Em breve, a humanidade celebrará não uma rodada, mas uma data importante: em 13 de junho de 1961, foi emitida uma patente para o primeiro robô industrial da história. Lembremos como foi feita a invenção, que marcou o início da era da robótica industrial.
O robô em questão é o Unimate, lançado pela Unimation desde 1961. A primeira cópia apareceu na Inland Fisher Guide Plant, de propriedade da General Motors; ele se tornou um símbolo da revolução técnica de seu tempo, chegou a exposições e até a programas de televisão. A ideia de dois engenheiros brilhantes, George Devol (detentor da patente) e Joseph Engelberger (seu co-autor e parceiro de negócios), estava muito à frente de seu tempo.
1961 ano. A primeira instância do Unimate passa nos testes finais antes de ser enviada para a fábrica da General Motors. Joseph Engelberger (à esquerda) com os engenheiros da UnimationGeorge Devol - Tesla dos nossos dias
O inventor americano George Devol foi um engenheiro incrivelmente versátil e prolífico. Por essas qualidades, os contemporâneos o compararam com Edison e Tesla. Ele participou da invenção do forno de microondas, criou portas automáticas e um novo sistema de som para cinemas. Durante a Segunda Guerra Mundial, ele trabalhou em dispositivos de radar; no período pós-guerra, ele participou da melhoria dos sistemas de gravação de som e da criação de novas máquinas de embalagem. Mas seu trabalho mais famoso é um robô industrial, que Devol não apenas inventou, mas também lançou na produção em série.
Engenheiro começou a trabalhar no Unimate em 1950. Ele criou o mecanismo, que ele chamou de "Dispositivo Móvel Programável", e em 1954 entrou com um pedido de patente. Mas Devol não tinha certeza de como a invenção seria usada. O ponto de virada foi uma reunião com Joseph Engelberger, um engenheiro talentoso que trabalhou em sistemas automatizados para aviação e foi lido pelos livros de Isaac Asimov. Os dois inventores se conheceram em um coquetel em Connecticut em 1957, conversaram e decidiram trabalhar juntos no projeto. Engelberger ajudou George Devol a melhorar a invenção e determinar seu objetivo exato - um manipulador robótico, um assistente humano na produção.
Joseph Engelberger, popularizador de robôs
Engelberger foi educado na Universidade de Columbia, completando um diploma de bacharel em física e um mestrado em engenharia elétrica. Por vários anos após a graduação, ele trabalhou na Manning Maxwell & Moore, uma empresa que fabrica equipamentos de aeronaves, e acabou se tornando engenheiro-chefe da aviação. Em 1957, ele fundou sua própria fábrica de instrumentos, a Consolidated Controls.
Engelberger já tinha experiência em negócios quando conheceu Devol. Portanto, juntos, eles implementaram com sucesso um plano para criar sua própria empresa robótica, que chamaram de Unimation (abreviação de Universal Automation). E o primeiro robô ganhou o nome de Unimate. Essa foi uma inovação de alto nível, em torno da qual, no entanto, surgiram escândalos: os trabalhadores tinham medo de perder o emprego, porque os robôs podiam trabalhar 24 horas por dia e não exigiam salário ou pacote social. Portanto, Engelberger fez um ótimo trabalho ao popularizar seus filhos. Juntamente com a Unimate, ele apareceu em uma feira no Cow Palace (Chicago) e, um pouco depois, no programa de televisão Tonight Show, onde o robô, por ordem dele, jogava golfe, abria cerveja e até dirigia uma orquestra. Durante todo o período de existência da Unimation, foi Engelberger que se engajou em processos de negócios e promoveu novos robôs industriais - tanto entre clientes e parceiros quanto para uma ampla audiência. Isso lhe trouxe fama e o título tácito de "pai da robótica", embora a patente do primeiro robô industrial do mundo não contenha seu nome.
Depois que os dois engenheiros se separaram novamente nos anos 70, Engelberger entrou no campo da robótica de serviço. E continuou seu trabalho de popularização dessa área: publicou os livros Robótica Prática e Robótica no Setor de Serviços, publicou muitos artigos, entrevistas e outros materiais de imprensa. Engelberger também estabeleceu a Industrial Robotics Association (RIA) e um prêmio anual por conquistas nesse setor.
