द्वन्द्व जन्मिएको प्रविधि, तपाईंलाई सीएनसी मेसिनिङ प्रविधिको विकास इतिहास थाहा छैन

संक्षेपमा, मेशिन औजार भनेको मेसिनको लागि औजार मार्गलाई निर्देशित गर्ने एउटा औजार हो - प्रत्यक्ष, म्यानुअल मार्गनिर्देशन, जस्तै म्यानुअल औजार र लगभग सबै मानव औजारहरू, जबसम्म मानिसहरूले मेसिन औजारको आविष्कार गर्दैनन्।

संख्यात्मक नियन्त्रण (NC) ले स्वचालित रूपमा मेशिन उपकरणहरू नियन्त्रण गर्न प्रोग्रामेबल तर्क (अक्षरहरू, संख्याहरू, प्रतीकहरू, शब्दहरू वा संयोजनहरूको रूपमा डेटा) को प्रयोगलाई बुझाउँछ। यो देखा पर्नु अघि, प्रशोधन उपकरणहरू सधैं म्यानुअल अपरेटरहरू द्वारा नियन्त्रित थिए।

कम्प्यूटर संख्यात्मक नियन्त्रण (CNC) ले मेसिनिङ उपकरण नियन्त्रण प्रणालीमा माइक्रोप्रोसेसरमा सही इन्कोड गरिएका निर्देशनहरू पठाउनुलाई बुझाउँछ, ताकि शुद्धता र स्थिरता सुधार गर्न सकिन्छ। CNC जुन मानिसहरूले आजको बारेमा कुरा गर्छन् लगभग सबैले कम्प्युटरमा जडान भएका मिलिङ मेसिनहरूलाई जनाउँछ। प्राविधिक रूपमा बोल्दा, यो कम्प्युटरद्वारा नियन्त्रित कुनै पनि मेसिनको वर्णन गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।

गत शताब्दीमा, धेरै आविष्कारहरूले सीएनसी मेशिन उपकरणहरूको विकासको लागि जग राखेका छन्। यहाँ, हामी संख्यात्मक नियन्त्रण प्रविधिको विकासका चार आधारभूत तत्वहरू हेर्छौं: प्रारम्भिक मेसिन उपकरणहरू, पंच कार्डहरू, सर्वो मेकानिजमहरू र स्वचालित प्रोग्रामिङ उपकरणहरू (एपीटी) प्रोग्रामिङ भाषा।

प्रारम्भिक मेशिन उपकरणहरू

बेलायतमा दोस्रो औद्योगिक क्रान्तिको समयमा, औद्योगिक क्रान्तिलाई शक्ति प्रदान गर्ने स्टीम इन्जिन सिर्जना गरेकोमा जेम्स वाटको प्रशंसा गरिएको थियो, तर उनले 1775 सम्म स्टीम इन्जिन सिलिन्डरहरूको शुद्धता निर्माण गर्न कठिनाइहरूको सामना गरे, जोन जोनविल्किन्सनले संसारको पहिलो मेशिन उपकरणको रूपमा चिनिन्छ। बोरिङ स्टीम इन्जिन सिलिन्डरहरूको लागि र हल गरिएको थियो। यो बोरिङ मेसिन पनि विल्किन्सनले आफ्नो मौलिक तोपको आधारमा डिजाइन गरेको हो।

पंच कार्ड

1725 मा, फ्रान्सेली कपडा कामदार, Basile bouchon, प्वालहरूको श्रृंखला मार्फत कागजको टेपमा एन्कोड गरिएको डेटा प्रयोग गरेर लुमहरू नियन्त्रण गर्ने तरिका आविष्कार गरे। यद्यपि यो ग्राउन्डब्रेकिंग छ, यो विधिको हानि पनि स्पष्ट छ, त्यो हो, यसलाई अझै पनि अपरेटरहरू चाहिन्छ। 1805 मा, जोसेफ मारी ज्याक्वार्डले यो अवधारणालाई अपनाए, तर यसलाई क्रमबद्ध रूपमा व्यवस्थित गरिएको बलियो पंच कार्डहरू प्रयोग गरेर यसलाई सुदृढ र सरलीकृत गरियो, जसले गर्दा प्रक्रियालाई स्वचालित बनाइयो। यी पंच कार्डहरू व्यापक रूपमा आधुनिक कम्प्युटिङको आधार मानिन्छन् र बुनाईमा गृह हस्तकला उद्योगको अन्त्य चिन्ह लगाउँछन्।

