Macchina CNC: le lavorazioni a controllo numerico

Ti sei innamorato della macchina CNC, vorresti comprarne una ma ti ha preso l’imbarazzo della scelta?

In questo breve (ma, ovviamente, utilissimo) articolo cerchiamo di capire con maggiore attenzione che cos’è una macchina CNC, le sue caratteristiche e, soprattutto, come utilizzarle al meglio.

Cosa sono le macchine CNC

Una macchina CNC è una macchina utensile che si avvale dell’utilizzo di un dispositivo elettronico inserito all’interno della macchina (controllo numerico) per la gestione dei suoi movimenti.

Le funzioni e i movimenti di una macchina CNC sono predefiniti, ossia sono pre-impostati mediante l’impiego di specifici software.

Proprio queste peculiarità, non solo rendono le macchine CNC ideali per effettuare lavorazioni di alta precisione, per le quali è richiesto un tempo di realizzazione generalmente lungo, ma impediscono anche alla macchina CNC stessa di interagire con l’ambiente esterno in maniera autonoma in caso di imprevisti lungo il percorso di lavorazione.

Per tale motivo è opportuno che le macchine a controllo numerico siano gestite da un operatore, che ha l’incarico di impostare il programma, predisporre i componenti da lavorare e intervenire direttamente in caso di errori o imprevisti nel corso della lavorazione.

Sei un po’ confuso, interdetto, stranito, vero?

Prova a dire che non è così!

È normale, fidati.

Però, una volta compreso il meccanismo della lavorazione e acquisiti gli automatismi a riguardo, non solo migliora la qualità delle tue produzioni, ma, di conseguenza, anche il livello della tua produttività.

Il risultato?

Aumentano soprattutto anche le tue entrate.

Niente male, vero?

Ma torniamo a noi!

A cosa serve una macchina CNC?

Le macchine a controllo numerico vengono impiegate principalmente per realizzare oggetti di qualsiasi forma e tipo, dagli articoli di design a componenti meccanici di alta precisione.

Pertanto, dalla lavorazione di un blocco di materiale grezzo, si ricava l’oggetto finito.

Le macchine a controllo numerico sono particolarmente diffuse nelle produzioni di tipo industriale, grazie alla loro notevole versatilità nell’eseguire la lavorazione di materiali molto diversi tra loro come:

Acciaio
plastica
legno
polistirolo EPS ed XPS,
metalli leggeri,
poliuretani,
e tanti altri materiali ancora

In buona sostanza, con una macchina CNC, è possibile lavorare la maggior parte de materiali.

Ma proviamo a scendere più nel dettaglio e cerchiamo di scoprirne di più riguardo le macchine a controllo numerico.

CNC significato

Una prima domanda che ti sarai sicuramente posto, sarà senz’altro quella relativa al significato di CNC.

CNC sta per “Computer Numerical Control”.

Cosa vuol dire?

CNC fa riferimento ad un dispositivo elettronico presente all’interno dell’apparecchiatura, che disciplina le funzioni e i movimenti e della macchina nell’ambito della lavorazione.

Il tutto in base ad un preciso programma di lavoro definito precedentemente.

Un po’ come fanno i robot, giusto?

Sbagliato!

Una macchina CNC non è un robot.

I robot sono dotati di una tecnologia diversa che gli permette di reimpostare il proprio percorso in riferimento alle variazioni e agli ostacoli sopraggiunti nell’ambiente.

Proviamo ora a vedere in che modo una macchina CNC riesce ad effettuare questi movimenti in modo perfetto.

macchina cnc usata

I numeri elaborati sono trasformati in coordinate X – Y – Z di un grafico a 3 dimensioni che vengono trasmesse alla macchina.

È proprio attraverso queste coordinate che la macchina CNC è in grado di posizionarsi in maniera perfetta ed effettuare il percorso preimpostato.

Macchine CNC tradizionali e innovative

Come abbiamo detto, il mondo delle macchine a controllo numerico è particolarmente variegato ed è possibile ritrovare tecnologie molto diverse tra loro a seconda del tipo di lavorazione da effettuare oltre che del materiale da lavorare.

