W jaki sposób tradycyjne mechaniczne maszyny CNC wielkości pomieszczenia przechodzą na maszyny stacjonarne (takie jak stacjonarna frezarka CNC Bantam Tools i stacjonarna frezarka PCB Bantam Tools) dzięki rozwojowi komputerów osobistych, mikrokontrolerów i innych elementów sprzętu elektronicznego.Bez tych rozwiązań, wydajne i kompaktowe obrabiarki CNC nie byłyby dziś możliwe.
Do roku 1980 ewolucja inżynierii sterowania i harmonogram rozwoju wsparcia elektronicznego i komputerowego.
Świt komputera osobistego
W 1977 roku wydano jednocześnie trzy „mikrokomputery” – Apple II, pet 2001 i TRS-80 – w styczniu 1980 roku magazyn byte ogłosił, że „nastała era gotowych komputerów osobistych”.Od tamtego czasu rozwój komputerów osobistych szybko się rozwinął, kiedy konkurencja między Apple i IBM słabła i słabła.
W 1984 roku Apple wypuściło klasycznego Macintosha, pierwszy masowo produkowany komputer osobisty napędzany myszą z graficznym interfejsem użytkownika (GUI).Macintosh jest dostarczany z macpaint i macwrite (które popularyzują aplikacje WYSIWYG WYSIWYG).W kolejnym roku, dzięki współpracy z adobe, został uruchomiony nowy program graficzny, kładący podwaliny pod komputerowe wspomaganie projektowania (CAD) i komputerowego wspomagania wytwarzania (CAM).
Rozwój programów CAD i cam
Pośrednikiem między komputerem a obrabiarką CNC są dwa podstawowe programy: CAD i cam.Zanim zagłębimy się w krótką historię obu, oto przegląd.
Programy CAD obsługują cyfrowe tworzenie, modyfikację i udostępnianie obiektów 2D lub 3D.Program krzywki pozwala na wybór narzędzi, materiałów i innych warunków operacji skrawania.Jako inżynier, nawet jeśli wykonałeś wszystkie prace CAD i znasz wygląd żądanych części, frezarka nie zna rozmiaru ani kształtu frezu, którego chcesz użyć, ani szczegółów dotyczących rozmiaru materiału lub rodzaj.
Program krzywki wykorzystuje model stworzony przez Inżyniera w CAD do obliczenia ruchu narzędzia w materiale.Te obliczenia ruchu, zwane ścieżkami narzędzia, są automatycznie generowane przez program krzywki w celu osiągnięcia maksymalnej wydajności.Niektóre nowoczesne programy krzywkowe mogą również symulować na ekranie, w jaki sposób maszyna używa wybranego przez Ciebie narzędzia do cięcia materiałów.Zamiast ciągle przeprowadzać testy skrawania na rzeczywistych obrabiarkach, może to zaoszczędzić zużycie narzędzi, czas obróbki i zużycie materiału.
Początki współczesnego CAD sięgają roku 1957. Program o nazwie Pronto, opracowany przez informatyka Patricka J. Hanratty, jest uznawany za ojca cad/cam.W 1971 r. opracował również szeroko stosowany program Adam, który jest interaktywnym systemem projektowania graficznego, rysowania i wytwarzania napisanym w FORTRANIE, mającym na celu wszechpotęgę międzyplatformową.„Analitycy branżowi szacują, że 70% wszystkich dostępnych obecnie systemów CAD/CAM 3D Mechanical można przypisać oryginalnemu kodowi Hanratty” – powiedział University of California Irvine, gdzie prowadził wówczas badania”.
Około 1967 Patrick J. Hanratty poświęcił się komputerowemu wspomaganiu projektowania komputerów z układami scalonymi (CADIC).
W 1960 roku między dwoma programami Hanratty powstał pionierski program Sketchpad Ivana Sutherlanda, który był pierwszym programem wykorzystującym w pełni graficzny interfejs użytkownika.