चाखलाग्दो कुरा के छ भने, त्यस समयमा रेशम बुन्दाहरूले ज्याक्वार्ड लुमहरूको प्रतिरोध गरेका थिए, जसले यो स्वचालनले उनीहरूलाई आफ्नो जागिर र जीविकोपार्जनबाट वञ्चित गर्ने चिन्ता व्यक्त गरे। तिनीहरूले उत्पादनमा लगाइएका करघाहरू बारम्बार जलाए। यद्यपि, तिनीहरूको प्रतिरोध व्यर्थ साबित भयो, किनभने उद्योगले स्वचालित लूमहरूको फाइदाहरू पहिचान गर्यो। 1812 सम्म, फ्रान्समा 11000 ज्याक्वार्ड लुमहरू प्रयोगमा थिए।

पंच कार्डहरू 1800 को अन्तमा विकसित भयो र टेलिग्राफ देखि स्वचालित पियानो सम्म धेरै प्रयोगहरू फेला पारे। यद्यपि मेकानिकल नियन्त्रण प्रारम्भिक कार्डहरूद्वारा निर्णय गरिएको थियो, अमेरिकी आविष्कारक हर्मन होलेरिथले इलेक्ट्रोमेकानिकल पंच कार्ड ट्याबुलेटर सिर्जना गरे, जसले खेलको नियमहरू परिवर्तन गर्यो। उनको प्रणाली 1889 मा पेटेंट गरिएको थियो, जब उनी अमेरिकी जनगणना ब्यूरोको लागि काम गर्दै थिए।

हर्मन होलेरिथले 1896 मा ट्याब्युलेटर कम्पनी स्थापना गरे र 1924 मा आईबीएम स्थापना गर्न अन्य चार कम्पनीहरूसँग विलय गरे। 20 औं शताब्दीको दोस्रो भागमा, कम्प्युटर र संख्यात्मक नियन्त्रण मेसिनहरूको डाटा इनपुट र भण्डारणको लागि पञ्च कार्डहरू पहिलो पटक प्रयोग गरियो। मूल ढाँचामा प्वालहरूको पाँच पङ्क्तिहरू छन्, जबकि पछिका संस्करणहरूमा छ, सात, आठ वा बढी पङ्क्तिहरू छन्।

सर्वो संयन्त्र

सर्वो मेकानिज्म एक स्वचालित यन्त्र हो, जसले मेसिन वा मेकानिजमको कार्यसम्पादन सुधार्न त्रुटि प्रेरक प्रतिक्रिया प्रयोग गर्दछ। केहि अवस्थामा, सर्वोले उच्च-शक्ति यन्त्रहरूलाई धेरै कम शक्ति भएका यन्त्रहरूद्वारा नियन्त्रण गर्न अनुमति दिन्छ। सर्वो मेकानिजम एक नियन्त्रित यन्त्र, आदेश दिने अर्को यन्त्र, त्रुटि पत्ता लगाउने उपकरण, त्रुटि सङ्केत एम्पलीफायर र त्रुटिहरू सच्याउने यन्त्र (सर्वो मोटर) मिलेर बनेको हुन्छ। सर्वो प्रणालीहरू सामान्यतया चरहरू नियन्त्रण गर्न प्रयोग गरिन्छ जस्तै स्थिति र गति, र सबैभन्दा सामान्य इलेक्ट्रिक, वायमेटिक वा हाइड्रोलिक हुन्।

