O Passado, Presente e Futuro da Manufatura

Muitas vezes pensamos na fabricação em termos das últimas tendências e tecnologias. No entanto, devemos lembrar que a fabricação é construída sobre camada após camada de desenvolvimentos e realizações anteriores que expandiram nosso conhecimento do processo de fabricação. Aqueles que usam as tecnologias de fabricação de hoje podem não perceber, mas as ferramentas que eles usam são possíveis pelas gerações de desenvolvedores de tecnologia que vieram antes deles.

Com isso em mente, tenho pensado em algumas das coisas que encontrei ao longo da minha longa carreira na fabricação. É notável o quão longe chegamos na fabricação nos últimos 40 anos. As soluções de fabricação de hoje não existiam anos atrás, então nossa abordagem para resolver problemas era muito diferente. Ao passar por algumas das coisas que prometi reduzir ou eliminar em meu porão, me deparei com uma peça de aço inoxidável que me lembrou de uma experiência importante que tive muitos anos atrás.

No início da década de 1980, o uso de pequenos computadores em oficinas mecânicas estava apenas começando. Eu estava determinado a me juntar àqueles que estavam aplicando computadores ao processo de fabricação. Isso foi antes de os computadores pessoais da IBM estarem disponíveis; Eu convenci minha esposa de que se eu pudesse comprar um computador Apple ll+, eu poderia ganhar algum dinheiro criando programas NC para pequenos proprietários de oficinas mecânicas na minha área.

Depois de adquirir o computador da Apple, eu não tinha ideia de como faria minha previsão funcionar. Naquela época, todos os computadores pequenos eram usados ​​principalmente para jogos e contabilidade. Quase não havia programas de computador para fabricação. Então, em agosto de 1982, fui contratado para escrever um programa NC para o Illinois Institute of Technology Research em Chicago.

Este programa seria parte de uma demonstração de células de trabalho para executivos da GM, Ford e Chrysler. O plano era criar a célula e, em seguida, atrair os executivos para testemunhar seu funcionamento após participarem do IMTS de 1982, também em Chicago. Eu escreveria quatro programas para produzir válvulas, incluindo a haste e a cabeça de cada uma.

A célula consistia em um torno NC, uma estação de endurecimento por indução, uma estação de inspeção (go/no go), um robô montado no piso e uma estação de limpeza. Até este ponto, eu não tinha usado meu computador para escrever nenhum programa, incluindo programas NC manuais. Eu também não sabia como entregar o programa finalizado a não ser usando uma impressão, e não tinha uma impressora - que na época era um item muito caro (consegui adicionar uma seis meses depois Economizando). No entanto, eu tinha duas unidades de disquete de 5¼" no meu sistema para que eu pudesse salvar o que escrevi.

Este projeto foi dirigido pelo falecido Dr. Keith McKee e vários de seus colegas. Devo admitir que eles eram muito mais avançados no uso do computador Apple do que eu. Eles haviam manipulado um Apple como o meu, mas com várias adições aos painéis traseiros da placa-mãe. Eles criaram interruptores nas placas que instalaram nos backplanes e foram capazes de controlar os interruptores de ligar e desligar em todas as máquinas da célula. Além disso, como o computador deles era como o meu, eu poderia entregar disquetes para minha parte do contrato.

Naquele momento, pensei que todos os meus problemas estavam resolvidos. Mal sabia eu o que estava por vir. Na época, eu tinha passado vários anos na fabricação, mas tinha acabado de começar a escrever programas NC e apenas em um tipo de máquina, um torno Cincinnati Cinturn. Não se parecia em nada com a máquina que eles queriam que eu programasse - um torno Takasawa bem usado com um antigo controle FANUC. O controle FANUC ocupava tanta área quanto a máquina. Estava muito longe dos controles modernos que geralmente residem dentro do pingente de uma máquina. Por maior que fosse o controle, eu ainda só conseguia visualizar um bloco de informações de cada vez. Você pode imaginar o quão longo e tedioso seria solucionar problemas de um programa nesta máquina. Este foi apenas o começo dos meus problemas de programação.

Rapidamente aprendi que não havia nenhum código G que eu pudesse emitir que criasse uma curva parabólica. No começo, pensei que poderia juntar um monte de interpolações circulares que seriam suficientes. Nenhum dado. O que descobri foi que esse antigo controle da FANUC não me permitia emitir sucessivas interpolações circulares. Ainda assim, consegui completar os três primeiros programas após muita correção. O nariz nessas partes tinha curvas simples e respondia aos comandos do código G.

Foi a quarta parte que nos deu grandes dores de cabeça. A curvatura da cabeça nesta parte parecia uma parábola. Minha abordagem foi fazer algumas pequenas aproximações para a curva parabólica. Talvez eu pudesse fazer posições ao redor da curva em intervalos de 0,001" (0,0254 mm) que seguiriam de perto a curvatura. Ah, como eu ansiava por algum tipo de software que pudesse fazer esses cálculos para mim.

Na época, havia um programa de software para computadores da Apple chamado VisiCalc. No entanto, era um programa de planilha usado principalmente para contabilidade e foi o precursor do Lotus 123 e do Microsoft Excel.

Estávamos ficando sem tempo para concluir o projeto e eu ainda não havia conseguido produzir um programa viável para a válvula com nariz parabólico. O antigo controle FANUC ficaria louco quando encontrasse os arcos do código G. Em desespero, recorri ao software VisiCalc para resolver meu problema. Usando a fórmula dessa parábola, consegui carregá-la em uma célula e replicar as posições X e Z. Isso resolveu meu problema e concluímos o projeto no prazo.

Eu me perguntava se o software CAM de hoje poderia resolver meu problema de muitos anos atrás. Descobri que o software Geopath tinha provisões para formas – e uma delas era uma parábola. Revisitei o projeto de quase 40 anos, conectei o ponto focal e o comprimento no software e pronto! Ele retornou a forma exata na planta. Carreguei esta forma na Mastercam e criei um programa imediatamente.

Esta reviver minha experiência há muito tempo me lembra de quanto progresso fizemos desde então. O que levava dias para eu fazer naquela época agora leva minutos.

Ao longo de minha carreira na manufatura, ocupei muitos cargos, incluindo maquinista, supervisor de NC, chefe de departamento e gerente de operações. Meu trabalho atual é como professor titular de tecnologia de fabricação no Richard J. Daley College, em Chicago, onde abrimos um novo centro de tecnologia de fabricação de US$ 35 milhões pouco antes da pandemia. O centro está repleto de modernos equipamentos e laboratórios de fabricação, usinagem e soldagem. Aqui, ajudo meus jovens alunos a aprender em equipamentos que dificilmente poderiam ter sido sonhados há 40 anos.

Mas esse equipamento - e as novas habilidades de nossos alunos - são construídos sobre os incontáveis ​​milhões de projetos de desenvolvimento como aquele que produziu minha válvula parabólica. A tecnologia de fabricação tem uma história rica neste país, da qual todos podemos nos orgulhar.