Kimsingi, zana ya mashine ni zana ya mashine ya kuelekeza njia ya zana - sio kwa mwongozo wa moja kwa moja, wa mwongozo, kama vile zana za mwongozo na karibu zana zote za kibinadamu, hadi watu walipogundua zana za mashine.
Udhibiti wa nambari (NC) unarejelea matumizi ya mantiki inayoweza kupangwa (data katika muundo wa herufi, nambari, alama, maneno au michanganyiko) ili kudhibiti kiotomatiki zana za uchakataji. Kabla ya kuonekana, zana za usindikaji daima zilidhibitiwa na waendeshaji wa mwongozo.
Udhibiti wa nambari za kompyuta (CNC) unarejelea kutuma maagizo yaliyosimbwa kwa usahihi kwa microprocessor katika mfumo wa udhibiti wa zana za machining, ili kuboresha usahihi na uthabiti. CNC ambayo watu huzungumza leo karibu yote inarejelea mashine za kusaga zilizounganishwa kwenye kompyuta. Kitaalamu, inaweza kutumika kuelezea mashine yoyote inayodhibitiwa na kompyuta.
Katika karne iliyopita, uvumbuzi mwingi umeweka msingi wa ukuzaji wa zana za mashine za CNC. Hapa, tunaangalia vipengele vinne vya msingi vya maendeleo ya teknolojia ya udhibiti wa nambari: zana za mapema za mashine, kadi za punch, taratibu za servo na zana za programu za moja kwa moja (APT) lugha ya programu.
Vifaa vya mapema vya mashine
Wakati wa mapinduzi ya pili ya kiviwanda nchini Uingereza, James Watt alisifiwa kwa kuunda injini ya mvuke ambayo iliendesha mapinduzi ya viwanda, lakini alikumbana na ugumu katika kutengeneza usahihi wa mitungi ya injini ya mvuke hadi 1775, John Johnwilkinson aliunda kile kinachojulikana kama chombo cha kwanza cha mashine duniani. kwa mitungi ya injini ya mvuke ya boring na ilitatuliwa. Mashine hii ya kuchosha pia imeundwa na Wilkinson kulingana na kanuni yake ya asili;
Punch kadi
Mnamo mwaka wa 1725, Basile bouchon, mfanyakazi wa nguo Mfaransa, alivumbua mbinu ya kudhibiti viunzi kwa kutumia data iliyosimbwa kwenye kanda za karatasi kupitia safu ya mashimo. Ingawa ni ya msingi, ubaya wa njia hii pia ni dhahiri, ambayo ni kwamba, bado inahitaji waendeshaji. Mnamo 1805, Joseph Marie jacquard alipitisha dhana hii, lakini iliimarishwa na kurahisishwa kwa kutumia kadi zenye nguvu zaidi zilizopangwa kwa mlolongo, na hivyo kugeuza mchakato kiotomatiki. Kadi hizi zilizopigwa zinazingatiwa sana kuwa msingi wa kompyuta ya kisasa na kuashiria mwisho wa tasnia ya ufundi wa nyumbani katika ufumaji.
Kwa kupendeza, vitambaa vya jacquard vilipingwa na wafumaji wa hariri wakati huo, ambao walikuwa na wasiwasi kwamba otomatiki hii ingewanyima kazi na riziki zao. Walichoma mara kwa mara mianzi iliyowekwa kwenye uzalishaji; Walakini, upinzani wao haukufaulu, kwa sababu tasnia ilitambua faida za vitambaa vya kiotomatiki. Kufikia 1812, vitambaa 11000 vya jacquard vilitumika nchini Ufaransa.
Kadi zilizopigwa zilitengenezwa mwishoni mwa miaka ya 1800 na kupatikana matumizi mengi, kutoka kwa telegraph hadi piano otomatiki. Ingawa udhibiti wa kimitambo uliamuliwa na kadi za mapema, mvumbuzi wa Kimarekani Herman Hollerith aliunda kiweka kidirisha cha kadi ya umeme, ambacho kilibadilisha sheria za mchezo. Mfumo wake ulikuwa na hati miliki mwaka 1889, alipokuwa akifanya kazi katika Ofisi ya Sensa ya Marekani.
Herman Hollerith alianzisha kampuni ya tabulator mwaka wa 1896 na kuunganishwa na makampuni mengine manne kuanzisha IBM mwaka wa 1924. Katika nusu ya pili ya karne ya 20, kadi zilizopigwa zilitumiwa kwanza kwa uingizaji wa data na uhifadhi wa kompyuta na mashine za kudhibiti nambari. Umbizo la asili lina safu tano za mashimo, wakati matoleo yanayofuata yana safu sita, saba, nane au zaidi.
