Μέχρι τη δεκαετία του 1950, τα δεδομένα της λειτουργίας των μηχανών CNC προέρχονταν κυρίως από κάρτες διάτρησης, οι οποίες παράγονταν κυρίως με επίπονες χειροκίνητες διαδικασίες. Το σημείο καμπής στην ανάπτυξη του CNC είναι ότι όταν η κάρτα αντικαθίσταται από έλεγχο υπολογιστή, αντικατοπτρίζει άμεσα την ανάπτυξη της τεχνολογίας υπολογιστών, καθώς και τα προγράμματα σχεδίασης με τη βοήθεια υπολογιστή (CAD) και προγραμμάτων κατασκευής με τη βοήθεια υπολογιστή (CAM). Η επεξεργασία έχει γίνει μια από τις πρώτες εφαρμογές της σύγχρονης τεχνολογίας υπολογιστών.
Αν και η μηχανή ανάλυσης που αναπτύχθηκε από τον Charles Babbage στα μέσα του 1800 θεωρείται ότι είναι ο πρώτος υπολογιστής με τη σύγχρονη έννοια, το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (MIT) υπολογιστών σε πραγματικό χρόνο whirlwind I (που γεννήθηκε επίσης στο εργαστήριο σερβομηχανημάτων) είναι το ο πρώτος υπολογιστής στον κόσμο με παράλληλους υπολογιστές και μνήμη μαγνητικού πυρήνα (όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα). Η ομάδα μπόρεσε να χρησιμοποιήσει το μηχάνημα για να κωδικοποιήσει την ελεγχόμενη από υπολογιστή παραγωγή διάτρητης ταινίας. Ο αρχικός οικοδεσπότης χρησιμοποίησε περίπου 5000 σωλήνες κενού και ζύγιζε περίπου 20000 λίβρες.
Η αργή πρόοδος της ανάπτυξης υπολογιστών κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου ήταν μέρος του προβλήματος εκείνη την εποχή. Εξάλλου, οι άνθρωποι που προσπαθούν να πουλήσουν αυτή την ιδέα δεν γνωρίζουν πραγματικά κατασκευή - είναι απλώς ειδικοί στους υπολογιστές. Εκείνη την εποχή, η έννοια του NC ήταν τόσο περίεργη για τους κατασκευαστές που η ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας ήταν πολύ αργή εκείνη την εποχή, έτσι ώστε ο στρατός των ΗΠΑ έπρεπε τελικά να κατασκευάσει 120 μηχανές NC και να τις νοικιάσει σε διάφορους κατασκευαστές για να αρχίσει να εκλαϊκεύει τη χρήση τους .
Πρόγραμμα εξέλιξης από NC σε CNC
Μέσα δεκαετίας του 1950:Ο κώδικας G, η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη γλώσσα προγραμματισμού NC, γεννήθηκε στο εργαστήριο μηχανισμού σερβομηχανισμού του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης. Ο κώδικας G χρησιμοποιείται για να πει στις ηλεκτρονικές εργαλειομηχανές πώς να φτιάξουν κάτι. Η εντολή αποστέλλεται στον ελεγκτή του μηχανήματος, ο οποίος στη συνέχεια λέει στον κινητήρα την ταχύτητα κίνησης και τη διαδρομή που πρέπει να ακολουθήσει.
1956:η πολεμική αεροπορία πρότεινε τη δημιουργία μιας γενικής γλώσσας προγραμματισμού για τον αριθμητικό έλεγχο. Το νέο ερευνητικό τμήμα του MIT, με επικεφαλής τον Doug Ross και με την επωνυμία Computer Applications Group, άρχισε να μελετά την πρόταση και να αναπτύσσει κάτι αργότερα γνωστό ως το εργαλείο προγραμματισμού αυτόματα προγραμματισμένης γλώσσας (APT).
1957:η ένωση βιομηχανίας αεροσκαφών και ένα τμήμα της πολεμικής αεροπορίας συνεργάστηκαν με το MIT για να τυποποιήσουν το έργο του apt και δημιούργησαν την πρώτη επίσημη μηχανή CNC. Το Apt, που δημιουργήθηκε πριν από την εφεύρεση της γραφικής διεπαφής και του FORTRAN, χρησιμοποιεί κείμενο μόνο για να μεταφέρει γεωμετρία και διαδρομές εργαλείων σε μηχανές αριθμητικού ελέγχου (NC). (η μεταγενέστερη έκδοση γράφτηκε στο FORTRAN και το apt κυκλοφόρησε τελικά στον πολιτικό τομέα.
