Numeerinen ohjaus

Numeerinen ohjaus (NC, Numerical Control tai computer numerical control eli CNC) tarkoittaa työstö- tai muun koneen ohjaamista yksiselitteisillä symboleilla, jotka koneen ohjauselektroniikka toteuttaa muuntamalla ne tarvittaviksi servo-ohjattujen moottorien liikkeiksi. Numeerista ohjausta käytetään esimerkiksi metalliteollisuudessa ohjaamaan työstökoneita kuten sorveja, jyrsimiä, poria ja polttoleikkauskoneita.

Historia 
Alussa NC:llä (numerical control) tarkoitettiin työstökonetta, jota ohjatiin reikänauhalla tai reikäkortilla: työstökoneessa oli vain lukija reikänauhalle tai -kortille. Noin vuoden 1974 jälkeen alettiin valmistaa CNC-työstökoneita (computerized numerical control - tietokoneistettu numeerinen ohjaus), joiden ohjaukseen kuului minitietokone ja ohjelmamuisti. CNC-termin on nykyisin korvannut NC. . CNC-työstökoneissa saattoi olla esimerkiksi PDP-8-minitietokone. 

Tarve CNC:lle syntyi 1940-luvulla, kun helikopterin roottorin lapojen koneistaminen riittävän tarkasti laskelmien mukaan ei enää onnistunut silloin käytettävissä olleilla laitteilla. Vaikka tarvittava numeerinen ohjauskoodi oli laskettu tietokoneella, se jouduttiin antamaan koneistajalle, joka käänsi syöttöruuvien kampia ohjeen mukaan, mikä oli epätarkkaa ja hidasta. Silloiset automaattiset NC-sarjatuotantokoneet oli suunniteltu ja rakennettu valmistamaan vain yhtä osaa, eivätkä ne soveltuneet kyseiseen tarkoitukseen. 

1940-luvun lopulla John T. Parsonsin Parsons Corporationin kanssa tehdyn sopimuksen johdosta MIT:n Servomechanisms Laboratory aloitti kehityksen numeeriselle ohjaukselle. Laboratoriossa kehitettiin kokeellinen numeerisesti ohjattu jyrsintäkone, joka sai käskyjä reikänauhalta. Ensimmäistä toimivaa mallia esiteltiin vuonna 1952, jonka jälkeen jatkotutkimusta tehtiin Yhdysvaltain ilmavoimien tuella. Myös Automatically Programmed Tool (APT) täsmäkieli kehitettiin laboratoriossa ja siitä tuli standardi tietokoneohjaukseen.
CNC-yläjyrsimen patenttihakemus jätettiin 1952, ja patentti myönnettiin 1958.

Suomen ensimmäinen numeerisesti ohjattu kone, avarruskone, otettiin käyttöön Valmetin lentokonetehtaalla 1962.

NC-koneita ohjataan yleisesti G-koodilla. Komentokielen kehitti Gerber Scientific Instruments valmistamiaan kynäpiirtureita varten 1960-luvulla. Moni kielen komento alkaa G-kirjaimella, mistä seurasi kielen nimi. Kielen käyttö yleistyi ja sitä laajennettiin paremmin jyrsimiin soveltuvaksi lisäämällä hallittavien akselien määrää alkuperäisestä kahdesta (X, Y). Electronic Industries Alliance standardoi G-koodin RS274D:ksi helmikuussa 1980. Harva laitevalmistaja enää noudattaa tarkalleen tätä standardia.

G-koodi 
G-koodi on matalan tason komentokieli. Monimutkaisen liikeradan ohjelmointi suoraan G-koodilla on työlästä, ja jos työkalun mallia muutetaan, pitää kirjoittaa G-koodi uudelleen. Kuitenkin pienet työkalun pituusmuutokset voidaan hoitaa mitta- ja teräkorjaimilla. 
G-koodin kirjoittamisen voi antaa CAM-ohjelman tehtäväksi valmistettavan kappaleen CAD-mallin ja käytettävissä olevan työkalun mittojen perusteella.

Esimerkkiohjelmia CNC-sorville 

Täydellinen ohjelma G70- ja G71-työkierroilla ja rouhintatyökalulla ja viimeistely-silitystyökalulla. Teräksisen aihion halkaisija on 40 mm, johon olisi tarkoitus tehdä 20 mm pitkä olake halkaisijaan 20 mm.

Katso myös 
 FMS
 Lastuava työstö
 Tietokoneavusteinen valmistus (CAM)
 Teollisuusrobotti
 Valmistustekniikka
 Ohjelmoitava logiikka

Lähteet

Aiheesta muualla 

NC-tekniikka –oppimateriaalin etusivu

CNC
Seulonnan keskeiset artikkelit