История CAM систем — прошлое, настоящее и будущее

Многие области промышленности, архитектуры, дизайна постоянно развиваются и приспосабливаются к новым потребностям и изменениям в отраслевых стандартах. Благодаря автоматической системе (CAM) было создано единое сообщество производителей станков с ЧПУ.

Автоматизация производства с помощью CAM систем

В основном система CAM используется для написание программ с использованием G-кода для станков с ЧПУ.

Например с помощью системы CAD на компьютере можно создать электронный чертеж, а затем с помощью системы CAM преобразовать сделанный чертеж в G-код с построчным набором инструкций для станка. Сегодня практически любой станок с ЧПУ понимает G- код. Цель CAM системы ускорить производство и производственный процесс.

Самые ранние примеры технологии CAM относятся к станкам с ЧПУ, использовавшимся в начале 1950-х годов. Эти машины не были такими интуитивными или продвинутыми, как машины, к которым вы, вероятно, привыкли в наши дни, они использовали закодированные инструкции на перфорированной бумаге для управления простыми производственными инструкциями.

Станки с ЧПУ и Массачусетский технологический институт (MIT)

Начало CAM в значительной степени приписывается Джону Т. Парсонсу.

Работая в компании своего отца он начал искать изготовления вертолетных винтов. Стремясь ускорить производственный процесс Парсонс начал рассматривать идею использования перфокарт для выполнения инженерных расчетов. Работая с Фрэнком Суленом, Парсонс разработал перфокарты, которые можно было запрограммировать для обеспечения автоматизированной обработки.

Однако эти перфокарты не пользовались большой популярностью до 1949 года.

Для дальнейшего развития своей машины Парсонс обратился в Лабораторию сервомеханизмов Массачусетского технологического института в 1949 году.

До 1953 года всю программу финансировало ВВС США. Затем финансирование было возобновлено компанией Giddings and Lewis Machine Tool Co.

Поворотным моментом для первого станка с ЧПУ стало производство перфоленты под компьютерным управлением Джоном Раньоном из Массачусетского технологического института. Благодаря этому время, необходимое для создания инструкций и последующего изготовления следующей детали, значительно сократилось.

Этот успех привел к производству многих других станков с ЧПУ. В последующие годы были предприняты усилия по продвижению их на общий производственный рынок.

G-код и коммерческое использование станков

Стремясь повысить интерес к разработке станков с ЧПУ, ВВС США купила станки с ЧПУ и предоставила их в аренду производителям. Они сделали это в надежде, что как только компании привыкнут к этой технологии, они поймут, насколько она повышает производительность, и начнут использовать их в обычных производственных процессах. По мере того, как машины постепенно начали набирать популярность среди крупных компаний, ВВС США приняли предложение создать универсальный язык программирования для ЧПУ.

Массачусетский технологический институт проложил путь к широкомасштабному внедрению CAM, разработав в конце 1950-х годов первый универсальный язык программирования.

Этот язык, постепенно превращающийся в G-код, с которым мы так хорошо знакомы сегодня, использовался для автоматического генерирования координат обрабатываемых деталей.

С его помощью стало возможным контролировать точные движения станков, сообщая двигателям, куда двигаться, как быстро это делать и по какому пути. Следующие несколько лет привели к развитию технологий ЧПУ, которые пришли на смену более старым технологиям, таким как ручная обработка.

Важным поворотным моментом как для CAD, так и для CAM стал переход от UNIX к ПК в 1990-х годах — и CAD, и CAM стали гораздо более доступными для миллионов инженеров и обычных потребителей, которые раньше не могли позволить себе это программное обеспечение.

Самые ранние коммерческие приложения CAM относятся к автомобильной и аэрокосмической промышленности. Примеры включают Пьера Безье, разработавшего приложение CAD/CAM UNISURF в конце 1960-х годов для проектирования корпусов и инструментов в Renault.

CAM сегодня

Эволюция CAM и CAD, а точнее их слияние в последние годы, оставила далеко позади недостатки более ранних станков с ЧПУ. Современные технологии CAD/CAM снизили расходы, повысили доступность и ускорили весь процесс проектирования и производства. Самое главное, CAD и CAM дали современному дизайнеру гораздо больше контроля над каждым процессом. Современные процессы обработки с ЧПУ, далекие от первого прототипа ЧПУ, теперь включают:

• Лазерная резка: работает путем выжигания траекторий или рисунков на материале (от дерева до пластика) с помощью лазера.
• Плазменная резка: разрезает электропроводящие материалы — обычно металл — с помощью плазменной горелки.
• Гидроабразивная резка: выбранная заготовка обрабатывается струей воды под высоким давлением.
• Фрезерование: процесс, при котором материал удаляется из детали.

Однако одной из самых интересных машин, работающих с числовым программным управлением, должен быть 3D-принтер. 3D-принтеры, не считающиеся станками с ЧПУ из-за использования другого процесса, создают детали с использованием нового материала.

Последние достижения сделали возможным даже многоцветную 3D-печать.

Будущее CAM систем

В настоящее время станки CAM и CNC легко доступны для всего сообщества производителей. Достаточно просто приобрести стартовые комплекты ЧПУ или даже собрать собственный станок с ЧПУ. Так куда именно CAM пойдет в будущем?

Как и в случае с CAD, ясно, что CAM придется адаптироваться в ногу со временем.

Инженеры и производители определенно будут искать новые способы повышения эффективности, минимизации отходов и снижения общего энергопотребления.

Как и в случае с генеративным проектированием в САПР, еще одна надежда сообщества разработчиков заключается в том, что достаточно скоро CAM сможет делать гораздо больше.

С интеграцией CAD и CAM мы также можем увидеть слияние ролей в отраслях. Например, разрыв между инженерами и машинистами может уменьшиться.

Одно можно сказать наверняка: по мере того, как программное обеспечение CAD/CAM становится более интуитивно понятным, проектирование становится гораздо более продвинутым. Проекты, которые раньше казались слишком сложными, в конечном итоге станут проще.

Ссылка на статью: https://www.scan2cad.com/blog/cad/history-of-cam/