Ինչպես են ավանդական մեխանիկական, սենյակի չափի CNC մեքենաներն անցնում աշխատասեղանի մեքենաների (օրինակ՝ Bantam գործիքների սեղանադիր CNC ֆրեզերային մեքենան և Bantam գործիքների աշխատասեղանի PCB ֆրեզերային մեքենան) պայմանավորված է անհատական համակարգիչների, միկրոկոնտրոլերների և էլեկտրոնային սարքավորումների այլ բաղադրիչների մշակմամբ: Առանց այս զարգացումների, հզոր և կոմպակտ CNC հաստոցներն այսօր հնարավոր չէին լինի:
Մինչև 1980 թվականը կառավարման ճարտարագիտության էվոլյուցիան և էլեկտրոնային և համակարգչային աջակցության մշակման ժամանակացույցը:
Անձնական համակարգչի լուսաբացը
1977 թվականին երեք «միկրոհամակարգիչներ» թողարկվեցին միաժամանակ՝ Apple II, pet 2001 և TRS-80, 1980 թվականի հունվարին, byte ամսագիրը հայտարարեց, որ «հասել է պատրաստի անհատական համակարգիչների դարաշրջանը»։ Անհատական համակարգիչների զարգացումը արագորեն արդիականացվել է այն ժամանակվանից, երբ Apple-ի և IBM-ի միջև մրցակցությունը սաստկացավ և հոսեց:
Մինչև 1984 թվականը Apple-ը թողարկեց դասական Macintosh-ը՝ առաջին զանգվածային արտադրության մկնիկով աշխատող անհատական համակարգիչը՝ գրաֆիկական ինտերֆեյսով (GUI): Macintosh-ը գալիս է macpaint-ով և macwrite-ով (որոնք տարածում են WYSIWYG WYSIWYG հավելվածները): Հաջորդ տարի, adobe-ի հետ համագործակցության միջոցով, գործարկվեց նոր գրաֆիկական ծրագիր, որը հիմք դրեց համակարգչային օժանդակ դիզայնի (CAD) և համակարգչային օժանդակ արտադրության (CAM) համար:
CAD և cam ծրագրերի մշակում
Համակարգչի և CNC հաստոցների միջև միջնորդը երկու հիմնական ծրագիր է՝ CAD և cam: Նախքան երկուսի համառոտ պատմության մեջ խորանալը, ահա ակնարկ:
CAD ծրագրերն աջակցում են 2D կամ 3D օբյեկտների թվային ստեղծմանը, փոփոխմանը և փոխանակմանը: Տեսախցիկի ծրագիրը թույլ է տալիս ընտրել գործիքներ, նյութեր և այլ պայմաններ կտրման աշխատանքների համար: Որպես ինժեներ, նույնիսկ եթե դուք ավարտել եք CAD-ի բոլոր աշխատանքները և գիտեք ձեր ուզած մասերի տեսքը, ֆրեզերային մեքենան չգիտի ֆրեզերային կտրողի չափը կամ ձևը, որը ցանկանում եք օգտագործել, կամ ձեր նյութի չափի մանրամասները կամ մանրամասները: տեսակը.
