工业机器人-57年! 回顾计数的来源

很快,人类将不会庆祝一轮,而是庆祝一个重要的日子:1961年6月13日,历史上第一台工业机器人获得了专利。 让我们回想一下发明是如何完成的,这标志着工业机器人技术时代的开始。

该机器人是Unimate,自1961年以来由Unimation推出。 第一版出现在通用汽车旗下的内陆费希尔指南工厂。 他成为当时技术革命的象征,参加了展览甚至电视节目。 两位杰出的工程师,George Devol(专利持有人)和Joseph Engelberger(他的合著者兼商业伙伴)的创造力远超他的时代。


1961年。 Unimate的第一个实例通过最终测试,然后才被送到通用汽车工厂。 Joseph Engelberger(左)与Unimation工程师

乔治·德沃尔-当今的特斯拉




美国发明家乔治·德沃尔(George Devol)是一位出奇的多才多艺的工程师。 对于这些品质,当代人将他与爱迪生和特斯拉进行了比较。 他参与了微波炉的发明,为电影院创造了自动门和新的音响系统。 第二次世界大战期间,他从事雷达设备的研究。 在战后时期,他参与了改进录音系统和制造新包装机的工作。 但是他最著名的作品是工业机器人,Devol不仅发明了该机器人,而且还开始批量生产。

工程师于1950年开始从事Unimate的工作。 他创建了这种机制,他称之为“可编程移动设备”,并于1954年提交了专利申请。 但是Devol不确定如何使用本发明。 转折点是与约瑟夫·恩格尔伯格的会面,约瑟夫·恩格尔伯格是致力于航空自动化系统的才华横溢的工程师,艾萨克·阿西莫夫(Isaac Asimov)的书对此进行了阅读。 两位发明者于1957年在康涅狄格州的一场鸡尾酒会上见面,他们进行了交谈,并决定共同致力于该项目。 英格堡(Engelberger)帮助乔治·德沃尔(George Devol)改进了发明并确定了其确切目的-机械手,生产中的人工助手。

约瑟夫·恩格尔伯格(Joseph Engelberger),机器人的普及者




Engelberger在哥伦比亚大学接受教育,获得了物理学学士学位和电气工程硕士学位。 毕业后的几年中,他在飞机设备制造公司Manning Maxwell&Moore工作,最终成为首席航空工程师。 1957年,他建立了自己的仪器制造厂Consolidated Controls。

恩格贝格认识Devol时已经有商业经验。 因此,他们一起成功地实施了创建自己的机器人公司的计划,他们将其称为Unimation(Universal Automation的缩写)。 第一个机器人的名字叫Unimate。 这是一项引人注目的创新,但随之而来的丑闻爆发了:工人担心自己会失业,因为机器人可以一天24小时工作,并且不需要薪水或社会福利。 因此,英格堡在推广他的聪明孩子方面做得很出色。 他与Unimate一起参加了在Cow Cow(芝加哥)的一次贸易展览会,不久之后,在Tonight Show上的表演中,机器人应他的命令打高尔夫球,开啤酒甚至指挥了乐团。 在Unimation存在的整个过程中,Engelberger致力于业务流程并在客户和合作伙伴之间以及广泛的受众中推广新型工业机器人。 尽管为世界上第一台工业机器人申请的专利中没有他的名字,但是这给他带来了成名和“机器人之父”的口号。


德沃(Devol)和英格堡(Engelberger),1956年

两位工程师在70年代再次分道扬,之后,英格堡进入了服务机器人领域。 并且他继续他的工作以普及该领域:他出版了《实用机器人学》和《服务领域的机器人学》一书,发表了许多文章,访谈和其他新闻材料。 英格堡还成立了工业机器人协会(RIA),并在该行业取得了年度成就奖。

统一-开发和实施


《工业机器人历史》一书中的乔安娜·沃伦(Joanna Wallen)告诉我们,英格堡花了很长时间为Unimate找工作。 他访问了大约35家不同行业的工业企业(包括15家汽车企业),试图了解哪种生产真正需要自动化。 结果,与通用汽车公司签署了第一份合同,该机器人取代了注塑机。


Unimate在装配线上工作,从连铸线中取出零件,然后通过焊接将其安装在车身内。 此阶段涉及危险行业:疏忽会导致肢体丧失,并导致有毒气体对员工造成中毒。

Unimation机器人已设计为执行可重复的操作。 这是一个机器人的“手臂”,具有类似于tick的两指握把,并且有多个关节充当关节。 正如公司一名工程师乔治·曼森(George Manson)在其书中稍后所说的那样,最初,机器人必须准确地复制人的手并具有六个自由度。 但是财务上的限制和工程上的困难迫使他们离开了5度:机器人的“腕部”只能沿两个轴运动,而不能沿三个轴运动。 当然,这并不是最后的困难。 事实证明,机械臂是一项领先于当时技术的项目。 曼森就是这样描述团队所面临工程任务的:这些段落中描述的一切,他们都必须自己发展。
  1. 基于二进制代码的数字控制系统(别忘了,那是1956年!)。
  2. 那时不存在的非易失性固态存储系统。
  3. 光学数字编码器也无法高速读取轴的位置。
  4. 一种动态数字伺服控制器,能够动态控制多种有效载荷。
  5. 高效液压伺服阀。
  6. 自主的电力和液压电源。
在Devol的领导下,该团队开发了铁磁谐振传感器和基于该传感器的存储系统,并获得了Dynastat专利,以及Spirodisk光学编码器。

所有这些发展形成了Unimate的基础。 作为控制系统,使用了带有步进电机的凸轮鼓形式的软件载体,该载体设计用于200个控制命令。 为了对机器人进行编程,操作员在训练模式下向他询问了控制点的顺序:在工作周期中,机械手的链接必须经过它们。 这些点被存储在内存中,并且机器人可以无限次地复制动作。

这使工程师能够实现动作再现的高精度-高达1.25 mm。 卸下铸造机时,Unimate仅产生2%的缺陷,而在人工中,缺陷的数量达到20%,而生产率较低。

液压系统值得特别注意。 包括在芝加哥展览中展示的机器人在内的第一批原型“像筛子一样流动”。 但是开发人员设法解决了这个问题。

1961年,Devol根据他在1954年提交的先前申请获得了该设备的专利 。 他收到的文件号为US2988237A,标志着人类历史上新时代的开始-机器人时代。

进展非常迅速:在短时间内,Unimation在美国售出了450台设备。 1966年,他们的机器人首次进入美国境外-进入了诺基亚在芬兰的工厂。 三年后,该公司也进入了亚洲市场;川崎重工和GKN授予了Unimate的生产许可。 该设备一直需求旺盛,直到1970年代被新的日本制造的机器人取代。


统一的点焊机器人。 俄亥俄州通用汽车工厂,1969年

如今,可以在机器人名人堂(美国匹兹堡)找到Unimate的副本,2005年12月,《流行力学》杂志将其列入过去50年的50项最佳发明之一。

在robo-hunter.com上有关机器人技术的更多信息:

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN413591/


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