De Evolutie van CNC Programmering: Een Concis Historisch Overzicht

Als het aankomt op productie, zijn weinig processen zo veelzijdig als CNC bewerking. CNC—kort voor computer numerieke besturing—is een methode om bewerkingswerk te automatiseren via een computer. In subtractieve CNC bewerking wordt een stuk metaal gevormd en gesneden om te voldoen aan de gespecificeerde eisen die in de computer geprogrammeerd zijn, waardoor het onderdeel met hoge precisie vervaardigd kan worden zonder operator of toezichthouder, waardoor menselijke fout uit het bewerkingsproces wordt geëlimineerd.

Het komt waarschijnlijk als geen verrassing, maar computer-geguide bewerking is een duidelijke verbetering ten opzichte van niet-gecomputeriseerde bewerking. Maar waar komt computernumerieke besturing vandaan? Innovatie en technologie hebben zeker een lange weg afgelegd in net onder 300 jaar, dus laten we een korte geschiedenis van CNC bespreken.

Waar beter te beginnen dan het begin? James Watt en Matthew Boulton bouwden stoommachines in de jaren 1760 en '70, maar ze moesten gehamerd ijzer gebruiken, wat lekkage langs de zuiger veroorzaakte. Dat is, tot 1775 toen John Wilkinson uitvond wat wijd wordt beschouwd als de eerste machine tool: een boormachine die het snijgereedschap aan beide uiten vastzag en door de cylinder uitsteek. Dit produceerde cilinders met een 50-inch diameter, waardoor de stoommachine van Boulton en Watt efficiënter kon draaien – de Industriële Revolutie aansturende.

In 1775 creëerde John Wilkinson wat wijd beschouwd wordt als de eerste machine tool, wat op zijn beurt hielp een efficiëntere stoommachine te creëren.

Nu, laten we een beetje terugspringen. In 1725 Frankrijk, vond Basile Bouchon een manier om textielweefgetouwen te besturen met gegevens gecodeerd op papier door gatjes te punchen. Hoewel baanbrekend, vereiste de methode nog een operator tot 1805 toen Joseph Jacquard sturdige kaarten in een reeks gebruikte om het proces te automatiseren, hoewel een werker de kaarten nog moest "coderen": gatjes erin punchen met de hand. In essentie "las" het weefgetouw de kaarten om draden te "selecteren" en haken te laten doorlopen op een ja/nee basis – binaire code.

Gepunchte kaarten vonden hun nut in diverse toepassingen door de 1800s heen inclusief telegrafen en zelfspelende piano's. Herman Hollerith gebruikte ze voor electromechanica en in 1896 richtte hij de Tabulating Machine Company op, wat we nu IBM noemen.

Dus, op dit punt hebben we machines en we hebben computers, dus nu moeten we ze combineren. Dit leidt tot servomechanismen, die gecreëerd werden door H. Calendar in Engeland in 1896. Een servo is een automatisch apparaat dat de prestaties van machines of mechanismen corrigeert. Een servomechanisme bestaat uit een te controleren apparaat, een ander dat opdrachten geeft, een foutdetector, en een foutcorrector. In CNC bewerking zijn servo's vitaal voor het bereiken van vereiste toleranties.

Hoewel servomechanismen beschikbaar waren, zou het nog bijna 50 jaar duren voordat ze hun toepassing in de luchtvaart vonden. In 1942 begon pioneer John Parsons numerieke besturing (NC) te gebruiken om helikopterrotorbladen te vervaardigen; hij perfectioneerde het proces in 1946 toen hij ingenieur Frank Stulen in dienst nam. Stulen had het idee om IBM's punchkaarten te gebruiken – ze werden nog steeds handmatig gepunch! – om beter te bepalen hoeveel spanning de rotorbladen aan konden. Kort daarna, 1949, stelt de US Air Force Parsons in dienst om nauwkeurige vliegtuigvleugels te construeren.

De volgende evolutie zou arriveren in 1956 toen MIT de Automatically Programmed Tool (APT) zou ontwikkelen, een taal gemaakt om te werken met MIT's Numerieke Besturing (NC) machine. De leider van het project, Douglass Ross, zou later de term "computer-ondersteund ontwerp" creëren, wat we nu CAD noemen, hoewel het Patrick Hanratty, een computewetenschapper bij GE was die de titel "Vader van CAD" zou verdienen voor het schrijven van de Pronto-taal in 1957 die latere CAD-programma's zouden gebruiken.

Door het gebruik van CAD-software kunnen ingenieurs complexe onderdelen ontwerpen en de informatie direct naar een CNC-machine sturen voor productie.

In de zestiger jaren begonnen computers kleiner te worden en computers en NC kwamen samen om uiteindelijk CNC te creëren. Met trage economische groei in de zeventiger jaren werd CNC een kosteneffectieve oplossing en de bruikbaarheid nam alleen toe als personal computers zoals de Apple II en Macintosh rekenkracht in handen van gewone mensen legden, en belangrijk voor ons, werktuigmakers.

Vandaag de dag duwt CNC de grenzen van bewerking voort. Voorbij zijn de dagen waar apparatuur maar één baan kon doen. Waar apparatuur ooit alleen kon frezen of draaien, hebben we nu machines die meerdere taken uitvoeren en in tot zesassen werken (toekomstige technologie zal deze uitspraak eens verouderd laten lijken).