Տեսախցիկ ծրագիրը օգտագործում է ճարտարագետի կողմից CAD-ում ստեղծված մոդելը՝ նյութի մեջ գործիքի շարժումը հաշվարկելու համար: Շարժման այս հաշվարկները, որոնք կոչվում են գործիքային ուղիներ, ավտոմատ կերպով ստեղծվում են տեսախցիկի ծրագրի կողմից՝ առավելագույն արդյունավետության հասնելու համար: Տեսախցիկի որոշ ժամանակակից ծրագրեր կարող են նաև էկրանին մոդելավորել, թե ինչպես է մեքենան օգտագործում ձեր ընտրած գործիքը՝ նյութեր կտրելու համար: Փաստացի հաստոցների փորձարկումները կրկին ու կրկին կտրելու փոխարեն, այն կարող է խնայել գործիքների մաշվածությունը, մշակման ժամանակը և նյութի սպառումը:
Ժամանակակից CAD-ի ծագումը կարելի է գտնել մինչև 1957 թվականը: Համակարգչային գիտնական Պատրիկ Ջ. Հանրատտիի կողմից մշակված Pronto անունով ծրագիրը ճանաչվում է որպես cad/cam-ի հայր: 1971 թվականին նա նաև մշակեց լայնորեն կիրառվող Adam ծրագիրը, որը FORTRAN-ում գրված ինտերակտիվ գրաֆիկական դիզայնի, գծագրության և արտադրության համակարգ է, որի նպատակն է խաչաձև հարթակային ամենակարողությունը: «Արդյունաբերության վերլուծաբանները գնահատում են, որ այսօր հասանելի բոլոր 3-D Mechanical cad/cam համակարգերի 70%-ին կարելի է հետևել Հանրաթթիի սկզբնական ծածկագրին», - ասվում է Կալիֆորնիայի Իրվինի համալսարանում, որտեղ նա այդ ժամանակ իրականացրել է հետազոտությունը:
Մոտավորապես 1967 թվականին Պատրիկ Ջ. Հանրատտին իրեն նվիրեց ինտեգրված միացումների (CADIC) համակարգիչների համակարգչային նախագծմանը:
1960 թվականին Hanratty-ի երկու ծրագրերի միջև մշակվել է Ivan Sutherland-ի Sketchpad պիոներական ծրագիրը, որն առաջին ծրագիրն էր, որն օգտագործում էր ամբողջական գրաֆիկական ինտերֆեյս:
Հարկ է նշել, որ AutoCAD-ը, որը թողարկվել է Autodesk-ի կողմից 1982 թվականին, առաջին 2D CAD ծրագիրն է, որը հատուկ նախատեսված է ոչ թե հիմնական համակարգիչների, այլ անհատական համակարգիչների համար: 1994 թվականին AutoCAD R13-ը ծրագիրը համատեղելի դարձրեց 3D դիզայնի հետ: 1995 թվականին թողարկվեց SolidWorks-ը՝ հստակ նպատակ ունենալով հեշտացնել CAD դիզայնը ավելի լայն լսարանի համար, իսկ հետո 1999 թվականին թողարկվեց Autodesk Inventor-ը, որն ավելի ինտուիտիվ դարձավ:
1980-ականների կեսերին հանրահայտ մասշտաբավոր գրաֆիկական AutoCAD ցուցադրությունը ցույց տվեց մեր արեգակնային համակարգը 1:1 կիլոմետրով: Դուք նույնիսկ կարող եք մեծացնել լուսնի վրա և կարդալ Apollo լուսնային վայրէջքի հուշատախտակը:
Անհնար է խոսել CNC մեքենաների զարգացման մասին՝ առանց հարգանքի տուրք մատուցելու ծրագրային ապահովման ստեղծողներին, ովքեր պարտավորվել են նվազեցնել թվային դիզայնի մուտքի շեմը և այն կիրառելի դարձնել բոլոր հմտությունների մակարդակներում: Ներկայումս Autodesk fusion 360-ն առաջնագծում է։ (համեմատած նմանատիպ ծրագրերի հետ, ինչպիսիք են Mastercam-ը, UGNX-ը և PowerMILL-ը, այս հզոր cad/cam ծրագրակազմը չի բացվել Չինաստանում:) այն «իր տեսակի մեջ առաջին 3D CAD, cam և CAE գործիքն է, որը կարող է կապել ձեր ամբողջ արտադրանքի զարգացումը: գործընթաց դեպի ամպի վրա հիմնված հարթակ, որը հարմար է համակարգչի, MAC-ի և շարժական սարքերի համար»: Այս հզոր ծրագրային արտադրանքն անվճար է ուսանողների, մանկավարժների, որակավորված սկսնակ ձեռնարկությունների և սիրողականների համար:
