ประวัติของเทคโนโลยีเครื่องจักรกลซีเอ็นซี ตอนที่ 2: วิวัฒนาการจาก NC เป็น CNC

จนถึงปี 1950 ข้อมูลการทำงานของเครื่อง CNC ส่วนใหญ่มาจากบัตรเจาะรู ซึ่งส่วนใหญ่ผลิตขึ้นจากกระบวนการที่ต้องใช้แรงงานคนเท่านั้นจุดเปลี่ยนในการพัฒนา CNC คือเมื่อการ์ดถูกแทนที่ด้วยการควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ การ์ดนั้นสะท้อนถึงการพัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์โดยตรง เช่นเดียวกับการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CAD) และโปรแกรมการผลิตโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CAM)การประมวลผลได้กลายเป็นหนึ่งในแอปพลิเคชั่นแรกของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์สมัยใหม่

new_img

แม้ว่าเครื่องวิเคราะห์ที่พัฒนาโดย Charles Babbage ในช่วงกลางปี ​​​​1800 ถือเป็นคอมพิวเตอร์เครื่องแรกในความหมายสมัยใหม่ แต่คอมพิวเตอร์แบบเรียลไทม์ของสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ลมกรด I (เกิดในห้องปฏิบัติการเครื่องจักรเซอร์โวเช่นกัน) เป็น คอมพิวเตอร์เครื่องแรกของโลกที่มีการประมวลผลแบบขนานและหน่วยความจำแกนแม่เหล็ก (ดังแสดงในรูปด้านล่าง)ทีมงานสามารถใช้เครื่องนี้เพื่อเข้ารหัสการผลิตเทปเจาะรูที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์โฮสต์ดั้งเดิมใช้หลอดสุญญากาศประมาณ 5,000 หลอดและหนักประมาณ 20000 ปอนด์

new_img1

ความคืบหน้าช้าของการพัฒนาคอมพิวเตอร์ในช่วงเวลานี้เป็นส่วนหนึ่งของปัญหาในขณะนั้นนอกจากนี้ คนที่พยายามขายแนวคิดนี้ไม่ทราบจริงๆ ด้านการผลิต พวกเขาเป็นเพียงผู้เชี่ยวชาญด้านคอมพิวเตอร์ในขณะนั้น แนวคิดของ NC นั้นแปลกมากสำหรับผู้ผลิตว่าการพัฒนาเทคโนโลยีนี้ช้ามาก กองทัพสหรัฐฯ จึงต้องผลิตเครื่องจักร NC จำนวน 120 เครื่อง และให้เช่าให้กับผู้ผลิตหลายรายเพื่อเริ่มเผยแพร่การใช้งาน .

ตารางวิวัฒนาการจาก NC เป็น CNC

กลางปี ​​1950:รหัส G ซึ่งเป็นภาษาโปรแกรม NC ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ถือกำเนิดขึ้นในห้องปฏิบัติการกลไกเซอร์โวของสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์รหัส G ใช้เพื่อบอกเครื่องมือเครื่องคอมพิวเตอร์ว่าจะทำอะไรได้บ้างคำสั่งจะถูกส่งไปยังตัวควบคุมเครื่องจักร ซึ่งจะบอกมอเตอร์ถึงความเร็วของการเคลื่อนที่และเส้นทางที่จะตามมา

พ.ศ. 2499:กองทัพอากาศเสนอให้สร้างภาษาโปรแกรมทั่วไปสำหรับการควบคุมเชิงตัวเลขแผนกวิจัยใหม่ของ MIT นำโดย Doug Ross และชื่อ Computer Applications Group เริ่มศึกษาข้อเสนอและพัฒนาสิ่งที่เรียกในภายหลังว่าโปรแกรมภาษาเขียนโปรแกรมโดยอัตโนมัติ (APT)

2500:สมาคมอุตสาหกรรมอากาศยานและกรมกองทัพอากาศร่วมมือกับ MIT เพื่อสร้างมาตรฐานการทำงานของ apt และสร้างเครื่อง CNC เครื่องแรกอย่างเป็นทางการApt ซึ่งสร้างขึ้นก่อนการประดิษฐ์ส่วนต่อประสานกราฟิกและ FORTRAN ใช้ข้อความเพื่อถ่ายโอนเส้นทางเรขาคณิตและเครื่องมือไปยังเครื่องควบคุมเชิงตัวเลข (NC) เท่านั้น(เวอร์ชันต่อมาเขียนใน FORTRAN และในที่สุดก็มีการเปิดตัว apt ในด้านพลเรือน

