In essenza, l'utensili di a macchina hè un strumentu per a macchina per guidà u percorsu di l'uttellu - micca da una guida diretta, manuale, cum'è l'arnesi manuale è quasi tutti l'arnesi umani, finu à chì a ghjente hà inventatu a macchina.
U cuntrollu numericu (NC) si riferisce à l'usu di logica programmable (dati in forma di lettere, numeri, simboli, parolle o cumminazzioni) per cuntrullà automaticamente l'utensili di machining.Prima ch'ella sia apparsu, i strumenti di trasfurmazioni eranu sempre cuntrullati da l'operatori manuali.
U cuntrollu numericu di l'urdinatore (CNC) si riferisce à l'inviu di struzzioni codificate accuratamente à u microprocessore in u sistema di cuntrollu di l'utensili di machining, in modu di migliurà a precisione è a coerenza.CNC chì a ghjente parla oghje quasi tutti si riferisce à fresatrici cunnessi à l'urdinatori.Tecnicamente parlante, pò esse usatu per discrìviri ogni macchina cuntrullata da un urdinatore.
In u seculu passatu, assai invenzioni anu stabilitu a basa per u sviluppu di e macchine utensili CNC.Quì, fighjulemu quattru elementi basi di u sviluppu di a tecnulugia di cuntrollu numericu: i primi strumenti di machina, carte punch, servomeccanismi è lingua di prugrammazione automatica (APT).
I primi strumenti di machina
Duranti a seconda rivuluzione industriale in Gran Bretagna, James Watt hè statu elogiatu per a creazione di u mutore di vapore chì hà alimentatu a rivoluzione industriale, ma hà scontru difficultà in a fabricazione di l'accuratezza di cilindri di u mutore di vapore finu à u 1775, John Johnwilkinson hà criatu ciò chì hè cunnisciutu com'è a prima macchina arnesi di u mondu. per cilindri di mutore a vapore noioso è hè stata risolta.Questa machina boring hè ancu cuncepitu da Wilkinson basatu annantu à u so cannone originale;
Carta perforata
In u 1725, Basile bouchon, un travagliadore tessili francese, hà inventatu un metudu di cuntrullà i telai utilizendu dati codificati nantu à nastri di carta attraversu una seria di buchi.Ancu s'ellu hè rivoluzionariu, u svantaghju di stu metudu hè ancu evidenti, vale à dì, hè sempre bisognu di l'operatori.In u 1805, Joseph Marie jacquard hà aduttatu stu cuncettu, ma hè statu rinfurzatu è simplificatu cù l'usu di carte perforate più forti disposte in sequenza, automatizzandu cusì u prucessu.Queste carte perforate sò largamente cunsiderate cum'è a basa di l'informatica muderna è marcanu a fine di l'industria di l'artigianatu in casa in u tissutu.
Curiosamente, i telai jacquard eranu resistuti da i tessitori di sita in quellu tempu, chì anu preoccupatu chì questa automatizazione li privassi di u so travagliu è di a vita.Anu brusgiatu ripetutamente i telai messi in pruduzzione;In ogni casu, a so resistenza hè stata inutile, perchè l'industria hà ricunnisciutu i vantaghji di i telai automatizati.In u 1812, 11000 telai jacquard eranu in usu in Francia.
E carte perforate sò sviluppate à a fine di u 1800 è truvaru assai usi, da u telegrafu à u pianoforte automaticu.Ancu se u cuntrollu meccanicu hè statu decisu da i primi carte, l'inventore americanu Herman Hollerith hà criatu un tabulatore elettromeccanicu di carte punch, chì hà cambiatu e regule di u ghjocu.U so sistema hè statu patentatu in u 1889, quandu travagliava per u Census Bureau di i Stati Uniti.
Herman Hollerith hà fundatu a cumpagnia di tabulatori in u 1896 è si fusiona cù quattru altre cumpagnie per stabilisce IBM in u 1924. In a seconda mità di u XXu seculu, i carte perforate sò stati prima utilizati per l'input di dati è l'almacenamiento di l'urdinatori è di e macchine di cuntrollu numericu.U furmatu uriginale hà cinque fila di buchi, mentre chì e versioni successive sò sei, sette, ottu o più fila.
