Yn y bôn, offeryn peiriant yw offeryn peiriant i arwain y llwybr offer - nid trwy arweiniad uniongyrchol, â llaw, fel offer llaw a bron pob offer dynol, nes bod pobl yn dyfeisio offeryn peiriant.
Mae rheolaeth rifiadol (NC) yn cyfeirio at ddefnyddio rhesymeg raglenadwy (data ar ffurf llythrennau, rhifau, symbolau, geiriau neu gyfuniadau) i reoli offer peiriannu yn awtomatig. Cyn iddo ymddangos, roedd offer prosesu bob amser yn cael eu rheoli gan weithredwyr llaw.
Mae rheolaeth rifiadol gyfrifiadurol (CNC) yn cyfeirio at anfon cyfarwyddiadau wedi'u hamgodio'n gywir at y microbrosesydd yn y system rheoli offer peiriannu, er mwyn gwella cywirdeb a chysondeb. Mae CNC y mae pobl yn siarad amdano heddiw bron i gyd yn cyfeirio at beiriannau melino sy'n gysylltiedig â chyfrifiaduron. Yn dechnegol, gellir ei ddefnyddio i ddisgrifio unrhyw beiriant a reolir gan gyfrifiadur.
Yn y ganrif ddiwethaf, mae llawer o ddyfeisiau wedi gosod y sylfaen ar gyfer datblygu offer peiriant CNC. Yma, edrychwn ar bedair elfen sylfaenol o ddatblygiad technoleg rheoli rhifiadol: offer peiriant cynnar, cardiau dyrnu, mecanweithiau servo ac iaith raglennu offer rhaglennu awtomatig (APT).
Offer Peiriant Cynnar
Yn ystod yr ail chwyldro diwydiannol ym Mhrydain, canmolwyd James Watt am greu'r injan stêm a oedd yn llywio'r chwyldro diwydiannol, ond cafodd anawsterau wrth weithgynhyrchu silindrau injan stêm tan 1775, creodd John Johnwilkinson yr hyn a elwir yn offeryn peiriant cyntaf y byd. ar gyfer silindrau injan stêm ddiflas ac fe'i datryswyd. Dyluniwyd y peiriant diflas hwn hefyd gan Wilkinson yn seiliedig ar ei ganon gwreiddiol;
Dyrnu
Yn 1725, dyfeisiodd Basile Bouchon, gweithiwr tecstilau Ffrengig, ddull o reoli gwyddiau trwy ddefnyddio data wedi'i amgodio ar dapiau papur trwy gyfres o dyllau. Er ei fod yn torri tir newydd, mae anfantais y dull hwn hefyd yn amlwg, hynny yw, mae angen gweithredwyr arno o hyd. Yn 1805, mabwysiadodd Joseph Marie Jacquard y cysyniad hwn, ond cafodd ei gryfhau a'i symleiddio trwy ddefnyddio cardiau dyrnu cryfach wedi'u trefnu yn eu trefn, a thrwy hynny awtomeiddio'r broses. Mae'r cardiau dyrnu hyn yn cael eu hystyried yn eang fel sylfaen cyfrifiadura modern ac yn nodi diwedd y diwydiant gwaith llaw cartref wrth wehyddu.
Yn ddiddorol, roedd gwehyddion sidan yn gwrthsefyll gwyddiau jacquard bryd hynny, a oedd yn poeni y byddai'r awtomeiddio hwn yn eu hamddifadu o'u swyddi a'u bywoliaeth. Fe wnaethant losgi'r gwyddiau dro ar ôl tro a roddwyd i gynhyrchu; Fodd bynnag, roedd eu gwrthiant yn ofer, oherwydd bod y diwydiant yn cydnabod manteision gwyddiau awtomataidd. Erbyn 1812, roedd 11000 o wyddiau jacquard yn cael eu defnyddio yn Ffrainc.
Datblygodd cardiau wedi'u dyrnu ddiwedd yr 1800au a dod o hyd i lawer o ddefnyddiau, o Telegraph i biano awtomatig. Er mai cardiau cynnar oedd yn penderfynu ar reolaeth fecanyddol, creodd y dyfeisiwr Americanaidd Herman Hollerith dabulator cerdyn dyrnu electromecanyddol, a newidiodd reolau'r gêm. Cafodd ei system ei patentio ym 1889, pan oedd yn gweithio i Swyddfa Cyfrifiad yr UD.
Sefydlodd Herman Hollerith y cwmni tabulator ym 1896 ac unodd â phedwar cwmni arall i sefydlu IBM ym 1924. Yn ail hanner yr 20fed ganrif, defnyddiwyd cardiau pwnio yn gyntaf ar gyfer mewnbynnu data a storio cyfrifiaduron a pheiriannau rheoli rhifiadol. Mae gan y fformat gwreiddiol bum rhes o dyllau, tra bod gan y fersiynau dilynol chwech, saith, wyth neu fwy o resi.
