Se, miten perinteiset mekaaniset, huonekokoiset CNC-koneet siirtyvät pöytäkoneisiin (kuten Bantam tools pöytätietokoneisiin CNC-jyrsinkoneisiin ja Bantam Tools -pöytäkoneisiin PCB-jyrsinkoneisiin), johtuu henkilökohtaisten tietokoneiden, mikro-ohjainten ja muiden elektronisten laitekomponenttien kehityksestä.Ilman tätä kehitystä tehokkaat ja kompaktit CNC-työstökoneet eivät olisi nykyään mahdollisia.
Vuoteen 1980 mennessä ohjaustekniikan kehitys ja elektronisen ja tietokonetuen kehittämisen aikataulu.
Henkilökohtaisen tietokoneen kynnyksellä
Vuonna 1977 julkaistiin kolme "mikrotietokonetta" samanaikaisesti - Apple II, pet 2001 ja TRS-80 - tammikuussa 1980 byte-lehti ilmoitti, että "valmiiden henkilökohtaisten tietokoneiden aikakausi on saapunut".Henkilökohtaisten tietokoneiden kehitystä on päivitetty nopeasti sen jälkeen, kun Applen ja IBM:n välinen kilpailu laantui ja virtasi.
Vuoteen 1984 mennessä Apple julkaisi klassisen Macintoshin, ensimmäisen massatuotannon hiirikäyttöisen henkilökohtaisen tietokoneen, jossa on graafinen käyttöliittymä (GUI).Macintoshissa on macpaint ja macwrite (jotka tekevät suosituksi WYSIWYG WYSIWYG -sovelluksia).Seuraavana vuonna yhteistyössä Adoben kanssa lanseerattiin uusi grafiikkaohjelma, joka loi pohjan tietokoneavusteiselle suunnittelulle (CAD) ja tietokoneavusteiselle valmistukselle (CAM).
CAD- ja cam-ohjelmien kehittäminen
Välittäjänä tietokoneen ja CNC-työstökoneen välillä on kaksi perusohjelmaa: CAD ja nokka.Ennen kuin syvennymme molempien lyhyeen historiaan, tässä on yleiskatsaus.
CAD-ohjelmat tukevat 2D- tai 3D-objektien digitaalista luomista, muokkaamista ja jakamista.Nokkaohjelman avulla voit valita työkalut, materiaalit ja muut olosuhteet leikkaustoimenpiteitä varten.Insinöörinä, vaikka olisit suorittanut kaikki CAD-työt ja tiedät haluamiesi osien ulkonäön, jyrsinkone ei tiedä käytettävän jyrsimen kokoa tai muotoa tai materiaalisi kokoa tai tyyppi.
Nokkaohjelma käyttää insinöörin CAD:ssa luomaa mallia työkalun liikkeen laskemiseen materiaalissa.Nokkaohjelma luo automaattisesti nämä liikelaskelmat, joita kutsutaan työkalupoluiksi maksimaalisen tehokkuuden saavuttamiseksi.Jotkut nykyaikaiset nokkaohjelmat voivat myös simuloida näytöllä, kuinka kone käyttää valitsemaasi työkalua materiaalien leikkaamiseen.Varsinaisten työstökoneiden leikkaustestien sijaan se voi säästää työkalujen kulumista, työstöaikaa ja materiaalin kulutusta.
Nykyaikaisen CAD:n alkuperä voidaan jäljittää vuoteen 1957. Tietojenkäsittelytieteilijä Patrick J. Hanrattyn kehittämä Pronto-niminen ohjelma tunnetaan cad/cam:n isänä.Vuonna 1971 hän kehitti myös laajasti käytetyn Adam-ohjelman, joka on interaktiivinen FORTRAN-kielellä kirjoitettu graafinen suunnittelu-, piirustus- ja valmistusjärjestelmä, joka tähtää kaikkiin alustoihin."Teollisuusanalyytikot arvioivat, että 70% kaikista nykyään saatavilla olevista 3-D Mechanical cad/cam -järjestelmistä voidaan jäljittää Hanrattyn alkuperäiseen koodiin", sanoi Kalifornian yliopisto Irvine, jossa hän suoritti tutkimuksen tuolloin.
Vuoden 1967 tienoilla Patrick J. Hanratty omistautui integroitujen piirien (CADIC) tietokoneiden tietokoneavusteiselle suunnittelulle.
Vuonna 1960 Hanrattyn kahden ohjelman välille kehitettiin Ivan Sutherlandin uraauurtava ohjelma Sketchpad, joka oli ensimmäinen ohjelma, joka käytti täyttä graafista käyttöliittymää.
