Xx əsin əvvəlində əldə edilən texniki nailiyyətlər
Yüklə 5,08 Mb. Pdf görüntüsü
|
|
Avtomatlaşdırmanın yayılması 461 3.2.2. Rəqəmli idarəetmə sistemlərinin yaranması Dəzgahlar üçün idarəolunma informasiyalarının yaddaşa verilməsi formalarının axtarışı uzun ənənəyə malik olub, öz başlanğıcını seriyalı istehsaldan götürmüşdür. Pəstahların yüksək dəqiqliklə, təkrar olunaraq emal olunması üçün informasiyaların uzun müddətli və sadə şəkildə saxlanması baxımından müxtəlif yaddaş konseptləri yaranmışdır. Onlar dəzgahların sazlanmasını sadələşdirərək prosesə nəzarət işlərini sexlərdən planlaşdırma şöbələrinə keçməyə imkan yaratmışdır. XX əsrin ortalarında dəzgahların avtomatlaşdırılmış idarə olunmasına ABŞ-da daha çox can atılırdı. Burada məqsəd, proses zamanı dəzgahlarda çalışan fəhlələrdən asılılığın azaldılması və istehsalın idarə olunmasını mərkəzləşdirməkdən ibarət idi. Hesablama texnikasının tətbiqi ilə nəhayət ki, dəzgahların idarə olunması üçün yeni bir alət tapılmış olur. Sərt proqramlarla işləyən informasiya daşıyıcılarına nisbətən yeni yaddaş mexanizminin uğurlu olmasında, həm də idarə olunma informasiyasının saxlanmasının yeni üsulunun işlənib tətbiq olunması böyük rol oynamışdır. Hissənin ümumi emal prosesi formal şəkildə abstrakt təsvirə gətirilərək kodlaşdırılır və dəzgahın idarə sistemini aktivləşdirmək üçün binar verilənlər şəklində verilir. Bu yeni konsepti reallaşdırmaq üçün keçən əsrin 40-cı illərində bir neçə rəqəmli idarəetmə prinsipi (NC- Numerical Control) yaradılmışdır. Buna misal olaraq ABŞ-da Arma Corporation şirkətində Kunninqham tərəfindən görülmüş işləri misal göstərmək olar [3.9]. Ancaq rəqəmli idarəolunma üzrə ilk uğurlu innovasiya kimi MİT-də (ingl. Massachusetts Institute of Technology, USA) Parsonsun düzəltdiyi rəqəmli sistem sayılır [3.8]. Parsons atasının firmasında çalışdığı zaman vertolyotlar üçün pərlərin hazırlanması ilə məşğul olur. II dünya müharibəsindən sonra Parsons Corporation ABŞ-da vertolyot pəri hazırlayan ən böyük müəssisə idi. Bu hissələrin emalı ilə bağlı prosesi avtomatlaşdırmaq üçün düzəldilmiş rəqəmli idarə sistemi, müasir dəzgahlarda tətbiq olunan sistemlər üçün əsas sayılır. Pərlərin Avtomatlaşdırmanın yayılması 462 hazırlanması üçün Air Force Material Command (AMC) Parsonsa sifariş verən zaman, həm də bu konstruksiya üçün normativ kitabçanın tərtib olunmasını tələb edir. Bu məsələnin həlli informasiya həcminin böyük olması ucundan çox əməktutumlu idi. O dövrün hesablama maşını ilə bu işi görmək üçün bir il vaxt lazım idi. Pərlərin yüklənməsini ENİAC maşınında hesablmaq üçün Pensilvaniya Universitetinə sifariş verilir. Sonra Parsons IBM firması ilə danışıqlar apararaq, möhkəmlik və profil hesabatlarının aparılması üçün IBM 602A maşınının tətbiqi üçün qərar qəbul edir. Bu maşın cədvəlləşdirmə, seçmə və perfokartların deşilməsi üçün qurğu ilə təchiz olunur. Bu qurğunun tətbiqi ilə lazım olan hesabatlar aparılır. Bu məsələ həll olunduqdan sonra Parsons emal dəqiqliyinin artırılması üzrə işləməyə başlayır. Qarşıda duran əsas problem pərlər üçün şablonların hazırlanması idi. Müxtəlif