Cách máy CNC cơ khí truyền thống có kích thước trong phòng chuyển đổi sang máy để bàn (chẳng hạn như máy phay CNC để bàn của công cụ Bantam và máy phay PCB để bàn của công cụ Bantam) là do sự phát triển của máy tính cá nhân, bộ vi điều khiển và các thành phần thiết bị điện tử khác.Nếu không có những phát triển này, ngày nay sẽ không thể có máy công cụ CNC mạnh mẽ và nhỏ gọn.
Đến năm 1980, sự phát triển của kỹ thuật điều khiển và thời gian biểu cho sự phát triển của hỗ trợ điện tử và máy tính.
Bình minh của máy tính cá nhân
Năm 1977, ba “máy vi tính” được phát hành đồng thời - Apple II, pet 2001 và TRS-80 - vào tháng 1 năm 1980, tạp chí byte thông báo rằng “kỷ nguyên của máy tính cá nhân làm sẵn đã đến”.Sự phát triển của máy tính cá nhân đã được nâng cấp nhanh chóng kể từ đó, khi sự cạnh tranh giữa Apple và IBM giảm dần.
Đến năm 1984, Apple phát hành Macintosh cổ điển, máy tính cá nhân điều khiển bằng chuột được sản xuất hàng loạt đầu tiên có giao diện người dùng đồ họa (GUI).Macintosh đi kèm với macpaint và macwrite (phổ biến các ứng dụng WYSIWYG WYSIWYG).Năm sau, thông qua sự hợp tác với adobe, một chương trình đồ họa mới đã được đưa ra, đặt nền tảng cho thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD) và sản xuất có hỗ trợ máy tính (CAM).
Phát triển các chương trình CAD và cam
Trung gian giữa máy tính và máy công cụ CNC là hai chương trình cơ bản: CAD và cam.Trước khi chúng tôi đi sâu vào lịch sử ngắn gọn của cả hai, đây là một cái nhìn tổng quan.
Các chương trình CAD hỗ trợ việc tạo, sửa đổi và chia sẻ các đối tượng 2D hoặc 3D kỹ thuật số.Chương trình cam cho phép bạn chọn công cụ, vật liệu và các điều kiện khác cho hoạt động cắt.Là một kỹ sư, ngay cả khi bạn đã hoàn thành tất cả các công việc CAD và biết sự xuất hiện của các bộ phận bạn muốn, máy phay không biết kích thước hoặc hình dạng của dao phay bạn muốn sử dụng, hoặc các chi tiết về kích thước vật liệu của bạn hoặc loại hình.
Chương trình cam sử dụng mô hình do Kỹ sư tạo ra bằng CAD để tính toán chuyển động của dao trong vật liệu.Các tính toán chuyển động này, được gọi là đường chạy dao, được chương trình cam tự động tạo ra để đạt được hiệu quả tối đa.Một số chương trình cam hiện đại cũng có thể mô phỏng trên màn hình cách máy sử dụng công cụ bạn chọn để cắt vật liệu.Thay vì thử nghiệm cắt nhiều lần trên máy công cụ thực tế, nó có thể tiết kiệm hao mòn công cụ, thời gian gia công và tiêu thụ vật liệu.
Nguồn gốc của CAD hiện đại có thể bắt nguồn từ năm 1957. Chương trình có tên Pronto được phát triển bởi nhà khoa học máy tính Patrick J. Hanratty được công nhận là cha đẻ của cad / cam.Năm 1971, ông cũng phát triển chương trình được sử dụng rộng rãi Adam, là một hệ thống thiết kế, vẽ và sản xuất đồ họa tương tác được viết bằng FORTRAN, nhằm mục đích hướng tới sự toàn năng trên nhiều nền tảng.Đại học California Irvine, nơi ông thực hiện nghiên cứu cho biết: “Các nhà phân tích trong ngành ước tính rằng 70% tất cả các hệ thống cad / cam 3-D Mechanical hiện nay có thể được truy xuất trở lại mã gốc của Hanratty”.
Khoảng năm 1967, Patrick J. Hanratty đã cống hiến hết mình cho việc thiết kế máy tính có sự hỗ trợ của máy tính mạch tích hợp (CADIC).
Năm 1960, chương trình tiên phong Sketchpad của Ivan Sutherland được phát triển giữa hai chương trình của Hanratty, đây là chương trình đầu tiên sử dụng giao diện người dùng đồ họa đầy đủ.
