Personālo datoru, mikrokontrolleru un citu elektronisko iekārtu komponentu attīstības dēļ tradicionālās mehāniskās, telpas izmēra CNC mašīnas pāriet uz galddatora iekārtām (piemēram, Bantam Tools galda CNC frēzmašīnu un Bantam Tools galda PCB frēzmašīnu).Bez šiem jauninājumiem jaudīgi un kompakti CNC darbgaldi mūsdienās nebūtu iespējami.
Līdz 1980. gadam vadības tehnikas attīstība un elektroniskā un datoru atbalsta izstrādes grafiks.
Personālā datora rītausma
1977. gadā vienlaikus tika izlaisti trīs “mikrodatori” – Apple II, pet 2001 un TRS-80 – 1980. gada janvārī žurnāls byte paziņoja, ka “ir pienācis gatavu personālo datoru laikmets”.Kopš tā laika personālo datoru attīstība ir strauji attīstījusies, kad konkurence starp Apple un IBM mazinājās un plūda.
Līdz 1984. gadam Apple izlaida klasisko Macintosh, pirmo masveidā ražoto ar peli darbināmo personālo datoru ar grafisko lietotāja interfeisu (GUI).Macintosh komplektācijā ietilpst macpaint un macwrite (kas popularizē WYSIWYG WYSIWYG lietojumprogrammas).Nākamajā gadā sadarbībā ar Adobe tika uzsākta jauna grafikas programma, kas lika pamatus datorizētai projektēšanai (CAD) un datorizētai ražošanai (CAM).
CAD un cam programmu izstrāde
Starpnieks starp datoru un CNC darbgaldu ir divas pamatprogrammas: CAD un cam.Pirms iedziļināties abu īsajā vēsturē, šeit ir pārskats.
CAD programmas atbalsta 2D vai 3D objektu digitālu izveidi, modificēšanu un koplietošanu.Izciļņa programma ļauj izvēlēties instrumentus, materiālus un citus nosacījumus griešanas darbībām.Ja esat inženieris, pat ja esat pabeidzis visus CAD darbus un zināt vēlamo detaļu izskatu, frēzmašīna nezina frēzes izmēru vai formu, kuru vēlaties izmantot, vai informāciju par jūsu materiāla izmēru vai veids.
Izciļņa programma izmanto Inženiera izveidoto modeli CAD, lai aprēķinātu instrumenta kustību materiālā.Šos kustības aprēķinus, ko sauc par instrumentu ceļiem, kameras programma automātiski ģenerē, lai sasniegtu maksimālu efektivitāti.Dažas mūsdienu kameras programmas var arī simulēt ekrānā, kā iekārta izmanto jūsu izvēlēto rīku materiālu griešanai.Tā vietā, lai atkal un atkal veiktu griešanas testus ar faktiskajiem darbgaldiem, tas var ietaupīt instrumenta nodilumu, apstrādes laiku un materiālu patēriņu.
Mūsdienu CAD pirmsākumi meklējami 1957. gadā. Programma ar nosaukumu Pronto, ko izstrādājis datorzinātnieks Patrick J. Hanratty, ir atzīta par cad/cam tēvu.1971. gadā viņš arī izstrādāja plaši izmantoto programmu Adam, kas ir interaktīva grafiskā dizaina, zīmēšanas un izgatavošanas sistēma, kas rakstīta FORTRAN valodā, kuras mērķis ir pārrobežu platformu visvarenība."Nozares analītiķi lēš, ka 70% no visām mūsdienās pieejamajām 3-D mehāniskajām cad/cam sistēmām var izsekot Hanratty oriģinālajam kodam," sacīja Kalifornijas Ērvinas universitāte, kurā viņš tolaik veica pētījumu.
Ap 1967. gadu Patrick J. Hanratty nodeva sevi integrālo shēmu (CADIC) datoru datorizētai projektēšanai.
1960. gadā starp abām Hanratty programmām tika izstrādāta Ivana Sazerlenda novatoriskā programma Sketchpad, kas bija pirmā programma, kas izmantoja pilnu grafisko lietotāja interfeisu.
