PE Nauka i technologia Archiwum

PE Nauka i technologia Archiwum

  Wysokie tempo wzrostu gospodarczego Japonii z lat pięćdziesiątych, sześćdziesiątych i siedemdziesiątych było precedensem w historii świata.

Obecnie dwie trzecie sterowań CNC ( także dla robotów ) produkuje koncern FANUC. Pomijając FANUC nie zauważylibyśmy słonia w menażerii.

W 1955 roku Fujitsu zatrudnił młodego inżyniera Inaba aby poprowadził nowy oddział sterowania numerycznego, które wydawało się przyszłościowe. Po trzech latach spędzonych głównie na badaniach D&R ( Development and Research) Inaba z 500 współpracownikami z zespołu dostarczył pierwsze prymitywne ale działające sterowanie numeryczne do japońskiej firmy produkującej frezarki. W Japonii bardzo szybko podjęto produkcje tranzystorów i układów scalonych i stosunkowo niewiele ich importowano.

Dwuosiowe sterowania NC 20A z rozdzielczością 10 um wykonano na silnikach krokowych. W ulepszonej wersji rozdzielczość wynosił 1 um.

Trzyosiowe sterowania NC 20A z rozdzielczością 10 um wykonano na silnikach krokowych. W ulepszonej wersji rozdzielczość wynosił 1 um.

Produkcje systemów NC zakończono definitywnie w 1976 roku. Fujitsu na potrzeby „FANUC” ( wydzielono go w 1972 roku ) produkował najlepsze w świecie silniki krokowe którym moment napędowy nie spadał mocno aż do częstotliwości kroków 16 KHz ! Silniki mimo sporego jak na silniki krokowe momentu napędowego były za słabe do typowych obrabiarek. Stanowiły element zespołu silnika krokowego elektrohydraulicznego mający wszelkie zalety i wady silnika hydraulicznego.

W 1972 roku dział sterowań numerycznych FANUC ( Fujitsu Automatic Numerical Control ) został z Fujitsu wydzielony jako samodzielna firma.

W 1975 roku FANUC wyprodukował dwuosiowe sterowania CNC 2000A ( sterowanie trzyosiowe to 3000A) wykonane na silnikach komutatorowych prądu stałego sterowanych fazowo przez mostki tyrystorowe. Po nim nastał mało udany system 5 w latach 1976-1979.

Bardzo udany jest system 6 z komputerem na procesorze Intel 8086 z 1980 roku. System ma dla operatora wyświetlacz znakowy jednoliniowy lub znacznie wygodniejszy i pojemniejszy informacyjnie monitor z kineskopem o przekątnej 9 cali. Początkowo stosowano napęd tyrystorowy z wcześniejszych sterowań a od 1982 roku zaczęto wprowadzać mostki H z tranzystorami Darlingtona. Na początek na mniejsze prądy silników ale zakres prądów poszerzano wypierając sterowniki tyrystorowe. Silniki i sterowania Darlingtonami są bardziej niezawodne niż tyrystorowe.

Pierwsze analogowe serwo prądu zmiennego AC zastosowano w 1982-3 roku a cyfrowe w 1986 roku.

Aby zaistnieć na rynku amerykańskim i konkurować z liderami FANUC otworzył tam oddział i wchodził w aliansie z firmami amerykańskimi co okazało się dla niego korzystne. O ile pod koniec lat siedemdziesiątych pierwsze 10 firm w świecie z dziedziny sterowań CNC było amerykańskich to w 1982 roku FANUC był światowym liderem zgarniając 50% rynku i dalej zwiększając swój udział.

Energoelektronika to:

• Półprzewodnikowe klucze mocy produkowane technologią mikroelektroniczną w której najważniejsza jest fotolitografia bazująca na zaawansowanej fizyce i chemii
• Topologia przekształtników czyli ich schematy i działanie
• Algorytmy sterowania analogowego, cyfrowego i programowego i ich implementacja analogowa, cyfrowa, programowa i mieszana.
• Sensory prądów, napięć, prędkości i położenia
• Elementy indukcyjne

Odkryty w Bell Laboratories tyrystor wyprodukował i spopularyzował potężny koncern General Electric. Naukowcy i autorzy najważniejszych publikacji i książek energoelektroniki tyrystorowej to pracownicy działu naukowego GE. Polskie książki o energoelektronice to selektywne przedruki tych pozycji bez podania autorstwa. Jaki jest cel wydawania polskich książek nie wiadomo.

Polska naukowa – papierowa energoelektronika została zawężona tylko do topologii.

Od początka lat osiemdziesiątych prymat w energoelektronice przejęły koncerny japońskie. Wyczynem technologicznym był szybki tyrystor GTO o prądzie średnim 1000A i napięciu szczytowym 3000V. Chociaż pierwsze dojrzałe komercyjne tranzystory IGBT wypuścił GE to jednak eliminacje efektu zatrzaskiwania jest Japońska.

Sukces FANUC był możliwe dlatego że:

• Fujitsu bardzo szybko dostrzegł ogromny potencjał sterowania numerycznego NC, które dopiero co narodziło się w USA
• Duże były nakłady na D&R. Monitorowano poczynania konkurencji.

