Kontrol numerik (NC) merujuk pada otomatisasi peralatan mesin yang dioperasikan oleh perintah diprogram abstrak disandikan pada media penyimpanan, bukan dikontrol secara manual melalui handwheels atau pengungkit, atau secara mekanis otomatis melalui Cams sendirian. Mesin NC pertama dibangun di tahun 1940-an dan 50-an, berdasarkan alat-alat yang ada telah dimodifikasi dengan motor yang bergerak kontrol poin untuk mengikuti dimasukkan ke dalam sistem di atas kertas pita. Servomechanisms awal ini dengan cepat ditambah dengan komputer analog dan digital, menciptakan komputer modern dikontrol numerik (CNC) peralatan mesin yang merevolusi proses desain. Dalam sistem CNC modern, end-to-end desain komponen sangat otomatis menggunakan CAD / CAM program. Program komputer menghasilkan sebuah file yang ditafsirkan untuk mengekstrak perintah yang diperlukan untuk mengoperasikan mesin tertentu, dan kemudian dimasukkan ke dalam CNC mesin untuk produksi. Karena komponen tertentu mungkin memerlukan penggunaan sejumlah alat-alat yang berbeda-latihan, gergaji, dsb-mesin modern sering menggabungkan beberapa alat menjadi satu "sel". Dalam kasus lain, sejumlah mesin yang berbeda digunakan dengan eksternal controller dan manusia atau robot operator yang menggerakkan komponen dari mesin ke mesin. Dalam kedua kasus, kompleks serangkaian langkah-langkah yang diperlukan untuk memproduksi setiap bagian sangat otomatis dan menghasilkan bagian yang erat sesuai dengan desain CAD asli.
Sejarah
Bentuk Awal Otomatisasi
Cams
Mesin otomatisasi alat kontrol dimulai pada tahun 1800-an dengan Cams bahwa "memainkan" sebuah mesin alat dalam cara yang Cams telah lama bermain kotak musik atau operasi rumit jam kukuk. Thomas Blanchard membangun senjata-saham-menyalin mesin bubut (1820-an-30s ), dan pekerjaan orang-orang seperti Miner Christopher Spencer mengembangkan bubut menara ke mesin sekrup (1870-an). Cam-based automation had already reached a highly advanced state by World War I (1910s). Cam berbasis otomatisasi telah mencapai negara yang sangat maju dengan Perang Dunia I (1910-an). Namun, otomatisasi melalui Cams secara fundamental berbeda dari kontrol numerik karena abstrak tidak dapat diprogram. Ada hubungan langsung antara desain yang diproduksi dan langkah-langkah mesin diperlukan untuk menciptakannya.Cams dapat menyandikan informasi, tetapi mendapatkan informasi dari tingkat abstrak sebuah gambar teknik ke cam adalah suatu proses manual yang memerlukan mematung dan / atau mesin dan pengarsipan. Setidaknya dua bentuk kontrol programmable abstrak telah ada selama tahun 1800-an: mereka dari alat tenun Jacquard dan komputer mekanis yang dipelopori oleh Charles Babbage dan lain-lain. Perkembangan ini memiliki potensi untuk konvergensi dengan alat mesin otomatisasi kontrol dimulai pada abad itu, namun konvergensi tidak terjadi sampai beberapa dekade kemudian.
Tracer kontrol
Penerapan hidrolik untuk cam otomatisasi berbasis menelusuri menghasilkan mesin-mesin yang menggunakan stylus untuk melacak template, seperti besar Pratt & Whitney "Keller Machine", yang dapat menyalin template beberapa meter. Pendekatan lain adalah "rekor dan pemutaran ", dirintis pada General Motors (GM) di tahun 1950-an, yang menggunakan sistem penyimpanan untuk merekam gerakan masinis manusia, dan kemudian memainkannya kembali permintaan. Sistem analog umum bahkan sampai hari ini, terutama "mengajar bubut" yang memberikan teknisi baru hands-on merasa untuk proses itu. Tak satu pun dari mereka secara numerik diprogram, bagaimanapun, dan diperlukan master masinis di beberapa titik dalam proses, karena "pemrograman" itu fisik bukan numerik.
