الثورة الصناعية
التطورات التقنية الهامة > أدوات الورشة

المقالة الرئيسة: أدوات الورشة
طالع أيضًا: قطع قابلة للاستبدال
في فترة ما قبل الثورة الصناعية كانت الآلات تصنع وتطور على يد حرفييها - فعمال الطواحين هم من يبني نواعير المياه وطواحين الهواء، والنجارون يصنعون الأشكال الخشبية، والحدادين والخراطة الأجزاء المعدنية. وكانت عيوب المكونات الخشبية هو تأثرها بتغيير الأبعاد ودرجة الحرارة والرطوبة، وتبدأ تلك الوصلات بالتلف (أو العمل بشكل فضفاض). ومع تقدم الثورة الصناعية أصبحت الآلات ذات أجزاء أو هياكل معدنية أكثر شيوعًا. الاستخدامات المهمة الأخرى للأجزاء المعدنية كانت في الأسلحة النارية والمشابك الملولبة مثل براغي الماكينة والمسامير والصواميل. كانت هناك أيضًا حاجة إلى الدقة في صنع الأجزاء. سمحت تلك الدقة بعمل أفضل للآلات، وإمكانية تبادل الأجزاء وتوحيد المثبتات المسننة.
قبل ظهور أدوات الورشة كان تشكيل المعدن يدويًا باستخدام أدوات يدوية أساسية مثل المطرقة والمبرد والمكشط والمنشار والأزميل. وبالتالي تم تقليل استخدام أجزاء الماكينة المعدنية إلى الحد الأدنى. كانت طرق الإنتاج اليدوية شاقة للغاية ومكلفة ومن الصعب تحقيق الدقة. فبدأ الطلب على الأجزاء المعدنية يزداد، مما أدى إلى تطوير العديد من أدوات الورشة. وهي أدوات طورها بالأصل صانعو الساعات والأجهزة العلمية في القرن الثامن عشر لتمكينهم من إنتاج آلات صغيرة متى ماشاءوا.
كانت أول آلة دقيقة هي آلة ثقب الأسطوانة التي اخترعها جون ويلكينسون سنة 1774. وقد تم استخدامها لثقب الأسطوانات ذات القطر الكبير في المحركات البخارية المبكرة. اختلفت آلة الحفر ويلكنسون عن الآلات السابقة ذات الدعامة الكابولية المستخدمة في تجويف المدفع من حيث أن آلة الثقب تكون تثقيبها مثبتة على شعاع مستقيم يمر عبر الأسطوانة. ويتم دعمها بالخارج في كلا الطرفين.
تم تطوير آلة مقشطة وآلة صقل ونطاحة في العقود الأولى من القرن التاسع عشر. على الرغم من اختراع آلة الصقل في هذا الوقت، إلا أنه لم يتم تطويرها كأداة ورشة عمل جادة حتى وقت لاحق في القرن التاسع عشر.
كان هنري مودسلاي الذي درب مدرسة لصانعي الأدوات الآلية في أوائل القرن التاسع عشر ميكانيكيًا ذو قدرات فائقة. عمل كمتدرب في المعمل الملكي لسبك البنادق التابعة لجان فيربروجن. وفي 1774 قام جان فيربروجن بتركيب آلة حفر أفقية في وول وتش والتي كانت أول مخرطة بالحجم الصناعي في المملكة المتحدة. عيّن جوزيف بريمه مودسلاي في إنتاج أقفال معدنية عالية الأمان تتطلب براعة دقيقة. سجل براما براءة اختراع لمخرطة لها أوجه تشابه مع مخرطة المسكة المنزلقة.
أتقن مودسلاي مخرطة المسكة المنزلقة، والتي يمكن أن تقطع براغي الماكينة ذات درجات لف مختلفة باستخدام تروس قابلة للتغيير بين المغزل والمسمار الرئيسي. قبل اختراعها لم يكن من الممكن قطع البراغي بأي دقة باستخدام تصميمات مخرطة سابقة مختلفة تم نسخ بعضها على قالب. وتعد مخرطة المسكة المنزلقة إحدى أهم اختراعات التاريخ. على الرغم من أنها لم تكن فكرة مودسلاي بالكامل، إلا أنه كان أول شخص يقوم ببناء مخرطة وظيفية باستخدام مجموعة من الابتكارات المعروفة من مسمار اللف ومسكة المنزلقة وتغيير التروس.
ترك مودسلاي عمل بريمه وأنشأ متجره الخاص. كان مشغولا في بناء آلة لصنع كتل بكرات السفن للبحرية الملكية في معامل بورتسموث. كانت تلك الآلات كلها معدنية وكانت أول آلات للإنتاج الضخم وتصنيع المكونات بدرجة من القابلية للتبادل. الدروس التي تعلمها مودسلاي عن الحاجة إلى العزم والدقة التي يكيفها في تطوير أدوات الورشة، وفي ورش العمل قام بتدريب جيل من الرجال للبناء على عمله، مثل ريتشارد روبرتس وجوزيف كليمنت وجوزيف وايتوورث.
جيمس فوكس من ديربي كان لديه تجارة تصدير جيدة في أدوات الورش في الثلث الأول من القرن، كما فعل ماثيو موراي من ليدز. كان روبرتس صانعًا لأدوات ورش عالية الجودة ورائدًا في استخدام أجهزة القياس وعمل دليل التشغيل لقياس الدقة في ورشة العمل.
لم يكن تأثير الأدوات الورش خلال الثورة الصناعية كبيرًا لأنه بخلاف الأسلحة النارية والمشابك اللف وعدد قليل من الصناعات الأخرى كان هناك عدد قليل من الأجزاء المعدنية المنتجة بكميات كبيرة. تُعزى تقنيات تصنيع الأجزاء المعدنية ذات الإنتاج الضخم والمصنوعة بدقة كافية لتكون قابلة للتبديل إلى حد كبير إلى برنامج وزارة الحرب الأمريكية الذي أتقن الأجزاء القابلة للتبديل للأسلحة النارية في أوائل القرن التاسع عشر.
في نصف قرن بعد اختراع أدوات الورش الأساسية، أصبحت صناعة الآلات أكبر قطاع صناعي في الاقتصاد الأمريكي من حيث القيمة المضافة.