Historie technologie CNC obrábění, část 2: vývoj od NC k CNC

Až do 50. let 20. století data o provozu CNC strojů pocházela především z děrných štítků, které byly vyráběny především náročnými ručními procesy.Zlomem ve vývoji CNC je to, že když je karta nahrazena řízením počítačem, přímo to odráží vývoj výpočetní techniky, ale i programů computer aided design (CAD) a computer aided production (CAM).Zpracování se stalo jednou z prvních aplikací moderní výpočetní techniky.

new_img

Ačkoli je analytický engine vyvinutý Charlesem Babbagem v polovině 19. století považován za první počítač v moderním smyslu, Massachusetts Institute of Technology (MIT) počítačová smršť I v reálném čase (také zrozená v laboratoři servostrojů) je první počítač na světě s paralelním výpočtem a pamětí magnetického jádra (jak je znázorněno na obrázku níže).Tým byl schopen použít stroj ke kódování počítačem řízené výroby děrované pásky.Původní hostitel používal asi 5000 elektronek a vážil asi 20000 liber.

nový_img1

Součástí tehdejšího problému byl pomalý postup vývoje počítačů v tomto období.Kromě toho lidé, kteří se snaží prodat tento nápad, ve skutečnosti neznají výrobu – jsou to jen počítačoví experti.V té době byl koncept NC pro výrobce tak zvláštní, že vývoj této technologie byl v té době velmi pomalý, takže americká armáda nakonec musela vyrobit 120 NC strojů a pronajmout je různým výrobcům, aby začali popularizovat jejich použití .

Plán vývoje od NC k CNC

Polovina padesátých let:G kód, nejrozšířenější programovací jazyk NC, se zrodil v laboratoři servo mechanismu Technologického institutu v Massachusetts.G kód se používá k tomu, aby počítačovým obráběcím strojům řekl, jak něco vyrobit.Příkaz je odeslán do řídicí jednotky stroje, která pak motoru sdělí rychlost pohybu a dráhu, kterou má následovat.

1956:letectvo navrhlo vytvořit obecný programovací jazyk pro numerické řízení.Nové výzkumné oddělení MIT, vedené Dougem Rossem a pojmenované Computer Applications Group, začalo studovat návrh a vyvíjet něco později známého jako programovací jazyk automaticky programovaný nástroj (APT).

1957:asociace leteckého průmyslu a oddělení letectva spolupracovalo s MIT na standardizaci práce apt a vytvořilo první oficiální CNC stroj.Apt, vytvořený před vynálezem grafického rozhraní a FORTRAN, používá text pouze k přenosu geometrie a drah nástroje na numericky řízené (NC) stroje.(pozdější verze byla napsána ve FORTRANu a apt byl konečně vydán v civilní oblasti.

1957:zatímco pracuje v General Electric, americký počítačový vědec Patrick J. Hanratty vyvinul a vydal raný komerční NC programovací jazyk s názvem Pronto, který položil základ budoucím CAD programům a získal mu neformální titul „otec cad/cam“.

"Dne 11. března 1958 se zrodila nová éra manufakturní výroby. Poprvé v historii výroby fungovalo více elektronicky řízených velkovýrobních strojů současně jako integrovaná výrobní linka. Tyto stroje byly téměř bezobslužné a mohl vrtat, vrtat, frézovat a přenášet nepodstatné díly mezi stroji.

1959:Tým MIT uspořádal tiskovou konferenci, na které představil své nově vyvinuté CNC obráběcí stroje.

nový_img2

1959:letectvo podepsalo roční smlouvu s laboratoří elektronických systémů MIT na vývoj „počítačem podporovaného projektového projektu“.Výsledný návrh systémového automatizačního inženýrství (AED) byl uvolněn do veřejné sféry v roce 1965.