Mecanwaith servo
Mae mecanwaith servo yn ddyfais awtomatig, sy'n defnyddio adborth anwythol gwall i gywiro perfformiad y peiriant neu'r mecanwaith. Mewn rhai achosion, mae Servo yn caniatáu i ddyfeisiau pŵer uchel gael eu rheoli gan ddyfeisiau sydd â phŵer llawer is. Mae'r mecanwaith servo yn cynnwys dyfais reoledig, dyfais arall sy'n rhoi gorchmynion, offeryn canfod gwallau, mwyhadur signal gwall a dyfais (modur servo) sy'n cywiro gwallau. Defnyddir systemau servo fel arfer i reoli newidynnau megis safle a chyflymder, a'r rhai mwyaf cyffredin yw trydan, niwmatig neu hydrolig.
Sefydlwyd y mecanwaith servo trydan cyntaf gan galendr H. ym Mhrydain ym 1896. Erbyn 1940, creodd MIT labordy mecanwaith servo arbennig, a ddeilliodd o sylw cynyddol yr Adran peirianneg drydanol i'r pwnc hwn. Mewn peiriannu CNC, mae system servo yn bwysig iawn i gyflawni'r cywirdeb goddefgarwch sy'n ofynnol yn ôl y broses beiriannu awtomatig.
Offeryn Rhaglennu Awtomatig (APT)
Ganwyd Offeryn Rhaglennu Awtomatig (APT) yn Labordy Mecanwaith Servo Sefydliad Technoleg Massachusetts ym 1956. Mae'n gyflawniad creadigol o'r grŵp cymwysiadau cyfrifiadurol. Mae'n iaith raglennu lefel uchel hawdd ei defnyddio, a ddefnyddir yn arbennig i gynhyrchu cyfarwyddiadau ar gyfer offer peiriant CNC. Roedd y fersiwn wreiddiol yn gynharach na Fortran, ond ailysgrifennwyd fersiynau diweddarach gyda Fortran.
Mae APT yn iaith a grëwyd i weithio gyda pheiriant NC cyntaf MIT, sef peiriant NC cyntaf y byd. Yna parhaodd i ddod yn safon rhaglennu offer peiriant a reolir gan gyfrifiadur, ac fe'i defnyddiwyd yn helaeth yn y 1970au. Yn ddiweddarach, noddwyd datblygiad APT gan y Llu Awyr ac yn y pen draw fe'i hagorwyd i'r sector sifil.
Gelwir Douglas T. Ross, pennaeth y Grŵp Cais Cyfrifiadurol, yn Dad Apt. Yn ddiweddarach bathodd y term “dyluniad â chymorth cyfrifiadur” (CAD).
Genedigaeth rheolaeth rifiadol
Cyn ymddangosiad offer peiriant CNC yn dod i'r amlwg, y cyntaf yw datblygu offer peiriant CNC a'r offer peiriant CNC cyntaf. Er bod rhai gwahaniaethau yn y disgrifiadau gwahanol o fanylion hanesyddol, mae'r offeryn peiriant CNC cyntaf nid yn unig yn ymateb i'r heriau gweithgynhyrchu penodol a wynebir gan y fyddin, ond hefyd yn ddatblygiad naturiol o'r system cerdyn dyrnu.
“Mae rheolaeth ddigidol yn nodi dechrau’r ail chwyldro diwydiannol a dyfodiad yr oes wyddonol lle bydd rheoli peiriannau a phrosesau diwydiannol yn newid o ddrafftiau amwys i rai cywir.” - Cymdeithas y Peirianwyr Gweithgynhyrchu.
Mae'r dyfeisiwr Americanaidd John T. Parsons (1913 – 2007) yn cael ei ystyried yn eang fel tad rheolaeth rifiadol. Beichiogodd a gweithredodd dechnoleg rheoli rhifiadol gyda chymorth y peiriannydd awyrennau Frank L. Stulen. Fel mab i wneuthurwr ym Michigan, dechreuodd Parsons weithio fel cydosodwr yn ffatri ei dad yn 14 oed. Yn ddiweddarach, roedd yn berchen ar ac yn gweithredu nifer o weithfeydd gweithgynhyrchu o dan y busnes teuluol Parsons Manufacturing Company.
Mae gan Parsons y patent NC cyntaf a chafodd ei ddewis i Oriel enwogrwydd y Dyfeiswyr Cenedlaethol am ei waith arloesol ym maes rheolaeth rifiadol. Mae gan Parsons gyfanswm o 15 patent, a rhoddir 35 arall i'w fenter. Bu Cymdeithas y Peirianwyr Gweithgynhyrchu yn cyfweld â Parsons yn 2001 i adael i bawb wybod ei stori o'i safbwynt.
Amserlen Cynnar y CC
1942:Cafodd John T. Parsons ei is -gontractio gan awyrennau Sikorsky i gynhyrchu llafnau rotor hofrennydd.
1944:oherwydd diffyg dyluniad y trawst adain, methodd un o'r 18 llafn cyntaf a weithgynhyrchwyd ganddynt, gan arwain at farwolaeth y peilot. Syniad Parsons yw dyrnu llafn y rotor gyda metel i'w wneud yn gryfach ac ailosod glud a sgriwiau i gau'r cynulliad.
