تاریخچه CNC
مالکیت این مقاله به سایت برقو(زیر مجموعه مجله ساخت و تولید) تعلق دارد و هر گونه کپی برداری حتی با ذکر منبع ممنوع است
این مقاله از آرشیو مجله ساخت و تولید برداشته شده است و مربوط به سال 2009 است
کنترل عددی
CNC Computerized Numeric Control
قسمت اول تاریخچه CNC
محمد حسین علیزاده از شرکت روش های کنترل پیشرفته
نماینده رسمی کنترلر های ECS
مقدمه: نویسنده با توجه به کاربرد های روز افزون کنترلر عددی (NC ) و آغاز انقلاب دوم صنعتی
با اختراع آن در صنعت ،اقدام به ترجمه و گرداوری مقاله زیر نموده است.
عموماً جان پارسون را پدر کنترل عددی می نامند. وی یک ماشین کار بود که در کارگاه پدرش مشغول بکار بود. در کنار کار اصلیش به خرید و فروش ماشین ابزار نیز می پرداخت. در اوایل دهه چهل میلادی در پی اختراع بالگرد، سفارش ساخت ملخ بالگرد را از شرکت سیکورسکی دریافت کرد. در سال 1946 میلادی جهت انجام این پروژه فرانک استولن را بعنوان سر مهندس بخش ساخت قطعات بالگرد درکارگاه پدری استخدام کرد.
در عمل تولید این قطعه بسیار مشکلتر از ایده ساخت آن بود. ملخهای بالگرد شکل بسیار پیچیده ای داشتندو با ابزارهای موجود آن زمان ساخت آن بسیار زمان بر و هزینه بر بود. ابعاد ملخ ها تلرانس ساخت بالائی دارند، زیرا باید دقت تولید ملخها ها آنقدر نزدیک بهم باشد که اولاً حین گردش نیروی بلابر (LIFT) یکسانی تولید نمایند، دوماً بالانس آنها برقرار شود. ضمنا محاسبات سطح ملخ بسیار پیچیده بود. پارسون با آگاهی از اینکه برخی شرکت های بزرگ برای حل مسائل مهندسی پیچیده از ماشین حساب پانچ کارتی استفاده می کنند، تصمیم به استفاده از این ماشین حساب گرفت. بنابراین پارسون با استفاده از ماشین حساب موفق به استخراج جداول عددی شد که سطح ملخ را مشخص می کردند، البته با در نظر گرفتن دقت مورد نظرخریدار.
در عمل فرزکاری سطح آیرودینامیکی ، یک عملیات دستی بود. تا این زمان ماشین حساب فقط ابزاری جهت چک کردن کیفیت قطعه کار بود. پس از آنکه آنها موفق به تعریف الگوی (Patern) عددی سطح ملخ شدند، پارسون ایده استفاده از این روش جهت عملیات ماشین کاری را در ذهن می پروراند. او به این نتیجه رسید که بجای در نظر گرفتن کل نقاط سطح ملخ، با احتساب قطر ابزار برشی(Tool Offset) تعداد نقاط را کاهش دهد. نتیجتا با اعلام مختصات (X,Y) نقاطی را بر روی مواد اولیه سوراخ می کردند و در پایان عملیات ماشینکاری به سطحی شبیه سطح ملخ می رسیدند، که با دو مرحله کار با دست قطعه آماده تحویل می گشت.
این روش را ” بشماره – بشمار” (By-The-Number) نامیدند. زیرا یکنفر موقعیت محورها را میخواند واپراتور نیز پس از انجام ما شینکاری درخواست مختصات نقطه بعد را میکرد.
نیروی هوائی آمریکا، پس از مشاهده قطعه ساخته شده و تائید کیفی آن توسط شرکت سیکورسکی ، قراردادی را جهت ساخت جیگ های قطعات بال هواپیما با پارسون امضاء نمود. نام این قطعات استرینگر(Stringer)بود، که در طول بال به صورت عرضی چیده می شدند(شکل (1.
استرینگر های یک بال سطح آیرودینامیکی را تشکیل میدهند. جیگ های استرینگر از جنس فولاد سخت بودند و خود استرینگرها ریخته گری می شدند.
ضمنا هر قسمت از بال، استرینگر خاص خود را داشت.
