História da tecnologia de usinagem CNC, Parte 2: evolução de NC para CNC

Até a década de 1950, os dados de operação da máquina CNC vinham principalmente de cartões perfurados, que eram produzidos principalmente por meio de árduos processos manuais.O ponto de virada no desenvolvimento do CNC é que quando o cartão é substituído pelo controle por computador, ele reflete diretamente o desenvolvimento da tecnologia computacional, bem como os programas de desenho assistido por computador (CAD) e manufatura assistida por computador (CAM).O processamento tornou-se uma das primeiras aplicações da moderna tecnologia de computadores.

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Embora o mecanismo de análise desenvolvido por Charles Babbage em meados de 1800 seja considerado o primeiro computador no sentido moderno, o turbilhão de computadores em tempo real I do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) (também nascido no laboratório de servomáquinas) é o primeiro computador do mundo com computação paralela e memória de núcleo magnético (como mostrado na figura abaixo).A equipe conseguiu usar a máquina para codificar a produção controlada por computador de fita perfurada.O hospedeiro original usava cerca de 5.000 tubos de vácuo e pesava cerca de 20.000 libras.

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O lento progresso do desenvolvimento de computadores durante esse período foi parte do problema da época.Além disso, as pessoas que tentam vender essa ideia não sabem realmente sobre fabricação - são apenas especialistas em computação.Naquela época, o conceito de NC era tão estranho para os fabricantes que o desenvolvimento dessa tecnologia era muito lento na época, de modo que o Exército dos EUA finalmente teve que fabricar 120 máquinas NC e alugá-las a vários fabricantes para começar a popularizar seu uso .

Cronograma de evolução de NC para CNC

Meados da década de 1950:O código G, a linguagem de programação NC mais usada, nasceu no Laboratório de servomecanismos do Massachusetts Institute of Technology.O código G é usado para dizer às máquinas-ferramentas computadorizadas como fazer algo.O comando é enviado ao controlador da máquina, que informa ao motor a velocidade do movimento e o caminho a seguir.

1956:a força aérea propôs criar uma linguagem de programação geral para controle numérico.O novo departamento de pesquisa do MIT, liderado por Doug Ross e nomeado Computer Applications Group, começou a estudar a proposta e desenvolver algo mais tarde conhecido como a linguagem de programação ferramenta programada automaticamente (APT).

1957:a associação da indústria aeronáutica e um departamento da força aérea cooperaram com o MIT para padronizar o trabalho do apt e criaram a primeira máquina CNC oficial.O Apt, criado antes da invenção da interface gráfica e do FORTRAN, usa apenas texto para transferir geometria e caminhos de ferramentas para máquinas de controle numérico (NC).(a versão posterior foi escrita em FORTRAN, e o apt foi finalmente lançado na área civil.

1957:enquanto trabalhava na General Electric, o cientista da computação americano Patrick J. Hanratty desenvolveu e lançou uma linguagem de programação NC comercial chamada Pronto, que lançou as bases para futuros programas CAD e lhe rendeu o título informal de "pai do cad/cam".

"Em 11 de março de 1958, nasceu uma nova era de produção manufatureira. Pela primeira vez na história da manufatura, várias máquinas de produção em larga escala controladas eletronicamente operavam simultaneamente como uma linha de produção integrada. poderia perfurar, furar, fresar e passar peças irrelevantes entre máquinas.

1959:A equipe do MIT realizou uma coletiva de imprensa para mostrar suas máquinas-ferramentas CNC recém-desenvolvidas.

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1959:a força aérea assinou um contrato de um ano com o laboratório de sistemas eletrônicos do MIT para desenvolver o "projeto de design assistido por computador".O projeto de engenharia de automação do sistema (AED) resultante foi lançado para o domínio público em 1965.

1959:A General Motors (GM) começou a estudar o que mais tarde foi chamado de design aprimorado por computador (DAC-1), que foi um dos primeiros sistemas de CAD gráfico.No ano seguinte, eles apresentaram a IBM como parceira.Os desenhos podem ser digitalizados no sistema, que os digitaliza e pode ser modificado.Então, outro software pode converter as linhas em formas 3D e produzi-las para serem enviadas para a fresadora.O DAC-1 foi colocado em produção em 1963 e estreou publicamente em 1964.

