Në thelb, vegla e makinerisë është një mjet për makinën për të udhëhequr rrugën e veglave - jo me udhëzim të drejtpërdrejtë, manual, siç janë veglat manuale dhe pothuajse të gjitha veglat njerëzore, derisa njerëzit shpikën veglën e makinës.
Kontrolli numerik (NC) i referohet përdorimit të logjikës së programueshme (të dhëna në formën e shkronjave, numrave, simboleve, fjalëve ose kombinimeve) për të kontrolluar automatikisht mjetet e përpunimit.Para se të shfaqej, mjetet e përpunimit kontrolloheshin gjithmonë nga operatorë manualë.
Kontrolli numerik kompjuterik (CNC) i referohet dërgimit të udhëzimeve të koduara saktë te mikroprocesori në sistemin e kontrollit të veglave të përpunimit, në mënyrë që të përmirësohet saktësia dhe qëndrueshmëria.CNC për të cilën njerëzit flasin sot pothuajse të gjitha i referohen makinave bluarëse të lidhura me kompjuterë.Teknikisht, mund të përdoret për të përshkruar çdo makinë të kontrolluar nga një kompjuter.
Në shekullin e kaluar, shumë shpikje kanë hedhur themelet për zhvillimin e veglave të makinerive CNC.Këtu, ne shikojmë katër elementë bazë të zhvillimit të teknologjisë së kontrollit numerik: veglat e hershme të makinerisë, kartat me grusht, mekanizmat servo dhe gjuhën e programimit të mjeteve automatike të programimit (APT).
Veglat e hershme të makinerive
Gjatë revolucionit të dytë industrial në Britani, James Watt u lavdërua për krijimin e motorit me avull që fuqizoi revolucionin industrial, por ai hasi vështirësi në prodhimin e saktësisë së cilindrave të motorëve me avull deri në 1775, John Johnwilkinson krijoi atë që njihet si vegla e parë makinerike në botë. për cilindra të mërzitshëm të motorit me avull dhe u zgjidh.Kjo makinë e mërzitshme është projektuar gjithashtu nga Wilkinson bazuar në topin e tij origjinal;
Kartë me grusht
Në 1725, Basile Bouchon, një punëtor tekstili francez, shpiku një metodë të kontrollit të tezgjahut duke përdorur të dhëna të koduara në shirita letre përmes një serie vrimash.Edhe pse është novator, disavantazhi i kësaj metode është gjithashtu i dukshëm, domethënë ka ende nevojë për operatorë.Në 1805, Joseph Marie jacquard miratoi këtë koncept, por ai u forcua dhe u thjeshtua duke përdorur letra më të forta me grushta të renditura në sekuencë, duke automatizuar kështu procesin.Këto karta me grushta konsiderohen gjerësisht si baza e informatikës moderne dhe shënojnë fundin e industrisë së artizanatit në shtëpi në thurje.
Interesant është fakti se tezgjahut jacquard u rezistuan nga endësit e mëndafshit në atë kohë, të cilët shqetësoheshin se ky automatizim do t'i privonte nga puna dhe mjetet e jetesës.Ata dogjën vazhdimisht tezgjahët e vënë në prodhim;Megjithatë, rezistenca e tyre doli e kotë, sepse industria njohu avantazhet e tezgjahut të automatizuar.Deri në vitin 1812, 11000 tezgjah jacquard ishin në përdorim në Francë.
Kartat me grushta u zhvilluan në fund të viteve 1800 dhe gjetën shumë përdorime, nga telegrafi te pianoja automatike.Edhe pse kontrolli mekanik u vendos nga letrat e hershme, shpikësi amerikan Herman Hollerith krijoi një tabulator elektromekanik të kartave me grusht, i cili ndryshoi rregullat e lojës.Sistemi i tij u patentua në 1889, kur ai punonte për Byronë e Regjistrimit në SHBA.
Herman Hollerith themeloi kompaninë e tabulatorëve në 1896 dhe u bashkua me katër kompani të tjera për të themeluar IBM në 1924. Në gjysmën e dytë të shekullit të 20-të, kartat me grushta u përdorën për herë të parë për futjen dhe ruajtjen e të dhënave të kompjuterëve dhe makinerive të kontrollit numerik.Formati origjinal ka pesë rreshta vrimash, ndërsa versionet e mëvonshme kanë gjashtë, shtatë, tetë ose më shumë rreshta.