• Fujitsu i inne koncerny japońskie były jego zapleczem technologicznym. Japońskie koncerny produkujące mikroelektronikę należą do najsilniejszych w świecie. Brano ze świata wszystko co najlepsze. Procesor Intel 8086 wybrano zanim on pojawił się szeroko na rynku !
• Sterowania są bardzo nowoczesne
• Sterowania są trafione do potrzeb producentów maszyn. Są niezawodne a drogie maszyny w produkcji zarabiają na siebie
• Sterowanie CNN i maszyna lub robot z nim są złożone. Są zintegrowanym wysiłkiem wielu dziedzin nauki i technologi. Światowa konkurencja w dziedzinie produkcji złożonej i nowoczesnej jest mała. FANUC inkasuje duże wpływy z wysokomarżowej sprzedaży i ma środki na dalsze prowadzenie kosztownych prac D&R. Ale dekady wcześniej rząd Japonii widząc dobre perspektywy wyłożył na pomoc kupę pieniędzy ! Inwestycja z pieniędzy podatników bardzo się opłaciła. Ale mniej mówi się o tym że rzadko która inwestycja badawcza tak rozkwitnie i wiele badań kończy się na niczym. Wielki biznes taki jest.

W przeszłości w niedalekich od Japonii Chinach wiele rzeczy odkryto ale wadliwy był tam system społeczno – gospodarczy czyli ustrój i nie podjęto produkcji z odkryciami. Chiny będące tysiącleciami liderem światowej cywilizacji zostały pobite i zniszczone w wojnie opiumowej i rzucone na kolana przez Brytyjczyków. Usiłują się podnieść po dobijających szaleńczych eksperymentach Mao.

Zapóźniona cywilizacyjnie Japonia w epoce Meiji obserwując dokonania USA i Niemców podjęła udany pościg za cywilizacją. USA ówczesnego brytyjskiego hegemona w dochodzie narodowym per capita pobiły około 1905-1910 roku. Biedni niegdyś na tle Francji zjednoczeni przez Bismarka Niemcy złapali wiatr w żagle i już na początku wieku mieli per capita taki sam dochód jak Francuzi i zwiększali przewagę.

Ustrój staczającej się w niebyt przedwojennej Polski był bardzo wadliwy. Powojenna rewolucja rozmontowała mechanizmy wyzysku i stagnacji odblokowując możliwość rozwój ale nowy ustrój był i jest anty-innowacyjny. Obecny ustrój doprowadził do makabrycznego kryzysu i stagnacji.

Serb Nicola Tesla wynalazł w Ameryce praszczura silnika asynchronicznego ale Rosjanin polskiego pochodzenia Michał Doliwo - Dobrowolski w Niemczech wynalazł dojrzały silnik klatkowy i transformator trójfazowy. Maria Skłodowska Curie sukces odniosła we Francji. Polska miała znakomitych matematyków. Polski matematyk Stanisław Ulam razem z Węgrem Edward Tellerem w USA opracowali transport promienisty będący podstawą każdej współczesnej bomby termojądrowej. Czochralski w Niemczech opracował metodę hodowania wielkich monokryształów będących podstawą mikroelektroniki. Emigrant Tadeusz Sędzimir jest nazywany Edison metalurgii. Nazwiska ich były cenzurowane, szczególnie Sędzimira. Wielkich umysłów nie brakowało też Rosji.

Czech Robert Widlar jest prominentem monolitycznej technologi analogowej. O ile przedwojenne Czechy były bardzo wysoko rozwinięte to w ustroju socjalistycznym rytu wschodniego straciły pozycje.

Człowiek jest istotą biologiczną i społeczną . Po rodzicach dziedziczy ciało i umysł do zaprogramowania. Ale to otocznie kształtuje socjalizującego się człowieka. Pracujący nad sobą w odpowiednim otoczeniu nastolatek może podnieść swój iloraz inteligencji IQ o kilkanaście punktów ! Wszyscy wymienieni polscy geniusze w Polsce by się po prostu zmarnowali.

Współczesne wynalazki nie biorą się znikąd. Potrzebna jest motywacja, czas i pieniądze. Potężny AT&T przewagi na konkurencją upatrywał w nauce i technologi. To w jego Bell Laboratories stanowiących oddział naukowo – badawczy wyrastali Nobliści i dokonano epokowych odkryć a w tym tranzystora bipolarnego, Mosfeta i tyrystora.

Mówiąc o amerykańskim programie nuklearnym z przerażającą prezentacją nad Hiroszimą i Nagasaki pomija się rolę potężnych amerykańskich firm realizujących mgliste projekty i zachcianki fizyków jądrowych. Bez nich by nic nie było. III Rzesza miała przed wojną najlepszych fizyków świata i nic nie wyszło z programu jądrowego.

Sytuacja gdy super niewydajny górnik węgla kamiennego zarabia w Polsce więcej niż dwa przeciętne wynagrodzenie i więcej niż profesor politechniki jest dziwna. Wysoko dotując bardzo drogo wydobywany głębinowo węgiel kamienny stoczymy się na samo dno.

Jeszcze dziwniejsze jest jednak polska pozorowana „nauka” a zwłaszcza upolitycznione nauki humanistyczne i ich absolwenci.