Тое, як традыцыйныя механічныя станкі з ЧПУ памерам з памяшканне пераходзяць на настольныя станкі (напрыклад, настольны фрэзерны станок з ЧПУ Bantam tools і настольны фрэзерны станок з друкаванай платы Bantam tools), адбываецца дзякуючы распрацоўцы персанальных камп'ютараў, мікракантролераў і іншых кампанентаў электроннага абсталявання.Без гэтых распрацовак магутныя і кампактныя станкі з ЧПУ сёння былі б немагчымыя.
Да 1980 г. эвалюцыя тэхнікі кіравання і графік развіцця электроннай і камп'ютэрнай падтрымкі.
Рассвет персанальнага кампутара
У 1977 годзе адначасова выйшлі тры «мікракампутары» - Apple II, pet 2001 і TRS-80 - у студзені 1980 года часопіс byte абвясціў, што «наступіла эра гатовых персанальных кампутараў».Развіццё персанальных камп'ютараў імкліва павялічылася з тых часоў, калі канкурэнцыя паміж Apple і IBM заняла і пайшла на спад.
У 1984 годзе Apple выпусціла класічны Macintosh, першы персанальны кампутар з мышкай і графічным інтэрфейсам (GUI) серыйнай вытворчасці.Macintosh пастаўляецца з macpaint і macwrite (якія папулярызуюць прыкладанні WYSIWYG WYSIWYG).У наступным годзе дзякуючы супрацоўніцтву з Adobe была запушчана новая графічная праграма, якая заклала аснову для аўтаматызаванага праектавання (CAD) і аўтаматызаванага вытворчасці (CAM).
Распрацоўка праграм CAD і cam
Пасярэднікам паміж кампутарам і станком з ЧПУ з'яўляюцца дзве асноўныя праграмы: CAD і cam.Перш чым мы паглыбімся ў кароткую гісторыю абодвух, вось агляд.
Праграмы САПР падтрымліваюць лічбавае стварэнне, змяненне і сумеснае выкарыстанне 2D або 3D аб'ектаў.Праграма cam дазваляе выбіраць інструменты, матэрыялы і іншыя ўмовы для выканання аперацый рэзкі.Будучы інжынерам, нават калі вы завяршылі ўсю працу САПР і ведаеце знешні выгляд патрэбных дэталяў, фрэзерны станок не ведае памеру або формы фрэзы, якую вы хочаце выкарыстоўваць, або дэталяў памеру вашага матэрыялу або тыпу.
Праграма кулачка выкарыстоўвае мадэль, створаную інжынерам у САПР, для разліку руху інструмента ў матэрыяле.Гэтыя разлікі руху, званыя траекторыямі інструмента, аўтаматычна ствараюцца праграмай кулачка для дасягнення максімальнай эфектыўнасці.Некаторыя сучасныя кулачковыя праграмы могуць таксама імітаваць на экране, як машына выкарыстоўвае інструмент па вашаму выбару для рэзкі матэрыялаў.Замест таго, каб зноў і зноў праводзіць выпрабаванні рэзкі на рэальных станках, гэта можа зэканоміць знос інструмента, час апрацоўкі і расход матэрыялу.
Паходжанне сучаснай САПР можна аднесці да 1957 года. Праграма пад назвай Pronto, распрацаваная інфарматыкам Патрыкам Дж. Ханрэці, прызнана бацькам cad/cam.У 1971 годзе ён таксама распрацаваў шырока распаўсюджаную праграму Adam, якая ўяўляе сабой інтэрактыўную сістэму графічнага дызайну, малявання і вытворчасці, напісаную на FORTRAN, накіраваную на міжплатформенную ўсемагутнасць.«Галіновыя аналітыкі мяркуюць, што 70% усіх 3-D механічных сістэм cad/cam, даступных сёння, можна прасачыць да арыгінальнага кода Ханрэці», - сказаў Універсітэт Каліфорніі ў Ірвіне, дзе ён у той час праводзіў даследаванне».
Каля 1967 г. Патрык Дж. Ханрэці прысвяціў сябе аўтаматызаванаму праектаванню кампутараў з інтэгральнымі схемамі (CADIC).
У 1960 годзе паміж дзвюма праграмамі Hanratty была распрацавана наватарская праграма Sketchpad Івана Сазерленда, якая стала першай праграмай, якая выкарыстала поўны графічны інтэрфейс карыстальніка.
