전통적인 기계식, 방 크기의 CNC 기계가 데스크톱 기계(예: Bantam tools 데스크톱 CNC 밀링 머신 및 Bantam tools 데스크톱 PCB 밀링 머신)로 전환되는 방식은 개인용 컴퓨터, 마이크로컨트롤러 및 기타 전자 장비 구성 요소의 개발로 인해 발생합니다. 이러한 개발이 없었다면 오늘날 강력하고 컴팩트한 CNC 공작 기계는 불가능했을 것입니다.
1980년에는 제어 엔지니어링이 발전하고 전자 및 컴퓨터 지원 개발 일정이 정해졌습니다.
개인용 컴퓨터의 새벽
1977년에는 Apple II, pet 2001, TRS-80 등 3개의 "마이크로컴퓨터"가 동시에 출시되었으며, 1980년 1월에 바이트 매거진은 "기성품 개인용 컴퓨터 시대가 도래했다"고 발표했습니다. 개인용 컴퓨터의 발전은 애플과 IBM의 경쟁이 썰물처럼 잦아들던 이후 급속히 업그레이드됐다.
1984년에 Apple은 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 갖춘 최초의 대량 생산 마우스 구동 개인용 컴퓨터인 클래식 Macintosh를 출시했습니다. Macintosh에는 macpaint 및 macwrite(WYSIWYG WYSIWYG 응용 프로그램을 대중화함)가 함께 제공됩니다. 이듬해에는 Adobe와의 협력을 통해 새로운 그래픽 프로그램이 출시되어 컴퓨터 지원 설계(CAD)와 컴퓨터 지원 제조(CAM)의 기반을 마련했습니다.
CAD 및 캠 프로그램 개발
컴퓨터와 CNC 공작 기계 사이의 중개자는 CAD와 캠이라는 두 가지 기본 프로그램입니다. 두 가지의 간략한 역사를 살펴보기 전에 먼저 개요를 살펴보겠습니다.
CAD 프로그램은 2D 또는 3D 개체의 디지털 생성, 수정 및 공유를 지원합니다. 캠 프로그램을 사용하면 절단 작업을 위한 도구, 재료 및 기타 조건을 선택할 수 있습니다. 엔지니어로서 모든 CAD 작업을 완료하고 원하는 부품의 외형을 알고 있더라도 밀링 머신은 사용하려는 밀링 커터의 크기나 모양, 재료 크기나 세부 사항을 알지 못합니다. 유형.
캠 프로그램은 엔지니어가 CAD에서 생성한 모델을 사용하여 재료에서 도구의 움직임을 계산합니다. 공구 경로라고 하는 이러한 동작 계산은 효율성을 극대화하기 위해 캠 프로그램에 의해 자동으로 생성됩니다. 일부 최신 캠 프로그램은 기계가 선택한 도구를 사용하여 재료를 절단하는 방법을 화면에서 시뮬레이션할 수도 있습니다. 실제 공작 기계에 대한 테스트를 반복적으로 중단하는 대신 공구 마모, 처리 시간 및 재료 소비를 줄일 수 있습니다.
현대 CAD의 기원은 1957년으로 거슬러 올라갑니다. 컴퓨터 과학자 Patrick J. Hanratty가 개발한 Pronto라는 프로그램은 CAD/Cam의 아버지로 알려져 있습니다. 1971년에는 크로스 플랫폼 전능함을 목표로 FORTRAN으로 작성된 인터랙티브 그래픽 디자인, 드로잉 및 제조 시스템인 널리 사용되는 프로그램인 Adam을 개발했습니다. "업계 분석가들은 현재 사용 가능한 모든 3D 기계 캐드/캠 시스템의 70%가 Hanratty의 원본 코드로 추적될 수 있다고 추정합니다."라고 그가 당시 연구를 수행했던 University of California Irvine이 말했습니다.
1967년경 Patrick J. Hanratty는 CADIC(컴퓨터 지원 집적 회로 설계) 컴퓨터에 전념했습니다.
1960년에 Ivan Sutherland의 선구적인 프로그램인 Sketchpad가 Hanratty의 두 프로그램 사이에서 개발되었는데, 이는 완전한 그래픽 사용자 인터페이스를 사용한 최초의 프로그램이었습니다.
