CNC 编程简史

在制造方面，很少有工艺比 CNC 加工更通用。 CNC——计算机数字控制的缩写——是一种通过计算机自动化加工工作的方法。在减材数控加工中，一块金属被成型和切割以满足编程到计算机中的特定要求，从而可以在没有操作员或主管的情况下以高精度制作零件，从而消除加工过程中的人为错误。

这可能不足为奇，但计算机引导加工是对非计算机加工的显着改进。但计算机数控从何而来？在不到 300 年的时间里，创新和技术确实取得了长足的进步，所以让我们来讨论一下 CNC 的简史。

从哪里开始比开始更好？ James Watt 和 Matthew Boulton 在 1760 年代和 70 年代制造了蒸汽机，但他们需要使用锤击铁，这会导致活塞泄漏。也就是说，直到 1775 年，约翰·威尔金森发明了被广泛认为是第一台机床：一种镗床，它在两端保持切削工具并延伸穿过圆柱体。这生产了直径为 50 英寸的气缸，使 Boulton 和 Watt 的蒸汽机能够更高效地运行——为工业革命提供动力。

1775 年，John Wilkinson 创造了被广泛认为是第一台机床，这反过来又帮助创造了更高效的蒸汽机。

现在，让我们往回跳一点。 1725 年的法国，Basile Bouchon 发明了一种方法来控制纺织机，该方法使用通过打孔在纸上编码的数据。虽然具有开创性，但该方法仍然需要操作员，直到 1805 年 Joseph Jacquard 按顺序使用更坚固的卡片来自动化 这个过程，虽然一个工人需要给卡片“编码”：用手在卡片上打孔。本质上，织机“读取”卡片以“选择”线程并允许钩子在是/否的基础上通过——二进制代码。

穿孔卡片在整个 1800 年代的各种应用中都有用，包括电报和自动钢琴。 Herman Hollerith 将它们用于机电，并于 1896 年创立了制表机公司，我们现在将其称为 IBM。

所以，在这一点上，我们有机器，我们有电脑，所以现在我们需要把它们放在一起。这导致了伺服机构，该机构由 H. Calendar 在 1896 年在英国创建。伺服是一种自动装置，可以纠正机器或机构的性能。伺服机构由一个被控制的设备、另一个给出命令的设备、一个错误检测器和一个错误校正器组成。在 CNC 加工中，伺服系统对于实现所需的公差至关重要。

即使有伺服机构，它们在航空航天领域的应用还需要将近 50 年的时间。 1942 年，先驱约翰·帕森斯开始使用数控 (NC) 制造直升机旋翼叶片； 1946 年，他聘请了工程师弗兰克·斯图伦 (FrankStulen)，完善了这一过程。 Stulen 有了使用 IBM 打孔卡的想法——它们仍然是手动打孔的！——以更好地确定转子叶片可以承受多少压力。不久之后，1949 年，美国空军聘请帕森斯制造精确的飞机机翼。

下一次进化将在 1956 年到来，当时麻省理工学院将开发自动编程工具 (APT)，这是一种为与麻省理工学院的数控 (NC) 机器一起工作而创建的语言。该项目的领导者道格拉斯·罗斯（Douglass Ross）后来创造了“计算机辅助设计”一词，我们现在称之为 CAD，尽管通用电气公司的计算机科学家帕特里克·汉拉蒂（Patrick Hanratty）为他赢得了“CAD 之父”的称号。 1957 年编写了后来的 CAD 程序使用的 Pronto 语言。

通过使用 CAD 软件，工程师可以设计复杂的零件并将信息直接发送到 CNC 机床进行生产。

六十年代，计算机开始变得更小，计算机和 NC 走到了一起，最终创建了 CNC。随着 70 年代经济增长缓慢，CNC 成为一种具有成本效益的解决方案，随着 Apple II 和 Macintosh 等个人电脑将计算能力交到普通人手中，对我们来说更重要的是机械师，它的实用性只会增加。

今天，CNC 继续推动加工的极限。设备只能完成一项工作的日子已经一去不复返了。曾经的设备只能铣削或车削，现在我们拥有可以执行多项任务并在多达六个轴上工作的机器（未来的技术将使这种说法有一天看起来过时了）。