Servo mekanizmi
Servo mekanizmi është një pajisje automatike, e cila përdor reagimin induktiv të gabimit për të korrigjuar performancën e makinës ose mekanizmit.Në disa raste, servo lejon që pajisjet me fuqi të lartë të kontrollohen nga pajisje me fuqi shumë më të ulët.Servo mekanizmi përbëhet nga një pajisje e kontrolluar, një pajisje tjetër që jep komanda, një instrument për zbulimin e gabimeve, një përforcues sinjali i gabimit dhe një pajisje (motor servo) që korrigjon gabimet.Sistemet servo zakonisht përdoren për të kontrolluar variablat si pozicioni dhe shpejtësia, dhe më të zakonshmet janë elektrike, pneumatike ose hidraulike.
Servo mekanizmi i parë elektrik u themelua nga H. calendar në Britani në vitin 1896. Në vitin 1940, MIT krijoi një laborator të posaçëm të servo mekanizmave, i cili filloi nga vëmendja në rritje e Departamentit të Inxhinierisë Elektrike ndaj kësaj teme.Në përpunimin CNC, sistemi servo është shumë i rëndësishëm për të arritur saktësinë e tolerancës që kërkohet nga procesi i përpunimit automatik.
Mjet programimi automatik (APT)
Mjeti i programimit automatik (APT) lindi në Laboratorin e Mekanizmit Servo të Institutit të Teknologjisë të Massachusetts në vitin 1956. Është një arritje krijuese e grupit të aplikacioneve kompjuterike.Është një gjuhë programimi e nivelit të lartë e lehtë për t'u përdorur, e cila përdoret posaçërisht për të gjeneruar udhëzime për veglat e makinerive CNC.Versioni origjinal ishte më i hershëm se FORTRAN, por versionet e mëvonshme u rishkruan me Fortran.
Apt është një gjuhë e krijuar për të punuar me makinën e parë NC të MIT, e cila është makina e parë NC në botë.Më pas ai vazhdoi të bëhej standardi i programimit të mjeteve të makinerive të kontrolluara nga kompjuteri dhe u përdor gjerësisht në vitet 1970.Më vonë, zhvillimi i apt u sponsorizua nga forcat ajrore dhe u hap përfundimisht për sektorin civil.
Douglas T. Ross, kreu i grupit të aplikacioneve kompjuterike, njihet si babai i apt.Më vonë ai shpiku termin "dizajn me ndihmën e kompjuterit" (CAD).
Lindja e kontrollit numerik
Para shfaqjes së veglave të makinerive CNC, e para është zhvillimi i veglave të makinerive CNC dhe veglave të para të makinerive CNC.Megjithëse ka disa dallime në përshkrimet e ndryshme të detajeve historike, mjeti i parë i makinës CNC nuk është vetëm një përgjigje ndaj sfidave specifike të prodhimit me të cilat përballet ushtria, por edhe një zhvillim i natyrshëm i sistemit të kartave me grusht.
"Kontrolli dixhital shënon fillimin e revolucionit të dytë industrial dhe ardhjen e epokës shkencore në të cilën kontrolli i makinerive dhe proceseve industriale do të ndryshojë nga drafte të pasakta në ato të sakta."– Shoqata e inxhinierëve të prodhimit.
Shpikësi amerikan John T. Parsons (1913 – 2007) konsiderohet gjerësisht si babai i kontrollit numerik.Ai konceptoi dhe zbatoi teknologjinë e kontrollit numerik me ndihmën e inxhinierit të avionëve Frank L. stulen.Si djali i një prodhuesi në Michigan, Parsons filloi të punonte si montues në fabrikën e babait të tij në moshën 14-vjeçare. Më vonë, ai zotëroi dhe drejtoi një numër fabrikash prodhuese nën kompaninë e prodhimit të biznesit familjar Parsons.
Parsons ka patentën e parë NC dhe u zgjodh në Sallën e Famës Kombëtare të Shpikësve për punën e saj pioniere në fushën e kontrollit numerik.Parsons ka gjithsej 15 patenta dhe 35 të tjera i janë dhënë ndërmarrjes së tij.Shoqëria e inxhinierëve të prodhimit intervistoi Parsons në 2001 për t'i bërë të ditur të gjithëve historinë e tij nga këndvështrimi i tij.
Orari i hershëm i NC
1942:John T. Parsons u nënkontraktua nga Sikorsky Aircraft për të prodhuar tehe të rotorit të helikopterit.
1944:për shkak të defektit të projektimit të traut të krahut, një nga 18 tehet e para që ata prodhuan dështoi, duke rezultuar në vdekjen e pilotit.Ideja e Parsons është të shpohet tehu i rotorit me metal për ta bërë atë më të fortë dhe të zëvendësojë ngjitësin dhe vidhat për të fiksuar montimin.
