Кто — кого?

«Невозможно», «Не нужно», «Не ново» — три возражения, образующие заколдованный треугольник, из пределов которого должно вырваться любое предложение для того, чтобы стать изобретением.

Начало одной истории

Осенью 1949 года в Москве, в одной из комнат коммунальной квартиры старого дома, за письменным столом сидели двое. Шла неторопливая беседа о недостатках пешего туризма, о преимуществах «Беломора» перед «Казбеком», о том, правильно ли сконструирована полиграфическая машина — монотип и как переступает лапками муха, ползающая по столу.

Был выпит чай, докурена пачка папирос. И тогда хозяин, глядя на гостя через толстые стекла очков, сказал: «Хорошо было бы заняться чем-нибудь интересным. Оторвитесь от ваших бесполезных формул и попробуйте придумать какую-нибудь задачу, с которой может справиться конструктор средних лет и выдающихся способностей при условии, что ему все время будет мешать скептик, склонный к теоретическому анализу».

На это гость после недолгой паузы ответил:

— Даже придумывать не надо. Есть задача, которой давно пахнет в воздухе, но… На мой взгляд, она так сложна, что чем позже вы ею займетесь, тем меньше времени у вас останется, чтобы об этом пожалеть!

— Выкладывайте вашу задачу!

— Хорошо. Вы знаете, что сейчас детали, обладающие криволинейными профилями и поверхностями, обрабатываются на копировальных станках или на универсальных, оснащенных специальными приспособлениями и механизмами, пригодными для обработки деталей одного типа. Так вот. Для многих современных отраслей производства этот метод явно устарел. Задача состоит в том, чтобы создать автомат, который сумеет обработать любой профиль и любую поверхность без копиров, шаблонов, эталонов или специальных механизмов.

— Мы с вами инженеры, а не фокусники, — недовольно сказал хозяин. — Хотя, впрочем, у меня есть мысль…

Так началась одна из первых работ по созданию станков с программным управлением. Была сформулирована технологическая задача, которая поначалу казалась совершенно неразрешимой. Затем появились мысль, идея решения, первые наброски, расчеты, а затем проект станка.

Чтобы понять идею, положенную в основу его разработки, еще раз вернемся к методу копирования.

Представим себе, что киноаппаратом снят процесс обработки кулачка — детали, имеющей криволинейный профиль, — заснят процесс, в течение которого заготовка кулачка вращалась равномерно, а фреза двигалась то в одну, то в другую сторону, повторяя движения копировального ролика.

Рассмотрим отснятую ленту кадр за кадром. Мы увидим, что на каждом из этих кадров фреза (и заготовка, конечно) занимает новое положение, отличающееся на конечную величину от того положения, которое она занимала на предыдущем кадре. Чем медленнее движется фреза и чем больше снято кадров в единицу времени, тем меньшие расстояния отделяют два положения фрезы, зафиксированные на двух смежных кадрах. И все таки эти расстояния можно измерить хотя и малой, но конечной величиной.

Значит, на киноленте зафиксирован не полностью весь процесс движения фрезы. Непрерывное ее перемещение представлено как совокупность кадров, показывающих фрезу в ряде последовательных положений.

При воспроизведении заснятого процесса зритель воспримет совокупность этих положений как непрерывное перемещение. Мы уже знаем, что бесчисленное множество промежуточных положений, которые последовательно занимает фреза между двумя положениями, зафиксированными на смежных кадрах, будет восполнено за счет определенной инерции зрительного аппарата.

Так, может быть, траекторию инструмента, необходимую для обработки данного изделия, можно представить в виде ряда последовательных положений инструмента?

Тогда каждое из этих положений можно задать числом, характеризующим, скажем, расстояние между центром фрезы и центром обрабатываемого изделия. А совокупность таких дискретных чисел, задающих ряд опорных точек траектории, будет представлять собой программу работы станка, выраженную в цифровом виде.

В промежутках между опорными точками фреза, конечно, не будет перемещаться строго по заданной траектории. Но если опорных точек достаточно много и если вся система в целом правильно рассчитана и сконструирована, то отклонения фактической траектории от заданной будут меньше некоторой обусловленной величины, и изделие будет обработано с необходимой степенью точности. Представить всю программу работы автомата в виде ряда чисел — в этом состояла идея решения поставленной задачи.

Как же записать эти числа так, чтобы запись была достаточно удобна, не занимала много места и в то же время чтобы те устройства автомата, которым предстоит ее «прочитать» и «понять», были бы максимально простыми и надежными?