Utaratibu wa huduma
Utaratibu wa Servo ni kifaa otomatiki, ambacho hutumia maoni ya kufata makosa ili kurekebisha utendaji wa mashine au utaratibu. Katika baadhi ya matukio, servo inaruhusu vifaa vya juu vya nguvu kudhibitiwa na vifaa vilivyo na nguvu ya chini sana. Utaratibu wa servo unajumuisha kifaa kinachodhibitiwa, kifaa kingine kinachotoa amri, chombo cha kutambua makosa, amplifier ya ishara ya hitilafu na kifaa (servo motor) ambayo hurekebisha makosa. Mifumo ya Servo kawaida hutumiwa kudhibiti vigeuzo kama vile nafasi na kasi, na inayojulikana zaidi ni ya umeme, nyumatiki au majimaji.
Utaratibu wa kwanza wa servo wa umeme ulianzishwa na kalenda ya H. nchini Uingereza mwaka wa 1896. Kufikia 1940, MIT iliunda maabara maalum ya utaratibu wa servo, ambayo ilitoka kwa tahadhari inayoongezeka ya Idara ya uhandisi wa umeme hadi mada hii. Katika usindikaji wa CNC, mfumo wa servo ni muhimu sana ili kufikia usahihi wa uvumilivu unaohitajika na mchakato wa machining otomatiki.
Zana ya upangaji otomatiki (APT)
Chombo cha programu kiotomatiki (APT) kilizaliwa katika Maabara ya utaratibu wa servo ya Taasisi ya teknolojia ya Massachusetts mnamo 1956. Ni mafanikio ya ubunifu ya kikundi cha maombi ya kompyuta. Ni lugha ya upangaji iliyo rahisi kutumia ya kiwango cha juu, ambayo hutumiwa mahsusi kutoa maagizo ya zana za mashine za CNC. Toleo la asili lilikuwa mapema kuliko FORTRAN, lakini matoleo ya baadaye yaliandikwa tena na Fortran.
Apt ni lugha iliyoundwa kufanya kazi na mashine ya kwanza ya MIT ya NC, ambayo ni mashine ya kwanza duniani ya NC. Kisha iliendelea kuwa kiwango cha upangaji wa zana za mashine zinazodhibitiwa na kompyuta, na ilitumika sana katika miaka ya 1970. Baadaye, maendeleo ya apt yalifadhiliwa na jeshi la anga na hatimaye kufunguliwa kwa sekta ya kiraia.
Douglas T. Ross, mkuu wa kikundi cha maombi ya kompyuta, anajulikana kama baba wa apt. Baadaye aliunda neno "design aided computer" (CAD).
Kuzaliwa kwa udhibiti wa nambari
Kabla ya kuibuka kwa zana za mashine za CNC, ya kwanza ni maendeleo ya zana za mashine za CNC na zana za kwanza za mashine za CNC. Ingawa kuna tofauti fulani katika maelezo tofauti ya maelezo ya kihistoria, zana ya kwanza ya mashine ya CNC sio tu jibu kwa changamoto mahususi za utengenezaji zinazokabili jeshi, lakini pia maendeleo ya asili ya mfumo wa kadi ya ngumi.
"Udhibiti wa kidijitali unaashiria mwanzo wa mapinduzi ya pili ya kiviwanda na kuwasili kwa enzi ya kisayansi ambayo udhibiti wa mashine na michakato ya viwandani itabadilika kutoka kwa rasimu zisizo sahihi hadi zile sahihi." - Chama cha wahandisi wa utengenezaji.
Mvumbuzi wa Marekani John T. Parsons (1913 - 2007) anachukuliwa sana kama baba wa udhibiti wa nambari. Aliunda na kutekeleza teknolojia ya udhibiti wa nambari kwa msaada wa mhandisi wa ndege Frank L. stulen. Akiwa mtoto wa mtengenezaji huko Michigan, Parsons alianza kufanya kazi kama mkusanyaji katika kiwanda cha baba yake akiwa na umri wa miaka 14. Baadaye, alimiliki na kuendesha idadi ya viwanda vya utengenezaji chini ya kampuni ya kutengeneza biashara ya familia ya Parsons.
Parsons ana hataza ya kwanza ya NC na alichaguliwa katika Ukumbi wa Kitaifa wa Wavumbuzi maarufu kwa kazi yake ya upainia katika uwanja wa udhibiti wa nambari. Parsons ina jumla ya hati miliki 15, na zingine 35 zimepewa biashara yake. Jumuiya ya wahandisi wa utengenezaji ilihoji Parsons mnamo 2001 ili kila mtu ajue hadithi yake kutoka kwa mtazamo wake.
Ratiba ya mapema ya NC
1942:john T. Parsons alipewa mkataba mdogo na Sikorsky Aircraft kutengeneza blade za rota za helikopta.
1944:kutokana na kasoro ya muundo wa boriti ya bawa, mojawapo ya vile vya kwanza 18 walizotengeneza havikufaulu, na kusababisha kifo cha rubani. Wazo la Parsons ni kupiga blade ya rotor kwa chuma ili kuifanya iwe na nguvu na kuchukua nafasi ya gundi na skrubu ili kufunga mkusanyiko.
