วิธีที่เครื่อง CNC แบบกลไกขนาดห้องแบบดั้งเดิมเปลี่ยนมาใช้เครื่องเดสก์ท็อป (เช่น เครื่องกัด CNC บนเดสก์ท็อป Bantam tools และเครื่องกัด PCB บนเดสก์ท็อป Bantam tools) เกิดจากการพัฒนาคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ไมโครคอนโทรลเลอร์ และส่วนประกอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ หากไม่มีการพัฒนาเหล่านี้ เครื่องมือกล CNC ที่ทรงพลังและกะทัดรัดก็คงไม่สามารถเกิดขึ้นได้ในปัจจุบัน
ภายในปี 1980 วิวัฒนาการของวิศวกรรมควบคุมและตารางเวลาสำหรับการพัฒนาการสนับสนุนทางอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์
รุ่งอรุณของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล
ในปี พ.ศ. 2520 มีการเปิดตัว "ไมโครคอมพิวเตอร์" สามเครื่องพร้อมกัน ได้แก่ Apple II, pet 2001 และ TRS-80 ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2523 นิตยสาร byte ได้ประกาศว่า "ยุคของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลสำเร็จรูปได้มาถึงแล้ว" การพัฒนาคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลได้รับการอัพเกรดอย่างรวดเร็วนับแต่นั้นมา เมื่อการแข่งขันระหว่าง Apple และ IBM ลดน้อยลงและไหลลื่น
ภายในปี 1984 Apple ได้เปิดตัว Macintosh แบบคลาสสิก ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลที่ขับเคลื่อนด้วยเมาส์ที่ผลิตจำนวนมากเครื่องแรกซึ่งมีอินเทอร์เฟซผู้ใช้แบบกราฟิก (GUI) Macintosh มาพร้อมกับ macpaint และ macwrite (ซึ่งทำให้แอปพลิเคชัน WYSIWYG WYSIWYG เป็นที่นิยม) ในปีต่อมา ด้วยความร่วมมือกับ Adobe โปรแกรมกราฟิกใหม่ได้เปิดตัว โดยวางรากฐานสำหรับการออกแบบโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CAD) และการผลิตโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย (CAM)
การพัฒนาโปรแกรม CAD และ cam
ตัวกลางระหว่างคอมพิวเตอร์และเครื่องมือเครื่อง CNC คือสองโปรแกรมพื้นฐาน: CAD และ cam ก่อนที่เราจะเจาะลึกประวัติโดยย่อของทั้งสอง นี่คือภาพรวม
โปรแกรม CAD รองรับการสร้าง ดัดแปลง และแชร์ออบเจ็กต์ 2D หรือ 3D แบบดิจิทัล โปรแกรมลูกเบี้ยวทำให้คุณสามารถเลือกเครื่องมือ วัสดุ และเงื่อนไขอื่นๆ สำหรับงานตัดได้ ในฐานะวิศวกร แม้ว่าคุณจะทำงาน CAD ทั้งหมดเสร็จแล้วและรู้รูปลักษณ์ของชิ้นส่วนที่ต้องการแล้ว เครื่องกัดจะไม่ทราบขนาดหรือรูปร่างของหัวกัดที่คุณต้องการใช้ หรือรายละเอียดขนาดวัสดุหรือ พิมพ์.