1982년 Autodesk가 출시한 AutoCAD는 메인프레임 컴퓨터가 아닌 개인용 컴퓨터를 위한 최초의 2D CAD 프로그램이라는 점은 주목할 가치가 있습니다. 1994년에 AutoCAD R13은 이 프로그램을 3D 디자인과 호환되게 만들었습니다. 1995년에는 더 많은 사람들이 CAD 설계를 더 쉽게 만들겠다는 명확한 목적으로 SolidWorks가 출시되었고, 1999년에는 더욱 직관적인 Autodesk Inventor가 출시되었습니다.
1980년대 중반, 인기 있는 확장 가능한 그래픽 AutoCAD 데모에서는 태양계를 1:1km로 보여주었습니다. 달을 확대하여 아폴로 달 착륙선의 명판을 읽을 수도 있습니다.
디지털 디자인의 진입 문턱을 낮추고 모든 기술 수준에 적용할 수 있도록 노력하는 소프트웨어 제작자에게 경의를 표하지 않고 CNC 기계 개발에 대해 이야기하는 것은 불가능합니다. 현재 Autodesk Fusion 360이 선두에 있습니다. (Mastercam, UGNX 및 PowerMILL과 같은 유사한 소프트웨어와 비교할 때 이 강력한 cad/cam 소프트웨어는 중국에서 아직 출시되지 않았습니다.) “전체 제품 개발을 연결할 수 있는 최초의 3D CAD, 캠 및 CAE 도구입니다. PC, MAC, 모바일 기기에 적합한 클라우드 기반 플랫폼으로 프로세스를 진행합니다.” 이 강력한 소프트웨어 제품은 학생, 교육자, 자격을 갖춘 스타트업 및 아마추어에게 무료로 제공됩니다.
초기 소형 CNC 공작 기계
소형 CNC 공작기계의 선구자이자 조상 중 한 명인 Shopbot Tool의 창시자인 Ted Hall은 Duke University의 신경과학 교수였습니다. 여가 시간에는 합판 보트를 만드는 것을 좋아합니다. 합판을 자르기 쉬운 공구를 찾았지만, 당시 CNC 밀링머신을 사용하는 가격도 5만 달러를 넘었습니다. 1994년에 그는 자신의 작업장에서 자신이 설계한 소형 분쇄기를 사람들에게 보여주면서 회사의 여정을 시작했습니다.
공장에서 데스크탑까지: MTM 스냅
2001년 MIT(매사추세츠 공과대학)는 MIT 미디어 연구소의 자매 연구소인 새로운 비트 앤 아톰 센터를 설립했으며 비전이 있는 Neil Gershenfeld 교수가 이끈다. Gershenfeld는 Fab Lab(제조 실험실) 개념의 창시자 중 한 명으로 간주됩니다. 국립과학재단(National Science Foundation)의 정보 기술 연구 상금 1,375만 달러의 지원을 받아 비트 앤 아톰 센터(CBA)는 대중에게 개인 디지털 제조 도구를 제공하기 위한 소규모 스튜디오 네트워크를 만드는 데 도움을 구하기 시작했습니다.
이에 앞서 1998년 게르셴펠트는 기술학생들에게 고가의 산업용 제조 기계를 소개하기 위해 MIT에 '(거의) 무엇이든 만드는 법'이라는 강좌를 열었지만 그의 강좌는 미술, 디자인 등 다양한 배경을 가진 학생들의 관심을 끌었다. 그리고 건축. 이는 개인용 디지털 제조 혁명의 기초가 되었습니다.
CBA에서 탄생한 프로젝트 중 하나는 MTM(Machine That Make)으로, 웨이퍼 공장 실험실에서 사용할 수 있는 신속한 프로토타입 개발에 중점을 두고 있습니다. 이 프로젝트에서 탄생한 기계 중 하나는 2011년 Jonathan Ward, Nadya peek 및 David Mellis 학생이 만든 MTM 스냅 데스크탑 CNC 밀링 머신입니다. 대형 Shopbot CNC에 견고한 스냅 HDPE 플라스틱(주방 도마에서 잘라낸 것)을 사용합니다. 밀링 머신인 이 3축 밀링 머신은 저가형 Arduino 마이크로컨트롤러에서 실행되며 PCB부터 폼, 목재까지 모든 것을 정확하게 밀링할 수 있습니다. 동시에 데스크탑에 설치되며 휴대 가능하고 저렴합니다.