Վաղ կոմպակտ CNC հաստոցներ
Լինելով կոմպակտ CNC հաստոցների ռահվիրաներից և նախնիներից մեկը՝ Թեդ Հոլը, shopbot գործիքների հիմնադիրը, եղել է Դյուկի համալսարանի նեյրոգիտության պրոֆեսոր: Ազատ ժամանակ նա սիրում է նրբատախտակով նավակներ պատրաստել։ Նա փնտրում էր մի գործիք, որը հեշտ էր կտրել նրբատախտակը, բայց նույնիսկ CNC ֆրեզերային մեքենաների օգտագործման գինը այն ժամանակ գերազանցում էր $50000-ը։ 1994 թվականին նա մի խումբ մարդկանց ցույց տվեց իր արտադրամասում իր նախագծած կոմպակտ ջրաղացը՝ այդպիսով սկսելով ընկերության ճանապարհորդությունը։
Գործարանից աշխատասեղան՝ MTM snap
2001 թվականին Մասաչուսեթսի տեխնոլոգիական ինստիտուտը (MIT) ստեղծեց նոր բիտ և ատոմային կենտրոն, որը MIT-ի մեդիա լաբորատորիայի քույր լաբորատորիան է և ղեկավարում է տեսլական պրոֆեսոր Նիլ Գերշենֆելդը: Գերշենֆելդը համարվում է Fab Lab (Արտադրական լաբորատորիա) հայեցակարգի հիմնադիրներից մեկը։ Ազգային գիտական հիմնադրամի կողմից 13,75 միլիոն դոլար արժողությամբ տեղեկատվական տեխնոլոգիաների հետազոտության մրցանակի աջակցությամբ բիթ և ատոմ կենտրոնը (CBA) սկսեց օգնություն փնտրել փոքր ստուդիայի ցանց ստեղծելու համար, որը հանրությանը տրամադրում է անհատական թվային արտադրության գործիքներ:
Մինչ այդ, 1998-ին, Գերշենֆելդը Մասաչուսեթսի տեխնոլոգիական ինստիտուտում բացեց դասընթաց, որը կոչվում էր «Ինչպես անել (գրեթե) ամեն ինչ»՝ տեխնիկական ուսանողներին ծանոթացնելու թանկարժեք արդյունաբերական արտադրության մեքենաներին, սակայն նրա դասընթացը գրավեց ուսանողներին տարբեր մասնագիտությունների գծով, ներառյալ արվեստը, դիզայնը: և ճարտարապետությունը։ Սա դարձել է անհատական թվային արտադրության հեղափոխության հիմքը:
CBA-ի կողմից ծնված նախագծերից մեկը արտադրող մեքենաներն են (MTM), որը կենտրոնանում է արագ նախատիպերի մշակման վրա, որոնք կարող են օգտագործվել վաֆլի գործարանային լաբորատորիաներում: Այս նախագծում ծնված մեքենաներից մեկը MTM snap սեղանադիր CNC ֆրեզերային մեքենան է, որը ստեղծվել է ուսանողներ Ջոնաթան Ուորդի, Նադյա Փիքի և Դեյվիդ Մելիսի կողմից 2011 թվականին: Օգտագործելով ծանր ամրացված HDPE պլաստիկ (կտրված խոհանոցի կտրատող տախտակից) մեծ խանութի CNC-ի վրա: ֆրեզերային մեքենա, այս 3 առանցք ֆրեզերային մեքենան աշխատում է էժան Arduino միկրոկոնտրոլերի վրա և կարող է ճշգրիտ հղկել ամեն ինչ՝ PCB-ից մինչև փրփուր և փայտ: Միաժամանակ այն տեղադրված է աշխատասեղանի վրա, շարժական և մատչելի։
Այն ժամանակ, չնայած CNC ֆրեզերային մեքենաների որոշ արտադրողներ, ինչպիսիք են shopbot-ը և epilog-ը, փորձում էին թողարկել ֆրեզերային մեքենաների ավելի փոքր և էժան սեղանադիր տարբերակները, դրանք դեռ բավականին թանկ էին:
MTM snap-ը կարծես խաղալիք լինի, բայց այն ամբողջությամբ փոխել է աշխատասեղանի ֆրեզերը:
Իսկական Fab Lab-ի ոգով MTM snap թիմը նույնիսկ կիսեց իր նյութերի հաշիվը, որպեսզի դուք ինքներդ կարողանաք այն պատրաստել:
