Prehod tradicionalnih mehanskih CNC strojev velikosti prostora v namizne stroje (kot sta namizni CNC rezkalni stroj Bantam tools in namizni rezkalni stroj Bantam tools PCB) je posledica razvoja osebnih računalnikov, mikrokontrolerjev in drugih komponent elektronske opreme.Brez tega razvoja zmogljiva in kompaktna CNC strojna orodja danes ne bi bila mogoča.
Do leta 1980 razvoj krmilnega inženiringa in časovni načrt za razvoj elektronske in računalniške podpore.
Zora osebnega računalnika
Leta 1977 so bili izdani trije "mikroračunalniki" hkrati - Apple II, pet 2001 in TRS-80 - januarja 1980 je revija byte objavila, da je "prišla doba konfekcijskih osebnih računalnikov".Razvoj osebnih računalnikov se je od takrat, ko se je konkurenca med jabolkom in IBM-om zmanjšala, hitro pospešila.
Do leta 1984 je Apple izdal klasični Macintosh, prvi množično izdelan osebni računalnik z miško in grafičnim uporabniškim vmesnikom (GUI).Macintosh ima macpaint in macwrite (ki popularizirata aplikacije WYSIWYG WYSIWYG).Naslednje leto so v sodelovanju z adobe lansirali nov grafični program, ki je postavil temelje za računalniško podprto načrtovanje (CAD) in računalniško podprto proizvodnjo (CAM).
Razvoj CAD in cam programov
Posrednik med računalnikom in CNC strojem sta dva osnovna programa: CAD in cam.Preden se poglobimo v kratko zgodovino obeh, je tukaj pregled.
Programi CAD podpirajo digitalno ustvarjanje, spreminjanje in skupno rabo 2D ali 3D objektov.Program cam vam omogoča izbiro orodij, materialov in drugih pogojev za rezalne operacije.Kot inženir, tudi če ste dokončali vse delo CAD in poznate videz delov, ki jih želite, rezkalni stroj ne pozna velikosti ali oblike rezkalnika, ki ga želite uporabiti, ali podrobnosti o velikosti vašega materiala ali vrsto.
Program cam uporablja model, ki ga je inženir ustvaril v CAD, za izračun gibanja orodja v materialu.Te izračune gibanja, imenovane poti orodij, samodejno ustvari program cam, da doseže največjo učinkovitost.Nekateri sodobni programi cam lahko na zaslonu tudi simulirajo, kako stroj uporablja orodje po vaši izbiri za rezanje materialov.Namesto vedno znova preizkusov rezanja na dejanskih obdelovalnih strojih lahko prihrani obrabo orodja, čas obdelave in porabo materiala.
Izvor sodobnega CAD-a sega v leto 1957. Program z imenom Pronto, ki ga je razvil računalniški znanstvenik Patrick J. Hanratty, velja za očeta cad/cam.Leta 1971 je razvil tudi široko uporabljan program Adam, ki je interaktivni sistem za grafično oblikovanje, risanje in proizvodnjo, napisan v FORTRAN-u, s ciljem vsemogočnosti med platformami."Industrijski analitiki ocenjujejo, da je 70 % vseh 3-D mehanskih sistemov cad/cam, ki so danes na voljo, mogoče izslediti nazaj do Hanrattyjeve izvirne kode," je dejal Univerza v Kaliforniji Irvine, kjer je takrat izvedel raziskavo.
Okrog leta 1967 se je Patrick J. Hanratty posvetil računalniško podprtemu oblikovanju računalnikov z integriranimi vezji (CADIC).
Leta 1960 je bil med obema programoma Hanrattyja razvit pionirski program Sketchpad Ivana Sutherlanda, ki je bil prvi program, ki je uporabljal popoln grafični uporabniški vmesnik.
