Le passé, le présent et l'avenir de la fabrication

Nous pensons souvent à la fabrication en termes de dernières tendances et technologies. Cependant, nous devons nous rappeler que la fabrication est construite couche après couche de développements et de réalisations antérieurs qui ont élargi notre connaissance du processus de fabrication. Ceux qui utilisent les technologies de fabrication d'aujourd'hui ne s'en rendent peut-être pas compte, mais les outils qu'ils utilisent sont rendus possibles par les générations de développeurs de technologies qui les ont précédés.

Dans cet esprit, j'ai réfléchi à certaines des choses que j'ai rencontrées au cours de ma longue carrière dans le secteur manufacturier. Il est remarquable de constater le chemin parcouru dans le domaine de la fabrication au cours des 40 dernières années. Les solutions de fabrication d'aujourd'hui n'existaient pas il y a des années, notre approche pour résoudre les problèmes était donc très différente à l'époque. En parcourant certaines des choses que je me suis juré de réduire ou d'éliminer dans mon sous-sol, je suis tombé sur une pièce en acier inoxydable qui m'a rappelé une expérience importante que j'ai vécue il y a de nombreuses années.

Au début des années 1980, l'utilisation de petits ordinateurs dans les ateliers d'usinage ne faisait que commencer. J'étais déterminé à rejoindre ceux qui appliquaient les ordinateurs au processus de fabrication. C'était avant que les ordinateurs personnels IBM ne soient disponibles; J'ai convaincu ma femme que si je pouvais acheter un ordinateur Apple ll+, je pourrais gagner de l'argent en créant des programmes CN pour les propriétaires de petits ateliers d'usinage de ma région.

Après avoir obtenu l'ordinateur Apple, je n'avais aucune idée de la façon dont j'allais faire fonctionner ma prédiction. À cette époque, tous les petits ordinateurs étaient principalement utilisés pour les jeux et la comptabilité. Il n'y avait pratiquement pas de programmes informatiques pour la fabrication. Puis, en août 1982, j'ai été chargé d'écrire un programme NC pour l'Illinois Institute of Technology Research à Chicago.

Ce programme devait faire partie d'une démonstration de cellule de travail pour les cadres de GM, Ford et Chrysler. Le plan était de créer la cellule, puis d'inciter les dirigeants à assister à son fonctionnement après avoir assisté à l'IMTS de 1982, également à Chicago. J'écrirais quatre programmes pour produire des vannes, y compris la tige et la tête de chacune.

La cellule était composée d'un tour CN, d'un poste de trempe par induction, d'un poste de contrôle (passage/pas de passage), d'un robot au sol et d'un poste de nettoyage. Jusqu'à présent, je n'avais pas utilisé mon ordinateur pour écrire des programmes, y compris des programmes NC manuels. Je ne savais pas non plus comment j'allais livrer le programme fini autrement qu'en utilisant une impression, et je n'avais pas d'imprimante - qui à l'époque était un article très coûteux (j'ai pu en ajouter une six mois plus tard après économiser). J'avais cependant deux lecteurs de disquettes 5¼" sur mon système pour pouvoir sauvegarder ce que j'écrivais.

Ce projet a été dirigé par le regretté Dr Keith McKee et plusieurs de ses collègues. Je dois admettre qu'ils étaient beaucoup plus avancés que moi dans l'utilisation de l'ordinateur Apple. Ils avaient truqué un Apple comme le mien mais avec plusieurs ajouts aux fonds de panier sur la carte mère. Ils ont créé des interrupteurs sur les cartes qu'ils ont installées dans les fonds de panier et ont pu contrôler les interrupteurs marche/arrêt sur toutes les machines de la cellule. De plus, comme leur ordinateur était comme le mien, je pouvais livrer des disquettes pour ma part du contrat.

