L'usinage CNC a révolutionné de nombreuses industries. Il offre précision et rapidité d'exécution. Des conceptions complexes qui prenaient des jours peuvent être réalisées en quelques minutes. Cette technologie est le fruit de plusieurs décennies d'efforts. L'histoire de l'usinage CNC remonte aux années 1950.
John T. Parsons est considéré comme le cerveau central de cette technologie. Toutefois, de nombreux autres ingénieurs ont également contribué à ce système d'usinage CNC. Il m'est impossible de mentionner tous ces efforts dans un seul paragraphe. C'est pourquoi ce guide est consacré à l'histoire des machines CNC et aux personnes qui en sont à l'origine. Vous y découvrirez toutes les évolutions.
Qu'est-ce que l'usinage CNC ?
L'usinage CNC est un processus de fabrication moderne qui utilise un système informatisé. CNC est l'abréviation de Computerized Numerical Control (commande numérique informatisée). L'usinage CNC utilise un système automatisé pour couper et façonner les matériaux. Ce système d'usinage confère à 100% une grande précision, même lorsqu'il s'agit de dessins complexes.
Dans le passé, les machines étaient manuelles. Le travail humain était nécessaire pour travailler avec les machines. Les choses ont changé aujourd'hui. L'usinage CNC ne nécessite pas un travail humain important. C'est un ordinateur qui contrôle l'ensemble du mécanisme des machines.
Le dessin, sous forme de codes, est transmis à l'ordinateur. Les machines sont équipées d'outils de coupe. Ces outils suivent les commandes de l'ordinateur. Ainsi, l'ordinateur, après avoir lu le code, envoie des instructions aux outils. En conséquence, les outils de coupe se déplacent selon les instructions informatisées.
Comme la machine est pilotée par un ordinateur, les risques d'erreur sont minimes. Les fabricants obtiennent une conception précise de la pièce 100%. Quelle que soit la complexité de la forme dont vous avez besoin, les machines CNC ne vous décevront jamais. Tout ce que vous avez à faire, c'est de créer un dessin. Le système informatisé des machines s'occupera de tout.
Histoire de l'usinage CNC
L'usinage CNC n'est pas une nouveauté. On pourrait croire qu'il s'agit d'une technologie moderne. Cependant, ses fondements remontent aux années 1950. Il a fait l'objet de nombreuses améliorations et avancées technologiques. Les machines CNC que vous voyez aujourd'hui sont le résultat d'années d'efforts. Voyons ce qu'il en est depuis le début.
1- Les débuts de l'usinage CNC
La fabrication de composants d'avions a pris beaucoup de temps pendant la Seconde Guerre mondiale. Comme vous le savez, les composants d'un avion nécessitent une précision de 100%. Obtenir des pièces aussi précises par un travail manuel était un défi et prenait beaucoup de temps. Ces deux problèmes rendaient le processus de production trop lent.
Les ingénieurs ont donc cherché à mettre au point un moyen de fabriquer rapidement les pièces. Vers 1948, John T. Parsons a fabriqué les premières pales de rotor d'hélicoptère en utilisant la CN. À l'époque, les ingénieurs n'étaient pas très intéressés par ce système d'usinage. N'oublions pas que John T. Parsons travaillait dans l'armée de l'air américaine.
En 1949, l'US Air Force a commencé à financer le MIT. L'objectif principal de ce financement était de mettre au point des systèmes de contrôle automatisés pour les machines. Ce financement a changé la donne. John Runyon a inventé la première machine numérique.
Cette machine n'était pas entièrement automatisée. Elle nécessitait un travail humain. Cependant, elle constituait la première étape de l'usinage CNC. Les années 1950 sont considérées comme la première année révolutionnaire des machines CNC. La première fraiseuse CNC a été inventée en 1952.
Les ingénieurs ont été confrontés au problème des instructions codées. Ils ont toutefois trouvé la solution sous la forme du code G. Ce code a été utilisé comme langage d'entrée et l'ordinateur a lu ces instructions codées. Celui-ci a été utilisé comme langage d'entrée et l'ordinateur a lu ces instructions codées en G. Les outils se sont donc déplacés et ont coupé le matériau selon les instructions informatisées. En conséquence, les outils se sont déplacés et ont coupé le matériau conformément aux instructions informatisées.
En bref : The Parsons a été à l'origine de la création des machines à commande numérique. Ses efforts sont toujours appréciés. En 1968, la Numerical Control Society lui a décerné des prix pour ses premiers travaux. Plus tard, en 1975, il a également reçu une plaque honorifique. On se souvient de lui comme du père de la deuxième révolution industrielle.