ölçülərdə hazırlanmış şablonlarla pərin en kəsiyinin dəqiqliyi verilmiş addımlarla yoxlanılırdı (şəkil 3.13). IBM hesablama maşınları ilə əldə edilən müsbət nəticə, Parsonsu pərin səthinin rəqəmli şəkildə təsvir olunması ideyasına gətirir. O, belə qənaətə gəlir ki, şablonun səthini təsvir edən xətləri çoxlu sayda nöqtələr toplusu şəklində təsvir etmək olar. Parsons ideyasını həyata keçirməyə nail olur. Nəticədə, bu informasiyalar perfokartlara köçürülmüş deşiklər şəklində verilə bilirdi. Dəzgahda çalışan fəhlənin işi, bu informasiya əsasında dəzgahı mövqeləşdirməkdən ibarət idi. Sonra səthlərdə alınan çıxıntılar (emal olunmamış səthlər) əl ilə hamarlanırdı. Yeni idarə üsulu Parsonsa emal prosesinin optimallaşdırılıması üçün imkanlar açır. Prosesin gedişində əsas xətalar yenə də fəhlələr tərəfindən yaradılırdı. Əsas problem rəqəmlərin cədvəldən oxunması və dəzgahın lazımi mövqeyə gətirilməsi idi. Bu iş əl ilə görülürdü. Parsons rəqəmli informasiyaları daha perfokartlara deşik şəklində köçürmək yox, bir başa dəzgaha ötürmək istəyirdi. Bu ideyanın gerçəkləşməsi Parsonsun firmasına verilən yeni sifariş ilə daha da gücləndirilir. Yeni Avtomatlaşdırmanın yayılması 463 konstruksiyaya malik təyyarə hissələrinin hazırlanması mövcud texnika ilə səmərəli yerinə yetirilə bilmədiyindən, Parsons məsələnin yeni həlli üzrə düşünməyə başlayır. O, 1949-cu ildə Hava Qüvvələri Nazirliyindən (Air Force) yüksək sərtliyə malik, rəqəmli proqramla idarəolunan frez dəzgahının hazırlanması üçün sifariş alır. Sifarişin həcmi 200000 dollar məbləğində olub, 21 ay müddətində yerinə yetirilməli idi. Şəkil 3.13. Rotor pərlərinin yoxlanması üçün şablon Yüksək mühəndis kontingentinə malik olmasına baxmayaraq, Parsonsun firması bu məsələnin öhdəsindən tək gələ bilmir. Böyük problem elektronika və idarəetmə sahəsində az təcrübənin olmasında idi. Buna görə də, Parsons MIT ilə əlaqəyə girib, alimlərlə birlikdə yeni dəzgahın hazırlanmasındakı problemləri həll etmək istəyir. Nəticədə, MIT ilə Parsons Corporation arasında 1949-cu ildə müqavilə bağlanır. Bu müqaviləyə əsasən, MIT-in nəzdində servomexanizmlər üzrə ixtisaslaşmış ötürmə və idarəetmə texnikası laboratoriyası və rəqəmli kompyüter tədqiqatı ilə məşğul olan şöbələr yeni avtomatik idarəetmə sistemini yaratmalı idilər. Bu institutda müharibənin sonundan Avtomatlaşdırmanın yayılması 464 başlayaraq binar verilənlər əsasında servo idarəetmənin əsasları tədqiq olunurdu. Problemin tədqiqi ərəfəsində məlum olur ki, idarəetmə sisteminə verilən informasiyanı mənimsəmək üçün IBM kart oxuyucusunun gücü çatmır. Bu problemi aradan qaldırmaq üçün onlar informasiyanı lentlər şəklində vermək və onun oxunması üçün qurğunu işləyirlər. Bundan əlavə, hesablama texnikasının yaddaşı yeni texnoloji tələbat nəticəsində yaranan informasiya çoxluğunu emal etmək üçün kifayət etmir. Alimlər bu problemləri həll etmək üçün yeni kompleks sistemi yaratmaq qərarına gəlirlər. Parsonun sadə şəkildə işləyən idarə sisteminin hazırlanmasını tələb etməsinə baxmayaraq, MIT-in təklifi ABŞ-ın Hava Qüvvələri Nazirliyi tərəfindən bəyənilir və layihənin vaxtı uzadılmaqla yeni maliyyə vəsaiti ayrılır. Böyük və mürəkkəb ştampların mexaniki emal yolu ilə hazırlanmasında yaranan problemləri aradan qaldırmaq üçün 5 koordinatlı frez dəzgahının yaradılması təklifi getdikcə sənayeçilər tərəfindən daha güclü şəkildə dəstəklənməyə başlanır. 