Servos dan selsyns
Salah satu hambatan untuk menyelesaikan otomatisasi adalah toleransi yang diperlukan dari proses mesin, yang secara rutin atas perintah ribu inci. Meskipun akan relatif mudah untuk menghubungkan beberapa jenis control untuk perangkat penyimpanan seperti kartu punch, memastikan bahwa kontrol dipindahkan ke posisi yang benar dengan akurasi yang dibutuhkan isu lain. Gerakan alat mengakibatkan berbagai gaya pada kontrol yang akan berarti keluaran linear tidak akan menghasilkan gerakan linier dari alat. Kunci pembangunan di daerah ini adalah pengenalan servo, yang menghasilkan pengukuran yang sangat akurat informasi. Melampirkan dua servos bersama-sama menghasilkan selsyn, di mana servo remote's mosi ini akurat dicocokkan oleh orang lain. Menggunakan berbagai sistem mekanis atau listrik, output dari selsyns bisa dibaca untuk memastikan pergerakan yang telah terjadi (dengan kata lain, membentuk loop tertutup sistem kontrol). Pertama serius selsyns saran yang dapat digunakan untuk mengendalikan mesin dibuat oleh Ernst FW Alexanderson, seorang imigran Swedia ke AS bekerja di General Electric (GE). Alexanderson telah bekerja pada masalah torsi amplifikasi yang memungkinkan output kecil dari sebuah komputer mekanis untuk menggerakkan motor sangat besar, yang GE digunakan sebagai bagian dari yang lebih besar meletakkan senjata sistem untuk US Navy kapal. Seperti mesin, pistol petelur memerlukan akurasi yang sangat tinggi, kurang dari satu derajat, dan gerakan pistol menara itu non-linear. Pada November 1931 Alexanderson mengusulkan kepada Departemen Teknik Industri bahwa sistem yang sama bisa digunakan untuk menggerakkan input dari peralatan mesin, yang memungkinkan untuk mengikuti garis besar template tanpa kontak fisik yang kuat dibutuhkan oleh tool yang ada seperti Keller Machine. Dia menyatakan bahwa itu adalah "materi pengembangan rekayasa lurus." Namun, konsep itu di depan para waktu dari perspektif pengembangan bisnis, dan GE tidak membawa masalah serius sampai bertahun-tahun kemudian, ketika orang lain telah memelopori bidang .
Parsons dan penemuan NC
Kelahiran NC biasanya dikreditkan kepada John T. Parsons, yang masinis dan penjual di perusahaan machining ayahnya, Parsons Corp Pada tahun 1942 ia diberi tahu bahwa helikopter akan menjadi "hal besar berikutnya" oleh mantan kepala dari Ford Trimotor produksi, Bill Stout. Dia memanggil Sikorsky Aircraft untuk menanyakan tentang kemungkinan kerja, dan segera mendapatkan kontrak untuk membangun stringers kayu di baling-baling.Setelah mengatur produksi di pabrik mebel bekas dan ramping produksi, salah satu baling itu gagal dan ditelusuri pada tiang. Sebagai setidaknya beberapa masalah muncul berasal dari satu tempat kerah pengelasan logam pada logam stringer untuk berdebat, jadi Parsons mengusulkan metode baru melampirkan stringers ke tiang menggunakan lem, tidak pernah sebelum mencoba pada desain pesawat terbang.Tapi itu dipimpin pembangunan Parsons bertanya-tanya tentang kemungkinan menggunakan logam cap stringers bukan kayu, yang akan jauh lebih mudah untuk membuat dan kuat juga. Stringers untuk rotor dibangun untuk sebuah desain yang disediakan oleh Sikorsky, yang dikirim kepada mereka sebagai rangkaian dari 17 poin mendefinisikan garis besar. Parsons kemudian harus "mengisi" titik-titik dengan kurva prancis untuk menghasilkan sebuah garis besar dapat mereka gunakan sebagai template untuk membangun jigs untuk versi kayu. Tapi bagaimana membuat alat yang dapat memotong logam dengan bentuk adalah masalah yang jauh lebih sulit. Parsons mengunjungi Wright Field untuk melihat Frank Stulen, yang adalah kepala Cincin Rotary Propeller Cabang di laboratorium. Parsons Stulen menyimpulkan bahwa tidak benar-benar tahu apa yang ia bicarakan, dan menyadari hal