MACCHINE CNC: Cosa sono e come funzionano

MACCHINE CNC: Cosa sono e come funzionano

Ti sei appassionato al mondo delle macchine CNC o ne vuoi acquistare una ma ti sei perso tra le tecnologie e modelli?

In questo articolo cerchiamo di fare po’ di chiarezza e capire cosa sono le macchine CNC e come funzionano.

COSA SONO LE MACCHINE CNC

Le macchine CNC sono macchine utensili i cui movimenti vengono controllati da un dispositivo elettronico integrato nella macchina detto controllo numerico. 

I movimenti e le funzioni di queste macchine sono prestabiliti, ovvero vengono pre-impostati a tavolino attraverso dei software specifici.

 

Queste caratteristiche le rendono ottime per svolgere lavorazioni ad alta precisione che richiedono lunghi tempi di lavorazione, ma impediscono alla macchina di interagire con l’ambiente esterno autonomamente in caso di collisioni o imprevisti. 

Per questo motivo devono essere controllate da un operatore, il quale ha il compito di impostare il programmapreparare i grezzi da lavorare e intervenire in caso di problemi o correzioni nella lavorazione.

 

Operatore macchina CNC

 

Sembra complesso vero? Però una volta capito il meccanismo, il tuo flusso di lavoro non solo migliora, ma potrai anche aumentare le tue capacità produttive, e soprattutto anche le tue entrate. 

 

Ma quindi, a cosa servono queste macchine utensili? 

In parole povere, questi macchinari vengono principalmente utilizzati per esportare materiale e creare oggetti di qualsiasi tipo, dal tavolino di design a componenti meccanici di alta precisione! 

Quindi si parte da un blocco di materiale grezzo, e attraverso un utensile, come ad’esempio una fresa, si asporta materiale fino all’ottenimento dell’oggetto finito.

Queste macchine sono molto diffuse nelle lavorazioni industriali per la loro capacità di lavorare tantissimi materiali come:

legno, ferro, plastica, poliuretani, EPS, XPS, metalli leggeri, e tanto altro..

Praticamente, puoi lavorare tutti i materiali! Basta trovare la macchina con la tecnologia più adatta..

 

Fresatura su ottone con fresa cnc

Ma andiamo a fondo a questo vasto mondo, proviamo a capire meglio cosa sono queste macchine a controllo numerico.

COSA SIGNIFICA CNC

Ti sarai sicuramente chiesto cosa voglia dire CNC

L’acronimo sta per Computer Numerical Control” e significa che un dispositivo elettronico interno, si occupa di comandare i movimenti e le funzioni della macchina durante la lavorazione, tutto questo a seconda di un ben definito programma di lavoro.

 

Attenzione a non confondere le CNC con i robot, quest’ultimi hanno una tecnologia diversa, e sono in grado di adattarsi alle variazioni dell’ambiente e agli ostacoli improvvisi.

Ma dei Robot ne parleremo più avanti, magari nel prossimo articolo..

RM-RoboCut3D impianto robotizzato per fresatura

Proviamo ora a capire come fanno le macchine utensili ad eseguire questi movimenti in modo corretto.

Assi di lavorazione macchine utensili

I numeri generati sono convertiti in coordinate di un grafico a 3 dimensioni XYZ che vengono inviate alla macchina, ed è grazie a queste che la macchina riesce a capire dove posizionarsi esattamente, muovendo i suoi assi con movimenti precisi, e replicando il disegno o il percorso importato.

MACCHINE CNC CLASSICHE E INNOVATIVE

Come abbiamo già accennato, il panorama delle macchine CNC è enormemente vasto; ci sono tecnologie diverse a seconda della lavorazione o del materiale che si vuole lavorare.. ce ne sono davvero tante!

Ma noi oggi parleremo delle applicazioni più classiche della tecnologia a controllo numerico:

 

  • Le foratrici CNC,
  • Il tornio CNC,
  • Le fresatrici CNC.

 

Questi tre tipi di macchine sfruttano la tecnologia a controllo numerico e la applicano a principi di lavorazione diversi.

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

foratrice a controllo numerico

 

Il tornio CNC sfrutta il principio inverso rispetto alla foratrice, ovvero il materiale da lavorare viene fatto roteare contro l’utensile, il quale rimane fisso.

Tornio a controllo numerico

La fresatrice CNC è la macchina a controllo numerico più comune ed utilizzata a livello industriale e 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, creando così dei veri e propri capolavori !

Fresatrice a controllo numerico

Le fresatrici sono in grado di realizzare incisioni, sculture opere d’arte e lavorazioni di altissima precisione. Le migliori macchine CNC, arrivano a una precisione di un decimillesimo di millimetro (100 nanometri).

