Промышленный робот-манипулятор PUMA: История и развитие

Введение

PUMA (Programmable Universal Machine for Assembly, или Programmable Universal Manipulation Arm) – промышленная роботизированная рука, разработанная Виктором Шейнманом в пионерской компании по производству роботов Unimation. Первоначально разработанный Unimation для General Motors, PUMA был основан на более ранних конструкциях, изобретенных Шейнманом в Стэнфордском университете при спонсорстве и наставничестве изобретателя роботов Джорджа Девола. Unimation производила PUMA в течение многих лет, пока не была приобретена компанией Westinghouse (около 1980 года), а затем швейцарской компанией Stäubli (1988 год). Nokia Robotics произвела около 1500 роботов PUMA в 1980-х годах, при этом Puma 650 была их самой популярной моделью среди клиентов. Также были разработаны некоторые собственные продукты Nokia Robotics, такие как промышленный робот Nokia NS 16 или NRS 15. Nokia продала свое подразделение робототехники в 1990 году. В 2002 году организация General Motors Controls, Robotics and Welding (CRW) передала оригинальный прототип робота PUMA Национальному музею американской истории Смитсоновского института. Он пополнил коллекцию исторически значимых роботов, включающую ранние модели Unimate и Odetics Odex 1. Суть конструкции представлена в трех сериях: 200, 500 и 700. Серия 200 – это компактный настольный блок. Примечательно, что эта модель была использована для первой роботизированной стереотаксической биопсии мозга в 1985 году. Серия 500 может достигать высоты почти 2 метра. Эта модель является более популярной и наиболее узнаваемой конфигурацией. Серия 700 – самая большая в линейке и предназначалась для работы на сборочных линиях, покраски и сварки. Все конструкции состоят из двух основных компонентов: механической руки и системы управления. Они обычно соединены между собой одним или двумя крупными многожильными кабелями. При использовании двух кабелей один обеспечивает питание сервомоторов и тормозов, а второй передает информацию об обратной связи по положению каждого соединения обратно в систему управления. Компьютер управления основан на архитектуре LSI 11, очень похожей на компьютеры PDP11. Система имеет загрузочную программу и базовый инструмент отладки, загруженные на микросхемы ROM. Операционная система загружается с внешнего носителя через последовательный порт, как правило, с дискеты. Блок управления также содержит источник питания сервоприводов, платы аналоговой и цифровой обработки обратной связи и сервоприводную систему. Роботизированная рука появляется в фильме «Внутреннее пространство». Рука была представлена в аттракционе «Птица и робот» в павильоне World of Motion EPCOT.

Industrial robotic arm developed by Unimation

The PUMA (Programmable Universal Machine for Assembly, or Programmable Universal Manipulation Arm) is an industrial robotic arm developed by Victor Scheinman at pioneering robot company Unimation. Initially developed by Unimation for General Motors, the PUMA was based on earlier designs Scheinman invented while at Stanford University based on sponsorship and mentoring from robot inventor George Devol. Unimation produced PUMAs for years until being purchased by Westinghouse (ca. 1980), and later by Swiss company Stäubli (1988). Nokia Robotics manufactured about 1500 PUMA robots during the 1980s, the Puma 650 being their most popular model with customers. Some own Nokia Robotics products were also designed, like Nokia NS 16 Industrial Robot or NRS 15 Nokia sold their Robotics division in 1990. In 2002, General Motors Controls, Robotics and Welding (CRW) organization donated the original prototype PUMA robot to the Smithsonian Institution's National Museum of American History. It joins a collection of historically important robots that includes an early Unimate and the Odetics Odex 1. The essence of the design is represented in three categories; 200, 500, and 700 series. The 200 series is a smaller desktop unit. Notably, this model was used for the first robotic stereotactic brain biopsy in 1985. The 500 Series and can reach almost 2 meters up. This model is the more popular design and is the most recognizable configuration. The 700 series is the largest of the group and was intended for assembly line, paint, and welding work. All designs consist of two main components: the mechanical arm and the control system. These are typically interconnected by one or two large multi conductor cables. When two cables are used, one carries power to the servo motors and brakes while the second carries the position feedback for each joint back to the control system. The control computer is based on the LSI 11 architecture which is very similar to PDP11 computers. The system has a boot program and basic debug tool loaded on ROM chips. The operating system is loaded from external storage through a serial port, usually from a floppy disk. The control unit also contains the servo power supply, analog and digital feedback processing boards, and servo drive system. The arm appears in the film Innerspace. An arm was displayed in the "Bird And The Robot" attraction at the World of Motion pavilion of EPCOT.

Книги, которые ссылаются на дизайн PUMA

"Основы мехатроники" Биллингсли, Джон. Джон Уайли и сыновья. Хобокен, Нью-Джерси. 2006 г. Гл. 9
"Моделирование роботов и кинематика" Мансур, Рашид. Да Винчи Инжиниринг Пресс. Бостон, Массачусетс. 2006 г. Гл. 4, 5
"Технология робототехники и гибкая автоматизация" 2-е издание. С. Р. Деб. МакГроу Хилл. Нью-Дели. 2010 г.