Bis in die 1950er Jahre stammten die Daten der CNC-Maschinenbedienung hauptsächlich aus Lochkarten, die größtenteils in aufwändigen manuellen Prozessen hergestellt wurden. Der Wendepunkt in der Entwicklung von CNC besteht darin, dass der Ersatz der Karte durch Computersteuerung direkt die Entwicklung der Computertechnologie sowie der Programme für computergestütztes Design (CAD) und computergestützte Fertigung (CAM) widerspiegelt. Die Verarbeitung ist zu einer der ersten Anwendungen moderner Computertechnologie geworden.
Obwohl die von Charles Babbage Mitte des 18. Jahrhunderts entwickelte Analyse-Engine als der erste Computer im modernen Sinne gilt, ist der Echtzeitcomputer Whirlwind I (ebenfalls im Servomaschinenlabor geboren) des Massachusetts Institute of Technology (MIT) der weltweit erster Computer mit parallelem Rechnen und Magnetkernspeicher (wie in der Abbildung unten dargestellt). Mit der Maschine konnte das Team die computergesteuerte Produktion von Lochband kodieren. Der ursprüngliche Wirt verwendete etwa 5.000 Vakuumröhren und wog etwa 20.000 Pfund.
Der langsame Fortschritt der Computerentwicklung in dieser Zeit war ein Teil des damaligen Problems. Außerdem haben die Leute, die diese Idee zu verkaufen versuchen, nicht wirklich Ahnung von der Fertigung – sie sind nur Computerexperten. Zu dieser Zeit war das Konzept der NC den Herstellern so fremd, dass die Entwicklung dieser Technologie zu dieser Zeit sehr langsam voranschritt, sodass die US-Armee schließlich 120 NC-Maschinen herstellen und an verschiedene Hersteller vermieten musste, um ihren Einsatz bekannt zu machen .
Entwicklungsplan von NC zu CNC
Mitte der 1950er Jahre:G-Code, die am weitesten verbreitete NC-Programmiersprache, wurde im Servomechanismus-Labor des Massachusetts Institute of Technology geboren. G-Code wird verwendet, um computergestützten Werkzeugmaschinen mitzuteilen, wie sie etwas herstellen sollen. Der Befehl wird an die Maschinensteuerung gesendet, die dem Motor dann die Bewegungsgeschwindigkeit und den zu befolgenden Weg mitteilt.
1956:Die Luftwaffe schlug vor, eine allgemeine Programmiersprache für die numerische Steuerung zu entwickeln. Die neue MIT-Forschungsabteilung unter der Leitung von Doug Ross mit dem Namen Computer Applications Group begann, den Vorschlag zu untersuchen und etwas zu entwickeln, das später als Programmiersprache „Automatic Programmed Tool“ (APT) bekannt wurde.
1957:Der Verband der Flugzeugindustrie und eine Abteilung der Luftwaffe arbeiteten mit dem MIT zusammen, um die Arbeit von APT zu standardisieren und die erste offizielle CNC-Maschine zu entwickeln. Apt wurde vor der Erfindung der grafischen Benutzeroberfläche und von FORTRAN entwickelt und verwendet nur Text, um Geometrie und Werkzeugpfade an Maschinen mit numerischer Steuerung (NC) zu übertragen. (Die spätere Version wurde in FORTRAN geschrieben und apt wurde schließlich im zivilen Bereich veröffentlicht.
1957:Während seiner Arbeit bei General Electric entwickelte und veröffentlichte der amerikanische Informatiker Patrick J. Hanratty eine frühe kommerzielle NC-Programmiersprache namens Pronto, die den Grundstein für zukünftige CAD-Programme legte und ihm den informellen Titel „Vater von CAD/CAM“ einbrachte.
„Am 11. März 1958 wurde eine neue Ära der Fertigungsproduktion geboren. Zum ersten Mal in der Geschichte der Fertigung arbeiteten mehrere elektronisch gesteuerte Großproduktionsmaschinen gleichzeitig als integrierte Produktionslinie. Diese Maschinen waren fast unbeaufsichtigt und sie konnte bohren, bohren, fräsen und irrelevante Teile zwischen Maschinen weitergeben.
1959:Das MIT-Team hielt eine Pressekonferenz ab, um seine neu entwickelten CNC-Werkzeugmaschinen vorzustellen.
1959:Die Luftwaffe unterzeichnete einen Einjahresvertrag mit dem MIT-Labor für elektronische Systeme zur Entwicklung des „Computer Aided Design Project“. Das daraus resultierende Systemautomatisierungs-Engineering-Design (AED) wurde 1965 öffentlich zugänglich gemacht.
1959:General Motors (GM) begann mit der Erforschung dessen, was später Computer Enhanced Design (DAC-1) genannt wurde, einem der frühesten grafischen CAD-Systeme. Im nächsten Jahr stellten sie IBM als Partner vor. Zeichnungen können in das System eingescannt, digitalisiert und bearbeitet werden. Anschließend kann eine andere Software die Linien in 3D-Formen umwandeln und sie ausgeben, damit sie an die Fräsmaschine gesendet werden können. DAC-1 wurde 1963 in Produktion genommen und 1964 der Öffentlichkeit vorgestellt.
