Istoria tehnologiei de prelucrare CNC, partea 3: de la atelierul fabricii la desktop

știri3img1

Modul în care mașinile CNC mecanice tradiționale, de dimensiunea camerei, trec la mașinile desktop (cum ar fi mașina de frezat CNC de birou Bantam Tools și mașina de frezat PCB de birou Bantam Tools) se datorează dezvoltării computerelor personale, microcontrolerelor și altor componente ale echipamentelor electronice.Fără aceste dezvoltări, mașinile-unelte CNC puternice și compacte nu ar fi posibile astăzi.

Până în 1980, evoluția ingineriei de control și calendarul de dezvoltare a suportului electronic și informatic.

stiri3img2

Zorii computerului personal

În 1977, trei „microcalculatoare” au fost lansate simultan – Apple II, pet 2001 și TRS-80 – în ianuarie 1980, revista Byte a anunțat că „a sosit era computerelor personale gata făcute”.Dezvoltarea computerelor personale a fost rapid modernizată de atunci, când concurența dintre Apple și IBM a scăzut și a crescut.

Până în 1984, Apple a lansat clasicul Macintosh, primul computer personal alimentat cu mouse-ul produs în serie cu o interfață grafică pentru utilizator (GUI).Macintosh vine cu macpaint și macwrite (care popularizează aplicațiile WYSIWYG WYSIWYG).În anul următor, prin cooperarea cu Adobe, a fost lansat un nou program de grafică, punând bazele pentru proiectarea asistată de computer (CAD) și fabricarea asistată de computer (CAM).

stiri3img3

Dezvoltare de programe CAD și cam

Intermediarul între computer și mașina-uneltă CNC este două programe de bază: CAD și cam.Înainte de a ne aprofunda în scurta istorie a ambelor, iată o prezentare generală.

Programele CAD acceptă crearea digitală, modificarea și partajarea obiectelor 2D sau 3D.Programul cu came vă permite să selectați unelte, materiale și alte condiții pentru operațiunile de tăiere.În calitate de inginer, chiar dacă ați finalizat toate lucrările CAD și cunoașteți aspectul pieselor pe care le doriți, mașina de frezat nu cunoaște dimensiunea sau forma frezei pe care doriți să o utilizați, nici detaliile dimensiunii materialului dvs. sau tip.

Programul Cam folosește modelul creat de Inginer în CAD pentru a calcula mișcarea sculei în material.Aceste calcule de mișcare, numite trasee de scule, sunt generate automat de programul cu came pentru a obține o eficiență maximă.Unele programe moderne de came pot, de asemenea, simula pe ecran modul în care mașina folosește unealta la alegere pentru a tăia materiale.În loc de a tăia testele pe mașini-unelte reale din nou și din nou, poate economisi uzura sculei, timpul de procesare și consumul de material.

Originea CAD-ului modern poate fi urmărită încă din 1957. Programul numit Pronto dezvoltat de informaticianul Patrick J. Hanratty este recunoscut ca părintele cad/cam.În 1971, a dezvoltat, de asemenea, programul larg utilizat Adam, care este un sistem interactiv de proiectare grafică, desen și fabricație scris în FORTRAN, care urmărește omnipotența pe platformă.„Analiștii din industrie estimează că 70% din toate sistemele cad/cam mecanice 3-D disponibile astăzi pot fi urmărite până la codul original al lui Hanratty”, a spus Universitatea din California Irvine, unde a efectuat cercetarea la acel moment”.

În jurul anului 1967, Patrick J. Hanratty s-a dedicat proiectării asistate de computer a calculatoarelor cu circuit integrat (CADIC).

stiri3img4

 

În 1960, programul de pionierat Sketchpad al lui Ivan Sutherland a fost dezvoltat între cele două programe ale lui Hanratty, care a fost primul program care a folosit o interfață grafică completă cu utilizatorul.

stiri3img5

Este demn de remarcat faptul că AutoCAD, lansat de Autodesk în 1982, este primul program CAD 2D special pentru computere personale, mai degrabă decât pentru computere mainframe.Până în 1994, AutoCAD R13 a făcut programul compatibil cu designul 3D.În 1995, SolidWorks a fost lansat cu scopul clar de a face designul CAD mai ușor pentru un public mai larg, iar apoi a fost lansat Autodesk Inventor în 1999, care a devenit mai intuitiv.

La mijlocul anilor 1980, o demonstrație populară AutoCAD grafică scalabilă a arătat sistemul nostru solar în kilometri 1:1.Puteți chiar să măriți luna și să citiți placa de pe aterizatorul lunar Apollo.

stiri3img6

Este imposibil să vorbim despre dezvoltarea mașinilor CNC fără a aduce un omagiu creatorilor de software care se angajează să reducă pragul de intrare al designului digital și să îl facă aplicabil la toate nivelurile de calificare.În prezent, Autodesk fusion 360 este în frunte.(comparativ cu software similar, cum ar fi Mastercam, UGNX și PowerMILL, acest puternic software cad/cam nu a fost deschis în China.) este „primul instrument 3D CAD, cam și CAE de acest fel, care vă poate conecta întreaga dezvoltare a produsului. procesați către o platformă bazată pe cloud, potrivită pentru PC, MAC și dispozitive mobile.”Acest produs software puternic este gratuit pentru studenți, educatori, start-up-uri calificate și amatori.