Điều đáng chú ý là AutoCAD, được Autodesk tung ra vào năm 1982, là chương trình CAD 2D đầu tiên dành riêng cho máy tính cá nhân chứ không phải máy tính lớn.Đến năm 1994, AutoCAD R13 đã làm cho chương trình tương thích với thiết kế 3D.Năm 1995, SolidWorks được phát hành với mục đích rõ ràng là giúp thiết kế CAD dễ dàng hơn cho nhiều đối tượng hơn, và sau đó Autodesk Inventor được tung ra vào năm 1999, trở nên trực quan hơn.
Vào giữa những năm 1980, một bản demo AutoCAD đồ họa có thể mở rộng phổ biến cho thấy hệ mặt trời của chúng ta trong 1: 1 km.Bạn thậm chí có thể phóng to mặt trăng và đọc bảng trên tàu đổ bộ mặt trăng Apollo.
Không thể nói về sự phát triển của máy CNC mà không tri ân những người tạo ra phần mềm, những người đã cam kết giảm ngưỡng đầu vào của thiết kế kỹ thuật số và làm cho nó có thể áp dụng cho tất cả các cấp độ kỹ năng.Hiện tại, Autodesk fusion 360 đang đi đầu.(so với các phần mềm tương tự như Mastercam, UGNX và PowerMILL, phần mềm cad / cam mạnh mẽ này chưa được mở ở Trung Quốc.) nó là “công cụ CAD, cam và CAE 3D đầu tiên của loại hình này, có thể kết nối toàn bộ quá trình phát triển sản phẩm của bạn chuyển sang nền tảng dựa trên đám mây phù hợp với PC, MAC và các thiết bị di động. ”Sản phẩm phần mềm mạnh mẽ này miễn phí cho sinh viên, nhà giáo dục, những người mới thành lập đủ điều kiện và những người nghiệp dư.
Máy công cụ CNC nhỏ gọn ban đầu
Là một trong những người tiên phong và tổ tiên của máy công cụ CNC nhỏ gọn, Ted hall, người sáng lập ra công cụ shopbot, là giáo sư Khoa học thần kinh tại Đại học Duke.Khi rảnh rỗi, anh ấy thích làm những chiếc thuyền bằng ván ép.Anh ta tìm kiếm một công cụ dễ dàng để cắt ván ép, nhưng ngay cả giá của việc sử dụng máy phay CNC vào thời điểm đó đã vượt quá 50000 đô la.Năm 1994, ông cho một nhóm người xem chiếc máy nghiền nhỏ gọn do ông thiết kế trong xưởng của mình, từ đó bắt đầu hành trình của công ty.
Từ nhà máy đến máy tính để bàn: MTM snap
Năm 2001, Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) thành lập một trung tâm bit và nguyên tử mới, là Phòng thí nghiệm chị em của Phòng thí nghiệm Truyền thông MIT, và do Giáo sư có tầm nhìn xa Neil Gershenfeld đứng đầu.Gershenfeld được coi là một trong những người sáng lập ra khái niệm Fab Lab (Phòng thí nghiệm sản xuất).Với sự hỗ trợ của giải thưởng nghiên cứu công nghệ thông tin trị giá 13,75 triệu đô la Mỹ từ Quỹ Khoa học Quốc gia, Trung tâm bit và nguyên tử (CBA) bắt đầu tìm kiếm sự trợ giúp để tạo ra một mạng lưới studio nhỏ nhằm cung cấp cho công chúng các công cụ sản xuất kỹ thuật số cá nhân.
Trước đó, vào năm 1998, Gershenfeld đã mở một khóa học gọi là “cách chế tạo (hầu như) bất cứ thứ gì” tại Viện công nghệ Massachusetts để giới thiệu cho sinh viên kỹ thuật những máy móc sản xuất công nghiệp đắt tiền, nhưng khóa học của ông thu hút sinh viên từ nhiều nguồn gốc khác nhau, bao gồm cả nghệ thuật, thiết kế. và kiến trúc.Đây đã trở thành nền tảng của cuộc cách mạng sản xuất kỹ thuật số cá nhân.
Một trong những dự án được tạo ra từ CBA là máy chế tạo (MTM), tập trung vào việc phát triển các nguyên mẫu nhanh có thể được sử dụng trong các phòng thí nghiệm của nhà máy wafer.Một trong những chiếc máy ra đời trong dự án này là máy phay CNC để bàn MTM do các sinh viên Jonathan ward, Nadya peek và David Mellis tạo ra vào năm 2011. Sử dụng nhựa HDPE chịu lực nặng (cắt từ thớt nhà bếp) trên một cửa hàng lớn CNC. máy phay, máy phay 3 trục này chạy trên vi điều khiển Arduino chi phí thấp và có thể xay chính xác mọi thứ từ PCB đến bọt và gỗ.Đồng thời, nó được cài đặt trên máy tính để bàn, di động và giá cả phải chăng.