2- La révolution des ordinateurs numériques
Au début des années 1960, les machines à commande numérique n'étaient pas très rapides. Elles nécessitaient un maximum de travail humain. Bien que ces machines offrent une précision optimale, la vitesse pose problème. Les ingénieurs ont développé le premier ordinateur numérique pour les machines à commande numérique.
L'intégration de cet ordinateur dans les machines à commande numérique a constitué une percée. L'ordinateur pouvait stocker des codes et les récupérer, ce qui permettait de répéter le même dessin. L'intégration de l'ordinateur dans les machines CNC a contribué à la production de masse de pièces. Les fabricants ont pu obtenir des délais d'exécution rapides.
Plus tard, les machines numériques ont commencé à arriver sur le marché avec les ordinateurs numériques. À l'époque, elles étaient considérées comme une innovation importante. À la fin des années 1960, les machines CNC étaient capables d'atteindre une précision de 1/1000e. Il restait un problème à résoudre : développer un langage commun pour les machines à commande numérique.
Ces machines CNC sont devenues célèbres. Toutefois, en raison de la technologie plus récente, ces machines étaient coûteuses. Seules les marques ou les fabricants les plus importants pouvaient se les offrir. Cependant, l'avenir semble prometteur.
3- Progrès des logiciels
Les machines CNC sont d'une précision de 100%. Elles réalisent la forme conformément au dessin. Mais que se passe-t-il si le dessin présente des défauts ? La CNC qui suit le dessin donné produira une forme défectueuse et imprécise. Ce problème était courant dans les premiers temps.
La conception réalisée par l'homme n'était pas 100% précise. Toutefois, dans les années 1970, deux logiciels, la CAO et la FAO, ont été introduits. Ils ont permis de résoudre le problème de la précision de la conception. Le concepteur a utilisé le logiciel de CAO pour créer la forme de la pièce. Les dessins créés par la CAO sont très précis.
En outre, le logiciel de CAO permet au concepteur d'apporter des modifications mineures en cas de problème. Le logiciel de FAO (fabrication assistée par ordinateur) a également été bénéfique. Ce logiciel convertit la conception assistée par ordinateur en codes.
Ces codes contiennent des instructions de conception qui sont transmises à l'ordinateur. Les outils de coupe suivent ces instructions lorsqu'ils travaillent. Ainsi, le problème de l'imperfection de la conception a été résolu grâce à ces deux logiciels. Il n'est pas faux de dire que ces deux outils rendent la CNC 100% automatisée.
L'évolution de la CNC a pris le dessus. Vous verrez de nombreux types différents de ces machines. Chacune d'entre elles est adaptée à un usage spécifique. Il existe également des machines dotées de différents axes. Surtout, ces machines modernes sont relativement moins chères. Il n'est pas faux de dire que ces machines sont devenues incontournables pour les fabricants.
À retenir : Les machines CNC fabriquées dans les années 1950 étaient basées sur des bandes perforées. Elles ne disposaient pas de programmes informatisés et les outils de coupe dépendaient des bandes perforées pour leur déplacement. Les programmes informatiques sont apparus à la fin des années 1960.
Quand l'usinage CNC a-t-il été inventé ?
L'histoire de l'usinage CNC est abordée dans la section précédente. Il a fallu plus de 70 ans pour que cette technologie utile atteigne son niveau actuel. De nombreux ingénieurs et pionniers ont travaillé dur pour mettre cette technologie à la disposition du monde.
Les machines à commande numérique ont commencé à fonctionner juste après la Seconde Guerre mondiale. Cependant, en 1948, John T. Parsons a fabriqué les premières pales d'hélicoptères. Lors de cette fabrication, il a utilisé la machine à commande numérique. Cette machine à commande numérique a été le point de départ de l'usinage CNC.
Cependant, la première machine CNC fonctionnelle a été inventée en 1952. L'US Air Force a financé le MIT (Massachusetts Institute of Technology). Cet institut a fabriqué la première fraiseuse verticale Hydro-Tel. N'oubliez pas que cette machine était basée sur des bandes perforées. Ces bandes perforées étaient responsables du mouvement des machines.
Quelle a été la première machine à commande numérique ?
Comme je l'ai dit précédemment, la première machine à commande numérique a été fabriquée en 1952. Il s'agissait d'une fraiseuse verticale Cincinnati Hydro-Tel utilisée pour percer des trous. Cette machine n'avait pas de contrôleur informatisé et n'était pas 100% automatisée.
