GESCHICHTE DER ENTSTEHUNG DER CNC-MASCHINEN

Seit Jahrhunderten nutzen die Menschen Maschinen, um ihr Leben zu erleichtern. Alle Erfindungen der Menschheit wurden aus der Not des Augenblicks und leider auch aus Faulheit geboren. Maschinen sollten in erster Linie die körperliche Arbeit des Menschen ersetzen, sie leichter und angenehmer machen.

Um zu verstehen, wie komplex der Prozess der Erstellung des ersten CNC-Werkzeugmaschinen Lassen Sie uns zunächst die Geschichte der Erfindungen nachzeichnen, aus denen die CNC-Maschine entstanden ist.

JAHR 1890 - Datenlochkartensystem

Die ersten Datenspeicherkarten wurden bereits in der Vergangenheit entwickelt. 1804 r und wurden zur Steuerung von Webstühlen verwendet. Sie bestimmten zunächst, wo die verschiedenen Haken aktiviert werden konnten und wo nicht, so dass der textile Faden nach dem gewünschten Muster aufgetragen werden konnte. Die Muster konnten in einer Vielzahl von Korrelationen unendlich sein, da diese Karten in beliebiger Länge aneinandergereiht werden konnten. Diese Erfindung ermöglichte die weitere Entwicklung der Datenspeicherung W 1890 r begann der Ingenieur Herman Hollerith mit der Methodik des Lesens dieser Karten und den dafür erforderlichen Geräten zu experimentieren. Er entwickelte sein eigenes Kartensystem für die Volkszählung 1890 in den USA und leistete gleichzeitig Pionierarbeit in der Wissenschaft der Datenverarbeitung. Herman Hollerith gründete sein eigenes Unternehmen, das die von ihm erfundenen Datenkartenmaschinen und -technologien verkaufte. Sein Unternehmen wurde später Teil von IBM - eine Erfindung, die den Beginn der Computerdatenspeicherung markierte.

JAHR 1928 - Magnetband

Deutsche Erfinder leisteten Pionierarbeit bei der Entdeckung der Technologie zur Aufzeichnung, Übertragung und Speicherung von Daten und der Technik zur Aufzeichnung magnetischer Signale auf einem leitfähigen Medium. W 1928 r  Fritz Pfleumer war der erste, der das Magnetband patentierte. Es gibt viele Spionagegeschichten, die mit dieser Erfindung verbunden sind. Nach dem Sieg der Alliierten über Deutschland im Jahr 1945 setzten sich die Amerikaner das Ziel, diese Technologie an sich zu reißen. Dies gelang ihnen auch erfolgreich. Die ersten CNC-Maschinen übertrugen große Mengen an digitalen Informationen präzise mit Hilfe von Magnetbändern.

JAHR 1929 - Propellerzug

Sie war zwar keine notwendige Erfindung für die Entwicklung oder den Betrieb von CNC-Maschinen, erleichterte aber deren Betrieb, da sie die zuverlässigste Methode zur Umwandlung von Drehbewegungen in lineare Bewegungen war. Die Kugelumlaufspindel wurde 1929 von Rudolph Boehm in Texas erfunden. Ihre Vorteile für die ersten CNC-Maschinen: Die Schraube bietet eine geringe Reibung und eine hohe Wiederholgenauigkeit, da sie auf einer Präzisionsspindel montiert ist.

 Zweiter Weltkrieg - Servomotoren

Es ist nicht möglich, ein genaues Datum für die Entwicklung von Servomotoren zu nennen, da sie ein Bestandteil vieler früherer Entdeckungen und technologischer Fortschritte sind, z. B. Batterien, elektrische Leitfähigkeit, geschlossene Rückkopplungssysteme. Zweifellos wurde die Entwicklung von Servomotoren durch den Zweiten Weltkrieg beschleunigt. Damals trugen Servomotoren dazu bei, den Einsatz von Radargeräten und Flugabwehrkanonen zu steuern. Das Prinzip der Servomotoren ist einfach: Sie wandeln eine Drehbewegung in einen linearen Weg um. Die Encoder der Servomotoren senden elektrische Signale aus, die eine genaue Ablesung ihrer Drehposition ermöglichen. Wenn der Servomotor mit der Welle einer Spindel in einer CNC-Maschine verbunden ist, bedeutet dies, dass sich die Kugelumlaufspindel bei einer Drehung des Servomotors um einen Bruchteil eines Grades entlang einer Achse genau um den linearen Abstand bewegt und der Encoder dies als Messwert anzeigt. Dies ist eine wichtige Schnittstelle für die Umsetzung digitaler Informationen in physische Bewegung. Alle CNC-Werkzeugmaschinen sind auf solche Motoren angewiesen, um ihre Position auf jeder Achse zu steuern.

Alle oben beschriebenen Entdeckungen trugen als Bestandteil zur Entwicklung kompletter CNC-Systeme bei. Erste CNC-Maschinen  waren mit der Luft- und Raumfahrtindustrie verbunden. Einzelne Flugzeugteile erforderten reproduzierbare und präzise Teile - menschliche Arbeit konnte dies nicht leisten. Die erste Entwicklung von numerisch gesteuerten Systemen begann.

Erste Fräsbohrplotter  wurden unmittelbar nach dem Zweiten Weltkrieg entwickelt. Der Pionier des numerischen Steuerungssystems war John T. Parsons. Der Erfinder arbeitete für die Firma seines Vaters in Traverse City, Michigan. Gemeinsam mit dem von ihm eingestellten Ingenieur Frank Stulen entwickelten sie ein Verfahren, bei dem ein IBM-Lochkartenlesegerät zur genauen Berechnung der Krümmung von Hubschraubern eingesetzt wurde, die die neu gegründete US-Luftwaffe benötigte. Ihre für die damalige Zeit revolutionäre Arbeit führte zur Entwicklung von numerischen Steuerungsverfahren, die als Vorläufer der CNC-Maschinen dienten. Ab 1949 konstruierten Parson und Stullen zusammen mit dem Servomechanisms Laboratory des MIT eine Maschine zur Herstellung von Präzisionsbauteilen auf der Grundlage digitaler Steuerung. Das Ergebnis ihrer Forschungen und Arbeiten war die Entwicklung einer numerisch gesteuerten Maschine im Jahr 1952. Die Entwicklung des ersten Entwurfs war exorbitant teuer - die Kosten beliefen sich auf rund 2 Millionen Dollar - und aufgrund der hohen Kosten stoppte die Air Force die Anträge auf Fortsetzung des Forschungsprojekts.

Gleichzeitig begannen die Arbeiten an den CNC-Maschinen in einem kleinen CNC-Maschinenfabrik - Werkzeugmaschinenhersteller Giddings & Lewis. Ihre Arbeit war von Erfolg gekrönt. Den Ingenieuren dieses Unternehmens gelang es, eine Maschine mit Magnetbandlesern (anstelle von Lochkarten) zu entwickeln. Die von Giddings & Lewis 1957 entwickelte Maschine war wesentlich billiger in der Herstellung und verbesserte darüber hinaus die Qualität der gefertigten Teile und die Produktivität der Maschine.

Seitdem wurden die numerisch gesteuerten Maschinen ständig verbessert. Heute finden Sie moderne 5-Achsen-Portal-Werkzeugmaschinen, cnc-FräsmaschinenFräsplotter, CNC-WerkzeugmaschinenDie CNC-Technologie entwickelt sich ständig weiter, um die Herstellung vieler Gegenstände in unserer Umgebung zu verbessern und zu beschleunigen.

Im nächsten Artikel werden wir Ihnen die weitere Entwicklung der CNC vorstellen.