这是我们称之为“制造大师”系列的第 9 期年度刊物。在这些文章中，我们向制造技术领域的一位杰出人物致敬，并希望通过这样做来提醒读者，在制造领域取得巨大成就的职业仍然是可能的。
Patrick J. Hanratty，博士NC 和CAD/CAM 软件 Patrick J. Hanratty 博士几乎是偶然发现了他对计算和编程的热情，他在朝鲜战争期间从空军服役归来后在他的家乡圣地亚哥寻找程序员的报纸广告。在 General Dynamic 的 Convair Division 受聘后，Hanratty 很快就学会了编程，在没有接受任何正式培训的情况下主持了一个关于该主题的课程。由于他后来发明的 CAD/CAM 软件程序，经常被誉为“CAD/CAM 之父”，而 wHanratty 于 1957 年在通用电气工作，开发了 PRONTO（数值工具程序），一种早期的 NC 编程软件，以及 MTD（机床总监），这是用于生产制造的机床的前两个 NC 程序。
1962 年，Hanratty 离开 GE 加入通用汽车公司（底特律），他是通用汽车研究实验室团队的一员，该实验室位于汽车制造商的技术中心（密歇根州沃伦）。在 GM，Hanratty 为 GM 的 DAC（计算机增强设计）项目开发图形，同时从事实验加工，解决涉及三轴、四轴和五轴表面加工的问题。离开通用汽车后，Hanratty 于 1970 年创立了集成计算机系统 (ICS)，在那里他和他的团队使用 TPL（编程语言）为 Redcor 小型计算机开发了 CAD/CAM 系统。虽然备受推崇，但 ICS INTERAPT 软件并未取得商业上的成功，这导致 Hanratty 成立了另一家公司 Manufacturing ConsultingServices Inc. (MCS) 于 1971 年开发了一种新的独立于机器的软件，称为 ADAM（自动绘图和加工），据说这是当时唯一的商用绘图和加工系统。 MCS 继续开发更多的机械 CAD 和制造软件，首先是其 AD-2000 软件包，然后是基于 PC 和 UNIX 的 ANVIL CAD/CAM 系统。
帕特里克·汉拉蒂 (Patrick Hanratty) 于 1962 年编写的 1964 款庞蒂亚克行李箱盖模型的三轴刀具路径.如今，79 岁的 Hanratty 继续研究与 CAD/CAM 和制造相关的编程问题。特别是，自 1988 年 Parametric Technology Corp.（马萨诸塞州尼达姆）的参数化 Pro/Engineer CAD/CAM 软件包首次亮相以来，他认为 CAD/CAM 领域没有真正的创新，Hanratty 预测制造商将面临麻烦。他认为当前和未来的 CAD/CAM 系统将无法o 提供准确创建关键任务航空航天/国防应用所需组件所需的精度。在 Manufacturing Engineering 的专访中，Hanratty 讨论了他在制造研究和 CAD/CAM 领域的职业生涯。
Manufacturing Engineering：告诉我您早年的经历。您是如何开始编程的？
Patrick Hanratty：一开始，当我退役时，我并不知道自己要做什么，因为我接受的是歌手训练在那之前。由于 B-29 坠毁我幸免于难，我的声带和肺部都伤痕累累。我不得不另谋职业。作为遥控炮塔炮手，我必须参加的课程之一是计算机课程。当时的计算机意味着模拟计算机。当我在圣地亚哥通用动力公司位于圣地亚哥的分部 Convair 看到圣地亚哥报纸“招聘计算机程序员”的广告时，我决定给它一个机会。我很幸运得到了h作为一名程序员实习生感到厌烦，参加了一个班级，三天结束后，我被要求接手。讲授这门课程的 IBM 讲师有所有手册，但她从概念上不知道什么是编程，而我几乎立刻就有了一个想法。
