See, kuidas traditsioonilised mehaanilised, ruumisuurused CNC-masinad lähevad üle lauaarvutitele (nagu Bantam tools lauaarvuti CNC freespink ja Bantam tools lauaarvuti PCB freespink), tuleneb personaalarvutite, mikrokontrollerite ja muude elektroonikaseadmete komponentide arendamisest. Ilma nende arendusteta poleks võimsad ja kompaktsed CNC-tööpingid tänapäeval võimalikud.
1980. aastaks juhtimistehnika areng ning elektroonilise ja arvutitoe arendamise ajakava.
Personaalarvuti koidik
1977. aastal ilmus korraga kolm “mikroarvutit” – Apple II, pet 2001 ja TRS-80 – 1980. aasta jaanuaris teatas byte ajakiri, et “kätte on jõudnud valmis personaalarvutite ajastu”. Personaalarvutite areng on sellest ajast alates kiiresti arenenud, kui konkurents Apple'i ja IBM-i vahel vaibus ja voolas.
1984. aastaks andis Apple välja klassikalise Macintoshi, esimese graafilise kasutajaliidese (GUI) masstoodetud hiirtel töötava personaalarvuti. Macintoshiga on kaasas macpaint ja macwrite (mis populariseerivad WYSIWYG WYSIWYG rakendusi). Järgmisel aastal käivitati koostöös Adobe'iga uus graafikaprogramm, mis pani aluse arvutipõhisele disainile (CAD) ja arvutipõhisele tootmisele (CAM).
CAD- ja cam-programmide arendamine
Vahendajaks arvuti ja CNC-tööpinkide vahel on kaks põhiprogrammi: CAD ja nukk. Enne mõlema lühiajalukku süvenemist on siin ülevaade.
CAD-programmid toetavad 2D- või 3D-objektide digitaalset loomist, muutmist ja jagamist. Nukkprogramm võimaldab valida tööriistu, materjale ja muid lõikeoperatsioonide tingimusi. Insenerina, isegi kui olete kõik CAD-tööd lõpetanud ja teate soovitud detailide välimust, ei tea freespink kasutatava freesi suurust ega kuju ega teie materjali suuruse üksikasju või tüüp.
Nukkprogramm kasutab Inseneri CAD-is loodud mudelit, et arvutada tööriista liikumine materjalis. Need liikumisarvutused, mida nimetatakse tööriistateedeks, genereerib nukkprogramm maksimaalse efektiivsuse saavutamiseks automaatselt. Mõned kaasaegsed nukkprogrammid võivad ekraanil simuleerida ka seda, kuidas masin teie valitud tööriista materjalide lõikamiseks kasutab. Selle asemel, et ikka ja jälle tegelike tööpinkide lõikekatseid teha, võib see säästa tööriista kulumist, töötlemisaega ja materjalikulu.
Kaasaegse CAD-i päritolu saab jälgida aastast 1957. Arvutiteadlase Patrick J. Hanratty välja töötatud programm nimega Pronto on tunnistatud cad/cam isaks. 1971. aastal töötas ta välja ka laialdaselt kasutatava programmi Adam, mis on FORTRANis kirjutatud interaktiivne graafilise disaini, joonistamise ja valmistamise süsteem, mille eesmärk on platvormidevaheline kõikvõimsus. "Tööstusanalüütikud hindavad, et 70% kõigist täna saadaolevatest 3-D mehaanilistest kaadrite/kaamerasüsteemidest on pärit Hanratty algsest koodist," ütles California Irvine'i ülikool, kus ta sel ajal uurimistööd läbi viis.
1967. aasta paiku pühendus Patrick J. Hanratty integraallülitusarvutite (CADIC) arvutipõhisele projekteerimisele.
1960. aastal töötati Hanratty kahe programmi vahel välja Ivan Sutherlandi teedrajav programm Sketchpad, mis oli esimene programm, mis kasutas täielikku graafilist kasutajaliidest.