Mașini-unelte CNC compacte timpurii

Fiind unul dintre pionierii și strămoșii mașinilor-unelte CNC compacte, Ted Hall, fondatorul unelte shopbot, a fost profesor de neuroștiință la Universitatea Duke.În timpul liber, îi place să facă bărci din placaj.A căutat o unealtă care să fie ușor de tăiat placaj, dar chiar și prețul utilizării mașinilor de frezat CNC la acea vreme depășea 50000 de dolari.În 1994, a arătat unui grup de oameni moara compactă pe care a proiectat-o ​​în atelierul său, pornind astfel călătoria companiei.

stiri3img7

De la fabrică la desktop: MTM snap

În 2001, Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT) a înființat un nou centru de biți și atom, care este Laboratorul soră al MIT Media Laboratory și este condus de vizionarul profesor Neil Gershenfeld.Gershenfeld este considerat a fi unul dintre fondatorii conceptului Fab Lab (Laboratorul de fabricație).Cu sprijinul premiului de cercetare în domeniul tehnologiei informației în valoare de 13,75 milioane USD de la Fundația Națională pentru Știință, Centrul bit și atom (CBA) a început să caute ajutor pentru a crea o rețea de studiouri mici pentru a oferi publicului instrumente personale de producție digitală.

Înainte de asta, în 1998, Gershenfeld a deschis un curs numit „cum să faci (aproape) orice” la Institutul de Tehnologie din Massachusetts pentru a prezenta studenților tehnicieni mașinile de producție industriale scumpe, dar cursul său a atras studenți din diferite medii, inclusiv artă, design. si arhitectura.Aceasta a devenit fundamentul revoluției personale a producției digitale.

Unul dintre proiectele născute din CBA este Machines that make (MTM), care se concentrează pe dezvoltarea de prototipuri rapide care pot fi folosite în laboratoarele fabricilor de napolitane.Una dintre mașinile născute în acest proiect este mașina de frezat CNC de birou MTM snap creată de studenții Jonathan ward, Nadya peek și David Mellis în 2011. Folosind plastic HDPE rezistent (decupat din tabla de tocat de bucătărie) pe un magazin CNC mare. mașină de frezat, această mașină de frezat cu 3 axe funcționează pe un microcontroler Arduino ieftin și poate freza cu precizie totul, de la PCB la spumă și lemn.În același timp, este instalat pe desktop, portabil și accesibil.

La acea vreme, deși unii producători de mașini de frezat CNC, cum ar fi shopbot și epilog, încercau să lanseze versiuni desktop mai mici și mai ieftine ale mașinilor de frezat, acestea erau încă destul de scumpe.
MTM snap arată ca o jucărie, dar a schimbat complet frezarea desktopului.

În spiritul unui adevărat Fab Lab, echipa MTM snap chiar și-a împărtășit lista de materiale, astfel încât să o puteți face singur.

La scurt timp după crearea MTM snap, membrul echipei Jonathan Ward a lucrat cu inginerii Mike Estee și cercetătoarea în domeniul ecologic și al materialelor Forrest Danielle applestone pentru a realiza un proiect finanțat de DARPA numit mentor (experiment de producție și promovare) pentru a „servi secolului 21”.

Echipa a lucrat la otherlab din San Francisco, a recombinat și a reexaminat designul mașinii-unelte MTM snap, cu scopul de a produce o mașină de frezat CNC de birou cu preț rezonabil, precizie și ușurință în utilizare.Au numit-o othermill, care este predecesorul mașinii de frezat PCB de birou Bantam Tools.

stiri3img8

Evoluția a trei generații de altă moară

În mai 2013, echipa altei mașini Co. a lansat cu succes o activitate de crowdfunding.O lună mai târziu, în iunie, shopbot tools a lansat o campanie (de asemenea, de succes) pentru o mașină CNC portabilă numită handibot, care este concepută pentru a fi utilizată direct pe site-ul de lucru.Principala calitate a acestor două mașini este că software-ul însoțitor – otherplan și fabmo – sunt concepute pentru a deveni programe WYSIWYG intuitive și, respectiv, ușor de utilizat, astfel încât un public larg să poată utiliza procesarea CNC.Evident, așa cum demonstrează sprijinul acestor două proiecte, comunitatea este pregătită pentru acest tip de inovație.

Mânerul iconic galben strălucitor al lui Handibot își anunță portabilitatea.

stiri3img9

Tendință continuă de la fabrică la desktop

De când prima mașină a fost pusă în uz comercial în 2013, mișcarea de producție digitală desktop a fost îmbunătățită.Mașinile de frezat CNC includ acum toate tipurile de mașini CNC, de la fabrici la desktop-uri, de la mașini de îndoit sârmă la mașini de tricotat, mașini de formare în vid, mașini de tăiat cu jet de apă, mașini de tăiat cu laser etc.

Tipurile de mașini-unelte CNC transferate de la atelierele fabricii pe desktop-uri sunt în creștere constantă.

stiri3img

Scopul de dezvoltare al laboratorului Fab, născut inițial la MIT, este de a populariza mașinile de producție digitale puternice, dar scumpe, de a înarma mințile inteligente cu instrumente și de a le aduce ideile în lumea fizică.Doar oamenii cu experiență pot obține profesioniști din trecut cu aceste instrumente.Acum, revoluția fabricării desktop-ului avansează și mai mult această abordare, de la laboratoarele Fab până la atelierele personale, prin reducerea semnificativă a costurilor, menținând în același timp acuratețea profesională.

Pe măsură ce această traiectorie continuă, există noi evoluții interesante în integrarea inteligenței artificiale (AI) în producția de desktop și designul digital.Modul în care aceste evoluții continuă să afecteze producția și inovația rămâne de văzut, dar am parcurs un drum lung de la era computerelor de dimensiunea camerei și a instrumentelor de producție puternice legate complet de instituții și companii mari.Puterea este acum în mâinile noastre.


Ora postării: Iul-19-2022