Au lieu de suivre des instructions, elle utilise des bandes perforées qui aident les outils à se déplacer. Il faut garder à l'esprit que cette machine a de nombreuses limites. Toutefois, sa précision était meilleure que celle de l'usinage manuel. Le MIT (Massachusetts Institute of Technology) a jeté les bases de l'usinage CNC moderne.
Quand l'usinage CNC est-il devenu populaire ?
L'idée de l'usinage CNC a toujours été populaire. En fait, dès le début, les ingénieurs savaient que les machines à commande numérique apporteraient une révolution. Toutefois, c'est dans les années 1960 que ces machines ont commencé à faire parler d'elles. Les principales raisons de leur popularité sont les suivantes
- Délai d'exécution rapide et simplification des productions en masse
- 100% précision dans la réalisation de pièces et de dessins complexes
Dans les années 1960, la conception était un peu délicate, ce qui entraînait des résultats imprécis. Cependant, après l'introduction des logiciels, les choses ont rapidement changé. Ces logiciels comprennent la FAO et la CAO. Les fabricants sont désormais en mesure d'adapter la conception à leurs besoins.
La première conception assistée par ordinateur a été réalisée en 1976. Ce qui a rendu le système CAO célèbre, c'est sa capacité d'adaptation. Si vous faites des erreurs, ce n'est pas un gros problème. Le logiciel enregistre les conceptions antérieures afin que le concepteur puisse procéder à des ajustements.
La vitesse et la précision étaient déjà au premier plan. Des logiciels tels que la FAO et la CAO ont permis d'automatiser davantage l'usinage CNC. Grâce à cette automatisation, les machines CNC ne nécessitent pas beaucoup de main-d'œuvre, ce qui réduit les frais de main-d'œuvre. Ces facteurs ont rendu l'usinage CNC très populaire depuis le début.
Quel est l'impact de l'usinage CNC sur le monde ?
Les machines à commande numérique ont révolutionné de nombreux secteurs. Les processus de fabrication qui prenaient des mois sont désormais réalisés en quelques jours. Ces machines ont un impact significatif sur les industries aérospatiale et automobile, qui ont toutes deux bénéficié d'un important coup de pouce.
Comme vous le savez, les composants des véhicules et des avions doivent être précis. De petites erreurs peuvent être fatales. La fabrication de ces pièces par des êtres humains peut entraîner des imprécisions. Les CNC sont utilisées dans ces industries pour fabriquer des pièces 100% précises.
De nombreuses entreprises ont amélioré leur production. Dans le passé, les constructeurs automobiles étaient très limités. L'homme devait fabriquer les pièces et les composants. Toutefois, avec les machines CNC, les composants sont fabriqués en un rien de temps. Cela a permis d'augmenter leur production en masse. L'utilisation de la CNC est devenue courante.
Un élément généralement négligé est le rapport coût-efficacité. Avant les années 1950, les entreprises dépendaient fortement de la main-d'œuvre humaine. Cette main-d'œuvre était à la fois longue et coûteuse. Toutefois, l'utilisation de la CNC a réduit le besoin de main-d'œuvre. Vous n'aurez pas à dépenser d'argent pour la main-d'œuvre. C'est un grand avantage pour les entreprises, qui peuvent ainsi réduire le prix de leurs produits.
En bref : Il ne fait aucun doute que la commande numérique a changé la donne dans le domaine de la fabrication. Cette technologie évolue encore et continuera à changer les choses. Jusqu'à présent, elle a eu un impact sur toutes les industries et a amélioré à la fois la précision et la production.
Comment l'usinage CNC a-t-il évolué au 21e siècle ?
Si vous comparez la situation d'AUJOURD'HUI à celle d'AUJOURD'HUI, vous constaterez une grande différence. Autrefois, les machines à commande numérique étaient peu nombreuses. Il y avait moins d'options. Aujourd'hui, en revanche, vous disposez de différents types de machines CNC. Chacune d'entre elles est spécialisée dans un travail spécifique. Voici une liste de quelques machines :
- Fraisage CNC
- Tournage CNC
- Découpe laser CNC
- Découpe plasma CNC
- Usinage par électroérosion CNC (EDM)
La liste est longue ! Les fabricants utilisent ces types de machines pour rendre leur travail plus efficace. Récemment, des machines CNC à axes multiples ont été introduites. Ces machines apportent plus de précision et de rapidité à la production.
Dans le passé, les outils de coupe des machines CNC n'avaient qu'un mouvement minimal. Aujourd'hui, les machines peuvent se déplacer sur plusieurs axes, ce qui permet aux outils de se déplacer et de découper le matériau dans une forme très complexe. Des logiciels tels que CAN permettent de créer facilement des modèles en 3D. Les progrès seront encore plus importants à l'avenir.
