ものづくりの過去・現在・未来

私たちは、ものづくりを最新のトレンドやテクノロジーの観点から考えることがよくあります。ただし、製造は、製造プロセスに関する知識を拡大してきた以前の開発と成果の層を重ねて構築されていることを覚えておく必要があります。今日の製造技術を使用している人は気付いていないかもしれませんが、彼らが使用するツールは、何世代にもわたる技術開発者によって可能になっています。

そんな思いで、ものづくりの長いキャリアの中で出会ってきたものについて考えてみました。過去 40 年間の製造業の進歩には目を見張るものがあります。今日の製造ソリューションは何年も前には存在しなかったため、問題を解決するための私たちのアプローチは当時とは大きく異なっていました。地下室で削減または排除することを誓ったいくつかのことを調べているときに、何年も前に経験した重要な経験を思い出させるステンレス鋼の部品に出くわしました.

1980 年代初頭、機械工場での小型コンピュータの使用は始まったばかりでした。私はコンピューターを製造工程に応用している人々に加わろうと決心しました。これは、IBM のパーソナル コンピュータが登場する前のことです。私は妻に、Apple ll+ コンピュータを購入できれば、私の地域の小さな機械工場の経営者のために NC プログラムを作成していくらかのお金を稼ぐことができると説得しました.

Apple コンピューターを入手した後、自分の予測がどのように機能するかわかりませんでした。当時、すべての小型コンピューターは主にゲームと会計に使用されていました。製造用のコンピューター プログラムはほとんどありませんでした。その後、1982 年 8 月に、私はシカゴのイリノイ工科大学研究所から NC プログラムの執筆を依頼されました。

このプログラムは、GM、フォード、クライスラーの幹部向けのワークセル デモンストレーションの一部となる予定でした。計画は、セルを作成し、1982 年に同じくシカゴで開催された IMTS に出席した後、経営陣にその操作を目撃するように勧めることでした。それぞれのステムとヘッドを含む、バルブを生成する 4 つのプログラムを作成します。

セルは、NC 旋盤、高周波焼入れステーション、検査ステーション (go/no go)、床置き型ロボット、および洗浄ステーションで構成されていました。これまで、手動の NC プログラムを含め、コンピュータを使用してプログラムを作成したことはありませんでした。また、完成したプログラムを印刷する以外にどのように納品するかについてもわかりませんでした。また、プリンターも持っていませんでした。貯めます）。しかし、私のシステムには 2 つの 5¼ インチ フロッピー ディスク ドライブがあったので、書いたものを保存することができました。

このプロジェクトは、故 Keith McKee 博士とその同僚数名によって指揮されました。彼らは私よりもずっと Apple コンピュータの使い方が進んでいたことを認めざるを得ません。彼らは私のような Apple を装備していましたが、マザーボードのバックプレーンにいくつかの追加がありました。バックプレーンに取り付けたカードにスイッチを作成し、セル内のすべてのマシンのスイッチのオンとオフを制御できました。また、彼らのコンピューターは私のものに似ていたので、私は契約の分だけディスケットを届けることができました.

その時点で、すべての問題が解決したと思いました。この先に何が待っているのか、私はほとんど知りませんでした。当時、私は数年間製造業に携わっていましたが、NC プログラムを書き始めたばかりで、シンシナティの Cinturn 旋盤という 1 種類の機械だけでした。それは、彼らが私にプログラミングさせようとしていたマシン、つまりファナックの古い制御装置を備えたよく使われる高澤旋盤とはまったく似ていませんでした。ファナックの制御は、機械と同じくらいの面積を占めていました。通常、機械のペンダント内にある現代のコントロールとはかけ離れていました。コントロールが大きくても、一度に表示できるのは情報のブロックだけでした。このマシンでプログラムのトラブルシューティングを行うのは、どれだけ長くて面倒なことか想像できるでしょう。これは私のプログラミングの問題の始まりに過ぎませんでした.

放物線を作成する G コードを発行できないことがすぐにわかりました。最初は、十分な数の円形補間をつなぎ合わせることができると思っていました。サイコロはありません。私が発見したのは、この古い FANUC コントロールでは、連続する円弧補間を発行できないということでした。それでも、多くの修正を経て、最初の 3 つのプログラムを完了することができました。これらのパーツのノーズは単純な曲線で、G コード コマンドに応答しました。

私たちに大きな頭痛の種を与えたのは第4部でした。この部分の頭の湾曲は放物線に似ていました。私のアプローチは、放物線のいくつかの小さな近似を行うことでした。おそらく、曲率に厳密に従う 0.001 インチ (0.0254 mm) 間隔で曲線の周りの位置を決定することができたでしょう。ああ、私は、これらの計算を実行できるある種のソフトウェアを切望していました.

当時、VisiCalc という Apple コンピュータ用のソフトウェア プログラムがありました。ただし、これは主に会計に使用されるスプレッドシート プログラムであり、Lotus 123 および Microsoft Excel の前身でした。

私たちはプロジェクトを完了する時間がなくなっていましたが、パラボリック ノーズを備えたバルブの実行可能なプログラムを作成することができませんでした。古い FANUC コントロールは、G コード アークに遭遇すると狂ってしまいます。必死になって、私は自分の問題を解決するために VisiCalc ソフトウェアに目を向けました。この放物線の式を使用して、1 つのセルにロードし、X と Z の位置を複製することができました。これで問題は解決し、プロジェクトは予定どおりに完了しました。

今日の CAM ソフトウェアで、何年も前からの問題を解決できるかどうか疑問に思いました。 Geopath ソフトウェアには形状の準備があり、そのうちの 1 つが放物線であることがわかりました。ほぼ 40 年前の設計図を再検討し、焦点と長さをソフトウェアに差し込んで完成です!設計図の正確な形状を返しました。このシェイプを Mastercam にロードして、すぐにプログラムを作成しました。

ずっと前の私の経験をこのように思い出すと、それ以来、私たちがどれだけの進歩を遂げたかを思い出します。当時は数日かかっていた作業が、今では数分で完了します。

製造業のキャリアを通じて、機械工、NC スーパーバイザー、部門長、オペレーション マネージャーなど、多くの役職を歴任してきました。私の現在の仕事は、シカゴのリチャード J. デイリー カレッジで製造技術の終身教授として働いています。この大学では、パンデミックの直前に 3,500 万ドルを投じて新しい製造技術センターを開設しました。センターには、最新の製造、機械加工、溶接設備、およびラボが揃っています。ここでは、40 年前にはほとんど夢にも思わなかった設備で若い生徒たちが学ぶのを手伝っています。

しかし、その機器と学生の新しいスキルは、私のパラボリック バルブを製作したような無数の開発プロジェクトに基づいて構築されています。この国の製造技術には豊かな歴史があり、私たち全員が誇りに思うことができます。