1957:ενώ εργαζόταν στην General Electric, ο Αμερικανός επιστήμονας υπολογιστών Patrick J. Hanratty ανέπτυξε και κυκλοφόρησε μια πρώιμη εμπορική γλώσσα προγραμματισμού NC που ονομάζεται Pronto, η οποία έθεσε τα θεμέλια για μελλοντικά προγράμματα CAD και του χάρισε τον άτυπο τίτλο του «πατέρα του cad/cam».
«Στις 11 Μαρτίου 1958, γεννήθηκε μια νέα εποχή παραγωγής. Για πρώτη φορά στην ιστορία της κατασκευής, πολλαπλές ηλεκτρονικά ελεγχόμενες μηχανές παραγωγής μεγάλης κλίμακας λειτουργούσαν ταυτόχρονα ως ολοκληρωμένη γραμμή παραγωγής. θα μπορούσε να τρυπήσει, να τρυπήσει, να φρεζάρει και να περάσει άσχετα εξαρτήματα μεταξύ των μηχανών.
1959:Η ομάδα του MIT πραγματοποίησε συνέντευξη Τύπου για να δείξει τις πρόσφατα αναπτυγμένες εργαλειομηχανές CNC της.
1959:η Πολεμική Αεροπορία υπέγραψε μονοετές συμβόλαιο με το εργαστήριο ηλεκτρονικών συστημάτων MIT για την ανάπτυξη του «σχεδίου με τη βοήθεια υπολογιστή». Η προκύπτουσα σχεδίαση μηχανικής αυτοματοποίησης συστημάτων (AED) κυκλοφόρησε στο δημόσιο τομέα το 1965.
1959:Η General Motors (GM) άρχισε να μελετά αυτό που αργότερα ονομάστηκε υπολογιστής ενισχυμένος σχεδιασμός (DAC-1), το οποίο ήταν ένα από τα πρώτα γραφικά συστήματα CAD. Τον επόμενο χρόνο, παρουσίασαν την IBM ως συνεργάτη. Τα σχέδια μπορούν να σαρωθούν στο σύστημα, το οποίο τα ψηφιοποιεί και μπορούν να τροποποιηθούν. Στη συνέχεια, άλλο λογισμικό μπορεί να μετατρέψει τις γραμμές σε σχήματα 3D και να τις εξάγει ώστε να είναι κατάλληλες για αποστολή στη μηχανή φρεζαρίσματος. Το DAC-1 τέθηκε σε παραγωγή το 1963 και έκανε το ντεμπούτο του στο κοινό το 1964.
1962:κυκλοφόρησε ο πρώτος εμπορικός ηλεκτρονικός πλότερ συστήματος CAD γραφικών (EDM) που αναπτύχθηκε από την itek, έναν εργολάβο άμυνας των ΗΠΑ. Εξαγοράστηκε από την εταιρεία ελέγχου δεδομένων, μια εταιρεία κεντρικών υπολογιστών και υπερυπολογιστών, και μετονομάστηκε σε digigraphy. Αρχικά χρησιμοποιήθηκε από τη Lockheed και άλλες εταιρείες για την κατασκευή των εξαρτημάτων παραγωγής του στρατιωτικού μεταφορικού αεροσκάφους C-5 Galaxy, παρουσιάζοντας την πρώτη περίπτωση ενός συστήματος παραγωγής από άκρο σε άκρο cad/cnc.
Το περιοδικό Time εκείνη την εποχή έγραψε ένα άρθρο για το EDM τον Μάρτιο του 1962 και επεσήμανε ότι το σχέδιο του χειριστή εισήγαγε έναν φτηνό υπολογιστή μέσω της κονσόλας, ο οποίος μπορούσε να λύσει προβλήματα και να αποθηκεύσει τις απαντήσεις σε ψηφιακή μορφή και μικροφίλμ στη βιβλιοθήκη μνήμης του. Απλώς πατήστε το κουμπί και σχεδιάστε ένα σκίτσο με ένα ελαφρύ στυλό και ο μηχανικός μπορεί να εισέλθει στον τρέχοντα διάλογο με τον EDM, να ανακαλέσει οποιοδήποτε από τα πρώτα του σχέδια στην οθόνη μέσα σε ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου και να αλλάξει τις γραμμές και τις καμπύλες τους κατά βούληση.
Ο Ivan Sutherland σπουδάζει TX-2
Σχηματικό διάγραμμα highlighter
Εκείνη την εποχή, οι μηχανικοί και οι ηλεκτρολόγοι σχεδιαστές χρειάζονταν ένα εργαλείο για να επιταχύνουν την επίπονη και χρονοβόρα εργασία που έκαναν συχνά. Για να καλύψει αυτή την ανάγκη, ο Ivan E. Sutherland του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών του MIT δημιούργησε ένα σύστημα για να κάνει τους ψηφιακούς υπολογιστές ενεργό συνεργάτη για σχεδιαστές.
