Hvordan traditionelle mekaniske CNC-maskiner i rumstørrelse går over til desktopmaskiner (såsom Bantam tools desktop CNC fræsemaskine og Bantam tools desktop PCB fræser) skyldes udviklingen af personlige computere, mikrocontrollere og andre elektroniske udstyrskomponenter. Uden disse udviklinger ville kraftfulde og kompakte CNC-værktøjsmaskiner ikke være mulige i dag.
I 1980, udviklingen af kontrolteknik og tidsplanen for udvikling af elektronisk og computerstøtte.
Dawn of personlig computer
I 1977 blev tre "mikrocomputere" frigivet samtidigt - Apple II, pet 2001 og TRS-80 - i januar 1980 annoncerede byte magazine, at "æraen med færdiglavede personlige computere er ankommet". Udviklingen af personlige computere er blevet hurtigt opgraderet siden da, hvor konkurrencen mellem apple og IBM ebbede ud og flød.
I 1984 udgav Apple den klassiske Macintosh, den første masseproducerede musedrevne personlige computer med en grafisk brugergrænseflade (GUI). Macintosh leveres med macpaint og macwrite (som populariserer WYSIWYG WYSIWYG-applikationer). Året efter blev der gennem samarbejde med Adobe lanceret et nyt grafikprogram, der lagde grundlaget for computerstøttet design (CAD) og computerstøttet fremstilling (CAM).
Udvikling af CAD og cam programmer
Mellemleddet mellem computer og CNC-værktøjsmaskine er to grundlæggende programmer: CAD og cam. Før vi dykker ned i den korte historie om begge, er her en oversigt.
CAD-programmer understøtter digital oprettelse, modifikation og deling af 2D- eller 3D-objekter. Knastprogrammet giver dig mulighed for at vælge værktøjer, materialer og andre forhold til skæreoperationer. Som ingeniør, selvom du har gennemført alt CAD-arbejdet og kender udseendet af de dele, du ønsker, kender fræsemaskinen ikke størrelsen eller formen på den fræser, du vil bruge, eller detaljerne om din materialestørrelse eller type.
Knastprogrammet bruger den model, som Ingeniøren har skabt i CAD, til at beregne værktøjets bevægelse i materialet. Disse bevægelsesberegninger, kaldet værktøjsbaner, genereres automatisk af knastprogrammet for at opnå maksimal effektivitet. Nogle moderne cam-programmer kan også simulere på skærmen, hvordan maskinen bruger det valgte værktøj til at skære materialer. I stedet for at skære tests på egentlige værktøjsmaskiner igen og igen, kan det spare værktøjsslid, bearbejdningstid og materialeforbrug.
Oprindelsen af moderne CAD kan spores tilbage til 1957. Programmet ved navn Pronto udviklet af datalogen Patrick J. Hanratty er anerkendt som faderen til cad/cam. I 1971 udviklede han også det meget brugte program Adam, som er et interaktivt grafisk design, tegning og fremstillingssystem skrevet i FORTRAN, der sigter mod almagt på tværs af platforme. "Brancheanalytikere anslår, at 70% af alle 3D Mekaniske cad/cam-systemer, der er tilgængelige i dag, kan spores tilbage til Hanrattys originale kode," sagde University of California Irvine, hvor han udførte forskningen på det tidspunkt.
Omkring 1967 helligede Patrick J. Hanratty sig til computerstøttet design af integrerede kredsløb (CADIC) computere.
I 1960 blev det banebrydende program Sketchpad af Ivan Sutherland udviklet mellem de to programmer fra Hanratty, som var det første program, der brugte en fuld grafisk brugergrænseflade.
Det er værd at bemærke, at AutoCAD, lanceret af Autodesk i 1982, er det første 2D CAD-program specifikt til personlige computere frem for mainframe-computere. I 1994 gjorde AutoCAD R13 programmet kompatibelt med 3D-design. I 1995 udkom SolidWorks med det klare formål at gøre CAD-design lettere for et bredere publikum, og så blev Autodesk Inventor lanceret i 1999, som blev mere intuitivt.
I midten af 1980'erne viste en populær skalerbar grafisk AutoCAD-demo vores solsystem i 1:1 kilometer. Du kan endda zoome ind på månen og læse plaketten på Apollo månelanderen.
Det er umuligt at tale om udviklingen af CNC-maskiner uden at hylde softwareskaberne, der er forpligtet til at reducere indgangstærsklen for digitalt design og gøre det anvendeligt på alle færdighedsniveauer. På nuværende tidspunkt er Autodesk fusion 360 i front. (sammenlignet med lignende software såsom Mastercam, UGNX og PowerMILL, er denne kraftfulde cad/cam software ikke blevet åbnet i Kina.) det er "det første 3D CAD, cam og CAE værktøj af sin art, som kan forbinde hele din produktudvikling proces til en cloud-baseret platform velegnet til pc, MAC og mobile enheder." Dette kraftfulde softwareprodukt er gratis for studerende, undervisere, kvalificerede nystartede virksomheder og amatører.
Tidlig kompakte CNC-værktøjsmaskiner
Som en af pionererne og forfædrene til kompakte CNC-værktøjsmaskiner var Ted Hall, grundlæggeren af shopbot-værktøjer, professor i neurovidenskab ved Duke University. I sin fritid kan han godt lide at lave krydsfinerbåde. Han ledte efter et værktøj, der var let at skære i krydsfiner, men selv prisen for at bruge CNC fræsemaskiner på det tidspunkt oversteg $50.000. I 1994 viste han en gruppe mennesker den kompakte mølle, han designede på sit værksted, og startede dermed virksomhedens rejse.
