โดยสรุปแล้ว เทคโนโลยี CNC ไม่ซับซ้อนมากนัก มันเป็นเครื่องมือที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ แต่จะซับซ้อนยิ่งขึ้นเมื่อพิจารณาว่าคอมพิวเตอร์ควบคุมเครื่องมืออย่างไร ภาพประกอบด้านล่างแสดงให้เห็นว่าเครื่อง CNC router แบบพื้นฐานอาจมีลักษณะอย่างไรหากไม่มีตัวควบคุม
คำจำกัดความของเราเตอร์ CNC:
CNC = การควบคุมเชิงตัวเลขด้วยคอมพิวเตอร์ “ตัวควบคุม” คอมพิวเตอร์จะอ่านรหัส G หรือคำสั่งภาษาเครื่องและขับเคลื่อนเครื่องมือ
โปรแกรม NC (การควบคุมเชิงตัวเลข) เป็นชุดคำสั่งโดยละเอียดทีละขั้นตอนที่บอกเครื่องจักรว่าจะต้องปฏิบัติตามเส้นทางใด และจะต้องดำเนินการใด
ประวัติของเราเตอร์ CNC:
NC หรือเรียกสั้นๆ ว่า Numerical Control ได้รับการพัฒนาในช่วงปลายทศวรรษปี ค.ศ. 1940 และต้นทศวรรษปี ค.ศ. 1950 โดย John T. Parsons ร่วมมือกับ MIT (สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์) โดยได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อช่วยในการผลิตหลังสงคราม ชิ้นส่วนเครื่องบินมีความซับซ้อนมากขึ้นและต้องการระดับความแม่นยำที่ผู้ควบคุมเครื่องบินไม่สามารถทำได้
ชิ้นส่วนเครื่องจักรกลที่ซับซ้อนไม่สามารถผลิตได้โดยผู้ปฏิบัติงานที่มีทักษะเพียงอย่างเดียวอีกต่อไป
ในระยะแรกเครื่องจักรจะเดินสายโดยตรง จากนั้นจึงเริ่มมีการให้คำแนะนำผ่านเทปเจาะรูตั้งแต่ปีพ.ศ. 1 และ 1952 ปีต่อมา เครื่องจักร NC ก็ถูกติดตั้งในสภาพแวดล้อมการผลิตโลหะการทั่วสหรัฐอเมริกา และในช่วงกลางทศวรรษ 5 เทคโนโลยี NC ก็มีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรม
โปรแกรมเครื่องจักรส่วนใหญ่มักถูกบันทึกไว้บนกระดาษเจาะรูหรือเทปอลูมิเนียมจนถึงราวปี พ.ศ. 1980 ในช่วงทศวรรษปี พ.ศ. 1970 และ พ.ศ. 80 การเติบโตของเทคโนโลยีไมโครโปรเซสเซอร์ทำให้สามารถเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์กับเครื่อง NC ได้โดยตรงโดยใช้สายเคเบิล จึงเรียกว่า CNC
โดยพื้นฐานแล้ว การควบคุมเชิงตัวเลขเป็นเทคนิคในการควบคุมเครื่องจักรมากกว่าเครื่องจักรประเภทใดประเภทหนึ่ง เครื่องจักร CNC ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อใช้ในการกลึงโลหะ แต่ต่อมาได้มีการดัดแปลงให้ใช้กับอุตสาหกรรมอื่นๆ เช่น ไม้ ผ้า โฟม และพลาสติก เป็นต้น เครื่องจักรทั้งหมดเหล่านี้มีคุณสมบัติบางอย่างที่เหมือนกัน ดังนี้:
• โปรแกรม (คำสั่ง)
• ผู้ควบคุม
• เครื่องมือเครื่องจักร
เครื่องเราเตอร์สำหรับงานไม้แตกต่างจากเครื่องเราเตอร์สำหรับงานโลหะตรงที่มันไม่ได้รับแรงกดและแรงสั่นสะเทือนมากเท่ากับงานโลหะ มันหมุนเร็วกว่า สูงถึง 24000 รอบต่อนาที และมีโต๊ะทำงานขนาดใหญ่กว่า สูงถึง 5x20 ฟุต มันใช้เครื่องมือและตัวจับยึดเครื่องมือขนาดเล็กกว่า และทำงานด้วยความเร็วในการตัดเฉือนที่สูงกว่า สูงถึง 1200 นิ้วต่อนาที หรือ 30 เมตรต่อนาที ความแตกต่างอีกประการหนึ่งคือ มันไม่ต้องการความแม่นยำสูงเท่ากับงานโลหะ งานโลหะมักต้องการความแม่นยำสูงและค่าความคลาดเคลื่อนที่แคบกว่ามากเมื่อเทียบกับการตัดเฉือนไม้
นายอิซาโอะ โชดะ อ้างว่าตนได้สร้างเราเตอร์ NC ตัวแรกของโลก และเขาได้นำเราเตอร์ดังกล่าวไปจัดแสดงที่งานโอซาก้าแฟร์ระดับนานาชาติเมื่อปีพ.ศ. 1 (รุ่น: NC-1968a)
