CNC工具機控制器的發展歷程
CNC工具機包含CNC車床.CNC銑床.CNC線切割...等等，其中文名稱為電腦數值控制工具機，工業用型的CNC工具機裡都必需配備專屬的控制器才能精密作動，這也是本篇文章的主題，至於DIY玩家型的CNC工具機則常利用灌在Windows XP或Linux裡的Mech3來當控制器，https://www.youtube.com/watch?v=KvhJj1yzqks ， 台灣目前生產工業用型的CNC工具機的廠商有一百多家，但是具規模生產CNC工具機控制器的廠商則不超過五家。
CNC工具機裡的控制器則可謂為CNC工具機的大腦(它的型號通常標示於機台螢幕的上方)，當CNC工具機開始執行加工時，CNC程式的指令就被送到CNC控制器做解讀，而CNC控制器解讀之後則透過CNC工具機裡的機電系統及驅動系統(伺服馬達.滾珠螺桿及軸承.光學尺及其回授系統...)來做出CNC程式指令所要求的作動，機台上的光學尺是用來檢測並回授訊號給控制器以確保作動的正確性...
CNC工具機裡的控制器則可謂為CNC工具機的大腦(它的型號通常標示於機台螢幕的上方)，當CNC工具機開始執行加工時，CNC程式的指令就被送到CNC控制器做解讀，而CNC控制器解讀之後則透過CNC工具機裡的機電系統及驅動系統(伺服馬達.滾珠螺桿及軸承.光學尺及其回授系統...)來做出CNC程式指令所要求的作動，機台上的光學尺是用來檢測並回授訊號給控制器以確保作動的正確性...
CNC工具機的規格表，通常都會說明採用哪一種CNC控制器，但也有些工具機廠會列出幾種控制器，好讓使用者自己指定要哪種控制器。
早期CNC控制器只接受CNC碼.Macro.或APT來作動，但是隨著PC的發展，後來便有PC-Based控制器的發展，並有對話式(或稱參數式) 控制器的誕生，它可以不用依靠CNC程式，單憑接受使用者輸入工件圖形上的數值(參數)就可以進行加工..
但是目前對話式控制器僅能對特定某些形狀加工，其功能仍有限，如下圖 :
Fanuc對話式(or 參數式) 控制器
然而，近十年隨著來PC的高度發展，PC-Based控制器的發展已遍及全球，從西門子(Siemens) 的Window-based 840D到海德漢(HEIDENHAIN)iTNC-530控制器，以及近年來最保守的發那科(Fanuc)也發展了OpenCNC 160i 系列控制器，這些PC-Based控制器的OS已已從早期的DOS發展到現在的Windows作業系統：WindowsXP或Windows2000，在Windows的open環境之下，智慧型的CAD/CAM將相競植入(對話式(或稱參數式)的功能也會漸形落伍)，可見的未來是 : 控制器將加入許多的製程與監控的軟體，可以自行作工序的排程..可預先排除刀塔及刀桿的碰撞..偵測刀具撞車與過切..具通訊功能..具故障檢測與排除機制....。
Window-based CNC控制器的組成與加工新時代
PC-Based CNC控制器核心軟硬體組件包括
l 軟體：作業系統(OS)、人機介面(MMI)、可程式邏輯控制(PLC)、解譯器(Interpreter)、運動控制、傳輸控制…等。
l 硬體：工業級電腦、I/O板、運動控制軸卡、資料傳輸板、類比訊號控制板…等。
l 伺服組件：AC/DC伺服驅動器、馬達、步進馬達及主軸馬達等。
PC-Based控制器的發展，將使得未來CNC控制器能與CAD/CAM、網路、製程監控軟體結合，未來可見的是將有智能式的CNC加工機誕生於世，且未來機台智能化有三個方向：
2. 溝通人性化：具有語音、文字和視訊影像等通訊功能，能與生產計劃調度系統聯網，下載工作指令和加工程式，工件試切時，可在螢幕上觀察加工過程。並可以通過手機查詢。
3. 生產智慧化：可行工作地數據統計分析和刀具壽命管理，以及故障報警顯示、未來的機台能連線上網並排除故障，會配備各種微型感測器以監控切削力、振動、熱變形等所產生的誤差，並自動加以補償或調整機床工作狀態，以提高機床的工作精度和穩定性。
cnc控制器進入高階的Windows-based之後，會進入模組化時代，像手機一樣各種功能會不斷的加進來，譬如這家MachineWorks，它原本是做切削模擬的http://www.machineworks.com/solutions.htm，但現在已經和某些工具機所生產的機台做同步連結，除了做刀具路徑模擬，也可做刀具與機台或夾治具之間的防撞模擬。
