I hovedsak er maskinverktøy et verktøy for maskinen for å lede verktøybanen – ikke ved direkte, manuell veiledning, som manuelle verktøy og nesten alle menneskelige verktøy, før folk fant opp maskinverktøy.
Numerisk kontroll (NC) refererer til bruken av programmerbar logikk (data i form av bokstaver, tall, symboler, ord eller kombinasjoner) for å automatisk styre maskinverktøy.Før det dukket opp, ble prosesseringsverktøy alltid kontrollert av manuelle operatører.
Computer numerical control (CNC) refererer til å sende nøyaktig kodede instruksjoner til mikroprosessoren i maskineringsverktøyets kontrollsystem, for å forbedre nøyaktigheten og konsistensen.CNC som folk snakker om i dag refererer nesten alle til fresemaskiner koblet til datamaskiner.Teknisk sett kan den brukes til å beskrive enhver maskin som styres av en datamaskin.
I det siste århundret har mange oppfinnelser lagt grunnlaget for utviklingen av CNC-maskinverktøy.Her ser vi på fire grunnleggende elementer i utviklingen av numerisk kontrollteknologi: tidlige maskinverktøy, hullkort, servomekanismer og programmeringsspråk for automatiske programmeringsverktøy (APT).
Tidlige maskinverktøy
Under den andre industrielle revolusjonen i Storbritannia ble James Watt berømmet for å ha skapt dampmotoren som drev den industrielle revolusjonen, men han møtte vanskeligheter med å produsere nøyaktigheten til dampmotorsylindere frem til 1775, skapte John Johnwilkinson det som er kjent som verdens første maskinverktøy. for kjedelige dampmotorsylindere og ble løst.Denne kjedelige maskinen er også designet av Wilkinson basert på hans originale kanon;
Stemplingskort
I 1725 oppfant Basile bouchon, en fransk tekstilarbeider, en metode for å kontrollere vevstoler ved å bruke kodede data på papirbånd gjennom en rekke hull.Selv om den er banebrytende, er ulempen med denne metoden også åpenbar, det vil si at den fortsatt trenger operatører.I 1805 tok Joseph Marie jacquard i bruk dette konseptet, men det ble styrket og forenklet ved å bruke sterkere hullkort ordnet i rekkefølge, og dermed automatiserte prosessen.Disse hullkortene er ansett for å være grunnlaget for moderne databehandling og markerer slutten på hjemmehåndverksindustrien innen veving.
Interessant nok ble jacquardvever motstått av silkevevere på den tiden, som var bekymret for at denne automatiseringen ville frata dem jobbene og levebrødet.De brente gjentatte ganger vevene som ble satt i produksjon;Imidlertid viste motstanden deres meningsløs, fordi industrien anerkjente fordelene med automatiserte vevstoler.I 1812 var 11000 jacquardvever i bruk i Frankrike.
Hulkort utviklet seg på slutten av 1800-tallet og fant mange bruksområder, fra telegraf til automatisk piano.Selv om mekanisk kontroll ble bestemt av tidlige kort, skapte den amerikanske oppfinneren Herman Hollerith en elektromekanisk hullkorttabulator, som endret spillereglene.Systemet hans ble patentert i 1889, da han jobbet for US Census Bureau.
Herman Hollerith grunnla tabulatorselskapet i 1896 og fusjonerte med fire andre selskaper for å etablere IBM i 1924. I andre halvdel av 1900-tallet ble hullkort først brukt til datainntasting og lagring av datamaskiner og numeriske kontrollmaskiner.Det originale formatet har fem rader med hull, mens de påfølgende versjonene har seks, syv, åtte eller flere rader.
Servomekanisme
Servomekanisme er en automatisk enhet som bruker feilinduktiv tilbakemelding for å korrigere ytelsen til maskinen eller mekanismen.I noen tilfeller lar servo enheter med høy effekt kontrolleres av enheter med mye lavere effekt.Servomekanismen er sammensatt av en kontrollert enhet, en annen enhet som gir kommandoer, et feildeteksjonsinstrument, en feilsignalforsterker og en enhet (servomotor) som retter feil.Servosystemer brukes vanligvis til å kontrollere variabler som posisjon og hastighet, og de vanligste er elektriske, pneumatiske eller hydrauliske.
Den første elektriske servomekanismen ble grunnlagt av H. calendar i Storbritannia i 1896. I 1940 opprettet MIT et spesielt servomekanismelaboratorium, som stammer fra den økende oppmerksomheten til avdelingen for elektroteknikk til dette emnet.Ved CNC-maskinering er servosystemet svært viktig for å oppnå toleransenøyaktigheten som kreves av automatisk maskineringsprosess.
Automatisk programmeringsverktøy (APT)
Automatisk programmeringsverktøy (APT) ble født i servomekanismen Laboratory of Massachusetts Institute of Technology i 1956. Det er en kreativ prestasjon av dataapplikasjonsgruppen.Det er et brukervennlig programmeringsspråk på høyt nivå, som er spesielt brukt til å generere instruksjoner for CNC-maskinverktøy.Den opprinnelige versjonen var tidligere enn FORTRAN, men senere versjoner ble skrevet om med Fortran.
Apt er et språk laget for å fungere med MITs første NC-maskin, som er verdens første NC-maskin.Så fortsatte det å bli standarden for datastyrt maskinverktøyprogrammering, og ble mye brukt på 1970-tallet.Senere ble utviklingen av apt sponset av luftforsvaret og ble til slutt åpnet for sivil sektor.
Douglas T. Ross, lederen av dataapplikasjonsgruppen, er kjent som faren til apt.Han utviklet senere begrepet "datastyrt design" (CAD).
