คลังบทเรียน / การเขียนโปรแกรม CNC

บทที่ 1

ประวัติความเป็นมาของเครื่องจักร CNC

จากการผลิต "ด้วยตัวเลข" ของ John Parsons สู่เครื่องจักร NC เครื่องแรกของโลกที่ MIT และเครื่องจักร CNC ในปัจจุบัน

เครื่องจักร CNC เป็นเครื่องจักรที่พัฒนามาจากเครื่องจักร NC เครื่องจักร NC เครื่องแรกถูกสร้างขึ้นไม่นานหลังจากสงครามโลกครั้งที่สองสิ้นสุดลง ในขณะนั้นบริษัทพาร์สันส์ เวิร์กส ของนายจอห์น พาร์สันส์ (John Parsons) เป็นบริษัทที่สามารถผลิตใบพัดเฮลิคอปเตอร์ได้เที่ยงตรงและรวดเร็ว โดยใช้เทคนิคการผลิต “ด้วยตัวเลข” (by-the-number) ผลิตเทมเพลต เทคนิคการผลิตด้วยตัวเลขคือการใช้เครื่องกัดเจาะรูตามตำแหน่งที่กำหนดไว้เป็นรูปร่างที่ต้องการคร่าวๆ จากนั้นจึงใช้คนแต่งละเอียดอีกครั้ง

นายบิล สตอท (Bill Stout) วิศวกรของบริษัทพาร์สันส์ เวิร์กส ได้พัฒนาเทคนิคนี้โดยเขียนชุดคำสั่งให้คอมพิวเตอร์ที่ใช้ในงานด้านบัญชีในขณะนั้นคำนวณเพิ่มจุดเจาะจาก 17 จุดเป็น 200 จุด และใช้คนงานสองคนบังคับแกนของเครื่องกัดคนละแกนให้เคลื่อนที่ไปตามตารางที่สร้างขึ้นเพื่อเจาะรูตามตำแหน่งทั้ง 200 จุด ด้วยวิธีนี้เองที่ทำให้เวลาที่ใช้ในการแต่งละเอียดแผ่นเทมเพลตลดลงอย่างมาก และแผ่นเทมเพลตที่ได้ก็มีความเที่ยงตรงสูง

ลักษณะการผลิตด้วยตัวเลข: เจาะรูตามตำแหน่งที่คำนวณไว้ แล้วแต่งผิวให้ได้รูปร่างที่ต้องการ
รูปที่ 1.1 การผลิตด้วยตัวเลข (By the numbers)

รูปแสดงลักษณะการผลิตด้วยตัวเลข

ต่อมาบริษัทได้รับการติดต่อจากกองทัพอากาศสหรัฐให้ผลิตปีกเครื่องบินทิ้งระเบิดที่มีความซับซ้อนและเที่ยงตรงสูงกว่าที่เทคนิคการผลิตในสมัยนั้น (ช่วง ค.ศ. 1940) จะทำได้ บริษัทพาร์สันส์ เวิร์กส จึงได้เสนอให้สร้างเครื่องกัดที่ใช้เซอร์โวมอเตอร์ควบคุมแกนทั้งสามแกน ทางกองทัพตอบตกลง การสร้างเครื่องจักร NC เครื่องแรกจึงเริ่มขึ้น บริษัทพาร์สันส์ เวิร์กส แบ่งงานออกเป็นสามส่วน โดยมีบริษัทสไนเดอร์ (Snyder Corporation) ผลิตตัวเครื่อง บริษัท IBM ผลิตเครื่องอ่านเทปเจาะรู และห้องวิจัยด้านกลไกเซอร์โวของ MIT (Servomechanisms Laboratory of the Massachusetts Institute of Technology) ผลิตชิ้นส่วนที่เกี่ยวกับกลไกเซอร์โว

ในขณะเดียวกันนั้น วิศวกรของบริษัท General Motors ได้ติดอุปกรณ์จับตำแหน่งและกลไกเซอร์โวเข้ากับเครื่องกลึง ทำให้เครื่องกลึงสามารถบันทึกตำแหน่งในการเดินเครื่องผลิตงานด้วยคนในครั้งแรก จากนั้นจึงสามารถป้อนข้อมูลที่บันทึกกลับให้กลไกเซอร์โวเดินเครื่องผลิตงานชิ้นต่อไป เทคนิคการบันทึกแล้วเล่นกลับนี้ปัจจุบันยังคงใช้กับเครื่องวัดตำแหน่งแบบ CNC (CNC Coordinate Measuring Machine) และหุ่นยนต์อุตสาหกรรมบางประเภท

กองทัพอากาศเลือกที่จะสนับสนุนวิธีของพาร์สันส์ เนื่องจากสามารถสร้างงานที่มีความซับซ้อนสูงกว่าโดยการใช้คอมพิวเตอร์ช่วยคำนวณ และยังลดปัญหาการหยุดชะงักของการผลิตเนื่องจากการนัดหยุดงานของคนงานอีกด้วย

ในเดือนกันยายน ค.ศ. 1952 MIT เปิดแสดงสาธิตเครื่องจักร NC เครื่องแรกของโลก

จอห์น พาร์สันส์ เสียชีวิตเมื่อวันพุธที่ 18 เมษายน ค.ศ. 2007 สิริอายุ 93 ปี

1.1 ลำดับเหตุการณ์

  • 1947 – จอห์น พาร์สันส์เริ่มทดลองใช้ระบบการผลิตด้วยตัวเลข
  • 1949 – จอห์น พาร์สันส์เซ็นสัญญากับกองทัพอากาศสหรัฐเพื่อสร้างเครื่องจักร
  • 1952 – MIT สาธิตเครื่องจักร NC ครั้งแรก โดยการกัดงานที่ดอกกัดเคลื่อนที่ในสองแกนพร้อมกัน
  • 1955 – มีการจัดแสดงเครื่องจักร NC เพื่อการค้าเป็นครั้งแรก
  • 1957 – เครื่องจักร NC ติดตั้งลงในสายการผลิตเป็นเครื่องแรก
  • 2007 – จอห์น พาร์สันส์เสียชีวิต เครื่องจักร NC ได้รับการพัฒนาเป็นเครื่องจักร CNC และมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย

เผยแพร่ครั้งแรกบน BlogGang เมื่อ 2 กุมภาพันธ์ 2551