Meccanisimu servo
U mecanismu servo hè un dispositivu automaticu, chì usa feedback induttivi d'errore per correggerà u funziunamentu di a macchina o di u mecanismu.In certi casi, servo permette i dispusitivi high-putere à esse cuntrullati da i dispusitivi cù putenza assai più bassu.U mekanismu servo hè cumpostu di un dispusitivu cuntrullatu, un altru dispusitivu chì dà cumandamenti, un strumentu di deteczione di errore, un amplificatore di signali d'errore è un dispositivu (servomotor) chì corregge l'errore.I sistemi servo sò generalmente usati per cuntrullà variabili cum'è a pusizione è a velocità, è i più cumuni sò elettrici, pneumatici o idraulichi.
U primu mekanismu servo ilettricu fù fundata da H. calendariu in Gran Bretagna in 1896. By 1940, MIT criatu un laboratoriu servo spiciali, chì urigginariu da u crescente attinzioni di u Dipartimentu di ingegneria ilettricu à stu tema.In a machining CNC, u sistema servo hè assai impurtante per ottene a precisione di tolleranza necessaria da u prucessu di machining automaticu.
Strumentu di prugrammazione automatica (APT)
Strumenta di prugrammazione autumàticu (APT) hè natu in u servo meccanicu Laboratoriu di l'Istitutu di tecnulugia di Massachusetts in 1956. Hè un successu criativu di u gruppu di l'applicazioni di l'informatica.Hè un linguaghju di prugrammazione d'altu livellu faciule d'utilizà, chì hè specialmente utilizatu per generà struzzioni per e macchine utensili CNC.A versione originale era prima di FORTRAN, ma e versioni più tardi sò stati riscritti cù Fortran.
Apt hè una lingua creata per travaglià cù a prima macchina NC di MIT, chì hè a prima macchina NC in u mondu.Allora cuntinuò à diventà u standard di prugrammazione di l'utillita cuntrullata da l'urdinatore, è hè stata largamente utilizata in l'anni 1970.In seguitu, u sviluppu di l'apt hè statu patrocinatu da a forza aerea è hè statu eventualmente apertu à u settore civile.
Douglas T. Ross, u capu di u gruppu di l'applicazioni di l'informatica, hè cunnisciutu com'è u babbu di l'apt.In seguitu hà inventatu u terminu "disegnu assistitu da computer" (CAD).
A nascita di cuntrollu numericu
Prima di l'apparizione di e macchine utensili CNC, u primu hè u sviluppu di e macchine utensili CNC è i primi utensili CNC.Ancu s'ellu ci sò parechje diffirenzii in e diverse descrizzioni di i ditagli storichi, u primu strumentu di macchina CNC ùn hè micca solu una risposta à e sfide di fabricazione specifiche affrontate da l'armata, ma ancu un sviluppu naturali di u sistema di carte punch.
"U cuntrollu digitale marca l'iniziu di a seconda rivoluzione industriale è l'arrivu di l'era scientifica in quale u cuntrollu di e machini è i prucessi industriali cambierà da bozze imprecise à precise".- Associu di ingegneri di fabricazione.
L'inventore americanu John T. Parsons (1913 - 2007) hè cunsideratu cum'è u babbu di u cuntrollu numericu.Hà cuncipitu è implementatu a tecnulugia di cuntrollu numericu cù l'aiutu di l'ingenieru di l'aeronautica Frank L. stulen.Cum'è u figliolu di un fabricatore in Michigan, Parsons hà cuminciatu à travaglià cum'è assembler in a fabbrica di u so babbu à l'età di 14. In seguitu, pussede è hà operatu una quantità di piante di fabricazione sottu a cumpagnia di a famiglia Parsons Manufacturing Company.
Parsons hà a prima patente NC è hè stata scelta in u National Inventors Hall of fame per u so travagliu pioniere in u campu di u cuntrollu numericu.Parsons hà un totale di 15 patenti, è altri 35 sò cuncessi à a so impresa.A sucetà di l'ingegneri di fabricazione hà intervistatu Parsons in u 2001 per chì tutti cunnoscenu a so storia da a so perspettiva.
L'agenda iniziale di NC
1942:John T. Parsons hè stata subcontrata da Sikorsky Aircraft per a fabricazione di pale di rotore di l'helicopteru.
1944:a causa di u difettu di disignu di u fasciu di l'ala, una di e prime 18 lame chì anu fabricatu hà fiascatu, risultatu in a morte di u pilotu.L'idea di Parsons hè di punch the rotor blade with metal per rende più forte è rimpiazzà a cola è i viti per attache l'assemblea.
