تکنولوژی CNC یا کنترل عددی کامپیوتری یک مفهوم مدرن و پیشرفته در صنعت تولید و ساخت است که در چند دهه اخیر وارد اصطلاحات رایج صنعتی شده است. بااین‌حال، مفهوم به CNC در اصل به مفهوم NC یا کنترل عددی (numerical control) برمی‌گردد و از این مبحث قدیمی‌تر نشات می‌گیرد. اگرچه تاریخچه تکنولوژی CNC به سالیان خیلی دور برنمی‌گردد و صنعتی مدرن محسوب می‌شود، اما پیشرفت آن چشمگیر بوده و بیشتر صنایع تمایل دارند که از آن بهره ببرند.
تاریخچه استفاده از تکنولوژی CNC (1)
نگاهی گذرا به تاریخچه دستگاه‌های CNC نشان می‌دهد که دستگاه‌های اولیه با مکانیسم کنترل عددی تقریباً ساده بودند و خبری از کامپیوتر نبود. درواقع حیات تکنولوژی CNC با حیات کامپیوتر آمیخته شده است و قسمتی از هویت اصلی خود را از این تکنولوژی مدرن گرفته است. در این مطلب در ابتدا به مبحث کنترل عددی یا NC در ماشین‌های مختلف می‌پردازیم و درنهایت تاریخچه دستگاه CNC را بررسی خواهیم کرد.
کنترل عددی یا NC
ایده استفاده از کنترل عددی در ماشین‌های کامپیوتری در ابتدا مفاهیم خاصی از منطق برنامه‌ریزی را شامل می‌شد که بعداً برخی موارد و قابلیت‌ها به آن اضافه شد. در ابتدا، اولین ماشین‌های NC و درواقع ماشین‌های مقدماتی آن در دهه 1940 ساخته شدند. با گذر زمان و در دهه 1950 دستگاه‌های پیشرفته‌تر و مجهزتری با تکنولوژی NC ساخته شد. این ماشین‌آلات بر اساس ابزارهای موجود در آن زمان ساخته شده بودند و از یک موتور برای کنترل دستگاه بهره می‌برد و عملیات دستگاه تحت کنترل این موتور قرار داشت.
این شیوه کنترل و موتور کنترل‌کننده از نقاط خاصی که بر روی ورودی دستگاه قرار داشتند تبعیت می‌کرد و این اهداف و نقاط را پیگیری می‌کرد. اما به گذر زمان و پیشرفت کامپیوترها و برنامه‌های کامپیوتری، دستگاه‌های NC پیشرفت بیشتری را تجربه کردند و عملکرد آنها نیز بهبود یافت. معرفی تکنولوژی کامپیوتری و اتصال دادت آن به مفهوم کنترل عددی منجر به تکنولوژی جدید گردید که امروزه به‌عنوان تکنولوژی کنترل عددی کامپیوتری یا CNC شناخته می‌شود و در بسیاری از دستگاه‌های جدید از آن بهره برده می‌شود.
تحقیقات اولیه موسسه MIT بر روی تکنولوژی CNC
یکی از اولین مؤسساتی که کارهای تحقیقاتی خود را بر روی دستگاه‌های CNC انجام داد، موسسه فناوری ماساچوست یا همان MIT بود. اگرچه این هدف این موسسه بهبود دستگاه‌های CNC یا دستگاه‌های برش یا تراش نبود؛ اما نتایج تحقیقات آنها به شکل اعجاب‌انگیزی صنایع برش و حکاکی را تحت تأثیر قرار داد و تقریباً امروزه در مصارف خانگی و کارگاهی از آن استفاده می‌شود. دستگاه سی ان سی ساخته شده در این دوره خیلی ساده بوده و نسخه اولیه این تکنولوژی محسوب می‌شد که بعداً به شکل‌های خیلی بهتری ارتقاء یافت.
پس از جنگ جهانی دوم، جان پیرسونز شیوه‌های مختلفی برای بهبود پوسته هواپیماها بررسی کرد و به نتایج جالب توجهی دست یافت. وی درنهایت موفق شد که در جریان یک پروژه مهم در نیروی هوایی یک دستگاه تحقیقاتی بسازد که توانایی بالایی در کنترل خودکار تجهیزات داشت. این تحقیقات در سال 1949 و در دانشگاه MIT آغاز شد و بعد از مراحل اولیه برنامه‌ریزی و تحقیق، یک ماشین تراشکاری با تکنولوژی CNC طراحی شد که گام اول در صنعت کنترل عددی کامپیوتری محسوب می‌شد. پروفسور رینتیز نیز در این پروژه شرکت داشت و این دستگاه را وارد فازهای بعدی تحقیقاتی کردند.