Fra fabrik til desktop: MTM snap
I 2001 etablerede Massachusetts Institute of Technology (MIT) et nyt bit- og atomcenter, som er søsterlaboratoriet til MIT Media Laboratory, og ledes af den visionære professor Neil Gershenfeld. Gershenfeld anses for at være en af grundlæggerne af Fab Lab-konceptet (Manufacturing Laboratory). Med støtte fra US $ 13,75 millioner informationsteknologiforskningsprisen fra National Science Foundation begyndte bit and atom Center (CBA) at søge hjælp til at skabe et lille studienetværk for at give offentligheden personlige digitale produktionsværktøjer.
Forinden åbnede Gershenfeld i 1998 et kursus kaldet "hvordan man laver (næsten) hvad som helst" på Massachusetts Institute of Technology for at introducere tekniske studerende til dyre industrielle fremstillingsmaskiner, men hans kursus tiltrak studerende fra forskellige baggrunde, herunder kunst, design og arkitektur. Dette er blevet grundlaget for den personlige digitale fremstillingsrevolution.
Et af projekterne født af CBA er machines that make (MTM), som fokuserer på udviklingen af hurtige prototyper, der kan bruges i waferfabrikkens laboratorier. En af maskinerne, der er født i dette projekt, er MTM snap desktop CNC fræsemaskine skabt af studerende Jonathan ward, Nadya peek og David Mellis i 2011. Ved hjælp af kraftig snap HDPE plastik (skåret fra køkkenskærebrættet) på en stor shopbot CNC fræsemaskine, kører denne 3-akse fræser på en billig Arduino mikrocontroller, og kan præcist fræse alt fra PCB til skum og træ. Samtidig er den installeret på skrivebordet, bærbar og overkommelig.
På det tidspunkt, selvom nogle CNC-fræsemaskineproducenter som shopbot og epilog forsøgte at frigive mindre og billigere desktopversioner af fræsemaskiner, var de stadig ret dyre.
MTM snap ligner et stykke legetøj, men det har fuldstændig ændret desktop fræsning.
I ånden af et ægte Fab Lab delte MTM snap-teamet endda deres stykliste, så du kan lave det selv.
Kort efter oprettelsen af MTM snap arbejdede teammedlem Jonathan Ward sammen med ingeniørerne Mike Estee og Forrest green og materialeforsker Danielle applestone for at udføre et DARPA-finansieret projekt kaldet mentor (fremstillingseksperiment og promovering) for at "tjene det 21. århundrede."
Holdet arbejdede på otherlab i San Francisco, rekombinerede og genundersøgte designet af MTM snap værktøjsmaskine med det mål at fremstille en stationær CNC fræsemaskine med rimelig pris, nøjagtighed og brugervenlighed. De kaldte den othermill, som er forgængeren til Bantam tools desktop PCB fræser.
Udvikling af tre generationer af andre møller
I maj 2013 lancerede teamet fra Other Machine Co. med succes en crowdfunding-aktivitet. En måned senere, i juni, lancerede shopbot-værktøjer en kampagne (også vellykket) for en bærbar CNC-maskine kaldet handibot, som er designet til at blive brugt direkte på arbejdshjemmesiden. Hovedkvaliteten ved disse to maskiner er, at den medfølgende software – otherplan og fabmo – er designet til at blive henholdsvis intuitive og letanvendelige WYSIWYG-programmer, så et bredt publikum kan bruge CNC-behandling. Det er klart, som støtten fra disse to projekter viser, at samfundet er klar til denne type innovation.
Handibots ikoniske lyse gule håndtag annoncerer dens bærbarhed.
Kontinuerlig trend fra fabrik til desktop
Siden den første maskine blev taget i kommerciel brug i 2013, er den digitale fremstillingsbevægelse til desktop blevet opgraderet. CNC fræsemaskiner omfatter nu alle typer CNC-maskiner fra fabrikker til desktops, fra trådbukkemaskiner til strikkemaskiner, vakuumformemaskiner, vandstråleskæremaskiner, laserskæremaskiner osv.
De typer af CNC-værktøjsmaskiner, der overføres fra fabriksværksteder til desktops, vokser støt.
Udviklingsmålet for Fab-laboratoriet, der oprindeligt blev født på MIT, er at popularisere kraftfulde, men dyre digitale produktionsmaskiner, bevæbne smarte sind med værktøjer og bringe deres ideer ind i den fysiske verden. Kun erfarne folk kan få tidligere fagfolk med disse værktøjer. Nu fremmer revolutionen inden for desktopfremstilling denne tilgang yderligere, fra Fab-laboratorier til personlige værksteder, ved at reducere omkostningerne betydeligt og samtidig bevare professionel nøjagtighed.
Mens denne bane fortsætter, er der spændende nye udviklinger inden for integration af kunstig intelligens (AI) i desktop-fremstilling og digitalt design. Hvordan denne udvikling fortsætter med at påvirke produktion og innovation skal vise sig, men vi er nået langt fra æraen med rumstørrelse computere og kraftfulde produktionsværktøjer fuldstændig bundet til store institutioner og virksomheder. Magten er nu i vores hænder.
Indlægstid: 19-jul-2022