بطور کلی هر دستگاهی که حرکت در آن توسط رایانه (رایانه میتواند در هر اندازه و هر ابعادی وجود داشته باشد و از یک تا بی نهایت عمل منتقی را انجام دهد) کنترل می شود را می توان یک دستگاه یا ماشین سی ان سی (CNC) نامید. در ایران به اختصار به این دستگاه تنها “سی ان سی ” گفته میشود. CNC کوتاه شده عبارت Computer Numerical Control و به معنای کنترل عددی توسط کامپیوتر است.

در حقیقت دستگاه های سی ان سی همان ماشین های دستی ساده هستند که به یک بخش کنترل گر مجهز شده اند. این بخش کنترل گر یا کنترلر بخش اصلی دستگاه CNC محسوب می شود.
پرینترها ، بلوری رام ها، دی وی دی رام ها و … معمولی ترین سی ان سی هایی هستند که هر روز با آن ها سر و کار داریم. بنابراین سی ان سی یک دستگاه خاص نیست یک واژه عمومی هست که می تواند به گستره بزرگی از  ماشین ها نسبت داده شود.

اما در اینجا منظور ما از دستگاه سی ان سی یک ماشین دارای حداقل یک محور حرکتی است که جا به جایی در آن محور یا محور ها توسط یک واحد کنترل عددی به وسیله رایانه یا به اختصار (CNC) کنترل و انجام میشود. این کنترلر ها دارای انواع و بخش های مختلفی هستند که بعدا به توضیح آنها خواهیم پرداخت اما مانند هر برد الکترونیکی دیگر دارای یک ورودی که در اینجا به آن جی کد (GCode) گفته میشود بوده و توسط یک پردازشگر اعمال منتقی روی آن صورت گرفته و در نهایت یک خروجی که منجر به حرکت روی محورها میشود میباشد.
با توجه به قابلیت های حرکتی که این کنترلر ها به دستگاه های خود میدهند میتوان این دستگاه ها را به ابزار های مختلفی مجهز کرد که میتوان به اسپیندل، هد جت آب، تیوب لیزر و … اشاره کرد.

تاریخچه دستگاه های سی ان سی

دستگاه های سی ان سی در واقع نوع تکامل یافته دستگاه های ان سی (NC) که مخفف عبارت Numerical Control است میباشند. دستگاه های ان سی دستگاه هایی هستند که متکی به سخت افزارهای دیجیتالی بوده و جی کد ها توسط نوارهای پانچ شده به کنترلر وارد میشود.

اولین دستگاه ان سی ساخته شده توسط جان پارسونز پدر ان سی جهان

اولین دستگاه ان سی ساخته شده توسط جان پارسونز پدر ان سی جهان

نوار پانچ دستگاه ان سی

نوار پانچ دستگاه ان سی

در برخی منابع امده است که اولین دستگاه ان سی در دوران جنگ جهانی دوم ساخته شد برخی دیگر نیز عنوان کرده اند که بعد از جنگ جهانی دوم ضرورت وجود دستگاه هایی با سرعت بالا در تولید و با قابلیت تکرار فرایند در عین دقت کافی باعث شد اولین دستگاه ان سی که آن را NC1 نامیدند توسط شرکت پارسونز به سال ۱۹۵۰ میلادی برای نیروی هوایی آمریکا ساخته شود.

بعد از گذشت دو سال و در سال ۱۹۵۲ اولین دستگاه ان سی با سه محور حرکتی ساخته شد، در همان زمان بود که با پیشرفت تکنولوژِی صنعت کامپیوتر رشد قابل توجهی داشته و محققان به فکر کنترل کلیه دستگاه ها ازجمله دستگاه های ان سی افتادند. پس از بحث و گفتگو به مدت ۲ ماه در موسسه ام ای تی امریکا بر سر اینکه آیا این دستگاه ها ارزش ارتقا دارند یا خیر در نهایت اقدام برای ساخت اولین دستگاه سی ان سی صورت گرفت. ساخت اولین دستگاه سی ان سی ۳ سال زمان برد و در سال ۱۹۵۹ اولین دستگاه سی ان سی آغاز به کار کرد.

اولین دستگاه سی ان سی ساخته شده توسط MIT

اولین دستگاه سی ان سی ساخته شده توسط MIT

نحوه کار دستگاه های سی ان سی

در دستگاه های سی ان سی به منظور تولید قطعه ای خاص نیاز به داشتن یک کد شامل یکسری حروف و اعداد خاص با چیدمان مشخص است که باید توسط نرم افزارهای CAD و CAM که شکل مختصر عبارت های Computer Aided Design و Computer Aided Manufacturing که به فارسی طراحی به کمک رایانه و ساخت به کمک رایانه ترجمه میشوند به دست می آیند بوده که به آن جی کد گفته میشود. پس از طراحی توسط CAM با استفاده از CAM ابزار مورد نیاز برای ساخت آن قطعه به نرم افزار معرفی شده و سپس جی کد نوشته میشود. سپس ان جی کد به کنترلر دستگاه منتقل شده و دستگاه شروع به حرکت محورها در مختصات داده شده کرده و پس از اجرا یک یا چند جی کد قطعه نهایی ساخته میشود.

جی کد چیست؟

جی-کد (G-code) زبان مورد استفاده برای کنترل دستگاه‌ های ماشین ابزار سی‌ ان‌ سی است. اپراتور با استفاده از این زبان برنامه‌ نویسی، دستورات لازم برای ایجاد طرح مورد نظر را به دستگاه می‌دهد. مثلاً با دریافت دستور G1 X100 Y100، ابزار روی یک خط مستقیم به مختصات (۱۰۰٬۱۰۰) حرکت می‌کند. این حرکت با دقت زیاد و بدون نیاز به اندازه‌ گیری توسط اپراتور انجام می‌شود. به همین دلیل ماشین‌های سی‌ ان‌ سی، سرعت و دقت ماشین‌کاری را به مراتب افزایش می‌دهند.