1962:Das erste kommerzielle Grafik-CAD-System, ein elektronischer Plotter (EDM), der von itek, einem US-amerikanischen Verteidigungsunternehmen, entwickelt wurde, wurde auf den Markt gebracht. Es wurde von Control Data Corporation, einem Großrechner- und Supercomputerunternehmen, übernommen und in Digigraphy umbenannt. Es wurde ursprünglich von Lockheed und anderen Unternehmen zur Herstellung der Produktionsteile des Militärtransportflugzeugs C-5 Galaxy eingesetzt und zeigt den ersten Fall eines durchgängigen CAD/CNC-Produktionssystems.
Das damalige Time-Magazin schrieb im März 1962 einen Artikel über EDM und wies darauf hin, dass der Entwurf des Bedieners über die Konsole in einen billigen Computer gelangte, der Probleme lösen und die Antworten in digitaler Form und auf Mikrofilm in seiner Speicherbibliothek speichern konnte. Drücken Sie einfach die Taste und zeichnen Sie eine Skizze mit einem Lichtstift, und der Ingenieur kann in den laufenden Dialog mit EDM eintreten, innerhalb einer Millisekunde alle seine frühen Zeichnungen auf dem Bildschirm abrufen und deren Linien und Kurven nach Belieben ändern.
Ivan Sutherland studiert TX-2
Schematische Darstellung eines Textmarkers
Damals brauchten Mechanik- und Elektrokonstrukteure ein Werkzeug, um die oft mühsame und zeitaufwändige Arbeit zu beschleunigen. Um diesem Bedarf gerecht zu werden, hat Ivan E. Sutherland von der Abteilung für Elektrotechnik am MIT ein System entwickelt, das digitale Computer zu einem aktiven Partner für Designer macht.
CNC-Werkzeugmaschinen gewinnen an Bedeutung und Popularität
Mitte der 1960er Jahre veränderte das Aufkommen erschwinglicher Kleincomputer die Spielregeln in der Branche. Dank neuer Transistor- und Kernspeichertechnologie nehmen diese leistungsstarken Maschinen deutlich weniger Platz ein als die bisher verwendeten raumgroßen Großrechner.
Kleine Computer, damals auch Mittelklasse-Computer genannt, haben natürlich günstigere Preise, befreien sie von den Beschränkungen früherer Unternehmen oder Armeen und überlassen das Potenzial der Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit kleinen Unternehmen und Unternehmen.
Im Gegensatz dazu handelt es sich bei Mikrocomputern um einfache 8-Bit-Einzelbenutzermaschinen, auf denen einfache Betriebssysteme (z. B. MS-DOS) ausgeführt werden, während Subminiaturcomputer 16-Bit- oder 32-Bit-Computer sind. Zu den bahnbrechenden Unternehmen gehören Dec, Data General und Hewlett Packard (HP) (bezeichnet seine ehemaligen Kleincomputer wie den HP3000 jetzt als „Server“).
In den frühen 1970er Jahren ließen das langsame Wirtschaftswachstum und steigende Arbeitskosten die CNC-Bearbeitung als eine gute und kostengünstige Lösung erscheinen, und die Nachfrage nach kostengünstigen NC-System-Werkzeugmaschinen stieg. Obwohl sich amerikanische Forscher auf High-End-Industrien wie Software und Luft- und Raumfahrt konzentrieren, konzentriert sich Deutschland (zusammen mit Japan in den 1980er Jahren) auf Low-Cost-Märkte und übertrifft die USA beim Maschinenabsatz. Derzeit gibt es jedoch eine Reihe amerikanischer CAD-Unternehmen und -Lieferanten, darunter UGS Corp., Computervision, Applicon und IBM.
In den 1980er Jahren, als die Hardwarekosten für Mikroprozessoren sanken und das lokale Netzwerk (LAN), ein mit anderen Netzwerken verbundenes Computernetzwerk, aufkam, stiegen auch die Kosten und die Zugänglichkeit von CNC-Werkzeugmaschinen. In der zweiten Hälfte der 1980er Jahre wurden kleine Computer und große Computerterminals durch vernetzte Workstations, Dateiserver und Personal Computer (PCS) ersetzt, wodurch die CNC-Maschinen von Universitäten und Unternehmen, die sie traditionell installierten (weil sie die einzigen sind), abgeschafft wurden teure Computer, die es sich leisten können, sie zu begleiten).
Im Jahr 1989 schuf das National Institute of Standards and Technology des US-Handelsministeriums das Enhanced Machine Controller Project (EMC2, später in Linuxcnc umbenannt), ein Open-Source-GNU/Linux-Softwaresystem, das einen Allzweckcomputer zur Steuerung von CNC verwendet Maschinen. Linuxcnc ebnet den Weg für die Zukunft persönlicher CNC-Werkzeugmaschinen, die immer noch Pionieranwendungen im Bereich der Informatik sind.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 19. Juli 2022