A személyi számítógépek, mikrokontrollerek és más elektronikus berendezés-alkatrészek fejlődésének köszönhető, hogy a hagyományos mechanikus, szoba méretű CNC gépek áttérnek az asztali gépekre (mint például a Bantam Tools asztali CNC marógép és a Bantam Tools asztali PCB marógép). E fejlesztések nélkül ma már nem léteznének nagy teljesítményű és kompakt CNC szerszámgépek.
1980-ra az irányítástechnika fejlődése és az elektronikus és számítógépes támogatás fejlesztésének ütemterve.
A személyi számítógép hajnala
1977-ben három „mikroszámítógép” jelent meg egyszerre – az Apple II, a pet 2001 és a TRS-80 –, 1980 januárjában a byte magazin bejelentette, hogy „elérkezett a kész személyi számítógépek korszaka”. A személyi számítógépek fejlesztését azóta gyorsan korszerűsítették, amikor az Apple és az IBM közötti verseny felrobbant és áramlott.
1984-re az Apple kiadta a klasszikus Macintosh-t, az első sorozatgyártású, egérrel hajtott személyi számítógépet grafikus felhasználói felülettel (GUI). A Macintosh a MacPaint és a Macwrite (amelyek népszerűsítik a Wysiwyg Wysiwyg alkalmazásokat). A következő évben az Adobe-el való együttműködés révén új grafikai program indult, amely megalapozta a számítógéppel segített tervezést (CAD) és a számítógéppel segített gyártást (CAM).
CAD és cam programok fejlesztése
A számítógép és a CNC szerszámgép között két alapvető program a közvetítő: a CAD és a cam. Mielőtt belemerülnénk mindkettő rövid történetébe, álljon itt egy áttekintés.
A CAD programok támogatják a 2D vagy 3D objektumok digitális létrehozását, módosítását és megosztását. A CAM program lehetővé teszi az eszközök, anyagok és egyéb feltételek kiválasztását a műveletek vágására. Mérnökként még ha minden CAD-munkát elvégzett és ismeri a kívánt alkatrészek megjelenését, a marógép nem ismeri a használni kívánt maró méretét vagy alakját, illetve az anyag méretének, ill. típus.
A bütyökprogram a Mérnök által CAD-ban létrehozott modellt használja a szerszám anyagban való mozgásának kiszámításához. Ezeket a szerszámpályáknak nevezett mozgásszámításokat a bütyökprogram automatikusan generálja a maximális hatékonyság elérése érdekében. Egyes modern bütykös programok azt is képesek szimulálni a képernyőn, hogy a gép hogyan használja az Ön által választott szerszámot anyagok vágására. Ahelyett, hogy újra és újra vágási teszteket végezne tényleges szerszámgépeken, megtakaríthatja a szerszámkopást, a feldolgozási időt és az anyagfelhasználást.
A modern CAD eredete 1957-re tehető. A Patrick J. Hanratty informatikus által kifejlesztett Pronto nevű programot a cad/cam atyjaként ismerik el. 1971-ben kifejlesztette a széles körben használt Adam programot is, amely egy FORTRAN nyelven írt interaktív grafikai tervező, rajzoló és gyártási rendszer, amely a platformok közötti mindenhatóságot célozza meg. „Az iparági elemzők becslése szerint a ma elérhető összes 3-D Mechanical cad/cam rendszer 70%-a Hanratty eredeti kódjára vezethető vissza” – mondta a Kaliforniai Egyetem Irvine, ahol a kutatást akkoriban végezte.
1967 körül Patrick J. Hanratty az integrált áramkörű (CADIC) számítógépek számítógéppel segített tervezésének szentelte magát.
1960-ban a Hanratty két programja között fejlesztették ki Ivan Sutherland Sketchpad úttörő programját, amely az első program volt, amely teljes grafikus felhasználói felületet használt.
