ภาพรวมของการพัฒนาเครื่องมือกล CNC

การพัฒนาเครื่องมือกล CNC ได้ผ่านขั้นตอนห้าขั้นตอนนับตั้งแต่ที่ประสบความสำเร็จในสหรัฐอเมริกาในปี 2495 ด้วยความก้าวหน้าทางอิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์ การควบคุมอัตโนมัติ และเทคโนโลยีการวัดที่แม่นยำ เครื่องมือกล CNC ได้พัฒนาและปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง

เครื่องมือกล CNC รุ่นแรก (พ.ศ. 2495-2502) ใช้อุปกรณ์ควบคุมเชิงตัวเลขแบบพิเศษ (Numerical Control, NC)

รุ่นที่สอง (พ.ศ. 2502-2508) เห็นการนำระบบ NC มาใช้กับวงจรทรานซิสเตอร์

ในยุคที่สาม (พ.ศ. 2508-2513) ระบบ NC ที่มีวงจรรวมขนาดเล็กและขนาดกลางถูกนำมาใช้

ยุคที่สี่ (พ.ศ. 2513-2517) ได้เห็นการนำระบบควบคุมเชิงตัวเลขด้วยคอมพิวเตอร์ (CNC) มาใช้กับวงจรรวมขนาดใหญ่

รุ่นที่ห้า (พ.ศ. 2517-ปัจจุบัน) ใช้ระบบไมโครคอมพิวเตอร์ควบคุม (MNC)

เมื่อเร็ว ๆ นี้ การเจริญเต็มที่ของไมโครอิเล็กทรอนิกส์และเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ได้นำไปสู่การสร้างระบบควบคุมเชิงตัวเลขด้วยคอมพิวเตอร์โดยตรง (DNC) ระบบการผลิตแบบยืดหยุ่น (FMS) และระบบการผลิตแบบบูรณาการด้วยคอมพิวเตอร์ (CIMS) ระบบ การผลิตอัตโนมัติขั้นสูงเหล่านี้ใช้เครื่องมือเครื่องจักร CNC และแสดงถึงทิศทางการพัฒนาในอนาคต
(1) ระบบควบคุมตัวเลขโดยตรงด้วยคอมพิวเตอร์

ระบบควบคุมตัวเลขโดยตรง (DNC) ใช้คอมพิวเตอร์เพื่อตั้งโปรแกรมเครื่องมือเครื่องจักร CNC หลายเครื่องโดยอัตโนมัติ ผลลัพธ์ของโปรแกรมจะถูกส่งโดยตรงไปยังกล่องควบคุมของเครื่องจักรแต่ละเครื่องผ่านทางสายข้อมูล

คอมพิวเตอร์ส่วนกลางมีความจุหน่วยความจำเหลือเฟือ ทำให้สามารถจัดเก็บ จัดการ และควบคุมโปรแกรมส่วนต่าง ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ด้วยระบบปฏิบัติการแบบแบ่งเวลา คอมพิวเตอร์ส่วนกลางสามารถจัดการและควบคุมกลุ่มของเครื่องมือเครื่องจักร CNC ได้พร้อมกัน ทำให้ได้รับชื่อเล่นว่า “ระบบควบคุมกลุ่มคอมพิวเตอร์”

ปัจจุบัน เครื่องมือเครื่องจักร CNC แต่ละเครื่องในระบบ DNC มีระบบ CNC ที่แยกจากกันและเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ส่วนกลางเพื่อให้เกิดการควบคุมแบบลำดับชั้น ซึ่งตรงข้ามกับการอนุญาตให้คอมพิวเตอร์ควบคุมอุปกรณ์ CNC ทั้งหมดในคราวเดียว

ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยี DNC ปัจจุบันคอมพิวเตอร์ส่วนกลางไม่เพียงใช้เพื่อตั้งโปรแกรมชิ้นส่วนและควบคุมการประมวลผลของเครื่องมือกล CNC เท่านั้น แต่ยังควบคุมการส่งชิ้นงานและเครื่องมือเพิ่มเติม ส่งผลให้สายการผลิต CNC อัตโนมัติที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ เครื่องมือกล. นี่เป็นเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยต่อการเติบโตของระบบการผลิตที่ยืดหยุ่น

(2) ระบบการผลิตที่ยืดหยุ่น

ระบบการผลิตแบบยืดหยุ่น (FMS) เรียกอีกอย่างว่า “สายอัตโนมัติควบคุมกลุ่มคอมพิวเตอร์” เชื่อมต่อกลุ่มเครื่องจักร CNC เข้ากับระบบเกียร์อัตโนมัติและอยู่ภายใต้การควบคุมของคอมพิวเตอร์เครื่องเดียว ก่อตัวเป็นระบบการผลิตที่สมบูรณ์

FMS มีลักษณะเป็นคอมพิวเตอร์หลักที่จัดการฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ของระบบทั้งหมด ใช้โหมด DNC เพื่อควบคุมเครื่องแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์ CNC สองเครื่องขึ้นไปและกำหนดเวลา และถ่ายโอนชิ้นงานระหว่างเครื่องโดยอัตโนมัติ

การโหลดและการขนถ่ายชิ้นส่วนโดยอัตโนมัติสามารถทำได้ผ่านการใช้อุปกรณ์ต่างๆ เช่น โต๊ะทำงานแบบแลกเปลี่ยนหรือหุ่นยนต์อุตสาหกรรม ทำให้สามารถผลิตได้ตลอด 24 ชั่วโมงโดยมีการควบคุมดูแลน้อยที่สุด

ตัวอย่างเช่น FMS จาก FANUC ในญี่ปุ่นประกอบด้วยเครื่องมือเครื่องจักร CNC 60 ตัว หุ่นยนต์อุตสาหกรรม 52 ตัว เครื่องขนส่งอัตโนมัติไร้คนขับ 2 เครื่อง และคลังสินค้าอัตโนมัติ 1 เครื่อง ระบบนี้มีความสามารถในการประมวลผลเซอร์โวมอเตอร์ 10,000 ตัวต่อเดือน

(3) ระบบการผลิตแบบรวมคอมพิวเตอร์

ระบบการผลิตแบบบูรณาการด้วยคอมพิวเตอร์ (CIMS) เป็นระบบการผลิตแบบบูรณาการที่ยืดหยุ่นและใช้เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ขั้นสูงสุดเพื่อควบคุมกระบวนการทั้งหมด ตั้งแต่การสั่งซื้อ การออกแบบ กระบวนการ การผลิต และการขาย สิ่งนี้ทำโดยมีเป้าหมายเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงผ่านการรวมระบบข้อมูล

CIMS ได้รับการปรับปรุงอย่างค่อยเป็นค่อยไปโดยอาศัยระบบอัตโนมัติของกระบวนการผลิต เช่น การออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย การวางแผนกระบวนการโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย การผลิตโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย และระบบการผลิตที่ยืดหยุ่น ร่วมกับการพัฒนาระบบสารสนเทศเพื่อการจัดการอื่นๆ

มีความสามารถในการวิเคราะห์และควบคุมระบบคอมพิวเตอร์และซอฟต์แวร์ต่างๆ ทำให้สามารถเชื่อมโยงกิจกรรมการผลิตของโรงงานทั้งหมด และบรรลุระบบอัตโนมัติที่ครอบคลุมทั่วทั้งโรงงานในที่สุด