Le origini del braccio di misura

Il braccio ROMER trova le sue origini all'inizio degli anni '70 con il braccio per la misura di tubi piegati Vector 1 sviluppato all'epoca dal co-fondatore di ROMER, Homer Eaton, della Eaton Leonard Corporation. Tutti i bracci di misura che sono stati prodotti da allora sono debitori al Vector 1 originario. Il braccio di misura per tubi piegati Vector 1, nato dalla fertile immaginazione di Eaton, che già ai tempi della scuola ricostruiva nel suo garage marmitte per auto d’epoca e aveva quindi identificato la necessità di gestire le geometrie di tubi piegati. Il brevetto originario, depositato il 18 aprile 1974, ottenne il numero 3.944.798 facendo guadagnare a Homer Eaton il meritato titolo di padre del braccio di misura articolato.

Il Vector 1 originario veniva montato al banco e usava un computer delle dimensioni di un frigorifero per alimentare un software primitivo, sviluppato anch'esso da Eaton. Il dispositivo rilevava la geometria della piega di un tubo piegato, come un tubo di scarico, usando una serie di contatti elettrici all'interno della testa a forma di V.

Solo successivamente il braccio venne ri-progettato come dispositivo che rilevava la geometria di tutti i tipi di altri oggetti (non solo tubi) e grazie ai progressi nella tecnologia del computer, i dispositivi divennero dapprima trasportabili e poi con l'avvento dei laptop, veramente portatili.

Nel 1986 Homer Eaton e Romain Granger divennero soci e fondarono la ROMER SARL, oggi aziende del guppo Hexagon che producono i bracci ROMER a Oceanside in California e a Montoire in Francia. Il loro obiettivo: introdurre sul mercato della metrologia un braccio di misura articolato. I tempi erano quasi perfetti. C'era stato l'avvento del personal computer ed emergevano rapidamente le esigenze di misura 3D dei settori aeronautico/aerospaziale e automobilistico creando l'esigenza di questo tipo di prodotto. Nasceva il ROMER system 6.

Homer Eaton, ora in pensione, è stato un eterno inventore e imprenditore. Si è occupato di ricerca e sviluppo di hardware, elettronica e software di misura e analisi per l'intero arco della sua carriera lavorativa. Con oltre due decine di brevetti a suo nome, si beneficerà dei suoi contributi al settore della metrologia per molti anni ancora.

In una recente intervista con Bill Fetter, Direttore Marketing and Communications per Hexagon Manufacturing Intelligence, Eaton fa un tuffo nel passato. Pioniere della tecnologia nel vero senso della parola, racconta le sue scoperte e il progresso del braccio di misura nell'arco di oltre tre decenni.

FETTER: Quale problema cercavi di risolvere quando hai progettato il Vector 1.

EATON: Cercavo di misurare il percorso geometrico della forma di un tubo piegato, anziché seguire la difficile convenzione di misurare gli elementi del componente, lunghezze e angoli.

FETTER: Che livello di precisione cercavi di ottenere a quel tempo?

EATON: Cercavo di ottenere una precisione di 1/32"... 0,8 mm.

FETTER: Immaginavi il prodotto come soluzione per le applicazioni di misura tradizionali? 

EATON: A quel tempo no.

FETTER: Ci sono stati momenti di forte intuizione nella storia del prodotto che ricordi in particolare? Ed eventualmente, quali sono state le circostanze?

EATON: Sì, ce ne sono stati. Il primo fu quello della misura contemporanea di un punto e un vettore e questa fu l'origine del "Vector 1", il braccio articolato per la misura di tubi piegati. Il secondo momento è stata la rotazione infinita in cui digitalizzammo i segnali grezzi dell'encoder e trasmettemmo dati digitali attraverso anelli di contatto. E infine l'idea GridLOK del braccio all'interno di un volume di misura illimitato che consente il leapfrogging senza accumulo degli errori. Il bello è che questo è stato realizzato praticamente senza hardware. È solo una prodezza matematica che coinvolge triangoli.

FETTER: A che punto avete deciso di fare il salto dalla verifica dei tubi a quella di altri componenti?

EATON: Nel 1974 George Goodreau, direttore di stabilimento alla Westinghouse, mi indusse a costruire unità per la misura di pale di turbina a vapore in officina. Costruimmo una serie di bracci trasportabili a questo scopo.

FETTER: Quando vi siete resi conto che questa tecnologia poteva essere un dispositivo realmente portatile?
 
EATON: Alla fine degli anni '80, Romain Granger mi convinse che potevamo costruire un'unità ancora più leggera e piegarla per farla diventare più compatta aggiungendo un altro asse. Fu all'incirca nello stesso periodo in cui Toshiba presentava il computer portatile.

FETTER: Quali furono i principali impedimenti iniziali alla portabilità?

EATON: Ci furono tre diversi ostacoli:
1. Avere un computer portatile. Il minicomputer "Vector 1" pesava circa 18 chilogrammi.
2. Essere esclusi dal mondo delle CMM, un mondo fatto di granito, muri e arroganza.
3. La necessità di una base di supporto rigida per il braccio.

FETTER: Qual'è stata secondo te l'applicazione più interessante per il braccio?

EATON: La misura di un pianoforte Steinway : così sposammo metrologia e mondo dell'arte.

FETTER: Che cosa preferisci inventare: hardware o software?

EATON: Hardware. È più tangibile, stimolante e creativo.

FETTER: I tuoi quaderni di idee sono in qualche modo leggendari alla ROMER. 

EATON: Le idee dei miei quaderni sono diventate hardware, elettronica, software ... oltre 50 prodotti nel corso del tempo.

FETTER: Da dove trai ispirazione?

EATON: Stress ... la madre dell'innovazione!

FETTER: Quali sono state le maggiori difficoltà di progettazione nella storia dei bracci?

EATON: Le sfide principali furono far ruotare i fili alle articolazioni del braccio ed eliminare l'attacco meccanico tra encoder e asse del braccio.

FETTER: Se ripensi alla storia di questi prodotti, qual è la funzione o il prodotto di cui vai più fiero?

EATON: Senz'altro la calibrazione del braccio. La creazione degli algoritmi matematici e delle tecniche per la calibrazione del braccio è stata la base del nostro successo.