CNC プログラミングの簡単な歴史

製造に関して言えば、CNC 機械加工ほど用途の広いプロセスはほとんどありません。 CNC（Computer Numerical Controlの略）は、コンピュータによる加工作業を自動化する方法です。サブトラクティブ CNC 加工では、コンピューターにプログラムされた特定の要求を満たすように金属片が成形および切断され、オペレーターや監督者なしで高レベルの精度で部品を作成できるため、機械加工プロセスから人的エラーが排除されます。

当然のことかもしれませんが、コンピュータによる機械加工は、コンピュータを使用しない機械加工よりも大幅に改善されています。しかし、コンピュータによる数値制御はどこから来たのでしょうか?イノベーションとテクノロジーは 300 年足らずで確かに長い道のりを歩んできました。CNC の簡単な歴史について説明しましょう。

最初よりもどこから始めるのが良いですか? James Watt と Matthew Boulton は 1760 年代と 70 年代に蒸気エンジンを製造していましたが、ピストンを通過する漏れの原因となったハンマーで叩いた鉄を使用する必要がありました。つまり、ジョン・ウィルキンソンが最初の工作機械と広く考えられているものを発明した1775年までは、両端に切削工具を保持し、シリンダーを貫通する中ぐり盤でした.これにより、直径 50 インチのシリンダーが製造され、ボールトン &ワットの蒸気エンジンがより効率的に稼働できるようになり、産業革命が促進されました。

1775 年、ジョン ウィルキンソンは最初の工作機械と広く見なされているものを作成し、これがより効率的な蒸気エンジンの作成に貢献しました。

さて、少し戻ってみましょう。 1725 年にフランスで、バジル ブションは、パンチ穴を通して紙にエンコードされたデータを使用して織物織機を制御する方法を発明しました。この方法は画期的ではありましたが、1805 年にジョセフ ジャカードが一連の頑丈なカードを使用して自動化するまで、オペレーターが必要でした。 ただし、作業者はカードを「コーディング」する必要がありました。手で穴を開けます。本質的には、織機はカードを「読み取り」、スレッドを「選択」し、フックが yes/no ベースでバイナリ コードを通過できるようにします。

パンチカードは、1800 年代を通じて、電報や自動演奏ピアノなど、さまざまな用途で有用でした。 Herman Hollerith は電気機械にそれらを使用し、1896 年に、現在 IBM と呼ばれる Tabulating Machine Company を設立しました。

ですから、この時点で私たちは機械とコンピューターを持っているので、それらを組み合わせる必要があります。これが、1896 年にイギリスの H. Calendar によって作成されたサーボ機構につながります。サーボは、機械または機構の性能を修正する自動装置です。サーボ機構は、制御されるデバイス、コマンドを与える別のデバイス、およびエラー検出器とエラー修正器で構成されます。 CNC 加工では、必要な公差を達成するためにサーボが不可欠です。

サーボ機構が利用可能になったとしても、航空宇宙での用途に到達するまでにはまだ 50 年近くかかります。 1942 年、パイオニアのジョン パーソンズは数値制御 (NC) を使用してヘリコプターのローター ブレードを作り始めました。彼は 1946 年にエンジニアのフランク スチューレンを雇い、このプロセスを完成させました。 Stulen は、ロータ ブレードがどれだけの応力に耐えられるかをより正確に判断するために、IBM のパンチ カードを使用するというアイデアを思いつきました。 1949 年の直後、米国空軍はパーソンズを採用して精密な飛行機の翼を製造しました。

の次の進化は、MIT が MIT の数値制御 (NC) マシンで動作するように作成された言語である自動プログラム ツール (APT) を開発した 1956 年に到着します。プロジェクトのリーダーである Douglass Ross は、後に「コンピューター支援設計」という用語を作成しました。これは現在、CAD と呼ばれています。 1957 年に Pronto 言語を作成し、後に CAD プログラムが使用するようになりました。

CAD ソフトウェア エンジニアを使用することで、複雑な部品を設計し、その情報を製造用の CNC マシンに直接送信できます。

60 年代になると、コンピューターの小型化が進み、コンピューターと NC が組み合わさって、最終的に CNC が誕生しました。 70 年代の緩やかな経済成長に伴い、CNC は費用対効果の高いソリューションとなり、その有用性は、Apple II や Macintosh などのパーソナル コンピューターが日常の人々、そして私たちにとって重要なことに機械工にコンピューティング パワーを提供するにつれて増加する一方でした。

今日、CNC は機械加工の限界を押し広げ続けています。機器が 1 つの仕事しかできない時代は終わりました。かつてはフライス加工や旋盤加工しかできなかった設備がありましたが、現在では、複数のタスクを実行し、最大 6 つの軸で動作する機械があります (将来のテクノロジーにより、その言葉は時代遅れに見える日が来るでしょう)。