Οι εργαλειομηχανές CNC αποκτούν έλξη και δημοτικότητα
Στα μέσα της δεκαετίας του 1960, η εμφάνιση μικρών υπολογιστών σε προσιτές τιμές άλλαξε τους κανόνες του παιχνιδιού στη βιομηχανία. Χάρη στη νέα τεχνολογία τρανζίστορ και μνήμης πυρήνα, αυτά τα ισχυρά μηχανήματα καταλαμβάνουν πολύ λιγότερο χώρο από τους μεγάλους υπολογιστές μεγέθους δωματίου που χρησιμοποιήθηκαν μέχρι τώρα.
Οι μικροί υπολογιστές, γνωστοί και ως υπολογιστές μεσαίας κατηγορίας εκείνη την εποχή, έχουν φυσικά πιο προσιτές τιμές, απαλλάσσοντάς τους από τους περιορισμούς προηγούμενων εταιρειών ή στρατών και παραδίδουν τη δυνατότητα ακρίβειας, αξιοπιστίας και επαναληψιμότητας σε μικρές εταιρείες, επιχειρήσεις.
Αντίθετα, οι μικροϋπολογιστές είναι 8-bit ενός χρήστη, απλές μηχανές που εκτελούν απλά λειτουργικά συστήματα (όπως το MS-DOS), ενώ οι υπομικροϋπολογιστές είναι 16-bit ή 32-bit. Πρωτοποριακές εταιρείες περιλαμβάνουν τις Dec, data general, και Hewlett Packard (HP) (τώρα αναφέρεται στους πρώην μικρούς υπολογιστές της, όπως ο HP3000, ως «διακομιστές»).
Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, η αργή οικονομική ανάπτυξη και το αυξανόμενο κόστος απασχόλησης έκαναν τη μηχανική κατεργασία CNC να μοιάζει με μια καλή και οικονομικά αποδοτική λύση και η ζήτηση για εργαλειομηχανές συστήματος NC χαμηλού κόστους αυξήθηκε. Αν και οι Αμερικανοί ερευνητές επικεντρώνονται σε βιομηχανίες υψηλής τεχνολογίας όπως το λογισμικό και η αεροδιαστημική, η Γερμανία (στην οποία προσχώρησε η Ιαπωνία τη δεκαετία του 1980) εστιάζει σε αγορές χαμηλού κόστους και ξεπερνά τις Ηνωμένες Πολιτείες στις πωλήσεις μηχανών. Ωστόσο, αυτή τη στιγμή, υπάρχει μια σειρά από αμερικανικές εταιρείες και προμηθευτές CAD, συμπεριλαμβανομένων των UGS Corp., computervision, applicon και IBM.
Στη δεκαετία του 1980, με τη μείωση του κόστους υλικού με βάση τους μικροεπεξεργαστές και την εμφάνιση του τοπικού δικτύου (LAN), ενός δικτύου υπολογιστών διασυνδεδεμένο με άλλα, εμφανίστηκε επίσης το κόστος και η προσβασιμότητα των εργαλειομηχανών CNC. Στο δεύτερο μισό της δεκαετίας του 1980, οι μικροί υπολογιστές και τα μεγάλα τερματικά υπολογιστών αντικαταστάθηκαν από δικτυακούς σταθμούς εργασίας, διακομιστές αρχείων και προσωπικούς υπολογιστές (PCS), απαλλαγώντας έτσι από τα μηχανήματα CNC των πανεπιστημίων και των εταιρειών που τα εγκατέστησαν παραδοσιακά (επειδή είναι τα μόνα ακριβούς υπολογιστές που έχουν την οικονομική δυνατότητα να τους συνοδεύουν).
Το 1989, το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας υπό το Υπουργείο Εμπορίου των ΗΠΑ δημιούργησε το έργο βελτιωμένου ελεγκτή μηχανών (EMC2, αργότερα μετονομάστηκε linuxcnc), το οποίο είναι ένα σύστημα λογισμικού ανοιχτού κώδικα gnu/linux που χρησιμοποιεί έναν υπολογιστή γενικής χρήσης για τον έλεγχο CNC μηχανές. Το Linuxcnc ανοίγει το δρόμο για το μέλλον των προσωπικών εργαλειομηχανών CNC, οι οποίες εξακολουθούν να είναι πρωτοπόρες εφαρμογές στον τομέα των υπολογιστών.
Ώρα δημοσίευσης: 19 Ιουλίου 2022