 

Oltre a queste 3 applicazioni “classiche”,  il controllo numerico viene applicato a tantissimi altri tipi di macchine con tecnologie e impieghi diversi. Tra le applicazioni con tecnologie alternative più comuni sono:

 

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

 

Quando hai tempo prenditi una pausa da questa lettura e fai un giro sul nostro sito, magari trovi la macchina dei tuoi sogni 😉

GLI ASSI DELLE MACCHINE A CONTROLLO NUMERICO

La caratteristica principale delle macchine a controllo numerico sono i gradi di libertà, che rappresentano il numero di assi mobili della macchina.

Qualche paragrafo più in su abbiamo accennato qualcosa sugli assi, ma bisogna approfondire un po’ questo argomento.. cosa permettono di fare gli assi e quanti può averne una macchina?

Assi delle macchine cnc

Gli assi permettono di inclinare l’utensile rispetto al piano di lavoro e a seconda del numero di gradi di libertà, danno una maggiore o minore flessibilità di movimento durante la lavorazione.

Qui di seguito riporto le caratteristiche sostanziali di ogni macchina a seconda degli assi che porta :  

 

Le macchine CNC a 2 assi consentono movimenti solo su X e Y, e le lavorazioni non avranno alcuna variazione di profondità.

 

Fresatrice CNC a 2 assi

 

Le macchine CNC a 2.5 assi consentono di lavorare in 3 dimensioni, ma sono limitate ad un’ interpolazione solamente sugli assi X e Y. L’asse Z generalmente ha una movimentazione parziale e può variare la sua quota, ma non può essere interpolato con gli altri due.

 

Fresatrice CNC a 2 assi e mezzo

 

Le macchine CNC a 3 assi consentono di lavorare simultaneamente in altezza, larghezza e profondità, sono ottime per lavorazioni su superfici a forma libera. In questa categoria rientrano solitamente le fresatrici a controllo numerico.

 

Fresatrice CNC a 3 assi

 

Le macchine CNC a 4 assi aggiungono il movimento di rotazione applicato utensile o al pezzo da lavorare.

Nelle macchine a 4 assi interpolati il movimento di 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.

 

Fresatrice CNC a 4 assi

Le macchine a 5 assi uniscono sia la rotazione della testa porta utensile che del pezzo in lavorazione agli altri 3 assi.

Queste macchine hanno un ottima flessibilità di movimento e consentono di interpolare simultaneamente.

I SOFTWARE DA ABBINARE ALLE MACCHINE CNC

Siamo quasi alla fine di questo articolo! Ma prima di entrare più affondo nel mondo delle macchine utensili bisognerà pur capire da dove si creano questi file da cui poi si muoverà la macchina … 

L’universo delle macchine a controllo numerico non è composto solamente da macchinari, tecnologie e componenti meccaniche, ma anche da un componente software:

 

I software CAM e i software CAD.

 

I software CAD (Computer Aided Design) sono programmi che si utilizzano per eseguire disegni tecnici direttamente a computer. Questi software hanno gradualmente sostituito il disegno manuale e permettono di generare il progetto che dovrà essere realizzato dalla macchina CNC. Per i software CAM è una giungla infinita, noi consigliamo:

 

PhotoVCarve – Cut2D – Cut3D – Aspire e tanti altri..

Software CAD/CAM

I software CAM (Computer Aided Manufacturing) invece sono programmi che consentono di convertire i disegni realizzati a CAD in percorsi utensile, ovvero in istruzioni che possono essere interpretate dal controller della macchina. Questi software convertono i disegni fatti a CAD in numeri, che vengono considerati dalla macchina come coordinate di un grafico. Le coordinate sono tradotte dalla macchina CNC in movimenti reali e consentono il  movimento dell’utensile e la modellazione del materiale.

 

Software CAD

 

Per farla breve, prima si crea a computer il progetto o il disegno in 2D/3D dell’oggetto (CAD), poi si importerà il file generato nel programma CAM, il quale sarà in grado di tradurre e definire i movimenti che dovranno essere compiuti dagli assi e dall’utensile.

In commercio sono disponibili anche software CAD/CAM, che uniscono le funzioni di disegno tecnico e di programmazione dei percorsi utensile in un unico programma.

Comments (4)

Come modellare un pezzo con istruzioni?alcuni esempi

Ciao Andrea,
avresti bisogno di un tutorial su come lavorare con le macchine Ronchini?

Salve.
Esistono software cam che non necessitino di un file CAD? Ad esempio software CAM 2D che prendano il disegno direttamente da un file jpeg, o png.. insomma disegnato a MANO e scannerizzato.

Ciao Diego,
Certo!
Prova a dare un’occhiata al Software PhotoVCarve: http://www.ronchinimassimo.com/photovcarve/
Fa esattamente quello che hai chiesto tu.
Se sei interessato scrivici per un preventivo gratuito!

Leave a comment