1946:njerëzit donin të krijonin një mjet prodhimi për të prodhuar me saktësi tehe, gjë që ishte një sfidë e madhe dhe komplekse për kushtet e asaj kohe.Prandaj, Parsons punësoi inxhinierin e avionëve Frank Stulen dhe formoi një ekip inxhinierik me tre persona të tjerë.Stulen mendoi të përdorte kartat e goditjes IBM për të përcaktuar nivelin e stresit në teh dhe ata morën me qira shtatë makina IBM për projektin.
Në vitin 1948, qëllimi për të ndryshuar lehtësisht sekuencën e lëvizjes së veglave automatike të makinerive u arrit në dy mënyra kryesore - krahasuar me vendosjen e një sekuence fikse lëvizjeje - dhe po kryhet në dy mënyra kryesore: kontrolli gjurmues dhe kontrolli dixhital.Siç mund ta shohim, i pari duhet të bëjë një model fizik të objektit (ose të paktën një vizatim të plotë, si p.sh. Cincinnati cable tracer hydropower phone).E dyta nuk është të plotësoni imazhin e objektit ose pjesës, por vetëm ta abstraktoni atë: modele matematikore dhe udhëzime makinerie.
1949:Forca Ajrore e SHBA-së ka nevojë për ndihmën e strukturës së krahut ultra preciz.Parsons shiti makinën e tij CNC dhe fitoi një kontratë me vlerë 200000 dollarë për ta bërë atë realitet.
1949:Parsons dhe stulen kanë punuar me Snyder machine & tool Corp. për të zhvilluar makina dhe kuptuan se atyre u duheshin servo motorë për t'i bërë makinat të funksionojnë me saktësi.Parsons nënkontraktoi sistemin servo të "makinerisë së bluarjes me kartë-a-matic" në Laboratorin e mekanizmit të servo të Institutit të Teknologjisë të Massachusetts.
1952 (maj): Parsons aplikoi për një patentë për "pajisjen e kontrollit motorik për pozicionimin e veglave të makinës".Ai e dha patentën në vitin 1958.
1952 (gusht):si përgjigje, MIT aplikoi për një patentë për "sistemin servo të kontrollit numerik".
Pas Luftës së Dytë Botërore, Forcat Ajrore të SHBA nënshkroi disa kontrata me Parsons për të zhvilluar më tej inovacionin e përpunimit NC të bërë nga themeluesi i saj John Parsons.Parsons ishte i interesuar për eksperimentet që po kryheshin në Laboratorin e Mekanizmit Servo të MIT dhe propozoi që MIT të bëhej një nënkontraktor projekti në 1949 për të ofruar ekspertizë në kontrollin automatik.Në 10 vitet e ardhshme, MIT fitoi kontrollin e të gjithë projektit, sepse vizioni i "kontrollit të rrugëve të vazhdueshme me tre boshte" i laboratorit të servo zëvendësoi konceptin origjinal të Parsons për "prerje në pozicionimin e prerjes".Problemet gjithmonë i japin formë teknologjisë, por kjo histori e veçantë e regjistruar nga historiani David Noble është bërë një moment historik i rëndësishëm në historinë e teknologjisë.
1952:MIT demonstroi sistemin e tyre të brezit të shpuar me 7 hekurudha, i cili është kompleks dhe i shtrenjtë (250 tuba vakumi, 175 reletë, në pesë kabinete të madhësisë së frigoriferit).
Makina origjinale e bluarjes CNC e MIT në 1952 ishte hydro Tel, një kompani e modifikuar e makinave bluarëse Cincinnati me 3 boshte.
Ka shtatë artikuj rreth "makinerisë vetërregulluese, e cila përfaqëson një revolucion shkencor dhe teknologjik që do të formësojë efektivisht të ardhmen e njerëzimit" në revistën "Kontrolli automatik" i Scientific American në shtator 1952.
1955:Kontrollet e Concord (të përbërë nga anëtarë të ekipit origjinal të MIT) krijuan një kartë numerike, e cila zëvendësoi shiritin e shpuar në makinat MIT NC me lexuesin e shiritit që po zhvillohej nga GE.
Ruajtja e shiritit
1958:Parsons mori patentën amerikane 2820187 dhe ia shiti licencën ekskluzive Bendix-it.IBM, Fujitsu dhe General electric morën të gjitha nënlicenca pasi filluan të zhvillonin makinat e tyre.
1958:MIT publikoi një raport mbi ekonominë NC, i cili doli në përfundimin se makina aktuale NC nuk kurseu vërtet kohë, por transferoi fuqinë punëtore nga punishtja e fabrikës te njerëzit që bënin rripa me vrima.
Koha e postimit: 19-07-2022