Lịch sử gia công CNC – Phần 2

Sự ra đời của điều khiển số

Trước sự ra đời của máy tính điều khiển số, đầu tiên là sự phát triển của điều khiển số và các máy công cụ NC đầu tiên. Và trong khi có một số khác biệt trong các thông tin khác nhau về các chi tiết lịch sử, các máy NC đầu tiên vừa là các thách thức sản xuất cụ thể mà quân đội vừa đối mặt cũng như sự phát triển tự nhiên của hệ thống thẻ đục lỗ.

Điều khiển số đã đánh dấu sự khởi đầu của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 2 và sự ra đời của thời đại mà việc kiểm soát máy móc và quy trình công nghiệp sẽ chuyển từ dự thảo không chính xác sang khoa học chính xác.

MEET JOHN T. PARSONS, cha đẻ của điều khiển số

Nhà phát minh người Mỹ John T. Parsons (1913-2007) được coi là cha đẻ của điều khiển số, mà ông đã nghĩ ra và thực hiện với sự giúp đỡ của kỹ sư máy bay Frank L. Stulen. Con trai của một nhà sản xuất ở Michigan, Parsons bắt đầu làm việc tại nhà máy của cha mình với tư cách là một người lắp ráp ở tuổi 14. Sau đó, ông sở hữu và vận hành một số nhà máy sản xuất thuộc doanh nghiệp gia đình, Công ty Sản xuất Parsons.

Parsons giữ bằng sáng chế NC đầu tiên và được giới thiệu trong Hội trường danh vọng nhà phát minh quốc gia cho công trình đột phá của ông trong điều khiển số. Tổng cộng, Parsons giữ 15 bằng sáng chế, với 35 bằng sáng chế khác được cấp cho doanh nghiệp của mình. Hiệp hội kỹ sư sản xuất đã phỏng vấn Parsons vào năm 2001 để có được câu chuyện từ quan điểm của ông

Những mốc thời gian của NC thuở ban đầu

1942: John T. Parsons được Sikorsky Airplane ký hợp đồng phụ để chế tạo cánh quạt máy bay trực thăng.

Sikorsky đã làm cánh quạt bằng tay và Parsons  ráp chúng. Cánh quạt rất phức tạp vì trọng lượng cân bằng đã được cài đặt ở mặt trước của cánh để giúp nghiêng lên cho góc thay đổi độ cao. Kỹ thuật lắp ráp của Parsons phát huy hiệu quả tuyệt vời.

1944: Gây ra bởi một lỗ hổng thiết kế, một trong 18 cánh đầu tiên họ đã thất bại, nó đã giết chết người phi công. Parsons có ý tưởng gia công các cánh quạt liền để làm cho chúng mạnh hơn và loại bỏ keo, ốc vít.

1946: Tạo ra một công cụ sản xuất để sản xuất cánh quạt chính xác sẽ rất phức tạp, vì vậy Parsons thuê kỹ sư máy bay Frank Stulen và thành lập một nhóm kỹ sư với ba người khác. Stulen có ý tưởng sử dụng thẻ đục lỗ của IBM để xác định mức độ ứng suất trên cánh và họ thuê bảy máy IBM cho dự án.

Vào năm 1948, mục tiêu dễ dàng thay đổi chuỗi chuyển động của một máy công cụ tự động – trái ngược với việc chỉ thiết lập chuyển động theo một chuỗi cố định. Đã được theo đuổi theo hai cách chính: điều khiển theo dõi và điều khiển số.

Đầu tiên, như chúng ta đã thấy, yêu cầu một mô hình vật lý của vật thể được chế tạo (hoặc ít nhất là một bản vẽ hoàn chỉnh của nó). Thứ hai yêu cầu không phải là hình ảnh của vật thể hoặc bộ phận đã hoàn thiện, mà chỉ là sự trừu tượng hóa của nó: một mô hình toán học và hướng dẫn cho máy.

1949: Không quân Hoa Kỳ cần sự giúp đỡ trong việc chế tạo cánh cực kỳ chính xác. Parsons đưa ra cỗ máy điều khiển số của mình và được trao một hợp đồng trị giá 200.000 đô la để biến nó thành hiện thực.

Cũng trong năm 1949: Parsons và Stulen đã làm việc với Snyder Machine & Tool Corp trên máy và nhận ra rằng họ cần động cơ servo để máy của họ hoạt động chính xác. Parsons ký hợp đồng phụ cho các máy phay cho máy phay thẻ Card-a-matic Máy khắc cho Phòng thí nghiệm cơ cấu servo MIT.

1951: Thỏa thuận máy NC của Không quân được trao cho MIT. Có nhiều vấn đề khác nhau về những gì đã xảy ra dẫn đến việc Parsons bị loại khỏi thỏa thuận: MIT bỏ qua Parsons.

1952 (Tháng 5): Parsons nộp bằng sáng chế cho Bộ máy điều khiển động cơ của hãng máy cho công cụ máy định vị. “Ông Heith đã cấp bằng sáng chế vào năm 1958.

1952 (Tháng 8): Đáp lại, MIT nộp bằng sáng chế cho Hệ thống Servo điều khiển số Num.

Tranh chấp MIT

Sau chiến tranh thế giới thứ hai, Không quân Hoa Kỳ đã trao một số hợp đồng cho Tập đoàn Parsons để phát triển hơn nữa các sáng kiến ​​gia công điều khiển số được thực hiện bởi người sáng lập John Parsons.Quan tâm đến các thí nghiệm đang được tiến hành tại Phòng thí nghiệm Cơ cấu MIT, Parsons đề xuất vào năm 1949 rằng MIT trở thành nhà thầu phụ dự án để cung cấp kiến ​​thức chuyên môn về điều khiển tự động.