1951-ci ildə MIT-də artıq 3 koordinatlı frez dəzgahın prototipi hazırlanıb sınaq üçün istifadəyə verilir. Bu dəzgahda informasiyanı idarəetmə sisteminə daxil etmək üçün üzərində yazı yaddaşı olan perfolentdən istifadə olunmuşdur. MIT, sənayenin marağını rəqəmli proqramla idarəetmə sisteminə yönəltmək üçün apardığı gərgin texnoloji transfer işlərindən sonra, 1952-ci ildə çoxlu sayda sənayeçilərin iştirakı ilə baş tutan üç günlük seminarda bu dəzgahı nümayiş etdirməyə nail olur. Burada, üç koordinatlı dəzgahın idarəetmə sisteminin işləmə qabiliyyəti təsdiq edilir. Qısa bir müddətdən sonra MIT, Glenn Martin Company, Bendiks Corporation və Kearney&Trecker firmaları arasındakı birgə işin nəticəsində komersiya məqsədilə ilk rəqəmli idarəetmə sistemi hazırlanıb bazara çıxarılır. Ancaq bu sistemlərin yayılması, müəssisələrin onun iş qabiliyyətinə inanmaması nəticəsində ləng gedirdi. Bu məsələni araşdırmaq üçün MIT 1954-cü ildə NC texnikasının sənaye şəraitində etibarlığını yoxlamaq üçün bir layihəni Avtomatlaşdırmanın yayılması 465 həyata keçirməyə başlayır. İstehsalda NC texnikasının tətbiqi haqqındakı təcrübənin olmaması bu araşdırmanı aparmağı çətinləşdirirdi. Ona görə də, bu işin yalnız yeni texnikanın iqtisadi potensialının qiymətləndirilməsi əsasında aparılması mümkün idi. Bunun üçün müxtəlif hissələr MIT dəzgahında rəqəmli proqramla hazırlanaraq müəssisələrə göndərilmişdir. Müəssisələr öz texnologiyaları ilə bu hissələrin hazırlanması üçün lazım olan vaxtı və dəyəri hesablayaraq müqayisə aparmışlar. Ancaq bu araşdırma heç də, MIT-in gözlədiyi nəticəni vermir. Araşdırma zamanı məlum olur ki, NC texnologiyası ilə hazırlanan hissələr ənənəvi üsullara nisbətən baha başa gəlir. O da məlum olmuşdur ki, hissənin maya dəyərindəki ən böyük pay proqramlaşdırmanın üzərinə düşür. Bu aspekt yeni elmi − tədqiqat işlərinin aparılması istiqamətini müəyyən etmişdir. Hələ 1953-cü ildə MIT-də çalışan mühəndislər perfolentlərin hazırlanmasında rəqəmli hesablama maşınlarının tətbiqinin vacibliyini görmüşdülər. Bununla proqramlaşdırmaya sərf olunan əməyi azaltmaq mümkün idi. İlk vaxtlarda hissələrin emal prosesinin proqram- laşdırılması, burada tətbiq olunan hesablama texnikasının iş prinsipi haqqında dərin texniki biliyə malik olan mütəxəssislərin tətbiqini tələb edirdi. Hər bir emal addımı maşın dilinə tərcümə olunmalı idi. Buna görə də, yeni proqramlaşdırma dili yaradılmalı idi ki, bunun köməyi ilə istənilən texnoloq emal prosesini NC idarəetmə sistemi üçün hazırlaya bilsin. MIT-in işçiləri fəzada vektorial hərəkəti təsvir etməyə imkan verən proqram dilini işləyirlər. Bu dilin bazasında fəaliyyət göstərən sistem Automatically Programmed Tools – APT adlanır. 