Hvordan tradisjonelle mekaniske CNC-maskiner i romstørrelse går over til stasjonære maskiner (som Bantam tools desktop CNC-fresemaskin og Bantam tools desktop PCB-fresemaskin) skyldes utviklingen av personlige datamaskiner, mikrokontrollere og andre elektroniske utstyrskomponenter. Uten denne utviklingen ville kraftige og kompakte CNC-maskiner ikke vært mulig i dag.
Innen 1980, utviklingen av kontrollteknikk og tidsplanen for utvikling av elektronisk og datastøtte.
Dawn of personlig datamaskin
I 1977 ble tre "mikrodatamaskiner" utgitt samtidig - Apple II, pet 2001 og TRS-80 - i januar 1980 kunngjorde byte magazine at "æraen med ferdiglagde personlige datamaskiner har kommet". Utviklingen av personlige datamaskiner har blitt raskt oppgradert siden den gang, da konkurransen mellom apple og IBM ebbet ut og fløt.
I 1984 ga Apple ut den klassiske Macintosh, den første masseproduserte musedrevne personlige datamaskinen med et grafisk brukergrensesnitt (GUI). Macintosh kommer med macpaint og macwrite (som populariserer WYSIWYG WYSIWYG-applikasjoner). Året etter, gjennom samarbeid med Adobe, ble et nytt grafikkprogram lansert, som la grunnlaget for datamaskinstøttet design (CAD) og datamaskinstøttet produksjon (CAM).
Utvikling av CAD og cam programmer
Mellomleddet mellom datamaskin og CNC-maskinverktøy er to grunnleggende programmer: CAD og cam. Før vi går inn i den korte historien til begge, er her en oversikt.
CAD-programmer støtter digital opprettelse, modifisering og deling av 2D- eller 3D-objekter. Kamprogrammet lar deg velge verktøy, materialer og andre forhold for skjæreoperasjoner. Som ingeniør, selv om du har fullført alt CAD-arbeidet og kjenner utseendet til delene du ønsker, vet ikke fresemaskinen størrelsen eller formen på fresen du vil bruke, eller detaljene om materialstørrelsen eller type.
Kamprogrammet bruker modellen laget av Ingeniøren i CAD for å beregne bevegelsen til verktøyet i materialet. Disse bevegelsesberegningene, kalt verktøybaner, genereres automatisk av kamprogrammet for å oppnå maksimal effektivitet. Noen moderne kameraprogrammer kan også simulere på skjermen hvordan maskinen bruker verktøyet du velger for å kutte materialer. I stedet for å kutte tester på faktiske verktøymaskiner igjen og igjen, kan det spare verktøyslitasje, prosesseringstid og materialforbruk.
Opprinnelsen til moderne CAD kan spores tilbake til 1957. Programmet med navnet Pronto utviklet av informatikeren Patrick J. Hanratty er anerkjent som faren til cad/cam. I 1971 utviklet han også det mye brukte programmet Adam, som er et interaktivt grafisk design, tegning og produksjonssystem skrevet i FORTRAN, med sikte på allmakt på tvers av plattformer. "Bransjeanalytikere anslår at 70% av alle 3D Mekaniske cad/cam-systemer som er tilgjengelige i dag kan spores tilbake til Hanrattys opprinnelige kode," sa University of California Irvine, hvor han utførte forskningen på den tiden.
Rundt 1967 viet Patrick J. Hanratty seg til datastøttet utforming av datamaskiner med integrerte kretser (CADIC).
I 1960 ble det banebrytende programmet Sketchpad of Ivan Sutherland utviklet mellom de to programmene til Hanratty, som var det første programmet som brukte et fullstendig grafisk brukergrensesnitt.
Det er verdt å merke seg at AutoCAD, lansert av Autodesk i 1982, er det første 2D CAD-programmet spesielt for personlige datamaskiner i stedet for stormaskiner. I 1994 gjorde AutoCAD R13 programmet kompatibelt med 3D-design. I 1995 ble SolidWorks utgitt med det klare formålet å gjøre CAD-design enklere for et bredere publikum, og så ble Autodesk Inventor lansert i 1999, som ble mer intuitivt.
På midten av 1980-tallet viste en populær skalerbar grafisk AutoCAD-demo solsystemet vårt i 1:1 kilometer. Du kan til og med zoome inn på månen og lese plaketten på Apollo-månelanderen.
Det er umulig å snakke om utviklingen av CNC-maskiner uten å hylle programvareskaperne som er forpliktet til å redusere inngangsterskelen for digital design og gjøre den anvendelig på alle ferdighetsnivåer. For tiden er Autodesk fusion 360 i forkant. (sammenlignet med lignende programvare som Mastercam, UGNX og PowerMILL, har denne kraftige cad/cam-programvaren ikke blitt åpnet i Kina.) det er "det første 3D CAD-, cam- og CAE-verktøyet av sitt slag, som kan koble sammen hele produktutviklingen din. prosess til en skybasert plattform egnet for PC, MAC og mobile enheter." Dette kraftige programvareproduktet er gratis for studenter, lærere, kvalifiserte start-ups og amatører.
Tidlig kompakt CNC-maskinverktøy
Som en av pionerene og forfedrene til kompakte CNC-maskiner, var Ted hall, grunnleggeren av shopbot-verktøy, professor i nevrovitenskap ved Duke University. På fritiden liker han å lage kryssfinerbåter. Han så etter et verktøy som var lett å kutte kryssfiner, men til og med prisen på å bruke CNC-fresemaskiner på den tiden oversteg $50 000. I 1994 viste han en gruppe mennesker den kompakte møllen han designet på verkstedet sitt, og startet dermed selskapets reise.