À ce moment-là, je pensais que tous mes problèmes étaient résolus. Je ne savais pas ce qui m'attendait. À l'époque, j'avais passé plusieurs années dans la fabrication, mais je venais de commencer à écrire des programmes CN et sur un seul type de machine, un tour Cincinnati Cinturn. Cela ne ressemblait en rien à la machine qu'ils voulaient que je programme - un tour Takasawa bien utilisé avec une vieille commande FANUC. La commande FANUC occupait autant de place que la machine. C'était loin des commandes modernes qui résident généralement à l'intérieur du pendentif d'une machine. Aussi grand que soit le contrôle, je ne pouvais toujours voir qu'un bloc d'informations à la fois. Vous pouvez imaginer à quel point il serait long et fastidieux de dépanner un programme sur cette machine. Ce n'était que le début de mes problèmes de programmation.

J'ai rapidement appris qu'il n'y avait pas de code G que je pouvais émettre qui créerait une courbe parabolique. Au début, je pensais pouvoir enchaîner un tas d'interpolations circulaires qui suffiraient. Pas de dé. Ce que j'ai découvert, c'est que cette ancienne commande FANUC ne me permettait pas d'émettre des interpolations circulaires successives. Pourtant, j'ai pu terminer les trois premiers programmes après de nombreuses corrections. Le nez de ces pièces avait des courbes simples et répondait aux commandes du code G.

C'est la quatrième partie qui nous a donné de gros maux de tête. La courbure de la tête sur cette partie ressemblait à une parabole. Mon approche consistait à faire quelques petites approximations pour la courbe parabolique. Peut-être que je pourrais faire des positions autour de la courbe à des intervalles de 0,001" (0,0254 mm) qui suivraient de près la courbure. Oh, comme j'aspirais à un logiciel qui pourrait faire ces calculs pour moi.

À l'époque, il existait un logiciel pour les ordinateurs Apple appelé VisiCalc. Cependant, il s'agissait d'un tableur utilisé principalement pour la comptabilité et était le précurseur de Lotus 123 et de Microsoft Excel.

Nous manquions de temps pour terminer le projet et je n'avais toujours pas été en mesure de produire un programme réalisable pour la vanne à nez parabolique. L'ancien contrôle FANUC devenait fou lorsqu'il rencontrait les arcs de code G. En désespoir de cause, je me suis tourné vers le logiciel VisiCalc pour résoudre mon problème. En utilisant la formule de cette parabole, j'ai pu la charger dans une cellule et reproduire les positions X et Z. Cela a résolu mon problème et nous avons terminé le projet à temps.

Je me demandais si le logiciel CAM d'aujourd'hui pouvait résoudre mon problème d'il y a de nombreuses années. J'ai découvert que le logiciel Geopath avait des dispositions pour les formes - et l'une d'elles était une parabole. J'ai revisité le plan vieux de près de 40 ans, branché le point focal et la longueur dans le logiciel et le tour est joué ! Il a renvoyé la forme exacte sur le plan. J'ai chargé cette forme dans Mastercam et créé un programme tout de suite.

Cette reviviscence de mon expérience d'il y a longtemps me rappelle à quel point nous avons progressé depuis. Ce qui me prenait des jours à faire à l'époque prend maintenant quelques minutes.

Tout au long de ma carrière dans le secteur manufacturier, j'ai occupé de nombreux postes, dont celui de machiniste, de superviseur NC, de chef de département et de directeur des opérations. Mon travail actuel est celui de professeur titulaire de technologie de fabrication au Richard J. Daley College de Chicago, où nous avons ouvert un nouveau centre de technologie de fabrication de 35 millions de dollars juste avant la pandémie. Le centre est rempli d'équipements et de laboratoires modernes de fabrication, d'usinage et de soudage. Ici, j'aide mes jeunes élèves à apprendre sur des équipements dont on aurait à peine pu rêver il y a 40 ans.

Mais cet équipement - et les nouvelles compétences de nos étudiants - sont construits sur les millions de projets de développement comme celui qui a produit ma valve parabolique. La technologie de fabrication a une riche histoire dans ce pays, dont nous pouvons tous être fiers.