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1962:foi lançado o primeiro plotter eletrônico de sistema CAD gráfico comercial (EDM) desenvolvido pela itek, um empreiteiro de defesa dos EUA.Foi adquirido pela control data corporation, uma empresa de mainframe e supercomputador, e renomeado para digigraphy.Foi inicialmente usado pela Lockheed e outras empresas para fabricar as peças de produção da aeronave de transporte militar C-5 Galaxy, mostrando o primeiro caso de um sistema de produção cad/cnc de ponta a ponta.

A revista Time da época escreveu um artigo sobre EDM em março de 1962, e apontou que o projeto do operador entrava em um computador barato através do console, que poderia resolver problemas e armazenar as respostas em formato digital e microfilme em sua biblioteca de memória.Basta pressionar o botão e desenhar um esboço com uma caneta de luz, e o engenheiro pode entrar no diálogo em execução com o EDM, recuperar qualquer um de seus primeiros desenhos na tela em um milissegundo e alterar suas linhas e curvas à vontade.

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Ivan Sutherland está estudando TX-2

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Diagrama esquemático do marcador

Naquela época, os projetistas mecânicos e elétricos precisavam de uma ferramenta para acelerar o trabalho árduo e demorado que costumavam fazer.Para atender a essa necessidade, Ivan E. Sutherland, do Departamento de Engenharia Elétrica do MIT, criou um sistema para tornar os computadores digitais um parceiro ativo para os projetistas.

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Máquinas-ferramentas CNC ganham tração e popularidade

Em meados da década de 1960, o surgimento de pequenos computadores acessíveis mudou as regras do jogo na indústria.Graças à nova tecnologia de transistor e memória de núcleo, essas máquinas poderosas ocupam muito menos espaço do que os mainframes do tamanho de uma sala usados ​​até agora.

Computadores pequenos, também conhecidos na época como computadores de médio porte, naturalmente têm preços mais acessíveis, liberando-os das restrições de empresas ou exércitos anteriores e entregando o potencial de precisão, confiabilidade e repetibilidade para pequenas empresas.

Em contraste, os microcomputadores são máquinas simples de usuário único de 8 bits executando sistemas operacionais simples (como o MS-DOS), enquanto os computadores subminiatura são de 16 bits ou 32 bits.Empresas inovadoras incluem Dec, Data General e Hewlett Packard (HP) (agora se refere a seus antigos computadores pequenos, como o HP3000, como "servidores").

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No início da década de 1970, o crescimento econômico lento e os custos de emprego crescentes fizeram a usinagem CNC parecer uma solução boa e econômica, e a demanda por máquinas-ferramentas de sistema NC de baixo custo aumentou.Embora os pesquisadores americanos se concentrem em indústrias de ponta, como software e aeroespacial, a Alemanha (junta-se ao Japão na década de 1980) concentra-se em mercados de baixo custo e supera os Estados Unidos em vendas de máquinas.No entanto, neste momento, há uma série de empresas e fornecedores de CAD americanos, incluindo UGS Corp., computervision, applicon e IBM.

Na década de 1980, com o declínio do custo do hardware baseado em microprocessadores e o surgimento da rede local (LAN), uma rede de computadores interligada com outras, surgiram também o custo e a acessibilidade das máquinas-ferramentas CNC.Na segunda metade da década de 1980, pequenos computadores e grandes terminais de computadores foram substituídos por estações de trabalho em rede, servidores de arquivos e computadores pessoais (PCS), eliminando assim as máquinas CNC das universidades e empresas que tradicionalmente as instalavam (por serem as únicas computadores caros que podem acompanhá-los).

Em 1989, o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia do Departamento de Comércio dos EUA criou o projeto de controlador de máquina aprimorado (EMC2, mais tarde renomeado como linuxcnc), que é um sistema de software gnu/linux de código aberto que usa um computador de propósito geral para controlar CNC máquinas.Linuxcnc abre caminho para o futuro das máquinas-ferramentas CNC pessoais, que ainda são aplicações pioneiras no campo da computação.


Horário da postagem: 19 de julho de 2022