On syytä huomata, että Autodeskin vuonna 1982 lanseeraama AutoCAD on ensimmäinen 2D-CAD-ohjelma, joka on tarkoitettu erityisesti henkilökohtaisille tietokoneille keskustietokoneiden sijaan.Vuoteen 1994 mennessä AutoCAD R13 teki ohjelman yhteensopivaksi 3D-suunnittelun kanssa.Vuonna 1995 SolidWorks julkaistiin selkeänä tavoitteena tehdä CAD-suunnittelusta helpompaa laajemmalle yleisölle, ja sitten vuonna 1999 lanseerattiin Autodesk Inventor, josta tuli entistä intuitiivisempi.
1980-luvun puolivälissä suosittu skaalautuva graafinen AutoCAD-demo esitti aurinkokuntamme 1:1 kilometrissä.Voit jopa zoomata kuuhun ja lukea Apollon kuunlaskeutujasta.
On mahdotonta puhua CNC-koneiden kehityksestä kunnioittamatta ohjelmistojen tekijöitä, jotka ovat sitoutuneet alentamaan digitaalisen suunnittelun tulokynnystä ja tekemään siitä soveltuvan kaikille taitotasoille.Tällä hetkellä Autodesk fusion 360 on eturintamassa.(Verrattuna vastaaviin ohjelmistoihin, kuten Mastercam, UGNX ja PowerMILL, tätä tehokasta cad/cam-ohjelmistoa ei ole avattu Kiinassa.) Se on "ensimmäinen laatuaan 3D CAD-, cam- ja CAE-työkalu, joka voi yhdistää koko tuotekehityksenne prosessi pilvipohjaiseksi alustaksi, joka sopii PC:lle, MAC:lle ja mobiililaitteille."Tämä tehokas ohjelmistotuote on ilmainen opiskelijoille, opettajille, päteville aloittelijoille ja amatööreille.
Varhaiset kompaktit CNC-työstökoneet
Shopbot-työkalujen perustaja Ted Hall oli yksi kompaktien CNC-työstökoneiden pioneereista ja esivanhemmista, ja hän oli neurotieteen professori Duken yliopistossa.Vapaa-ajallaan hän tekee mielellään vaneriveneitä.Hän etsi työkalua, joka oli helppo leikata vaneria, mutta jopa CNC-jyrsinkoneiden käyttöhinta ylitti tuolloin 50 000 dollaria.Vuonna 1994 hän esitteli joukolle ihmisiä suunnittelemaansa kompaktia myllyä työpajassaan ja aloitti siten yrityksen matkan.
Tehtaalta työpöydälle: MTM snap
Vuonna 2001 Massachusetts Institute of Technology (MIT) perusti uuden bitti- ja atomikeskuksen, joka on MIT Media Laboratoryn sisarlaboratorio ja jota johtaa visionääri professori Neil Gershenfeld.Gershenfeldia pidetään yhtenä Fab Lab (Manufacturing Laboratory) -konseptin perustajista.Kansallisen tiedesäätiön 13,75 miljoonan dollarin tietotekniikan tutkimuspalkinnon tuella bit and atom Center (CBA) alkoi etsiä apua pienen studioverkoston luomiseksi tarjotakseen yleisölle henkilökohtaisia digitaalisia valmistustyökaluja.
Sitä ennen, vuonna 1998, Gershenfeld avasi Massachusetts Institute of Technologyssa kurssin nimeltä "miten valmistaa (melkein) mitä tahansa" esitelläkseen teknisiä opiskelijoita kalliisiin teollisiin valmistuskoneisiin, mutta hänen kurssinsa houkutteli opiskelijoita eri taustoista, mukaan lukien taide ja muotoilu. ja arkkitehtuuri.Tästä on tullut henkilökohtaisen digitaalisen valmistuksen vallankumouksen perusta.
Yksi CBA:sta syntyneistä projekteista on machines that make (MTM), joka keskittyy nopeiden prototyyppien kehittämiseen, joita voidaan käyttää kiekkotehtaiden laboratorioissa.Yksi tässä projektissa syntyneistä koneista on opiskelijoiden Jonathan wardin, Nadya peekin ja David Mellisin vuonna 2011 luoma MTM snap CNC-jyrsinkone. Raskaaseen snap HDPE-muoviin (leikattu keittiön leikkuulaudalta) suuressa shopbot CNC:ssä. jyrsinkone, tämä 3-akselinen jyrsinkone toimii edullisella Arduino-mikro-ohjaimella ja voi jyrsiä tarkasti kaiken PCB:stä vaahtoon ja puuhun.Samalla se on asennettu työpöydälle, kannettava ja edullinen.