2500:ขณะทำงานที่บริษัท General Electric นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ชาวอเมริกัน Patrick J. Hanratty ได้พัฒนาและเผยแพร่ภาษาโปรแกรม NC เชิงพาณิชย์รุ่นแรกๆ ที่เรียกว่า Pronto ซึ่งวางรากฐานสำหรับโปรแกรม CAD ในอนาคต และทำให้เขาได้รับฉายาอย่างไม่เป็นทางการว่า "บิดาของ cad/cam"

"เมื่อวันที่ 11 มีนาคม พ.ศ. 2501 ยุคใหม่ของการผลิตได้ถือกำเนิดขึ้น เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ของการผลิต เครื่องจักรผลิตขนาดใหญ่ที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์หลายเครื่องทำงานพร้อมกันเป็นสายการผลิตแบบบูรณาการ เครื่องจักรเหล่านี้แทบไม่มีคนดูแล และพวกเขา สามารถเจาะ เจาะ โม่ และส่งผ่านชิ้นส่วนที่ไม่เกี่ยวข้องระหว่างเครื่องจักรได้

2502:ทีม MIT จัดงานแถลงข่าวเพื่อแสดงเครื่องมือเครื่อง CNC ที่พัฒนาขึ้นใหม่

new_img2

2502:กองทัพอากาศลงนามสัญญาหนึ่งปีกับห้องปฏิบัติการระบบอิเล็กทรอนิกส์ของ MIT เพื่อพัฒนา "โครงการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย"ผลลัพธ์การออกแบบวิศวกรรมระบบอัตโนมัติ (AED) ได้รับการเผยแพร่สู่สาธารณสมบัติในปี 2508

2502:เจเนอรัล มอเตอร์ส (GM) เริ่มศึกษาสิ่งที่ต่อมาเรียกว่า Computer Enhanced Design (DAC-1) ซึ่งเป็นหนึ่งในระบบ CAD แบบกราฟิกที่เก่าแก่ที่สุดปีหน้าพวกเขาแนะนำ IBM เป็นพันธมิตรสามารถสแกนภาพวาดเข้าสู่ระบบซึ่งแปลงเป็นดิจิทัลและสามารถแก้ไขได้จากนั้นซอฟต์แวร์อื่นๆ สามารถแปลงเส้นเป็นรูปร่าง 3 มิติและส่งออกไปยังเครื่องกัดได้DAC-1 ถูกผลิตขึ้นในปี 2506 และเปิดตัวสู่สาธารณะในปี 2507

new_img3

2505:ได้เปิดตัวพล็อตเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ระบบ CAD แบบกราฟิกเชิงพาณิชย์เครื่องแรก (EDM) ที่พัฒนาโดย itek ซึ่งเป็นผู้รับเหมาด้านการป้องกันประเทศของสหรัฐฯมันถูกซื้อกิจการโดยบริษัทข้อมูลควบคุม บริษัทเมนเฟรมและซูเปอร์คอมพิวเตอร์ และเปลี่ยนชื่อเป็น digigraphyในขั้นต้น Lockheed และบริษัทอื่นๆ ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนการผลิตของเครื่องบินขนส่งทางทหาร C-5 Galaxy ซึ่งแสดงให้เห็นกรณีแรกของระบบการผลิต cad/cnc แบบ end-to-end

นิตยสาร Time ในเวลานั้นเขียนบทความเกี่ยวกับ EDM ในเดือนมีนาคมปี 1962 และชี้ให้เห็นว่าการออกแบบของผู้ควบคุมเครื่องเข้าสู่คอมพิวเตอร์ราคาถูกผ่านคอนโซล ซึ่งสามารถแก้ปัญหาและเก็บคำตอบไว้ในรูปแบบดิจิทัลและไมโครฟิล์มในไลบรารีหน่วยความจำเพียงกดปุ่มและวาดภาพสเก็ตช์ด้วยปากกาสีอ่อน วิศวกรก็สามารถเข้าสู่บทสนทนาที่กำลังทำงานอยู่ด้วย EDM เรียกคืนภาพวาดช่วงแรกๆ ของเขาไปยังหน้าจอได้ภายในเสี้ยววินาที และเปลี่ยนเส้นและส่วนโค้งได้ตามต้องการ

new_img5

Ivan Sutherland กำลังศึกษา TX-2

new_img4

แผนผังของไฮไลท์เตอร์

ในเวลานั้น นักออกแบบเครื่องกลและไฟฟ้าต้องการเครื่องมือเพื่อเร่งการทำงานที่ลำบากและใช้เวลานานที่พวกเขามักจะทำเพื่อตอบสนองความต้องการนี้ Ivan E. Sutherland จากภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าที่ MIT ได้สร้างระบบเพื่อทำให้คอมพิวเตอร์ดิจิทัลเป็นพันธมิตรที่กระตือรือร้นสำหรับนักออกแบบ

new_img6

เครื่องมือเครื่อง CNC ได้รับแรงฉุดและความนิยม

ในช่วงกลางทศวรรษ 1960 การเกิดขึ้นของคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กราคาไม่แพงได้เปลี่ยนกฎของเกมในอุตสาหกรรมต้องขอบคุณเทคโนโลยีทรานซิสเตอร์และหน่วยความจำหลักแบบใหม่ เครื่องจักรอันทรงพลังเหล่านี้ใช้พื้นที่น้อยกว่าเมนเฟรมขนาดห้องที่ใช้จนถึงตอนนี้มาก

