Во суштина, машинскиот алат е алатка за машината да ја води патеката на алатот - не со директно, рачно водство, како што се рачните алати и речиси сите човечки алатки, додека луѓето не ја измислиле машинската алатка.
Нумеричката контрола (NC) се однесува на употребата на програмабилна логика (податоци во форма на букви, бројки, симболи, зборови или комбинации) за автоматска контрола на алатките за обработка.Пред да се појави, алатките за обработка секогаш беа контролирани од рачни оператори.
Компјутерската нумеричка контрола (CNC) се однесува на испраќање прецизно кодирани инструкции до микропроцесорот во системот за контрола на машинскиот алат, за да се подобри точноста и конзистентноста.ЦПУ за кој луѓето зборуваат денес, скоро сите се однесуваат на машините за мелење поврзани со компјутери.Технички гледано, може да се користи за опишување на која било машина контролирана од компјутер.
Во изминатиот век, многу пронајдоци ги поставија темелите за развој на CNC машински алати.Овде, ги разгледуваме четирите основни елементи на развојот на технологијата за нумеричка контрола: раните машински алати, картичките за удирање, серво механизмите и програмскиот јазик на алатките за автоматско програмирање (APT).
Рани машински алати
За време на втората индустриска револуција во Британија, Џејмс Ват беше пофален за создавањето на парната машина што ја напојуваше индустриската револуција, но тој наиде на потешкотии во производството на точноста на цилиндрите на парните мотори до 1775 година, Џон Џонвилкинсон го создаде она што е познато како прва машинска алатка во светот. за досадни цилиндри на парната машина и беше решен.Оваа здодевна машина е исто така дизајнирана од Вилкинсон врз основа на неговиот оригинален топ;
Удар картичка
Во 1725 година, Базил Бушон, француски текстилен работник, измислил метод за контрола на разбоите со користење на кодирани податоци на хартиени ленти низ низа дупки.Иако е револуционерен, очигледен е и недостатокот на овој метод, односно дека сè уште има потреба од оператори.Во 1805 година, Џозеф Мари Жакард го усвои овој концепт, но тој беше зајакнат и поедноставен со користење на посилни удирани картички распоредени во низа, со што се автоматизираше процесот.Овие дупнати картички нашироко се сметаат за основа на модерното пресметување и го означуваат крајот на домашната занаетчиска индустрија во ткаењето.
Интересно е тоа што на жакардните разбои им се спротивставувале во тоа време ткајачите на свила, кои се загрижени дека оваа автоматизација ќе ги лиши од нивната работа и егзистенција.Тие постојано ги палеле разбоите пуштени во производство;Сепак, нивниот отпор се покажа залуден, бидејќи индустријата ги препозна предностите на автоматизираните разбои.До 1812 година, во Франција се користеле 11000 жакард разбои.
Картичките со тупаници се развиле во доцните 1800-ти и најдоа многу намени, од телеграф до автоматско пијано.Иако механичката контрола беше решена од раните карти, американскиот пронаоѓач Херман Холерит создаде електромеханички табулатор со картички со удари, кој ги промени правилата на играта.Неговиот систем бил патентиран во 1889 година, кога работел за Бирото за попис на САД.
Херман Холерит ја основал компанијата за табулатори во 1896 година и се споил со четири други компании за да го основа IBM во 1924 година. Во втората половина на 20 век, пробиените картички првпат биле користени за внесување податоци и складирање на компјутери и машини за нумеричка контрола.Оригиналниот формат има пет реда дупки, додека следните верзии имаат шест, седум, осум или повеќе редови.
Серво механизам
Серво механизмот е автоматски уред, кој користи индуктивна повратна информација за грешки за да ги поправи перформансите на машината или механизмот.Во некои случаи, серво дозволува уредите со висока моќност да бидат контролирани од уреди со многу помала моќност.Серво механизмот е составен од контролиран уред, друг уред кој дава команди, инструмент за откривање грешки, засилувач на сигнал за грешка и уред (серво мотор) кој ги коригира грешките.Серво системите обично се користат за контрола на променливите како што се положбата и брзината, а најчести се електричните, пневматските или хидрауличните.
Првиот електричен серво механизам беше основан од H. calendar во Британија во 1896 година. До 1940 година, MIT создаде специјална лабораторија за серво механизми, која потекнува од зголеменото внимание на Одделот за електротехника на оваа тема.Во CNC обработката, серво системот е многу важен за да се постигне точноста на толеранцијата што ја бара автоматската обработка.
Алатка за автоматско програмирање (APT)
Алатката за автоматско програмирање (APT) е родена во серво механизмот Лабораторија на Технолошкиот институт Масачусетс во 1956 година. Тоа е креативно достигнување на групата компјутерски апликации.Тоа е лесен за употреба програмски јазик на високо ниво, кој специјално се користи за генерирање инструкции за CNC машински алати.Оригиналната верзија беше порано од FORTRAN, но подоцнежните верзии беа препишани со Fortran.
Apt е јазик создаден за работа со првата NC машина на MIT, која е првата NC машина во светот.Потоа продолжи да станува стандард за компјутерски контролирано програмирање на машински алати и беше широко користен во 1970-тите.Подоцна, развојот на Apt беше спонзориран од воздухопловните сили и на крајот беше отворен за цивилниот сектор.
Даглас Т. Рос, шеф на групата за компјутерски апликации, е познат како татко на Ап.Подоцна го измислил терминот „компјутерски потпомогнат дизајн“ (CAD).
