To, ako tradičné mechanické, izbové CNC stroje prechádzajú na stolové stroje (ako je stolná CNC frézka Bantam tools a stolná frézka PCB Bantam tools), je spôsobené vývojom osobných počítačov, mikrokontrolérov a iných komponentov elektronických zariadení. Bez tohto vývoja by dnes výkonné a kompaktné CNC obrábacie stroje neboli možné.
Do roku 1980 vývoj riadiaceho inžinierstva a časový harmonogram vývoja elektronickej a počítačovej podpory.
Úsvit osobného počítača
V roku 1977 boli súčasne vydané tri „mikropočítače“ – Apple II, pet 2001 a TRS-80 – v januári 1980 časopis byte oznámil, že „nastala éra hotových osobných počítačov“. Vývoj osobných počítačov sa odvtedy rapídne zlepšil, keď konkurencia medzi Apple a IBM slabla a plynula.
V roku 1984 spoločnosť Apple uviedla na trh klasický Macintosh, prvý masovo vyrábaný osobný počítač poháňaný myšou s grafickým užívateľským rozhraním (GUI). Macintosh prichádza s macpaint a macwrite (ktoré popularizujú WYSIWYG WYSIWYG aplikácie). Nasledujúci rok bol vďaka spolupráci s adobe spustený nový grafický program, ktorý položil základy počítačom podporovaného dizajnu (CAD) a počítačom podporovanej výroby (CAM).
Vývoj CAD a vačkových programov
Prostredníkom medzi počítačom a CNC obrábacím strojom sú dva základné programy: CAD a vačka. Predtým, než sa ponoríme do stručnej histórie oboch, tu je prehľad.
CAD programy podporujú digitálnu tvorbu, úpravu a zdieľanie 2D alebo 3D objektov. Program vačky vám umožňuje vybrať nástroje, materiály a ďalšie podmienky pre rezné operácie. Ako inžinier, aj keď ste dokončili všetky CAD práce a poznáte vzhľad dielov, ktoré chcete, fréza nepozná veľkosť alebo tvar frézy, ktorú chcete použiť, ani podrobnosti o veľkosti vášho materiálu resp. typu.
Program vačky používa model vytvorený inžinierom v CAD na výpočet pohybu nástroja v materiáli. Tieto výpočty pohybu, nazývané dráhy nástroja, sú automaticky generované vačkovým programom, aby sa dosiahla maximálna účinnosť. Niektoré moderné vačkové programy dokážu na obrazovke simulovať aj to, ako stroj používa nástroj podľa vášho výberu na rezanie materiálov. Namiesto opakovaných rezných testov na skutočných obrábacích strojoch môže ušetriť opotrebovanie nástrojov, čas spracovania a spotrebu materiálu.
Pôvod moderného CAD možno vysledovať do roku 1957. Program s názvom Pronto vyvinutý počítačovým vedcom Patrickom J. Hanrattym je uznávaný ako otec cad/cam. V roku 1971 tiež vyvinul široko používaný program Adam, čo je interaktívny grafický dizajnový, kresliaci a výrobný systém napísaný vo FORTRANe, zameraný na všemocnosť medzi platformami. „Priemyselní analytici odhadujú, že 70 % všetkých 3D mechanických CAD/CAM systémov, ktoré sú dnes k dispozícii, možno vysledovať späť k pôvodnému kódu Hanrattyho,“ uviedla Kalifornská univerzita v Irvine, kde v tom čase viedol výskum.“
Okolo roku 1967 sa Patrick J. Hanratty venoval počítačom podporovanému návrhu počítačov s integrovanými obvodmi (CADIC).
V roku 1960 bol medzi dvoma programami Hanratty vyvinutý priekopnícky program Sketchpad Ivana Sutherlanda, ktorý bol prvým programom, ktorý používal plne grafické používateľské rozhranie.
