Do lat pięćdziesiątych dane dotyczące pracy maszyn CNC pochodziły głównie z kart dziurkowanych, które wytwarzano głównie w żmudnych, ręcznych procesach. Punktem zwrotnym w rozwoju CNC jest to, że zastąpienie karty przez sterowanie komputerowe bezpośrednio odzwierciedla rozwój technologii komputerowej, a także programów do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD) i produkcji wspomaganej komputerowo (CAM). Przetwarzanie stało się jednym z pierwszych zastosowań nowoczesnej technologii komputerowej.
Chociaż silnik analityczny opracowany przez Charlesa Babbage'a w połowie XIX wieku jest uważany za pierwszy komputer we współczesnym znaczeniu, wir komputerowy czasu rzeczywistego I Massachusetts Institute of Technology (MIT) (również narodzony w laboratorium serwonapędów) jest pierwszy na świecie komputer z obliczeniami równoległymi i pamięcią z rdzeniem magnetycznym (jak pokazano na rysunku poniżej). Zespołowi udało się wykorzystać maszynę do kodowania sterowanej komputerowo produkcji taśmy perforowanej. Pierwotny gospodarz używał około 5000 lamp próżniowych i ważył około 20000 funtów.
Częścią ówczesnego problemu był powolny postęp w rozwoju komputerów w tym okresie. Poza tym ludzie, którzy próbują sprzedać ten pomysł, tak naprawdę nie mają pojęcia o produkcji – są po prostu ekspertami w dziedzinie komputerów. W tamtym czasie koncepcja NC była na tyle obca producentom, że rozwój tej technologii był wówczas bardzo powolny, przez co armia amerykańska musiała w końcu wyprodukować 120 maszyn NC i wynajmować je różnym producentom, aby zacząć popularyzować ich zastosowanie .
Harmonogram ewolucji od NC do CNC
Połowa lat pięćdziesiątych:Kod G, najpopularniejszy język programowania NC, narodził się w laboratorium serwomechanizmów Instytutu Technologii Massachusetts. Kod G służy do informowania skomputeryzowanych obrabiarek, jak coś wykonać. Polecenie jest wysyłane do sterownika maszyny, który następnie podaje silnikowi prędkość ruchu i ścieżkę, którą ma podążać.
1956:siły powietrzne zaproponowały stworzenie ogólnego języka programowania do sterowania numerycznego. Nowy dział badawczy MIT, kierowany przez Douga Rossa i nazwany Computer Applications Group, zaczął studiować tę propozycję i opracować coś, co później nazwano narzędziem automatycznie programowanym w języku programowania (APT).
1957:stowarzyszenie przemysłu lotniczego i wydział sił powietrznych współpracowały z MIT w celu ujednolicenia pracy apt i stworzyły pierwszą oficjalną maszynę CNC. Apt, stworzony przed wynalezieniem interfejsu graficznego i FORTRAN, wykorzystuje wyłącznie tekst do przenoszenia geometrii i ścieżek narzędzi do maszyn sterowanych numerycznie (NC). (późniejsza wersja została napisana w FORTRANIE i ostatecznie została wydana w języku cywilnym.
1957:pracując w General Electric, amerykański informatyk Patrick J. Hanratty opracował i wypuścił wczesny komercyjny język programowania NC o nazwie Pronto, który położył podwaliny pod przyszłe programy CAD i zapewnił mu nieformalny tytuł „ojca CAD/CAM”.
„11 marca 1958 roku narodziła się nowa era produkcji przemysłowej. Po raz pierwszy w historii przemysłu wiele sterowanych elektronicznie maszyn produkcyjnych na dużą skalę pracowało jednocześnie jako zintegrowana linia produkcyjna. Maszyny te były prawie bezobsługowe i mógłby wiercić, wiercić, frezować i przekazywać nieistotne części między maszynami.
1959:Zespół MIT zorganizował konferencję prasową, aby zaprezentować nowo opracowane obrabiarki CNC.
1959:siły powietrzne podpisały roczny kontrakt z laboratorium systemów elektronicznych MIT na opracowanie „projektu projektowania wspomaganego komputerowo”. Powstały projekt inżynierii automatyzacji systemu (AED) został udostępniony publicznie w 1965 roku.
1959:General Motors (GM) rozpoczął badania nad czymś, co później nazwano projektowaniem wspomaganym komputerowo (DAC-1), który był jednym z najwcześniejszych graficznych systemów CAD. W następnym roku przedstawili IBM jako partnera. Rysunki można zeskanować do systemu, który je digitalizuje i modyfikuje. Następnie inne oprogramowanie może przekształcić linie w kształty 3D i wyprowadzić je w celu wysłania do frezarki. DAC-1 wszedł do produkcji w 1963 roku, a publiczny debiut miał miejsce w 1964 roku.