Ir vērts atzīmēt, ka AutoCAD, ko Autodesk palaida 1982. gadā, ir pirmā 2D CAD programma, kas īpaši paredzēta personālajiem datoriem, nevis lieldatoriem.Līdz 1994. gadam AutoCAD R13 padarīja programmu saderīgu ar 3D dizainu.1995. gadā tika izlaists SolidWorks ar skaidru mērķi padarīt CAD projektēšanu vieglāku plašākai auditorijai, un pēc tam 1999. gadā tika palaists Autodesk Inventor, kas kļuva intuitīvāks.
Astoņdesmito gadu vidū populārā mērogojamā grafiskā AutoCAD demonstrācija parādīja mūsu Saules sistēmu 1:1 kilometrā.Jūs pat varat tuvināt Mēnesi un nolasīt plāksni uz Apollo Mēness nolaišanās ierīces.
Nav iespējams runāt par CNC iekārtu attīstību, neizsakot cieņu programmatūras radītājiem, kuri ir apņēmušies samazināt digitālā dizaina ienākšanas slieksni un padarīt to piemērojamu visiem prasmju līmeņiem.Pašlaik Autodesk fusion 360 ir priekšplānā.(salīdzinot ar līdzīgu programmatūru, piemēram, Mastercam, UGNX un PowerMILL, šī jaudīgā cad/cam programmatūra Ķīnā nav atvērta.) tas ir “pirmais šāda veida 3D CAD, cam un CAE rīks, kas var savienot visu jūsu produktu izstrādi. process uz mākoņa bāzes platformu, kas piemērota personālajiem datoriem, MAC un mobilajām ierīcēm.Šis jaudīgais programmatūras produkts ir pieejams bez maksas studentiem, pedagogiem, kvalificētiem jaunizveidotiem uzņēmumiem un amatieriem.
Agrīnie kompaktie CNC darbgaldi
Būdams viens no kompakto CNC darbgaldu pionieriem un priekštečiem, Shopbot rīku dibinātājs Teds Hols bija Djūka universitātes neirozinātnes profesors.Brīvajā laikā viņam patīk izgatavot saplākšņa laivas.Viņš meklēja instrumentu, ar kuru bija viegli griezt saplāksni, taču pat CNC frēzmašīnu izmantošanas cena tajā laikā pārsniedza 50 000 USD.1994. gadā viņš ļaužu grupai izrādīja savā darbnīcā paša projektētās kompaktās dzirnavas, tādējādi uzsākot uzņēmuma ceļu.
No rūpnīcas uz darbvirsmu: MTM snap
2001. gadā Masačūsetsas Tehnoloģiju institūts (MIT) izveidoja jaunu bitu un atomu centru, kas ir MIT Media Laboratory māsas laboratorija un kuru vada vizionārs profesors Nīls Geršenfelds.Geršenfelds tiek uzskatīts par vienu no Fab Lab (Ražošanas laboratorijas) koncepcijas dibinātājiem.Ar Nacionālā zinātnes fonda informācijas tehnoloģiju pētniecības balvu 13,75 miljonu ASV dolāru apmērā bitu un atomu centrs (CBA) sāka meklēt palīdzību, lai izveidotu nelielu studiju tīklu, lai nodrošinātu sabiedrību ar personālajiem digitālajiem ražošanas rīkiem.
Pirms tam, 1998. gadā, Geršenfelds Masačūsetsas Tehnoloģiju institūtā atklāja kursu “kā izgatavot (gandrīz) jebko”, lai iepazīstinātu tehniskos studentus ar dārgām rūpnieciskās ražošanas iekārtām, taču viņa kurss piesaistīja studentus no dažādām vidēm, tostarp mākslas, dizaina. un arhitektūra.Tas ir kļuvis par personālās digitālās ražošanas revolūcijas pamatu.
Viens no CBA radītajiem projektiem ir mašīnas, kas ražo (MTM), kas koncentrējas uz ātru prototipu izstrādi, ko var izmantot vafeļu rūpnīcu laboratorijās.Viena no šajā projektā dzimušajām iekārtām ir MTM snap darbvirsmas CNC frēzmašīna, ko 2011. gadā radīja studenti Džonatans ward, Nadya Peek un David Mellis. Izmantojot lieljaudas snap HDPE plastmasu (izgriezta no virtuves kapāšanas dēļa) uz liela CNC shopbot. frēzmašīna, šī 3 asu frēzmašīna darbojas ar zemu izmaksu Arduino mikrokontrolleri un var precīzi frēzēt visu, sākot no PCB līdz putām un kokam.Tajā pašā laikā tas ir instalēts darbvirsmā, pārnēsājams un par pieņemamu cenu.
