Všechny CNC stroje, bez ohledu na svou velikost nebo složitost, využívají stejné technické inovace. Některé z nich jsou staré více než sto let.

Sledováním historie těchto inovací můžeme sledovat trendy, které vedly k vývoji prvních číslicově řízených strojů na konci 40. let a nakonec k přesným a vysokorychlostním víceosým obráběcím centrům, které nyní používáme každý den pro rychlé prototypování a nízko objemovou výrobu.

Děrný štítek: 1890

Štítky pro ukládání dat byly odvozeny z malých odolných desek nebo pevných štítků, které v roce 1804 vynalezl Joseph Marie Jacquard pro kontrolu tkalcovských stavů. Ve své dřívější podobě byly otvory umístěné tam, kde měly být použité háčky, aby přes dané otvory aplikovaly vlákno na danou část textilního vzoru.

Avšak tyto první děrné štítky byly určené pouze pro mechanické ovládání. Inženýr MIT Herman Hollerith začal experimentovat s metodikou čtení karet a se stroji potřebnými k jejich přečtení. Vyvinul systém děrných štítků pro sčítání amerického lidu v roce 1890 a stal se jedním ze zakladatelů nové vědy zpracování dat. Později založil firmu na prodej svých vlastních strojů a štítkových technologií, která se měla stát součástí firmy IBM. Jednalo se o předchůdce moderního ukládání počítačových dat.

Magnetická páska: 1928

Němečtí vynálezci předběhli americké protějšky ve vývoji technik pro záznam magnetických signálů na vodivé médium. Ačkoliv s touto myšlenkou přišli už jiní vědci, Fritz Pfleumer si nechal patentovat magnetickou pásku používající oxid spojený s polymerem. Druhá světová válka opět vyzvala všechny strany ke zdokonalení této technologie pro zaznamenávání, odesílání a ukládání utajovaných dat.

Když spojenci v roce 1945 napadli Německo, americký voják John Mullin dostal za úkol zabavit cenný německý magnetofon nebo záznamové zařízení. Po válce sdílel Mullin zázraky magnetofonu se zpěvákem a hercem Bingem Crosbym, který do této technologie investoval pro dosažení mnoha pokroků používaných k nahrávání obrazů a zvuků v hollywoodské zlaté éře.

Dnes používáme optické disky nebo flash paměť, avšak první komerčně úspěšné CNC stroje se spoléhaly právě na magnetickou pásku. Musely rychle přemisťovat velké množství digitálních informací, aby byl nápad proveditelný.

Kuličkový vodicí šroub: 1929

I když není nezbytně nutný pro výrobu CNC stroje, recirkulační kuličkový vodicí šroub zůstává nejspolehlivějším a nejefektivnějším způsobem, jak převést rotační pohyb na lineární dráhu. Vynalezl ho Rudolph Boehm v Texasu roku 1929. Představuje značné zlepšení oproti jednodušším a levnějším olověným šroubům Acme používaných na ručních obráběcích strojích.

Geniální na kuličkovém šroubu je to, že při namontování na šroubový hřídel poskytuje velmi nízké tření a vysokou opakovatelnou přesnost. Kuličkový šroub je navíc odolný vůči točivým momentům jiných systémů. Když se hřídel otáčí motorem nebo ruční klikou, šroub a vše, co je k němu připojené, se velmi rychle táhne po své délce. Pokud je chráněný pružnými prachovými kryty, je také velmi spolehlivý a nenáročný na údržbu.

Servomotory: druhá světová válka

Přesné datum vynálezu servomotoru není známé, protože se jednalo o vyvrcholení hned několika předchozích pokroků v technologii baterií, elektrické vodivosti a zpětnovazebních systémech s uzavřenou smyčkou. Stejně jako u mnoha jiných vynálezů, byl vývoj servomotorů poháněný požadavky druhé světové války. V tomto případě sloužil jako vodítko pro umístění radarů a protiletadlových zbraní.

Servomotory pracují na základě převádění rotačního pohybu do lineární vzdálenosti. Používají enkodéry, které vysílají elektrické signály udávající přesné údaje o své rotační poloze. Když se spojí se šroubovým hřídelem na CNC stroji, znamená to, že pokud se servomotor otáčí o zlomek stupně, kuličkový šroub se bude pohybovat podél jedné osy o přesnou lineární vzdálenost a kodér ji zobrazí jako odečet. Toto je základní rozhraní při převádění digitálních informací do fyzického pohybu. Všechny CNC stroje se spoléhají na takové motory, aby mohly kontrolovat své pozice na všech osách.

Automaticky naprogramovaný nástroj (APT): 1956

Počítačový program se připisuje Douglasovi T. Rossovi a jeho týmu z MIT. Podařilo se jim najít způsob, jak umisťovat časně numericky řízené obráběcí stroje rychleji a efektivněji tak, že je zkombinovali s nově se vyvíjejícími schopnostmi počítačů.

Předchozí verze numericky ovládaných nástrojů stále využívaly děrné karty nebo děrovanou pásku k zadávání pokynů jeden po druhém, a ty pak museli překládat zkušení operátoři. Avšak letecký a obranný průmysl se snažil najít způsob, jak vyrobit sofistikované součásti přesněji a rychleji. Vláda se rozhodla sponzorovat vývoj prvního strojového programovacího jazyka, na němž pracovalo 14 různých společností. Tento jazyk se stal předchůdcem G-kódu a CAD/CAM systémů, které používáme dodnes. Jednalo se o vůbec první vytvořený standard ANSI.

Numericky řízený stroj

První číslicově řízený obráběcí stroj si nechal patentovat John T. Parsons společně s MIT a dalšími lidmi v obráběcím průmyslu. Snažil se najít lepší způsob, jak spolehlivě vyrobit lopatky rotoru pro vrtulníky a křída pro letadla, která se do té doby vyráběla za pomoci složitých šablon náchylných k chybám. John T. Parsons uviděl jako první hodnotu matematického bodového systému, který definoval pohyby řezací hlavy v prostoru. Svou inovaci postavil na dřívějším vývoji systému děrných karet, servomotorů, kuličkových šroubů, magnetické pásky a programovacího jazyka. Vše spojil dohromady a vytvořil základ pro moderní CNC frézování a soustružení, 3D tisk a další automatizované formy výroby.

Žádné komentáře.

Přidejte svůj komentář

Můžete použít HTML atrbitury: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>