Раѓањето на нумеричката контрола
Пред појавата на CNC машинските алати, првиот е развојот на CNC машинските алати и првите CNC машински алати.Иако постојат одредени разлики во различните описи на историските детали, првиот CNC машински алат не е само одговор на специфичните производствени предизвици со кои се соочува војската, туку и природен развој на системот на картички со удари.
„Дигиталната контрола го означува почетокот на втората индустриска револуција и доаѓањето на научната ера во која контролата на машините и индустриските процеси ќе се промени од непрецизни нацрти во точни.– Здружение на инженери за производство.
Американскиот пронаоѓач Џон Т. Парсонс (1913 – 2007) нашироко се смета за татко на нумеричката контрола.Тој ја замислил и имплементирал технологијата за нумеричка контрола со помош на инженерот на авиони Френк Л. Штулен.Како син на производител во Мичиген, Парсонс почнал да работи како монтаж во фабриката на неговиот татко на 14-годишна возраст.
Парсонс го има првиот NC патент и беше избран во Домот на славните на Националните пронаоѓачи за неговата пионерска работа во областа на нумеричка контрола.Парсонс има вкупно 15 патенти, а уште 35 му се доделени на неговото претпријатие.Здружението на инженери за производство го интервјуираше Парсонс во 2001 година за да им даде на сите да ја знаат неговата приказна од негова перспектива.
Ран распоред на NC
1942 година:Џон Т. Парсонс беше поддоговорен од Sikorsky Aircraft за производство на сечила на роторот за хеликоптер.
1944:поради дефект на дизајнот на гредата на крилото, еден од првите 18 сечила што ги изработија откажа, што резултираше со смрт на пилотот.Идејата на Парсонс е да се пробие сечилото на роторот со метал за да се зајакне и да се заменат лепилото и завртките за прицврстување на склопот.
1946:луѓето сакаа да создадат производствен алат за прецизно производство на сечила, што беше огромен и сложен предизвик за условите во тоа време.Затоа, Парсонс го ангажирал авионскиот инженер Френк Штулен и формирал инженерски тим со уште три лица.Штулен помислил да користи IBM-картички за да го одреди нивото на стрес на сечилото и изнајмиле седум IBM машини за проектот.
Во 1948 година, целта за лесно менување на секвенцата на движење на автоматските машински алати беше постигната на два главни начини - во споредба со само поставување на фиксна низа на движење - и се спроведува на два главни начини: контрола со трагачи и дигитална контрола.Како што можеме да видиме, првиот треба да направи физички модел на објектот (или барем целосен цртеж, како што е хидроенергетскиот телефон за трагач на кабли во Синсинати).Вториот не е да се заврши сликата на објектот или делот, туку само да се апстрахира: математички модели и машински инструкции.
1949 година:Воздухопловните сили на САД имаат потреба од помош од ултра прецизна структура на крилата.Парсонс ја продаде својата CNC машина и доби договор вреден 200.000 долари за да го направи тоа реалност.
1949 година:Парсонс и Штулен работеа со Snyder machine & tool Corp. за да развијат машини и сфатија дека им се потребни серво мотори за да направат машините да работат прецизно.Парсонс го поддоговорил серво системот на „машина за глодање со карти-а-матик“ на серво механизмот Лабораторија на Технолошкиот институт во Масачусетс.
1952 година (мај): Парсонс поднесе барање за патент за „уред за контрола на моторот за позиционирање на машински алати“.Тој го дал патентот во 1958 година.
1952 година (август):Како одговор, МИТ аплицираше за патент за „серво систем за нумеричка контрола“.
По Втората светска војна, американските воздухопловни сили потпишаа неколку договори со Парсонс за понатамошно развивање на иновацијата за обработка на NC направена од нејзиниот основач Џон Парсонс.Парсонс беше заинтересиран за експериментите што се изведуваат во лабораторијата на серво механизмот на МИТ и предложи МИТ да стане проектен подизведувач во 1949 година за да обезбеди експертиза за автоматска контрола.Во следните 10 години, МИТ ја доби контролата врз целиот проект, бидејќи визијата за „контрола на постојана патека со три оски“ на серво лабораторијата го замени оригиналниот концепт на Парсонс за „сечење во позиционирањето на сечењето“.Проблемите секогаш ја обликуваат технологијата, но оваа посебна приказна снимена од историчарот Дејвид Нобл стана важна пресвртница во историјата на технологијата.
1952:MIT го демонстрираше својот систем со перфориран ремен со 7 шини, кој е сложен и скап (250 вакуумски цевки, 175 релеи, во пет кабинети со големина на фрижидер).
Оригиналната CNC машина за мелење на MIT во 1952 година беше hydro Tel, модифицирана компанија за глодање во Синсинати со 3 оски.
Има седум статии за „саморегулирачката машина, која претставува научна и технолошка револуција која ефективно ќе ја обликува иднината на човештвото“ во списанието „автоматска контрола“ на Scientific American во септември, 1952 година.
1955:Контролите на Конкорд (составени од членови на оригиналниот тим на MIT) создадоа нумеричка карта, која ја замени перфорираната лента на MIT NC машините со читачот на лента развиен од GE.
Складирање лента
1958:Парсонс го доби американскиот патент 2820187 и ја продаде ексклузивната лиценца на Бендикс.IBM, Fujitsu и General Electric сите добија подлиценци откако почнаа да развиваат свои машини.
1958:MIT објави извештај за NC економија, во кој се заклучува дека сегашната NC машина навистина не заштедува време, туку ја префрлила работната сила од фабричката работилница на луѓето кои правеле перфорирани појаси.
Време на објавување: 19 јули 2022 година