Érdemes megjegyezni, hogy az Autodesk által 1982-ben elindított AutoCAD az első 2D CAD program, amely kifejezetten személyi számítógépekre, nem pedig nagyszámítógépekre készült. 1994-re az AutoCAD R13 kompatibilissé tette a programot a 3D tervezéssel. 1995-ben jelent meg a SolidWorks azzal az egyértelmű céllal, hogy szélesebb közönség számára megkönnyítse a CAD-tervezést, majd 1999-ben megjelent az Autodesk Inventor, amely intuitívabbá vált.
Az 1980-as évek közepén egy népszerű, skálázható grafikus AutoCAD bemutató megmutatta Naprendszerünket 1: 1 kilométer alatt. Még a Holdon is nagyíthat, és elolvashatja az Apollo Lunar Lander plakkját.
Lehetetlen a CNC-gépek fejlesztéséről beszélni anélkül, hogy ne tisztelegnénk a szoftverkészítők előtt, akik elkötelezettek a digitális tervezés belépési küszöbének csökkentése és annak minden készségszinten alkalmazhatóvá tétele mellett. Jelenleg az Autodesk Fusion 360 élen jár. (a hasonló szoftverekhez, mint a Mastercam, az UGNX és a PowerMILL, ezt a nagy teljesítményű cad/cam szoftvert még nem nyitották meg Kínában.) ez „az első 3D CAD, cam és CAE eszköz a maga nemében, amely összekapcsolhatja a teljes termékfejlesztést Folyamat egy felhőalapú platformon, amely alkalmas PC, Mac és mobil eszközökre. ” Ez a hatalmas szoftvertermék ingyenes a hallgatók, az oktatók, a képzett induló vállalkozások és az amatőrök számára.
Korai kompakt CNC szerszámgépek
A kompakt CNC szerszámgépek egyik úttörőjeként és őseként Ted Hall, a shopbot eszközök alapítója a Duke Egyetem idegtudományi professzora volt. Szabadidejében szívesen készít rétegelt lemezből készült hajókat. Olyan szerszámot keresett, amivel könnyen vágható rétegelt lemez, de akkoriban még a CNC marógépek használatának ára is meghaladta az 50 000 dollárt. 1994-ben egy csoportnak megmutatta műhelyében az általa tervezett kompakt malmot, így indult el a cég útja.
Gyáritól asztali gépig: MTM snap
2001-ben a Massachusetts Institute of Technology (MIT) új bit- és atomközpontot hozott létre, amely az MIT Media Laboratory testvérlaboratóriuma, és a látnok Neil Gershenfeld professzor vezeti. Gershenfeldet a Fab Lab (Manufacturing Laboratory) koncepció egyik alapítójaként tartják számon. A Nemzeti Tudományos Alapítvány 13,75 millió dolláros információtechnológiai kutatási díjának támogatásával a bit and atom Center (CBA) segítséget kért egy kis stúdióhálózat létrehozásához, amely személyes digitális gyártási eszközöket biztosít a nyilvánosság számára.
Ezt megelőzően, 1998-ban Gershenfeld „hogyan készítsünk (majdnem) bármit” címmel tanfolyamot nyitott a Massachusetts Institute of Technology-ban, hogy a műszaki hallgatókat megismertesse a drága ipari gyártógépekkel, de kurzusa különböző hátterű hallgatókat vonzott, beleértve a művészetet és a tervezést. és az építészet. Ez lett a személyes digitális gyártási forradalom alapja.
A CBA egyik megszületett projektje az ostyagyári laboratóriumokban használható gyors prototípusok fejlesztésére fókuszáló gépek (MTM). A projektben megszületett gépek egyike az MTM snap asztali CNC marógép, amelyet Jonathan ward, Nadya peek és David Mellis hallgatók készítettek 2011-ben. Nagy teherbírású snap HDPE műanyag (konyhai vágódeszkából vágva) felhasználásával egy nagy shopbot CNC-n. Millinggép, ez a 3 tengelyes marógép olcsó Arduino mikrovezérlőn fut, és pontosan meg lehet menni mindent a PCB-től hab és fa. Ugyanakkor az asztalra van felszerelve, hordozható és megfizethető.
