fbpx

Skąd się wzięło sterowanie numeryczne? (część III)

Dotychczas omawiane karty historii sterowania numerycznego związane były z używaniem kart perforowanych. Dostrzegano perspektywę obróbki na bazie opracowanych kodów numerycznych. Można uznać, że sama perspektywa myślenia projektowego otworzyła drzwi do dalszego rozwoju obróbki skrawaniem. Żeby to jednak miało miejsce trzeba było sprzężyć opracowywane kierunki rozwoju wraz z rozwojem cyfryzacji. Zaczęto opracowywać komputer Whirlwind wraz z tworzeniem podprogramów do kart perforowanych generowanych komputerowo. Użytkownicy operowali listą punktów i prędkości, a program sam dokonywał koniecznych obliczeń i tworzył kartę perforowaną. Zastosowanie rozwiązań z zakresu informatyki stworzyło możliwość skrócenia czasu frezowania z 8 godzin do 15 minut. Wówczas powstała idea stworzenia jednego, uniwersalnego języka sterowania.

Doug Ross i język programowania APT

Siłom Powietrznym USA zaproponowano projekt opracowania ogólnego języka programowania. Projekt ten został zatwierdzony w 1956 roku, a Doug Ross został jego kierownikiem. Na gruncie współpracy Aircraft Industries Association (AIA) i Air Material Command w Wright-Patterson Air Force Base oraz MIT ujednolicono pomysły i stworzono w pełni sterowany komputerowo system NC. 25 lutego 1959 roku na konferencji prasowej zespół przedstawił światu aluminiową popielniczkę obrabianą maszynowo w 3D. Język ten nazwany został skrótem APT – Automatically Programmed Tool. W tym samym czasie trwały pracę w General Electric. Patrick Hanratty opracował język PRONTO i APT wprowadził do użytku komercyjnego. W kolejnych latach został on udoskonalony do wersji 2D-APT-II. Gdy na początek lat 60 język ten stał się powszechny i komercyjny wśród branży zajmującej się obróbką skrawaniem na rynek weszła druga generacja tranzystorowych komputerów, które przetwarzały znacznie większą ilość informacji w warunkach produkcyjnych. Koszty programowania maszyn uległy redukcji i już w latach 60-tych w firmach lotniczych prace APT obciążały ⅓ prac komputerów.

RADMOT - Wiedza o CNC - sterowanie numeryczne


Programowanie komputerowe – CAD CAM spotyka sie z CNC

W 1953 roku Wydział Mechaniczny MIT zrezygnował z nauki rysunku technicznego swoich studentów. Zaangażował wszystkich wykładowców prowadzących te zajęcia do pracy nad projektowaniem komputerowym. Zaangażowano także informatyków do opracowywania algorytmów do stworzenia systemu niezależnego od maszyny pozwalającego na inżynierskie opracowywanie projektów. W 1959 roku Generals Motors wraz z IBM rozpoczęło projekt o nazwie DAC-1 (Design Augmented by Computer), której celem była bezpośrednia konwersja wykresów w modele 3D, które przekształcano automatycznie w polecenia języka ATP sterującego frezarką. W 1963 roku po raz pierwszy projekt pokrywy bagażnika został przeniesiony z dwuwymiarowego szkicu do trójwymiarowego prototypu. Tym samym pętla od projektu do produkcji została zamknięta. Pierwszym jednak skomercjalizowanym systemem CAD, który przedstawiono studentom była maszyna znana jako Disgigraphics – Elektroniczna Maszyna Kreślarska, której użyto do produkcji części do samolotu C-5 Galaxy – był to przykład pierwszego systemu produkcyjnego CAD CNC.

RADMOT - Wiedza o CNC - sterowanie numeryczne - John Parsons i Frank Stulen

Rozpowszechnienie CNC

Rozpowszechnieniu sterowania numerycznego służył spadek cen urządzeń elektronicznych. W latach 60-tych wprowadzono do powszechnego użytku minikomputery. Stąd też rozwiązania przy zastosowaniu programów komputerowych stały się tańsze niż zastosowanie serwomechanizmów. Małe komputery dedykowane były do danej maszyny, umieszczając cały proces w małym pudełku. Najpopularniejsze były wówczas komputery PDP-8 i Data General Nova. Kolejnym krokiem było wprowadzenie mikroprocesora w latach 70-tych. Wpłynęło to na znaczne obniżenie kosztów wdrożenia – a mikroprocesory używane są do dziś. 