1959:General Motors (GM) začal studovat to, co bylo později nazváno počítačově rozšířeným designem (DAC-1), což byl jeden z prvních grafických CAD systémů.Příští rok představili IBM jako partnera.Výkresy lze naskenovat do systému, který je zdigitalizuje a lze je upravovat.Poté může jiný software převést čáry do 3D tvarů a odeslat je do vhodného pro odeslání do frézky.DAC-1 byl uveden do výroby v roce 1963 a veřejnosti debutoval v roce 1964.

nový_img3

1962:byl uveden na trh první komerční grafický CAD systémový elektronický plotr (EDM) vyvinutý společností itek, americkým dodavatelem obrany.Získala ji společnost control data corporation, společnost zabývající se sálovými počítači a superpočítači, a přejmenovala ji na digigraphy.Zpočátku jej používal Lockheed a další společnosti k výrobě výrobních dílů vojenského dopravního letadla C-5 Galaxy, což ukazuje první případ komplexního výrobního systému cad/cnc.

Časopis Time v té době napsal článek o EDM v březnu 1962 a poukázal na to, že návrh operátora vstoupil přes konzoli do levného počítače, který mohl řešit problémy a ukládat odpovědi v digitální podobě a mikrofilmu do své paměťové knihovny.Stačí stisknout tlačítko a nakreslit náčrt světelným perem a inženýr může vstoupit do běžícího dialogu s EDM, během milisekundy vyvolat na obrazovku jakékoli své rané kresby a libovolně měnit jejich linie a křivky.

nový_img5

Ivan Sutherland studuje TX-2

nový_img4

Schematický diagram zvýrazňovače

V té době potřebovali konstruktéři mechanických a elektrotechnických zařízení nástroj, který by urychlil namáhavou a časově náročnou práci, kterou často vykonávali.Pro uspokojení této potřeby vytvořil Ivan E. Sutherland z katedry elektrotechniky na MIT systém, díky kterému se digitální počítače stanou aktivním partnerem pro konstruktéry.

nový_img6

CNC obráběcí stroje získávají trakci a popularitu

V polovině 60. let se s příchodem cenově dostupných malých počítačů změnila pravidla hry v tomto odvětví.Díky nové technologii tranzistoru a jádrové paměti zabírají tyto výkonné stroje mnohem méně místa než doposud používané sálové počítače pokojové velikosti.

Malé počítače, v té době známé také jako počítače střední třídy, mají přirozeně dostupnější cenovky, osvobozují je od omezení předchozích firem či armád a předávají potenciál přesnosti, spolehlivosti a opakovatelnosti malým firmám, podnikům.

Naproti tomu mikropočítače jsou 8bitové jednouživatelské jednoduché stroje s jednoduchými operačními systémy (jako je MS-DOS), zatímco subminiaturní počítače jsou 16bitové nebo 32bitové.Mezi průkopnické společnosti patří Dec, data general a Hewlett Packard (HP) (nyní označuje své bývalé malé počítače, jako je HP3000, jako „servery“).

nový_img7

Na počátku 70. let 20. století pomalý ekonomický růst a rostoucí náklady na zaměstnanost způsobily, že CNC obrábění vypadalo jako dobré a nákladově efektivní řešení a poptávka po levných obráběcích strojích s NC systémem vzrostla.Přestože se američtí výzkumníci zaměřují na špičková průmyslová odvětví, jako je software a letectví, Německo (v 80. letech se k němu připojilo Japonsko) se zaměřuje na levné trhy a v prodeji strojů předčí Spojené státy.V současné době však existuje řada amerických CAD společností a dodavatelů, včetně UGS Corp., computervision, applicon a IBM.

V 80. letech 20. století, s poklesem nákladů na hardware založený na mikroprocesorech a se vznikem lokální sítě (LAN), počítačové sítě propojené s ostatními, se objevila i cena a dostupnost CNC obráběcích strojů.Ve druhé polovině 80. let byly malé počítače a velké počítačové terminály nahrazeny síťovými pracovními stanicemi, souborovými servery a osobními počítači (PCS), čímž se zbavily CNC strojů univerzit a společností, které je tradičně instalovaly (protože jsou jediné drahé počítače, které si mohou dovolit je doprovázet).

V roce 1989 vytvořil Národní institut pro standardy a technologie pod americkým ministerstvem obchodu projekt vylepšeného strojového řadiče (EMC2, později přejmenovaný na linuxcnc), což je open-source softwarový systém gnu/linux, který k řízení CNC používá počítač pro všeobecné použití. stroje.Linuxcnc připravuje cestu pro budoucnost osobních CNC obráběcích strojů, které jsou stále průkopnickými aplikacemi v oblasti výpočetní techniky.


Čas odeslání: 19. července 2022