L’inventore americano John T. Parsons (1913-2007) è ampiamente considerato il padre del controllo numerico, che ha concepito e realizzato con l’aiuto dell’ingegnere aeronautico Frank L. Stulen. Figlio di un produttore del Michigan, Parsons iniziò a lavorare nella fabbrica del padre come assemblatore all’età di 14 anni. Più tardi, possedeva e gestiva una serie di impianti di produzione sotto l’azienda di famiglia, Parsons Manufacturing Co.

Parsons detiene il primo brevetto NC ed è stato inserito nella National Inventors Hall of Fame per il suo lavoro innovativo nel controllo numerico. In totale, Parsons detiene 15 brevetti, con altri 35 concessi alla sua azienda. La Society of Manufacturing Engineers ha intervistato Parsons nel 2001 per avere la storia dalla sua prospettiva. Questa lettura accattivante è disponibile in un archivio online.

Temporale dei primi NC

• 1942: John T. Parsons è subappaltato da Sikorsky Aircraft per costruire pale di rotore per elicotteri.

“Sikorsky faceva le pale a mano. Io facevo attrezzature per l’assemblaggio. Le pale erano complicate perché un peso di bilanciamento era installato sull’estremità anteriore della pala per aiutare l’inclinazione verso l’alto per l’angolo di cambio del passo. Le mie tecniche di assemblaggio funzionavano alla grande”. – John T. Parsons

• 1944: Causato da un difetto di progettazione nel longherone, una delle prime 18 pale che hanno fatto fallisce, uccidendo il pilota. Parsons ha l’idea di stampare le pale del rotore in metallo per renderle più forti ed eliminare la colla e le viti di fissaggio.
• 1946: Creare uno strumento di fabbricazione per produrre le pale con precisione sarebbe stato complicato, così Parsons assume l’ingegnere aeronautico Frank Stulen e mette insieme un team di ingegneri con altre tre persone. Stulen ha l’idea di utilizzare schede perforate IBM per determinare i livelli di stress sulle lame, e affittano sette macchine IBM per il progetto.

“Nel 1948, l’obiettivo di variare facilmente la sequenza dei movimenti di una macchina utensile automatica – in contrasto con la semplice messa in moto di una sequenza fissa – è stato perseguito in due modi principali: il controllo tracciante e il controllo numerico. Il primo, come abbiamo visto, richiedeva un modello fisico dell’oggetto da fabbricare (o almeno un disegno completo di esso, come con il Cincinnati Line-Tracer Hydro-Tel). Il secondo non richiedeva un’immagine dell’oggetto o della parte finita, ma solo un’astrazione di essa: un modello matematico e le istruzioni per la macchina”. – L’elettricità nell’economia americana

• 1949: La U.S. Air Force ha bisogno di aiuto per la costruzione di ali ultraprecise. Parsons propone la sua macchina a controllo numerico e si aggiudica un contratto di 200.000 dollari per farla diventare realtà.
• 1949: Parsons e Stulen avevano lavorato con la Snyder Machine & Tool Corp. sulla macchina e si resero conto che avevano bisogno di servomotori per far funzionare la loro macchina con precisione. Parsons subappalta i servomotori per le “Card-a-matic Milling Machines” al MIT Servomechanisms Laboratory.
• 1951: L’accordo per la macchina NC dell’Air Force viene assegnato al MIT. Ci sono diversi resoconti di ciò che è successo che ha portato Parsons ad essere tagliato fuori dall’accordo: Il MIT ha fatto un’offerta inferiore a quella di Parsons e Parsons ha finito i soldi sono due conti (vedi sotto).
• 1952 (maggio): Parsons deposita un brevetto per “Apparato controllato da motore per il posizionamento di macchine utensili”. Gli viene concesso il brevetto nel 1958.

• 1952 (agosto): In risposta, il MIT deposita il brevetto per “Numerical Control Servo-System.”

Il resoconto del MIT sulla disputa

“Dopo la seconda guerra mondiale, la U.S. Air Force diede diversi contratti alla Parsons Corporation per sviluppare ulteriormente le innovazioni di lavorazione a controllo numerico fatte dal suo fondatore John Parsons. Interessato agli esperimenti condotti al MIT Servomechanisms Laboratory, Parsons propose nel 1949 che il MIT diventasse un subappaltatore del progetto per fornire competenze sul controllo automatico. Nei 10 anni successivi, il MIT ottenne il controllo dell’intero progetto, mentre la visione del Servomechanisms Laboratory del “controllo del percorso continuo a tre assi” soppiantava la concezione originale di Parsons del “posizionamento a tuffo”. Il conflitto dà sempre forma alla tecnologia, ma questa particolare storia, raccontata dallo storico David Noble, è diventata una significativa lezione di storia della tecnologia.”

