Hur traditionella mekaniska, rumsstora CNC-maskiner övergår till stationära maskiner (som Bantam tools stationära CNC-fräsmaskiner och Bantam tools stationära PCB-fräsmaskiner) beror på utvecklingen av persondatorer, mikrokontroller och andra elektroniska utrustningskomponenter.Utan denna utveckling skulle kraftfulla och kompakta CNC-verktygsmaskiner inte vara möjliga idag.
År 1980, utvecklingen av kontrollteknik och tidtabellen för utvecklingen av elektroniskt och datorstöd.
Persondatorns gryning
1977 släpptes tre "mikrodatorer" samtidigt - Apple II, pet 2001 och TRS-80 - i januari 1980 meddelade byte magazine att "eran med färdiga persondatorer har kommit".Utvecklingen av persondatorer har snabbt uppgraderats sedan dess, när konkurrensen mellan apple och IBM ebbade ut och flödade.
År 1984 släppte Apple den klassiska Macintosh, den första massproducerade musdrivna persondatorn med ett grafiskt användargränssnitt (GUI).Macintosh levereras med macpaint och macwrite (som populariserar WYSIWYG WYSIWYG-applikationer).Året därpå lanserades, genom samarbete med Adobe, ett nytt grafikprogram som lade grunden för datorstödd design (CAD) och datorstödd tillverkning (CAM).
Utveckling av CAD och cam program
Mellanhanden mellan dator och CNC-verktygsmaskin är två grundläggande program: CAD och cam.Innan vi går in i den korta historien om båda, här är en översikt.
CAD-program stöder digitalt skapande, modifiering och delning av 2D- eller 3D-objekt.Med kamprogrammet kan du välja verktyg, material och andra förhållanden för skäroperationer.Som ingenjör, även om du har slutfört allt CAD-arbete och känner till utseendet på de delar du vill ha, känner fräsmaskinen inte till storleken eller formen på den fräs du vill använda, eller detaljerna om din materialstorlek eller typ.
Kamprogrammet använder den modell som skapats av Ingenjören i CAD för att beräkna verktygets rörelse i materialet.Dessa rörelseberäkningar, kallade verktygsbanor, genereras automatiskt av kamprogrammet för att uppnå maximal effektivitet.Vissa moderna kamprogram kan också simulera på skärmen hur maskinen använder det verktyg du väljer för att skära material.Istället för att skära tester på verkliga verktygsmaskiner om och om igen kan det spara verktygsslitage, bearbetningstid och materialförbrukning.
Ursprunget till modern CAD kan spåras tillbaka till 1957. Programmet med namnet Pronto utvecklat av datavetaren Patrick J. Hanratty är erkänt som fadern till cad/cam.1971 utvecklade han också det flitigt använda programmet Adam, som är ett interaktivt system för grafisk design, ritning och tillverkning skrivet i FORTRAN, som syftar till plattformsoberoende allmakt."Industrianalytiker uppskattar att 70% av alla 3-D Mekaniska cad/cam-system som finns tillgängliga idag kan spåras tillbaka till Hanrattys ursprungliga kod", sade University of California Irvine, där han utförde forskningen vid den tiden.
Runt 1967 ägnade sig Patrick J. Hanratty åt datorstödd design av CADIC-datorer.
År 1960 utvecklades det banbrytande programmet Sketchpad of Ivan Sutherland mellan Hanrattys två program, vilket var det första programmet som använde ett fullständigt grafiskt användargränssnitt.
Det är värt att notera att AutoCAD, som lanserades av Autodesk 1982, är det första 2D CAD-programmet specifikt för persondatorer snarare än stordatorer.År 1994 gjorde AutoCAD R13 programmet kompatibelt med 3D-design.1995 släpptes SolidWorks med det tydliga syftet att göra CAD-design lättare för en bredare publik, och sedan lanserades Autodesk Inventor 1999, vilket blev mer intuitivt.
I mitten av 1980-talet visade en populär skalbar grafisk AutoCAD-demo vårt solsystem i 1:1 kilometer.Du kan till och med zooma in på månen och läsa plaketten på månlandaren Apollo.
Det är omöjligt att prata om utvecklingen av CNC-maskiner utan att hylla mjukvaruskaparna som är engagerade i att minska ingångströskeln för digital design och göra den tillämpbar på alla kompetensnivåer.För närvarande ligger Autodesk fusion 360 i framkant.(Jämfört med liknande mjukvara som Mastercam, UGNX och PowerMILL har denna kraftfulla cad/cam-mjukvara inte öppnats i Kina.) det är ”det första 3D CAD-, cam- och CAE-verktyget i sitt slag, som kan koppla ihop hela din produktutveckling process till en molnbaserad plattform lämplig för PC, MAC och mobila enheter."Denna kraftfulla mjukvaruprodukt är gratis för studenter, lärare, kvalificerade nystartade företag och amatörer.
Tidiga kompakta CNC-verktygsmaskiner
Som en av pionjärerna och förfäderna för kompakta CNC-verktygsmaskiner var Ted Hall, grundaren av shopbot-verktyg, professor i neurovetenskap vid Duke University.På fritiden gör han gärna båtar av plywood.Han letade efter ett verktyg som var lätt att skära plywood, men till och med priset för att använda CNC-fräsmaskiner på den tiden översteg $50 000.1994 visade han en grupp människor den kompakta kvarn han konstruerade i sin verkstad och startade därmed företagets resa.