คอมพิวเตอร์ขนาดเล็กหรือที่เรียกว่าคอมพิวเตอร์ระดับกลางในขณะนั้น ย่อมมีป้ายราคาที่ย่อมเยากว่าโดยธรรมชาติ ปราศจากข้อจำกัดของบริษัทหรือกองทัพรุ่นก่อนๆ และมอบศักยภาพของความแม่นยำ ความน่าเชื่อถือ และความสามารถในการทำซ้ำให้กับบริษัทขนาดเล็ก องค์กร

ในทางตรงกันข้าม ไมโครคอมพิวเตอร์เป็นผู้ใช้คนเดียวแบบ 8 บิต ซึ่งเป็นเครื่องธรรมดาที่ใช้ระบบปฏิบัติการอย่างง่าย (เช่น MS-DOS) ในขณะที่คอมพิวเตอร์ขนาดเล็กจะเป็น 16 บิตหรือ 32 บิตบริษัทที่ก้าวล้ำ ได้แก่ Dec, data general และ Hewlett Packard (HP) (ปัจจุบันหมายถึงคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กในอดีต เช่น HP3000 ว่า "เซิร์ฟเวอร์")

new_img7

ในช่วงต้นทศวรรษ 1970 การเติบโตทางเศรษฐกิจที่ช้าและต้นทุนการจ้างงานที่เพิ่มขึ้นทำให้การตัดเฉือน CNC ดูเหมือนเป็นโซลูชันที่ดีและคุ้มค่า และความต้องการเครื่องมือเครื่องระบบ NC ต้นทุนต่ำก็เพิ่มขึ้นแม้ว่านักวิจัยชาวอเมริกันจะมุ่งเน้นไปที่อุตสาหกรรมระดับไฮเอนด์ เช่น ซอฟต์แวร์และการบินและอวกาศ เยอรมนี (เข้าร่วมโดยญี่ปุ่นในทศวรรษ 1980) มุ่งเน้นไปที่ตลาดต้นทุนต่ำและแซงหน้าสหรัฐอเมริกาในด้านการขายเครื่องจักรอย่างไรก็ตาม ในขณะนี้ มีบริษัทและซัพพลายเออร์ CAD ของอเมริกาหลายบริษัท รวมถึง UGS Corp., computervision, applicon และ IBM

ในช่วงทศวรรษ 1980 ด้วยต้นทุนฮาร์ดแวร์ที่ลดลงตามไมโครโปรเซสเซอร์และการเกิดขึ้นของเครือข่ายท้องถิ่น (LAN) เครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายอื่น ต้นทุนและความสามารถในการเข้าถึงของเครื่องมือเครื่อง CNC ก็ปรากฏขึ้นเช่นกันในช่วงครึ่งหลังของทศวรรษ 1980 คอมพิวเตอร์ขนาดเล็กและเทอร์มินัลคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ถูกแทนที่ด้วยเวิร์กสเตชันเครือข่าย ไฟล์เซิร์ฟเวอร์ และคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (PCS) ดังนั้นจึงกำจัดเครื่องจักร CNC ของมหาวิทยาลัยและบริษัทที่ติดตั้งแบบดั้งเดิม (เพราะเป็นเครื่องเดียวเท่านั้น คอมพิวเตอร์ราคาแพงที่สามารถพกพาติดตัวไปได้)

ในปี 1989 สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติภายใต้กระทรวงพาณิชย์ของสหรัฐฯ ได้สร้างโครงการควบคุมเครื่องจักรที่ได้รับการปรับปรุง (EMC2 ภายหลังเปลี่ยนชื่อเป็น linuxcnc) ซึ่งเป็นระบบซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์ส gnu/linux ที่ใช้คอมพิวเตอร์เอนกประสงค์เพื่อควบคุม CNC เครื่องLinuxcnc ปูทางไปสู่อนาคตของเครื่องมือเครื่อง CNC ส่วนบุคคล ซึ่งยังคงเป็นผู้บุกเบิกการใช้งานในด้านการคำนวณ


เวลาโพสต์:-19 ก.ค.-2022