Il resoconto di Parsons sulla disputa

“Il problema era che il MIT aveva superato il suo budget con me di circa 50.000 dollari. Alla fine ho dovuto chiedere al governo più soldi per il servomeccanismo. Il MIT mi ha dato un importo che ho usato per l’offerta, poi ho aggiunto la mia parte di lavoro. Così ho presentato la mia offerta per un aumento di prezzo, e il MIT mi ha fatto un’offerta inferiore.

“Il MIT mi ha detto che avevano un tasso di spese generali per l’industria privata, e un altro, più basso, per il governo. Ma non avrei mai immaginato che qualcuno così rispettabile come il MIT sarebbe andato avanti deliberatamente e avrebbe preso il mio progetto. Il MIT sapeva che i costi stavano salendo e temeva che il governo potesse tirarsi indietro. Stavano anche cercando una macchina con cui fare esperimenti. Il MIT era a conoscenza di un sacco di macchine utensili in eccedenza del governo usate durante la seconda guerra mondiale, e andarono a cercarne una, che finì per essere una fresatrice verticale Cincinnati Hydro-Tel con un letto di 24×60″. A questo punto, il MIT negoziò un nuovo contratto con l’Air Force che essenzialmente rimosse la Parsons Company da ulteriori sviluppi del sistema NC”.

• 1952: Il MIT dimostra il suo sistema a nastro perforato a 7 tracce (con un articolo di William Pease su Scientific American), che è complesso e costoso (250 tubi a vuoto, 175 relè, in 5 armadi delle dimensioni di un frigorifero).

SCIENTIFIC AMERICAN’S SEPTEMBER 1952 ISSUE

Il numero di settembre 1952 di Scientific American sul controllo automatico era in anticipo sui tempi, con una serie di sette articoli sulle “macchine autoregolanti, che rappresentano una rivoluzione scientifica e tecnologica che modellerà potentemente il futuro dell’uomo.” Modern Mechanix ha scansionato e condiviso cinque degli articoli, tra cui “An Automatic Machine Tool” di William Pease del MIT sulla prima macchina NC che hanno creato. La tagline recita: “Il controllo a retroazione ha cominciato a progredire nella lavorazione dei metalli. Presenta il primo resoconto di una fresatrice che converte le informazioni sul nastro perforato nei contorni di un pezzo finito.”

• 1955: Concord Controls (formata da membri del team originale del MIT) crea il Numericord, che sostituisce il nastro perforato sulla macchina NC del MIT con un lettore di nastro magnetico su cui sta lavorando la GE.

• 1958: Parsons riceve il brevetto USA 2.820.187 e vende una licenza esclusiva a Bendix. IBM, Fujitsu e GE prendono sub-licenze dopo aver già iniziato lo sviluppo delle loro macchine.
• 1958: Il MIT pubblica un rapporto sull’economia del CN, concludendo che l’attuale incarnazione non fa realmente risparmiare tempo, ma invece sposta il lavoro dal pavimento della fabbrica a quelli che creano i nastri di punzonatura.

“Il sistema M.I.T. combina processi digitali e analogici sotto controllo di feedback per governare una fresatrice il cui utensile da taglio si muove su tre piani rispetto al pezzo. In questo caso il “modello” dell’oggetto da fabbricare è fornito alla macchina sotto forma di un nastro di carta perforato simile a quello usato nei sistemi di telescrivente. Per un’operazione tipica, 10 piedi di nastro terranno la macchina occupata per un’ora”. – William Pease, Scientific American

Video: Sperry Numeric Control Promo Video per il lettore di nastro industriale

Concludiamo la Parte 1 di questa serie in tre parti con un classico video dell’epoca: uno sguardo all’epoca della lavorazione degli anni ’50.

“Questo lettore di nastro può leggere 20 righe di nastro in 200 millisecondi! Progettato per l’affidabilità oltre che per la velocità, può leggere un intero blocco di informazioni in una sola volta, eliminando così il registro a scorrimento o il magazzino di memoria che è normale per altri sistemi che utilizzano lettori sequenziali.”