Pada dasarnya, alat mesin ialah alat untuk mesin untuk membimbing laluan alat - bukan dengan bimbingan langsung, manual, seperti alat manual dan hampir semua alatan manusia, sehingga orang mencipta alat mesin.
Kawalan berangka (NC) merujuk kepada penggunaan logik boleh atur cara (data dalam bentuk huruf, nombor, simbol, perkataan atau gabungan) untuk mengawal alat pemesinan secara automatik.Sebelum ia muncul, alat pemprosesan sentiasa dikawal oleh pengendali manual.
Kawalan berangka komputer (CNC) merujuk kepada menghantar arahan yang dikodkan dengan tepat kepada mikropemproses dalam sistem kawalan alat pemesinan, untuk meningkatkan ketepatan dan ketekalan.CNC yang orang ramai bercakap hari ini hampir semuanya merujuk kepada mesin pengilangan yang disambungkan ke komputer.Dari segi teknikal, ia boleh digunakan untuk menerangkan mana-mana mesin yang dikawal oleh komputer.
Pada abad yang lalu, banyak ciptaan telah meletakkan asas untuk pembangunan alat mesin CNC.Di sini, kita melihat empat elemen asas pembangunan teknologi kawalan berangka: alat mesin awal, kad tebuk, mekanisme servo dan bahasa pengaturcaraan alat pengaturcaraan automatik (APT).
Alat mesin awal
Semasa revolusi perindustrian kedua di Britain, James Watt dipuji kerana mencipta enjin wap yang menggerakkan revolusi perindustrian, tetapi dia menghadapi kesukaran dalam menghasilkan ketepatan silinder enjin stim sehingga 1775, John Johnwilkinson mencipta apa yang dikenali sebagai alat mesin pertama di dunia. untuk membosankan silinder enjin stim dan telah diselesaikan.Mesin bor ini juga direka oleh Wilkinson berdasarkan meriam asalnya;
Kad tebuk
Pada tahun 1725, Basile bouchon, seorang pekerja tekstil Perancis, mencipta kaedah mengawal alat tenun dengan menggunakan data yang dikodkan pada pita kertas melalui satu siri lubang.Walaupun ia pecah tanah, kelemahan kaedah ini juga jelas, iaitu, ia masih memerlukan pengendali.Pada tahun 1805, Joseph Marie jacquard menerima pakai konsep ini, tetapi ia telah diperkukuh dan dipermudahkan dengan menggunakan kad tebuk yang lebih kuat yang disusun mengikut urutan, dengan itu mengautomasikan proses.Kad tebuk ini secara meluas dianggap sebagai asas pengkomputeran moden dan menandakan berakhirnya industri kraftangan rumah dalam tenunan.
Menariknya, alat tenun jacquard ditentang oleh penenun sutera pada masa itu, yang bimbang automasi ini akan menghilangkan pekerjaan dan mata pencarian mereka.Mereka berulang kali membakar alat tenun yang dimasukkan ke dalam pengeluaran;Walau bagaimanapun, rintangan mereka terbukti sia-sia, kerana industri mengiktiraf kelebihan alat tenun automatik.Menjelang 1812, 11000 alat tenun jacquard telah digunakan di Perancis.
Kad tebuk dibangunkan pada akhir 1800-an dan menemui banyak kegunaan, daripada telegraf hingga piano automatik.Walaupun kawalan mekanikal diputuskan oleh kad awal, pencipta Amerika Herman Hollerith mencipta penjadual kad tebuk elektromekanikal, yang mengubah peraturan permainan.Sistemnya telah dipatenkan pada tahun 1889, ketika dia bekerja untuk Biro Banci AS.
Herman Hollerith mengasaskan syarikat penjadual pada tahun 1896 dan bergabung dengan empat syarikat lain untuk menubuhkan IBM pada tahun 1924. Pada separuh kedua abad ke-20, kad tebuk pertama kali digunakan untuk input data dan penyimpanan komputer dan mesin kawalan berangka.Format asal mempunyai lima baris lubang, manakala versi berikutnya mempunyai enam, tujuh, lapan atau lebih baris.
