До 1950-х годов данные о работе станков с ЧПУ в основном поступали с перфокарт, которые изготавливались в основном с помощью тяжелых ручных процессов. Поворотным моментом в развитии ЧПУ является то, что замена карты компьютерным управлением напрямую отражает развитие компьютерных технологий, а также программ автоматизированного проектирования (CAD) и автоматизированного производства (CAM). Обработка стала одним из первых применений современных компьютерных технологий.
Хотя аналитическая машина, разработанная Чарльзом Бэббиджем в середине 1800-х годов, считается первым компьютером в современном понимании, компьютерный вихрь реального времени Массачусетского технологического института (MIT) (также родившийся в лаборатории сервомеханизма) является первый в мире компьютер с параллельными вычислениями и памятью на магнитных сердечниках (как показано на рисунке ниже). Команда смогла использовать машину для кодирования процесса производства перфорированной ленты с компьютерным управлением. Первоначальный хозяин использовал около 5000 электронных ламп и весил около 20 000 фунтов.
Медленный прогресс развития компьютеров в этот период был частью проблемы того времени. Кроме того, люди, которые пытаются продать эту идею, на самом деле не разбираются в производстве — они просто компьютерные эксперты. В то время концепция ЧПУ была настолько странной для производителей, что развитие этой технологии в то время шло очень медленно, так что армии США в конце концов пришлось изготовить 120 станков с ЧПУ и сдать их в аренду различным производителям, чтобы начать популяризировать их использование. .
График эволюции от ЧПУ к ЧПУ
Середина 1950-х:G-код, наиболее широко используемый язык программирования ЧПУ, родился в лаборатории сервомеханизмов Массачусетского технологического института. G-код используется, чтобы сообщить компьютеризированным станкам, как что-то сделать. Команда отправляется на контроллер машины, который затем сообщает двигателю скорость движения и путь, по которому следует следовать.
1956 год:ВВС предложили создать общий язык программирования для числового программного управления. Новый исследовательский отдел Массачусетского технологического института, возглавляемый Дугом Россом и получивший название «Группа компьютерных приложений», начал изучать это предложение и разрабатывать нечто, позже известное как автоматически программируемый инструмент (APT) на языке программирования.
1957 год:Ассоциация авиационной промышленности и департамент ВВС сотрудничали с Массачусетским технологическим институтом для стандартизации работы APT и создали первый официальный станок с ЧПУ. Apt, созданный до изобретения графического интерфейса и FORTRAN, использует текст только для передачи геометрии и траекторий инструмента на станки с числовым программным управлением (NC). (более поздняя версия была написана на FORTRAN, и apt наконец-то был выпущен в гражданскую сферу.
1957 год:Работая в General Electric, американский учёный-компьютерщик Патрик Дж. Ханратти разработал и выпустил ранний коммерческий язык программирования ЧПУ под названием Pronto, который заложил основу для будущих программ САПР и принёс ему неофициальный титул «отца CAD/CAM».
«11 марта 1958 года родилась новая эра промышленного производства. Впервые в истории производства несколько крупномасштабных производственных машин с электронным управлением работали одновременно как единая производственная линия. Эти машины работали почти без присмотра, и они мог сверлить, сверлить, фрезеровать и передавать ненужные детали между станками.
1959 год:Команда MIT провела пресс-конференцию, чтобы показать свои новые станки с ЧПУ.
1959 год:ВВС подписали годовой контракт с лабораторией электронных систем Массачусетского технологического института на разработку «проекта автоматизированного проектирования». Получившийся в результате проект системной автоматизации (AED) был передан в общественное достояние в 1965 году.
1959 год:General Motors (GM) начала изучать то, что позже было названо компьютерным усовершенствованным проектированием (DAC-1), которое было одной из первых графических CAD-систем. В следующем году они представили IBM в качестве партнера. Чертежи можно сканировать в систему, которая оцифровывает их и модифицирует. Затем другое программное обеспечение может преобразовать линии в трехмерные формы и вывести их для отправки на фрезерный станок. DAC-1 был запущен в производство в 1963 году и публично дебютировал в 1964 году.
