Unimation Inc

Unimation Inc. — американская компания, основанная в 1956 году, ставшая пионером в области промышленной робототехники. Она разработала и выпустила первый в мире программируемый промышленный робот — Unimate, который положил начало автоматизации производственных процессов. Компания считается основоположником современной робототехнической индустрии.

История

Основание и первые шаги

Компания была основана в 1956 году в городе Дэнбери, штат Коннектикут, США, изобретателем Джорджем Деволом (George Devol) и предпринимателем Джозефом Энгельбергером (Joseph Engelberger). Девол, занимавшийся разработками в области магнитной записи и автоматизации, в 1954 году подал патентную заявку на «программируемое устройство для перемещения предметов». Этот патент (US 2,988,237) был выдан в 1961 году и стал основой для создания робота Unimate.

Энгельбергер, вдохновлённый идеями Девола, обеспечил финансовую и организационную поддержку. Первоначально компания столкнулась с трудностями в поиске инвесторов и заказчиков, так как концепция промышленного робота была новой и неочевидной для промышленности того времени.

Первый промышленный робот Unimate

В 1961 году компания установила первого робота Unimate на заводе компании General Motors в Трентоне, штат Нью-Джерси. Робот выполнял операции по горячему литью под давлением — извлечению горячих деталей из литейной машины и их штабелированию. Это был первый в истории случай внедрения программируемого робота в производственный процесс.

Unimate представлял собой гидравлический манипулятор с пятью степенями свободы, управляемый программным обеспечением на магнитном барабане. Он мог поднимать грузы массой до 225 кг и выполнять последовательность из нескольких сотен шагов. Несмотря на громоздкость и высокую стоимость, робот продемонстрировал высокую надёжность и окупаемость за счёт замены ручного труда на опасных и монотонных операциях.

Развитие и расширение

В 1960-е годы Unimation начала поставки роботов другим крупным автомобильным концернам, включая Chrysler и Ford. Роботы использовались для сварки, покраски, погрузочно-разгрузочных работ. В 1966 году компания представила модель Unimate 2000, которая стала стандартом для точечной сварки кузовов автомобилей.

В 1970-е годы Unimation активно расширяла линейку продукции. В 1974 году был выпущен робот PUMA (Programmable Universal Machine for Assembly), разработанный совместно с компанией General Motors. PUMA стал первым роботом, предназначенным для точной сборки, и широко использовался в электронной промышленности.

Поглощение и наследие

В 1983 году Unimation была приобретена корпорацией Westinghouse Electric Corporation за 107 миллионов долларов. Под управлением Westinghouse компания продолжала выпуск роботов, но постепенно утратила лидерство на рынке из-за конкуренции со стороны японских производителей (Fanuc, Yaskawa, Kawasaki).

В 1988 году Westinghouse продала подразделение промышленной робототехники компании Stäubli (Швейцария), которая продолжает выпуск роботов под маркой Stäubli Unimation. В 1993 году права на технологию и бренд перешли к компании ABB (Швеция/Швейцария), которая до сих пор использует наработки Unimation в своей линейке промышленных роботов.

Классификация и модели

По типу привода

• Гидравлические роботы (Unimate 2000, 4000) — использовались для тяжёлых работ (сварка, литьё, перемещение крупных деталей). Отличались высокой грузоподъёмностью и прочностью.
• Электрические роботы (PUMA, Unimate 500) — более точные и компактные, применялись для сборки, пайки, лёгкой обработки.

По назначению

• Роботы для литья под давлением — первые модели, работавшие в горячих цехах.
• Сварочные роботы — специализированные модификации для точечной и дуговой сварки.
• Сборочные роботы — серия PUMA, предназначенная для точных операций.
• Погрузочно-разгрузочные роботы — для перемещения заготовок и готовых деталей.

Основные модели

Устройство и характеристики

Конструкция

Роботы Unimation состояли из следующих основных узлов:

• Манипулятор — механическая рука с гидравлическими или электрическими приводами, имеющая от 4 до 6 степеней свободы.
• Контроллер — электронный блок управления на основе релейной логики или микропроцессора (в более поздних моделях).
• Программное обеспечение — программа записывалась на магнитный барабан, перфоленту или в ПЗУ. Обучение производилось методом «обучение показом» (teaching by showing), когда оператор вручную перемещал руку робота по нужной траектории, а контроллер запоминал последовательность движений.
• Приводы — гидравлические цилиндры (для больших моделей) или шаговые/серводвигатели (для малых).

Характеристики

• Грузоподъёмность: от 2,5 кг (PUMA) до 500 кг (Unimate 4000).
• Точность позиционирования: от ±0,1 мм (PUMA) до ±1 мм (Unimate 2000).
• Скорость перемещения: до 1,5 м/с.
• Питание: 220/380 В, 50/60 Гц.
• Ресурс: до 40 000 часов непрерывной работы.

Применение

Автомобильная промышленность

Основным заказчиком Unimation была автомобильная промышленность США. Роботы использовались на заводах General Motors, Ford, Chrysler для:

• точечной сварки кузовов;
• дуговой сварки рам;
• покраски деталей;
• литья под давлением;
• штабелирования готовых изделий.

Электронная промышленность

С появлением модели PUMA в 1974 году роботы начали применяться в сборке печатных плат, установке компонентов, пайке. PUMA стал стандартом для лабораторий и мелкосерийного производства.

Другие отрасли

• Металлургия — перемещение горячих слитков.
• Стекольная промышленность — извлечение и укладка стекла.
• Пищевая промышленность — упаковка (ограниченно, из-за гигиенических требований).

Значение и наследие

Влияние на развитие робототехники

Unimation Inc. заложила основы современной промышленной робототехники:

• Разработала концепцию программируемого манипулятора.
• Внедрила метод обучения показом.
• Создала стандарты безопасности для работы роботов.
• Доказала экономическую эффективность автоматизации.

Коммерческий успех

К 1980 году компания продала более 4000 роботов по всему миру. Выручка в 1982 году составила около 100 миллионов долларов. Однако к середине 1980-х годов компания уступила рынок японским производителям, которые предлагали более дешёвые и компактные модели.

Наследие в культуре

Робот Unimate стал прообразом для многих фантастических образов роботов в литературе и кино 1960-1970-х годов. В 2003 году Джозеф Энгельбергер был удостоен премии «За вклад в развитие робототехники» (Engelberger Robotics Award), учреждённой Robotics Industries Association.

Критика

• Высокая стоимость — первые роботы стоили до 50 000 долларов (в ценах 1960-х), что делало их доступными только крупным корпорациям.
• Громоздкость — гидравлические системы требовали отдельного помещения и мощного охлаждения.
• Сложность программирования — обучение показом было трудоёмким и требовало квалифицированных операторов.
• Ограниченная гибкость — роботы могли выполнять только заранее запрограммированные последовательности операций.

Источники

• Devol, G. C. (1961). «Programmable Article Transfer». US Patent 2,988,237.
• Engelberger, J. F. (1980). «Robotics in Practice: Management and Applications of Industrial Robots». Kogan Page.
• Nof, S. Y. (1999). «Handbook of Industrial Robotics». John Wiley & Sons.
• «Unimation Inc. History» (1983). Westinghouse Electric Corporation Archives.
• «The First Robot: Unimate» (2003). Robotics Industries Association.