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Contrôle numérique

1950
  • John T. Parsons
Machine CNC avec panneau de commande dans un atelier de fabrication automatisé.

La commande numérique (CN) est la commande automatisée d'outils d'usinage à l'aide d'un programme composé de données alphanumériques codées avec précision. Ce programme dicte la trajectoire de l'outil, la vitesse d'avance, la vitesse et d'autres paramètres opérationnels. Les premiers systèmes de commande numérique utilisaient des bandes de papier perforé comme support d'entrée, marquant ainsi un saut technologique important par rapport à la commande manuelle au moyen de manivelles ou de gabarits physiques.

Le concept de commande numérique (CN) est apparu après la Seconde Guerre mondiale comme une solution au défi que représentait la fabrication de profils courbes complexes pour les pales de rotor d'hélicoptère et les composants d'aéronefs. John T. Parsons, qui travaillait pour l'entreprise familiale Parsons Corporation, a imaginé d'utiliser des données de coordonnées mathématiques pour définir la trajectoire de l'outil d'une fraiseuse. L'idée de base était de fournir à la machine une série de points discrets définissant une surface, et de demander au système de commande de la machine de déplacer l'outil de coupe entre ces points. Cette méthode remplaçait la méthode traditionnelle, exigeant beaucoup de compétences, qui consistait à utiliser des gabarits physiques (cames et traceurs) ou à procéder manuellement, ce qui était lent et source d'erreurs pour les formes complexes.

En 1949, Parsons s'est associé au laboratoire de servomécanismes du MIT, financé par l'armée de l'air américaine, pour concrétiser ce concept. Le projet a abouti à la première démonstration réussie d'une fraiseuse à commande numérique en 1952. Ce prototype utilisait un contrôleur basé sur un tube à vide qui lisait les instructions d'une bande de papier perforé à 7 pistes de 1 pouce de large. La bande contenait des informations codées pour les positions souhaitées des trois axes de la machine (X, Y, Z). Les servomoteurs, recevant les signaux du contrôleur, entraînaient alors la table de la machine et la tête de coupe aux coordonnées spécifiées. La nouveauté était révolutionnaire : pour la première fois, les mouvements d'une machine-outil étaient régis non pas par un guide physique, mais par des données abstraites et programmables. La géométrie de la pièce était ainsi découplée de tout modèle physique, ce qui introduisait une flexibilité, une répétabilité et une précision sans précédent dans le processus de fabrication. Il a jeté les bases de tout l'usinage automatisé ultérieur.

UNESCO Nomenclature: 3301
- Automatisation

Type

Système abstrait

Perturbation

Révolutionnaire

Utilisation

Obsolète

Précurseurs

  • l'utilisation de cartes perforées par le métier à tisser jacquard pour contrôler les motifs de tissage
  • pianos mécaniques (pianolas) utilisant des rouleaux de papier perforés pour automatiser la lecture de musique
  • le développement de servomécanismes pour le positionnement et le contrôle à distance
  • progrès de la logique booléenne et de la théorie de l'informatique numérique

Applications

  • machines à commande numérique par ordinateur (CNC)
  • processus de fabrication automatisés
  • robotique et l'automatisation industrielle
  • Impression 3d (fabrication additive)
  • systèmes d'inspection automatisés

Brevets :

  • US2820187A

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