Варта адзначыць, што AutoCAD, запушчаны Autodesk у 1982 годзе, з'яўляецца першай праграмай 2D CAD спецыяльна для персанальных кампутараў, а не мэйнфрэймаў.Да 1994 года AutoCAD R13 зрабіў праграму сумяшчальнай з 3D-дызайнам.У 1995 годзе быў выпушчаны SolidWorks з відавочнай мэтай зрабіць праектаванне САПР больш простым для шырокай аўдыторыі, а потым у 1999 годзе быў запушчаны Autodesk Inventor, які стаў больш інтуітыўна зразумелым.
У сярэдзіне 1980-х гадоў папулярная дэманстрацыя AutoCAD з маштабаванай графікай паказвала нашу Сонечную сістэму ў кіламетрах 1:1.Вы нават можаце павялічыць Месяц і прачытаць мемарыяльную дошку на месяцовым пасадачным апарате "Апалон".
Немагчыма казаць аб развіцці станкоў з ЧПУ, не аддаючы належнага стваральнікам праграмнага забеспячэння, якія імкнуцца знізіць парог уваходу ў лічбавы дызайн і зрабіць яго прыдатным для ўсіх узроўняў кваліфікацыі.На дадзены момант Autodesk fusion 360 знаходзіцца ў авангардзе.(У параўнанні з аналагічным праграмным забеспячэннем, такім як Mastercam, UGNX і PowerMILL, гэта магутнае праграмнае забеспячэнне cad/cam не было адкрыта ў Кітаі.) гэта «першы ў сваім родзе інструмент 3D CAD, cam і CAE, які можа аб'яднаць усю вашу распрацоўку прадукту. перавесці ў воблачную платформу, прыдатную для ПК, MAC і мабільных прылад».Гэты магутны праграмны прадукт бясплатны для студэнтаў, выкладчыкаў, кваліфікаваных пачаткоўцаў і аматараў.
Раннія кампактныя станкі з ЧПУ
Як адзін з піянераў і продкаў кампактных станкоў з ЧПУ, Тэд Хол, заснавальнік інструментаў shopbot, быў прафесарам неўралогіі ва Універсітэце Дзюка.У вольны час любіць майстраваць лодкі з фанеры.Ён шукаў інструмент, якім лёгка рэзаць фанеру, але нават цана на фрэзерныя станкі з ЧПУ ў той час перавышала 50 000 долараў.У 1994 годзе ён паказаў групе людзей кампактны млын, які сканструяваў у сваёй майстэрні, і такім чынам пачаўся шлях кампаніі.
Ад завода да працоўнага стала: MTM snap
У 2001 годзе Масачусецкі тэхналагічны інстытут (MIT) стварыў новы цэнтр па бітах і атамах, які з'яўляецца даччынай лабараторыяй медыя-лабараторыі MIT і ўзначальваецца дальнабачным прафесарам Нілам Гершэнфельдам.Гершэнфельд лічыцца адным з заснавальнікаў канцэпцыі Fab Lab (Manufacturing Laboratory).Пры падтрымцы прэміі Нацыянальнага навуковага фонду ў памеры 13,75 мільёна долараў ЗША Цэнтр бітаў і атамаў (CBA) пачаў шукаць дапамогі для стварэння невялікай студыйнай сеткі, каб забяспечыць насельніцтва асабістымі лічбавымі інструментамі вытворчасці.
Да гэтага, у 1998 годзе, Гершэнфельд адкрыў курс пад назвай «як зрабіць (амаль) што заўгодна» ў Масачусецкім тэхналагічным інстытуце, каб пазнаёміць студэнтаў тэхнічных навук з дарагімі прамысловымі вытворчымі машынамі, але яго курс прыцягваў студэнтаў з розных слаёў грамадства, у тым ліку мастацтва, дызайну і архітэктуры.Гэта стала асновай рэвалюцыі персанальнага лічбавага вытворчасці.
Адзін з праектаў, народжаных CBA, - машыны, якія вырабляюць (MTM), які сканцэнтраваны на распрацоўцы хуткіх прататыпаў, якія могуць выкарыстоўвацца ў лабараторыях фабрыкі пласцін.Адной з машын, якія нарадзіліся ў гэтым праекце, з'яўляецца настольны фрэзерны станок з ЧПУ MTM snap, створаны студэнтамі Джонатанам Уордам, Надзяй Пік і Дэвідам Мелісам у 2011 годзе. Выкарыстанне звышмоцнага пластыка HDPE (выразанага з кухоннай апрацоўчай дошкі) на вялікім shopbot ЧПУ фрэзерны станок, гэты 3-восевы фрэзерны станок працуе на недарагім мікракантролеры Arduino і можа дакладна фрэзераваць усё: ад друкаванай платы да пенапласту і дрэва.У той жа час ён усталяваны на працоўным стале, партатыўны і даступны.
