Наскільки традиційні механічні машини ЧПУ, розміром з кімнати, переходять на настільні машини (наприклад, Bantam Tools Desktop CNC Maph Machine та Machine Machine Machine Marling Delling Tools), пояснюється розробкою персональних комп'ютерів, мікроконтролерів та інших компонентів електронного обладнання. Без цих розробки сьогодні потужні та компактні верстаті з ЧПУ були б неможливими.
До 1980 року еволюція інженерії управління та графік розробки електронної та комп'ютерної підтримки.
Світанок персонального комп’ютера
У 1977 році було випущено три «мікрокомп'ютери»-Apple II, Pet 2001 та TRS-80-у січні 1980 року журнал BYTE оголосив, що «епоха готових персональних комп’ютерів приїхала». Розвиток персональних комп’ютерів швидко оновлюється з тих пір, коли конкуренція між Apple та IBM Ebbed та протікала.
До 1984 року Apple випустила Classic Macintosh, перший масовий виготовлений миша, керований персональним комп'ютером з графічним інтерфейсом користувача (GUI). Macintosh поставляється з MacPaint та MacWrite (які популяризують програми Wysiwyg Wysiwyg). Наступного року, завдяки співпраці з Adobe, була запущена нова графічна програма, яка закладає основу для комп'ютерного дизайну (CAD) та виробництва комп'ютерного допоміжного виробництва (CAM).
Розробка програм CAD та CAM
Посередник між комп'ютером та верстатами з ЧПУ - це дві основні програми: CAD та CAM. Перш ніж ми заглибимось у коротку історію обох, ось огляд.
Програми САПР підтримують цифрове створення, модифікацію та спільний доступ до 2D або 3D об’єктів. Програма CAM дозволяє вибрати інструменти, матеріали та інші умови для різання операцій. Як інженер, навіть якщо ви завершили всю роботу CAD і знаєте зовнішній вигляд деталей, які ви хочете, фрезерна машина не знає розміру або форми фрезерного різака, який ви хочете використовувати, або деталі розміру матеріалу або типу.
Програма CAM використовує модель, створену інженером у CAD для обчислення руху інструменту в матеріалі. Ці обчислення руху, які називаються траєкторіями інструменту, автоматично генеруються програмою кулачка для досягнення максимальної ефективності. Деякі сучасні програми для камер також можуть імітувати на екрані, як машина використовує обраний вами інструмент для різання матеріалів. Замість того, щоб знову і знову випробовувати різання на справжніх верстатах, це може заощадити знос інструменту, час обробки та споживання матеріалу.
Походження сучасного CAD можна простежити ще до 1957 року. Програма під назвою Pronto, розроблена комп'ютерним вченим Патріком Дж. Ханратті, визнана батьком CAD/CAM. У 1971 році він також розробив широко використовувану програму ADAM, яка є інтерактивною системою графічного дизайну, малювання та виготовлення, написаною у Фортран, спрямований на перехресну платформу. "Промислові аналітики оцінюють, що 70% усіх 3-D механічних систем CAD/CAM сьогодні можна простежити до оригінального коду Ханратті",-сказав Каліфорнійський університет Ірвін, де він проводив дослідження в той час ".
Близько 1967 року Патрік Дж. Ханратті присвятив себе комп'ютерній конструкції комп'ютерів інтегрованої схеми (Cadic).
У 1960 році новаторська програма SketchPad Івана Сазерленда була розроблена між двома програмами Hanratty, яка була першою програмою, яка використовувала повний графічний інтерфейс користувача.
Варто зазначити, що AutoCAD, запущений Autodesk в 1982 році, - це перша 2D -програма CAD, спеціально для персональних комп'ютерів, а не комп'ютерів мейнфрейму. До 1994 року AutoCAD R13 зробив програму сумісною з 3D -дизайном. У 1995 році SolidWorks був випущений з чіткою метою полегшити дизайн CAD для широкої аудиторії, а потім Autodesk Inventor був запущений у 1999 році, що стало більш інтуїтивно зрозумілим.
У середині 1980-х популярна масштабована графічна демонстрація AutoCAD показала нашу сонячну систему в 1: 1 кілометрах. Ви навіть можете збільшити масштаб на Місяці і прочитати табличку на Місяці Аполлона Лунар.
Неможливо говорити про розробку машин ЧПУ, не віддаючи данину творцям програмного забезпечення, які прагнуть зменшити поріг входу цифрового дизайну та зробити його застосовним до всіх рівнів майстерності. В даний час Autodesk Fusion 360 знаходиться на передньому плані. (Порівняно з подібним програмним забезпеченням, таким як Mastercam, UGNX та PowerMill, це потужне програмне забезпечення CAD/CAM не було відкрито в Китаї.) Це "перший у своєму роді інструмент 3D CAD, CAM та CAE, який може з'єднати всю вашу розробку продукту Обробіть на хмарну платформу, придатну для ПК, Mac та мобільних пристроїв. " Цей потужний програмний продукт безкоштовний для студентів, викладачів, кваліфікованих стартапів та аматорів.
