Le macchine CNC hanno rappresentato una vera e propria rivoluzione nell’ambito delle lavorazioni industriali. Grazie a queste sofisticati macchinari, infatti, è possibile ottenere risultati di altissima precisione e qualità in poco tempo. Ma cosa sono le macchine CNC e come funzionano? Noi di Chiari Bruno le usiamo tutti i giorni per le lavorazioni CNC dell’alluminio e siamo qui per spiegartelo, scopriamolo insieme!
Cosa sono le macchine CNC
Partiamo dal nome: qual è il significato di CNC? Questo acronimo sta per “Computer Numerical Control” che, in italiano, viene tradotto con “Controllo Numerico Computerizzato”. Le macchine CNC sono macchinari coordinati da un sistema elettronico incluso nella macchina chiamato appunto controllo numerico. I movimenti e le funzioni di queste macchine sono prestabiliti: vengono preimpostati attraverso dei software specifici. In questo modo è possibile rendere automatizzato il procedimento di lavorazione o realizzazione dei prodotti. Grazie al sistema CNC, è possibile controllare il movimento degli utensili in modo preciso e ripetibile, ottenendo così lavorazioni perfette. Nonostante siano ottime per lo svolgimento di lavori di alta precisione e qualità, queste non possono interagire con l’ambiente che le circonda. Quindi necessitano di essere affiancate da un operatore macchine utensili CNC che ha il compito di impostare il programma, preparare i materiali grezzi da lavorare e intervenire in caso di problemi o correzioni nella lavorazione. Le macchine utensili a CNC sono molto diffuse nelle lavorazioni industriali per la loro capacità di lavorare tantissimi materiali. Alcuni di questi sono: alluminio, legno, ferro, plastica, polistirolo, vetro, poliuretano e molto altro ancora.
Anatomia delle macchine
Prima di spiegare come funzionano le macchine CNC è importante spiegare come siano costituite “anatomicamente”. Ecco le loro componenti spiegate in breve:
- Encoder: si tratta di un elemento che può essere sia lineare sia rotativo. Il suo compito è informare il computer di bordo sul movimento e sulla posizione dell’asse su cui è montato.
- Motori elettrici:sono fondamentali per controllare il movimento degli assi.
- Azionamenti: si tratta di unità speciali che controllano il movimento dei motori.
- Assi: il loro numero è ciò che distingue le macchine CNC da quelle tradizionali. Classificate come X, Y e Z, rappresentano rispettivamente le tre dimensioni (la larghezza, l’altezza e la profondità) in cui può essere eseguita l’operazione. In realtà, il numero degli assi varia a seconda del macchinario e si passa da 2 a 5 assi, a 8, a 10 fino a 24.
- Computer: è il fulcro delle macchine CNC, l’unità che controlla l’intero macchinario. Tramite un software, riceve dall’operatore le direttive ed esegue il lavoro.
Una volta comprese le componenti delle macchine CNC, capire come queste funzionino sarà molto semplice, vediamolo insieme!
Come funzionano le macchine CNC
Le fasi della lavorazione tramite le macchine CNC sono essenzialmente quattro e sono le seguenti:
- Progettazione del modello CAD: l’ufficio tecnico del nostro cliente progetta un modello CAD (computer-aided design) del pezzo che dovrà essere realizzato. Questo può essere sia in 2D sia in 3D.
- Conversione dei file CAD: il file di progettazione CAD viene elaborato da un software per estrarre le misure del pezzo e per generare il codice di programmazione digitale. Dopo questo, il software emette i comandi che arrivano alla macchina CNC. Questa poi utilizzerà gli strumenti a sua disposizione per realizzare il pezzo.
- Configurazione della macchina: prima che venga dato l’avvio al programma, l’operatore macchine utensili CNC deve preparare gli utensili che verranno impiegati nella lavorazione.
Esecuzione dell’operazione da parte della macchina: Il programma realizzato precedentemente detta le istruzioni alla macchina, che utilizza l’utensile per lavorare il pezzo.
Programmazione macchine controllo numerico
Come abbiamo visto, le macchine CNC devono essere preimpostate. Quindi, la programmazione macchine controllo numerico è fondamentale per poter usufruire di queste. Per programmazione CNC si intende il processo di creazione di istruzioni o codici utilizzati per controllare macchine. La programmazione CNC comporta la scrittura di una serie di comandi e istruzioni, in genere sotto forma di G-code. Questo è un linguaggio di programmazione che specifica le operazioni che la macchina CNC deve eseguire. Alcuni esempi di questi comandi sono i movimenti che deve compiere l’utensile o i cambi utensile. La programmazione CNC avviene attraverso alcuni software CNC: programmi informatici che consentono di creare, modificare, simulare e gestire i programmi CNC. Questi forniscono un’interfaccia grafica e una serie di funzionalità per facilitare la programmazione e il controllo delle macchine CNC. Esistono diversi software CNC che possono variare in base al tipo di macchina, al produttore e alle esigenze specifiche dell’utente o dell’organizzazione. Per questo è necessario scegliere il software appropriato in base ai requisiti e alle funzionalità della macchina CNC.