اولین دستگاه CNC
قبل از آغاز پروژه موسسه تحقیقاتی MIT، شرکت پیرسونز در منطقه میشیگان، بر روی یک سیستم برای توسعه قالب تیغه‌های هلی کوپتر کار می‌کردند. جان پیرسونز که این شرکت را تأسیس کرده بود، نحوه محاسبه مختصات هواپیما را با استفاده از برنامه‌های کامپیوتری کشف کرد. سپس او این اطلاعات به‌دست‌آمده را به یک دستگاه دیگر وارد کرد و نخستین سیستم ماشینی با کنترل کامپیوتری طراحی کرد. از آن زمان تاکنون، این دستگاه به‌عنوان اولین ماشین CNC در تاریخ ثبت شد.
طبق تحقیقات صورت گرفته تکنولوژی CNC در ساخت تیغه‌های هلی کوپتر نیز مورد استفاده قرار گرفت و قدم‌های بعدی پیشرفت این تکنولوژی با سرعت بیشتری برداشته شد. تکنولوژی کنترل عددی در دهه‌های 1960 و 1970 نیز به پیشرفت خود ادامه داد و به یکی از تکنولوژی‌ها پرکاربرد در صنعت تبدیل شد.
در سال‌های بعد، تکنولوژی دیجیتال نیز وارد دستگاه‌های CNC شده و اتوماسیون خودکار برای کنترل بهتر دستگاه به کار گرفته شد. امروزه شرایط دستگاه‌های CNC حدی پیش رفته است که امکان استفاده از آن در شرایط و مکان‌های مختلف وجود دارد. بسیاری از افراد می‌توانند از دستگاه‌های سی ان سی خانگی خریداری کرده و به‌عنوان یک کسب‌وکار کوچک مورد استفاده قرار دهند. در حال حاضر، ماشین‌آلات CNC در همه صنایع رایج‌تر از قبل هستند و بیشتر استفاده می‌شوند
موارد اصلی مشترک در دستگاه‌های سی ان سی
باوجوداینکه در طول زمان و تاریخچه دستگاه‌های سی ان سی تغییرات زیادی رخ داده است، اما چند اصل اساسی در آنها وجود دارد که اساس عملکرد همه آنها را تشکیل می‌دهند. درواقع تمامی دستگاه‌های CNC یا تکنولوژی کنترل عددی کامپیوتری، از دستگاه ساخته شده اولیه گرفته تا دستگاه‌های برش یا تراش امروزی، اصول یکسان و مشترکی دارند و از 3 جزء اصلی در آنها وجود دارد. این سه جزء شامل قسمت ورودی فرمان، سیستم حرکتی و سیستم بازخورد است.
در قسمت ورودی، دستور اولیه به دستگاه داده می‌شود و قسمت کامپیوتری این دستور را آنالیز می‌کند و به قسمت متحرک دستور حرکت می‌دهد. قسمت متحرک نیز با توجه به محورها و اسپیندل‌ها در جهت‌های مختلف حرکت می‌کند و دستور داده شده را اجرا می‌کند. در سیستم بازخورد نیز با توجه به دستور داده شده، عامل حرکت را تکان می‌دهد.
تکنولوژی کنترل عددی کامپیوتری یا CNC تاریخچه طولانی و جالبی داشته است. با پیشرفت تکنولوژی در آینده، ممکن است حتی عناصر باورنکردنی بیشتری برای افزودن به دستگاه CNC وجود داشته باشد و در این صورت تاریخ این دستگاه‌ها پربارتر و شگفت‌انگیزتر نیز خواهد شد.
در حال حاضر، بسیاری از صنایع به استفاده از دستگاه‌های خودکار با سیستم کنترل اتوماتیک تمایل دارند و پیش‌بینی می‌شود دستگاه‌های سی ان سی در آینده نقش پررنگ‌تری داشته باشند.
