Hoe tradisionele meganiese, kamergrootte CNC-masjiene oorgaan na tafelrekenaarmasjiene (soos Bantam-gereedskap-tafelblad-CNC-freesmasjien en Bantam-gereedskap-rekenaar-PCB-freesmasjien) is te danke aan die ontwikkeling van persoonlike rekenaars, mikrobeheerders en ander elektroniese toerustingkomponente. Sonder hierdie ontwikkelings sou kragtige en kompakte CNC-masjiengereedskap vandag nie moontlik wees nie.
Teen 1980, die evolusie van beheer ingenieurswese en die rooster vir die ontwikkeling van elektroniese en rekenaar ondersteuning.
Aanbreek van persoonlike rekenaar
In 1977 is drie "mikrorekenaars" gelyktydig vrygestel - Apple II, troeteldier 2001 en TRS-80 - in Januarie 1980 het byte-tydskrif aangekondig dat "die era van klaargemaakte persoonlike rekenaars aangebreek het". Die ontwikkeling van persoonlike rekenaars is sedertdien vinnig opgegradeer, toe die mededinging tussen apple en IBM geëb en gevloei het.
Teen 1984 het Apple die klassieke Macintosh vrygestel, die eerste massavervaardigde muisaangedrewe persoonlike rekenaar met 'n grafiese gebruikerskoppelvlak (GUI). Macintosh kom met macpaint en macwrite (wat WYSIWYG WYSIWYG-toepassings gewild maak). Die volgende jaar, deur samewerking met Adobe, is 'n nuwe grafiese program van stapel gestuur, wat die grondslag gelê het vir rekenaargesteunde ontwerp (CAD) en rekenaargesteunde vervaardiging (CAM).
Ontwikkeling van CAD en cam programme
Die tussenganger tussen rekenaar- en CNC-masjiengereedskap is twee basiese programme: CAD en nok. Voordat ons in die kort geskiedenis van albei delf, is hier 'n oorsig.
CAD-programme ondersteun die digitale skepping, wysiging en deel van 2D- of 3D-voorwerpe. Die nokprogram laat jou toe om gereedskap, materiaal en ander toestande vir snybewerkings te kies. As ingenieur, al het jy al die CAD-werk voltooi en weet die voorkoms van die onderdele wat jy wil hê, ken die freesmasjien nie die grootte of vorm van die freessnyer wat jy wil gebruik nie, of die besonderhede van jou materiaalgrootte of tipe.
Die nokprogram gebruik die model wat deur die Ingenieur in CAD geskep is om die beweging van die gereedskap in die materiaal te bereken. Hierdie bewegingsberekeninge, wat gereedskappaaie genoem word, word outomaties deur die nokprogram gegenereer om maksimum doeltreffendheid te bereik. Sommige moderne nokprogramme kan ook op die skerm simuleer hoe die masjien die gereedskap van jou keuse gebruik om materiaal te sny. In plaas daarvan om weer en weer toetse op werklike masjiengereedskap te sny, kan dit gereedskapslytasie, verwerkingstyd en materiaalverbruik bespaar.
Die oorsprong van moderne CAD kan teruggevoer word na 1957. Die program genaamd Pronto wat ontwikkel is deur die rekenaarwetenskaplike Patrick J. Hanratty word erken as die vader van cad/cam. In 1971 het hy ook die wyd gebruikte program Adam ontwikkel, wat 'n interaktiewe grafiese ontwerp-, teken- en vervaardigingsisteem is wat in FORTRAN geskryf is, met die oog op kruisplatform almag. "Bedryfsontleders skat dat 70% van alle 3-D Meganiese CAD/cam-stelsels wat vandag beskikbaar is, teruggevoer kan word na Hanratty se oorspronklike kode," het die Universiteit van Kalifornië Irvine gesê, waar hy die navorsing op daardie tydstip gedoen het.
Omstreeks 1967 het Patrick J. Hanratty hom gewy aan die rekenaargesteunde ontwerp van geïntegreerde stroombaan (CADIC) rekenaars.
In 1960 is die baanbrekerprogram Sketchpad van Ivan Sutherland ontwikkel tussen die twee programme van Hanratty, wat die eerste program was wat 'n volledige grafiese gebruikerskoppelvlak gebruik het.