1962:na rynek trafił pierwszy komercyjny elektroniczny ploter graficzny (EDM) z systemem graficznym CAD opracowany przez firmę itek, amerykańskiego wykonawcę branży obronnej. Została przejęta przez Control Data Corporation, firmę produkującą komputery mainframe i superkomputery, i przemianowana na digigraphy. Początkowo był używany przez firmę Lockheed i inne firmy do produkcji części produkcyjnych wojskowego samolotu transportowego C-5 Galaxy, co pokazuje pierwszy przypadek kompleksowego systemu produkcji CAD/CNC.
Ówczesny magazyn Time w marcu 1962 roku napisał artykuł na temat EDM i wskazał, że projekt operatora wprowadza poprzez konsolę tani komputer, który może rozwiązywać problemy i przechowywać odpowiedzi w formie cyfrowej i mikrofilmie w swojej bibliotece pamięci. Wystarczy nacisnąć przycisk i narysować szkic lekkim pisakiem, a inżynier może rozpocząć bieżący dialog z EDM, w ciągu milisekundy przywołać na ekran dowolny ze swoich wczesnych rysunków i dowolnie zmieniać ich linie i krzywe.
Ivan Sutherland studiuje TX-2
Schemat ideowy zakreślacza
W tamtym czasie projektanci mechanicy i elektrycy potrzebowali narzędzia, które przyspieszyłoby często wykonywaną żmudną i czasochłonną pracę. Wychodząc naprzeciw tej potrzebie, Ivan E. Sutherland z Wydziału Elektrotechniki MIT stworzył system, dzięki któremu komputery cyfrowe stają się aktywnym partnerem projektantów.
Obrabiarki CNC zyskują przyczepność i popularność
W połowie lat sześćdziesiątych pojawienie się niedrogich małych komputerów zmieniło zasady gry w branży. Dzięki nowej technologii pamięci tranzystorowej i rdzeniowej te potężne maszyny zajmują znacznie mniej miejsca niż używane dotychczas komputery mainframe wielkości pomieszczenia.
Małe komputery, zwane wówczas także komputerami średniej półki, w naturalny sposób posiadają bardziej przystępne ceny, uwalniając je z ograniczeń poprzednich firm czy armii, a przekazując potencjał dokładności, niezawodności i powtarzalności małym firmom, przedsiębiorstwom.
Natomiast mikrokomputery to 8-bitowe komputery przeznaczone dla jednego użytkownika, proste maszyny obsługujące proste systemy operacyjne (takie jak MS-DOS), podczas gdy komputery subminiaturowe są 16- lub 32-bitowe. Do przełomowych firm należą Dec, data general i Hewlett Packard (HP) (obecnie swoje dawne małe komputery, takie jak HP3000, nazywa „serwerami”).
Na początku lat 70. powolny wzrost gospodarczy i rosnące koszty zatrudnienia sprawiły, że obróbka CNC wydawała się dobrym i opłacalnym rozwiązaniem, a zapotrzebowanie na niedrogie obrabiarki z systemem NC wzrosło. Chociaż amerykańscy badacze skupiają się na branżach z najwyższej półki, takich jak oprogramowanie i przemysł lotniczy, Niemcy (do których w latach 80. dołączyła Japonia) skupiają się na rynkach tanich i przewyższają Stany Zjednoczone pod względem sprzedaży maszyn. Jednak obecnie istnieje szereg amerykańskich firm i dostawców CAD, w tym UGS Corp., Computervision, Applicon i IBM.
W latach 80-tych wraz ze spadkiem kosztów sprzętu opartego na mikroprocesorach i pojawieniem się sieci lokalnej (LAN), sieci komputerowej połączonej z innymi, pojawił się także koszt i dostępność obrabiarek CNC. W drugiej połowie lat 80. małe komputery i duże terminale komputerowe zostały zastąpione sieciowymi stacjami roboczymi, serwerami plików i komputerami osobistymi (PCS), pozbywając się w ten sposób maszyn CNC uniwersytetów i firm, które tradycyjnie je instalowały (ponieważ są to jedyne drogie komputery, które mogą sobie na to pozwolić).
W 1989 roku Narodowy Instytut Standardów i Technologii podlegający Departamentowi Handlu Stanów Zjednoczonych stworzył projekt ulepszonego sterownika maszyny (EMC2, później przemianowany na linuxcnc), który jest systemem oprogramowania Gnu/Linux o otwartym kodzie źródłowym, który wykorzystuje komputer ogólnego przeznaczenia do sterowania CNC maszyny. Linuxcnc toruje drogę przyszłości osobistych obrabiarek CNC, które wciąż są pionierskimi zastosowaniami w dziedzinie informatyki.
Czas publikacji: 19 lipca 2022 r