L'histoire des machines CNC

Un pilier moderne de la fabrication et de la production, la commande numérique par ordinateur, ou CNC, remonte aux années 1940 lorsque les premières machines à commande numérique, ou NC, sont apparues. Cependant, les machines de tournage sont apparues avant cela. En fait, une machine utilisée pour remplacer les techniques artisanales et augmenter la précision a été inventée en 1751. Il faudra un certain temps avant que le concept ne prenne les capacités d'une société de production CNC moderne.

Les techniques d'usinage qui ont conduit à la fabrication CNC ont marqué le début de l'industrialisation. La définition actuelle de l'usinage CNC est plus précise. Il s'agit de saisir des fichiers 3D dans un ordinateur, qui exécute un programme qui contrôle le mouvement des outils dans un centre d'usinage. Le processus est entièrement automatisé, depuis l'axe et la vitesse de rotation des outils de coupe jusqu'à l'obtention des dimensions souhaitées de la pièce.

Qu'est-ce qu'une machine CNC ?

Une machine CNC est un système combinant plusieurs outils (y compris des perceuses, des tours et des outils de fraisage), qui sont intégrés dans des cellules à partir desquelles la machine peut les sélectionner et les utiliser. Il est conçu pour fabriquer des pièces en trois dimensions. Les machines les plus simples se déplacent sur un ou deux axes. D'autre part, les systèmes plus avancés présentent un mouvement sur les axes X et Y et peuvent se déplacer longitudinalement sur l'axe Z. Beaucoup sont capables de mouvement de rotation et même de retournement automatique des pièces afin que le matériau puisse être coupé de tous les côtés sans intervention manuelle.

Les débuts du travail CNC

Bien que l'idée existe depuis un certain temps, le premier concept de contrôle numérique n'a été développé qu'en 1949. John T. Parsons, l'un des premiers pionniers de l'informatique, l'a développé dans le cadre d'un projet de recherche de l'Air Force mené au Massachusetts Institute of Technology. (MIT). Une fraiseuse expérimentale a été construite au laboratoire de servomécanismes de l'institut, dans le but d'utiliser des axes motorisés pour produire des pales d'hélicoptère et des peaux plus rigides pour les avions.

Parsons Corporation à Traverse City, Michigan, a commencé à travailler sur le premier système avant même la collaboration avec le MIT. Parsons a pu utiliser un multiplicateur IBM 602A pour calculer les coordonnées du profil aérodynamique. Les points de données ont été introduits dans un swiss jig borer en introduisant des cartes perforées dans le système. Des informations préprogrammées pourraient être utilisées pour produire des pièces pour hélicoptères; c'était le précurseur de la programmation de machines CNC.

L'idée a été développée plus avant et, en 1952, Richard Kegg (en collaboration avec le MIT) a présenté la Cincinnati Hydro-Tel, une fraiseuse de contour à broche verticale de 28 pouces. Son introduction commerciale s'est accompagnée d'un brevet pour un «Appareil commandé par moteur avec machine-outil de positionnement». Le prototype initial, bien qu'il ait été exploité à l'aide d'une bande de papier à huit colonnes, d'un lecteur de bande et d'un système de contrôle électronique à tube à vide, est devenu un centre d'intérêt pour les développements futurs.

Les premières machines CNC des années 1940 et 1950 utilisaient du ruban perforé, qui était alors couramment utilisé dans les télécommunications et le stockage de données. Cette technologie a été remplacée par des technologies informatiques analogiques. Des années 1960 aux années 1970, les technologies numériques ont émergé, rendant le processus de production automatisé et plus efficace.

Parsons a été récompensé pour ses premiers travaux. En 1968, il reçoit le premier Joseph Marie Jacquard Memorial Award de la Numerical Control Society. La Society of Manufacturing Engineers lui a décerné une plaque honorifique en 1975, qui a nommé Parsons "Le père de la deuxième révolution industrielle".

Évolution de l'usine CNC d'aujourd'hui

Les fabricants de systèmes de contrôle de mouvement hautement automatisés actuellement utilisés sont toujours basés sur les trois composants principaux de leurs prédécesseurs. Ils nécessitent une fonction de commande (qu'il s'agisse d'un système numérique ou analogique, d'un suiveur de came ou d'une poignée de volet pour l'activer); un système d'entraînement/mouvement tel qu'un moteur, un cylindre, une soupape ou un embrayage ; et un système qui fournit une rétroaction, tel qu'un encodeur. Dans les premières machines à commande numérique, un niveau de contrôle roulait sur une came. À son tour, le moteur tournait pour faire fonctionner la machine, mais, si le câble de retour se cassait, le flux de fluide ne pouvait pas être arrêté.

Les machines CNC modernes sont contrôlées électroniquement, ce scénario est donc hautement improbable. Les résultats finaux sont maintenant plus prévisibles. En outre, ils peuvent utiliser à peu près n'importe quel type de matériau, y compris le métal, le bois, le plastique, la fibre de verre ou la mousse.

De plus, de nouvelles formes d'usinage ont été développées. Utilisant le même concept que l'usinage CNC, ils comprennent l'usinage par faisceau d'électrons, l'usinage par décharge électrique et l'usinage photochimique. Ceux-ci et d'autres sont souvent sélectionnés en fonction du matériau utilisé dans le processus de production en série. Les machines de découpe au laser, à l'oxycoupage, au jet d'eau et au plasma sont également courantes.

S'appuyer sur le prototypage rapide

La perspective du prototypage rapide a changé au fil des ans, mais le concept a été appliqué dès la toute première bande perforée, les systèmes de contrôle numérique. Avant cela, toutes les pièces étaient usinées à la main; même les systèmes de bandes perforées ont révolutionné le processus. De nos jours, il existe de nombreuses options de prototypage parmi lesquelles choisir en fonction du matériau utilisé, de l'économie et de la complexité des pièces CNC.

Les outils et les axes de rotation disponibles rendent toujours les machines CNC attrayantes et extrêmement utiles. Avec l'avènement de l'impression 3D, ces avantages ont commencé à montrer leurs limites. Une imprimante 3D peut produire des pièces complexes, y compris leurs composants internes. Selon l'application, les choix de matériaux peuvent être limités, de sorte que les systèmes CNC restent le choix préféré, en particulier pour le développement de prototypes.

Importance de la fabrication CNC aujourd'hui

Le rôle des machinistes traditionnels s'estompe rapidement. Au 21e siècle, la demande de spécialistes CNC est en augmentation. Des organisations telles que l'Institut des métiers techniques offrent une formation pour doter les machinistes des compétences nécessaires pour travailler pour les employeurs dans ce domaine. Dans de nombreuses industries, les perspectives d'emploi sont solides; certains prédisent que les emplois technologiques tels que l'utilisation d'équipements CNC représenteront 40 % des futurs postes vacants.1

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Nous sommes une société de production CNC à service complet spécialisée dans l'usinage CNC et le prototypage rapide pour l'aérospatiale, le pétrole et le gaz, les dispositifs médicaux, les transports, l'électronique et d'autres i

industries. Nos opérations d'usinage comprennent des capacités à quatre et cinq axes. Nous pouvons appliquer des tours, des fraiseuses, des rectifieuses, des routeurs et des grues élévatrices aux cycles de production.

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Source :

1. https://www.instituteoftechnicaltrades.com/blog/history-computer-numerical-control/