पहिलो इलेक्ट्रिक सर्वो मेकानिजम 1896 मा बेलायतमा एच क्यालेन्डर द्वारा स्थापित भएको थियो। 1940 सम्म, MIT ले एक विशेष सर्वो मेकानिज्म प्रयोगशाला सिर्जना गर्यो, जुन यस विषयमा विद्युतीय ईन्जिनियरिङ् विभागको बढ्दो ध्यानबाट उत्पन्न भएको थियो। सीएनसी मेशिनिङमा, स्वचालित मेशिन प्रक्रिया द्वारा आवश्यक सहिष्णुता सटीकता प्राप्त गर्न सर्वो प्रणाली धेरै महत्त्वपूर्ण छ।

स्वचालित प्रोग्रामिङ उपकरण (APT)

अटोमेटिक प्रोग्रामिङ टूल (एपीटी) सन् १९५६ मा म्यासाचुसेट्स इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजीको सर्वो मेकानिज्म प्रयोगशालामा जन्मिएको थियो। यो कम्प्युटर एप्लिकेसन समूहको सिर्जनात्मक उपलब्धि हो। यो एक प्रयोग गर्न-गर्न-सजिलो उच्च-स्तर प्रोग्रामिङ भाषा हो, जुन विशेष रूपमा CNC मेसिन उपकरणहरूको लागि निर्देशनहरू उत्पन्न गर्न प्रयोग गरिन्छ। मूल संस्करण FORTRAN भन्दा पहिलेको थियो, तर पछिका संस्करणहरू फोरट्रानसँग पुन: लेखिएका थिए।

Apt MIT को पहिलो NC मेसिनसँग काम गर्न सिर्जना गरिएको भाषा हो, जुन विश्वको पहिलो NC मेसिन हो। त्यसपछि यो कम्प्युटर-नियन्त्रित मेसिन टूल प्रोग्रामिङको मानक बन्न जारी रह्यो, र 1970 को दशकमा व्यापक रूपमा प्रयोग भयो। पछि, apt को विकास वायु सेना द्वारा प्रायोजित गरिएको थियो र अन्ततः नागरिक क्षेत्र को लागी खोलिएको थियो।

कम्प्युटर एप्लिकेसन समूहका प्रमुख डगलस टी. रोसलाई एप्टको पिता भनेर चिनिन्छ। उनले पछि "कम्प्युटर एडेड डिजाइन" (CAD) शब्द बनाए।

संख्यात्मक नियन्त्रणको जन्म

सीएनसी मेसिन टूल्सको उदय हुनु अघि, पहिलो सीएनसी मेसिन टूल्स र पहिलो सीएनसी मेसिन टूल्सको विकास हो। यद्यपि ऐतिहासिक विवरणहरूको विभिन्न विवरणहरूमा केही भिन्नताहरू छन्, पहिलो सीएनसी मेसिन उपकरण सेनाले सामना गर्ने विशिष्ट उत्पादन चुनौतीहरूको प्रतिक्रिया मात्र होइन, तर पंच कार्ड प्रणालीको प्राकृतिक विकास पनि हो।

"डिजिटल नियन्त्रणले दोस्रो औद्योगिक क्रान्तिको सुरुवात र वैज्ञानिक युगको आगमनलाई चिन्ह लगाउँछ जसमा मेसिन र औद्योगिक प्रक्रियाहरूको नियन्त्रण अशुद्ध ड्राफ्टबाट सहीमा परिवर्तन हुनेछ।" - निर्माण ईन्जिनियरहरूको संघ।

अमेरिकी आविष्कारक जोन टी. पार्सन्स (१९१३-२००७) लाई संख्यात्मक नियन्त्रणका पिता मानिन्छ। उनले विमान इन्जिनियर फ्रान्क एल स्टुलेनको सहयोगमा संख्यात्मक नियन्त्रण प्रविधिको अवधारणा र कार्यान्वयन गरे। मिशिगनमा एक निर्माताको छोराको रूपमा, पार्सन्सले 14 वर्षको उमेरमा आफ्नो बुबाको कारखानामा एसेम्बलरको रूपमा काम गर्न थाले। पछि, उनले पारिवारिक व्यवसाय पार्सन्स निर्माण कम्पनी अन्तर्गत धेरै उत्पादन कारखानाहरूको स्वामित्व र सञ्चालन गरे।