У той час, хоць некаторыя вытворцы фрэзерных станкоў з ЧПУ, такія як shopbot і epilog, спрабавалі выпусціць меншыя і больш танныя настольныя версіі фрэзерных станкоў, яны ўсё яшчэ былі даволі дарагімі.
MTM snap выглядае як цацка, але яна цалкам змяніла фрэзераванне працоўнага стала.
У духу сапраўднай Fab Lab каманда MTM snap нават падзялілася сваім спісам матэрыялаў, так што вы можаце зрабіць гэта самастойна.
Неўзабаве пасля стварэння MTM snap член каманды Джонатан Уорд працаваў з інжынерамі Майкам Эстэ і Форэстам Грынам і навукоўцам па матэрыялах Даніэль Эплстоун, каб ажыццявіць праект, які фінансуецца DARPA пад назвай Mentor (вытворчы эксперымент і прасоўванне), каб «служыць 21 стагоддзю».
Каманда працавала ў otherlab у Сан-Францыска, рэкамбінавала і паўторна вывучыла канструкцыю станка MTM snap з мэтай вытворчасці настольнага фрэзернага станка з ЧПУ па разумнай цане, дакладнасці і прастаце ў выкарыстанні.Яны назвалі яго othermill, які з'яўляецца папярэднікам настольнага фрэзернага станка Bantam Tools PCB.
Эвалюцыя трох пакаленняў othermill
У маі 2013 года каманда кампаніі other machine Co. паспяхова запусціла краўдфандынгавую дзейнасць.Праз месяц, у чэрвені, shopbot tools запусцілі кампанію (таксама паспяховую) для партатыўнага станка з ЧПУ пад назвай handibot, які прызначаны для выкарыстання непасрэдна на працоўным сайце.Галоўная якасць гэтых двух станкоў заключаецца ў тым, што спадарожнае праграмнае забеспячэнне – otherplan і fabmo – распрацавана такім чынам, каб стаць інтуітыўна зразумелымі і простымі ў выкарыстанні праграмамі WYSIWYG адпаведна, каб шырокая аўдыторыя магла выкарыстоўваць апрацоўку з ЧПУ.Відавочна, як сведчыць падтрымка гэтых двух праектаў, супольнасць гатовая да такіх інавацый.
Культавая ярка-жоўтая ручка Handibot аб'яўляе аб яго мабільнасці.
Пастаянная тэндэнцыя ад завода да працоўнага стала
З таго часу, як першая машына была ўведзена ў камерцыйнае выкарыстанне ў 2013 годзе, лічбавая вытворчасць настольных кампутараў была мадэрнізавана.У цяперашні час фрэзерныя станкі з ЧПУ ўключаюць у сябе ўсе тыпы станкоў з ЧПУ, пачынаючы ад фабрычных і заканчваючы настольнымі машынамі, ад станкоў для гнуткі дроту да вязальных машын, машын для вакуумнага фармавання, машын для рэзкі бруёй вады, машын для лазернай рэзкі і г.д.
Тыпы станкоў з ЧПУ, якія пераводзяцца з завадскіх цэхаў на настольныя, няўхільна растуць.
Мэта распрацоўкі лабараторыі Fab, першапачаткова створанай у Масачусецкім тэхналагічным інстытуце, - папулярызаваць магутныя, але дарагія лічбавыя вытворчыя машыны, узброіць разумныя розумы інструментамі і перанесці іх ідэі ў фізічны свет.Толькі дасведчаныя людзі могуць атрымаць мінулых спецыялістаў з гэтымі інструментамі.Цяпер рэвалюцыя ў вытворчасці настольных камп'ютараў яшчэ больш пашырае гэты падыход, пачынаючы ад лабараторый Fab і заканчваючы персанальнымі майстэрнямі, значна зніжаючы выдаткі пры захаванні прафесійнай дакладнасці.
Калі гэтая траекторыя працягваецца, з'яўляюцца цікавыя новыя распрацоўкі ў галіне інтэграцыі штучнага інтэлекту (AI) у вытворчасць настольных кампутараў і лічбавы дызайн.Як гэтыя падзеі працягваюць уплываць на вытворчасць і інавацыі, яшчэ трэба высветліць, але мы прайшлі доўгі шлях ад эпохі камп'ютараў памерам з пакой і магутных вытворчых інструментаў, цалкам звязаных з буйнымі ўстановамі і кампаніямі.Улада цяпер у нашых руках.
Час публікацыі: 19 ліпеня 2022 г