بنابراین، پارسون جهت سرعت بخشیدن به کار ساخت جیگ ها ، ایده حرکت محورهای دستگاه فرز بوسیله موتور و کنترل سرعت (ِDrive) را عملی نمود. چراکه سرعت حرکت محور ها بادست ، بسیار پائینتر ازحرکت با موتور بود. ضمن اینکه آنها می توانستند نقاط بیشتری را در زمان کمتر جهت رسیدن به یک سطح سوراخکاری نمایند. نتیجتا دقت قطعات بالا رفته ، در عوض سوراخکاری نوار پانچ (برنامه نویسی) افزایش می یافت.
کنترلر این دستگاه، به صورت مکانیکی نقاط را از روی نوار پانچ خوانده و تک تک محورها را حرکت
می داد. پس از این شیوه ماشینکاری، پارسون جهت بهبود عملیات ماشینکاری با کمک لابراتوار سروومکانیزم دانشگاه ماسا چوست (MIT) که در جریان جنگ جهانی دوم موفق به ساخت دستگاههای اتوماتیک مجهز به بازخورد موقعیت( Position Feedback) شده بود، توانست دستگاه فرز مجهز به کنترلرموقعیت، کنترلر سرعت و سیستم اندازه گیری موقعیت بسازد. در این مرحله سرعت عملکرد دستگاه و دقت موقعیت یابی آن بسیار بهبود یافت. با تمام این پیشرفت ها، هنوز دستگاه فرز مجهز به این تجهیزات، کارائی مورد نیاز را نداشت. مهندسین دانشگاه MIT پیشنهاد جدیدی را ارائه نمودند. آنها معتقد بودند که اگر ابزار بتواند همزمان با حرکت از یک نقطه به نقطه دیگر براده برداری نماید ، هم کیفیت سطح بالاتری خواهند داشت و نیز زمان ماشینکاری کاهش می یابد. سر انجام در ابتدای دهه پنجاه میلادی آنها موفق به ساخت کنترلری گردیدند که مسیر حرکت ابزار را کنترل میکرد. بدنه این فرز ساخت شرکت سین سیناتی (Cincinati) بود. تابلوی کنترلی دستگاه شامل پنج کابینت ،هرکدام باندازه یک یخچال بزرگ بود. این سیستم شامل 250 لامپ خلاء ، 175 رله و تعداد زیادی قطعات متحرک مکانیکی بود. ارزش این دستگاه بیش از 2.640.000 دلار امروزی بود. با این وجود بسیاری از شرکتهای فعال در ساخت قطعات هوا-فضا جزء اولین سفارش دهنده های آن بودند.
دهه پنجاه، دهه پیشرفت شیوه های کنترلی ماشینهای NC بود. چراکه پیچیدگی رایانه ها که بعضا مکانیکی بودند، باعث حجیم بودن دستگاه و کاربری سخت آنها می شد. دهه شصت میلادی با پیشرفت ریز کامپیوترها،کنترل های عددی هم پیشرفت کردند، که باعث کاهش قیمت و ساده تر شدن کاربری آنها گردید. نیاز تولید کنندگان قطعات ، منجر به رشد تولید ماشین آلات مجهز به کنترلر عددی گردید . در آمریکا شرکت ( G&L) به صورت تجاری ساخت کنترلرهای عددی وانواع ماشینهای NC را هدف خود قرار داد. در اروپا نیز در سال 1962 کارلو دل گروسو) (Carlo Del Grossoبرای اولین بار کنترلر NC را به شرکتهای قطعه سازی صنایع هوائی وخودرو سازی معرفی نمود. ودراواخر دهه شصت میلادی شرکت. E.C.Sرا با هدف تولید انبوه کنترلرهای CNC تاسیس کرد. شرکت E.C.S. به سرعت از رقبای آمریکائی واروپائی خود پیشی گرفته واولین کنترلر CNC مجهز به مانیتور را در سال 1974 معرفی نمود.
بدین سان اندیشه کنترلر عددی باعث انقلاب دوم صنعتی گردید. هم اکنون کلیه فرایندهایی که به صورت مجموعه حرکتی قابل اجرا باشند، می توانند از کنترلر های عددی استفاده نمایند این کاربردها شامل روباتها ، دستگاهای فرز ،تراش، برش لیزر ، واترجت وغیره می باشد.
منابع :
- James Brittain, “Alexanderson: Pioneer in American Electrical Engineering”, Johns Hopkins University Press, 1992, ISBN 080184228X, pp. 210-211
- The International Biographical Dictionary of Computer Pioneers referrs to Parsons as “the father of computertized milling machines”, and the Society of Manufacturing Engineers awarewd him a Citation for “conceptualization of numerical control marked the beginning of the second industrial revolution.”
www.irmpm.com
873 بازدید کل ، 2 امروز