世界各國Window-based CNC控制器的發展現況
1 日本Window-based CNC控制器的發展現況
1-1 FANUC 的OPEN CNC 控制器：已進階至Windows 2000/XP CNC控制器http://www.fanuc.co.jp/en/product/cnc/16i18i21i/opencnc/opencnc.html
1-2. 日本森精機MORISEKI：已進階至Windows 2000/XP CNC控制器
1-3. 日本大隈OKUMA ：可直接讀取DXF檔的CNC控制器
1-4. 日本三菱MITSUBISHI 控制器 ：已進階至Windows 2000/XP CNC控制器http://wwwf8.mitsubishielectric.co.jp/cnc/product/cnc_m70/index.html
2.美國Window-based CNC控制器的發展現況
2-2. 美國HAAS：美國排名第一CNC車床銑床工具機廠，能開發自有控制器，http://www.haascnc.com/MAIN_HaasControl.asp#haascontrol
3. 德國Window-based CNC控制器的發展現況
3-1. 海德漢HEIDENHAIN的控制器：已進階至Windows 2000/XP CNC控制器
3-2. 西門子SIEMENS控制器：已進階至Windows 2000/XP CNC控制器http://www.sea.siemens.com/us/Industry_Solutions/Machine-tools/Products/CNC/Pages/SINUMERIK-828D.aspx
4. 英國OSAI控制器的發展現況：採Provideo
environment of the WinNBI software
environment of the WinNBI software
5. 西班牙FAGOR 控制器的發展現況：
已進階至Windows 2000/XP CNC控制器http://www.fagor-automation.com/Products/Brochures/cat_cnc_8035.pdf
6. 台灣的Window-based 控制器的發展現況
6-1 INTEK智研科技CNC控制器 http://www.intek.com.tw/
6-2 捷準科技CNC控制器 http://www.pcbased.com.tw/
6-3 SYNTEC新代科技CNC控制器 http://www.syntecclub.com.tw/CHT/product/product_2_9.htm
寶元科技 pc-based CNC控制器
當CNC控制器走向開放式的Windows-based時代後，
便宣示著加工的新時代要來臨了，
未來的CNC控制器會結合製程監控軟體.網路.CAD/CAM軟體..
而DNC及RS232連線將成過去式。
世界各國工具機的需求與定位正處於戰國時期
l 中國的需求：全世界的製造中心漸漸轉移至中國，據調查中國的工廠也有45%使用到CNC工具機，然而中國的CNC人才養成追不上擴張的速度，因此，具有智慧型的工具機正可以補足這個缺口。
l 世界各國的需求：由於全世界的製造中心漸漸轉移至中國，因此留在世界各國的工廠傾向於多樣少量的生產方式，因此，具有智慧型的工具機正可以滿足這種需求。
l 高階工具機發展不易：德國、日本在高階的工具機的市場已享有盛名，它國搶佔不易，因為這牽涉到機器的精度、剛性、耐用性、價格及行銷總總問題，這些年台灣雖然搶佔高速機的市場、但精度及不耐用的特質漸漸被客戶抱怨，爾後如果台灣要搶佔五軸或是車銑複合機的市場，也會遇到這個問題，雖然搶佔高階工具機市場是既定目標，但那也是很漫長的路，不但有層層的技術專利綁著，也缺乏基礎工業-材料的奧援。
l 同業競爭：韓國向上發展的企圖心一向強烈，在不久的將來其產品的品質可能會超越台灣；中國民族心強，也不願長期當吳下阿蒙，在價格低廉的優勢之下，如果品質提升到與台灣相近，則低價的紅海格殺不遠矣。
龍城科技一向致力於智慧型的CAD/CAM軟體研發，
希望將來能整合CNC機台及智慧型的CAD/CAM軟體，
開發出下一代具有加工智能的CNC工具機，
歡迎工具機廠.控制器公司.工業各界共襄盛舉..
留言
張貼留言