A Evolução da Programação CNC: Visão Histórica Concisa

Quando se trata de manufatura, poucos processos são mais versáteis que usinagem CNC. CNC – abreviação de computer numerical control (controle numérico computadorizado) – é método de automatizar trabalho de usinagem através de computador. Na usinagem CNC subtrativa, peça de metal é moldada e cortada para atender demandas especificadas programadas no computador, permitindo peça feita com altos níveis de precisão sem operador ou supervisor, removendo erro humano do processo.

Provavelmente não surpreende, mas usinagem guiada por computador é melhoria notável sobre usinagem não computadorizada. Mas de onde veio o controle numérico computadorizado? Inovação e tecnologia chegaram longe em menos de 300 anos, então vamos discutir breve história do CNC.

Onde melhor começar que o início? James Watt e Matthew Boulton construíram máquinas a vapor nos anos 1760 e 1770, mas precisavam usar ferro forjado, que causava vazamento além do pistão. Até 1775, quando John Wilkinson inventou o que é amplamente considerado a primeira ferramenta de máquina: máquina de furação (boring machine) que mantinha ferramenta de corte em ambas extremidades e estendia através do cilindro. Produziu cilindros de 50 polegadas de diâmetro, permitindo máquina a vapor de Boulton e Watt rodar mais eficientemente – impulsionando a Revolução Industrial.

Em 1775, John Wilkinson criou o que é amplamente considerado a primeira ferramenta de máquina, que por sua vez ajudou a criar máquina a vapor mais eficiente.

Agora, voltemos um pouco. Em 1725 França, Basile Bouchon inventou forma de controlar teares têxteis usando dados codificados em papel por furos perfurados. Embora inovador, método ainda requeria operador até 1805, quando Joseph Jacquard usou cartões mais resistentes em sequência para automatizar o processo, embora trabalhador precisasse "codificar" cartões: furando buracos à mão. Em essência, o tear "lia" os cartões para "selecionar" fios e permitir ganchos passarem base sim/não – código binário.

Cartões perfurados encontraram utilidade em várias aplicações nos anos 1800 incluindo telégrafos e pianos auto-executantes. Herman Hollerith usou para eletromecânica e em 1896 fundou Tabulating Machine Company, hoje IBM.

Neste ponto temos máquinas e computadores, precisamos juntá-los. Isso leva a servomecanismos, criados por H. Calendar na Inglaterra em 1896. Servo é dispositivo automático que corrige desempenho de máquinas ou mecanismos. Servomecanismo compõe-se de dispositivo controlado, outro que dá comandos, detector de erro e corretor de erro. Na usinagem CNC, servos são vitais para atingir tolerâncias requeridas.

Mesmo com servomecanismos disponíveis, levaria quase 50 anos para aplicação aeroespacial. Em 1942, pioneiro John Parsons começou a usar controle numérico (NC) para fabricar pás de rotor de helicóptero; aperfeiçoou processo em 1946 ao contratar engenheiro Frank Stulen. Stulen teve ideia de usar cartões perfurados da IBM – ainda perfurados manualmente! – para determinar melhor quanta tensão pás de rotor suportavam. Pouco depois, 1949, Força Aérea dos EUA emprega Parsons para construir asas de avião precisas.

A próxima evolução chegou em 1956 quando MIT desenvolveu Automatically Programmed Tool (APT), linguagem para trabalhar com máquina NC do MIT. Líder do projeto, Douglass Ross, criaria termo "computer-aided design", hoje CAD, embora fosse Patrick Hanratty, cientista da GE, quem ganharia título "Pai do CAD" por escrever linguagem Pronto em 1957 que posteriores programas CAD usariam.

Através de software CAD engenheiros projetam peças complexas e enviam informações diretamente a máquina CNC para produção.

Nos anos 60, computadores começaram a encolher e computadores e NC uniram-se para finalmente criar CNC. Com crescimento econômico lento nos anos 70, CNC tornou-se solução custo-efetiva e sua utilidade só aumentou com computadores pessoais como Apple II e Macintosh colocando poder computacional nas mãos de pessoas comuns e, importantemente para nós, maquinistas.

Hoje, CNC continua empurrando limites da usinagem. Acabaram dias onde equipamento só faz um trabalho. Antes equipamento só fresava ou tornava, agora temos máquinas que realizam múltiplas tarefas e trabalham em até seis eixos (tecnologia futura fará essa afirmação parecer antiquada um dia).