Un esempio sono le foratrici, i torni e le fresatrici.

Queste  Macchine Utensili Tradizionali, lavorano sui tre assi, grazie alla rotazione di volantini, spinti da forza muscolare umana, o da motori non controllati, in cui si può pilotare solo lo Start e lo Stop.

La cinematica è demandata a delle viti e Madreviti che fissate al volantino, si occupano di far avvenire la traslazione lungo gli assi.

Questi tre diversi tipi di apparecchiature moderne, invece, utilizzano la tecnologia a controllo numerico .

Foratrice CNC

La foratrice CNC ha la funzione di forare un materiale mediante la rotazione di una punta perforante, la quale entra in contatto con un blocco statico e lo fora.

 

foratrice CNC

 

Tornio CNC

Il tornio CNC utilizza il principio opposto, ossia è il materiale da sottoporre a lavorazione che rotea contro l’utensile, il quale rimane fisso.

 

tornio cnc

 

Fresatrice a controllo numerico

La fresatrice a controllo numerico è l’apparecchiatura a controllo numerico più diffusa e utilizzata in ambito artigianale e industriale.

La fresatrice lavora il materiale posto sul piano di lavoro e, attraverso la rotazione dell’utensile, espunge il materiale in eccesso.

 

gli assi delle macchine cnc

 

Le fresatrici riescono ad effettuare sculture, incisioni e lavorazioni di altissima precisione.

Le macchine CNC più performanti raggiungono un livello di precisione pari a decimillesimo di millimetro (100 nanometri).

Tutto qui?

Ma no, certo che no!

La tecnologia a controllo numerico viene applicata anche a tanti altri tipi di macchine, per gli impieghi più disparati. Tra queste vi sono:

  • Taglio laser CNC
  • Taglio plasma CNC
  • Macchine a getto d’acqua
  • Macchine taglio filo caldo

Assi macchine CNC

La principale caratteristica di una macchina CNC è rappresentata dai gradi di libertà, ovvero il numero di assi mobili della macchina.

Cosa consentono di fare gli assi e quanti ne può avere una macchina?

movimentazione cnc

Gli assi consentono l’inclinazione dell’utensile rispetto al piano di lavoro e, in base ai gradi di libertà, conferiscono una minore o maggiore flessibilità di movimento nell’ambito lavorazione.

Una macchina CNC a 2 assi permette di effettuare movimenti soltanto lungo l’asse X e Y, senza variazioni per quanto concerne la profondità.

macchina cnc a due assiLa macchine CNC a 2.5 assi permette di lavorare tutte e tre le dimensioni, per una limitazione, riguardo l’interpolazione, agli assi X e Y.

L’asse Z, di solito, ha una movimentazione parziale non può essere interpolato con gli altri due.

macchina cnc 2.5 assi

La macchina CNC a 3 assi permette di lavorare contemporaneamente lungo le tre dimensioni e sono ideali per le lavorazioni su superfici a forma libera.

Rientrano in questa categoria le fresatrici a controllo numerico.

macchina cnc 3 assi
La macchina CNC a 4 assi si caratterizza per l’aggiunta di un ulteriore movimento rotatorio che viene applicato utensile o al pezzo da lavorare.

Nella macchina CNC a 4 assi interpolati la rotazione avviene in simultanea agli latri tre assi mentre, nella macchina a 4 assi indexati, il movimento rotatorio può avvenire soltanto quando sono fermi gli altri tre assi.

macchina cnc 4 assi

La macchina CNC a 5 assi mette insieme tanto la rotazione della testa porta utensile che la rotazione del componente in lavorazione lungo gli altri 3 assi.

Eccellenti per quanto concerne la flessibilità di movimento, queste macchine permettono di realizzare un’interpolazione simultanea.

Affascinante, vero?

Eh si, il mondo della tecnologia CNC è davvero sorprendente.

E siamo soltanto all’inizio!