Fødselen av numerisk kontroll
Før fremveksten av CNC-maskinverktøy, er den første utviklingen av CNC-maskinverktøy og de første CNC-maskinverktøyene.Selv om det er noen forskjeller i de forskjellige beskrivelsene av historiske detaljer, er det første CNC-maskinverktøyet ikke bare et svar på de spesifikke produksjonsutfordringene militæret står overfor, men også en naturlig utvikling av hullkortsystemet.
"Digital kontroll markerer begynnelsen på den andre industrielle revolusjonen og ankomsten av den vitenskapelige æraen der kontrollen av maskiner og industrielle prosesser vil endre seg fra upresise utkast til nøyaktige."– Foreningen av produksjonsingeniører.
Den amerikanske oppfinneren John T. Parsons (1913 – 2007) er allment ansett som faren til numerisk kontroll.Han unnfanget og implementerte numerisk kontrollteknologi ved hjelp av flyingeniør Frank L. stulen.Som sønn av en produsent i Michigan begynte Parsons å jobbe som montør i farens fabrikk i en alder av 14. Senere eide og drev han en rekke fabrikker under familiebedriften Parsons produksjonsselskap.
Parsons har det første NC-patentet og ble valgt inn i National Inventors Hall of Fame for sitt banebrytende arbeid innen numerisk kontroll.Parsons har totalt 15 patenter, og ytterligere 35 er gitt til foretaket hans.Samfunnet av produksjonsingeniører intervjuet Parsons i 2001 for å fortelle alle historien hans fra hans perspektiv.
Tidlig NC-plan
1942:john T. Parsons ble gitt underleverandør av Sikorsky Aircraft for å produsere helikopterrotorblader.
1944:på grunn av designfeilen til vingebjelken, sviktet et av de første 18 bladene de produserte, noe som resulterte i pilotens død.Parsons idé er å stanse rotorbladet med metall for å gjøre det sterkere og erstatte lim og skruer for å feste sammenstillingen.
1946:folk ønsket å lage et produksjonsverktøy for nøyaktig å produsere blader, noe som var en stor og kompleks utfordring for forholdene på den tiden.Derfor hyret Parsons inn flyingeniør Frank stulen og dannet et ingeniørteam med tre andre personer.Stulen tenkte på å bruke IBM-hullkort for å bestemme stressnivået på bladet, og de leide syv IBM-maskiner for prosjektet.
I 1948 ble målet om enkelt å endre bevegelsessekvensen til automatiske verktøymaskiner oppnådd på to hovedmåter – sammenlignet med bare å sette en fast bevegelsessekvens – og utføres på to hovedmåter: sporingskontroll og digital kontroll.Som vi kan se, må den første lage en fysisk modell av objektet (eller i det minste en fullstendig tegning, for eksempel Cincinnati kabelsporer vannkrafttelefon).Det andre er ikke å fullføre bildet av objektet eller delen, men bare å abstrahere det: matematiske modeller og maskininstruksjoner.
1949:det amerikanske luftvåpenet trenger hjelp av ultrapresisjons vingestruktur.Parsons solgte CNC-maskinen sin og vant en kontrakt verdt $200 000 for å gjøre den til en realitet.
1949:Parsons og stulen har jobbet med Snyder machine & tool Corp. for å utvikle maskiner og innså at de trengte servomotorer for å få maskinene til å fungere nøyaktig.Parsons kontraherte servosystemet til "card-a-matic fresemaskin" til servomekanismen Laboratory ved Massachusetts Institute of Technology.
1952 (mai): Parsons søkte om patent på "motorkontrollanordning for posisjonering av verktøymaskiner".Han ga patentet i 1958.
1952 (august):som svar søkte MIT om patent på "numerisk kontrollservosystem".
Etter andre verdenskrig signerte det amerikanske flyvåpenet flere kontrakter med Parsons for å videreutvikle NC-maskininnovasjonen laget av grunnleggeren John Parsons.Parsons var interessert i eksperimentene som ble utført i servomekanismen Laboratory of MIT og foreslo at MIT ble en prosjektunderleverandør i 1949 for å gi ekspertise innen automatisk kontroll.I løpet av de neste 10 årene fikk MIT kontroll over hele prosjektet, fordi visjonen om "treakset kontinuerlig banekontroll" av servolaboratoriet erstattet Parsons opprinnelige konsept om "kuttet i kutteposisjonering".Problemer former alltid teknologi, men denne spesielle historien nedtegnet av historikeren David noble har blitt en viktig milepæl i teknologihistorien.
1952:MIT demonstrerte deres 7-skinne perforerte beltesystem, som er komplekst og kostbart (250 vakuumrør, 175 releer, i fem skap i kjøleskap).
MITs originale CNC-fresemaskin i 1952 var hydro Tel, et modifisert 3-akset Cincinnati fresemaskinselskap.
Det er syv artikler om "selvregulerende maskin, som representerer en vitenskapelig og teknologisk revolusjon som effektivt vil forme menneskehetens fremtid" i tidsskriftet "automatisk kontroll" til Scientific American i september 1952.
1955:Concord-kontroller (sammensatt av medlemmer av MITs originale team) skapte numericard, som erstattet det perforerte båndet på MIT NC-maskiner med båndleseren som ble utviklet av GE.
Tapelagring
1958:Parsons oppnådde amerikansk patent 2820187 og solgte den eksklusive lisensen til Bendix.IBM, Fujitsu og general electric fikk alle underlisenser etter at de begynte å utvikle sine egne maskiner.
1958:MIT publiserte en rapport om NC-økonomi, som konkluderte med at den nåværende NC-maskinen egentlig ikke sparte tid, men overførte arbeidsstyrken fra fabrikkverkstedet til menneskene som laget perforerte belter.
Innleggstid: 19. juli-2022