У суштини, алатна алатка је алат за управљање машином за вођење алата - не директним, ручним упутствима, као што су ручни алати и скоро све људске алате, све док људи не измисле листе алате.
Нумеричка контрола (НЦ) се односи на употребу програмабилне логике (подаци у облику слова, бројева, симбола, речи или комбинација) за аутоматску контролу алата за обраду. Пре него што се појавио, алате за обраду увек су контролисали ручни оператери.
Рачунарска нумеричка контрола (ЦНЦ) се односи на слање тачно кодираних инструкција микропроцесору у систему управљања машинским алатом, како би се побољшала тачност и конзистентност. ЦНЦ о којем људи данас говоре скоро сви се односе на глодалице повезане са рачунарима. Технички гледано, може се користити за описивање било које машине којом управља рачунар.
У прошлом веку, многи проналасци су поставили темеље за развој ЦНЦ машина алатки. Here, we look at four basic elements of the development of numerical control technology: early machine tools, punch cards, servo mechanisms and automatic programming tools (APT) programming language.
Ране алатне машине
Током друге индустријске револуције у Британији, Џејмс Ват је био похваљен за стварање парне машине која је покретала индустријску револуцију, али је наишао на потешкоће у производњи тачности цилиндара парних машина све док 1775. Џон Џонвилкинсон је створио оно што је познато као прва машина алатка на свету за бушење цилиндара парне машине и био је решен. Ову бушилицу је такође дизајнирао Вилкинсон на основу свог оригиналног топа;
Бушене картице
Године 1725, Басиле Боуцхон, француски текстилни радник, изумео је методу контроле разбоја коришћењем кодираних података на папирним тракама кроз низ рупа. Иако је револуционаран, очигледан је и недостатак ове методе, односно да су јој и даље потребни оператери. Године 1805, Џозеф Мари Жакард је усвојио овај концепт, али је ојачан и поједностављен коришћењем јачих бушених картица распоређених у низу, чиме је процес аутоматизован. Ове бушене картице се широко сматрају основом модерног рачунарства и означавају крај индустрије кућне радиности у ткању.
Занимљиво је да су се јакуардни ткалитет одупирали свила ткалци у то време, који су забринути да ће им ову аутоматизацију одузети њихове послове и средства за живот. Они су више пута спаљивали разбоје стављене у производњу; Међутим, њихов отпор се показао узалудним, јер је индустрија препознала предности аутоматизованих разбоја. До 1812. године у Француској је било у употреби 11000 жакарских разбоја.
Бушене картице развијене су касних 1800-их и нашле су многе употребе, од телеграфа до аутоматског клавира. Иако је механичка контрола била одлучена раним картама, амерички проналазач Херман Холерит креирао је електромеханички табулатор бушених карата, који је променио правила игре. Његов систем је патентиран 1889. године, када је радио за Биро за попис становништва САД.
Херман Холерит је основао компанију табулатора 1896. и спојио се са четири друге компаније да би основао ИБМ 1924. У другој половини 20. века, бушене картице су први пут коришћене за унос података и складиштење рачунара и машина за нумеричко управљање. Оригинални формат има пет редова рупа, док следеће верзије имају шест, седам, осам или више редова.
Серво механизам
Серво механизам је аутоматски уређај, који користи индуктивну повратну информацију о грешци да исправи перформансе машине или механизма. У неким случајевима, серво омогућава да се уређаји велике снаге контролишу од уређаја са много мањом снагом. Серво механизам се састоји од контролисаног уређаја, другог уређаја који даје команде, инструмента за детекцију грешака, појачивача сигнала грешке и уређаја (серво мотора) који исправља грешке. Серво системи се обично користе за контролу варијабли као што су позиција и брзина, а најчешћи су електрични, пнеуматски или хидраулични.
The first electric servo mechanism was founded by H. calendar in Britain in 1896. By 1940, MIT created a special servo mechanism laboratory, which originated from the increasing attention of the Department of electrical engineering to this topic. У ЦНЦ машинској обради, серво систем је веома важан за постизање тачности толеранције коју захтева аутоматски процес обраде.
Алат за аутоматско програмирање (АПТ)
Алат за аутоматско програмирање (АПТ) настао је у Лабораторији за серво механизам Масачусетског технолошког института 1956. године. То је креативно достигнуће групе рачунарских апликација. То је програмски језик високог нивоа који је једноставан за коришћење, који се посебно користи за генерисање инструкција за ЦНЦ алатне машине. Оригинална верзија је била ранија од ФОРТРАН-а, али су касније верзије преписане са Фортраном.
АПТ је језик који је створен да ради са МИТ-овим првом НЦ машином, која је прва светска машина на свету. Затим је и даље постало стандард рачунарско управљаног алата за машинско управљање и широко се користи у 1970-има. Касније је развотак АПТ спонзорисало ваздухопловне снаге и на крају је отворен за цивилни сектор.
Доуглас Т. Росс, шеф групе за рачунарске апликације, познат је као отац апт. Касније је сковао термин „рачунарски потпомогнут дизајн“ (ЦАД).
