Hoe traditionele mechanische, kamergrote CNC-machines overgaan op desktopmachines (zoals Bantam Tools desktop CNC-freesmachine en Bantam Tools desktop PCB-freesmachine) is te danken aan de ontwikkeling van personal computers, microcontrollers en andere elektronische apparatuurcomponenten.Zonder deze ontwikkelingen zouden krachtige en compacte CNC-bewerkingsmachines vandaag de dag niet mogelijk zijn.
Tegen 1980, de evolutie van de regeltechniek en het tijdschema voor de ontwikkeling van elektronische en computerondersteuning.
Dageraad van de personal computer
In 1977 werden tegelijkertijd drie "microcomputers" uitgebracht - Apple II, pet 2001 en TRS-80 - in januari 1980 kondigde byte magazine aan dat "het tijdperk van kant-en-klare personal computers is aangebroken".De ontwikkeling van personal computers is sindsdien snel opgevoerd, toen de concurrentie tussen Apple en IBM wegebben en vloeiden.
In 1984 bracht Apple de klassieke Macintosh uit, de eerste in massa geproduceerde, door een muis aangedreven personal computer met een grafische gebruikersinterface (GUI).Macintosh wordt geleverd met macpaint en macwrite (die WYSIWYG WYSIWYG-toepassingen populair maken).Het jaar daarop werd in samenwerking met adobe een nieuw grafisch programma gelanceerd, waarmee de basis werd gelegd voor computer aided design (CAD) en computer aided manufacturing (CAM).
Ontwikkeling van CAD- en cam-programma's
De intermediair tussen computer en CNC-bewerkingsmachine zijn twee basisprogramma's: CAD en cam.Voordat we ingaan op de korte geschiedenis van beide, volgt hier een overzicht.
CAD-programma's ondersteunen het digitaal maken, wijzigen en delen van 2D- of 3D-objecten.Met het nokkenprogramma kunt u gereedschappen, materialen en andere voorwaarden voor snijbewerkingen selecteren.Als ingenieur, zelfs als u al het CAD-werk hebt voltooid en het uiterlijk van de gewenste onderdelen kent, kent de freesmachine niet de maat of vorm van de frees die u wilt gebruiken, of de details van uw materiaalafmetingen of type.
Het nokkenprogramma gebruikt het model dat door de ingenieur in CAD is gemaakt om de beweging van het gereedschap in het materiaal te berekenen.Deze bewegingsberekeningen, gereedschapspaden genoemd, worden automatisch gegenereerd door het cam-programma om maximale efficiëntie te bereiken.Sommige moderne cam-programma's kunnen ook op het scherm simuleren hoe de machine het gereedschap van uw keuze gebruikt om materialen te snijden.In plaats van steeds opnieuw tests op werkelijke werktuigmachines uit te voeren, kan het gereedschapsslijtage, bewerkingstijd en materiaalverbruik besparen.
De oorsprong van moderne CAD gaat terug tot 1957. Het door computerwetenschapper Patrick J. Hanratty ontwikkelde programma Pronto wordt erkend als de vader van cad/cam.In 1971 ontwikkelde hij ook het veelgebruikte programma Adam, een interactief grafisch ontwerp-, teken- en productiesysteem geschreven in FORTRAN, gericht op platformoverschrijdende almacht."Industrieanalisten schatten dat 70% van alle 3D mechanische cad/cam-systemen die tegenwoordig beschikbaar zijn, terug te voeren zijn op de originele code van Hanratty", aldus de University of California Irvine, waar hij het onderzoek destijds uitvoerde.
Rond 1967 wijdde Patrick J. Hanratty zich aan het computer-aided design van computers met geïntegreerde schakelingen (CADIC).
In 1960 werd het baanbrekende programma Sketchpad van Ivan Sutherland ontwikkeld tussen de twee programma's van Hanratty, dat het eerste programma was dat een volledige grafische gebruikersinterface gebruikte.
Het is vermeldenswaard dat AutoCAD, gelanceerd door Autodesk in 1982, het eerste 2D CAD-programma is dat specifiek is bedoeld voor personal computers in plaats van mainframecomputers.In 1994 maakte AutoCAD R13 het programma compatibel met 3D-ontwerp.In 1995 werd SolidWorks uitgebracht met het duidelijke doel om CAD-ontwerp gemakkelijker te maken voor een breder publiek, en vervolgens werd Autodesk Inventor gelanceerd in 1999, wat intuïtiever werd.
Halverwege de jaren tachtig toonde een populaire schaalbare grafische AutoCAD-demo ons zonnestelsel in 1:1 kilometer.Je kunt zelfs inzoomen op de maan en de plaquette op de Apollo-maanlander lezen.
Het is onmogelijk om over de ontwikkeling van CNC-machines te praten zonder hulde te brengen aan de makers van software die zich inzetten om de instapdrempel van digitaal ontwerp te verlagen en toepasbaar te maken op alle vaardigheidsniveaus.Op dit moment loopt Autodesk fusion 360 voorop.(vergeleken met vergelijkbare software zoals Mastercam, UGNX en PowerMILL, is deze krachtige cad/cam-software niet geopend in China.) het is "de eerste 3D CAD-, cam- en CAE-tool in zijn soort, die uw volledige productontwikkeling kan verbinden proces naar een cloudgebaseerd platform dat geschikt is voor pc, MAC en mobiele apparaten.”Dit krachtige softwareproduct is gratis voor studenten, docenten, gekwalificeerde start-ups en amateurs.