Wprowadzenie tańszych maszyn CNC radykalnie zmieniło rynek obróbki skrawaniem, jak i było motorem napędowym całej gospodarki. We wczesnych latach 70-tych gospodarki obciążone skutkami kryzysu naftowego otwarte były na rozwiązania oparte na zmniejszeniu kosztów produkcji oraz wzroście jej efektywności. Główni amerykańscy dostawcy nie wypełniali całego popytu na maszyny CNC i do głosu doszli niemieccy inżynierowie opracowując swoje rozwiązania – Simens Sinumerik, który przewyższył amerykańskie konstrukcje. W rozwój ten zaangażowali się także Japończycy. W 1971 roku w pierwszej dziesiątce firm produkujących maszyny CNC znajdowały się wyłącznie marki amerykańskie, natomiast w 1987 roku w tym samym rankingu miejsce znalazła tylko jedna firma – Cincinati Milacron – będąc na 8 miejscu.

Badacze wskazują, że powodem tego była orientacja rynkowa. Amerykanie produkowali drogie rozwiązania dla dochodowych firm branży lotniczej, natomiast Niemcy i Japończycy skupili się na niższych dochodach i znacznie łatwiej byłoby im wejść na rynek ze swoimi maszynami. Amerykanie ukierunkowali się na system obronny – co wpłynęło także na ochronę know-how, natomiast japończycy traktowali maszyny CNC jako narzędzie rozwoju dla własnej gospodarki budującej ówcześnie swoje bogactwo. 

Dziś o taśmach perforowanych pozostaje historia, a te same dane w bardziej rozbudowanej formie przenoszone są na dyskach USB i poprzez sieci lokalne. 

Poszukujesz dostawcy elementów stalowych?

Oferujemy precyzyjną obróbkę skrawaniem metalu.

Specjalizujemy się w toczeniu i frezowaniu CNC.

Zapraszamy do kontaktu.

 

Nowe wyzwania

Historia sterowania numerycznego pokazuje, że od małych kroków rozpoczynają się wielkie projekty. Początkiem był zapał i zachwyt Billa Stouta dotyczący helikopterów, potem pomysł Parsona i Stulena, że drewniane podłużnice łopat można zastąpić konstrukcjami metalowymi. Historia poszła swoją drogą, nieprzewidzianą dla jej pionierów, a dziś pisana jest przez kolejne wyzwania i trendy jakie stoją przed firmami zajmującymi się obróbką skrawaniem. Między innymi są te, jakie stawia Przemysł 4.0 – niewątpliwie są nimi obróbka wiązką laserową, druk 3D czy zautomatyzowane linie produkcyjne wykorzystujące systemy kontrolne.

RADMOT - Wiedza o CNC - sterowanie numeryczne
Skąd się wzięło sterowanie numeryczne? (część II)

Thomas Edison zwykł mawiać, że nie ma porażek, jest tylko odnalezienie błędnych rozwiązań. Ta zasada sprzyjała Parsonowi w poszukiwaniu środków na realizację projektu wykorzystania kart perforowanych w produkcji przemysłowej. Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych pracowały nad nowym projektem silników odrzutowych. 

RADMOT - Wiedza o CNC - sterowanie numeryczne
Skąd się wzięło sterowanie numeryczne?

Wielu laików odwiedzając zakłady produkcyjne zajmujące się toczeniem CNC i frezowaniem CNC zastanawia się jak to wszystko działa? W czym tkwi fenomen, że na podstawie danych, liczb i kodów maszyna potrafi wykonać tak bardzo skomplikowane wyroby, mierzone w mikronach.

Wiedza o CNC - RADMOT - Wiedza o CNC - obróbka skrawaniem a przemysł 4.0
Dlaczego miedź jest jednym z ciekawszych materiałów?

Miedź obok stali jest jednym z głównych materiałów strategicznych. Jest znana od starożytności głównie ze względu na fakt, że jest podstawowym składnikiem brązów, stąd też nazwa epoki brązu. Jej łacińska etymologia wskazuje na pochodzenie – Cuprum – to inaczej materiał pochodzący z Cypru, bowiem tam najbardziej powszechne dla starożytnych było jej wydobywanie.

RADMOT - produkcja seryjna
Czym jest stal jako stop żelaza?

Jednym z ważniejszych pierwiastków na naszej planecie jest żelazo. Jest symbolem czegoś trwałego, mocnego, twardego. O silnych osobowościach mówi się, że ma ktoś żelazne serce, żelazny charakter. Gdy dyskusja nabiera niepewności potrzeba jest żelaznych argumentów lub żelaznych dowodów. Nawet w organizmie człowieka żelazo odgrywa nieocenioną rolę, jest głównym składnikiem homoglobiny.