Treba je omeniti, da je AutoCAD, ki ga je Autodesk lansiral leta 1982, prvi 2D CAD program posebej za osebne računalnike in ne za velike računalnike.Do leta 1994 je AutoCAD R13 naredil program združljiv s 3D načrtovanjem.Leta 1995 je bil izdan SolidWorks z jasnim namenom olajšati načrtovanje CAD za širšo publiko, nato pa je bil leta 1999 predstavljen Autodesk Inventor, ki je postal bolj intuitiven.
Sredi osemdesetih let prejšnjega stoletja je priljubljena razširljiva grafična predstavitev AutoCAD prikazala naš sončni sistem v kilometrih 1:1.Luno lahko celo povečate in preberete ploščo na lunarnem pristanku Apollo.
Nemogoče je govoriti o razvoju CNC strojev, ne da bi se poklonili ustvarjalcem programske opreme, ki se zavzemajo za znižanje vstopnega praga digitalnega oblikovanja in njegovo uporabo na vseh ravneh znanja.Trenutno je v ospredju Autodesk fusion 360.(v primerjavi s podobno programsko opremo, kot so Mastercam, UGNX in PowerMILL, ta zmogljiva programska oprema cad/cam ni bila odprta na Kitajskem.) je »prvo orodje 3D CAD, cam in CAE te vrste, ki lahko poveže vaš celoten razvoj izdelka proces v platformo v oblaku, primerno za osebne računalnike, MAC in mobilne naprave.«Ta zmogljiv programski izdelek je brezplačen za študente, učitelje, kvalificirana nova podjetja in amaterje.
Zgodnja kompaktna CNC strojna orodja
Kot eden od pionirjev in prednikov kompaktnih CNC obdelovalnih strojev je bil Ted Hall, ustanovitelj orodij shopbot, profesor nevroznanosti na univerzi Duke.V prostem času rad izdeluje čolne iz vezanega lesa.Iskal je orodje za enostavno rezanje vezanega lesa, vendar je celo cena uporabe CNC rezkalnikov takrat presegala 50.000 $.Leta 1994 je skupini ljudi pokazal kompaktni mlin, ki ga je zasnoval v svoji delavnici, s čimer se je začela pot podjetja.
Od tovarne do namizja: MTM snap
Leta 2001 je Massachusetts Institute of Technology (MIT) ustanovil nov bit in atom center, ki je sestrski laboratorij MIT Media Laboratory, vodi pa ga vizionarski profesor Neil Gershenfeld.Gershenfeld velja za enega od utemeljiteljev koncepta Fab Lab (Manufacturing Laboratory).S podporo nagrade za raziskave informacijske tehnologije v vrednosti 13,75 milijona ameriških dolarjev Nacionalne znanstvene fundacije je Bit and Atom Center (CBA) začel iskati pomoč pri ustvarjanju majhne studijske mreže, ki bi javnosti zagotovila osebna orodja za digitalno proizvodnjo.
Pred tem, leta 1998, je Gershenfeld na tehnološkem inštitutu v Massachusettsu odprl tečaj z naslovom "kako narediti (skoraj) karkoli", da bi študente tehnike seznanil z dragimi industrijskimi proizvodnimi stroji, vendar je njegov tečaj pritegnil študente iz različnih okolij, vključno z umetnostjo, oblikovanjem in arhitektura.To je postalo temelj revolucije osebne digitalne proizvodnje.
Eden od projektov, ki jih je rodil CBA, je Machines that make (MTM), ki se osredotoča na razvoj hitrih prototipov, ki se lahko uporabljajo v laboratorijih tovarne rezin.Eden od strojev, rojenih v tem projektu, je namizni CNC rezkalni stroj MTM snap, ki so ga ustvarili študenti Jonathan ward, Nadya peek in David Mellis leta 2011. Z uporabo odporne HDPE plastike snap (izrezane s kuhinjske deske za sekljanje) na velikem shopbot CNC rezkalni stroj, ta 3-osni rezkalni stroj deluje na nizkocenovnem mikrokrmilniku Arduino in lahko natančno rezka vse od PCB do pene in lesa.Hkrati je nameščen na namizju, prenosljiv in cenovno ugoden.