Abban az időben, bár néhány CNC marógép -gyártó, mint például a Shopbot és az Epilog, megpróbálták kiadni a marógépek kisebb és olcsóbb asztali verzióit, ezek még mindig meglehetősen drágák voltak.
Az MTM snap játéknak tűnik, de teljesen megváltoztatta az asztali marást.
Az igazi Fab Lab szellemében az MTM snap csapata meg is osztotta anyagjegyzékét, hogy Ön is elkészíthesse.
Nem sokkal az MTM snap létrehozása után a csapat tagja, Jonathan ward Mike Estee és Forrest green mérnökökkel, valamint Danielle Applestone anyagtudóssal dolgozott együtt a DARPA által finanszírozott mentor nevű projektben (gyártási kísérlet és promóció), hogy „a 21. századot szolgáljuk”.
A csapat a San Francisco-i otherlabnál dolgozott, újrakombinálta és újra megvizsgálta az MTM snap szerszámgép tervezését azzal a céllal, hogy elfogadható áron, pontossággal és könnyen használható asztali CNC marógépet gyártsanak. Elnevezték othermillnek, ami a Bantam tools asztali PCB marógép elődje.
Más malom három generációjának fejlődése
2013 májusában a másik Machine Co. csapata sikeresen elindította a közösségi finanszírozási tevékenységet. Egy hónappal később, júniusban a shopbot tools kampányt indított (szintén sikeres) a handibot nevű hordozható CNC gépért, amelyet közvetlenül a munka weboldalán való használatra terveztek. Ennek a két gépnek a fő tulajdonsága, hogy a hozzá tartozó szoftverek – az otherplan és a fabmo – úgy lettek kialakítva, hogy intuitív, illetve könnyen használható WYSIWYG programokká váljanak, így széles közönség használhatja a CNC-feldolgozást. Nyilvánvaló, hogy amint ezt a két projekt támogatása bizonyítja, a közösség készen áll az ilyen típusú innovációra.
A Handibot ikonikus élénksárga fogantyúja bejelenti a hordozhatóságot.
Folyamatos trend a gyártól az asztali számítógépig
Mióta az első gépet 2013 -ban kereskedelmi felhasználásra kerültek, az asztali digitális gyártási mozgalmat frissítették. A CNC marógépek között ma már minden típusú CNC gép megtalálható a gyáraktól az asztali gépekig, a huzalhajlító gépektől a kötőgépekig, vákuumformázó gépekig, vízsugaras vágógépek, lézervágó gépek stb.
A gyári műhelyekből asztali gépekre átkerült CNC szerszámgépek típusai folyamatosan nőnek.
Az eredetileg az MIT-ben született Fab laboratórium fejlesztési célja a nagy teljesítményű, de drága digitális gyártógépek népszerűsítése, az okos elmék eszközökkel való felvértezése, ötleteik fizikai világba hozatala. Csak tapasztalt emberek szerezhetnek korábbi szakembereket ezekkel az eszközökkel. Az asztali számítógépek gyártási forradalma tovább fejleszti ezt a megközelítést, a Fab laboratóriumoktól a személyes műhelyekig, jelentősen csökkentve a költségeket, miközben megőrzi a professzionális pontosságot.
Amint ez a pálya folytatódik, izgalmas új fejlemények vannak a mesterséges intelligencia (AI) integrálásában az asztali gyártásba és a digitális formatervezésbe. Még látni kell, hogy ezek a fejlemények továbbra is befolyásolják a gyártást és az innovációt, de hosszú utat tettünk a szoba méretű számítógépek korszakától és az erőteljes gyártóeszközöktől, amelyek teljesen a nagy intézményekhez és a vállalatokhoz kötöttek. A hatalom most a mi kezünkben van.
Feladás időpontja: 2022. július 19