Ранні компактні верстаті з ЧПУ
Як один із піонерів та предків компактних верстатів з ЧПУ, Тед Холл, засновник Shopbot Tools, був професором нейронауки університету Дюка. У вільний час він любить робити фанерні човни. Він шукав інструмент, який було легко вирізати фанеру, але навіть ціна використання машин для фрезерування ЧПУ на той час перевищила 50000 доларів. У 1994 році він показав групі людей компакт -млин, який він розробив у своїй майстерні, тим самим розпочавши подорож компанії.
Від фабрики до робочого столу: MTM Snap
У 2001 році Массачусетський технологічний інститут (MIT) створив новий центр і атомний центр, який є сестринською лабораторією лабораторії MIT Media, а очолює професор -прозорливий Ніл Гершенфельд. Gershenfeld вважається однією з засновників концепції лабораторії FAB (виробнича лабораторія). Завдяки підтримці нагороди на дослідження інформаційних технологій 13,75 мільйонів доларів США від Національного наукового фонду, Центр Bit та Atom (CBA) почав шукати допомоги для створення невеликої студійної мережі для надання громадськості особистими інструментами цифрового виробництва.
До цього, у 1998 році, Гершенфельд відкрив курс під назвою "Як зробити (майже) в Массачусетському технологічному інституті для ознайомлення технічних студентів з дорогими промисловими виробничими машинами, але його курс залучав студентів з різного походження, включаючи мистецтво, дизайн і архітектура. Це стало основою особистої революції цифрового виробництва.
Одним із проектів, народжених CBA, є машини, які роблять (MTM), які зосереджуються на розробці швидких прототипів, які можуть бути використані в фабричних лабораторіях вафельних виробів. Однією з машин, народжених у цьому проекті, є фрезерна машина MTM Snap Desktop CNC, створена студентами Джонатан Уорд, Надя Пік та Девід Мелліс у 2011 Фрезерна машина, ця 3-осі фрезерна машина працює на недорогий мікроконтролер Arduino, і може точно намілювати все, від друкованої плати до піни та деревини. У той же час він встановлюється на робочому столі, портативному та доступному.
У той час, хоча деякі виробники фрезерних машин з ЧПУ, такі як Shopbot та Epilog, намагалися випустити менші та дешевші настільні версії фрезерних машин, вони все ще були досить дорогими.
MTM Snap виглядає як іграшка, але вона повністю змінила фрезерування на робочому столі.
У дусі справжньої лабораторії Fab, команда MTM Snap навіть поділилася своїми матеріалами, щоб ви могли зробити це самостійно.
Незабаром після створення MTM Snap, член команди Джонатан Уорд працював з інженерами Майком Естеле та вченим Форест Грін та Матеріали Даніель Апплстон, щоб здійснити проект, що фінансується DARPA, під назвою Mentor (експеримент з виробництва та просування), щоб "обслуговувати 21 століття".
Команда працювала в іншихLAB в Сан -Франциско, рекомбінований та переглянув дизайн MTM Snap Machine, з метою виготовлення настільної фрезерної машини з ЧПУ з розумною ціною, точністю та простотою використання. Вони назвали його іншим млином, який є попередником настільної машини для фрезерної плати Bantam Tools.
Еволюція трьох поколінь інших млин
У травні 2013 року команда інших машин Co. успішно розпочала діяльність краудфандингу. Через місяць, у червні, Shopbot Tools розпочав кампанію (також успішну) для портативної машини з ЧПУ під назвою Handibot, яка призначена для використання безпосередньо на веб -сайті роботи. Основна якість цих двох машин полягає в тому, що супровідне програмне забезпечення-інші плани та фабмо-розроблені таким чином, щоб стати інтуїтивно зрозумілими та простими у використанні програм Wysiwyg відповідно, щоб широка аудиторія могла використовувати обробку ЧПУ. Очевидно, що, як підтверджує підтримка цих двох проектів, громада готова до цього типу інновацій.
Емблематична яскраво -жовта ручка Handibot оголошує про свою портативність.
Постійна тенденція від фабрики до робочого столу
Оскільки перша машина була введена в комерційне використання в 2013 році, рух цифрового виробництва настільних ПК був оновлений. Машини фрезерування ЧПУ тепер включають усі типи машин ЧПУ від фабрик до настільних комп'ютерів, від машин для згинання дроту до в'язаних машин, машини для вакуумного формування, машини для різання водних струменів, лазерні різання машини тощо.
Типи верстатів з ЧПУ, що переносяться з заводських семінарів на настільні комп’ютери, постійно зростають.
Мета розвитку лабораторії Fab, спочатку народжена в MIT, - популяризувати потужні, але дорогі цифрові виробничі машини, Arm Smart Hinds з інструментами та ввести свої ідеї у фізичний світ. Тільки досвідчені люди можуть отримати минулих професіоналів з цими інструментами. Тепер революція на робочому столі ще більше просуває цей підхід, від Fab Laboratories до особистих семінарів, значно зменшуючи витрати, зберігаючи професійну точність.
Поки ця траєкторія триває, існують нові захоплюючі розробки в інтеграції штучного інтелекту (AI) у виробництво робочого столу та цифровий дизайн. Як ці розробки продовжують впливати на виробництво та інновації, залишається побачити, але ми пройшли довгий шлях від епохи комп'ютерів розміром з номера та потужних виробничих інструментів, повністю пов'язаних з великими установами та компаніями. Сила зараз в наших руках.
Час публікації: 19 липня 2022 р