Обработка с ЧПУ произвела революцию во многих отраслях промышленности. Она обеспечивает точность и быстрое выполнение заказа. Замысловатые конструкции, на которые раньше уходили дни, теперь можно выполнить за считанные минуты. Эта технология - результат многих десятилетий работы. История обработки с ЧПУ берет свое начало в 1950-х годах.
Джон Т. Парсонс считается главным творцом этой технологии. Однако многие другие инженеры также внесли свой вклад в создание этой системы обработки с ЧПУ. Я не могу описать все их усилия в одном абзаце. Поэтому это руководство посвящено истории станков с ЧПУ и людям, стоящим за ними. Вы узнаете обо всех эволюциях.
Что такое обработка с ЧПУ?
Обработка с ЧПУ - это современный производственный процесс, в котором используется компьютеризированная система. CNC расшифровывается как Computerized Numerical Control. Обработка с ЧПУ использует автоматизированную систему для резки и придания формы материалам. Эта система обработки обеспечивает точность 100% даже при работе со сложными конструкциями.
В прошлом машины были ручными. Для работы с машинами требовался человеческий труд. Сейчас ситуация изменилась. Обработка с ЧПУ не требует значительного человеческого труда. Вместо этого компьютер управляет всем механизмом станка.
Дизайн в виде кодов поступает в компьютер. На станках установлены режущие инструменты. Эти инструменты следуют командам компьютера. Таким образом, компьютер, прочитав код, посылает инструкции инструментам. В результате режущие инструменты двигаются в соответствии с компьютерными инструкциями.
Поскольку машиной управляет компьютер, вероятность ошибки минимальна. Производители получают точный дизайн детали 100%. Независимо от того, насколько сложная форма вам нужна, станки с ЧПУ никогда не разочаруют. Все, что вам нужно сделать, - это создать проект. Компьютеризированная система станков позаботится обо всем.
История обработки с ЧПУ
Обработка с ЧПУ не является чем-то новым. Может показаться, что это современная технология. Однако ее основание восходит к 1950-м годам. Она претерпела множество усовершенствований и технологических достижений. Станки с ЧПУ, которые вы видите сегодня, - это результат многолетних усилий. Давайте рассмотрим все с самого начала.
1- Первые дни обработки с ЧПУ
Во время Второй мировой войны производство компонентов самолетов занимало много времени. Как известно, детали самолетов требуют точности 100%. Добиться такой точности деталей с помощью ручного труда было сложно и требовало много времени. Эти две проблемы делали производственный процесс слишком медленным.
Это заставило инженеров разработать способ быстрого изготовления деталей. Примерно в 1948 году Джон Т. Парсонс изготовил первые лопасти несущего винта вертолета с помощью ЧПУ. В то время инженеры не уделяли особого внимания этой системе обработки. Помните, что Джон Т. Парсонс раньше работал в ВВС США.
В 1949 году ВВС США начали финансировать Массачусетский технологический институт. Основным направлением финансирования было создание автоматизированных систем управления в машинах. Это финансирование оказалось судьбоносным. Джон Руньон изобрел первую числовую машину.
Эта машина не была полностью автоматизирована. Ему требовался человеческий труд. Однако это был первый шаг к обработке на станках с ЧПУ. 1950-е годы считаются главным революционным годом для станков с ЧПУ. Первый фрезерный станок с ЧПУ был изобретен в 1952 году.
Инженеры столкнулись с проблемой кодированных инструкций. Однако они нашли решение в виде G-кода. Он использовался в качестве входного языка, и компьютер считывал эти G-кодовые инструкции. В результате инструменты перемещались и резали материал в соответствии с компьютерными инструкциями.
Краткое описание: Парсонс стоял у истоков создания станков с ЧПУ. Его усилия всегда ценились и ценятся. В 1968 году Общество числового управления наградило его за ранние работы. Позже, в 1975 году, он также получил почетную доску. Его помнят как отца второй промышленной революции.
2- Революция цифровых компьютеров
В начале 1960-х годов станки с числовым программным управлением были не очень быстрыми. Они требовали максимального количества человеческого труда. Хотя эти станки обеспечивали оптимальную точность, скорость была проблемой. Инженеры разработали первый цифровой компьютер для станков с ЧПУ.