ini, Parsons mempekerjakannya di tempat. Stulen mulai bekerja pada tanggal 1 April 1946 dan mempekerjakan tiga insinyur baru untuk bergabung dengannya. Saudara Stulen bekerja di Curtis Wright Propeller, dan menyebutkan bahwa mereka menggunakan kartu punch kalkulator untuk perhitungan teknik. Stulen memutuskan untuk mengadopsi ide untuk menjalankan perhitungan tegangan pada rotor, pertama rinci perhitungan otomatis pada rotor helikopter. Ketika Stulen Parsons melihat apa yang dilakukan dengan kartu punch mesin, dia bertanya padanya apakah mereka dapat digunakan untuk menghasilkan garis dengan 200 poin dari 17 bukannya mereka diberikan, dan offset setiap titik dengan jari-jari alat pemotong di pabrik. If you cut at each of those points, it would produce a relatively accurate cutout of the stringer even in hard steel, and it could easily be filed down to a smooth shape. Jika Anda memotong di masing-masing titik, akan menghasilkan potongan yang relatif akurat dari wartawan bahkan dalam baja keras, dan dengan mudah dapat diajukan ke bentuk yang halus. Alat yang dihasilkan akan bermanfaat sebagai template untuk stringers logam stamping. Punya masalah Stullen melakukan hal ini, dan menggunakan poin untuk membuat tabel besar angka yang akan diambil ke lantai mesin. Di sini, satu operator membaca angka-angka dari grafik dengan dua operator, satu di masing-masing X-dan Y-kapak, dan mereka akan memindahkan pemotongan kepala saat itu dan membuat luka. Hal ini disebut " by-the-numbers metode ". Pada saat itu Parsons dikandung dari sebuah alat otomatis. Poin tidak cukup dengan bekerja secara manual akan diperlukan sama sekali, tetapi dengan operasi manual waktu yang disimpan dengan memiliki bagian lebih mendekati garis itu diimbangi dengan waktu yang dibutuhkan untuk memindahkan kontrol. Jika input mesin yang melekat langsung ke pembaca kartu keterlambatan ini, dan kesalahan manual yang terkait, akan dihapus dan jumlah poin yang dapat meningkat secara dramatis. Mesin semacam itu bisa berulang kali meninju dengan sempurna template pada perintah akurat. Tapi pada saat ia tidak memiliki dana untuk mengembangkan ide-ide ini. Ketika salah satu penjual Parsons adalah dalam sebuah kunjungan ke Wright Field, dia menceritakan masalah yang baru terbentuk Angkatan Udara AS mengalami dengan desain jet baru. Dia bertanya apakah Parsons punya sesuatu untuk membantu mereka. Parsons menunjukkan Lockheed ide mereka otomatis pabrik, tapi mereka tidak tertarik. Mereka sudah memutuskan untuk menggunakan template 5-sumbu mesin fotokopi untuk menghasilkan stringers, memotong dari logam template, dan telah memerintahkan mesin pemotong sudah mahal. Tetapi sebagai Parsons dicatat:. Sekarang gambar situasi selama satu menit. Lockheed telah dikontrak untuk merancang sebuah mesin untuk membuat sayap ini. Mesin ini memiliki lima sumbu gerakan pemotong, dan masing-masing adalah pelacak dikontrol dengan menggunakan template. Tidak ada yang menggunakan metode saya membuat template, jadi kemungkinan mereka membayangkan apa yang akan memiliki membuat bentuk airfoil yang akurat dengan template yang tidak akurat. Parsons kekhawatiran segera menjadi kenyataan, dan pada tahun 1949 diatur Angkatan Udara Parsons dana untuk membangun mesin-nya sendiri. Awal bekerja dengan Snyder Corp Mesin & Alat membuktikan bahwa sistem kontrol langsung mengemudi dari motor gagal memiliki akurasi diperlukan untuk mengatur mesin untuk memotong yang sangat halus. Karena kontrol mekanik tidak menanggapi secara linear, Anda tidak bisa begitu saja mengemudi dengan jumlah tertentu kekuasaan, karena kekuatan yang berbeda akan berarti jumlah daya yang sama tidak akan selalu menghasilkan jumlah yang sama gerak di kontrol.Tidak peduli berapa banyak poin yang Anda disertakan, garis akan tetap kasar.