Dit is opmerklik dat AutoCAD, wat in 1982 deur Autodesk bekendgestel is, die eerste 2D CAD-program is spesifiek vir persoonlike rekenaars eerder as hoofraamrekenaars. Teen 1994 het AutoCAD R13 die program versoenbaar gemaak met 3D-ontwerp. In 1995 is SolidWorks vrygestel met die duidelike doel om CAD-ontwerp makliker te maak vir 'n wyer gehoor, en toe is Autodesk Inventor in 1999 bekendgestel, wat meer intuïtief geword het.
In die middel-1980's het 'n gewilde skaalbare grafiese AutoCAD-demo ons sonnestelsel in 1:1 kilometer gewys. Jy kan selfs op die maan inzoom en die gedenkplaat op die Apollo-maanlander lees.
Dit is onmoontlik om oor die ontwikkeling van CNC-masjiene te praat sonder om hulde te bring aan die sagteware-skeppers wat daartoe verbind is om die toegangsdrempel van digitale ontwerp te verminder en dit van toepassing te maak op alle vaardigheidsvlakke. Tans is Autodesk fusion 360 aan die voorpunt. (In vergelyking met soortgelyke sagteware soos Mastercam, UGNX en PowerMILL, is hierdie kragtige CAD/cam-sagteware nie in China oopgemaak nie.) dit is “die eerste 3D CAD, cam en CAE-instrument van sy soort, wat jou hele produkontwikkeling kan verbind verwerk na 'n wolkgebaseerde platform wat geskik is vir rekenaars, MAC en mobiele toestelle." Hierdie kragtige sagtewareproduk is gratis vir studente, opvoeders, gekwalifiseerde beginners en amateurs.
Vroeë kompakte CNC-masjiengereedskap
As een van die pioniers en voorouers van kompakte CNC-masjiengereedskap, was Ted Hall, die stigter van shopbot-gereedskap, 'n professor in Neurowetenskap aan die Duke Universiteit. In sy vrye tyd maak hy graag laaghoutbote. Hy het gesoek na 'n gereedskap wat maklik was om laaghout te sny, maar selfs die prys van die gebruik van CNC-freesmasjiene het destyds $50 000 oorskry. In 1994 het hy vir 'n groep mense die kompakte meule wat hy ontwerp het in sy werkswinkel gewys en sodoende die maatskappy se reis begin.
Van fabriek tot lessenaar: MTM snap
In 2001 het die Massachusetts Institute of Technology (MIT) 'n nuwe bis- en atoomsentrum gestig, wat die susterlaboratorium van die MIT Media Laboratory is, en onder leiding van die visioenêre professor Neil Gershenfeld. Gershenfeld word beskou as een van die stigters van die Fab Lab (Manufacturing Laboratory) konsep. Met die ondersteuning van die US $13,75 miljoen inligtingstegnologie-navorsingstoekenning van die National Science Foundation, het die bit and atom Centre (CBA) hulp begin soek om 'n klein ateljeenetwerk te skep om die publiek van persoonlike digitale vervaardigingsinstrumente te voorsien.
Voor dit, in 1998, het Gershenfeld 'n kursus genaamd "hoe om (byna) enigiets te maak" by die Massachusetts Institute of Technology geopen om tegniese studente aan duur industriële vervaardigingsmasjiene bekend te stel, maar sy kursus het studente van verskillende agtergronde gelok, insluitend kuns, ontwerp en argitektuur. Dit het die grondslag geword van die persoonlike digitale vervaardigingsrevolusie.
Een van die projekte wat uit CBA gebore is, is masjiene wat maak (MTM), wat fokus op die ontwikkeling van vinnige prototipes wat in waferfabrieklaboratoriums gebruik kan word. Een van die masjiene wat in hierdie projek gebore is, is die MTM snap desktop CNC freesmasjien wat deur studente Jonathan wyk, Nadya peek en David Mellis in 2011 geskep is. Gebruik swaardiens snap HDPE plastiek (uit die kombuis snyplank gesny) op 'n groot shopbot CNC freesmasjien, hierdie 3-as freesmasjien werk op 'n laekoste Arduino mikrobeheerder, en kan alles akkuraat frees van PCB tot skuim en hout. Terselfdertyd is dit op die lessenaar geïnstalleer, draagbaar en bekostigbaar.