Från fabrik till skrivbord: MTM snap
2001 etablerade Massachusetts Institute of Technology (MIT) ett nytt bit- och atomcentrum, som är systerlaboratoriet till MIT Media Laboratory, och som leds av den visionära professorn Neil Gershenfeld.Gershenfeld anses vara en av grundarna av Fab Lab-konceptet (Manufacturing Laboratory).Med stöd av US $13,75 miljoner informationsteknologiforskningspris från National Science Foundation började bit and atom Center (CBA) söka hjälp för att skapa ett litet studionätverk för att förse allmänheten med personliga digitala tillverkningsverktyg.
Dessförinnan, 1998, öppnade Gershenfeld en kurs som heter "hur man gör (nästan) vad som helst" vid Massachusetts Institute of Technology för att introducera tekniska studenter till dyra industriella tillverkningsmaskiner, men hans kurs lockade studenter från olika bakgrunder, inklusive konst, design och arkitektur.Detta har blivit grunden för den personliga digitala tillverkningsrevolutionen.
Ett av projekten födda ur CBA är machines that make (MTM), som fokuserar på utveckling av snabba prototyper som kan användas i waferfabrikslaboratorier.En av maskinerna som föddes i detta projekt är MTM snap stationära CNC-fräsmaskin skapad av studenterna Jonathan Ward, Nadya peek och David Mellis 2011. Använder kraftig HDPE-plast med snäpp (skuren från kökets skärbräda) på en stor shopbot CNC fräsmaskin, denna 3-axliga fräsmaskin körs på en billig Arduino-mikrokontroller och kan noggrant fräsa allt från PCB till skum och trä.Samtidigt är den installerad på skrivbordet, portabel och prisvärd.
På den tiden, även om vissa tillverkare av CNC-fräsmaskiner som shopbot och epilog försökte släppa mindre och billigare stationära versioner av fräsmaskiner, var de fortfarande ganska dyra.
MTM snap ser ut som en leksak, men den har helt förändrat skrivbordsfräsningen.
I andan av ett riktigt Fab Lab delade MTM snap-teamet till och med med sig av sin materiallista så att du kan göra den själv.
Kort efter skapandet av MTM snap arbetade teammedlemmen Jonathan Ward med ingenjörerna Mike Estee och Forrest green och materialvetaren Danielle applestone för att genomföra ett DARPA-finansierat projekt kallat mentor (tillverkningsexperiment och marknadsföring) för att "tjäna det 21:a århundradet."
Teamet arbetade på otherlab i San Francisco, kombinerade och undersökte om designen av MTM snap-maskinverktyg, med målet att tillverka en stationär CNC-fräsmaskin med rimligt pris, noggrannhet och enkel användning.De döpte den till othermill, som är föregångaren till Bantam tools desktop PCB-fräsmaskin.
Utveckling av tre generationer andra kvarn
I maj 2013 lanserade teamet från Other Machine Co. framgångsrikt en crowdfunding-aktivitet.En månad senare, i juni, lanserade shopbot tools en kampanj (också framgångsrik) för en bärbar CNC-maskin som heter handibot, som är designad för att användas direkt på arbetswebbplatsen.Huvudkvaliteten hos dessa två maskiner är att den medföljande mjukvaran – otherplan och fabmo – är designad för att bli intuitiva respektive lättanvända WYSIWYG-program, så att en bred publik kan använda CNC-bearbetning.Uppenbarligen, som stödet från dessa två projekt visar, är samhället redo för denna typ av innovation.
Handibots ikoniska ljusgula handtag tillkännager dess bärbarhet.
Kontinuerlig trend från fabrik till skrivbord
Sedan den första maskinen togs i kommersiellt bruk 2013 har den digitala tillverkningsrörelsen för stationära datorer uppgraderats.CNC-fräsmaskiner inkluderar nu alla typer av CNC-maskiner från fabriker till stationära datorer, från trådbockningsmaskiner till stickmaskiner, vakuumformningsmaskiner, vattenstråleskärmaskiner, laserskärmaskiner, etc.
De typer av CNC-verktygsmaskiner som överförs från fabriksverkstäder till stationära datorer växer stadigt.
Utvecklingsmålet för Fab-laboratoriet, som ursprungligen föddes vid MIT, är att popularisera kraftfulla men dyra digitala tillverkningsmaskiner, beväpna smarta sinnen med verktyg och föra ut sina idéer i den fysiska världen.Endast erfarna personer kan få tidigare proffs med dessa verktyg.Nu utvecklar revolutionen för desktoptillverkning detta tillvägagångssätt ytterligare, från Fab-laboratorier till personliga verkstäder, genom att avsevärt sänka kostnaderna samtidigt som professionell noggrannhet bibehålls.
När denna bana fortsätter finns det spännande nya utvecklingar när det gäller att integrera artificiell intelligens (AI) i skrivbordstillverkning och digital design.Hur denna utveckling fortsätter att påverka tillverkning och innovation återstår att se, men vi har kommit långt från eran med rumstora datorer och kraftfulla tillverkningsverktyg helt bundna till stora institutioner och företag.Makten är nu i våra händer.
Posttid: 19 juli 2022