Il controllo numerico computerizzato (CNC) indica una tecnologia di misurazione e controllo applicata alle macchine utensili, le quali prendono il nome di macchine a controllo numerico.
L’acronimo CNC significa che un dispositivo elettronico interno si occupa di comandare i movimenti e le funzioni della macchina durante la lavorazione, seguendo un ben definito programma di lavoro.
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.
I vantaggi delle macchine CNC sono molteplici e possono essere elencati come segue: velocità, precisione, ripetibilità, adattabilità, flessibilità, agilità.
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 programma, preparare i grezzi da lavorare e intervenire in caso di problemi o correzioni nella lavorazione.
La tecnologia CNC permette lavorazioni automatiche con più assi in uso contemporaneamente. La caratteristica principale delle macchine a controllo numerico sono i gradi di libertà, che rappresentano il numero di assi mobili della macchina.
Per le frese sono generalmente 3, 4 o 5, per i torni si va da 2 a 5, le punzonatrici e le macchine per taglio ne hanno generalmente 2 o 3, mentre le pannellatrici arrivano a 24 assi.
Le piegatrici possono avere fino a 11 assi e sono le macchine “singole” più complesse; le macchine speciali combinate e i grandi portali di lavorazione possono arrivare ad avere anche decine di gradi di libertà o assi diversi. I tipi più comuni sono:
– 2 assi: movimento solo su X e Z. Pezzi limitati a lavorazioni piane senza variazioni di profondità.
– 2.5 assi (due assi e mezzo): si tratta di macchine in grado di operare su tutti e tre gli assi, ma soltanto a passi discreti su uno di essi (generalmente l’asse Z), cioè gestiscono l’interpolazione soltanto su due assi. Sono oggi il tipo più economico.
– 4 e 5 assi: oltre al movimento sui tre assi X,Y e Z si aggiunge l’inclinazione (ed eventualmente la rotazione) del mandrino o di una tavola rotobasculante solidale al piano macchina. Queste macchine possono realizzare praticamente qualsiasi tipo di sagoma purché la forma delle concavità non vada in interferenza con il mandrino. Queste macchine sono molto costose, e vengono usate anche per lavorazioni su pezzi di grandissime dimensioni (turbine, eliche navali, scocche per motori, ecc…).
Praticamente tutte le macchine CNC moderne sono a circuito chiuso: ogni asse è dotato di encoder che permettono al controllo di conoscere in ogni istante la posizione della testa di lavorazione rispetto al pezzo. L’uso di righe ottiche permette il recupero completo dei giochi della trasmissione misurando direttamente e non attraverso i cinematismi la posizione dell’asse e quindi una maggiore precisione di lavoro.
Il computer si occupa di acquisire i dati dagli encoder e le istruzioni dall’operatore e dal programma, stabilisce la posizione dell’utensile e ne governa gli spostamenti durante l’esecuzione del programma di lavoro.
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