Väärib märkimist, et Autodeski poolt 1982. aastal käivitatud AutoCAD on esimene 2D CAD-programm, mis on mõeldud pigem personaalarvutitele kui suurarvutitele. 1994. aastaks muutis AutoCAD R13 programmi 3D-disainiga ühilduvaks. 1995. aastal lasti välja SolidWorks selge eesmärgiga muuta CAD-disain laiemale publikule lihtsamaks ning seejärel lasti 1999. aastal turule Autodesk Inventor, mis muutus intuitiivsemaks.
1980. aastate keskel näitas populaarne skaleeritav graafiline AutoCADi demo meie päikesesüsteemi vahega 1:1 kilomeetrit. Saate isegi kuud sisse suumida ja Apollo Kuu maanduril asuvat tahvlit lugeda.
On võimatu rääkida CNC-masinate arendamisest, avaldamata austust tarkvaraloojatele, kes on pühendunud digitaaldisaini sisenemise künnise vähendamisele ja selle rakendatavaks muutmisele kõigil oskustasemetel. Praegu on esirinnas Autodesk fusion 360. (võrreldes sarnaste tarkvaradega, nagu Mastercam, UGNX ja PowerMILL, pole seda võimsat cad/cam tarkvara Hiinas avatud.) see on „esimene omataoline 3D CAD, cam ja CAE tööriist, millega saab ühendada kogu teie tootearenduse protsess pilvepõhisele platvormile, mis sobib PC, MAC ja mobiilseadmete jaoks. See võimas tarkvaratoode on õpilastele, õpetajatele, kvalifitseeritud idufirmadele ja amatööridele tasuta.
Varased kompaktsed CNC-tööpingid
Kompaktsete CNC-tööpinkide ühe pioneeri ja esivanemana oli shopbot-tööriistade asutaja Ted Hall Duke'i ülikooli neuroteaduse professor. Vabal ajal meeldib talle vineerist paate meisterdada. Ta otsis tööriista, mida oli lihtne vineeri lõigata, kuid isegi CNC-freespinkide kasutamise hind ületas tol ajal 50 000 dollarit. 1994. aastal näitas ta oma töökojas seltskonnale oma projekteeritud kompaktveskit, alustades sellega ettevõtte teekonda.
Tehasest töölauale: MTM snap
2001. aastal asutas Massachusettsi Tehnoloogiainstituut (MIT) uue biti- ja aatomikeskuse, mis on MIT meedialabori sõsarlaboratoorium ja mida juhib visionäär professor Neil Gershenfeld. Gershenfeldi peetakse Fab Labi (Tootmislabori) kontseptsiooni üheks rajajaks. Riikliku Teadusfondi 13,75 miljoni USA dollari suuruse infotehnoloogiauuringute auhinna toel hakkas biti- ja atomikeskus (CBA) otsima abi väikese stuudiovõrgu loomiseks, et pakkuda avalikkusele personaalseid digitaalseid tootmistööriistu.
Enne seda, 1998. aastal, avas Gershenfeld Massachusettsi Tehnoloogiainstituudis kursuse "Kuidas (peaaegu) kõike teha", et tutvustada tehnikaüliõpilastele kalleid tööstuslikke tootmismasinaid, kuid tema kursus meelitas kohale erineva taustaga tudengeid, sealhulgas kunsti ja disainiga. ja arhitektuur. Sellest on saanud isikliku digitaalse tootmise revolutsiooni alus.
Üks CBA-st sündinud projekte on masinad, mis valmistavad (MTM), mis keskendub vahvlitehase laborites kasutatavate kiirprototüüpide väljatöötamisele. Üks selles projektis sündinud masinaid on MTM snap lauaarvuti CNC freespink, mille lõid üliõpilased Jonathan ward, Nadya peek ja David Mellis 2011. aastal. Tugeva snap HDPE plasti kasutamine (lõigatud köögi lõikelaualt) suurel shopbotil CNC freespink, see 3-teljeline freespink töötab odava Arduino mikrokontrolleriga ja suudab täpselt freesida kõike alates PCB-st kuni vaht ja puit. Samal ajal on see installitud töölauale, kaasaskantav ja taskukohane.
