机械制造业的计算机数控的历史
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今天，计算机数字控制是以前数字控制的扩展，它本质上是指通过可编程计算机控制自动化机床的概念，在较旧的数控系统中，并没有涉及计算机。今天，该技术取得了突飞猛进的发展，并且每年都在不断进步，CNC 为生产力的大幅提升奠定了基础。这是一个机床可以自动运行的环境，无需操作员的关注和监督。多年来，随着 CNC 技术获得认可（结果已得到证实），制造商开始用计算机数字控制取代旧技术和手动加工方法。在美国发起 CNC 技术革命的同时，德国和日本在提高技术和降低单位成本方面取得了更大的成功。近年来，微处理器进一步降低了单位成本，使小型制造公司和个人更容易使用 CNC 技术。
从历史上看，第一台商用数控机器是在 1950 年代初期使用的，并通过“打孔带”进行操作。尽管是一种行之有效的方法，但所谓的“新技术”并不容易被制造商接受。在 1950 年代后期，数控开始引起越来越多制造商的兴趣。1751 年发明了一种用于取代手工技术并提高精度的机器，这个概念具备现代 CNC 生产公司的能力还需要一段时间，CNC 制造的加工技术标志着现代工业化的开始。 今天对CNC加工的定义更加具体，它涉及将 3D 文件输入计算机，计算机运行一个程序来控制加工中心内刀具的运动，该过程是完全自动化的，从切削工具的轴和旋转速度到实现零件的所需尺寸。数控车床和数控铣床在制造业中占主导地位，无论是金属切割机还是木工机，该技术都得到了普遍使用，每年都有先进的应用出现。 什么是数控机床？ CNC 机床是一种结合了多种刀具（包括钻头、车床和铣刀）的系统，这些刀具内置于机器可以从中选择和使用它们的单元中，它旨在制造三维零件。最简单的机器在一个或两个轴上移动。另一方面，更先进的系统具有 X 轴和 Y 轴运动，并且可以在 Z 轴上纵向移动。许多能够旋转运动，甚至自动翻转零件，因此可以在没有人工干预的情况下从各个方面切割材料。 CNC 工作的早期 尽管这个想法已经存在了一段时间，但第一个数字控制概念直到 1949 年才被开发出来。早期的计算先驱约翰·T·帕森斯 (John T. Parsons) 在麻省理工学院进行的空军研究项目中开发了它。该研究所的伺服机构实验室建造了一台实验铣床，目标是使用电动轴生产直升机叶片和更硬的飞机外壳。 密歇根州特拉弗斯城的帕森斯公司在与麻省理工学院合作之前就开始研究第一个系统， 帕森斯能够使用 IBM 602A 乘法器来计算翼型坐标，通过将穿孔卡片送入系统，将数据点送入瑞士夹具钻孔机，预编程信息可用于生产直升机零件，这是 CNC 机床编程的先驱。
这个想法得到了进一步发展，1952 年，Richard Kegg（与麻省理工学院合作）推出了 Cincinnati Hydro-Tel，这是一种 28 英寸立式主轴轮廓铣床。它的商业引入伴随着“带定位机床的电机控制装置”的专利，最初的原型虽然使用八列纸带、磁带阅读器和真空管电子控制系统进行操作，但成为未来发展的重点。 1940 年代和 1950 年代的早期 CNC 机器使用穿孔带，当时穿孔带常用于电信和数据存储，该技术被模拟计算技术所取代。从 1960 年代到 1970 年代，数字技术出现，使生产过程自动化且效率更高，帕森斯因其早期的工作而获奖。 1968 年，他获得了美国数控协会颁发的首届约瑟夫·玛丽·雅卡尔纪念奖。 1975 年，制造工程师协会授予他一块荣誉牌匾，将帕森斯命名为“第二次工业革命之父”。 当今 CNC 工厂的演变 现在使用的高度自动化的运动控制系统制造商基于其前辈的三个主要组件，它们需要命令功能（无论是数字系统还是模拟系统、凸轮从动件或襟翼手柄来激活它）；驱动/运动系统，例如电机、气缸、阀门或离合器；以及提供反馈的系统，例如编码器。在早期的 NC 机器中，控制级别会骑在凸轮上。反过来，电机将旋转以操作机器，但是，如果反馈电缆断裂，则无法终止切削液的流动。
现代数控机床是电子控制的，因此这种情况极不可能发生。最终结果更加可预测。此外，它们几乎可以使用任何类型的材料，包括金属、木材、塑料、玻璃纤维或泡沫。此外，还开发了新的加工形式，使用与CNC加工相同的概念，它们包括电子束加工、放电加工和光化学加工。通常根据批量生产过程中使用的材料来选择，常见的是激光、氧燃料、水射流和等离子切割机。 结论 如今，根据所使用的材料、经济性和 CNC 零件的复杂性，有许多样板制作选项可供选择。可用的工具和旋转轴依然使 CNC 机器具有吸引力且非常有用。随着3D打印的出现，这些优势开始显现出它们的局限性。 3D 打印机可以生产复杂的零件，包括其内部组件。根据应用的不同，材料选择可能有限，因此 CNC 系统仍然是首选，特别是对于原型开发。 |