Интеграция этого компьютера в станки с ЧПУ стала прорывом. Компьютер мог хранить коды и извлекать их, позволяя повторять одну и ту же конструкцию. Интеграция компьютера в станки с ЧПУ помогла в массовом производстве деталей. Производители смогли добиться быстрой оборачиваемости.
Позже цифровые машины стали появляться на рынке вместе с цифровыми компьютерами. В то время это считалось значительной инновацией. К концу 1960-х годов станки с ЧПУ могли достигать точности до 1/1000-й. Оставалась одна проблема - разработать общий язык для станков с ЧПУ.
Эти станки с ЧПУ становились все более известными. Однако из-за новых технологий эти станки стоили дорого. Их могли позволить себе только именитые бренды или производители. Однако будущее выглядело многообещающим.
3- Достижения в области программного обеспечения
Станки с ЧПУ имеют точность 100%. Они создают форму в соответствии с проектом. Но что, если проект имеет некоторые недостатки? ЧПУ, следуя заданному дизайну, сделает неточную форму. Эта проблема была распространена в первые дни работы.
Созданный человеком дизайн не был 100% точным. Однако в 1970-х годах появились две программы - CAD и CAM. Они решили проблему точности конструкции. Конструктор использовал программу CAD для создания формы детали. Конструкции, созданные с помощью CAD, очень точны.
Кроме того, программное обеспечение CAD позволяет дизайнеру вносить небольшие изменения, если возникают какие-либо проблемы. Программное обеспечение CAM (Computer Aided Manufacturing) также оказалось полезным. Это программное обеспечение преобразует компьютерный дизайн в коды.
Эти коды содержат инструкции по проектированию, которые поступают в компьютер. Режущие инструменты при работе следуют этим инструкциям. Таким образом, проблема несовершенства конструкции была решена благодаря этим двум программам. Не будет ошибкой сказать, что эти два инструмента делают ЧПУ 100% автоматизированным.
В настоящее время эволюция станков с ЧПУ идет полным ходом. Вы увидите множество различных типов этих станков. Каждый из них подходит для определенных целей. Также доступны станки с различными осями. Кроме того, эти современные станки стоят сравнительно недорого. Не будет ошибкой сказать, что эти станки стали обязательными для производителей.
Запомните: Станки с ЧПУ, созданные в 1950-х годах, были основаны на перфолентах. У них не было компьютерных программ, и движение режущих инструментов зависело от перфолент. Компьютерные программы появились в конце 1960-х годов.
Когда была изобретена обработка с ЧПУ?
История обработки с ЧПУ описана в предыдущем разделе. Этой полезной технологии потребовалось более 70 лет, чтобы достичь своего нынешнего уровня. Многие инженеры и первопроходцы приложили немало усилий, чтобы эта технология появилась на свет.
Станки с ЧПУ начали использоваться сразу после Второй мировой войны. Однако уже в 1948 году Джон Т. Парсонс изготовил первые лопасти для вертолетов. Во время этого производства он использовал станок с ЧПУ. Этот станок с ЧПУ стал отправной точкой для развития обработки с ЧПУ.
Однако первый работающий станок с ЧПУ был изобретен в 1952 году. ВВС США финансировали Массачусетский технологический институт (MIT). Этот институт создал первый вертикально-фрезерный станок Hydro-Tel. Не забывайте, что в основе этого станка лежала перфорированная лента. Эти перфоленты отвечали за движение станка.
Каким был первый станок с ЧПУ?
Как я уже говорил, первый станок с ЧПУ был изготовлен в 1952 году. Это был вертикальный фрезерный станок Cincinnati Hydro-Tel, использовавшийся для сверления отверстий. Этот станок не имел компьютеризированного контроллера и не был 100% автоматизирован.
Вместо того чтобы следовать инструкциям, он использует перфорированные ленты, которые помогают инструментам двигаться. Не забывайте, что у этого станка много ограничений. Однако его точность выше по сравнению с ручной обработкой. Массачусетский технологический институт (MIT) положил начало современной обработке на станках с ЧПУ.