Рођење нумеричке контроле
Пре појаве ЦНЦ алатних машина, први је развој ЦНЦ алатних машина и првих ЦНЦ алатних машина. Иако постоје неке разлике у различитим описима историјских детаља, прва ЦНЦ машина алатка није само одговор на специфичне производне изазове са којима се суочава војска, већ и природни развој система бушених картица.
„Дигитална контрола означава почетак друге индустријске револуције и долазак научне ере у којој ће се контрола машина и индустријских процеса променити од непрецизних нацрта до тачних.” – Удружење производних инжењера.
Амерички проналазач Џон Т. Парсонс (1913 – 2007) се сматра оцем нумеричке контроле. Осмислио је и имплементирао технологију нумеричке контроле уз помоћ инжењера авиона Френка Л. Стулена. Као син произвођача у Мичигену, Парсонс је почео да ради као монтажер у фабрици свог оца са 14 година. Касније је поседовао и управљао бројним производним погонима у оквиру породичне компаније Парсонс за производњу.
Parsons has the first NC patent and was selected into the National Inventors Hall of fame for its pioneering work in the field of numerical control. Парсонс има укупно 15 патената, а још 35 је додељено његовом предузећу. Друштво производних инжењера интервјуисало је Парсонса 2001. како би свима омогућило да сазнају његову причу из његове перспективе.
Рани НЦ распоред
1942:Џона Т. Парсонса је подизвођач Сикорски Аирцрафт за производњу лопатица ротора хеликоптера.
1944:због грешке у дизајну греде крила, једна од првих 18 лопатица које су произвели је отказала, што је резултирало смрћу пилота. Парсонсова идеја је да се оштрица ротора удари металом да би била јача и замени лепак и завртње за причвршћивање склопа.
1946:људи су желели да створе производни алат за прецизну производњу оштрица, што је био огроман и сложен изазов за тадашње услове. Стога је Парсонс ангажовао инжењера авиона Франка Стулена и формирао инжењерски тим са још три особе. Стулен је смислио да користи ИБМ бушене картице да би одредио ниво напрезања на блејду, и они су изнајмили седам ИБМ машина за пројекат.
Године 1948. циљ лаке промене редоследа кретања аутоматских алатних машина постигнут је на два главна начина – у поређењу са само постављањем фиксне секвенце кретања – и спроводи се на два главна начина: контрола праћења и дигитална контрола. Као што видимо, први треба да направи физички модел објекта (или барем комплетан цртеж, као што је хидроелектрични телефон за праћење каблова у Синсинатију). Други је да се не употпуни слика објекта или дела, већ само да се апстрахује: математички модели и машинска упутства.
1949:америчком ваздухопловству је потребна помоћ ултра прецизне структуре крила. Парсонс је продао своју ЦНЦ машину и добио уговор вредан 200.000 долара како би то постао стварност.
1949:Парсонс и Стулен су радили са Снидер мацхине & тоол Цорп. на развоју машина и схватили су да су им потребни серво мотори да би машине радиле тачно. Парсонс је подуговарао серво систем „цард-а-матиц глодалице“ за серво механизам Лабораторије Масачусетског института за технологију.
1952 (мај): Парсонс је пријавио патент за „уређај за управљање мотором за позиционирање алатних машина“. Он је одобрио патент 1958. године.
1952 (август):као одговор, МИТ је пријавио патент за „нумерички контролни серво систем“.
После Другог светског рата, америчко ваздухопловство је потписало неколико уговора са Парсонсом за даљи развој иновације НЦ машинске обраде коју је направио њен оснивач Џон Парсонс. Парсонс је био заинтересован за експерименте који се изводе у Лабораторији за серво механизам МИТ-а и предложио је да МИТ постане подизвођач пројекта 1949. како би пружио стручност у аутоматској контроли. У наредних 10 година, МИТ је преузео контролу над целим пројектом, јер је визија „троосне континуалне контроле путање“ серво лабораторије заменила Парсонсов оригинални концепт „реза у позиционирању сечења“. Проблеми увек обликују технологију, али ова посебна прича коју је забележио историчар Давид Нобле постала је важна прекретница у историји технологије.
1952:МИТ је демонстрирао свој систем перфорираних каишева са 7 шина, који је сложен и скуп (250 вакумских цеви, 175 релеја, у пет ормарића величине фрижидера).
Оригинална ЦНЦ машина за глодање МИТ-а 1952. године била је хидро Тел, модификована 3-осна компанија за глодалице у Синсинатију.
Постоји седам чланака о „саморегулишућој машини, која представља научну и технолошку револуцију која ће ефикасно обликовати будућност човечанства” у часопису „Аутоматско управљање” часописа Сциентифиц Америцан у септембру 1952. године.
1955:Контроле Цонцорда (састављене од припадника оригиналног тима МИТ) створила је Нумерицард, која је заменила перфорирана трака на МИТ НЦ машине са читачем касета које је развио ГЕ.
Складиштење траке
1958:Парсонс је добио амерички патент 2820187 и продао ексклузивну лиценцу Бендиксу. ИБМ, Фујитсу и Генерал Елецтриц су добили подлиценце након што су почели да развијају сопствене машине.
1958:МИТ је објавио извештај о НЦ економији, у којем се закључује да садашња НЦ машина није баш уштедела време, већ је радну снагу из фабричке радионице пребацила на људе који су правили перфориране траке.
Време поста: 19.07.2022