MTM snap-ի ստեղծումից կարճ ժամանակ անց թիմի անդամ Ջոնաթան Ուորդը աշխատեց ինժեներներ Մայք Էսթիի և Ֆորեսթ Գրինի և նյութերի գիտնական Դանիել Էփլսթոունի հետ՝ իրականացնելու DARPA-ի կողմից ֆինանսավորվող նախագիծը, որը կոչվում է մենթոր (արտադրական փորձ և առաջխաղացում)՝ «ծառայելու 21-րդ դարին»:
Թիմն աշխատել է Սան Ֆրանցիսկոյում գտնվող otherlab-ում, վերամիավորել և նորից ուսումնասիրել է MTM snap հաստոցների դիզայնը՝ նպատակ ունենալով արտադրել աշխատասեղանի CNC ֆրեզերային մեքենա՝ ողջամիտ գնով, ճշգրտությամբ և օգտագործման հեշտությամբ: Նրանք այն անվանել են othermill, որը Bantam գործիքների սեղանադիր PCB ֆրեզերային մեքենայի նախորդն է:
Այլ ջրաղացների երեք սերունդների էվոլյուցիան
2013թ. մայիսին այլ մեքենայական ընկերության թիմը հաջողությամբ մեկնարկեց քրաուդֆանդինգային գործունեություն: Մեկ ամիս անց՝ հունիսին, shopbot tools-ը արշավ սկսեց (նաև հաջող) շարժական CNC մեքենայի համար, որը կոչվում է handibot, որը նախատեսված է անմիջապես աշխատանքային կայքում օգտագործելու համար: Այս երկու մեքենաների հիմնական որակն այն է, որ ուղեկցող ծրագրակազմը՝ otherplan և fabmo, նախագծված են համապատասխանաբար դառնալու ինտուիտիվ և հեշտ օգտագործվող WYSIWYG ծրագրեր, որպեսզի լայն լսարան կարողանա օգտագործել CNC մշակումը: Ակնհայտորեն, ինչպես վկայում է այս երկու ծրագրերի աջակցությունը, համայնքը պատրաստ է այս տեսակի նորարարություններին։
Handibot-ի խորհրդանշական վառ դեղին բռնակը հայտարարում է իր շարժականության մասին:
Շարունակական միտում գործարանից դեպի աշխատասեղան
2013 թվականին առաջին մեքենան առևտրային օգտագործման մեջ մտնելուց հետո աշխատասեղանի թվային արտադրության շարժումը արդիականացվել է: CNC ֆրեզերային մեքենաներն այժմ ներառում են բոլոր տեսակի CNC մեքենաներ՝ գործարաններից մինչև աշխատասեղաններ, մետաղալարերի ճկման մեքենաներից մինչև տրիկոտաժե մեքենաներ, վակուում ձևավորող մեքենաներ, ջրային շիթով կտրող մեքենաներ, լազերային կտրող մեքենաներ և այլն:
Գործարանային արտադրամասերից աշխատասեղան տեղափոխվող CNC հաստոցների տեսակները կայուն աճում են:
Ֆաբ լաբորատորիայի զարգացման նպատակը, որն ի սկզբանե ծնվել է MIT-ում, հզոր, բայց թանկարժեք թվային արտադրական մեքենաների հանրահռչակումն է, խելացի մտքերը գործիքներով զինելը և նրանց գաղափարները ֆիզիկական աշխարհ բերելը: Միայն փորձառու մարդիկ կարող են ձեռք բերել նախկին մասնագետներ այս գործիքներով: Այժմ աշխատասեղանի արտադրության հեղափոխությունն ավելի է առաջ մղում այս մոտեցումը՝ Fab լաբորատորիաներից մինչև անձնական սեմինարներ՝ զգալիորեն նվազեցնելով ծախսերը՝ պահպանելով մասնագիտական ճշգրտությունը:
Քանի որ այս հետագիծը շարունակվում է, կան հետաքրքիր նոր զարգացումներ՝ արհեստական ինտելեկտի (AI) ինտեգրման ոլորտում աշխատասեղանի արտադրության և թվային դիզայնի մեջ: Թե ինչպես են այս զարգացումները շարունակում ազդել արտադրության և նորարարության վրա, մնում է տեսնել, բայց մենք երկար ճանապարհ ենք անցել սենյակի չափսերի համակարգիչների և հզոր արտադրական գործիքների դարաշրջանից, որոնք ամբողջովին կապված են խոշոր հաստատություններին և ընկերություններին: Իշխանությունն այժմ մեր ձեռքերում է.
Հրապարակման ժամանակը՝ Հուլիս-19-2022