Il numero di assi delle macchine a controllo numerico computerizzato
Le CNC sono caratterizzate dagli assi, cosa permettono e quanti possono essere? Innanzitutto, gli assi CNC sono delle componenti fondamentali per questi macchinari perché permettono di inclinare l’utensile rispetto al piano di lavoro. A seconda del loro numero offrono una maggiore o minore flessibilità di movimento durante la lavorazione. Il numero di assi CNC delle macchine a controllo numerico computerizzato varia in base alla tipologia: si parte da 2 fino a raggiungere, nei macchinari più complessi, 24 assi. Vediamo qualche esempio dei macchinari più semplici:
- Macchine utensili a 2 assi: Queste consentono movimenti solo su X e Y, le lavorazioni non hanno nessuna variazione di profondità.
- Macchine utensili a 4 assi: possono effettuare il movimento di rotazione applicato all’utensile o al pezzo da lavorare. Nelle macchine a 4 assi interpolati la rotazione avviene simultaneamente agli altri 3 assi, mentre nelle macchine a 4 assi indexati la rotazione può avvenire solo quando gli altri tre assi sono fermi.
- Macchine utensili a 5 assi: unisono sia la rotazione della testa porta utensile, sia quella del pezzo in lavorazione, con gli altri 3 assi della macchina CNC.
Tipologie di macchine
Come abbiamo già detto, esistono diverse tipologie di macchine CNC. Infatti, nonostante questi macchinari siano tutti caratterizzati dal controllo numerico computerizzato, non significa che siano tutti uguali e che svolgano la medesima funzione. Esistono tecnologie diverse a seconda della lavorazione o del materiale che si vuole lavorare. Le macchine CNC sono impiegate per diverse mansioni, ad esempio: forature, filettature, fresature, tranciatura. Vediamo insieme alcune delle applicazioni più classiche delle macchine CNC!
- La fresatrice a CNC: si tratta di una delle macchine CNC più comuni sia in campo industriale, sia artigianale. Le frese modellano il materiale che viene fissato al piano di lavoro e tramite la rotazione dell’utensile ad alti giri asportano il materiale in eccesso. Sono impiegate per la realizzazione di incisioni, sculture opere d’arte e lavorazioni di altissima precisione.
- Il tornio a CNC: è una macchina utensile che consente di lavorare materiali come metallo o legno. Questo avviene mediante la rotazione del pezzo stesso mentre uno strumento di taglio rimuove il materiale in eccesso per ottenere forme, superfici o filettature precise.
- La foratrice a CNC: questo macchinario fora il materiale attraverso la rotazione di una punta metallica perforante, che, entrando in contatto con un blocco statico, lo fora.
Vantaggi di questi macchinari
Le macchine a controllo-numerico sono quindi delle componenti essenziali per la produzione. Da quando hanno fatto il loro ingresso nell’industria l’hanno rivoluzionata grazie ai numerosi vantaggi che offrono nella produzione e nella lavorazione dei materiali. Infatti, consentono di ridurre in modo drastico i tempi di produzione: sono macchine che possono lavorare a ciclo continuo. Così possono fornire grandi quantità di prodotti e bassi percentuali di errore. Queste macchine sono molto sofisticate e, di conseguenza offrono prodotti di alta qualità. Infatti, macchinari di questo tipo generano prodotti altamente standardizzati e precisi grazie al controllo numerico computerizzato. Replicano una certa lavorazione per le quantità desiderate garantendo l’estrema coerenza di ogni esemplare prodotto. Inoltre, si tratta di macchinari estremamente versatili: possono essere impiegate nella lavorazione di diversi materiali e possono anche produrre pezzi diversi. Infatti, le impostazioni guida del software CNC che comanda le macchine si possono facilmente impostare e re-impostare a seconda della componente da realizzare. La tecnologia CNC essendo applicata a lavori particolarmente ripetitivi, fa in modo che gli operatori possano concentrarsi su altre mansioni più stimolanti.
Lavorazioni CNC dell’alluminio da Chiari Bruno
Come abbiamo detto in precedenza, con la tecnologia CNC possono essere lavorati numerosi materiali diversi. Tuttavia, le lavorazioni a CNC dell’alluminio sono tra le lavorazioni più richieste dai clienti del nostro centro di taglio Chiari Bruno. Siamo dei veri specialisti di questo materiale e grazie alla nostra grande esperienza e competenza offriamo a chi sceglie di affidarsi a noi un servizio completo. Ci impegniamo costantemente per offrire ai nostri clienti un servizio sempre al passo con le rivoluzioni tecnologiche, per questo, disponiamo dei migliori macchinari a controllo numerico computerizzato. Abbiamo un’esperienza di oltre quarant’anni e siamo pronti per rispondere alle tue richieste, contattaci qui