1946:a ghjente vulia creà un strumentu di fabricazione per pruduce lame cù precisione, chì era una sfida enormosa è cumplessa per e cundizioni in quellu tempu.Per quessa, Parsons hà assuciatu à l'ingegneru di l'aeronautica Frank Stulen è hà furmatu una squadra di ingegneria cù trè altre persone.Stulen hà pensatu à utilizà carte perforate IBM per determinà u livellu di stress nantu à a lama, è anu allughjatu sette macchine IBM per u prugettu.
In u 1948, l'obiettivu di cambià facilmente a sequenza di u muvimentu di l'utensili autumàticu hè stata ottenuta in dui maneri principali - paragunatu cù solu stabilisce una sequenza di muvimentu fissu - è hè realizatu in dui modi principali: cuntrollu di traccia è cuntrollu digitale.Comu si pò vede, u primu ci vole à fà un mudellu fisicu di l 'uggettu (o almenu un drawing cumpleta, cume Cincinnati cable tracer telefonu hydropower).U sicondu ùn hè micca di cumplettà l'imaghjini di l'ughjettu o parte, ma solu per astrattu: mudelli matematichi è struzzioni di macchina.
1949 :a forza aerea di i Stati Uniti hà bisognu di l'aiutu di a struttura d'ala ultra precisa.Parsons hà vindutu a so macchina CNC è hà guadagnatu un cuntrattu di $ 200000 per fà una realità.
1949 :Parsons è stulen sò stati travagliendu cù Snyder machine & tool Corp. à sviluppà machini è s'avvede ch'elli avianu bisognu di servo motors à fà machini u travagliu accurately.Parsons subcontrated u servo system di "card-a-matic fresatrice" à u servo meccanicu Laboratory di Massachusetts Institute of Technology.
1952 (maghju): Parsons hà dumandatu un brevettu per "dispositiu di cuntrollu di u mutore per u posizionamentu di e macchine utensili".Hà cuncessu u brevettu in u 1958.
1952 (aostu):in risposta, u MIT hà dumandatu una patente per "sistema servo di cuntrollu numericu".
Dopu a Siconda Guerra Munniali, l'Air Force di i Stati Uniti hà firmatu parechji cuntratti cù Parsons per sviluppà più l'innuvazione di machining NC fatta da u so fundatore John Parsons.Parsons era interessatu à l'esperimenti chì sò realizati in u Laboratoriu di u servore di u MIT è prupostu chì u MIT diventenu un subcontractor di prughjettu in u 1949 per furnisce un sapè fà in u cuntrollu automaticu.In i prossimi 10 anni, u MIT hà guadagnatu u cuntrollu di tuttu u prugettu, perchè a visione di u "controlu di strada cuntinuu à trè assi" di u laboratoriu servo rimpiazzatu u cuncettu originale di Parsons di "cut in cutting positioning".I prublemi sempre formanu a tecnulugia, ma sta storia speciale arregistrata da u storicu David noble hè diventata una tappa impurtante in a storia di a tecnulugia.
1952:MIT hà dimustratu u so sistema di cinturione perforatu 7-rail, chì hè cumplessu è caru (250 tubi di vacuum, 175 relè, in cinque armari di dimensioni frigorifere).
La fresatrice CNC originale del MIT nel 1952 era l'idro Tel, una società di fresatura a 3 assi di Cincinnati modificata.
Ci sò sette articuli nantu à a "macchina autoregulante, chì rapprisenta una rivoluzione scientifica è tecnulugica chì hà da effittivamenti furmà l'avvene di l'umanità" in a rivista "control automaticu" di Scientific American in settembre di u 1952.
1955:I cuntrolli di Concord (cumposti da i membri di a squadra originale di u MIT) anu creatu numericard, chì rimpiazzà a cinta perforata nantu à i machini MIT NC cù u lettore di cinta sviluppatu da GE.
Conservazione di cinta
1958:Parsons hà ottenutu u brevettu US 2820187 è hà vendutu a licenza esclusiva à Bendix.IBM, Fujitsu è General Electric sò tutti ottenuti sub-licenzii dopu avè cuminciatu à sviluppà e so macchine.
1958:MIT hà publicatu un rapportu nantu à l'ecunumia NC, chì hà cunclusu chì a machina NC attuale ùn hà micca veramente risparmià u tempu, ma trasfirìu a forza di travagliu da l'attellu di a fabbrica à e persone chì facianu cinture perforate.
Tempu di post: Jul-19-2022