1959-cu ildə bu sistem artıq iki ölçülü hərəkət üçün hazırlanaraq numayiş etdirilir [3.7]. Bundan sonra ABŞ-da tədricən NC texnikasına olan münasibət dəyişməyə başlayır. Bir çox Amerika dəzgahqayırma müəssisələri yeni texnika və texnologiyanın potensialını görərək, onun tətbiqini gücləndirmişdilər. NC texnikası ilə təchiz olunmuş dəzgahların sənayedə yayılması isə onun baha başa gəlməsi səbəbindən ləng gedirdi. Avtomatlaşdırmanın yayılması 466 Dəzgahın qiyməti o dövr üçün ağıla sığmaz bir həddə çatmışdı. Bundan əlavə, NC dəzgahlarının tətbiqi əlavə təşkilati işlərin aparılmasını, yeni periferiyanın yaradılmasını tələb edirdi. Bu da yeni xərclər demək idi. Dəzgahların inkişafını nümayiş etdirmək imkanı verən, hər 5 ildən bir təşkil olunan Çikaqo sərgisində 1955-ci ildə çox az dəzgah perfolentlə təchiz olunmuş idarə sisteminə malik idilər. Burada əsasən Jones&Lamson, General Electric Co. firmasının idarə sistemi ilə işləyən Viedemann firmasının presləri, Arter Grinding firmasının burğu dəzgahları seçilirdi. NC dəzgahlarında burğu və frez alətlərini avtomatik dəyişmək üçün maqazin nəzərdə tutulmuşdur. Dəzgahlar arasında Kearney&Trecker firmasına mənsub olan Milvauke-Matris ən yüksək avtomatlaşdırma dərəcəsinə malik olan NC emal mərkəzi idi (şəkil 3.14). Şəkil 3.14. Emal mərkəzi, Milvauke-Matris, 1960. 1960-cı ildə Çikaqoda nümayiş etdirilən dəzgahlarda artıq emal proseslərinin avtomatlaşdırma dərəcəsinin yüksəldiyi nəzərə çarpırdı. İlk dəfə olaraq mürəkkəb həndəsəyə malik olan hissənin bir NC Avtomatlaşdırmanın yayılması 467 proqramın köməyi ilə tam emal olunmasının mümkünlüyü göstərilmişdir. Rəqəmli idarəetmə dəzgahları yüksək veriş sürətlərini həyata keçirməyə imkan verirdi. Bununla, kəsici materialların o dövrdə yaratdığı yüksək məhsuldarlıq potensialının tam istifadə olunması üçün zəmin yaranmışdır. Böyük sürətlərdə emal isə öz növbəsində dəzgahların konstruktiv baxımdan inkişafını tələb edirdi. Dəzgah, məhsuldar alətlər və NC idarəetmə sisteminin birlikdə tətbiqi sənayedə iqtisadi baxımdan maraqlı nəticələrə gətirib çıxarmışdır. Artıq 60-cı illərin əvvəlində ABŞ-ın təyyarəqayırma sənayesində 100-dən çox NC dəzgah tətbiq olunurdu. NC dəzgahların tətbiqi ilə təkcə Amerikada yox, həm də başqa sənaye dövlətlərində də bu dəzgahlara maraq artır və bəzi dövlətlər NC idarəetmə sistemlərinin inkişafında yaxından iştirak edirlər. Amerikadan məlum olan praktiki nəticələr 50-ci illərdə NC sistemlərinə olan etibarsızlığın aradan qaldırılmasına kömək etmişdir. Hələ 50-ci illərdə Almaniyada mühəndislər rəqəmli idarəetmə sisteminin yaradılması ilə məşğul olmuşlar. AEG firmasında çalışan mühəndis Şmidt 1951-ci ildə Parisdə keçirilən sərgidə özündə NC sisteminin əsaslarını əks etdirən maraqlı bir torna dəzgahını nümayiş etdirir [3.11]. Bu idarə sistemi birinci hissənin emalında yerinə yetirilən bütün əməliyyatları səs yaddaşında saxlayırdı. Sonra bu informasiya növbəti hissənin hazırlanmasında tətbiq olunurdu. Birinci hissəni fəhlə ya şablon, ya da hər hansı səs əsasında emal edir. Əsas kimi emal zamanı yaranan səs götürülür. Dəzgahın stolu hərəkət etdikdə verişin istiqamət və sürətindən asılı olaraq yaranan səs maqnit lentinə yazılır. Bu səs əsasında dəzgah