โปรแกรมลูกเบี้ยวใช้แบบจำลองที่สร้างโดยวิศวกรในรูปแบบ CAD เพื่อคำนวณการเคลื่อนที่ของเครื่องมือในวัสดุ การคำนวณการเคลื่อนไหวเหล่านี้เรียกว่าเส้นทางเครื่องมือ จะถูกสร้างขึ้นโดยอัตโนมัติโดยโปรแกรมลูกเบี้ยวเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด โปรแกรมลูกเบี้ยวสมัยใหม่บางโปรแกรมยังสามารถจำลองบนหน้าจอว่าเครื่องจักรใช้เครื่องมือที่คุณเลือกในการตัดวัสดุอย่างไร แทนที่จะต้องทดสอบการตัดเครื่องมือกลจริงครั้งแล้วครั้งเล่า สามารถลดการสึกหรอของเครื่องมือ เวลาในการดำเนินการ และการใช้วัสดุได้
ต้นกำเนิดของ CAD สมัยใหม่ย้อนกลับไปในปี 1957 โปรแกรมชื่อ Pronto พัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ Patrick J. Hanratty ได้รับการยอมรับว่าเป็นบิดาของ CAD/cam ในปี 1971 เขายังพัฒนาโปรแกรมที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย Adam ซึ่งเป็นระบบการออกแบบกราฟิกเชิงโต้ตอบ การวาดภาพ และการผลิตที่เขียนด้วย FORTRAN โดยมีเป้าหมายไปที่การมีอำนาจทุกอย่างข้ามแพลตฟอร์ม “นักวิเคราะห์อุตสาหกรรมประเมินว่า 70% ของระบบ 3-D CAD/CAM ที่มีในปัจจุบันสามารถย้อนกลับไปที่โค้ดดั้งเดิมของ Hanratty ได้” มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เออร์ไวน์ ซึ่งเขาได้ทำการวิจัยในขณะนั้นกล่าว
ประมาณปี 1967 Patrick J. Hanratty อุทิศตนให้กับการออกแบบคอมพิวเตอร์วงจรรวม (CADIC) โดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย
ในปี 1960 โปรแกรมบุกเบิก Sketchpad ของ Ivan Sutherland ได้รับการพัฒนาระหว่างสองโปรแกรมของ Hanratty ซึ่งเป็นโปรแกรมแรกที่ใช้อินเทอร์เฟซผู้ใช้แบบกราฟิกเต็มรูปแบบ
เป็นที่น่าสังเกตว่า AutoCAD ซึ่งเปิดตัวโดย Autodesk ในปี 1982 เป็นโปรแกรม 2D CAD โปรแกรมแรกสำหรับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลโดยเฉพาะแทนที่จะเป็นคอมพิวเตอร์เมนเฟรม ภายในปี 1994 AutoCAD R13 ทำให้โปรแกรมเข้ากันได้กับการออกแบบ 3D ในปี 1995 SolidWorks เปิดตัวโดยมีวัตถุประสงค์ที่ชัดเจนในการทำให้การออกแบบ CAD ง่ายขึ้นสำหรับผู้ชมในวงกว้าง และจากนั้น Autodesk Inventor ก็เปิดตัวในปี 1999 ซึ่งกลายเป็นเรื่องง่ายมากขึ้น
ในช่วงกลางทศวรรษ 1980 การสาธิตกราฟิก AutoCAD ที่ได้รับความนิยมซึ่งปรับขนาดได้แสดงระบบสุริยะของเราในระยะ 1:1 กิโลเมตร คุณยังสามารถซูมเข้าไปบนดวงจันทร์และอ่านแผ่นโลหะบนยานลงจอดบนดวงจันทร์ Apollo ได้อีกด้วย
เป็นไปไม่ได้ที่จะพูดถึงการพัฒนาเครื่องจักร CNC โดยไม่ต้องยกย่องผู้สร้างซอฟต์แวร์ที่มุ่งมั่นที่จะลดเกณฑ์การเข้าสู่การออกแบบดิจิทัลและทำให้ใช้ได้กับทุกระดับทักษะ ปัจจุบัน Autodesk fusion 360 อยู่ในแนวหน้า (เมื่อเปรียบเทียบกับซอฟต์แวร์ที่คล้ายกัน เช่น Mastercam, UGNX และ PowerMILL แล้ว ซอฟต์แวร์ CAD/CAM อันทรงพลังนี้ยังไม่ได้เปิดตัวในจีน) นี่คือ “เครื่องมือ 3D CAD, Cam และ CAE ตัวแรกในประเภทนี้ ซึ่งสามารถเชื่อมต่อการพัฒนาผลิตภัณฑ์ทั้งหมดของคุณ ประมวลผลเป็นแพลตฟอร์มบนคลาวด์ที่เหมาะสำหรับพีซี, MAC และอุปกรณ์มือถือ” ผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์อันทรงประสิทธิภาพนี้ให้บริการฟรีสำหรับนักเรียน นักการศึกษา สตาร์ทอัพที่มีคุณสมบัติเหมาะสม และมือสมัครเล่น