Quelle industrie utilise l'usinage CNC ?
Cette question doit être corrigée. Elle aurait dû être : "Quelle industrie n'utilise pas l'usinage CNC ? Quelle industrie n'utilise pas l'usinage CNC ? Presque toutes les industries manufacturières modernes ont recours à ces machines. Au début, seuls les marques et les fabricants les plus importants les utilisaient.
Cela s'explique par le prix élevé des machines. Cependant, de nombreux fabricants de machines CNC sont présents sur le marché. En raison de cette concurrence, chaque marque essaie de devancer ses concurrents. Dans cette course, les prix des machines ont baissé.
C'est pourquoi les petits fabricants adoptent également l'usinage CNC. Les principales industries qui utilisent les machines CNC sont l'aérospatiale et l'automobile. J'ai fourni un tableau montrant la liste des industries et leur utilisation des machines CNC dans la section ci-dessous.
| L'industrie | Pièces fabriquées à l'aide de machines CNC |
| Aérospatiale | Composants de moteurs, aubes de turbines, pièces de trains d'atterrissage, composants structurels, supports |
| Automobile | Blocs moteurs, culasses, boîtes de vitesses, boîtiers de transmission, pièces automobiles personnalisées |
| Médical | Instruments chirurgicaux, implants orthopédiques, implants dentaires, composants prothétiques, dispositifs médicaux |
| Électronique | Cartes de circuits imprimés, dissipateurs thermiques, connecteurs, boîtiers, petits composants métalliques |
| Militaire et défense | Composants d'armes, pièces d'avions, pièces de véhicules, équipements de communication, systèmes de surveillance |
N'oubliez pas que presque toutes les industries manufacturières utilisent des machines CNC dans une certaine mesure. Cependant, les industries mentionnées ci-dessus dépendent des machines CNC 100%. En d'autres termes, ces industries ne peuvent se passer de ces machines. Surtout, l'utilisation des machines à commande numérique augmente chaque jour.
Questions fréquemment posées
Q1 : Quelle est la différence entre l'usinage NC et l'usinage CNC ?
Le sigle NC désigne la commande numérique et le sigle CNC la commande numérique par ordinateur. Les deux sont similaires en termes de contrôle d'une machine par le biais d'instructions codées. Toutefois, les machines à commande numérique utilisent des programmes informatiques pour leur travail. Les machines à commande numérique n'utilisent pas de tels programmes.
Q2 : Qui a inventé l'usinage CNC ?
John T. Parsons et Richard Kregg sont considérés comme les inventeurs de l'usinage CNC. Ils ont joué un rôle crucial lorsqu'ils travaillaient au MIT. Ils ont réussi à fabriquer la fraiseuse verticale Cincinnati Hydro-Tel.
Q3 : Pourquoi l'usinage CNC est-il meilleur que les anciennes méthodes de fabrication ?
Les machines à commande numérique peuvent facilement créer des formes complexes. Leur précision est de 100% et elles offrent des résultats très rapides. De plus, leur implication dans l'automatisation permet d'économiser le coût de l'embauche d'ouvriers. En raison de ces avantages, l'usinage CNC est préféré aux anciennes techniques.
Q4 : Où l'usinage CNC a-t-il été créé ?
Les premières machines à commande numérique ont été créées au MIT (Massachusetts Institute of Technology). L'armée de l'air américaine a financé cet institut. John T. Parsons et Richard Kregg ont été les principaux cerveaux de cette création.
Q5 : Qui est le père de l'usinage CNC ?
John T. Parsons est connu comme le père de l'usinage CNC. Avec Richard Kegg, il a inventé la première machine CNC au MIT en 1952. Ses efforts dans le domaine des machines à commande numérique sont véritablement reconnus. En outre, il a également fabriqué des pales d'hélicoptère à l'aide de la commande numérique en 1948.
Conclusion
L'usinage CNC est devenu une nécessité pour les fabricants. Il permet de produire des pièces et des formes complexes avec une précision et une exactitude de 100%. Nombreux sont ceux qui pensent que l'usinage CNC n'est pas très ancien. C'est faux, car les efforts déployés pour mettre au point cette technologie remontent aux années 1950.
Ce que vous obtenez aujourd'hui est le résultat d'un progrès continu. Au début, ces machines CNC avaient une précision et une vitesse compromises. Cependant, l'ingénieur a continué à travailler et à s'améliorer. Aujourd'hui, différents types de machines sont disponibles. Remercions et apprécions tous ceux qui ont travaillé dans le passé.