Все станки с ЧПУ, независимо от их размера и сложности, используют одни и те же технологические инновации, некоторым из которых более ста лет.
Прослеживая историю этих инноваций, мы можем проследить развитие первых станков с ЧПУ в конце 1940-х годов и, в конечном итоге, развитие точных, высокоскоростных многоосных обрабатывающих центров, которые мы теперь используем каждый день для быстрого прототипирования и производства. Мелкосерийное производство.
перфокарта 1890 г.
Эти скромные карты для хранения данных произошли от небольших прочных пластин или жестких карт, изобретенных Жозефом Мари Жаккардом в 1804 году для управления ткацкими станками. В своей самой ранней форме отверстия определяли, где будут или не будут активироваться различные крючки для прикрепления нити к определенной части текстильного рисунка. Поскольку эти карты можно нанизывать на цепочки бесконечной длины, они позволяют создавать бесконечно сложные узоры.
Но эти ранние карты требовали только механического управления. Герман Холлерит, инженер Массачусетского технологического института, начал экспериментировать с методами чтения карт и машинами, необходимыми для этого. Он разработал систему перфокарт для записи переписи населения США 1890 года и стал одним из основателей новой науки об обработке данных. Позже он основал компанию по продаже своих машин и карточных технологий, которая позже стала частью IBM. Это был предшественник современного компьютерного хранилища данных.
лента 1928 года
Немецкие изобретатели далеко опередили своих американских коллег в разработке технологии записи магнитных сигналов на проводящих средах. Хотя эту идею предложили другие, Фриц Пфлеймер запатентовал ленту, в которой использовался оксид в сочетании с полимером. Вторая мировая война снова стимулировала усовершенствование методов записи, отправки и хранения секретных данных.
В 1945 году, когда союзники наконец вторглись в Германию, американскому солдату Джону Маллину было поручено захватить ценный немецкий магнитный телефон или записывающее устройство. После войны Маллин поделился чудесами магнитного телефона с певцом и актером Бингом Кросби, который вложил средства в эту технологию и первым использовал ее для документирования золотого века Голливуда. Множество улучшений в достопримечательностях и звуках.
Конечно, теперь у нас есть оптические диски или флэш-память, но первые коммерчески успешные станки с ЧПУ использовали магнитную ленту для перемещения больших объемов цифровой информации достаточно быстро, чтобы сделать эту идею осуществимой.
ШВП 1929 г.
Хотя шарико-винтовая передача с рециркуляцией не является строго необходимой для создания станков с ЧПУ, она по-прежнему остается наиболее надежным и эффективным методом преобразования вращательного движения в линейный ход. Они были изобретены Рудольфом Бёмом в Техасе в 1929 году и представляли собой довольно большой винт по сравнению с более простыми и откровенно дешевыми ходовыми винтами Acme, используемыми на ручных станках. улучшение.
Преимущество ШВП заключается в том, что при установке на прецизионный винтовой вал он обеспечивает очень низкое трение и высокую повторяемую точность. Они также противостоят крутящему моменту других систем. Поэтому, когда двигатель или рукоятка вращает вал, винт и все, что на нем установлено, быстро тянется по своей длине. Они также очень надежны и требуют минимального обслуживания, если защищены гибкими пылезащитными чехлами.
Серводвигатель времен Второй мировой войны
Невозможно назвать точную дату изобретения серводвигателя, поскольку на самом деле он стал кульминацией многих предыдущих достижений в области аккумуляторных технологий, проводимости и систем обратной связи с обратной связью. Как и многие другие изобретения, их разработка была во многом мотивирована потребностями Второй мировой войны, в данном случае для управления размещением радаров и зенитных орудий.
Серводвигатели работают путем преобразования вращательного движения в линейное расстояние. Они используют энкодеры для отправки электрических сигналов, которые дают точные показания их вращательного положения. При соединении с винтовым валом на станке с ЧПУ это означает, что если серводвигатель повернется на долю градуса, шариковый винт переместится на точное линейное расстояние вдоль одной оси, и энкодер отобразит это как показание. Это важный интерфейс для преобразования цифровой информации в физическое движение. Все станки с ЧПУ используют эти типы двигателей для управления своим положением по каждой оси.
Инструмент автоматического программирования 1956 г.
APT — это компьютерная программа, разработанная Дугласом Т. Россом и его командой в Массачусетском технологическом институте. Им нужно было найти способ объединить ранние станки с числовым программным управлением (ЧПУ) с недавно разработанными компьютерными возможностями, чтобы позиционировать их быстрее и эффективнее.
Предыдущие версии инструментов с числовым программным управлением по-прежнему использовали перфокарты или перфорированную ленту для ввода инструкций по одной, и их нужно было переводить опытным операторам. Но аэрокосмическая и оборонная промышленность стремились найти способ производить сложные детали точно и быстрее. Правительство спонсировало рабочую группу вместе с 14 отдельными компаниями, работающими вместе над созданием первого языка машинного программирования. Он стал предшественником G-Code и систем CAD/CAM, которые мы используем сегодня, и был самым первым созданным стандартом ANSI.
Машина с числовым программным управлением 1952 г.
Джону Т. Парсонсу приписывают патентование первого настоящего станка с числовым программным управлением совместно с Массачусетским технологическим институтом и другими представителями оборонной промышленности. Он пытался найти лучший способ надежного изготовления лопастей несущего винта для вертолетов и крыльев для самолетов, которые до этого времени изготавливались по сложным шаблонам, подверженным ошибкам. Он был первым, кто увидел ценность использования математической системы точек для определения движения режущей головки в пространстве.
В его инновациях использовались более ранние разработки системы перфокарт, серводвигателей, шариковых винтов и, в конечном итоге, магнитной ленты, а также фиксированного языка программирования. Все это теперь собралось вместе, чтобы сформировать основу для современных фрезерных и токарных станков с ЧПУ, 3D-печати и других автоматизированных форм производства.
Мы ежедневно используем эти инструменты в своей работе и не представляем жизни без них. Конечно, мы всегда будем использовать лучшие технологии, когда вы обратитесь к нам, чтобы получить бесплатное ценовое предложение для вашей следующей великой инновации.
