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数値制御

1950
  • John T. Parsons
自動化された製造工場の制御盤付きCNCマシン。.

(画像はイメージです)

数値制御(NC)とは、正確にコード化された英数字データで構成されたプログラムを用いて、工作機械を自動的に制御する技術です。このプログラムは、工具の経路、送り速度、回転速度、その他の動作パラメータを決定します。初期のNCシステムは、入力媒体としてパンチ紙テープを使用しており、ハンドルや物理的なテンプレートによる手動制御から大きく技術的に飛躍しました。

数値制御(NC)の概念は、第二次世界大戦後、ヘリコプターのローターブレードや航空機部品などの複雑な曲面形状を製造するという課題に対する解決策として登場しました。ジョン・T・パーソンズは、家族経営のパーソンズ社で働きながら、フライス盤のツールパスを定義するために数学的な座標データを使用するというアイデアを考案しました。その核心となる考え方は、表面を定義する一連の離散点を機械に入力し、機械の制御システムがこれらの点の間を切削工具を移動させるというものでした。これは、複雑な形状の場合に時間がかかり、エラーが発生しやすかった、物理的なテンプレート(カムやトレーサー)を使用したり、手動で操作したりする従来の熟練を要する方法に取って代わるものでした。

1949年、パーソンズは米国空軍の資金援助を受けたMITサーボ機構研究所と提携し、このコンセプトを実現させた。このプロジェクトは、1952年にNCフライス盤の最初の実証実験に成功した。このプロトタイプは、幅1インチ、7トラックのパンチ紙テープから指示を読み取る真空管ベースのコントローラを使用していた。テープには、機械の3軸(X、Y、Z)の目標位置を示すコード化された情報が含まれていた。コントローラからの信号を受けたサーボモータは、機械テーブルと切削ヘッドを指定された座標に駆動した。この斬新さは革命的だった。工作機械の動きが、物理的なガイドではなく、抽象的でプログラム可能なデータによって制御されるようになったのはこれが初めてだった。これにより、部品の形状が物理的なマスターパターンから切り離され、製造プロセスに前例のない柔軟性、再現性、精度がもたらされた。これは、その後のすべての自動加工の基礎を築いた。

UNESCO Nomenclature: 3301
自動化

タイプ

抽象システム

混乱

革命的

使用法

廃止

前駆物質

  • ジャカード織機は、パンチカードを使用して織り模様を制御します。
  • パンチ紙ロールを使用して音楽再生を自動化する自動演奏ピアノ(ピアノーラ)
  • 遠隔位置決めおよび制御のためのサーボ機構の開発
  • ブール論理とデジタルコンピューティング理論の進歩

アプリケーション

  • コンピュータ数値制御(CNC)マシン
  • 自動化された製造プロセス
  • ロボット工学と産業オートメーション
  • 3d printing (additive manufacturing)
  • 自動検査システム

特許:

  • US2820187A

潜在的なイノベーションのアイデア

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歴史的背景

数値制御

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(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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