เครื่องมือเครื่อง CNC ขนาดกะทัดรัดในยุคแรกๆ
ในฐานะหนึ่งในผู้บุกเบิกและบรรพบุรุษของเครื่องมือเครื่อง CNC ขนาดกะทัดรัด Ted Hall ผู้ก่อตั้ง Shopbot Tools เป็นศาสตราจารย์ด้านประสาทวิทยาศาสตร์ที่ Duke University ในเวลาว่าง เขาชอบทำเรือไม้อัด เขามองหาเครื่องมือที่ตัดไม้อัดได้ง่าย แต่ราคาของการใช้เครื่องกัด CNC ในขณะนั้นยังสูงกว่า 50,000 ดอลลาร์อีกด้วย ในปี 1994 เขาได้แสดงให้กลุ่มคนเห็นถึงโรงสีขนาดเล็กที่เขาออกแบบในโรงงาน ซึ่งถือเป็นการเริ่มต้นการเดินทางของบริษัท
จากโรงงานสู่เดสก์ท็อป: MTM snap
ในปี 2001 สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ได้ก่อตั้งศูนย์บิตและอะตอมแห่งใหม่ ซึ่งเป็นห้องทดลองในเครือของ MIT Media Laboratory และนำโดยศาสตราจารย์ผู้มีวิสัยทัศน์ นีล เกอร์เชนเฟลด์ Gershenfeld ถือเป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้งแนวคิด Fab Lab (ห้องปฏิบัติการการผลิต) ด้วยการสนับสนุนรางวัลการวิจัยเทคโนโลยีสารสนเทศมูลค่า 13.75 ล้านดอลลาร์สหรัฐจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ ศูนย์บิตและอะตอม (CBA) เริ่มขอความช่วยเหลือในการสร้างเครือข่ายสตูดิโอขนาดเล็กเพื่อมอบเครื่องมือการผลิตดิจิทัลส่วนบุคคลแก่สาธารณชน
ก่อนหน้านั้น ในปี 1998 Gershenfeld ได้เปิดหลักสูตรชื่อ "วิธีสร้าง (เกือบ) อะไรก็ได้" ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ เพื่อแนะนำนักศึกษาด้านเทคนิคเกี่ยวกับเครื่องจักรการผลิตทางอุตสาหกรรมราคาแพง แต่หลักสูตรของเขาดึงดูดนักศึกษาจากภูมิหลังที่แตกต่างกัน รวมถึงศิลปะ การออกแบบ และสถาปัตยกรรม สิ่งนี้ได้กลายเป็นรากฐานของการปฏิวัติการผลิตดิจิทัลส่วนบุคคล
หนึ่งในโครงการที่เกิดจาก CBA คือเครื่องจักรที่ผลิต (MTM) ซึ่งมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาต้นแบบที่รวดเร็วซึ่งสามารถใช้ในห้องปฏิบัติการของโรงงานเวเฟอร์ได้ หนึ่งในเครื่องจักรที่เกิดในโครงการนี้คือเครื่องกัด CNC แบบตั้งโต๊ะ MTM snap ที่สร้างขึ้นโดยนักเรียน Jonathan ward, Nadya peek และ David Mellis ในปี 2011 ใช้พลาสติก HDPE แบบ snap สำหรับงานหนัก (ตัดจากเขียงในครัว) บน Shopbot CNC ขนาดใหญ่ เครื่องกัด เครื่องกัด 3 แกนนี้ทำงานบนไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino ราคาประหยัด และสามารถกัดทุกอย่างตั้งแต่ PCB ไปจนถึงโฟมและไม้ได้อย่างแม่นยำ ในขณะเดียวกันก็ติดตั้งบนเดสก์ท็อป พกพาสะดวก และราคาไม่แพง
ในเวลานั้น แม้ว่าผู้ผลิตเครื่องกัด CNC บางราย เช่น shopbot และ epilog กำลังพยายามเปิดตัวเครื่องกัดรุ่นเดสก์ท็อปที่มีขนาดเล็กลงและราคาถูกกว่า แต่ก็ยังมีราคาค่อนข้างแพง
MTM snap ดูเหมือนของเล่น แต่ได้เปลี่ยนการกัดเดสก์ท็อปไปอย่างสิ้นเชิง
ด้วยจิตวิญญาณของ Fab Lab ที่แท้จริง ทีมงาน MTM snap ยังแบ่งปันรายการวัสดุเพื่อให้คุณสร้างมันขึ้นมาเองได้