Stojí za zmienku, že AutoCAD, spustený spoločnosťou Autodesk v roku 1982, je prvým 2D CAD programom špeciálne pre osobné počítače a nie pre sálové počítače. V roku 1994 AutoCAD R13 spravil program kompatibilný s 3D návrhom. V roku 1995 bol vydaný SolidWorks s jasným cieľom uľahčiť navrhovanie CAD širšiemu publiku a potom bol v roku 1999 spustený Autodesk Inventor, ktorý sa stal intuitívnejším.
V polovici 80-tych rokov populárna škálovateľná grafická ukážka AutoCADu ukázala našu slnečnú sústavu v kilometri 1:1. Môžete si dokonca priblížiť Mesiac a prečítať si plaketu na lunárnom landeri Apollo.
Nie je možné hovoriť o vývoji CNC strojov bez toho, aby sme vzdali hold tvorcom softvéru, ktorí sa zaviazali znížiť vstupný prah digitálneho dizajnu a urobiť ho použiteľným pre všetky úrovne zručností. V súčasnosti je Autodesk fusion 360 v popredí. (v porovnaní s podobným softvérom, ako sú Mastercam, UGNX a PowerMILL, tento výkonný cad/cam softvér nebol otvorený v Číne.) je to „prvý 3D CAD, cam a CAE nástroj svojho druhu, ktorý dokáže prepojiť celý váš vývoj produktu proces na cloudovú platformu vhodnú pre PC, MAC a mobilné zariadenia.“ Tento výkonný softvérový produkt je zadarmo pre študentov, pedagógov, kvalifikovaných začínajúcich podnikateľov a amatérov.
Skoré kompaktné CNC obrábacie stroje
Ako jeden z priekopníkov a predkov kompaktných CNC obrábacích strojov bol Ted hall, zakladateľ nástrojov pre robotníkov, profesorom neurovedy na Duke University. Vo voľnom čase rád vyrába člny z preglejky. Hľadal nástroj, ktorý by sa dal ľahko rezať preglejkou, ale aj cena za použitie CNC fréz v tom čase presiahla 50 000 dolárov. V roku 1994 ukázal skupine ľudí kompaktný mlyn, ktorý navrhol vo svojej dielni, čím začal cestu spoločnosti.
Z továrne na desktop: MTM snap
V roku 2001 založil Massachusetts Institute of Technology (MIT) nové centrum bitov a atómov, ktoré je sesterským laboratóriom MIT Media Laboratory a vedie ho vizionársky profesor Neil Gershenfeld. Gershenfeld je považovaný za jedného zo zakladateľov konceptu Fab Lab (Manufacturing Laboratory). S podporou 13,75 milióna amerických dolárov za výskum informačných technológií od Národnej vedeckej nadácie začalo centrum bitov a atómov (CBA) hľadať pomoc pri vytváraní siete malých štúdií, ktoré by verejnosti poskytli osobné nástroje digitálnej výroby.
Predtým, v roku 1998, Gershenfeld otvoril kurz s názvom „ako vyrobiť (takmer) čokoľvek“ na technologickom inštitúte v Massachusetts, aby študentom techniky predstavil drahé priemyselné výrobné stroje, ale jeho kurz priťahoval študentov z rôznych prostredí vrátane umenia a dizajnu. a architektúra. To sa stalo základom revolúcie osobnej digitálnej výroby.
Jedným z projektov zrodených z CBA sú stroje na výrobu (MTM), ktoré sa zameriavajú na vývoj rýchlych prototypov, ktoré možno použiť v laboratóriách továrne na doštičky. Jedným zo strojov zrodených v tomto projekte je stolová CNC frézka MTM snap, ktorú vytvorili študenti Jonathan ward, Nadya Peek a David Mellis v roku 2011. Použitie vysoko odolného plastu HDPE (vyrezaného z kuchynskej dosky na krájanie) na veľkom dielenskom CNC frézka, táto 3-osová frézka beží na lacnom mikrokontroléri Arduino a dokáže presne frézovať všetko od PCB po penu a drevo. Zároveň je nainštalovaný na ploche, prenosný a cenovo dostupný.