พ.ศ. 1968 – โชดะจัดแสดงเราเตอร์ไม้ NC รุ่นแรก (NC-1A) ในงาน International Osaka Fair
ในช่วงต้นทศวรรษปี 1970 การถือกำเนิดของระบบ CNC เครื่องแรกปรากฏขึ้นในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ (ควบคุมโดยคอมพิวเตอร์เมนเฟรม)
ในช่วงปลายทศวรรษ 70 เครื่องเจาะ NC ถือเป็นเครื่องแรกที่ปรากฏในอุตสาหกรรมไม้ เครื่องเหล่านี้ถูกเรียกว่าเครื่องเจาะแบบจุดต่อจุด เนื่องจากเครื่องดังกล่าวจะเคลื่อนย้ายสว่านจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งและเจาะรู คำว่าเครื่องเจาะแบบจุดต่อจุดได้รับการบัญญัติขึ้นจากวิธีการประกอบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ตั้งแต่ก่อนปี 1 ซึ่งต้องใช้ผู้ประกอบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ระดับมืออาชีพในการทำงานจากหนังสือภาพถ่าย และปฏิบัติตามลำดับการประกอบที่แม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่มีส่วนประกอบใดขาดหายไป:
เหตุการณ์อื่นๆ ที่ส่งผลกระทบต่อเทคโนโลยี CNC ได้แก่:
• กลางปีพ.ศ. 1970: ไมโครโปรเซสเซอร์ตัวแรก (อินเทล 1)
• ปลายทศวรรษ 1970: เครื่อง CNC 1 แกนเครื่องแรกในงานไม้
เราเตอร์ CNC ถูกใช้ครั้งแรกในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศเพื่อตัดแผ่นอลูมิเนียมที่มีลวดลายซับซ้อน การยึดแผ่นอลูมิเนียมกับพื้นผิวโต๊ะเป็นกระบวนการที่ยาวนาน ในช่วงต้นทศวรรษ 1 วิศวกรที่ Thermwood ได้เกิดแนวคิดในการดูดอากาศผ่านเขียงไม้บัลซาขนาดใหญ่ เนื่องจากไม้บัลซาช่วยให้อากาศผ่านปลายเนื้อได้อย่างอิสระ พวกเขาจึงเพิ่มแรงดูดอากาศสูงเพื่อยึดแผ่นอลูมิเนียมไว้โดยไม่ต้องใช้ตัวยึดเชิงกล ต่อมาพวกเขาได้ตระหนักว่าแผ่นปาร์ติเคิลบอร์ดมีคุณสมบัติที่มีรูพรุนคล้ายกัน และโต๊ะดูดอากาศแบบสากลจึงถือกำเนิดขึ้น
ในช่วงต้นทศวรรษ 1980 เทคโนโลยี CNC ถูกนำมาใช้ในเครื่องจักรหลายประเภทในอุตสาหกรรมงานไม้ขั้นที่สอง ตัวอย่างบางส่วนมีดังนี้:
ระบบจุดต่อจุด เช่น เครื่องเจาะ ถูกนำมาใช้ตั้งแต่จุดเริ่มต้นของยุค NC เนื่องจากไม่มีการสัมผัสระหว่างชิ้นส่วนกับเครื่องมือ จนกว่าจะมีการเปิดใช้งานสว่านลม จึงไม่มีความสำคัญมากนักว่าแกนหมุนจะเคลื่อนไปทางใดเพื่อไปยังจุดหมายปลายทาง ดังนั้นจึงใช้คำว่าจุดต่อจุด ต่อมาเครื่องจักรเหล่านี้ได้รับการดัดแปลงให้ใช้เทคโนโลยี CNC ใหม่ และแม้ว่าจะรวมตัวเลือกอื่นๆ ไว้มากกว่าแค่การเจาะ แต่ชื่อนั้นก็ยังคงใช้อยู่
ระบบการตัดแบบตรง เช่น ใบเลื่อยวงเดือน NC จำกัดการควบคุมให้มีการเคลื่อนที่เพียงแกนเดียวเท่านั้น จากนั้นใบเลื่อยจะเคลื่อนที่แยกจากการควบคุมไปตามความยาวของคานเพื่อทำการตัดตรง
การตัดตามเส้นขอบ เช่น ที่เห็นในศูนย์งาน CNC ช่วยให้สามารถควบคุมการเคลื่อนที่พร้อมกันของแกน 3 แกนหรือมากกว่าได้ในขณะที่ดำเนินการตัด กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ คอมพิวเตอร์จะควบคุมเครื่องตัดในอวกาศตามแกน x, y และ z ในขณะที่ดำเนินการตัด
ปัจจุบันเครื่อง CNC Router เป็นส่วนสำคัญของกระบวนการผลิต โดยมีการพัฒนาฟังก์ชันใหม่ๆ และประสิทธิภาพที่ได้รับการปรับปรุงทุกวัน ซึ่งจะช่วยให้ CNC มีบทบาทมากขึ้นเรื่อยๆ ในการสร้างความสำเร็จให้กับอุตสาหกรรมของเรา