Vaikka jotkin CNC-jyrsinkoneiden valmistajat, kuten shopbot ja epilog, yrittivät tuolloin julkaista pienempiä ja halvempia jyrsinkoneiden työpöytäversioita, ne olivat silti melko kalliita.
MTM-snap näyttää lelulta, mutta se on muuttanut täysin työpöydän jyrsintää.
Aidon Fab Labin hengessä MTM snap -tiimi jopa jakoi materiaaliluettelonsa, jotta voit tehdä sen itse.
Pian MTM snapin luomisen jälkeen tiimin jäsen Jonathan ward työskenteli insinöörien Mike Esteen ja Forrest greenin sekä materiaalitieteilijän Danielle Applestonen kanssa toteuttaakseen DARPAn rahoittaman mentor-nimisen projektin (valmistuskokeilu ja -promootio) palvellakseen 2000-lukua.
Tiimi työskenteli otherlabissa San Franciscossa, yhdisteli uudelleen ja tutki uudelleen MTM-snap-työstökoneen suunnittelua tavoitteenaan valmistaa pöytätietokoneen CNC-jyrsinkone kohtuulliseen hintaan, tarkkuuteen ja helppokäyttöisyyteen.He antoivat sille nimen othermill, joka on Bantam Tools -pöytätietokoneen piirilevyjyrsinkoneen edeltäjä.
Muiden tehtaiden kolmen sukupolven kehitys
Toukokuussa 2013 Other Machine Co:n tiimi käynnisti onnistuneesti joukkorahoitustoiminnan.Kuukautta myöhemmin, kesäkuussa, shopbot-työkalut käynnistivät (myös onnistuneen) kampanjan kannettavalle CNC-koneelle nimeltä handibot, joka on suunniteltu käytettäväksi suoraan työsivustolla.Näiden kahden koneen tärkein laatu on se, että mukana tulevat ohjelmistot – otherplan ja fabmo – on suunniteltu intuitiivisiksi ja helppokäyttöisiksi WYSIWYG-ohjelmiksi, jotta laaja yleisö voi käyttää CNC-käsittelyä.Kuten näiden kahden hankkeen tuki todistaa, on selvää, että yhteisö on valmis tämän tyyppiseen innovaatioon.
Handibotin ikoninen kirkkaan keltainen kahva ilmoittaa sen siirrettävyydestä.
Jatkuva trendi tehtaalta työpöydälle
Sen jälkeen kun ensimmäinen kone otettiin kaupalliseen käyttöön vuonna 2013, työpöydän digitaalista valmistusliikettä on päivitetty.CNC-jyrsinkoneet sisältävät nyt kaiken tyyppiset CNC-koneet tehtaista pöytäkoneisiin, langan taivutuskoneista neulekoneisiin, tyhjiömuovauskoneisiin, vesisuihkuleikkauskoneisiin, laserleikkauskoneisiin jne.
Tehdaspajoista pöytäkoneille siirrettyjen CNC-työstökoneiden tyypit lisääntyvät tasaisesti.
Alun perin MIT:ssä syntyneen Fab-laboratorion kehitystavoitteena on popularisoida tehokkaita mutta kalliita digitaalisia valmistuskoneita, varustaa älykkäät mielet työkaluilla ja tuoda heidän ideoitaan fyysiseen maailmaan.Vain kokeneet ihmiset voivat hankkia aiempia ammattilaisia näillä työkaluilla.Nyt pöytäkonevalmistuksen vallankumous edistää tätä lähestymistapaa edelleen Fab-laboratorioista henkilökohtaisiin työpajoihin vähentämällä merkittävästi kustannuksia ja säilyttäen samalla ammattimaisen tarkkuuden.
Kun tämä kehityskulku jatkuu, tekoälyn (AI) integroinnissa työpöytävalmistukseen ja digitaaliseen suunnitteluun on tulossa jännittäviä uusia kehityskulkuja.Nähtäväksi jää, miten tämä kehitys edelleen vaikuttaa tuotantoon ja innovaatioihin, mutta olemme päässeet pitkälle huonekokoisten tietokoneiden ja tehokkaiden valmistustyökalujen aikakaudesta, jotka ovat täysin sidoksissa suuriin instituutioihin ja yrityksiin.Valta on nyt meidän käsissämme.
Postitusaika: 19.7.2022