पार्सन्ससँग पहिलो NC प्याटेन्ट छ र संख्यात्मक नियन्त्रणको क्षेत्रमा यसको अग्रगामी कार्यको लागि राष्ट्रिय आविष्कारक हल अफ फेममा चयन गरिएको थियो। पार्सन्ससँग कुल 15 वटा पेटेन्टहरू छन्, र अन्य 35 वटा उसको उद्यमलाई दिइएको छ। निर्माण ईन्जिनियरहरूको समाजले 2001 मा पार्सन्सको अन्तर्वार्ता लिएको थियो ताकि सबैलाई उनको दृष्टिकोणबाट उनको कथा थाहा होस्।

प्रारम्भिक NC तालिका

१९४२:जोन टी. पार्सन्सलाई सिकोर्स्की एयरक्राफ्टले हेलिकप्टर रोटर ब्लेडहरू निर्माण गर्न उप-ठेकेमा लिएको थियो।

१९४४:पङ्खा किरणको डिजाइन त्रुटिको कारण, तिनीहरूले निर्माण गरेको पहिलो 18 ब्लेड मध्ये एउटा असफल भयो, जसको परिणामस्वरूप पाइलटको मृत्यु भयो। पार्सन्सको विचार भनेको रोटर ब्लेडलाई बलियो बनाउनको लागि धातुको साथमा मुक्का लगाउनु हो र एसेम्बलीलाई बलियो बनाउन ग्लु र स्क्रू बदल्नु हो।

१९४६:मानिसहरूले सही रूपमा ब्लेड उत्पादन गर्नको लागि एक उत्पादन उपकरण सिर्जना गर्न चाहन्थे, जुन त्यस समयका परिस्थितिहरूको लागि ठूलो र जटिल चुनौती थियो। त्यसकारण, पार्सन्सले विमान इन्जिनियर फ्रान्क स्टुलेनलाई काममा लिए र अन्य तीन व्यक्तिहरूसँग इन्जिनियरिङ टोली गठन गरे। स्टुलेनले ब्लेडमा तनाव स्तर निर्धारण गर्न आईबीएम पंच कार्डहरू प्रयोग गर्ने सोचेका थिए, र उनीहरूले परियोजनाको लागि सात आईबीएम मेसिनहरू भाडामा लिए।

1948 मा, स्वचालित मेशिन उपकरणहरूको गति अनुक्रम सजिलैसँग परिवर्तन गर्ने लक्ष्य दुई मुख्य तरिकामा हासिल गरिएको थियो - केवल एक निश्चित गति अनुक्रम सेटिङको तुलनामा - र दुई मुख्य तरिकामा गरिन्छ: ट्रेसर नियन्त्रण र डिजिटल नियन्त्रण। हामीले देख्न सक्छौं, पहिलोले वस्तुको भौतिक मोडेल बनाउन आवश्यक छ (वा कम्तिमा पूर्ण रेखाचित्र, जस्तै सिनसिनाटी केबल ट्रेसर हाइड्रोपावर फोन)। दोस्रो वस्तु वा भागको छवि पूरा गर्न होइन, तर केवल यसलाई सार गर्न: गणितीय मोडेलहरू र मेसिन निर्देशनहरू।

१९४९:अमेरिकी वायुसेनालाई अल्ट्रा प्रेसिजन विंग संरचनाको मद्दत चाहिन्छ। पार्सन्सले आफ्नो CNC मेसिन बेचे र यसलाई वास्तविकता बनाउन $200000 को सम्झौता जित्यो।

१९४९:पार्सन्स र स्टुलेनले स्नाइडर मेसिन एण्ड टुल कर्पोरेशनसँग मेसिनहरू विकास गर्न काम गरिरहेका छन् र उनीहरूलाई मेसिनहरूलाई सही रूपमा काम गर्न सर्वो मोटरहरू चाहिन्छ भन्ने महसुस गरे। पार्सन्सले म्यासाचुसेट्स इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजीको सर्वो मेकानिजम प्रयोगशालामा "कार्ड-ए-म्याटिक मिलिङ मेसिन" को सर्वो प्रणालीलाई सबकन्ट्र्याक्ट गरे।

