CNC մշակման տեխնոլոգիայի պատմություն, Մաս 3. գործարանային արտադրամասից մինչև աշխատասեղան

news3img1

Ինչպես են ավանդական մեխանիկական, սենյակային 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:

news3img2

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 ժամանակից ի վեր, երբ Apple-ի և IBM-ի միջև մրցակցությունը խորացավ 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 հանրահռչակում 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:

news3img3

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 կտրիչի չափը կամ ձևը, որը ցանկանում եք օգտագործել, կամ ձեր նյութի չափի մանրամասները կամ մանրամասները: տիպ.

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 վրա կրկին ու կրկին փորձարկումները կտրելու փոխարեն, այն կարող է խնայել գործիքների մաշվածությունը, մշակման ժամանակը և նյութի սպառումը:

Ժամանակակից CAD-ի ծագումը կարելի է գտնել 1957 թվականին: Pronto անունով ծրագիրը, որը մշակվել է համակարգչային գիտնական Պատրիկ Ջ. Հանրաթիի կողմից, ճանաչվել է որպես cad/cam-ի հայր:1971 թվականին նա նաև մշակեց լայնորեն կիրառվող «Ադամ» ծրագիրը, որը FORTRAN-ում գրված ինտերակտիվ գրաֆիկական դիզայնի, նկարչության 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. Հանրաթթին իրեն նվիրեց ինտեգրված միացումների (CADIC) համակարգիչների համակարգչային նախագծմանը:

news3img4

 

1960 թվականին Hanratty-ի երկու ծրագրերի միջև մշակվել է Ivan Sutherland-ի Sketchpad-ի պիոներական ծրագիրը, որն առաջին ծրագիրն էր, որն օգտագործում էր ամբողջական գրաֆիկական ինտերֆեյս:

news3img5

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:

news3img6

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 արտադրանքը 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։

news3img7

Գործարանից աշխատասեղան՝ MTM snap

2001 թվականին Մասաչուսեթսի տեխնոլոգիական ինստիտուտը (MIT) ստեղծեց նոր բիտ և ատոմային կենտրոն, որը MIT Մեդիա Լաբորատորիայի քույր լաբորատորիան է և ղեկավարվում է տեսլական պրոֆեսոր Նիլ Գերշենֆելդի կողմից: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, բայց նրա դասընթացը գրավեց տարբեր ոլորտների ուսանողների՝ ներառյալ արվեստը, դիզայնը: և ճարտարապետությունը։Սա դարձել է անհատական ​​թվային արտադրության հեղափոխության հիմքը:

CBA-ի կողմից ծնված նախագծերից մեկն այն մեքենաներն են, որոնք արտադրում 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 ուսանողների Ջոնաթան Վարդի, Նադյա Փիքի և Դեյվիդ Մելիսի կողմից 2011թ.-ին: Օգտագործելով ծանր ամրացված HDPE պլաստիկ (կտրված խոհանոցի կտրատող տախտակից) մեծ խանութի CNC-ի վրա: ֆրեզերային մեքենա, այս 3 առանցքանի ֆրեզերային մեքենան աշխատում է էժան Arduino միկրոկառավարիչով և կարող է ճշգրիտ մանրացնել 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:

news3img8

Այլ ջրաղացների երեք սերունդների էվոլյուցիան

2013թ. մայիսին այլ Machine Co.-ի 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 լսարանը կարողանա օգտագործել CNC մշակումը:Ակնհայտորեն, ինչպես վկայում է այս երկու նախագծերի աջակցությունը, համայնքը պատրաստ է այս տեսակի նորարարություններին։

Handibot-ի խորհրդանշական վառ դեղին բռնակը հայտարարում է իր շարժունակության մասին:

news3img9

Շարունակական միտում գործարանից դեպի աշխատասեղան

2013 թվականին առաջին մեքենան առևտրային շահագործման հանձնվելուց 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, ջրի շիթ կտրող մեքենաներ, լազերային կտրող մեքենաներ և այլն:

Գործարանային արտադրամասերից աշխատասեղան տեղափոխվող CNC հաստոցների տեսակները կայուն աճում են:

news3img

Ֆաբ լաբորատորիայի զարգացման նպատակն է, որն ի սկզբանե ծնվել է MIT-ում, հանրահռչակելն է հզոր, բայց թանկարժեք թվային արտադրական մեքենաները, զինել խելացի մտքերը գործիքներով և նրանց գաղափարները բերել ֆիզիկական աշխարհ: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 գործում աշխատասեղանի արտադրության և թվային դիզայնի մեջ:Թե ինչպես են այս զարգացումները շարունակում ազդել արտադրության և նորարարության վրա, դեռ պետք է տեսնել, բայց մենք երկար ճանապարհ ենք անցել սենյակի չափսի համակարգիչների և հզոր արտադրական գործիքների դարաշրջանից, որոնք ամբողջովին կապված են խոշոր հաստատություններին և ընկերություններին:Իշխանությունն այժմ մեր ձեռքերում է.


Հրապարակման ժամանակը՝ Հուլիս-19-2022