Warto zauważyć, że AutoCAD, wprowadzony przez firmę Autodesk w 1982 roku, jest pierwszym programem CAD 2D przeznaczonym specjalnie dla komputerów osobistych, a nie komputerów typu mainframe.Do 1994 r. AutoCAD R13 uczynił program kompatybilnym z projektowaniem 3D.W 1995 SolidWorks został wydany z wyraźnym celem ułatwienia projektowania CAD szerszemu gronu odbiorców, a następnie w 1999 roku uruchomiono Autodesk Inventor, który stał się bardziej intuicyjny.
W połowie lat 80. popularne, skalowalne demo graficzne AutoCADa pokazało nasz Układ Słoneczny w odległości 1:1 kilometra.Możesz nawet powiększyć Księżyc i przeczytać tabliczkę na lądowniku księżycowym Apollo.
Nie można mówić o rozwoju maszyn CNC bez oddania hołdu twórcom oprogramowania, którzy są zaangażowani w zmniejszenie progu wejścia cyfrowego projektowania i zastosowanie go na wszystkich poziomach umiejętności.Obecnie na czele stoi Autodesk Fusion 360.(w porównaniu z podobnym oprogramowaniem, takim jak Mastercam, UGNX i PowerMILL, to potężne oprogramowanie cad/cam nie zostało otwarte w Chinach.) jest to „pierwsze tego rodzaju narzędzie CAD, cam i CAE 3D, które może połączyć cały rozwój produktu proces na platformę opartą na chmurze odpowiednią dla komputerów PC, MAC i urządzeń mobilnych.”To potężne oprogramowanie jest bezpłatne dla studentów, nauczycieli, wykwalifikowanych start-upów i amatorów.
Wczesne kompaktowe obrabiarki CNC
Jako jeden z pionierów i przodków kompaktowych obrabiarek CNC, Ted Hall, twórca narzędzi dla robotów sklepowych, był profesorem neuronauki na Duke University.W wolnym czasie lubi robić łodzie ze sklejki.Szukał narzędzia łatwego do cięcia sklejki, ale nawet cena użycia frezarek CNC w tamtym czasie przekraczała 50 000 dolarów.W 1994 roku pokazał grupie ludzi kompaktowy młyn, który zaprojektował w swoim warsztacie, rozpoczynając tym samym podróż firmy.
Z fabryki na pulpit: zatrzask MTM
W 2001 roku Massachusetts Institute of Technology (MIT) ustanowił nowe centrum bitów i atomów, które jest siostrzanym laboratorium MIT Media Laboratory, a kieruje nim wizjoner profesor Neil Gershenfeld.Gershenfeld uważany jest za jednego z twórców koncepcji Fab Lab (Laboratorium Produkcyjne).Dzięki wsparciu przyznanej przez National Science Foundation nagrody w wysokości 13,75 mln USD w dziedzinie technologii informatycznych, Centrum Bit and Atom (CBA) zaczęło szukać pomocy w stworzeniu małej sieci studyjnej, aby zapewnić społeczeństwu osobiste cyfrowe narzędzia produkcyjne.
Wcześniej, w 1998 roku, Gershenfeld otworzył kurs „jak zrobić (prawie) wszystko” w Massachusetts Institute of Technology, aby zapoznać studentów technicznych z drogimi przemysłowymi maszynami produkcyjnymi, ale jego kurs przyciągnął studentów z różnych środowisk, w tym sztuki, projektowania i architektura.Stało się to podstawą osobistej rewolucji cyfrowej produkcji.
Jednym z projektów zrodzonych z CBA są maszyny produkujące (MTM), które skupiają się na rozwoju szybkich prototypów, które mogą być wykorzystywane w laboratoriach fabryki wafli.Jedną z maszyn powstałych w tym projekcie jest stołowa frezarka CNC MTM Snap, stworzona przez studentów Jonathan ward, Nadya Peek i David Mellis w 2011 roku. Przy użyciu wytrzymałego plastiku snap HDPE (wyciętego z kuchennej deski do krojenia) na dużym robocie sklepowym CNC frezarka, ta 3-osiowa frezarka działa na tanim mikrokontrolerze Arduino i może dokładnie frezować wszystko, od PCB po piankę i drewno.Jednocześnie jest instalowany na komputerze stacjonarnym, przenośny i niedrogi.