istər dördbucaqlı, istərsə də çevrəvi hərəkət edə bilirdi (şəkil 3.15). Ancaq bu qurğu idarəetmə sisteminin yüksək həssaslığı səbəbindən praktikada tətbiq tapa bilmir. Avropada NC texnikasının inkişafının gec başlanmasının səbəbi, onun tətbiq sahəsinin sənayeçilər tərəfindən gec başa düşülməsi olmuşdur. Bu yeni texnikanın Avropada yayılmasının səbəbləri Amerikada olduğundan fərqli idi. Avropada yeni texnikanın tətbiqi üçün Avtomatlaşdırmanın yayılması 468 Şəkil 3.15. Səs əsasında torna dəzgahının idarə olıunması. elektronika hissələrinin, kifayət qədər ixtisaslı işçilərin və praktiki təcrübənin olmaması nəticəsində sənayeçilərin marağı aşağı idi. II dünya müharibəsindən sonra sərt proqramlarla- yumrucuqlarla işləyən seriyalı istehsal özünü doğrultmuş və onun tətbiqi artıq bütün sa- hələri əhatə etmişdir. Yumrucuqların dəyişilməsi universallaşdırılmış və prosesin aparılması üçün kifayət qədər işçi qüvvəsi var idi. Avtomatlaşdırmanın yayılması 469 Avropada NC sistem ilə işləyən dəzgahların inkişafında İngiltərə maşınqayırması qabaqcıl idi. 1955-ci ildə ilk dəfə olaraq Laurence&Electromotors firmasının, tam perfokartlarla proqramlaşdırıla bilən və idarə olunan dəzgahı nümayiş etdirilir. Bu dəzgahda EMI Electronics firmasının idarəetmə sistemi quraşdırılmışdır [3.12]. İngiltərədə də ABŞ-da olduğu kimi NC texnologiyasının inkişafına təyyarəqayırma sənayesi təkan vermişdir. Bu sahədə çalışan mühəndislər, texniki tərəqqinin tələbləri ilə səciyyələnən mürəkkəb hissələrin hazırlanmasında yeni texnologiyanın tətbiqi ilə irəliləyiş əldə etmək məqsədi daşıyırdılar. 1958-ci ildə NC idarə olunan, böyük üç koordinatlı frez dəzgahının hazırlanması haqqında xəbər verilir. Bu sahədə Ferranti, EMI, EMCO Electronics və British Thomson şirkətləri fərqlənirdilər [3.13]. 1959-cu ildə İngiltərədə ilk dəfə olaraq frez dəzgahları üçün rəqəmli idarəetmə sisteminin yaradılması üzrə ingilis- amerikan birgə Coint-Venture yaradılır. Burada Cincinnati və EMI firmalarının birgə işi böyük bəhrə vermişdir. Bu ərəfədə Almaniyada da NC sistemlərinin yaradılması istiqamətində işlər aparılmağa başlayır. Darmştadt Ali Texniki Məktəbində rəqəmli idarəetmə sisteminə malik torna dəzgahının prototipi düzəldilir (şəkil 3.16). Emal texnologiyası haqqındakı informasiyalar maqnit lentində yaddaşa verilir və düymənin basılması ilə həyata keçirilirdi. NC dəzgahları ilə aparılan ilk sınaqlar iqtisadi səmərəlik yolunda qarşıya çıxan problemləri göstərmişdir. Bu problemlər əsasən, ənənəvi dəzgahların yeni idarəetmə sistemləri ilə təchizi zamanı yaranan konstruktiv tələblərlə ifadə olunurdu. Dəzgahın hissələrinin dəqiqliyi, yeyilmə, rezonans rəqslər, elastiki yerdəyişmələr kimi parametrlər dəqiqliyin idarə edilməsində böyük əhəmiyyət kəsb etmişdir. 