De oorsprong van de CMM met scharnierende arm

De ROMER-arm stamt uit de vroege jaren 70 met de oorspronkelijke Vector 1-arm voor het meten van buizen, toentertijd ontwikkeld door Homer Eaton van de Eaton Leonard Corporation, medeoprichter van ROMER. Alle meetarmen die sindsdien zijn gemaakt zijn schatplichtig aan de oorspronkelijke Vector 1. De Vector 1-meetarm voor buizen is het resultaat van de verbeeldingskracht van Eaton, die altijd al gefascineerd was door buizen, al vanaf zijn middelbareschooltijd toen hij in zijn garage uitlaten boog voor opgevoerde auto's. Het oorspronkelijke octrooi is aangevraagd op 18 april 1974 en kreeg uiteindelijk octrooinummer 3.944.798, waarmee Eaton de rechtmatige uitvinder werd van de scharnierende meetarm.

De oorspronkelijke Vector 1 was op een bank gemonteerd en gebruikte een compacte computer ter grootte van een koelkast voor de primitieve software, ook ontwikkeld door Eaton. Het apparaat legde de bochten vast van een gebogen buis zoals een uitlaat met een set elektrische contacten in de V-vormige kop.

Het was pas later dat de arm opnieuw uitgedacht werd als apparaat voor het vastleggen van de geometrie van allerlei objecten, niet alleen van buizen, en met de voortschrijdende computertechnologie werden de apparaten verplaatsbaar, en met de komst van de laptop echt draagbaar.

In 1986 werden Homer Eaton en Romain Granger partners en richtten ze ROMER SARL op (tegenwoordig de Hexagon Metrology-locaties voor de productie van ROMER-armen in Oceanside, CA in de VS en Montoire in Frankrijk). Hun doel: de introductie van een draagbare scharnierende arm op de markt voor metrologie. De timing was haast perfect met de komst van de pc en de behoefte aan 3D-metingen binnen de luchtvaart- en auto-industrie kwam snel op waardoor er vraag was naar een dergelijk product. ROMER System 6 zag het licht.

Homer Eaton, inmiddels gepensioneerd, is een uitvinder en ondernemer in hart en nieren. Hij is zijn hele carrière betrokken geweest bij onderzoek en ontwikkeling van hardware, elektronica en software voor metingen en inspecties. Met tientallen patenten op zijn naam, zullen zijn bijdragen aan de metrologie nog jaren merkbaar zijn.

In een recent interview met Bill Fetter, Director of Marketing and Communications bij Hexagon Metrology, blikt Eaton terug. Als technologisch pionier deelt hij zijn ontdekkingen en de vooruitgang van de scharnierende arm gedurende meer dan drie decennia:

FETTER: Welk probleem probeerde u op te lossen bij het bedenken van de Vector 1?

EATON: Ik probeerde het geometrische pad te meten van een gebogen buis, in plaats van de moeilijke conventie van het meten van de kenmerken van lengtes en hoeken.

FETTER: Welke nauwkeurigheid wilde u toen bereiken?

EATON: Ik wilde een nauwkeurigheid bereiken van 1/32"...0,8 mm.

FETTER: Zag u het product als een oplossing voor de voornaamste metrologische toepassingen?

EATON: Nee, op dat moment niet.

FETTER: Was er sprake van eurekamomenten tijdens de geschiedenis van het product die u zich nog extra goed kunt herinneren? En zo ja, wat waren de omstandigheden daarbij?

EATON: Ja, die waren er. Het eerste was het tegelijk meten van een punt en een vector, en dat was de oorsprong van de scharnierende Vector 1-arm voor het meten van gebogen buizen. Het tweede moment was de Infinite-rotatie waarbij we ruwe encoder-signalen digitaliseerden en digitale data verzonden door sleepringen. En ten slotte was er het GridLok-concept van de arm binnen een virtueel onbeperkt meetkader, waarbij overspringen mogelijk is zonder stapelfouten. Het mooie is dat dit bereikt werd vrijwel zonder hardware, het is gewoon een wiskundige prestatie met driehoeken.

FETTER: Op welk moment besloot u over te stappen van de inspectie van buizen naar andere componenten?

EATON: In 1974 werd ik door George Goodreau, productiemanager bij Westinghouse, geïnspireerd om eenheden te bouwen voor het meten van bladen voor stoomturbines op de werkvloer. We bouwden hiervoor een aantal verrijdbare armen.

FETTER: Wanneer besefte u dat deze technologie een echt draagbaar apparaat kon zijn?

EATON: Eind jaren 80 overtuigde Romain Granger me dat we een nog lichtere eenheid konden maken die opgevouwen kon worden door nog een as toe te voegen. Dat viel ongeveer samen met de introductie van de draagbare computer door Toshiba.

FETTER: Wat waren de belangrijkste eerste belemmeringen voor de draagbaarheid?

EATON: Er waren drie duidelijke hindernissen:
1. De behoefte aan een draagbare computer. De minicomputer van de Vector-1 woog 18 kilo.
2. Buitenstaander zijn van de CMM-wereld, in een wereld van graniet, muren en arrogantie.
3. De behoefte van een stevige ondersteuning van de arm.

FETTER: Wat vindt u de interessantste toepassing van de arm die u gezien hebt?

EATON: Het meten van een Steinway-piano en de samensmelting van metrologie met de kunstwereld.

FETTER: Wat ontwikkelt u het liefst: hardware of software?

EATON: Hardware. Veel concreter, uitdagender en creatiever.

FETTER: Het aantal notitieblokken met ideeën is nogal legendarisch geworden bij ROMER. Hoeveel van de zaken in die notitieblokken zijn denkt u echt ontwikkeld tot producten of productverbeteringen?

EATON: Hardware, elektronica en software van de ideeën in mijn notities ... uiteindelijk ruim vijftig producten.

FETTER: Waar komt uw inspiratie vandaan?

EATON: Stress ... de moeder aller innovatie!

FETTER: Wat waren de belangrijkste ontwerpuitdagingen gedurende de geschiedenis van de armen?

EATON: De belangrijkste uitdagingen waren het draaien van de kabels bij de scharnieren van de arm, en het wegnemen van de mechanische koppeling tussen de encoder en de as van de arm.

FETTER: Als u terugdenkt aan de volledige geschiedenis van deze producten, op welke functie of welk product bent u het trotst?

EATON: Zonder twijfel armkalibratie. Het maken van de wiskundige algoritmen en voorwerptechnieken voor het kalibreren van de arm was het fundament van ons succes.