CNC Macchine, cosa sono, come funzionano e quando si usano
Le macchine CNC o macchine a controllo numerico sono strumenti sempre più diffusi in ogni settore industriale in quanto consentono di effettuare lavorazioni ad altissima precisione che non sarebbe possibile fare a mano o in altro modo.
Scoprite, allora, tutto su queste macchine utensili, le logiche che le governano, la loro storia, gli impieghi, i pregi e i limiti.
CNC Macchine, cosa sono
Le macchine CNC o MCN (macchine a controllo numerico) sono macchine utensili le cui operazioni vengono dirette e controllate da un dispositivo elettronico denominato controllo numerico.
Le funzioni di questo dispositivo elettronico e le operazioni che deve effettuare vengono impostate a priori attraverso l’utilizzo di software CAD e CAM, caratteristica che ne garantisce la massima precisione.
Il principio di funzionamento di una macchina a CNC si basa, infatti, sulla scrittura di un programma che sostituisce l’attività manuale di un operatore. Questa figura pur cambiando mansioni non viene, comunque, soppiantata dalla macchina poichè il suo funzionanento deve essere sempre supervisionato.
Le macchine a controllo numerico vengono utilizzate per creare qualunque tipo di oggetto consentendone una definizione il più possibile precisa in ogni sua parte.
Grazie, quindi, a queste macchine è possibile creare componenti per l’industria meccanica di altissima precisione ma anche i più semplici oggetti di uso comune come sedie o tavoli.
I software utilizzati dalle macchine CNC
Le macchine utensili a CNC non possono essere attivate e utilizzate manualmente ma per funzionare hanno bisogno di ricevere informazioni da programmi che indicano cosa fare.
I software utilizzate sulle macchine CNC sono di due tipi:
- software CAD (Computer Aided Design) programmi che consentono di creare dei disegni tecnici direttamente sul computer soppiantando il disegno manuale. Grazie a questi software si genera un progetto al pc che verrà direttamente realizzato dalla macchina utensile.
- software CAM (Computer Aided Manufacturing) sono dei programmi utilizzati per convertire i disegni creati in CAD in istruzioni numeriche. L’utensile per modellare il materiale considera queste istruzioni come le coordinate di un grafico.
Lo sviluppo della tecnologia ha consentito la creazione di un software CAD/CAM che fonde sia la funzione di disegno tecnico, sia quella di programmazione.
CNC Macchine, ambiti d’impiego
Le macchine a CNC trovano ampio impiego e hanno progressivamente sostituito gli utensili manuali nel vasto ambito delle lavorazioni industriali.
Tali strumenti consentono di lavorare e modellare praticamente qualunque tipo di materiale come metalli leggeri, ferro, legno, plastica, poliuretani, polistirolo EPS e XPS.
Macchine a CNC, tutti i tipi di movimenti
Le macchine a cnc possono effettuare le seguenti tipologie di movimenti:
- movimento di taglio continuo e uniforme oppure intermittente
- movimento di alimentazione che consente all’utensile di muoversi sul pezzo per raggiungere le parti da lavorare
- movimento di appostamento, azione che definisce la quantità di materiale asportato durante il passaggio dell’utensile.
Macchine a CNC, tutti pregi
Nel passato lo scopo principale dell’automazione era consentire una riduzione dei costi legati alla produzione tramite l’implementazione di una programmazione a lungo termine mentre oggi la vera necessità di ogni industria produttiva è la flessibilità.
Negli ultimi anni, le industrie si sono trovate a dover fronteggiare la necessità di attuare delle repentine modifiche ai propri prodotti in modo da rispondere alle sempre diverse esigenze di un mercato in continuo cambiamento.
Queste nuove necessità unite ai progressi della tecnologia elettronica e informatica hanno comportato la necessità di creare macchine a controllo numerico che offrano i seguenti vantaggi:
- velocità
- flessibilità
- precisione
- ripetibilità
Queste macchine consentono quindi di controllare ogni movimento di lavoro in maniera automatica e con un elevato grado di precisione che ha comportato:
- miglioramento della qualità dei prodotti
- eliminazione della possibilità di errore nella creazione di un manufatto
- aumento e velocizzazione della produzione
- aumento delle flessibilità di lavorazione
L’introduzione e lo sviluppo della tecnologia CNC ha inoltre consentito la sostituzione di più macchine utensili con una una singola macchina multiscopo, rendono più veloce e organizzato il lavoro.