Tolaik, lai gan daži CNC frēzmašīnu ražotāji, piemēram, shopbot un epilog, mēģināja izlaist mazākas un lētākas frēzmašīnu darbvirsmas versijas, tās joprojām bija diezgan dārgas.
MTM snap izskatās kā rotaļlieta, taču tas ir pilnībā mainījis darbvirsmas frēzēšanu.
Īsta Fab Lab garā MTM snap komanda pat kopīgoja savu materiālu sarakstu, lai jūs varētu to izgatavot pats.
Neilgi pēc MTM snap izveides komandas loceklis Džonatans Vords sadarbojās ar inženieriem Maiku Estē un Forrestu Grīnu un materiālu zinātnieci Danielu Eplstounu, lai īstenotu DARPA finansētu projektu ar nosaukumu mentor (ražošanas eksperiments un veicināšana), lai “kalpotu 21. gadsimtam”.
Komanda strādāja citā laboratorijā Sanfrancisko, pārkombinēja un atkārtoti pārbaudīja MTM snap darbgalda dizainu ar mērķi izgatavot galddatora CNC frēzmašīnu ar saprātīgu cenu, precizitāti un ērtu lietošanu.Viņi to nosauca par othermill, kas ir Bantam Tools darbvirsmas PCB frēzmašīnas priekštecis.
Citu dzirnavu trīs paaudžu evolūcija
2013. gada maijā uzņēmuma Other Machine Co komanda veiksmīgi uzsāka kopfinansēšanas aktivitāti.Mēnesi vēlāk, jūnijā, Shopbot Tools uzsāka kampaņu (arī veiksmīgu) pārnēsājamai CNC iekārtai ar nosaukumu handibot, kas paredzēta lietošanai tieši darba vietnē.Šo divu iekārtu galvenā kvalitāte ir tāda, ka pavadošā programmatūra – otherplan un fabmo – ir izstrādāta, lai kļūtu par attiecīgi intuitīvām un ērti lietojamām WYSIWYG programmām, lai plaša auditorija varētu izmantot CNC apstrādi.Acīmredzot, kā pierāda šo divu projektu atbalsts, sabiedrība ir gatava šāda veida inovācijām.
Handibot ikoniskais spilgti dzeltenais rokturis paziņo par tā pārnesamību.
Nepārtraukta tendence no rūpnīcas uz darbvirsmu
Kopš 2013. gadā, kad pirmā iekārta tika nodota komerciālai lietošanai, galddatoru digitālās ražošanas kustība ir modernizēta.CNC frēzmašīnās tagad ietilpst visa veida CNC mašīnas no rūpnīcām līdz galddatoriem, no stiepļu liekšanas mašīnām līdz adāmmašīnām, vakuuma formēšanas mašīnām, ūdens strūklas griešanas mašīnām, lāzergriešanas mašīnām utt.
CNC darbgaldu veidi, kas tiek pārnesti no rūpnīcu darbnīcām uz galddatoriem, nepārtraukti pieaug.
Fab laboratorijas, kas sākotnēji tika izveidota MIT, attīstības mērķis ir popularizēt jaudīgas, bet dārgas digitālās ražošanas iekārtas, apbruņot viedos prātus ar instrumentiem un ieviest viņu idejas fiziskajā pasaulē.Tikai pieredzējuši cilvēki var iegūt iepriekšējos profesionāļus, izmantojot šos rīkus.Tagad galddatoru ražošanas revolūcija turpina attīstīt šo pieeju, sākot no Fab laboratorijām līdz personīgajām darbnīcām, ievērojami samazinot izmaksas, vienlaikus saglabājot profesionālo precizitāti.
Šai trajektorijai turpinoties, notiek aizraujoši jauni sasniegumi mākslīgā intelekta (AI) integrēšanā galddatoru ražošanā un digitālajā dizainā.Kā šīs norises turpina ietekmēt ražošanu un inovācijas, vēl ir redzams, taču mēs esam nogājuši garu ceļu no istabas izmēra datoru un jaudīgu ražošanas rīku laikmeta, kas pilnībā saistīts ar lielām iestādēm un uzņēmumiem.Vara tagad ir mūsu rokās.
Publicēšanas laiks: 19. jūlijs 2022