Historien om CNC maskineringsteknologi, del 2: evolusjon fra NC til CNC

Fram til 1950-tallet kom dataene om CNC-maskindrift hovedsakelig fra hullkort, som hovedsakelig ble produsert gjennom vanskelige manuelle prosesser.Vendepunktet i utviklingen av CNC er at når kortet erstattes av datakontroll, reflekterer det direkte utviklingen av datateknologi, samt datastøttet design (CAD) og datastøttet produksjon (CAM) programmer.Behandling har blitt en av de første applikasjonene til moderne datateknologi.

new_img

Selv om analysemotoren utviklet av Charles Babbage på midten av 1800-tallet regnes for å være den første datamaskinen i moderne forstand, er Massachusetts Institute of Technology (MIT) sanntids datamaskinvirvel I (også født i servomaskinlaboratoriet) verdens første datamaskin med parallell databehandling og magnetisk kjerneminne (som vist i figuren nedenfor).Teamet var i stand til å bruke maskinen til å kode den datastyrte produksjonen av perforert tape.Den opprinnelige verten brukte rundt 5000 vakuumrør og veide rundt 20000 pund.

new_img1

Den langsomme utviklingen av datautvikling i denne perioden var en del av problemet på den tiden.Dessuten vet de som prøver å selge denne ideen egentlig ikke produksjon – de er bare dataeksperter.På den tiden var konseptet med NC så merkelig for produsenter at utviklingen av denne teknologien gikk veldig sakte på den tiden, slik at den amerikanske hæren til slutt måtte produsere 120 NC-maskiner og leie dem ut til forskjellige produsenter for å begynne å popularisere bruken av dem. .

Evolusjonsplan fra NC til CNC

Midten av 1950-tallet:G-kode, det mest brukte NC-programmeringsspråket, ble født i servomekanismen Laboratory of Massachusetts Institute of Technology.G-kode brukes til å fortelle datastyrte maskinverktøy hvordan man lager noe.Kommandoen sendes til maskinkontrolleren, som deretter forteller motoren bevegelseshastigheten og banen som skal følges.

1956:flyvåpenet foreslo å lage et generelt programmeringsspråk for numerisk kontroll.Den nye MIT-forskningsavdelingen, ledet av Doug Ross og kalt Computer Applications Group, begynte å studere forslaget og utvikle noe senere kjent som programmeringsspråket automatisk programmert verktøy (APT).

1957:flyindustriforeningen og en avdeling av luftforsvaret samarbeidet med MIT for å standardisere arbeidet til apt og skapte den første offisielle CNC-maskinen.Apt, opprettet før oppfinnelsen av det grafiske grensesnittet og FORTRAN, bruker tekst kun for å overføre geometri og verktøybaner til numerisk kontroll (NC) maskiner.(den senere versjonen ble skrevet i FORTRAN, og apt ble endelig utgitt på det sivile området.

1957:mens han jobbet i General Electric, utviklet og ga den amerikanske informatikeren Patrick J. Hanratty ut et tidlig kommersielt NC-programmeringsspråk kalt Pronto, som la grunnlaget for fremtidige CAD-programmer og ga ham den uformelle tittelen "far til cad/cam".

"Den 11. mars 1958 ble en ny æra for produksjonsproduksjon født. For første gang i produksjonens historie opererte flere elektronisk styrte storskala produksjonsmaskiner samtidig som en integrert produksjonslinje. Disse maskinene var nesten uten tilsyn, og de kunne bore, bore, frese og føre irrelevante deler mellom maskiner.

1959:MIT-teamet holdt en pressekonferanse for å vise deres nyutviklede CNC-maskinverktøy.

new_img2

1959:luftforsvaret signerte en ettårskontrakt med MIT electronic systems laboratory for å utvikle "dataassistert designprosjekt".Den resulterende systemautomatiseringskonstruksjonen (AED) ble utgitt til det offentlige i 1965.