Trong vòng 10 năm tiếp theo, MIT đã giành quyền kiểm soát toàn bộ dự án khi tầm nhìn của Phòng thí nghiệm Cơ cấu điều khiển:” Đường chạy dao liên tục 3 trục”. Điều này đã thay thế quan niệm Parsons ban đầu về định vị cắt giảm của Plunge.

Xung đột luôn định hình công nghệ nhưng câu chuyện đặc biệt này của nhà sử học David Noble, đã trở thành một bài học quan trọng trong lịch sử công nghệ.  “MIT nói với tôi rằng họ có một mức phí trên cao cho ngành công nghiệp tư nhân, và một mức khác, thấp hơn, cho chính phủ. Nhưng tôi không bao giờ mơ ước rằng bất kỳ ai có uy tín như MIT sẽ cố tình đi trước và tiếp quản dự án của tôi.

MIT biết rằng chi phí sẽ tăng lên và họ sợ chính phủ có thể rút lại toàn bộ thỏa thuận. Họ thậm chí đang tìm kiếm một cỗ máy để thử nghiệm. MIT đã nhận thức được rất nhiều công cụ máy móc dư thừa của chính phủ được sử dụng trong Thế chiến II, và họ đã tìm kiếm một công cụ, cuối cùng là một máy phay đứng dọc Hydro-Tel với kích thước giường 24inch × 60inch.

Tại thời điểm này, MIT đã đàm phán một hợp đồng mới với Không quân về cơ bản đã loại bỏ Công ty Parsons khỏi sự phát triển hơn nữa của hệ thống NC” – Parsons1952: MIT trình diễn hệ thống băng đục lỗ 7 rãnh của họ (với bài viết của William Pease trên tạp chí Khoa học Mỹ), rất phức tạp và đắt tiền (250 ống chân không, 175 rơle, trong 5 tủ có kích thước tủ lạnh).

Máy điều khiển số ban đầu của MIT MIT năm 1952 là một máy phay 3 trục được trang bị thêm của hãng Hydro-Tel

TẠP CHÍ KHOA HỌC MỸ NGÀY 19 THÁNG 9 NĂM 1952 Tạp chí Khoa học tự động tháng 9 năm 1952 về Khoa học tự động đã đi trước thời đại, bao gồm bảy bài viết về máy tự điều chỉnh, đại diện cho một cuộc cách mạng khoa học và công nghệ sẽ định hình mạnh mẽ cho tương lai của con người. 5 trong số các bài báo, bao gồm cả Máy Automatic Machine Tool bởi William Pease của MIT về máy NC đầu tiên họ tạo ra. Các khẩu hiệu “đọc”, “kiểm soát” “phản hồi” đã bắt đầu phát triển trong hoạt động gia công kim loại. 1955: Các điều khiển của Concord (được thành lập bởi các thành viên của nhóm MIT gốc) tạo ra Numericord, thay thế băng đục lỗ trên máy MIT NC bằng đầu đọc băng từ mà GE đang làm việc.

Lưu trữ cho băng từ

1958: Parsons nhận Bằng sáng chế Hoa Kỳ 2.820.187 và bán giấy phép độc quyền cho Bendix. IBM, Fujitsu và GE đều có giấy phép con sau khi đã bắt đầu phát triển máy móc của riêng họ.1958: MIT công bố báo cáo về kinh tế của NC, kết luận rằng việc tái sinh hiện tại không thực sự tiết kiệm thời gian, nhưng thay vào đó chuyển lao động từ nhà máy sang những người tạo ra các băng đục lỗ.

THE M.I.T hệ thống kết hợp các quy trình kỹ thuật số và tương tự dưới sự kiểm soát phản hồi để điều khiển một máy phay có công cụ cắt di chuyển theo ba mặt phẳng so với chi tiết gia công. Trong trường hợp này, mô hình cơ sở của các đối tượng được chế tạo được cung cấp cho máy dưới dạng băng giấy đục lỗ tương tự như được sử dụng trong các hệ thống teletype. Đối với một hoạt động thông thường, 10 feet băng sẽ giữ cho máy bận rộn trong một giờ – theo William Pease, Khoa học người Mỹ

Chúng tôi kết thúc Phần 1 và 2 của loạt bài 6 phần này bằng một video kinh điển của thời đại đó: một cái nhìn thoáng qua về kỷ nguyên gia công của những năm 1950. Phần mềm đọc băng này có thể đọc 20 dòng băng trong 200 mili giây! Được thiết kế cho độ tin cậy cũng như tốc độ, nó có thể đọc toàn bộ khối thông tin một lần, do đó loại bỏ thanh ghi thay đổi hoặc bộ nhớ lưu trữ bình thường đối với các hệ thống khác sử dụng trình đọc tuần tự.

Cảm ơn bạn đã tham gia cùng chúng tôi trên hành trình này thông qua việc tìm hiểu về lịch sử của CNC. Tại CNCVina, chúng tôi gia công CNC trên các máy CNC có độ tin cậy và độ chính xác với giá cả phải chăng.

Tiếp tục:Phần 3 Sự phát triển từ NC sang CNC

Phần 4, Từ sàn nhà máy đến máy tính để bàn

Tham khảo nguồn: https://medium.com/cnc-life