Fra fabrikk til skrivebord: MTM snap
I 2001 etablerte Massachusetts Institute of Technology (MIT) et nytt bit- og atomsenter, som er søsterlaboratoriet til MIT Media Laboratory, og ledes av den visjonære professor Neil Gershenfeld. Gershenfeld regnes for å være en av grunnleggerne av Fab Lab-konseptet (Manufacturing Laboratory). Med støtte fra US $ 13,75 millioner informasjonsteknologiforskningsprisen fra National Science Foundation, begynte bit and atom Center (CBA) å søke hjelp til å opprette et lite studionettverk for å gi publikum personlige digitale produksjonsverktøy.
Før det, i 1998, åpnet Gershenfeld et kurs kalt "hvordan lage (nesten) hva som helst" ved Massachusetts Institute of Technology for å introdusere tekniske studenter til dyre industrielle produksjonsmaskiner, men kurset hans tiltrakk seg studenter fra forskjellige bakgrunner, inkludert kunst, design og arkitektur. Dette har blitt grunnlaget for den personlige digitale produksjonsrevolusjonen.
Et av prosjektene født av CBA er machines that make (MTM), som fokuserer på utvikling av raske prototyper som kan brukes i waferfabrikk-laboratorier. En av maskinene som ble født i dette prosjektet er MTM snap desktop CNC fresemaskin laget av studentene Jonathan ward, Nadya peek og David Mellis i 2011. Ved hjelp av kraftig snap HDPE plast (kuttet fra kjøkkenet skjærebrett) på en stor shopbot CNC fresemaskin, kjører denne 3-akse fresemaskinen på en lavkost Arduino mikrokontroller, og kan nøyaktig frese alt fra PCB til skum og tre. Samtidig er den installert på skrivebordet, bærbar og rimelig.
På den tiden, selv om noen CNC-fresemaskinprodusenter som shopbot og epilog prøvde å gi ut mindre og billigere desktopversjoner av fresemaskiner, var de fortsatt ganske dyre.
MTM snap ser ut som et leketøy, men det har endret skrivebordsfresing fullstendig.
I ånden til et ekte Fab Lab delte MTM snap-teamet til og med materialet sitt slik at du kan lage det selv.
Kort tid etter opprettelsen av MTM snap, jobbet teammedlem Jonathan ward sammen med ingeniørene Mike Estee og Forrest green og materialforsker Danielle applestone for å gjennomføre et DARPA-finansiert prosjekt kalt mentor (produksjonseksperiment og promotering) for å "tjene det 21. århundre."
Teamet jobbet på otherlab i San Francisco, rekombinerte og undersøkte designen til MTM snap-maskinverktøy, med mål om å produsere en stasjonær CNC-fresemaskin med rimelig pris, nøyaktighet og brukervennlighet. De kalte den othermill, som er forgjengeren til Bantam tools desktop PCB fresemaskin.
Utvikling av tre generasjoner andre møller
I mai 2013 lanserte teamet til Other Machine Co. med suksess en crowdfunding-aktivitet. En måned senere, i juni, lanserte shopbot-verktøy en kampanje (også vellykket) for en bærbar CNC-maskin kalt handibot, som er designet for å brukes direkte på arbeidsnettstedet. Hovedkvaliteten til disse to maskinene er at den medfølgende programvaren – otherplan og fabmo – er designet for å bli henholdsvis intuitive og brukervennlige WYSIWYG-programmer, slik at et bredt publikum kan bruke CNC-behandling. Som støtten fra disse to prosjektene beviser, er samfunnet klart for denne typen innovasjon.
Handibots ikoniske knallgule håndtak kunngjør portabiliteten.
Kontinuerlig trend fra fabrikk til skrivebord
Siden den første maskinen ble tatt i kommersiell bruk i 2013, har den digitale produksjonsbevegelsen blitt oppgradert. CNC-fresemaskiner inkluderer nå alle typer CNC-maskiner fra fabrikker til stasjonære maskiner, fra trådbøyemaskiner til strikkemaskiner, vakuumformingsmaskiner, vannstråleskjæremaskiner, laserskjæremaskiner, etc.
Typene CNC-maskinverktøy som overføres fra fabrikkverksteder til stasjonære maskiner vokser jevnt og trutt.
Utviklingsmålet til Fab-laboratoriet, opprinnelig født ved MIT, er å popularisere kraftige, men dyre digitale produksjonsmaskiner, bevæpne smarte hoder med verktøy og bringe ideene deres inn i den fysiske verden. Bare erfarne personer kan få tidligere fagfolk med disse verktøyene. Nå fremmer revolusjonen innen stasjonær produksjon denne tilnærmingen ytterligere, fra Fab-laboratorier til personlige verksteder, ved å redusere kostnadene betydelig og samtidig opprettholde profesjonell nøyaktighet.
Ettersom denne banen fortsetter, er det spennende nye utviklinger innen integrering av kunstig intelligens (AI) i stasjonær produksjon og digital design. Hvordan denne utviklingen fortsetter å påvirke produksjon og innovasjon gjenstår å se, men vi har kommet langt fra æraen med romstørrelse datamaskiner og kraftige produksjonsverktøy fullstendig bundet til store institusjoner og selskaper. Makten er nå i våre hender.
Innleggstid: 19. juli-2022