당시 Shopbot 및 Epilog와 같은 일부 CNC 밀링 기계 제조업체는 더 작고 저렴한 데스크탑 버전의 밀링 기계를 출시하려고 시도했지만 여전히 가격이 상당히 비쌌습니다.
MTM 스냅은 장난감처럼 보이지만 데스크톱 밀링을 완전히 바꿔 놓았습니다.
진정한 Fab Lab의 정신으로 MTM 스냅 팀은 여러분이 직접 만들 수 있도록 BOM을 공유하기도 했습니다.
MTM 스냅이 생성된 직후 팀원인 Jonathan Ward는 엔지니어 Mike Estee 및 Forrest Green 및 재료 과학자 Danielle applestone과 협력하여 "21세기에 봉사"하기 위한 멘토(제조 실험 및 홍보)라는 DARPA 자금 지원 프로젝트를 수행했습니다.
팀은 합리적인 가격, 정확성 및 사용 편의성을 갖춘 데스크탑 CNC 밀링 기계를 제조한다는 목표로 샌프란시스코의 otherlab에서 작업하여 MTM 스냅 공작 기계의 설계를 재결합하고 재검토했습니다. 그들은 Bantam Tools 데스크탑 PCB 밀링 머신의 전신인 othermill이라는 이름을 붙였습니다.
othermill 3세대의 진화
2013년 5월, (주)아더머신 팀은 크라우드 펀딩 활동을 성공적으로 시작했습니다. 한 달 후인 6월에 Shopbot Tools는 작업 웹사이트에서 직접 사용할 수 있도록 설계된 Handibot이라는 휴대용 CNC 기계에 대한 캠페인(역시 성공)을 시작했습니다. 이 두 기계의 주요 품질은 함께 제공되는 소프트웨어인 otherplan과 fabmo가 각각 직관적이고 사용하기 쉬운 WYSIWYG 프로그램이 되도록 설계되어 광범위한 사용자가 CNC 가공을 사용할 수 있다는 것입니다. 분명히 이 두 프로젝트의 지원이 입증되었듯이 커뮤니티는 이러한 유형의 혁신에 준비가 되어 있습니다.
Handibot의 아이코닉한 밝은 노란색 손잡이는 휴대성을 자랑합니다.
공장에서 데스크탑까지 지속적인 추세
2013년 첫 번째 기계가 상업적으로 사용된 이후 데스크탑 디지털 제조 움직임이 업그레이드되었습니다. CNC 밀링 머신에는 이제 공장에서 데스크탑까지, 와이어 벤딩 머신에서 편직 머신, 진공 성형 머신, 워터젯 커팅 머신, 레이저 커팅 머신 등에 이르기까지 모든 유형의 CNC 머신이 포함됩니다.
공장 작업장에서 데스크탑으로 이전되는 CNC 공작 기계의 유형은 꾸준히 증가하고 있습니다.
원래 MIT에서 탄생한 Fab Laboratory의 개발 목표는 강력하지만 값비싼 디지털 제조 기계를 대중화하고, 똑똑한 마음을 도구로 무장시켜 그들의 아이디어를 물리적 세계로 가져오는 것입니다. 경험이 풍부한 사람만이 이러한 도구를 사용하여 과거의 전문가를 얻을 수 있습니다. 이제 데스크탑 제조 혁명은 전문적인 정확성을 유지하면서 비용을 크게 절감함으로써 Fab 실험실에서 개인 워크샵에 이르기까지 이러한 접근 방식을 더욱 발전시키고 있습니다.
이러한 추세가 계속되면서 인공 지능(AI)을 데스크탑 제조 및 디지털 디자인에 통합하는 데 있어 흥미롭고 새로운 발전이 이루어지고 있습니다. 이러한 발전이 제조와 혁신에 어떻게 계속해서 영향을 미치는지는 아직 알 수 없지만, 우리는 대규모 기관 및 회사에 완전히 바인딩된 방 크기의 컴퓨터와 강력한 제조 도구의 시대에서 먼 길을 왔습니다. 이제 권력은 우리 손에 있습니다.
게시 시간: 2022년 7월 19일