Происхождение КИМ с шарнирным манипулятором

Манипулятор ROMER появился в самом начале 1970 годов в виде манипулятора измерения труб Vector 1, разработанного в то время соучредителем ROMER Гомером Итоном (Homer Eaton) из корпорации Eaton Leonard. Все измерительные манипуляторы обязаны своим происхождением модели Vector 1. Трубный измерительный манипулятор Vector 1, явившийся плодом воображения Гомера Итона, который всегда увлекался трубами, начиная с времени обучения в институте, когда он изгибал выхлопные трубы для своих эксклюзивных автомобилей, которые мастерил у себя в гараже. Исходный патент был зарегистрирован 18 апреля 1974 года и в конце концов получил номер 3 944 798, закрепив за Гомером Итоном титул родителя шарнирного измерительного манипулятора.

Изначально Vector 1 устанавливался на скамье и использовал малогабаритный компьютер размером с холодильник, на котором работало примитивное программное обеспечение, также разработанное Итоном. Устройство могло измерять геометрические характеристики изогнутой трубы, например, выхлопной трубы, используя набор электрических контактов внутри V-образной головки.

Этот видеоклип, взятый из рекламного фильма корпорации Eaton Leonard 70-х годов, показывает оригинальный манипулятор Vector 1 в действии.

Прошло немного времени, и манипулятор превратился в устройство, способное захватывать геометрические параметры объектов любой формы -- не обязательно труб, а достижения в компьютерных технологиях сделали эти устройства сначала "переносными", а потом, с появлением ноутбуков, действительно "портативными".

В 1986 году Гомер Итон и Ромен Гранже (Romain Granger) стали соучредителями компании ROMER SARL (которая сегодня является производственной площадкой Hexagon Metrology, где производятся манипуляторы ROMER в Оушенсайде (Oceanside), Калифорния, США, и в Монтуаре, Франция). Их цель: вывести портативные шарнирные манипуляторы на рынок метрологических устройств. Время почти идеально совпало с появлением персонального компьютера, а быстро растущие потребности в трехмерных измерениях в аэрокосмической и автомобильной промышленности создали спрос на этот продукт. Появилась система ROMER 6.

Гомер Итон, сейчас ушедший на пенсию, был на протяжении всей жизни изобретателем и предпринимателем. Он участвовал в научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработках контрольно-измерительного оборудования, электроники и программного обеспечения на протяжении всей своей карьеры. Принимая во внимание свыше двух дюжин патентов, выданных на его имя, можно сказать, что его вклад в метрологию будет ощущаться долгие годы.

В недавнем интервью с Биллом Феттером (Bill Fetter), директором по маркетингу и связям с с деловыми кругами в Hexagon Metrology, Итон позволил себе предаться воспоминаниям. По праву считающийся пионером в области технологий, он рассказал о своих открытиях и прогрессе шарнирных манипуляторов на протяжении более трех десятилетий:

ФЕТТЕР: Какие проблемы вы пытались решить, задумывая Vector 1?

ИТОН: Я пытался, скорее, измерять геометрическую траекторию изогнутой трубы, а не сложные условия измерения параметров компонентов, таких как длины и углы.

ФЕТТЕР: Какой уровень точности вы хотели достичь в то время?

ИТОН: Я хотел добиться точности 1/32", или 0,8 мм.

ФЕТТЕР: Предполагали ли вы использовать ваш продукт в качестве решения для основных метрологических приложений?

ИТОН: Нет, я не думал об этом тогда.

ФЕТТЕР: Случались ли в истории продукта моменты озарения, когда вы могли воскликнуть "Эврика!"; можете ли вы вспомнить о таких моментах? Если да, при каких обстоятельствах это происходило?

ИТОН: Да, такие моменты были. Первое относится к одновременному измерению точки и вектора, и это послужило основанием для создания Vector 1, шарнирного манипулятора для измерения формы изогнутых труб. Вторым моментом было соединение с бесконечным вращением (Infinite rotation), когда мы оцифровывали сигналы, измеренные датчиком, и передавали полученные данные по скользящим кольцам. И наконец, это была концепция GridLok, когда манипулятор находится внутри виртуального бесконечного измерительного пространства, что дает возможность совершать перенос координатной сетки ("прыжки лягушки") внутри этого пространства без накопления ошибки. Этот чудесный результат достигается практически без применения аппаратных средств; это математическое мастерство обработки треугольников.

ФЕТТЕР: В какой момент вы решили переключиться с контроля трубных элементов на другие компоненты?

ИТОН: В 1974 году, Жорж Годрю (George Goodreau), руководитель предприятия в Вестингхаузе, вдохновил меня на создание устройств для измерения лопаток паровой турбины в цеховых условиях. Мы создали целый ряд круговых манипуляторов для этой цели.

ФЕТТЕР: Когда вы поняли, что эта технология может стать действительно портативным устройством?


ИТОН: В конце восьмидесятых Ромен Гранже убедил меня построить более легкое устройство и придать ему более компактный вид, добавив еще одну ось. Это было примерно тогда же, когда Toshiba представила свой персональный компьютер.

ФЕТТЕР: Каковы были основные препятствия на пути к портативности?homer_eaton.jpg

ИТОН: Было три основных препятствия:

1. Портативный компьютер. Микрокомпьютер "Vector 1" весил 40 фунтов (18 кг).

2. Мы были изгоями из мира КИМ в мир гранита, стен и высокомерия.

3. Необходимость в жесткой опоре для манипулятора.

ФЕТТЕР: Каким, по вашему мнению, являлось наиболее интересное применение манипулятора, которое вы это видели?

ИТОН: Измерение рояля "Стейнвей" и вхождение метрологии в мир искусств.

ФЕТТЕР: Что бы вы предпочли разрабатывать: аппаратное или программное обеспечение?

ИТОН: Аппаратное обеспечение. Оно более осязаемо, более сложное, требует большего творчества.

ФЕТТЕР: Ваши пачки тетрадей с записями ваших идей окутаны легендами в ROMER. Как вы считаете, сколько записей из этих тетрадей на самом деле превратились в изделия или в усовершенствования этих изделий?

ИТОН: Идеи из моих тетрадей с записями превращались в оборудование, электронику, программы... в целом свыше 50 продуктов за все время.

ФЕТТЕР: Откуда вы черпаете свое вдохновение?

ИТОН: Стресс... Мать всех инноваций!

ФЕТТЕР: Что стало наибольшей трудностью за всю историю измерительных манипуляторов?

ИТОН: Основной трудностью было перекручивание проводов в местах шарнирных соединений манипулятора, а также устранение механической связи между декодером и осями манипулятора.

ФЕТТЕР: Оглядываясь на всю историю этих продуктов, какие особенности этих продуктов вызывают особую гордость?

ИТОН: Определенно, это калибровка манипулятора. Создание математических алгоритмов и уникальных методик для калибровки манипулятора стало фундаментом нашего успеха.