W tamtym czasie, chociaż niektórzy producenci frezarek CNC, tacy jak shopbot i epilog, próbowali wypuszczać mniejsze i tańsze wersje stacjonarne frezarek, nadal były one dość drogie.
Przystawka MTM wygląda jak zabawka, ale całkowicie zmieniła frezowanie pulpitu.
W duchu prawdziwego Fab Lab, zespół snapów MTM podzielił się nawet listą materiałów, abyś mógł to zrobić sam.
Krótko po utworzeniu Snap MTM, członek zespołu Jonathan Ward współpracował z inżynierami Mike Estee i Forrest Green oraz materiałoznawcą Danielle Applestone, aby przeprowadzić finansowany przez DARPA projekt o nazwie mentor (eksperyment produkcyjny i promocja), aby „służyć XXI wieku”.
Zespół pracował w otherlab w San Francisco, połączył i ponownie zbadał projekt obrabiarki zatrzaskowej MTM, mając na celu wyprodukowanie stacjonarnej frezarki CNC o rozsądnej cenie, dokładności i łatwości użytkowania.Nazwali go othermill, który jest poprzednikiem stacjonarnej frezarki PCB Bantam Tools.
Ewolucja trzech pokoleń innych młynów
W maju 2013 roku zespół other machine Co. z sukcesem rozpoczął działalność crowdfundingową.Miesiąc później, w czerwcu, shopbot tools uruchomiło kampanię (również udaną) na przenośną maszynę CNC o nazwie handibot, która ma być używana bezpośrednio na stronie pracy.Główną zaletą tych dwóch maszyn jest to, że towarzyszące im oprogramowanie – otherplan i fabmo – zostały zaprojektowane tak, aby stały się odpowiednio intuicyjnymi i łatwymi w użyciu programami WYSIWYG, tak aby szerokie grono odbiorców mogło korzystać z obróbki CNC.Oczywiście, jak dowodzi wsparcie tych dwóch projektów, społeczność jest gotowa na tego typu innowacje.
Kultowy, jasnożółty uchwyt Handibot zapowiada jego przenośność.
Ciągły trend od fabryki do komputera stacjonarnego
Odkąd pierwsza maszyna została oddana do użytku komercyjnego w 2013 roku, ruch cyfrowej produkcji komputerów stacjonarnych został zmodernizowany.Frezarki CNC obejmują teraz wszystkie typy maszyn CNC, od fabryk po komputery stacjonarne, od giętarek do drutu po maszyny dziewiarskie, maszyny do formowania próżniowego, maszyny do cięcia strumieniem wody, maszyny do cięcia laserowego itp.
Rodzaje obrabiarek CNC przenoszonych z warsztatów fabrycznych na komputery stacjonarne stale się powiększają.
Celem rozwojowym laboratorium Fab, pierwotnie zrodzonego w MIT, jest popularyzacja potężnych, ale drogich cyfrowych maszyn produkcyjnych, uzbrajanie inteligentnych umysłów w narzędzia i wprowadzanie ich pomysłów w świat fizyczny.Tylko doświadczeni ludzie mogą pozyskać byłych specjalistów za pomocą tych narzędzi.Obecnie rewolucja w produkcji komputerów stacjonarnych jeszcze bardziej rozwija to podejście, od laboratoriów Fab po warsztaty osobiste, znacznie obniżając koszty przy jednoczesnym zachowaniu profesjonalnej dokładności.
W miarę rozwoju tej trajektorii pojawiają się ekscytujące nowe rozwiązania w zakresie integracji sztucznej inteligencji (AI) z produkcją komputerów stacjonarnych i projektowaniem cyfrowym.Jak te zmiany nadal wpływają na produkcję i innowacje, dopiero się okaże, ale przeszliśmy długą drogę od ery komputerów wielkości pokoju i potężnych narzędzi produkcyjnych, całkowicie związanych z dużymi instytucjami i firmami.Władza jest teraz w naszych rękach.
Czas publikacji: 19 lipca-2022