Vroege compacte CNC-bewerkingsmachines
Als een van de pioniers en voorouders van compacte CNC-bewerkingsmachines, was Ted Hall, de grondlegger van shopbot-tools, een professor in neurowetenschappen aan de Duke University.In zijn vrije tijd maakt hij graag boten van multiplex.Hij zocht naar een gereedschap dat gemakkelijk multiplex te snijden was, maar zelfs de prijs van het gebruik van CNC-freesmachines bedroeg in die tijd meer dan $ 50000.In 1994 liet hij een groep mensen de compacte molen zien die hij in zijn werkplaats ontwierp en zo begon de reis van het bedrijf.
Van fabriek naar desktop: MTM-snap
In 2001 richtte het Massachusetts Institute of Technology (MIT) een nieuw bit- en atoomcentrum op, het zusterlaboratorium van het MIT Media Laboratory, en wordt geleid door de visionaire professor Neil Gershenfeld.Gershenfeld wordt beschouwd als een van de grondleggers van het Fab Lab (Manufacturing Laboratory) concept.Met de steun van de informatietechnologie-onderzoeksprijs van $ 13,75 miljoen van de National Science Foundation, begon het bit and atom Center (CBA) hulp te zoeken bij het opzetten van een klein studionetwerk om het publiek te voorzien van persoonlijke digitale productietools.
Daarvoor, in 1998, opende Gershenfeld een cursus genaamd "hoe maak je (bijna) alles" aan het Massachusetts Institute of technology om technische studenten kennis te laten maken met dure industriële productiemachines, maar zijn cursus trok studenten aan met verschillende achtergronden, waaronder kunst, design en architectuur.Dit is de basis geworden van de persoonlijke digitale productierevolutie.
Een van de projecten die voortkomen uit CBA is machines that make (MTM), dat zich richt op de ontwikkeling van snelle prototypes die kunnen worden gebruikt in waferfabriekslaboratoria.Een van de machines die in dit project is geboren, is de MTM snap desktop CNC-freesmachine die in 2011 is gemaakt door studenten Jonathan ward, Nadya peek en David Mellis. freesmachine, deze 3-assige freesmachine draait op een goedkope Arduino-microcontroller en kan alles nauwkeurig frezen, van PCB tot schuim en hout.Tegelijkertijd is het op de desktop geïnstalleerd, draagbaar en betaalbaar.
Hoewel sommige fabrikanten van CNC-freesmachines, zoals shopbot en epilog, probeerden kleinere en goedkopere desktopversies van freesmachines uit te brengen, waren ze toen nog vrij duur.
MTM-snap ziet eruit als speelgoed, maar heeft desktopfrezen volledig veranderd.
In de geest van een echt Fab Lab deelde het MTM-snap-team zelfs hun stuklijst zodat je het zelf kunt maken.
Kort na de creatie van MTM snap werkte teamlid Jonathan Ward samen met ingenieurs Mike Estee en Forrest green en materiaalwetenschapper Danielle Applestone om een door DARPA gefinancierd project uit te voeren genaamd mentor (productie-experiment en promotie) om "de 21e eeuw te dienen".
Het team werkte bij otherlab in San Francisco, combineerde en onderzocht het ontwerp van de MTM snap-machinetool opnieuw, met als doel een desktop CNC-freesmachine te produceren met een redelijke prijs, nauwkeurigheid en gebruiksgemak.Ze noemden het othermill, de voorloper van de desktop-PCB-freesmachine van Bantam Tools.
Evolutie van drie generaties othermill
In mei 2013 lanceerde het team van andere machine Co. met succes een crowdfunding-activiteit.Een maand later, in juni, lanceerden shopbot-tools een (ook succesvolle) campagne voor een draagbare CNC-machine genaamd handibot, die is ontworpen om rechtstreeks op de werkwebsite te worden gebruikt.De belangrijkste kwaliteit van deze twee machines is dat de bijbehorende software – otherplan en fabmo – is ontworpen om respectievelijk intuïtieve en gebruiksvriendelijke WYSIWYG-programma's te worden, zodat een breed publiek CNC-bewerkingen kan gebruiken.Het is duidelijk dat, zoals de ondersteuning van deze twee projecten bewijst, de gemeenschap klaar is voor dit soort innovatie.
Het iconische felgele handvat van Handibot kondigt zijn draagbaarheid aan.
Continue trend van fabriek naar desktop
Sinds de eerste machine in 2013 commercieel in gebruik werd genomen, is de digitale fabricagebeweging op de desktop geüpgraded.CNC-freesmachines omvatten nu alle soorten CNC-machines, van fabrieken tot desktops, van draadbuigmachines tot breimachines, vacuümvormmachines, waterstraalsnijmachines, lasersnijmachines, enz.
De soorten CNC-bewerkingsmachines die van fabriekswerkplaatsen naar desktops worden overgebracht, groeien gestaag.
Het ontwikkelingsdoel van het Fab-laboratorium, oorspronkelijk geboren aan het MIT, is om krachtige maar dure digitale productiemachines populair te maken, slimme geesten te bewapenen met tools en hun ideeën in de fysieke wereld te brengen.Alleen ervaren mensen kunnen met deze tools voormalige professionals krijgen.Nu brengt de revolutie in desktopproductie deze benadering verder, van Fab-laboratoria tot persoonlijke werkplaatsen, door de kosten aanzienlijk te verlagen met behoud van professionele nauwkeurigheid.
Naarmate dit traject vordert, zijn er spannende nieuwe ontwikkelingen in de integratie van kunstmatige intelligentie (AI) in desktopproductie en digitaal ontwerp.Hoe deze ontwikkelingen de productie en innovatie blijven beïnvloeden, valt nog te bezien, maar we hebben een lange weg afgelegd sinds het tijdperk van kamergrote computers en krachtige productietools die volledig gebonden zijn aan grote instellingen en bedrijven.De macht is nu in onze handen.
Posttijd: 19 juli-2022