Le macchine CNC e le nuove tecniche di prototipazione rapida
Un importante e positivo risvolto dell’introduzione delle macchine CNC è dato dalla possibilità di utilizzare tecniche di prototipazione rapida che consentono la creazione di un prototipo in tempi brevissimi.
Di conseguenza, si è ridotta la quantità di tempo necessaria per effettuare tutti i test funzionali ed estetici di un prodotto e si è velocizzata l’immissione sul mercato di manufatti totalmente nuovi o con caratteristiche volte a migliorarne le prestazioni.
Macchine CNC, le tipologie più diffuse
Esistono diverse tipologie di macchine a controllo numerico che consentono di effettuare con estrema precisione operazioni un tempo demandate a semplici utensili e alla maestria dell’operatore.
Scoprite, allora, le macchine a controllo numerico più diffuse e quali operazioni svolgono.
Tornio a controllo numerico
Il tornio cnc rappresenta un’evoluzione del tradizionale tornio e consente la lavorazione di
materiali tramite la loro rotazione contro l’utensile vero e proprio che resta fisso.
Tutti i parametri di lavorazione vengono inviati all’utensile grazie a un programma e il compito principale dell’operatore è supervisionare i dati mostrati al computer.
Su questo utensile sono montati dei sensori laser che monitorano le fasi di lavorazione e inviano degli alert nel caso che per le più svariate ragioni si verifichino delle incongruenze tra i dati inviati dal sistema e la risposta del materiali.
Fresa a controllo numerico
Questo tipo di dispositivo consente di modellare del materiale tramite la rotazione di un utensile.
Il materiale viene fissato al piano di lavoro e tutte le operazioni di lavorazione sono demandate all’utensile i cui giri devono essere programmati in modo da asportarne le parti in eccesso.
Le fresatrici CNC più moderne sono dotate di un sistema automatico che consente la sostituzione degli utensili in modo da rendere il processo produttivo totalmente automatico.
Foratrice a controllo numerico
Il compito di questa macchina utensile è forare un materiale attraverso la rotazione di una punta perforante.
Il materiale resta quindi fisso mentre è l’utensile che grazie alle sua rotazione ne definisce l’aspetto.
Altre macchine a controllo numerico
Vi sono altre macchine a controllo numerico molto diffuse nell’industria moderna e tra queste si segnalano:
- Alesatrici CNC
- Affilatrici CNC
- Filettatrice CNC
- Bordatrice CNC
- Brocciatrice CNC
- Curvatrice CNC
- Dentatrici CNC
- Filettatrici CNC
- Transfer CNC
- Trapanatrici CNC
- Rettificatrici CNC
- Pantografi CNC
- Profilatrici CNC
- Pressa CNC
- Piegatrice CNC
Le macchine CNC sono robot?
Le macchine utensili non sono dei robot ma per funzionare hanno bisongo di un operatore che imposti il programma, prepari i pezzi grezzi che devono essere lavorati e intervenga in caso di problemi.
Le macchine CNC nel svolgere loro funzioni seguono le istruzioni impartite da un programma e non sono in grado di adattarsi all’ambiente rispondendo a delle specifiche stimolazioni esterne, per tale ragione necessitano della supervisione di un operatore che intervenga prontamente in caso di verifichi qualche anomalia.
La storia delle macchine a controllo numerico
La nascita della macchine a controllo numerico risale ai primi anni 60 e il loro sviluppo è avvenuto in due fasi distinte:
1° fase, tutte le funzioni di controllo della macchina erano sviluppate circuitalmente ovvero venivano gestite da un opeatore tramite l’utilizzo di pulsanti, leve e bottoni.
2° fase, grazie all’avvento dei software è stato introdotto il controllo numerico computerizzato che ha aumentato la flessibilità di lavorazione e di conseguenza le opportunità d’impiego di questo tipo di macchine.