1952 (मे): पार्सन्सले "मोटर कन्ट्रोल डिभाइस फर पोजिसनिङ मेसिन टूल्स" को लागि पेटेन्टको लागि आवेदन दियो। उनले 1958 मा पेटेंट प्रदान गरे।

१९५२ (अगस्ट):जवाफमा, MIT ले "संख्यात्मक नियन्त्रण सर्वो प्रणाली" को लागी पेटेन्टको लागि आवेदन गर्यो।

दोस्रो विश्वयुद्ध पछि, अमेरिकी वायुसेनाले यसको संस्थापक जोन पार्सनले बनाएको NC मेसिनिंग नवाचारलाई थप विकास गर्न पार्सन्ससँग धेरै सम्झौताहरू हस्ताक्षर गर्यो। पार्सन्सले एमआईटीको सर्वो मेकानिज्म प्रयोगशालामा भइरहेको प्रयोगहरूमा चासो राखेका थिए र एमआईटीलाई स्वचालित नियन्त्रणमा विशेषज्ञता प्रदान गर्न 1949 मा एक परियोजना उप-ठेकेदार बन्ने प्रस्ताव राखेका थिए। अर्को 10 वर्षहरूमा, MIT ले सम्पूर्ण परियोजनाको नियन्त्रण प्राप्त गर्यो, किनभने सर्वो प्रयोगशालाको "थ्री-एक्सिस कन्टिन्युन पाथ कन्ट्रोल" को दृष्टिले पार्सन्सको "कट इन कटिङ पोजिसनिङ" को मूल अवधारणालाई प्रतिस्थापन गर्यो। समस्याहरूले सधैं प्रविधिलाई आकार दिन्छ, तर इतिहासकार डेभिड नोबलले रेकर्ड गरेको यो विशेष कथा प्रविधिको इतिहासमा महत्त्वपूर्ण कोसेढुङ्गा बनेको छ।

१९५२:MIT ले तिनीहरूको 7-रेल छिद्रित बेल्ट प्रणाली प्रदर्शन गर्‍यो, जुन जटिल र महँगो छ (250 भ्याकुम ट्यूबहरू, 175 रिलेहरू, पाँच फ्रिज आकारको क्याबिनेटहरूमा)।

सन् १९५२ मा एमआईटीको मूल सीएनसी मिलिङ मेसिन हाइड्रो टेल थियो, परिमार्जित ३-अक्ष सिनसिनाटी मिलिङ मेसिन कम्पनी।

सेप्टेम्बर, 1952 मा साइन्टिफिक अमेरिकनको जर्नल "स्वचालित नियन्त्रण" मा "सेल्फ रेगुलेटिङ मेसिन, जसले मानवजातिको भविष्यलाई प्रभावकारी रूपमा आकार दिने वैज्ञानिक र प्राविधिक क्रान्तिलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ" को बारेमा सातवटा लेखहरू छन्।

1955:Concord नियन्त्रणहरू (MIT को मूल टोलीका सदस्यहरू मिलेर बनेको) ले न्यूमेरिकर्ड सिर्जना गर्‍यो, जसले MIT NC मेसिनहरूमा GE द्वारा विकसित टेप रिडरको साथमा छिद्रित टेपलाई प्रतिस्थापन गर्‍यो।
टेप भण्डारण
१९५८:पार्सन्सले यूएस प्याटेन्ट 2820187 प्राप्त गर्यो र बेन्डिक्सलाई विशेष इजाजतपत्र बेच्यो। आईबीएम, फुजित्सु र जनरल इलेक्ट्रिकले आफ्नै मेसिनहरू विकास गर्न थालेपछि उप-लाइसेन्स प्राप्त गरे।

१९५८:एमआईटीले एनसी अर्थशास्त्रमा एउटा प्रतिवेदन प्रकाशित गर्‍यो, जसले निष्कर्ष निकाल्यो कि हालको एनसी मेसिनले वास्तवमा समय बचाउन सकेन, तर फ्याक्ट्री कार्यशालाबाट पर्फोरेटेड बेल्टहरू बनाउने मानिसहरूमा श्रमशक्ति हस्तान्तरण गर्‍यो।