Kuigi sel ajal üritasid mõned CNC-freespinkide tootjad, nagu shopbot ja epilog, välja anda freespinkide väiksemaid ja odavamaid lauaarvutiversioone, olid need siiski üsna kallid.
MTM snap näeb välja nagu mänguasi, kuid see on täielikult muutnud töölaua freesimist.
Tõelise Fab Labi vaimus jagas MTM snapi meeskond isegi oma materjalide arve, et saaksite selle ise valmistada.
Vahetult pärast MTM-i snapi loomist töötas meeskonnaliige Jonathan ward koos inseneride Mike Estee ja Forrest Greeni ning materjaliteadlase Danielle Applestone'iga, et viia läbi DARPA rahastatud projekt nimega mentor (tootmiskatse ja reklaamimine), et teenida 21. sajandit.
Meeskond töötas San Franciscos asuvas otherlabis, kombineeris ja uuris uuesti MTM-i snap-tööpinkide disaini, eesmärgiga toota mõistliku hinna, täpsuse ja kasutuslihtsusega lauaarvuti CNC-freespink. Nad andsid sellele nimeks othermill, mis on Bantam tools lauaarvuti PCB freespingi eelkäija.
Kolme põlvkonna teise veski areng
2013. aasta mais käivitas muu masinafirma meeskond edukalt ühisrahastustegevuse. Kuu aega hiljem, juunis, käivitas shopbot tools kampaania (samuti edukas) kaasaskantavale CNC-masinale nimega handibot, mis on mõeldud kasutamiseks otse töö veebisaidil. Nende kahe masina peamine kvaliteet seisneb selles, et kaasas olev tarkvara – otherplan ja fabmo – on loodud saama vastavalt intuitiivseteks ja lihtsalt kasutatavateks WYSIWYG-programmideks, et CNC-töötlust saaks kasutada lai publik. Ilmselgelt, nagu nende kahe projekti toetus tõestab, on kogukond seda tüüpi uuendusteks valmis.
Handiboti ikooniline erekollane käepide annab teada selle kaasaskantavusest.
Pidev suundumus tehasest lauaarvutini
Alates esimese masina kommertskasutusse võtmisest 2013. aastal on töölaua digitaalse tootmise liikumist uuendatud. CNC-freespingid hõlmavad nüüd igat tüüpi CNC-pinke tehastest lauaarvutiteni, traadi painutusmasinatest kudumismasinateni, vaakumvormimismasinate, veejoaga lõikamismasinate, laserlõikamismasinateni jne.
CNC-tööpinkide tüübid, mis viiakse tehasetöökodadest lauaarvutitele, kasvavad pidevalt.
Algselt MIT-is sündinud Fab labori arenduseesmärk on populariseerida võimsaid, kuid kalleid digitaalseid tootmismasinaid, varustada nutikaid mõistusi tööriistadega ja viia nende ideed füüsilisse maailma. Ainult kogenud inimesed saavad nende tööriistade abil hankida varasemaid spetsialiste. Nüüd edendab lauaarvutite tootmise revolutsioon seda lähenemisviisi veelgi, alates Fabi laboritest kuni isiklike töökodadeni, vähendades oluliselt kulusid, säilitades samal ajal professionaalse täpsuse.
Selle trajektoori jätkudes on uusi põnevaid arenguid tehisintellekti (AI) integreerimisel lauaarvutite tootmisse ja digitaalse disainiga. Kuidas need arengud tootmist ja innovatsiooni jätkuvalt mõjutavad, tuleb veel näha, kuid oleme jõudnud kaugele toasuuruste arvutite ja võimsate tootmistööriistade ajastust, mis on täielikult seotud suurte asutuste ja ettevõtetega. Võim on nüüd meie kätes.
Postitusaeg: 19. juuli 2022