Niewiele osób zdaje sobie sprawę, że pierwsze narzędzia, które służyły pierwotnym ludom za obrabiarki, powstały jeszcze w czasach neolitu, który był wczesną epoką kamienia. Współczesne obrabiarki to urządzenia naszpikowane technologią, w pełni zautomatyzowane, komunikujące się między sobą i do tego superprecyzyjne. Prześledźmy pokrótce historię maszyn do obróbki.
Zacznijmy od tego, czym jest obrabiarka. W encyklopedii PWN czytamy, że jest to „technologiczna maszyna robocza do obróbki przedmiotów w celu nadania im wymaganego kształtu, wymiarów i gładkości powierzchni”.
Prehistoryczna obróbka
Początki obróbki sięgają czasów prehistorycznych, kiedy to nasi przodkowie ręcznie wykuwali z kamienia pierwsze przedmioty o ostrych krawędziach. W ten sposób powstały m.in. protoplasty dzisiejszych młotków, grotów, noży czy skrobaków, które miały ułatwić funkcjonowanie w codziennym życiu. Późnej nastąpiły epoka brązu i żelaza, w której już nie tylko wykuwano ręcznie znalezione samorodki, ale z czasem wynaleziono także sposób na ich wytapianie.
Szacuje się, że po raz pierwszy używano obrabiarek w Mykenach, o czym świadczy odkrycie amerykańskich archeologów na Peloponezie. W 2016 r. natrafili tam nie nietknięty grób wojownika pochowanego ponad 3500 lat temu (między1300 a 1200 r. p.n.e. – przyp.). Znaleziono w nim m.in.: złotą biżuterię, łańcuch ozdobiony perłami, miecz wykonany z brązu, którego rękojeść była wysadzana złotem i kością słoniową, grzebień wykonany z tejże kości oraz srebrne wazy.
Pierwsze znane nam tokarki były napędzane tak samo, jak koło garncarskie. Idealnie obrazuje to płaskorzeźba Petorsirisa wykonana 300 lat p.n.e. Przedstawia ona dwóch rzemieślników podczas obróbki drewna – jeden z nich za pomocą sznurka wprawia maszynę w ruch obrotowy, drugi zaś dociska narzędzie skrawające do obrabianego elementu.
Chwilę później w Azji, w Hierapolisie, który był wówczas pod władaniem Greków, po raz pierwszy zaczęto wykorzystywać do cięcia marmuru piły, która była napędzana kołem wodnym. Ten rodzaj napędu był stosowany przez kilka kolejnych stuleci.
Napędzone maszyny
Swój wkład w powstanie obrabiarek, jakie znamy dzisiaj, miał także nie kto inny, jak najwybitniejszy wynalazca w historii, czyli Leonardo da Vinci. Pod koniec XV w. zaprojektował on tokarki, wiertarki, szlifierki, walcarki i maszyny do gwintowania śrub. W ruch wprawiały je mechanizmy oparte na przekładniach zębatych i napędach linowych i pasowych. Tak zaprojektowane maszyny gwarantowały większą wydajność i – przede wszystkim – mogły pracować w ciągłym ruchu.
Przez kolejnych sto lat starano się rozwinąć napędy. Duży wkład w tej dziedzinie mieli Jacques Besson, który na francuskich dworach był określany jako mistrz fontann oraz szwedzki wynalazca, uczony i przemysłowiec Christopher Polhem. Ten drugi opatentował śrubę pociągową.
W 1760 r. Anglicy, bracia Hiob i William Wyatt, opatentowali maszynę do pierwszej przemysłowej produkcji śrub. Urządzenie pozwalało wykonać – uwaga – aż dziesięć śrub na minutę!
Ojciec obrabiarek
Pierwszą tokarkę do wycinania śrub zaprojektował Henry Maudslay. Angielski inżynier, wynalazca i przemysłowiec uchodzi zresztą za ojca technologii obrabiarek. W 1795 r. skonstruował pierwszą prasę hydrauliczną, a zaledwie dwa lata później zbudował pierwszą tokarkę w całości wykonaną z metalu z mechanicznym suportem, dzięki czemu można było precyzyjnie nacinać nią gwinty. To dało początek produkcji śrub na skalę przemysłową. Sam Maudslay założył własną fabrykę tokarek napędzanych silnikiem parowym.
Para mocno napędziła rozwój branży maszynowej. W XIX w. powstają pierwsze frezarki, tokarki rewolwerowe, szlifierek ze ściernicą tarczową, obrabiarki do kół zębatych. Ulepszano także narzędzia do cięcia, strugania, toczenia, wiercenia i walcowania metali.
Dzięki innowacyjnym rozwiązaniom możliwa jest obróbka niezwykle ciężkich i wielkich przedmiotów – o masie 200 t i średnicy 24 m!
Obrabiarki w każdym sklepie
W XX w. obserwujemy największy skok technologiczny w historii maszyn do obróbki. Dynamicznie rozwija się także branża maszynowa.
W 1898 r. wynaleziono stal narzędziową szybkotnącą, która wniosła obróbkę na wyższy poziom. Dzięki swojej wytrzymałości idealnie nadawała się na wiertła, noże lub frezy do obrabiarek, przyspieszając obróbkę nawet pięciokrotnie. Jeszcze większej prędkości nabrała ona dzięki ostrzom narzędzi wykonanym z węglików spiekanych, które wykorzystuje się do dzisiaj.
Tuż przed wybuchem II wojny światowej obrabiarki można było kupić niemal w każdym sklepie metalowym w USA. Mowa tutaj o kolumnowej, pionowej frezarce, którą zbudowali Amerykanie Rudolph F. Bannow i Magnus Wahlstrom. To uniwersalne urządzenie okazało się hitem za oceanem i sprzedawało się na pniu.
Rewolucyjne maszyny CNC
Po wojnie powstała pierwsza obrabiarka sterowana numerycznie. Kod NC dawał możliwość zaprogramowania urządzenia na wykonanie jednego ściśle określonego zadania. Urządzenie, które skonstruowali John T. Parsons i Frank Stulene pracowało w trzech osiach. Obrabiarka wciąż jednak musiała być obsługiwana przez człowieka.
Zmieniło się to w latach 60. i 70. za sprawą pojawienia się sterowanych komputerowo systemów CNC, które nie wymagały już każdorazowego programowania do nowego zadania. Komputeryzacja znacząco zwiększyła funkcjonalność obrabiarek, spychając do lamusa układy sterowane numerycznie.
Nowoczesne układy sterowania CNC są proste w obsłudze. Posiadają wiele funkcji i zadań, które pozwalają na zwiększenie wydajności maszyny, żywotności narzędzi i bezpieczeństwa procesu, co w znaczący sposób wpływa na koszty produkcji. Obecnie rola człowieka pracującego na maszynie CNC ogranicza się jedynie do załadunku i rozładunku materiału oraz nadzoru procesu obróbki. Nad resztą czuwają programy i sterowniki CNC.
Obecnie rozwój obrabiarek dyktowany jest przez nowoczesne trendy przemysłowe, jak chociażby: wydajność wytwarzania, stabilność, niezawodność, oszczędność miejsca i energii czy komunikacja z użytkownikiem (Przemysł 4.0). Właśnie takie rozwiązania oferuje SW Machines.
Słowa Kluczowe: automatyzacja produkcji, obróbka seryjna cnc, profesjonalne maszyny cnc, centra obróbcze, frezarki przemysłowe