Когда обработка с ЧПУ стала популярной?
Идея создания станков с ЧПУ всегда была популярна. Фактически с самого начала инженеры знали, что станки с ЧПУ приведут к революции. Однако в 1960-х годах эти станки начали оказывать влияние. Основными причинами их популярности были:
- Быстрое выполнение заказа и облегчение массовых производств
- 100% точность при изготовлении деталей и сложных конструкций
В 1960-х годах проектирование было немного сложным, что приводило к неточным результатам. Однако после появления программного обеспечения ситуация быстро изменилась. К таким программам относятся CAM и CAD. Производители получили возможность создавать конструкции в соответствии со своими потребностями.
Первый компьютерный дизайн был создан в 1976 году. Знаменитой систему CAD сделала ее настраиваемость. Если вы допустите какую-то ошибку, это не будет большой проблемой. Программа сохраняет предыдущие проекты, чтобы дизайнер мог внести коррективы.
Скорость и точность уже были на высоте. Программное обеспечение, такое как CAM и CAD, еще больше автоматизировало обработку на станках с ЧПУ. Благодаря этой автоматизации станки с ЧПУ не нуждаются в большом количестве рабочей силы, что сокращает расходы на оплату труда. Эти факторы сделали обработку на станках с ЧПУ очень популярной с самого начала.
Какое влияние оказала обработка с ЧПУ на мир?
Станки с ЧПУ произвели революцию во многих отраслях промышленности. Производственные процессы, которые раньше занимали месяцы, теперь выполняются за несколько дней. Эти станки оказали значительное влияние на аэрокосмическую и автомобильную промышленность, которые получили большой толчок в развитии.
Как известно, детали автомобилей и самолетов требуют точности. Небольшие ошибки могут быть смертельно опасны. Изготовление таких деталей с участием людей может привести к неточностям. ЧПУ используются в этих отраслях для изготовления деталей с точностью 100%.
Многие компании усовершенствовали свое производство. Раньше возможности автопроизводителей были весьма ограничены. Люди должны были изготавливать детали и компоненты. Однако с помощью станков с ЧПУ компоненты изготавливаются в кратчайшие сроки. Это позволило увеличить объемы производства. Использование ЧПУ стало обычным делом.
Один момент, который обычно упускается из виду, - это экономическая эффективность. До 1950-х годов компании в значительной степени полагались на человеческий труд. Этот труд отнимал много времени и стоил дорого. Однако использование ЧПУ сократило потребность в рабочей силе. Вам не придется тратить деньги на оплату труда. Это большой плюс для компаний, позволяющий снизить цену на свою продукцию.
Краткое описание: Не секрет, что ЧПУ изменило форму производства. Эта технология продолжает развиваться, и она будет продолжать меняться. К настоящему времени она затронула все отрасли промышленности и повысила точность и производительность.
Как изменилась обработка с ЧПУ в 21 веке?
Если вы сравните "СЕЙЧАС" и "ТОГДА", то увидите большую разницу. В прошлом станки с ЧПУ были минимальными. Было меньше вариантов. Однако сейчас вы получаете различные типы станков с ЧПУ. Каждый из них специализируется на выполнении определенной работы. Вот список некоторых станков:
- Фрезерование с ЧПУ
- Токарная обработка с ЧПУ
- Лазерная резка с ЧПУ
- Плазменная резка с ЧПУ
- Электроэрозионная обработка с ЧПУ (EDM)
Список можно продолжать! Производители используют эти типы станков, чтобы сделать свою работу более эффективной. Недавно появились станки с ЧПУ с несколькими осями. Такие станки повышают точность и скорость производства.
В прошлом режущие инструменты станков с ЧПУ имели минимальную подвижность. Теперь станки могут двигаться по многим осям, что позволяет инструментам перемещаться и разрезать материал в очень сложной форме. Программное обеспечение, такое как CAN, позволяет легко создавать 3D-модели. В будущем мы увидим еще большее развитие.
В каких отраслях используется обработка с ЧПУ?