1959:General Motors (GM) begynte å studere det som senere ble kalt datamaskinforbedret design (DAC-1), som var et av de tidligste grafiske CAD-systemene.Året etter introduserte de IBM som partner.Tegninger kan skannes inn i systemet, som digitaliserer dem og kan endres.Deretter kan annen programvare konvertere linjene til 3D-former og sende dem til apt for sending til fresemaskinen.DAC-1 ble satt i produksjon i 1963 og debuterte offentlig i 1964.

new_img3

1962:den første kommersielle grafiske CAD-systemet elektronisk plotter (EDM) utviklet av itek, en amerikansk forsvarsentreprenør, ble lansert.Det ble kjøpt opp av kontrolldataselskapet, et stormaskin- og superdataselskap, og omdøpt til digigrafi.Det ble opprinnelig brukt av Lockheed og andre selskaper til å produsere produksjonsdelene til C-5 Galaxy militære transportfly, som viser det første tilfellet av et ende-til-ende cad/cnc-produksjonssystem.

Time magazine på den tiden skrev en artikkel om EDM i mars 1962, og påpekte at operatørens design kom inn i en billig datamaskin gjennom konsollen, som kunne løse problemer og lagre svarene i digital form og mikrofilm i minnebiblioteket.Bare trykk på knappen og tegn en skisse med en lyspenn, så kan ingeniøren gå inn i den løpende dialogen med EDM, hente frem alle de tidlige tegningene sine til skjermen innen et millisekund, og endre linjene og kurvene deres etter eget ønske.

new_img5

Ivan Sutherland studerer TX-2

new_img4

Skjematisk diagram av highlighter

På den tiden trengte mekaniske og elektriske designere et verktøy for å få fart på det krevende og tidkrevende arbeidet de ofte gjorde.For å møte dette behovet opprettet Ivan E. Sutherland ved Institutt for elektroteknikk ved MIT et system for å gjøre digitale datamaskiner til en aktiv partner for designere.

new_img6

CNC-maskinverktøy får trekkraft og popularitet

På midten av 1960-tallet endret fremveksten av rimelige små datamaskiner spillereglene i bransjen.Takket være ny transistor- og kjerneminneteknologi tar disse kraftige maskinene opp mye mindre plass enn stormaskinen i romstørrelse som er brukt så langt.

Små datamaskiner, også kjent som mellomstore datamaskiner på den tiden, har naturlig nok rimeligere prislapper, og frigjør dem fra restriksjonene til tidligere selskaper eller hærer, og overlater potensialet for nøyaktighet, pålitelighet og repeterbarhet til små selskaper, bedrifter.

I motsetning til dette er mikrodatamaskiner 8-bits enkeltbruker, enkle maskiner som kjører enkle operativsystemer (som MS-DOS), mens subminiatyrdatamaskiner er 16-biters eller 32-biters.Banebrytende selskaper inkluderer Dec, data general og Hewlett Packard (HP) (nå refererer til sine tidligere små datamaskiner, som HP3000, som "servere").

new_img7

På begynnelsen av 1970-tallet gjorde langsom økonomisk vekst og økende sysselsettingskostnader CNC-maskinering til å se ut som en god og kostnadseffektiv løsning, og etterspørselen etter rimelige NC-systemmaskiner økte.Selv om amerikanske forskere fokuserer på avanserte industrier som programvare og romfart, fokuserer Tyskland (som Japan ble med på 1980-tallet) på lavkostmarkeder og overgår USA i maskinsalg.Men på dette tidspunktet er det en rekke amerikanske CAD-selskaper og leverandører, inkludert UGS Corp., computervision, applicon og IBM.

På 1980-tallet, med nedgangen i maskinvarekostnadene basert på mikroprosessorer og fremveksten av lokalnettverk (LAN), et datanettverk koblet sammen med andre, dukket også kostnadene og tilgjengeligheten til CNC-maskinverktøy opp.I siste halvdel av 1980-tallet ble små datamaskiner og store dataterminaler erstattet av nettverksbaserte arbeidsstasjoner, filservere og personlige datamaskiner (PCS), og ble dermed kvitt CNC-maskinene til universiteter og selskaper som tradisjonelt installerte dem (fordi de er de eneste dyre datamaskiner som har råd til å følge dem).

I 1989 opprettet National Institute of Standards and Technology under det amerikanske handelsdepartementet det forbedrede maskinkontrollprosjektet (EMC2, senere omdøpt til linuxcnc), som er et åpen kildekode gnu/linux-programvaresystem som bruker en generell datamaskin for å kontrollere CNC maskiner.Linuxcnc baner vei for fremtiden for personlige CNC-maskinverktøy, som fortsatt er pionerapplikasjoner innen databehandling.


Innleggstid: 19. juli-2022