Vào thời điểm đó, mặc dù một số nhà sản xuất máy phay CNC như shopbot và epilog đang cố gắng tung ra các phiên bản máy phay để bàn nhỏ hơn và rẻ hơn, nhưng chúng vẫn khá đắt.
MTM snap trông giống như một món đồ chơi, nhưng nó đã thay đổi hoàn toàn cách phay trên máy tính để bàn.
Với tinh thần của một Fab Lab thực thụ, nhóm snap của MTM thậm chí còn chia sẻ hóa đơn tài liệu của họ để bạn có thể tự làm.
Ngay sau khi tạo ra MTM snap, thành viên nhóm Jonathan ward đã làm việc với các kỹ sư Mike Estee và nhà khoa học vật liệu và xanh của Forrest, Danielle applestone để thực hiện một dự án do DARPA tài trợ có tên là người cố vấn (thử nghiệm sản xuất và quảng bá) để “phục vụ thế kỷ 21”.
Nhóm đã làm việc tại otherlab ở San Francisco, tổng hợp lại và kiểm tra lại thiết kế của máy công cụ snap MTM, với mục tiêu sản xuất máy phay CNC để bàn với giá cả hợp lý, độ chính xác và dễ sử dụng.Họ đặt tên cho nó là othermill, là tiền thân của máy phay PCB để bàn Bantam tools.
Sự phát triển của ba thế hệ máy chạy bộ khác
Vào tháng 5 năm 2013, nhóm của Công ty máy khác đã khởi động thành công hoạt động huy động vốn từ cộng đồng.Một tháng sau, vào tháng 6, các công cụ shopbot đã khởi động một chiến dịch (cũng thành công) cho một máy CNC cầm tay có tên là handibot, được thiết kế để sử dụng trực tiếp trên trang web công việc.Chất lượng chính của hai máy này là phần mềm đi kèm - otherplan và fabmo - được thiết kế để trở thành các chương trình WYSIWYG trực quan và dễ sử dụng, để nhiều đối tượng có thể sử dụng gia công CNC.Rõ ràng, như sự hỗ trợ của hai dự án này chứng tỏ cộng đồng đã sẵn sàng cho loại hình đổi mới này.
Tay cầm màu vàng sáng mang tính biểu tượng của Handibot cho thấy tính di động của nó.
Xu hướng liên tục từ nhà máy đến máy tính để bàn
Kể từ khi chiếc máy đầu tiên được đưa vào sử dụng thương mại vào năm 2013, phong trào sản xuất máy tính để bàn đã được nâng cấp.Máy phay CNC hiện nay bao gồm tất cả các loại máy CNC từ nhà xưởng đến máy tính để bàn, từ máy uốn dây đến máy dệt kim, máy định hình chân không, máy cắt tia nước, máy cắt laser, v.v.
Các loại máy công cụ CNC được chuyển từ xưởng sản xuất sang máy tính để bàn ngày càng phát triển ổn định.
Mục tiêu phát triển của phòng thí nghiệm Fab, ban đầu được sinh ra tại MIT, là phổ biến những cỗ máy sản xuất kỹ thuật số mạnh mẽ nhưng đắt tiền, trang bị những bộ óc thông minh bằng các công cụ và đưa ý tưởng của họ vào thế giới vật chất.Chỉ những người có kinh nghiệm mới có thể có được những chuyên gia trong quá khứ với những công cụ này.Giờ đây, cuộc cách mạng sản xuất máy tính để bàn đang tiếp tục thúc đẩy cách tiếp cận này, từ các phòng thí nghiệm Fab đến các xưởng cá nhân, bằng cách giảm đáng kể chi phí trong khi vẫn duy trì độ chính xác chuyên nghiệp.
Khi quỹ đạo này tiếp tục, có những phát triển mới thú vị trong việc tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) vào sản xuất máy tính để bàn và thiết kế kỹ thuật số.Vẫn còn phải xem những phát triển này tiếp tục ảnh hưởng đến sản xuất và đổi mới như thế nào, nhưng chúng ta đã đi được một chặng đường dài từ kỷ nguyên máy tính cỡ phòng và các công cụ sản xuất mạnh mẽ hoàn toàn gắn liền với các tổ chức và công ty lớn.Quyền lực bây giờ nằm trong tay chúng ta.
Thời gian đăng bài: Jul-19-2022