Numerični nadzor (NC) se nanaša na uporabo programirljive logike (podatki v obliki črk, številk, simbolov, besed ali kombinacij) za samodejno nadzor orodij za obdelavo. Preden se je pojavilo, so orodja za obdelavo vedno nadzorovali ročni operaterji.
Computer numerical control (CNC) refers to sending accurately encoded instructions to the microprocessor in the machining tool control system, so as to improve the accuracy and consistency. CNC, o katerem ljudje danes govorijo, se skoraj v celoti nanaša na rezkalne stroje, povezane z računalniki. Tehnično gledano se lahko uporablja za opis katerega koli stroja, ki ga krmili računalnik.
V preteklem stoletju so številni izumi postavili temelje za razvoj obdelovalnih strojev CNC. Tukaj si ogledamo štiri osnovne elemente razvoja številčne tehnologije za nadzor: zgodnje obdelovalne stroje, udarne kartice, servo mehanizme in programski program samodejnega programiranja (APT).
Med drugo industrijsko revolucijo v Veliki Britaniji je bil James Watt pohvaljen za ustvarjanje parnega motorja, ki je napajal industrijsko revolucijo, vendar je naletel na težave pri izdelavi natančnosti jeklenk s parnimi motorji do leta 1775, John Johnwilkinson je ustvaril tisto, kar je znano kot prva svetovna obdelovalna orodja Za dolgočasne pare jeklenke in so bili rešeni. Ta dolgočasni stroj je zasnoval tudi Wilkinson, ki temelji na svojem prvotnem topu;
Punch kartica
Leta 1725 je Basile Bouchon, francoski tekstilni delavec, izumil način nadzorovanja statve z uporabo kodiranih podatkov na papirnih trakovih skozi vrsto lukenj. Čeprav je prelomna, je očitna tudi pomanjkljivost te metode, torej še vedno potrebuje operaterje. Leta 1805 je Joseph Marie Jacquard sprejel ta koncept, vendar je bil okrepljen in poenostavljen z uporabo močnejših razbitih kartic, razporejenih v zaporedju in s tem avtomatizirala postopek. Te luknjane kartice na splošno veljajo za osnovo sodobnega računalništva in označujejo konec industrije domače obrti v tkalstvu.
Zanimivo je, da so se žakarskim statvam v tistem času upirali tkalci svile, saj jih je skrbelo, da jih bo ta avtomatizacija prikrajšala za službe in sredstva za preživetje. Večkrat so zažgali statve v proizvodnjo; Vendar pa se je njihov odpor izkazal za jalovo, saj je industrija prepoznala prednosti avtomatiziranih statve. Do leta 1812 je bilo v Franciji v uporabi 11000 Jacquard statve.
Udarjene karte so se razvile v poznih 1800 -ih in našli veliko uporabe, od telegrafa do avtomatskega klavirja. Čeprav so se zgodnje kartice odločale o mehanskem nadzoru, je ameriški izumitelj Herman Hollerith ustvaril elektromehanski tabulator za punch, ki je spremenil pravila igre. Njegov sistem je bil patentiran leta 1889, ko je delal za ameriški urad za popis.
Servo mehanizem je samodejna naprava, ki uporablja napako induktivne povratne informacije za odpravo zmogljivosti stroja ali mehanizma. V nekaterih primerih servo omogoča, da naprave z visoko močjo nadzirajo naprave z veliko manjšo močjo. Servo mehanizem je sestavljen iz nadzorovane naprave, druge naprave, ki daje ukaze, instrument za zaznavanje napak, ojačevalnik signala napak in napravo (servo motor), ki popravlja napake. Servo sistemi se običajno uporabljajo za nadzor spremenljivk, kot sta položaj in hitrost, najpogostejši pa so električni, pnevmatski ali hidravlični.
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. Pri CNC obdelavi je servo sistem zelo pomemben za doseganje tolerančne natančnosti, ki jo zahteva avtomatski obdelovalni proces.
Orodje za samodejno programiranje (APT)
Automatic programming tool (APT) was born in the servo mechanism Laboratory of Massachusetts Institute of technology in 1956. It is a creative achievement of the computer application group. Je programski jezik na visoki ravni, enostaven za uporabo, ki se posebej uporablja za generiranje navodil za strojna orodja CNC. Prvotna različica je bila starejša od FORTRAN-a, vendar so bile kasnejše različice prepisane s Fortranom.