1946:watu walitaka kuunda zana ya utengenezaji wa kutengeneza vile kwa usahihi, ambayo ilikuwa changamoto kubwa na ngumu kwa hali wakati huo. Kwa hivyo, Parsons aliajiri mhandisi wa ndege Frank stulen na kuunda timu ya uhandisi na watu wengine watatu. Stulen alifikiria kutumia kadi za punch za IBM ili kubaini kiwango cha mkazo kwenye blade, na walikodisha mashine saba za IBM kwa mradi huo.
Mnamo 1948, lengo la kubadilisha kwa urahisi mlolongo wa mwendo wa zana za mashine moja kwa moja lilipatikana kwa njia mbili kuu - ikilinganishwa na kuweka tu mlolongo wa mwendo uliowekwa - na unafanywa kwa njia kuu mbili: udhibiti wa ufuatiliaji na udhibiti wa digital. Kama tunavyoona, ya kwanza inahitaji kutengeneza muundo halisi wa kitu (au angalau mchoro kamili, kama vile simu ya umeme ya Cincinnati cable tracer). Ya pili sio kukamilisha picha ya kitu au sehemu, lakini tu kuiondoa: mifano ya hisabati na maagizo ya mashine.
1949:jeshi la anga la Marekani linahitaji usaidizi wa muundo wa mrengo wa usahihi kabisa. Parsons aliuza mashine yake ya CNC na akashinda kandarasi yenye thamani ya $200000 ili kuifanya kuwa kweli.
1949:Parsons na stulen wamekuwa wakifanya kazi na Snyder machine & tool Corp. kuunda mashine na waligundua kuwa walihitaji servo motors kufanya mashine kufanya kazi kwa usahihi. Parsons alitoa mfumo mdogo wa servo wa "mashine ya kusaga kadi-a-matic" kwa Maabara ya utaratibu wa servo ya Taasisi ya teknolojia ya Massachusetts.
1952 (mei): Parsons waliomba hataza ya "kifaa cha kudhibiti injini kwa ajili ya kuweka zana za mashine". Alitoa hati miliki mnamo 1958.
1952 (Agosti):kwa kujibu, MIT iliomba hataza ya "mfumo wa servo wa kudhibiti nambari".
Baada ya Vita vya Kidunia vya pili, Jeshi la Wanahewa la Merika lilitia saini mikataba kadhaa na Parsons ili kukuza zaidi uvumbuzi wa utengenezaji wa NC uliofanywa na mwanzilishi wake John Parsons. Parsons alipendezwa na majaribio yanayofanywa katika Maabara ya servo ya MIT na alipendekeza kwamba MIT iwe mkandarasi wa mradi mnamo 1949 ili kutoa utaalam katika udhibiti wa kiotomatiki. Katika miaka 10 iliyofuata, MIT ilipata udhibiti wa mradi mzima, kwa sababu maono ya "udhibiti wa njia ya mhimili-tatu" ya maabara ya servo ilibadilisha dhana ya asili ya Parsons ya "kukatwa kwa nafasi ya kukata". Matatizo daima hutengeneza teknolojia, lakini hadithi hii maalum iliyorekodiwa na mwanahistoria David noble imekuwa hatua muhimu katika historia ya teknolojia.
1952:MIT ilionyesha mfumo wao wa ukanda wa reli 7, ambao ni mgumu na wa gharama kubwa (mirija ya utupu 250, relay 175, kwenye kabati tano za ukubwa wa jokofu).
Mashine ya kusaga ya CNC ya asili ya MIT mnamo 1952 ilikuwa hydro Tel, kampuni iliyorekebishwa ya mhimili 3 ya Cincinnati.
Kuna nakala saba kuhusu "mashine ya kujidhibiti, ambayo inawakilisha mapinduzi ya kisayansi na kiteknolojia ambayo yataunda vyema mustakabali wa wanadamu" katika jarida la "udhibiti otomatiki" wa Scientific American mnamo Septemba, 1952.
1955:Udhibiti wa Concord (unaojumuisha washiriki wa timu ya asili ya MIT) uliunda nambari, ambayo ilibadilisha mkanda uliotoboa kwenye mashine za MIT NC na msomaji wa tepi akitengenezwa na GE.
Hifadhi ya tepi
1958:Parsons alipata hataza ya Marekani 2820187 na akauza leseni ya kipekee kwa Bendix. IBM, Fujitsu na umeme wa jumla wote walipata leseni ndogo baada ya kuanza kutengeneza mashine zao.
1958:MIT ilichapisha ripoti juu ya uchumi wa NC, ambayo ilihitimisha kuwa mashine ya sasa ya NC haikuokoa wakati, lakini ilihamisha nguvu kazi kutoka kwa semina ya kiwanda hadi kwa watu ambao walitengeneza mikanda iliyochomwa.
Muda wa kutuma: Jul-19-2022