ประวัติและวิวัฒนาการของตัวควบคุมเครื่องวัดพิกัด (CMM)

เครื่องควบคุมเชิงตัวเลขด้วยคอมพิวเตอร์ (CNC) คือเทคโนโลยีที่ใช้ในการควบคุมเครื่องจักรอัตโนมัติ ด้วยฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ และไมโครคอมพิวเตอร์เฉพาะทาง โดยนิยมใช้กันมากในอุตสาหกรรมการผลิต ทั้งการตัดแต่งชิ้นส่วนและการวัดขนาด โดยอาศัยโปรแกรมคำสั่งซึ่งกำหนดพารามิเตอร์ต่าง ๆ เช่น ความเร็วการป้อนงาน และตำแหน่งของแกนเครื่องจักร

ระบบเอ็นโค้ดเดอร์ในแต่ละแกนจะส่งข้อมูลตำแหน่งกลับไปยังคอนโทรลเลอร์ ขณะที่มอเตอร์ไดรฟ์รับคำสั่งควบคุมการเคลื่อนที่อย่างแม่นยำ คอนโทรลเลอร์จึงเป็นศูนย์กลางที่บันทึกค่าพิกัดจากหัวโพรบแบบเรียลไทม์ และประสานการทำงานระหว่างตัวเครื่องและซอฟต์แวร์

ในช่วงต้นทศวรรษ 1950 เครื่องจักร CNC รุ่นแรก ๆ เช่น เครื่องกัดและเครื่องกลึงเริ่มเข้ามาสู่อุตสาหกรรม แต่ เครื่องวัดพิกัด (CMM) แบบ 3 แกนที่ปรากฏขึ้นในทศวรรษต่อมายังคงเป็นระบบแมนนวลที่ใช้งานจำกัด

จนกระทั่งปี 1973 บริษัท DEA ได้เปิดตัว CMM อัตโนมัติรุ่นแรกที่ปฏิวัติตลาด โดยใช้คอนโทรลเลอร์ขั้นสูงเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรม การวัดสามารถสั่งงานผ่านรหัสโปรแกรมได้ และหัวโพรบแบบแข็งเดิมถูกแทนที่ด้วยหัวโพรบทริกเกอร์แบบสัมผัส ทำให้คอนโทรลเลอร์สามารถควบคุมการเคลื่อนที่อย่างแม่นยำ ลดความเสี่ยงในการชนชิ้นงาน และยกระดับความน่าเชื่อถือในการวัด

ปลายทศวรรษ 1980 คอนโทรลเลอร์ CMM เริ่มมีขนาดเล็กลงและพัฒนาไปสู่ดีไซน์ที่กะทัดรัดและใช้งานง่าย โดยใช้บอร์ดอิเล็กทรอนิกส์และไมโครโปรเซสเซอร์ ควบคู่กับซอฟต์แวร์ที่ทำงานบนคอมพิวเตอร์พีซี พร้อมอินเตอร์เฟสแบบกราฟิก

การพัฒนาคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลและซอฟต์แวร์ทำให้คอนโทรลเลอร์สามารถถ่ายโอนข้อมูลปริมาณมหาศาลได้รวดเร็ว อัลกอริธึมการควบคุมการเคลื่อนที่ถูกรวมไว้ในเฟิร์มแวร์ ขณะที่ซอฟต์แวร์วัดผลช่วยให้ผู้ใช้สั่งงาน Hexagon CMM ได้อย่างสะดวก

ในช่วง 25 ปีที่ผ่านมา วิวัฒนาการของคอนโทรลเลอร์มุ่งไปสู่ซอฟต์แวร์เมโทรโลยีอัจฉริยะที่รองรับไฟล์ CAD ซับซ้อน สร้างโปรแกรมวัดอัตโนมัติ และออกรายงานการวัดขั้นสูง ด้วยประสิทธิภาพที่ไม่เคยมีมาก่อน อัลกอริธึมใหม่ ๆ ยังช่วยยกระดับความแม่นยำและเสถียรภาพของเครื่องวัดอย่างชัดเจน

ทุกวันนี้ คอนโทรลเลอร์ Hexagon CMM มีขนาดเล็กลงแต่ความสามารถเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง รองรับเซนเซอร์รุ่นใหม่ เช่น เลเซอร์ความถี่สูง โพรบแบบไม่สัมผัส และสแกนเนอร์ 3D ที่ให้ข้อมูลจำนวนมหาศาลภายในเวลาไม่กี่วินาที

ข้อดีอีกประการคือ เครื่องวัดรุ่นเก่าสามารถอัปเกรดได้ผ่านการรีโทรฟิต ช่วยปกป้องการลงทุนและยกระดับมาตรฐานให้ทันสมัยเทียบเท่าระบบใหม่ล่าสุด

แม้จะผ่านการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ แต่พื้นฐานของเทคโนโลยี CNC และ Hexagon CMM ยังคงยึดหลักสามส่วนสำคัญ ได้แก่ ระบบสั่งการ ระบบขับเคลื่อน และระบบฟีดแบ็ค อย่างไรก็ตาม การพัฒนายังไม่หยุดเพียงเท่านี้ เพราะเทคโนโลยี Industry 4.0 และ IoT จะผลักดันให้เกิดนวัตกรรมใหม่ ๆ ต่อไปในอนาคต