CNC 기계의 역사

제조 및 생산, 컴퓨터 수치 제어(CNC)의 현대적인 주류는 최초의 수치 제어(NC) 기계가 등장한 1940년대로 거슬러 올라갑니다. 그러나 그 이전에 터닝 머신이 등장했습니다. 사실, 수공예 기술을 대체하고 정밀도를 높이는 데 사용되는 기계가 1751년에 발명되었습니다. 이 개념이 현대 CNC 생산 회사의 능력을 갖추기까지는 시간이 걸립니다.

CNC 제조로 이어진 가공 기술은 산업화의 시작을 알렸습니다. 오늘날의 CNC 가공에 대한 정의는 보다 구체적입니다. 여기에는 머시닝 센터 내에서 도구의 움직임을 제어하는 ​​프로그램을 실행하는 컴퓨터에 3D 파일을 입력하는 작업이 포함됩니다. 절삭 공구의 축과 회전 속도에서 원하는 부품 치수 달성에 이르기까지 프로세스가 완전히 자동화되어 있습니다.

CNC 기계란 무엇입니까?

CNC 기계는 기계가 선택하고 사용할 수 있는 셀에 내장된 여러 도구(드릴, 선반 및 밀링 도구 포함)를 결합한 시스템입니다. 3차원 부품을 제조하도록 설계되었습니다. 가장 단순한 기계는 하나 또는 두 개의 축으로 움직입니다. 반면에 고급 시스템은 X 및 Y축 동작을 특징으로 하며 Z축에서 세로로 이동할 수 있습니다. 대부분은 회전 동작이 가능하고 부품을 자동으로 뒤집을 수도 있으므로 수동 개입 없이 모든 면에서 재료를 절단할 수 있습니다.

CNC 작업 초기

이 아이디어가 나온 지 얼마 되지 않았지만 최초의 수치 제어 개념은 1949년까지 개발되지 않았습니다. 초기 컴퓨팅 개척자인 John T. Parsons는 Massachusetts Institute of Technology에서 수행된 공군 연구 프로젝트의 일부로 이 개념을 개발했습니다. (MIT). 헬리콥터 블레이드와 더 단단한 항공기 외피를 생산하기 위해 전동 축을 사용하는 것을 목표로 연구소의 서보 기계 연구소에서 실험용 밀링 머신을 제작했습니다.

미시간 주 트래버스 시티에 있는 Parsons Corporation은 MIT 공동 작업 이전에도 첫 번째 시스템 작업에 착수했습니다. Parsons는 IBM 602A 승수를 사용하여 익형 좌표를 계산할 수 있었습니다. 데이터 포인트는 천공된 카드를 시스템에 공급하여 스위스 지그 보어에 공급했습니다. 사전 프로그래밍된 정보를 사용하여 헬리콥터 부품을 생산할 수 있습니다. 이것은 CNC 기계 프로그래밍의 선구자였습니다.

이 아이디어는 더욱 발전되어 1952년 Richard Kegg(MIT와 공동으로)가 28인치 수직 스핀들 윤곽 밀링 머신인 Cincinnati Hydro-Tel을 출시했습니다. 그것의 상업적인 소개는 "포지셔닝 공작 기계가 있는 모터 제어 장치"에 대한 특허와 함께 이루어졌습니다. 초기 프로토타입은 8열 종이 테이프, 테이프 판독기 및 진공관 전자 제어 시스템을 사용하여 작동되었지만 향후 개발의 초점이 되었습니다.

1940년대와 1950년대의 초기 CNC 기계는 천공 테이프를 사용했으며, 이는 당시 통신 및 데이터 저장에 일반적으로 사용되었습니다. 이 기술은 아날로그 컴퓨팅 기술로 대체되었습니다. 1960년대부터 1970년대까지 디지털 기술이 등장하여 생산 프로세스를 자동화하고 더 효율적으로 만들었습니다.

Parsons는 그의 초기 작업으로 상을 받았습니다. 1968년, 그는 수치 제어 협회로부터 최초의 Joseph Marie Jacquard Memorial Award를 수상했습니다. 1975년 제조 엔지니어 협회(Society of Manufacturing Engineers)는 파슨스를 "2차 산업 혁명의 아버지"라고 명명한 명예 상패를 그에게 수여했습니다.

오늘날 CNC 공장의 진화

현재 사용되는 고도로 자동화된 모션 제어 시스템 제조업체는 여전히 이전 제품의 세 가지 주요 구성 요소를 기반으로 합니다. 명령 기능이 필요합니다(디지털 또는 아날로그 시스템, 캠 팔로워 또는 이를 활성화하기 위한 플랩 핸들). 모터, 실린더, 밸브 또는 클러치와 같은 구동/모션 시스템; 인코더와 같은 피드백을 제공하는 시스템. 초기 NC 기계에서는 제어 수준이 캠에 달려 있었습니다. 차례로 모터가 회전하여 기계를 작동하지만 피드백 케이블이 끊어지면 유체 흐름을 멈출 수 없습니다.

최신 CNC 기계는 전자적으로 제어되므로 이 시나리오는 가능성이 거의 없습니다. 이제 최종 결과를 더 쉽게 예측할 수 있습니다. 또한 금속, 나무, 플라스틱, 유리 섬유 또는 폼을 포함한 거의 모든 종류의 재료를 사용할 수 있습니다.

또한 새로운 형태의 가공이 개발되었습니다. CNC 가공과 동일한 개념을 사용하여 전자빔 가공, 방전 가공 및 광화학 가공이 포함됩니다. 양산공정에서 사용되는 소재에 따라 선택되는 경우가 많습니다. 또한 레이저, 산소 연료, 워터젯 및 플라즈마 절단기가 일반적입니다.

신속한 프로토타입 제작

래피드 프로토타이핑의 관점은 수년에 걸쳐 바뀌었지만 개념은 최초의 천공 테이프인 수치 제어 시스템부터 적용되었습니다. 그 전에는 모든 부품을 손으로 가공했습니다. 천공 테이프 시스템조차도 프로세스에 혁명을 일으켰습니다. 오늘날에는 사용된 재료, 경제성 및 CNC 부품의 복잡성에 따라 선택할 수 있는 프로토타입 옵션이 많이 있습니다.

사용 가능한 도구와 회전 축은 여전히 ​​CNC 기계를 매력적이고 매우 유용하게 만듭니다. 3D 프린팅의 도래와 함께 이러한 장점은 한계를 보이기 시작했습니다. 3D 프린터는 내부 구성 요소를 포함하여 복잡한 부품을 생산할 수 있습니다. 응용 프로그램에 따라 재료 선택이 제한될 수 있으므로 CNC 시스템은 특히 프로토타입 개발에 선호되는 선택으로 남아 있습니다.

오늘날 CNC 제조의 중요성

전통적인 기계공의 역할은 빠르게 사라지고 있습니다. 21세기에는 CNC 전문가에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 기술 무역 연구소(Institute for Technical Trades)와 같은 조직은 이 분야의 고용주를 위해 일하는 데 필요한 기술을 기계공에게 갖추기 위한 교육을 제공합니다. 많은 산업에서 직업 전망은 견실합니다. 일부는 CNC 장비 작동과 같은 기술 직무가 향후 공석의 40%를 차지할 것이라고 예측합니다.1

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출처:

1. https://www.instituteoftechnicaltrades.com/blog/history-computer-numerical-control/