我在 Convair，这是我必须做的第一件事做的是截面特性——多室飞机的弯曲应力和剪切流。该计划是成功的，但它非常有趣，因为最初我对该项目没有数学知识，但幸运的是我学得很快。那是 1954 年和 1955 年。我的下一个任务是进行场长起飞计算的程序——当飞机在起飞期间发动机熄火时，飞行员必须确定起飞是可以继续还是中止。这就是我在编程方面的经验。 IBM 650 是我工作的第一台机器。与此同时，我从 Sperry Rand 学习了如何对 Univac Scientific 1103-A 进行编程。我爱编程ng 那台机器——它就像一个玩具！
我：你接下来去了哪里？
Hanratty：当我加入通用电气时，一系列的事情让我获得了成功，在报纸上刊登广告说他们要在凤凰城开一家电脑公司。我申请了一份工作，57 年 1 月，我被聘为通用电气计算机部门在菲尼克斯的第七名员工。我从通用电气接到了三项重大任务。其中之一是 IRMA 项目，即 MICR 磁性字符阅读器。我们要做的是想出可以用浓墨或淡墨、快或慢、或稍微歪斜或揉皱的字符集来读取。我写了一个程序来分析每个字符集。然后，该程序针对大量 GE 员工提交的每个字符集运行，而今天您检查的字符集是最适合使用的字符集。被美国银行接受，晚了几个月r 美国银行业协会接受它作为支票上 MICR 字符的标准。
ME：你什么时候开始参与 NC 编程的？
Hanratty：那将是“57-” 58 岁时，我开发了 PRONTO，数字工具操作程序。我所做的是开发关于如何控制 Milwaukee-Matic [Kearney & Trecker；威斯康星州西阿利斯]。然后，GE 的下一个任务是开发 MTD，即 Machine Tool Director 软件； PRONTO 是 2½ 轴，而 MTD 是全三轴。据我所知，由于当时 APT 尚未投入生产，我相信这是第一对商业化的 NC 程序。
Patrick Hanratty 的 MCS ANVIL-5000 软件中的表面模型包括线框和阴影版本。我：那些程序出现在 Doug Ross 的 APT [Automatically Programmed Tool] 之前？
Hanratty：就 APT 而言，Doug Ross 是校长。这是一个由道格罗斯领导的团队，主要公司是波音和通用电气。总共有大约八九家公司紧密合作。 APT 在 GE 计算机部门成立之前就开始了，并在几年内持续增长，但它本身并不是商业产品。
我：PRONTO 为 Milwaukee-Matic 做了什么？
p>Hanratty：这是一种 2½ 轴 CAM 系统语言，允许程序员为加工零件生成刀具运动。它生成了一条用来控制机器的穿孔纸带，并获得了 Joseph Marie Jacquard 纪念奖 [1982 年由数控学会颁发]。
我：您被称为 CAD 之父/凸轮。您是如何开始使用 CAD 的？
Hanratty：当我去通用汽车时，我参与了 DAC 项目，我负责机械加工输出和任何绘图输出——我们的绘图机包括由 Giddings & Lewis [Fond du Lac, WI] 铣床制成。它有一张铺着油毡的大桌子，桌子后面是真空泵，上面有小孔，可以在聚酯薄膜片上画画，还有一支圆珠笔代替了工具。据我所知，这是第一个机械绘图功能。那是我 1962 年在通用汽车公司做的第一件事。
我：你在通用汽车公司做了什么先进的零件制造？
Hanratty：好的，有几件事。其中最大的一项是创建数学表面近似，以便可以使用五轴铣床有效地制造任何形状。我在通用汽车做过一些实验性加工。五轴世界是我真正感兴趣的世界，我想出了一种算法，一种用连续的可展曲面模拟雕刻曲面的方法。
当可展曲面的概念被提出时，一位数学教授通用汽车咨询过的其中一所大学告诉通用汽车不要花任何研究经费在那种近似方法上——这是不可行的。我正在与 Fisher Body 开会，当时该公司负责所有汽车的模具模型；他们只有一个立方体，但无法将其变成模具模型。我说‘嘿，我能做到！我一直在克利夫兰的 Numac 使用他们的五轴铣床进行一些实验性加工。我知道我可以完成那个行李箱盖——我告诉你，我会赌上我的工作。’我让一位助手和我一起去了 Numac。当我们到达那里时，我发现我所有的表面法线都朝着错误的方向发展。我做了几个测试，我重新编程输出，改变法线——终于让它工作了！我们不得不从这台巨大的机器上切掉一部分工具更换器，因为模型太大了。在过去的 7 天里，我总共没有睡超过三个小时，但我们完成了模型。后来，当我们把它带到研究中心，测量它的 Fisher Body 工程师说，这是他在通用汽车公司工作的 45 年里生产的最准确、最好的模型。他无法衡量任何差异——这是一个完美的模型。