Этот вопрос нуждается в исправлении. Он должен был звучать так: В какой отрасли не используется обработка с ЧПУ? Почти каждая современная отрасль производства использует эти станки. На первых порах их использовали только именитые бренды и производители.
Это было связано с высокими ценами на станки. Однако на рынке представлено множество производителей станков с ЧПУ. Благодаря такой конкуренции каждый бренд старается опередить своих конкурентов. В этой гонке цены на станки снизились.
В связи с этим небольшие производители также переходят на обработку на станках с ЧПУ. Основными отраслями, в которых используются станки с ЧПУ, являются аэрокосмическая и автомобильная. В разделе ниже я привел таблицу с перечнем отраслей и их использованием станков с ЧПУ.
| Промышленность | Детали, изготовленные на станках с ЧПУ |
| Аэрокосмическая промышленность | Компоненты двигателя, лопатки турбины, детали шасси, структурные компоненты, кронштейны |
| Автомобили | Блоки цилиндров, головки блока цилиндров, коробки передач, корпуса трансмиссий, автомобильные запчасти на заказ |
| Медицина | Хирургические инструменты, ортопедические имплантаты, зубные имплантаты, компоненты протезов, медицинские изделия |
| Электроника | Печатные платы, радиаторы, разъемы, корпуса, мелкие металлические детали |
| Военное дело и оборона | Компоненты вооружений, детали самолетов, детали автомобилей, оборудование связи, системы наблюдения |
Помните, что почти каждая отрасль производства в той или иной степени использует станки с ЧПУ. Однако в упомянутых выше отраслях промышленности станки с ЧПУ используются в первую очередь. Проще говоря, эти отрасли не могут без них существовать. Кроме того, использование станков с ЧПУ растет с каждым днем.
Часто задаваемые вопросы
Q1: В чем разница между обработкой с ЧПУ и CNC?
NC означает Numerical Control, а CNC - Computer Numerical Control. Обе системы похожи тем, что управляют станком с помощью закодированных инструкций. Однако станки с ЧПУ используют для своей работы компьютеризированные программы. В NC такие программы не используются.
Вопрос 2: Кто изобрел обработку с ЧПУ?
Джон Т. Парсонс и Ричард Крегг считаются изобретателями станков с ЧПУ. Они сыграли решающую роль во время работы в Массачусетском технологическом институте. Им удалось создать вертикальный фрезерный станок Cincinnati Hydro-Tel.
Вопрос 3: Почему обработка с ЧПУ лучше, чем старые методы производства?
Станки с ЧПУ легко создают сложные формы. Их точность составляет 100%, и они обеспечивают очень быстрый выход продукции. Кроме того, их использование для автоматизации позволяет сэкономить на найме рабочей силы. Благодаря этим преимуществам обработка на станках с ЧПУ предпочтительнее старых технологий.
Вопрос 4: Где была создана обработка с ЧПУ?
Первые станки с ЧПУ были созданы в Массачусетском технологическом институте (MIT). Этот институт финансировали ВВС США. Джон Т. Парсонс и Ричард Крегг были главными "мозгами", стоящими за этим созданием.
Вопрос 5: Кто является отцом обработки с ЧПУ?
Джон Т. Парсонс известен как отец обработки с ЧПУ. Вместе с Ричардом Кеггом он изобрел первый станок с ЧПУ в Массачусетском технологическом институте в 1952 году. Его усилия в области станков с ЧПУ получили заслуженное признание. Более того, в 1948 году он также изготавливал лопасти вертолетов с помощью ЧПУ.
Заключение
Обработка с ЧПУ стала обязательным условием для производителей. Она позволяет получать сложные детали и формы с точностью и аккуратностью 100%. Многие считают, что ЧПУ - не очень старая технология. Это неверно, поскольку работа над этой технологией началась еще в 1950-х годах.
То, что вы получаете сегодня, - результат непрерывного совершенствования. Вначале эти станки с ЧПУ имели невысокую точность и скорость. Однако инженеры продолжали работать и совершенствоваться. Сегодня доступны различные типы станков. Давайте поблагодарим и оценим всех, кто работал в прошлом.