Douglas T. Ross, vodja skupine računalniških aplikacij, je znan kot oče Apt. Kasneje je skoval izraz "računalniško podprto načrtovanje" (CAD).
Rojstvo numeričnega nadzora
Pred pojavom CNC obdelovalnih strojev je prvi razvoj CNC obdelovalnih strojev in prvih CNC obdelovalnih strojev. Čeprav obstajajo nekatere razlike v različnih opisih zgodovinskih podrobnosti, prvi CNC obdelovalni stroj ni le odgovor na specifične proizvodne izzive, s katerimi se sooča vojska, ampak tudi naraven razvoj sistema luknjanih kartic.
"Digitalni nadzor označuje začetek druge industrijske revolucije in prihod znanstvene dobe, v kateri se bo nadzor strojev in industrijskih procesov spremenil iz nenatančnih osnutkov v natančne." - Združenje inženirjev za proizvodnjo.
Ameriški izumitelj John T. Parsons (1913 - 2007) velja za očeta numeričnega nadzora. S pomočjo letalskih inženirjev Frank L. Stulen je zasnoval in uvedel numerično kontrolno tehnologijo. Kot sin proizvajalca v Michiganu je Parsons začel delati kot sestavljalec v očetovi tovarni pri 14 letih. Kasneje je imel v lasti in upravljal številne proizvodne obrate v okviru družinskega podjetja Parsons manufacturing company.
Parsons ima prvi NC patent in je bil izbran v National Inventors Hall of Fame zaradi svojega pionirskega dela na področju numeričnega krmiljenja. Parsons ima skupno 15 patentov, še 35 pa je podeljenih njegovem podjetju. Društvo inženirjev za proizvodnjo je leta 2001 intervjuvalo Parsonsa, da bi vse svoje zgodbe seznanile z njegove perspektive.
Zgodnji urnik NC
John T. Parsons je bil s podizvajalcem Sikorsky Aircraft za izdelavo lopatic rotorja helikopterja.
1946:
Leta 1948 je bil cilj enostavnega spreminjanja zaporedja gibanja avtomatskih strojnih orodij dosežen na dva glavna načina – v primerjavi s samo nastavitvijo fiksnega zaporedja gibanja – in se izvaja na dva glavna načina: krmiljenje s sledilnikom in digitalno krmiljenje. Kot lahko vidimo, mora prvi narediti fizični model predmeta (ali vsaj celotno risbo, kot je Cincinnati cable tracer hydropower phone). The second is not to complete the image of the object or part, but only to abstract it: mathematical models and machine instructions.
Parsons in Stulen sodelujeta s Snyder Machine & Tool Corp., da bi razvila stroje in ugotovila, da potrebujejo servo motorje, da bodo stroji natančno delovali. Parsons je podizvajal servo sistem "card-a-matic milling machine" Laboratoriju za servo mehanizem Massachusetts Institute of Technology.
Po drugi svetovni vojni so ameriške letalske sile podpisale več pogodb s Parsons, da bi še naprej razvile inovacije NC obdelave, ki jo je ustvaril njegov ustanovitelj John Parsons. Parsons je bil zainteresiran za poskuse, ki so bili izvedeni v laboratoriju za servo mehanizem MIT, in predlagal, da bi MIT leta 1949 postal podizvajalec projekta, da bi zagotovil strokovno znanje na področju samodejnega nadzora. V naslednjih 10 letih je MIT pridobil nadzor nad celotnim projektom, ker je vizija "tri-okega neprekinjenega nadzora poti" servo laboratorija nadomestila Parsonov prvotni koncept "rezanja v pozicioniranju". Težave vedno oblikujejo tehnologijo, toda ta posebna zgodba, ki jo je posnel zgodovinar David Noble, je postala pomemben mejnik v zgodovini tehnologije.
1952:MIT je v petih omaricah velikosti hladilnika pokazal svoj 7-tirni perforirani sistem jermena, ki je zapleten in drag (250 vakuumskih cevi, 175 relejev).
Concord Controls (sestavljen iz članov originalne ekipe MIT) je ustvaril Numericard, ki je nadomestil perforirani trak na strojih MIT NC z bralnikom trakov, ki jih je razvil GE.
Shranjevanje trakov
1958:
1958:MIT je objavil poročilo o NC Economics, ki je ugotovil, da trenutni NC stroj res ni prihranil časa, ampak je delovno silo prenesel iz tovarniške delavnice na ljudi, ki so izdelali perforirane pasove.
Čas objave: 19. julij 2022