Čeprav so takrat nekateri proizvajalci CNC rezkalnikov, kot sta shopbot in epilog, poskušali izdati manjše in cenejše namizne različice rezkalnikov, so bili ti še vedno precej dragi.
MTM snap je videti kot igrača, vendar je popolnoma spremenil namizno rezkanje.
V duhu pravega Fab Laba je ekipa MTM snap delila celo svoj seznam materialov, tako da ga lahko izdelate sami.
Kmalu po izdelavi MTM snap je član ekipe Jonathan ward sodeloval z inženirjema Mikeom Esteejem in Forrest Green ter znanstvenico za materiale Danielle applestone, da bi izvedli projekt, ki ga je financirala DARPA, imenovan mentor (proizvodni poskus in promocija), da bi "služili 21. stoletju."
Ekipa je delala v drugem laboratoriju v San Franciscu, rekombinirala in ponovno preučila zasnovo strojnega orodja MTM snap, s ciljem izdelave namiznega CNC rezkalnega stroja z razumno ceno, natančnostjo in enostavno uporabo.Poimenovali so ga othermill, ki je predhodnik namiznega PCB rezkalnika Bantam tools.
Evolucija treh generacij othermill
Maja 2013 je ekipa podjetja other machine Co. uspešno začela dejavnost množičnega financiranja.Mesec dni kasneje, junija, so shopbot tools lansirali kampanjo (prav tako uspešno) za prenosni CNC stroj, imenovan handibot, ki je zasnovan za neposredno uporabo na delovnem mestu.Glavna kakovost teh dveh strojev je, da sta spremljajoči programski opremi – otherplan in fabmo – zasnovani tako, da postaneta intuitivna programa WYSIWYG, enostavna za uporabo, tako da lahko CNC obdelavo uporablja široko občinstvo.Kot dokazuje podpora teh dveh projektov, je skupnost očitno pripravljena na tovrstne inovacije.
Handibot-ov ikonični svetlo rumen ročaj naznanja njegovo prenosljivost.
Neprekinjen trend od tovarne do namizja
Odkar je bil prvi stroj dan v komercialno uporabo leta 2013, je bilo gibanje digitalne proizvodnje namizij nadgrajeno.CNC rezkalni stroji zdaj vključujejo vse vrste CNC strojev od tovarn do namiznih računalnikov, od strojev za upogibanje žice do pletilnih strojev, strojev za vakuumsko oblikovanje, strojev za rezanje z vodnim curkom, strojev za lasersko rezanje itd.
Vrste CNC obdelovalnih strojev, prenesenih iz tovarniških delavnic v namizne računalnike, vztrajno rastejo.
Razvojni cilj laboratorija Fab, prvotno rojenega na MIT, je popularizirati zmogljive, a drage digitalne proizvodne stroje, oborožiti pametne ume z orodji in prenesti njihove ideje v fizični svet.Samo izkušeni ljudje lahko s temi orodji pridobijo pretekle strokovnjake.Zdaj revolucija v proizvodnji namiznih računalnikov ta pristop še naprej napreduje, od laboratorijev Fab do osebnih delavnic, z občutnim znižanjem stroškov ob ohranjanju profesionalne natančnosti.
Ker se ta usmeritev nadaljuje, prihaja do vznemirljivih novih dogodkov pri vključevanju umetne inteligence (AI) v proizvodnjo namiznih računalnikov in digitalno oblikovanje.Kako bo ta razvoj še naprej vplival na proizvodnjo in inovacije, bomo še videli, vendar smo prehodili dolgo pot od obdobja sobnih računalnikov in zmogljivih proizvodnih orodij, popolnoma vezanih na velike ustanove in podjetja.Moč je zdaj v naših rokah.
Čas objave: 19. julij 2022