1962 год:Выпущен первый электронный плоттер (EDM) коммерческой графической CAD-системы, разработанный компанией itek, оборонным подрядчиком США. Она была приобретена корпорацией Control Data, производящей мэйнфреймы и суперкомпьютеры, и переименована в цифрографию. Первоначально он использовался Lockheed и другими компаниями для производства деталей военно-транспортного самолета C-5 Galaxy, демонстрируя первый случай комплексной производственной системы CAD/CNC.
Тогдашний журнал Time в марте 1962 года написал статью об EDM и указывал, что конструкция оператора входила в дешевый компьютер через консоль, который мог решать задачи и хранить ответы в цифровой форме и на микрофильмах в своей библиотеке памяти. Просто нажмите кнопку и нарисуйте эскиз световым пером, и инженер сможет войти в работающий диалог с EDM, в течение миллисекунды вызвать на экран любой из своих ранних рисунков и изменить их линии и кривые по своему желанию.
Иван Сазерленд изучает TX-2
Принципиальная схема хайлайтера
В то время конструкторам механики и электротехники требовался инструмент, позволяющий ускорить тяжелую и трудоемкую работу, которую они часто выполняли. Чтобы удовлетворить эту потребность, Иван Э. Сазерленд с факультета электротехники Массачусетского технологического института создал систему, которая сделает цифровые компьютеры активным партнером дизайнеров.
Станки с ЧПУ набирают обороты и популярность
В середине 1960-х годов появление доступных небольших компьютеров изменило правила игры в отрасли. Благодаря новым транзисторам и технологии базовой памяти эти мощные машины занимают гораздо меньше места, чем использовавшиеся до сих пор мейнфреймы размером с комнату.
Маленькие компьютеры, также известные в то время как компьютеры среднего класса, естественно, имеют более доступные цены, освобождая их от ограничений предыдущих компаний или армий и передавая потенциал точности, надежности и повторяемости небольшим компаниям, предприятиям.
Напротив, микрокомпьютеры — это 8-битные однопользовательские простые машины, работающие под управлением простых операционных систем (например, MS-DOS), а сверхминиатюрные компьютеры — 16-битные или 32-битные. Компании-новаторы включают Dec, Data General и Hewlett Packard (HP) (теперь называет свои бывшие небольшие компьютеры, такие как HP3000, «серверами»).
В начале 1970-х годов медленный экономический рост и рост затрат на рабочую силу сделали обработку с ЧПУ хорошим и экономически эффективным решением, а спрос на недорогие станки с системой ЧПУ увеличился. Хотя американские исследователи сосредоточены на высокотехнологичных отраслях, таких как программное обеспечение и аэрокосмическая промышленность, Германия (к которой в 1980-х годах присоединилась Япония) фокусируется на рынках с низкими издержками и превосходит Соединенные Штаты по продажам машин. Однако в настоящее время существует ряд американских компаний и поставщиков САПР, в том числе UGS Corp., Computervision, Applicon и IBM.
В 1980-х годах, с падением стоимости оборудования на базе микропроцессоров и появлением локальной вычислительной сети (LAN), компьютерной сети, взаимосвязанной с другими, также появилась стоимость и доступность станков с ЧПУ. Ко второй половине 1980-х годов небольшие компьютеры и большие компьютерные терминалы были заменены сетевыми рабочими станциями, файловыми серверами и персональными компьютерами (ПКС), что позволило избавиться от станков с ЧПУ в университетах и компаниях, которые традиционно их устанавливали (поскольку они являются единственными дорогие компьютеры, которые могут себе позволить сопровождать их).
В 1989 году Национальный институт стандартов и технологий при Министерстве торговли США создал проект усовершенствованного контроллера станка (EMC2, позже переименованный в linuxcnc), который представляет собой программную систему GNU/Linux с открытым исходным кодом, которая использует компьютер общего назначения для управления ЧПУ. машины. Linuxcnc прокладывает путь в будущее персональных станков с ЧПУ, которые до сих пор являются пионерскими приложениями в области вычислений.
Время публикации: 19 июля 2022 г.