1950-ci illərin sonunda dəzgahların rəqəmli proqramla idarə olunması yalnız perfolent və maqnit lentlərinin bazasında aparılırdı. Rəqəmli idarə olunmanın yaranmasından 10 il keçsədə bu sahədə sənayedə elə də böyük canlanma hiss olunmurdu. Mütəxəssislər bu Avtomatlaşdırmanın yayılması 470 texnologiyanın ləng yayılmasının səbəbini qiymət-səmərə nisbətində görürdülər. Dəzgahların və idarəetmə sisteminin baha başa gəlməsi ilə bərabər idarə proqramlarının hazırlanması və onların informasiya daşıyıcılarına köçürülməsi böyük maneə olaraq qalırdı. Bu problem əlverişli idarəetmə sxemlərinin yaranması ilə aradan götürülə bilmişdir. Şəkil 3.16. Bir oxlu rəqəmli torna dəzgahının prototipi, 1958. 1960-cı illərin əvvəlində rəqəmli idarə olunan dəzgahların inkişafında əsasən üç istiqamət nəzərə çarpır. İdarəetmə texnikasının daha da inkişaf etdirilməsi, yeni proqramlaşdırma üsullarının işlənməsi və dəzgahların NC texnikasının tələblərinə uyğunlaşdırılması bu tərəqqinin əsasında dururdu. Almaniyada ilk NC dəzgahı 1960-cı ildə AEG firmasının hazırladığı, interpolyator və deşikli lentlərlə işləyən dəzgah idi. Proqram bu dəzgahda 5 sətirli perfolentin köməyi ilə yerinə yetirilirdi. Proqram bəzi həndəsi elmentləri (düzxətt, çevrə) hazır tsikl şəklində tətbiq edirdi (şəkil 3.17). Bu, proqramlaşdırmaya sərf olunan əməyi kəskin azaltmağa imkan yaratmışdır. Sonralar rəqəmli proqramların dəqiqliyini yoxlamaq üçün xüsusi oxuyucu qurğulardan istifadə olunurdu. Qurğular proses Avtomatlaşdırmanın yayılması 471 dəzgahda aparılmazdan əvvəl proqramda olan səhvləri aşkar etməyə imkan verirdi. Simens şirkəti də başqa alman müəssisələri kimi NC sistemlərin hazırlanmasına başlamış və 1960-cı ildə dəzgahlar üçün öz ilk məhsulunu bazara çıxarmışdır. Bu sistem, idarəetmə sistemlərinin birinci nəslinin əlamətlərini özündə əks etdirirdi. Şəkil 3.17. Analoq idarəemə sisteminə malik profil frez dəzgahı. Az sonra Simens firması yeni NC sistemini nümayiş etdirir. 1965-ci ildə Simens ilə Fanuc firması birgə NC sistem yaratmağa başlayırlar. Onlar əvvəlcə yüksək elektrodinamik xassələrə malik olan addım mühərrikinin yaradılması ilə məşğul olurlar. 1970-ci ildə Hannoverdə keçirilən sərgidə AEG firması ilə bərabər Simensin 13 dəzgahqayırma müəssisələri ilə birlikdə yaratdığı DNC (Direct Numerical Control- bir başa rəqəmli idarəetmə) sistemi də vardır. 1975-ci ildə Simens Yapon Avtomatlaşdırmanın yayılması 472 firması Fanuc ilə birgə SINUMERIK CNC-mikroprosessorunu işləyirlər (şəkil 3.18). Yapon firmalarının bu sahədə rolu da getdikcə artmağa başlayır. Yaponiyada NC idarəetmənin rolu gec anlansa da onlar qısa bir zamanda öz sistemlərini inkişaf etdirərək Amerika və Avropa arasında olan fərqi azaldırlar. Burada əsasən, Fujitsi və Fanuc firmalarının işlərini göstərmək olar. Şəkil 3.18. SINUMERIK idarəetmə sistemi ilə təchiz olunmuş frez dəzgahı. 80-ci illərin əvvəlində artıq NC sistemlərinə qarşı böyük texnoloji etibarlıq yaranmışdır. Bu texnologiyanın praktikada tətbiqindən alınan yaxşı nəticələr, onun haqqında olan müsbət təsəvvürü daha möhkəmləndirmişdir. Bu dəzgah tiplərinin fərdi və kiçik seriyalı istehsalda iqtisadi səmərələliyi daha aydın nəzərə çarpırdı. Köməkçi vaxtın azalması və proqramlaşdırmanın asanlaşması nəticəsində hissələrin emalı az vaxtda yerinə yetirilə bilirdi. Digər tərəfdən, 70-ci illərdə Avropada ixtisaslı fəhlələrin çatışmamazlığı yüksək avtomatlaşdırılmış maşınların tətbiqini tələb edirdi. |