V tom čase, aj keď sa niektorí výrobcovia CNC frézok ako shopbot a epilog snažili vydať menšie a lacnejšie desktopové verzie frézok, boli stále dosť drahé.
MTM snap vyzerá ako hračka, no úplne zmenil stolové frézovanie.
V duchu skutočného Fab Lab sa tím MTM snap dokonca podelil o svoj zoznam materiálov, takže si ho môžete vyrobiť sami.
Krátko po vytvorení MTM snap spolupracoval člen tímu Jonathan ward s inžiniermi Mikeom Esteem a Forrestom greenom a materiálovou vedkyňou Danielle applestoneovou na realizácii projektu financovaného agentúrou DARPA s názvom mentor (výrobný experiment a propagácia), ktorý má „slúžiť 21. storočiu“.
Tím pracoval v inom laboratóriu v San Franciscu, rekombinoval a znovu preskúmal dizajn MTM snap obrábacieho stroja s cieľom vyrobiť stolnú CNC frézku s rozumnou cenou, presnosťou a jednoduchosťou použitia. Pomenovali ho othermill, čo je predchodca stolovej frézky na PCB Bantam tools.
Evolúcia troch generácií iného mlyna
V máji 2013 tím spoločnosti other machine Co. úspešne spustil crowdfundingovú aktivitu. O mesiac neskôr, v júni, spustili shopbot tools kampaň (tiež úspešnú) na prenosný CNC stroj s názvom handibot, ktorý je určený na použitie priamo na pracovnom webe. Hlavnou kvalitou týchto dvoch strojov je, že sprievodný softvér – otherplan a fabmo – sú navrhnuté tak, aby sa stali intuitívnymi a ľahko použiteľnými programami WYSIWYG, takže CNC spracovanie môže využívať široké publikum. Je zrejmé, že ako dokazuje podpora týchto dvoch projektov, komunita je na tento typ inovácie pripravená.
Ikonická jasne žltá rukoväť Handibot oznamuje jeho prenosnosť.
Nepretržitý trend od továrne po desktop
Od uvedenia prvého stroja do komerčného využitia v roku 2013 bol počítačový digitálny výrobný stroj vylepšený. CNC frézky teraz zahŕňajú všetky typy CNC strojov od tovární po stolové počítače, od ohýbačiek drôtu po pletacie stroje, vákuové tvarovacie stroje, stroje na rezanie vodným lúčom, laserové rezacie stroje atď.
Typy CNC obrábacích strojov prenášaných z továrenských dielní na stolové počítače neustále rastú.
Cieľom vývoja laboratória Fab, ktoré sa pôvodne zrodilo na MIT, je popularizovať výkonné, ale drahé digitálne výrobné stroje, vyzbrojiť inteligentné mysle nástrojmi a priniesť ich nápady do fyzického sveta. Len skúsení ľudia môžu pomocou týchto nástrojov získať minulých profesionálov. Teraz revolúcia výroby stolných počítačov tento prístup ďalej posúva, od laboratórií Fab až po osobné dielne, a to výrazným znížením nákladov pri zachovaní profesionálnej presnosti.
Ako táto trajektória pokračuje, dochádza k vzrušujúcemu novému vývoju v integrácii umelej inteligencie (AI) do výroby stolných počítačov a digitálneho dizajnu. To, ako tento vývoj naďalej ovplyvní výrobu a inovácie, sa ešte len uvidí, ale od éry počítačov veľkosti miestnosti a výkonných výrobných nástrojov, ktoré sú úplne viazané na veľké inštitúcie a spoločnosti, sme prešli dlhú cestu. Sila je teraz v našich rukách.
Čas odoslania: 19. júla 2022