Unimate - desenvolvimento e implementação
Joanna Wallen, no livro História dos robôs industriais, conta que Engelberger levou muito tempo para encontrar um emprego para a Unimate. Ele visitou cerca de 35 empresas industriais de vários perfis (incluindo 15 automóveis), tentando entender que tipo de produção realmente precisa de automação. Como resultado, o primeiro contrato foi assinado com a General Motors, e o robô ocorreu na máquina de injeção.
A Unimate trabalhou na linha de montagem, pegando peças da linha de fundição contínua e instalando-as dentro de carrocerias de automóveis por soldagem. Esse estágio refere-se a indústrias perigosas: negligência pode resultar em perda de membros e envenenamento por gases tóxicos para um funcionário.
Os robôs de unimação foram projetados para executar operações repetíveis. Este é um "braço" robótico, com um punho de dois dedos semelhante aos carrapatos, e com várias articulações atuando como articulações. Como disse George Manson, um dos engenheiros da empresa, mais tarde em seu livro, inicialmente o robô precisava copiar com precisão a mão humana e ter seis graus de liberdade. Mas as restrições financeiras e as dificuldades de engenharia foram forçadas a sair cinco graus: o "punho" do robô só podia se mover ao longo de dois eixos em vez de três. E essa, é claro, não foi a última das dificuldades. O braço robótico acabou sendo um projeto à frente da tecnologia de seu tempo. É
assim que Manson
descreve as tarefas de engenharia que a equipe enfrentou: tudo o que foi descrito nesses parágrafos, eles tiveram que se desenvolver.
- O sistema com controle digital baseado em código binário (não se esqueça, era 1956!).
- Um sistema de memória de estado sólido não volátil que não existia na época.
- Codificadores digitais ópticos que lêem a posição do eixo, em alta velocidade, que também não existiam.
- Um servo controlador digital dinâmico capaz de controle dinâmico com uma ampla gama de cargas úteis.
- Servoválvulas hidráulicas de alta eficiência.
- Fontes de alimentação elétricas e hidráulicas autônomas.
Sob a liderança de Devol, a equipe desenvolveu um sensor de ferroresonância e um sistema de memória baseado nele, patenteado como Dynastat, bem como o codificador óptico Spirodisk.
Todos esses desenvolvimentos formaram a base do Unimate. Como sistema de controle, foi utilizado um suporte de software na forma de um tambor de came com um motor de passo, projetado para 200 comandos de controle. Para programar o robô, o operador no modo de treinamento perguntou a ordem dos pontos de controle: os elos do manipulador precisavam passar por eles durante o ciclo de trabalho. Os pontos foram armazenados na memória, e o robô pode reproduzir a ação um número ilimitado de vezes.
Isso permitiu que os engenheiros alcançassem alta precisão de reprodução de ações - até 1,25 mm. Ao descarregar a máquina de fundição, a Unimate produziu apenas 2% do defeito, enquanto entre os trabalhadores humanos sua quantidade atingiu 20% com menos produtividade.
O sistema hidráulico mereceu atenção especial. Os primeiros protótipos, incluindo o robô apresentado em uma exposição em Chicago, "fluíram como uma peneira". Mas os desenvolvedores conseguiram resolver esse problema.
Em 1961, Devol recebeu uma
patente para o dispositivo com base em um pedido anterior apresentado por ele em 1954. O documento que ele recebeu com o número US2988237A marcou o início de uma nova era na história da humanidade - a era dos robôs.
O progresso foi rápido: em pouco tempo, a Unimation vendeu 450 dispositivos nos Estados Unidos. E em 1966, seus robôs foram para fora dos Estados Unidos - para a fábrica da Nokia na Finlândia. Três anos depois, a empresa também entrou no mercado asiático; as licenças para a produção do Unimate foram concedidas pela Kawasaki Heavy Industries e pela GKN. O dispositivo estava em demanda até a década de 1970, quando foi substituído por novos robôs japoneses.
Robôs de soldagem por ponto unimate. Fábrica da GM em Ohio, 1969Hoje, uma cópia do Unimate pode ser encontrada no Hall da Fama do Robô (Pittsburgh, EUA), e a revista Popular Mechanics em dezembro de 2005 a incluiu entre as 50 melhores invenções dos últimos 50 anos.
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