ไม่นานหลังจากการสร้าง MTM snap สมาชิกในทีม Jonathan ward ได้ทำงานร่วมกับวิศวกร Mike Estee และ Forrest green และนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุ Danielle applestone เพื่อดำเนินโครงการที่ได้รับทุนสนับสนุนจาก DARPA ที่เรียกว่า mentor (การทดลองการผลิตและการส่งเสริมการขาย) เพื่อ "รับใช้ศตวรรษที่ 21"
ทีมงานทำงานที่ otherlab ในซานฟรานซิสโก รวมตัวกันอีกครั้งและตรวจสอบการออกแบบเครื่องมือ snap machine ของ MTM อีกครั้ง โดยมีเป้าหมายในการผลิตเครื่องกัด CNC แบบตั้งโต๊ะในราคาที่เหมาะสม แม่นยำ และใช้งานง่าย พวกเขาตั้งชื่อมันว่า othermill ซึ่งเป็นรุ่นก่อนของเครื่องกัด PCB บนเดสก์ท็อปของ Bantam tools
วิวัฒนาการของโรงสีอื่น ๆ สามรุ่น
ในเดือนพฤษภาคม 2013 ทีมงานของ other machine Co. ประสบความสำเร็จในการเปิดตัวกิจกรรมการระดมทุน หนึ่งเดือนต่อมาในเดือนมิถุนายน shopbot tools ได้เปิดตัวแคมเปญ (ประสบความสำเร็จเช่นกัน) สำหรับเครื่อง CNC แบบพกพาที่เรียกว่า handibot ซึ่งออกแบบมาเพื่อใช้บนเว็บไซต์งานโดยตรง คุณภาพหลักของเครื่องจักรทั้งสองนี้คือซอฟต์แวร์ที่มาด้วยกัน – otherplan และ fabmo – ได้รับการออกแบบให้เป็นโปรแกรม WYSIWYG ที่ใช้งานง่ายและใช้งานง่าย ตามลำดับ เพื่อให้ผู้ชมจำนวนมากสามารถใช้การประมวลผล CNC ได้ เห็นได้ชัดว่าเมื่อได้รับการสนับสนุนจากทั้งสองโครงการนี้ ชุมชนก็พร้อมสำหรับนวัตกรรมประเภทนี้
ด้ามจับสีเหลืองสดใสอันเป็นเอกลักษณ์ของ Handibot ช่วยให้พกพาสะดวก
เทรนด์อย่างต่อเนื่องจากโรงงานสู่เดสก์ท็อป
นับตั้งแต่นำเครื่องจักรเครื่องแรกไปใช้เชิงพาณิชย์ในปี 2013 ขบวนการผลิตดิจิทัลบนเดสก์ท็อปก็ได้รับการอัปเกรด ขณะนี้เครื่องกัด CNC มีเครื่องจักร CNC ทุกประเภทจากโรงงานไปจนถึงเดสก์ท็อป ตั้งแต่เครื่องดัดลวดไปจนถึงเครื่องถัก เครื่องขึ้นรูปสูญญากาศ เครื่องตัดพลังน้ำ เครื่องตัดเลเซอร์ ฯลฯ
ประเภทของเครื่องมือกล CNC ที่ถ่ายโอนจากโรงปฏิบัติงานในโรงงานไปยังเดสก์ท็อปมีการเติบโตอย่างต่อเนื่อง
เป้าหมายการพัฒนาของห้องปฏิบัติการ Fab ซึ่งเกิดที่ MIT คือการเผยแพร่เครื่องจักรการผลิตดิจิทัลที่ทรงพลังแต่มีราคาแพง ติดอาวุธให้กับจิตใจที่ชาญฉลาดด้วยเครื่องมือ และนำแนวคิดของพวกเขามาสู่โลกทางกายภาพ เฉพาะผู้มีประสบการณ์เท่านั้นที่สามารถขอรับผู้เชี่ยวชาญในอดีตด้วยเครื่องมือเหล่านี้ ขณะนี้ การปฏิวัติการผลิตเดสก์ท็อปกำลังทำให้แนวทางนี้ก้าวหน้าไปอีกขั้น ตั้งแต่ห้องปฏิบัติการ Fab ไปจนถึงเวิร์กช็อปส่วนบุคคล โดยการลดต้นทุนลงอย่างมากในขณะที่ยังคงรักษาความแม่นยำระดับมืออาชีพ
ในขณะที่เส้นทางนี้ดำเนินต่อไป มีการพัฒนาใหม่ที่น่าตื่นเต้นในการบูรณาการปัญญาประดิษฐ์ (AI) เข้ากับการผลิตเดสก์ท็อปและการออกแบบดิจิทัล การพัฒนาเหล่านี้ยังคงส่งผลต่อการผลิตและนวัตกรรมอย่างไรนั้นยังคงต้องรอดูกันต่อไป แต่เรามาไกลมากจากยุคของคอมพิวเตอร์ขนาดห้องและเครื่องมือการผลิตอันทรงพลังที่ผูกพันกับสถาบันและบริษัทขนาดใหญ่อย่างสมบูรณ์ อำนาจอยู่ในมือของเราแล้ว
เวลาโพสต์: Jul-19-2022