我：你于 1971 年创立了 MCS，它开发了用于自动绘图的 ADAM，以及据说可以巩固你的 AD-2000 软件包CAD/CAM 声誉。请告诉我们您职业生涯中的这段时期。
Hanratty：ADAM 是第一个 MCS 产品。它是一个集成的制图和数控系统。 MCS 将 ADAM 授权给 Computervision [CADDS]、Gerber Scientific [IDS 3]、Tektronix [Teknicad] 和 United Computing [Unigraphics]。继 ADAM 四年之后，第二个 MCS 产品是 AD-2000。这将 MCS 软件从仅 16 位字的系统转变为适用于 24 位、32 位、48 位和 60 位计算机的集成 CAD/CAM 系统。 AD-2000 已授权给 Autotrol [AD380]、Control Data [CD-2000] 和 Kongsberg [CDM-300]。 NASA 还授权 AD-2000，他们将其命名为 NASA IPAD [航空航天设计综合计划]。 MCS 在世界各地拥有成千上万的客户。例如，卡特彼勒拖拉机购买了源代码，因此他们可以在整个卡特彼勒系统中使用它。这发生在全球数十家大公司身上。在我的印象中，没有一家公司我们至少有几个席位。
我：一些观察家说，70% 的 3-D 机械 CAD 系统都可以追溯到你的原始代码。
Hanratty：有一次，它是 100%。当我们将 ADAM 许可证出售给 United Computing 时，MCS 和 United Computing 将其命名为 Unigraphics，因为 United Computing 有一款名为 UniApt 的产品，他们希望我们的产品包与之配套。所以 Unigraphics 被 United Computing 从 MCS 收购，当然，McDonnell-Douglas 收购并扩展了它。
我：你说自从 PTC 宣布其参数化 Pro/工程师;为什么是吗？
Hanratty：Parametric Technologies 于 1988 年与 Pro/Engineer 一起问世，这是第一个在市场上大受欢迎的参数化实体建模器。不久之后，每个人都确信他们必须拥有参数化实体建模。到那时，MCS 实体建模器 OMNISOLIDS 是世界上最强大的实体建模软件包，在与其他实体建模器进行比较时，MCS 赢得了所有比赛。不幸的是，OMNISOLIDS 不是参数化的，我们将其从市场上撤下，两年后，我们放弃了旧的 OMNISOLIDS！
我：您还担心当前和未来的 CAD 系统能够满足航空航天/国防精密制造所需的精度。为什么？
Hanratty：目前的设计系统不够准确，因为它们在设计计算中仅限于 64 位浮点数。现代计算机和可用的现代编程语言都有 128 位的能力现在。如果 CAD 公司想要从 20 世纪走向今天，他们可以使用当今的技术生产一个新系统，一个来自 64 位芯片的超大寻址空间和 128 位精度——四倍精度——以准确地制作 21 世纪的项目这是当今设计师的想法。
就我们的表面和实体建模世界而言，我们所做的是耗尽我们在设计资源方面所拥有的一切。在过去的两年中，即 2008 年和 2009 年，我与大多数（如果不是全部）主要 CAD 公司的软件主管进行了交谈。他们都表示他们不打算采取未来设计和制造公差所需的下一步。
需要的是一个 CAD 曲面/实体建模内核，它将在所有主要 CAD 和CAM 系统，提供双精度输入和输出，所有处理都以四倍精度进行，并且有效地“无限”对象大小，fo例如，在微米公差范围内混合两个自由曲面，每个长度超过 100 米。