Op daardie tydstip, hoewel sommige vervaardigers van CNC freesmasjiene soos shopbot en epilog probeer het om kleiner en goedkoper rekenaarweergawes van freesmasjiene vry te stel, was hulle nog steeds redelik duur.
MTM snap lyk soos 'n speelding, maar dit het die werkskermfrees heeltemal verander.
In die gees van 'n ware Fab Lab het die MTM-snap-span selfs hul materiaalstuk gedeel sodat jy dit self kan maak.
Kort na die skepping van MTM snap, het spanlid Jonathan Ward saam met ingenieurs Mike Estee en Forrest green en materiaalwetenskaplike Danielle applestone gewerk om 'n DARPA-befondsde projek genaamd mentor (vervaardigingseksperiment en bevordering) uit te voer om "die 21ste eeu te dien."
Die span het by otherlab in San Francisco gewerk, die ontwerp van MTM-snapmasjiengereedskap herkombineer en herondersoek, met die doel om 'n tafelrekenaar CNC-freesmasjien te vervaardig met redelike prys, akkuraatheid en gebruiksgemak. Hulle het dit othermill genoem, wat die voorganger is van Bantam tools desktop PCB freesmasjien.
Evolusie van drie generasies van ander meul
In Mei 2013 het die span van ander masjien Co. suksesvol 'n skarebefondsingsaktiwiteit van stapel gestuur. 'n Maand later, in Junie, het shopbot-gereedskap 'n veldtog (ook suksesvol) geloods vir 'n draagbare CNC-masjien genaamd handibot, wat ontwerp is om direk op die werkwebwerf gebruik te word. Die hoofkwaliteit van hierdie twee masjiene is dat die meegaande sagteware – otherplan en fabmo – ontwerp is om onderskeidelik intuïtiewe en maklik-om-te gebruik WYSIWYG-programme te word, sodat 'n wye gehoor CNC-verwerking kan gebruik. Uiteraard, soos die ondersteuning van hierdie twee projekte bewys, is die gemeenskap gereed vir hierdie tipe innovasie.
Handibot se ikoniese heldergeel handvatsel kondig sy draagbaarheid aan.
Deurlopende neiging van fabriek tot lessenaar
Sedert die eerste masjien in kommersiële gebruik in 2013 in gebruik geneem is, is die rekenaar digitale vervaardigingsbeweging opgegradeer. CNC freesmasjiene sluit nou alle soorte CNC-masjiene in van fabrieke tot tafelrekenaars, van draadbuigmasjiene tot breimasjiene, vakuumvormmasjiene, waterstraal-snymasjiene, lasersnymasjiene, ens.
Die tipes CNC-masjiengereedskap wat van fabriekswerkswinkels na tafelrekenaars oorgedra word, groei geleidelik.
Die ontwikkelingsdoelwit van die Fab-laboratorium, wat oorspronklik by MIT gebore is, is om kragtige maar duur digitale vervaardigingsmasjiene te populariseer, slim gedagtes met gereedskap te bewapen en hul idees in die fisiese wêreld te bring. Slegs ervare mense kan voormalige professionele persone met hierdie gereedskap kry. Nou bevorder die rekenaarvervaardigingsrevolusie hierdie benadering verder, van Fab-laboratoriums tot persoonlike werkswinkels, deur koste aansienlik te verminder terwyl professionele akkuraatheid gehandhaaf word.
Soos hierdie trajek voortduur, is daar opwindende nuwe ontwikkelings in die integrasie van kunsmatige intelligensie (AI) in rekenaarvervaardiging en digitale ontwerp. Hoe hierdie ontwikkelings voortgaan om vervaardiging en innovasie te raak, moet nog gesien word, maar ons het 'n lang pad gekom van die era van kamergrootte rekenaars en kragtige vervaardigingsinstrumente wat heeltemal gebonde is aan groot instellings en maatskappye. Mag is nou in ons hande.
Postyd: 19 Julie 2022