Mekanisme servo
Mekanisme servo ialah peranti automatik, yang menggunakan maklum balas induktif ralat untuk membetulkan prestasi mesin atau mekanisme.Dalam sesetengah kes, servo membenarkan peranti berkuasa tinggi dikawal oleh peranti dengan kuasa yang jauh lebih rendah.Mekanisme servo terdiri daripada peranti terkawal, peranti lain yang memberikan arahan, instrumen pengesan ralat, penguat isyarat ralat dan peranti (motor servo) yang membetulkan ralat.Sistem servo biasanya digunakan untuk mengawal pembolehubah seperti kedudukan dan kelajuan, dan yang paling biasa ialah elektrik, pneumatik atau hidraulik.
Mekanisme servo elektrik pertama diasaskan oleh kalendar H. di Britain pada tahun 1896. Menjelang tahun 1940, MIT mencipta makmal mekanisme servo khas, yang berasal dari perhatian yang semakin meningkat Jabatan kejuruteraan elektrik terhadap topik ini.Dalam pemesinan CNC, sistem servo adalah sangat penting untuk mencapai ketepatan toleransi yang diperlukan oleh proses pemesinan automatik.
Alat pengaturcaraan automatik (APT)
Alat pengaturcaraan automatik (APT) dilahirkan dalam mekanisme servo Makmal Institut teknologi Massachusetts pada tahun 1956. Ia adalah pencapaian kreatif kumpulan aplikasi komputer.Ia adalah bahasa pengaturcaraan peringkat tinggi yang mudah digunakan, yang digunakan khas untuk menjana arahan untuk alatan mesin CNC.Versi asal adalah lebih awal daripada FORTRAN, tetapi versi kemudian telah ditulis semula dengan Fortran.
Apt ialah bahasa yang dicipta untuk berfungsi dengan mesin NC pertama MIT, yang merupakan mesin NC pertama di dunia.Kemudian ia terus menjadi standard pengaturcaraan alat mesin yang dikawal komputer, dan digunakan secara meluas pada tahun 1970-an.Kemudian, pembangunan apt telah ditaja oleh tentera udara dan akhirnya dibuka kepada sektor awam.
Douglas T. Ross, ketua kumpulan aplikasi komputer, dikenali sebagai bapa apt.Beliau kemudiannya mencipta istilah "reka bentuk bantuan komputer" (CAD).
Kelahiran kawalan berangka
Sebelum kemunculan alat mesin CNC, yang pertama ialah pembangunan alat mesin CNC dan alat mesin CNC yang pertama.Walaupun terdapat beberapa perbezaan dalam huraian yang berbeza tentang butiran sejarah, alat mesin CNC yang pertama bukan sahaja merupakan tindak balas kepada cabaran pembuatan khusus yang dihadapi oleh tentera, tetapi juga pembangunan semula jadi sistem kad tebuk.
"Kawalan digital menandakan permulaan revolusi perindustrian kedua dan ketibaan era saintifik di mana kawalan mesin dan proses perindustrian akan berubah daripada draf yang tidak tepat kepada yang tepat."– Persatuan jurutera pembuatan.
Pencipta Amerika John T. Parsons (1913 – 2007) secara meluas dianggap sebagai bapa kawalan berangka.Beliau menyusun dan melaksanakan teknologi kawalan berangka dengan bantuan jurutera pesawat Frank L. stulen.Sebagai anak kepada pengilang di Michigan, Parsons mula bekerja sebagai pemasang di kilang bapanya pada usia 14 tahun. Kemudian, dia memiliki dan mengendalikan beberapa kilang pembuatan di bawah perniagaan keluarga syarikat pembuatan Parsons.
Parsons mempunyai paten NC yang pertama dan telah dipilih ke dalam Dewan Kemasyhuran Pencipta Kebangsaan untuk kerja perintisnya dalam bidang kawalan berangka.Parsons mempunyai sejumlah 15 paten, dan 35 lagi diberikan kepada perusahaannya.Masyarakat jurutera pembuatan menemu bual Parsons pada tahun 2001 untuk memberitahu semua orang mengetahui kisahnya dari perspektifnya.
Jadual NC awal
1942:john T. Parsons telah disubkontrakkan oleh Sikorsky Aircraft untuk mengeluarkan bilah pemutar helikopter.
1944:disebabkan oleh kecacatan reka bentuk rasuk sayap, salah satu daripada 18 bilah pertama yang mereka hasilkan gagal, mengakibatkan kematian juruterbang.Idea Parsons adalah untuk menumbuk bilah pemutar dengan logam untuk menjadikannya lebih kuat dan menggantikan gam dan skru untuk mengikat pemasangan.
