ablesen, die es ebenfalls nicht gab.
- Ein dynamischer digitaler Servocontroller, der eine dynamische Steuerung mit einer Vielzahl von Nutzlasten ermöglicht.
- Hocheffiziente hydraulische Servoventile.
- Autonome elektrische und hydraulische Stromversorgungen.
Unter der Leitung von Devol entwickelte das Team einen Ferroresonanzsensor und ein darauf basierendes Speichersystem, das als Dynastat patentiert wurde, sowie den optischen Spirodisk-Encoder.
All diese Entwicklungen bildeten die Grundlage von Unimate. Als Steuerungssystem wurde ein Softwareträger in Form einer Nockentrommel mit einem Schrittmotor verwendet, der für 200 Steuerbefehle ausgelegt war. Um den Roboter zu programmieren, fragte ihn der Bediener im Trainingsmodus nach der Reihenfolge der Kontrollpunkte: Die Verbindungen des Manipulators mussten diese während des Arbeitszyklus durchlaufen. Die Punkte wurden im Speicher gespeichert, und der Roboter konnte die Aktion unbegrenzt oft reproduzieren.
Dies ermöglichte es den Ingenieuren, eine hohe Genauigkeit der Reproduktion von Aktionen zu erreichen - bis zu 1,25 mm. Beim Entladen der Gießmaschine produzierte Unimate nur 2% des Defekts, während bei menschlichen Arbeitern die Menge bei geringerer Produktivität 20% erreichte.
Das Hydrauliksystem verdient besondere Aufmerksamkeit. Die ersten Prototypen, einschließlich des Roboters, der auf einer Ausstellung in Chicago vorgestellt wurde, „flossen wie ein Sieb“. Aber die Entwickler haben es geschafft, dieses Problem zu lösen.
1961 erhielt Devol ein
Patent für das Gerät auf der Grundlage einer früheren Anmeldung, die er bereits 1954 eingereicht hatte. Das Dokument, das er mit der Nummer US2988237A erhielt, markierte den Beginn einer neuen Ära in der Geschichte der Menschheit - der Ära der Roboter.
Die Fortschritte waren schnell: In kurzer Zeit verkaufte Unimation 450 Geräte in den USA. Und 1966 gingen ihre Roboter erstmals außerhalb der USA in das finnische Nokia-Werk. Drei Jahre später trat das Unternehmen auch in den asiatischen Markt ein, Lizenzen für die Produktion von Unimate wurden von Kawasaki Heavy Industries und GKN erteilt. Das Gerät war bis in die 1970er Jahre gefragt, als es durch neue japanische Roboter ersetzt wurde.
Unimate Punktschweißroboter. GM-Fabrik in Ohio, 1969Heute befindet sich eine Kopie von Unimate in der Robot Hall of Fame (Pittsburgh, USA), und die Zeitschrift Popular Mechanics im Dezember 2005 hat sie zu den 50 besten Erfindungen der letzten 50 Jahre gezählt.
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