1946:roedd pobl eisiau creu offeryn gweithgynhyrchu i gynhyrchu llafnau’n gywir, a oedd yn her enfawr a chymhleth i’r amodau bryd hynny. Felly, llogodd Parsons beiriannydd awyrennau Frank Stulen a ffurfio tîm peirianneg gyda thri pherson arall. Meddyliodd Stulen am ddefnyddio cardiau dyrnu IBM i bennu'r lefel straen ar y llafn, ac fe wnaethant rentu saith peiriant IBM ar gyfer y prosiect.
Ym 1948, cyflawnwyd y nod o newid dilyniant mudiant offer peiriant awtomatig yn hawdd mewn dwy brif ffordd - o'i gymharu â gosod dilyniant mudiant sefydlog yn unig - ac mae'n cael ei gyflawni mewn dwy brif ffordd: rheoli olrhain a rheolaeth ddigidol. Fel y gallwn weld, mae angen i'r un cyntaf wneud model ffisegol o'r gwrthrych (neu o leiaf luniad cyflawn, fel ffôn pŵer dŵr tracer cebl Cincinnati). Nid yr ail yw cwblhau delwedd y gwrthrych neu'r rhan, ond dim ond i'w haniaethu: modelau mathemategol a chyfarwyddiadau peiriant.
1949:Mae angen help strwythur adain hynod fanwl gywir ar Llu Awyr yr UD. Gwerthodd Parsons ei beiriant CNC ac enillodd gontract gwerth $ 200000 i'w wireddu.
1949:Mae Parsons a stulen wedi bod yn gweithio gyda Snyder machine & tool Corp. i ddatblygu peiriannau a sylweddoli bod angen servo motors arnynt i wneud i beiriannau weithio'n gywir. Is-gontractiodd Parsons y system servo o “peiriant melino cerdyn-a-matic” i Labordy mecanwaith servo Sefydliad Technoleg Massachusetts.
1952 (Mai): Gwnaeth Parsons gais am batent ar gyfer “Dyfais Rheoli Modur ar gyfer Offer Peiriant Lleoli”. Rhoddodd y patent ym 1958.
1952 (Awst):Mewn ymateb, gwnaeth MIT gais am batent ar gyfer “system servo rheoli rhifiadol”.
Ar ôl yr Ail Ryfel Byd, llofnododd Llu Awyr yr Unol Daleithiau sawl contract gyda Parsons i ddatblygu ymhellach yr arloesedd peiriannu NC a wnaed gan ei sylfaenydd John Parsons. Roedd gan Parsons ddiddordeb yn yr arbrofion a oedd yn cael eu cynnal yn Labordy mecanwaith servo MIT a chynigiodd fod MIT yn dod yn is-gontractwr prosiect ym 1949 i ddarparu arbenigedd mewn rheolaeth awtomatig. Yn ystod y 10 mlynedd nesaf, enillodd MIT reolaeth ar y prosiect cyfan, oherwydd bod y weledigaeth o “reolaeth llwybr parhaus tair echel” o labordy servo yn disodli cysyniad gwreiddiol Parsons o “dorri mewn lleoli torri”. Mae problemau bob amser yn siapio technoleg, ond mae'r stori arbennig hon a gofnodwyd gan yr hanesydd David noble wedi dod yn garreg filltir bwysig yn hanes technoleg.
1952:Dangosodd MIT eu system gwregysau tyllog 7-rheilffordd, sy'n gymhleth ac yn ddrud (250 o diwbiau gwactod, 175 o gyfnewidfeydd, mewn pum cabinet maint oergell).
Peiriant melino CNC gwreiddiol MIT ym 1952 oedd Hydro Tel, cwmni peiriant melino Cincinnati 3-echel wedi'i addasu.
Mae yna saith erthygl am “beiriant hunan -reoleiddio, sy’n cynrychioli chwyldro gwyddonol a thechnolegol a fydd yn siapio dyfodol dynolryw i bob pwrpas” yn y cyfnodolyn “Rheoli Awtomatig” Scientific American ym mis Medi, 1952.
1955:Creodd rheolyddion Concord (yn cynnwys aelodau o dîm gwreiddiol MIT) rifericard, a ddisodlodd y tâp tyllog ar beiriannau MIT NC gyda'r darllenydd tâp yn cael ei ddatblygu gan GE.
Storio tâp
1958:Cafodd Parsons batent yr Unol Daleithiau 2820187 a gwerthodd y drwydded unigryw i Bendix. Cafodd IBM, Fujitsu a General Electric i gyd is -drwyddedau ar ôl iddynt ddechrau datblygu eu peiriannau eu hunain.
1958:Cyhoeddodd MIT adroddiad ar NC Economics, a ddaeth i'r casgliad nad oedd y peiriant NC cyfredol yn arbed amser mewn gwirionedd, ond trosglwyddodd y llafurlu o'r gweithdy ffatri i'r bobl a wnaeth wregysau tyllog.
Amser post: Gorff-19-2022