1946:orang ramai ingin mencipta alat pembuatan untuk menghasilkan bilah dengan tepat, yang merupakan cabaran besar dan kompleks untuk keadaan pada masa itu.Oleh itu, Parsons mengupah jurutera pesawat Frank stulen dan membentuk pasukan kejuruteraan bersama tiga orang lain.Stulen terfikir untuk menggunakan kad tebuk IBM untuk menentukan tahap tekanan pada bilah, dan mereka menyewa tujuh mesin IBM untuk projek itu.
Pada tahun 1948, matlamat untuk menukar urutan gerakan alat mesin automatik dengan mudah telah dicapai dalam dua cara utama - berbanding dengan hanya menetapkan urutan gerakan tetap - dan sedang dijalankan dalam dua cara utama: kawalan pengesan dan kawalan digital.Seperti yang dapat kita lihat, yang pertama perlu membuat model fizikal objek (atau sekurang-kurangnya lukisan lengkap, seperti telefon kuasa hidro pengesan kabel Cincinnati).Yang kedua bukan untuk melengkapkan imej objek atau bahagian, tetapi hanya untuk mengabstrakkannya: model matematik dan arahan mesin.
1949:tentera udara AS memerlukan bantuan struktur sayap ketepatan ultra.Parsons menjual mesin CNCnya dan memenangi kontrak bernilai $200000 untuk menjadikannya kenyataan.
1949:Parsons dan stulen telah bekerjasama dengan Snyder machine & tool Corp. untuk membangunkan mesin dan menyedari bahawa mereka memerlukan motor servo untuk membuat mesin berfungsi dengan tepat.Parsons mensubkontrakkan sistem servo "mesin pengilangan kad-a-matik" kepada Makmal mekanisme servo Institut teknologi Massachusetts.
1952 (mei): Parsons memohon paten untuk "peranti kawalan motor untuk alat mesin kedudukan".Dia memberikan paten pada tahun 1958.
1952 (Ogos):sebagai tindak balas, MIT memohon paten untuk "sistem servo kawalan berangka".
Selepas Perang Dunia II, Tentera Udara AS menandatangani beberapa kontrak dengan Parsons untuk mengembangkan lagi inovasi pemesinan NC yang dibuat oleh pengasasnya John Parsons.Parsons berminat dengan eksperimen yang dijalankan di Makmal mekanisme servo MIT dan mencadangkan MIT menjadi subkontraktor projek pada tahun 1949 untuk menyediakan kepakaran dalam kawalan automatik.Dalam 10 tahun akan datang, MIT memperoleh kawalan ke atas keseluruhan projek, kerana visi "kawalan laluan berterusan tiga paksi" makmal servo menggantikan konsep asal Parsons "potongan kedudukan pemotongan".Masalah sentiasa membentuk teknologi, tetapi kisah istimewa yang dirakam oleh sejarawan David mulia ini telah menjadi tonggak penting dalam sejarah teknologi.
1952:MIT menunjukkan sistem tali pinggang berlubang 7-rel mereka, yang kompleks dan mahal (250 tiub vakum, 175 geganti, dalam lima kabinet bersaiz peti sejuk).
Mesin pengilangan CNC asal MIT pada tahun 1952 ialah hydro Tel, sebuah syarikat mesin pengilangan Cincinnati 3 paksi yang diubah suai.
Terdapat tujuh artikel mengenai "mesin kawal selia sendiri, yang mewakili revolusi saintifik dan teknologi yang akan membentuk masa depan umat manusia secara berkesan" dalam jurnal "kawalan automatik" Scientific American pada September, 1952.
1955:Kawalan Concord (terdiri daripada ahli pasukan asal MIT) mencipta numerik, yang menggantikan pita berlubang pada mesin MIT NC dengan pembaca pita dibangunkan oleh GE.
Penyimpanan pita
1958:Parsons memperoleh paten AS 2820187 dan menjual lesen eksklusif kepada Bendix.IBM, Fujitsu dan elektrik am semuanya memperoleh sub lesen selepas mereka mula membangunkan mesin mereka sendiri.
1958:MIT menerbitkan laporan mengenai ekonomi NC, yang menyimpulkan bahawa mesin NC semasa tidak benar-benar menjimatkan masa, tetapi memindahkan tenaga buruh dari bengkel kilang kepada orang yang membuat tali pinggang berlubang.
Masa siaran: Jul-19-2022