Macchine controllo numerico: cosa sono

Le macchine a controllo numerico (MCN, dall’inglese computerized numerical control machine) sono macchine utensili che utilizzano un controllo numerico computerizzato (in lingua inglese computerized numerical control, CNC).

Inizialmente queste macchine venivano usate solo per lavorazioni ad alta precisione. Dagli anni ‘80 sono state gradualmente introdotte e applicate in vari settori e oggi sono ormai diffuse in quasi ogni ramo della metalmeccanica, dall’industria automobilistica a quella navale. Le macchine a controllo numerico CNC più utilizzate sono torni, frese, presse piegatrici, centri lavoro, saldatrici e macchine di taglio lamiera.

Le macchine CNC sono dotate di un dispositivo elettronico interno in grado di comandare i movimenti e le funzioni della macchina durante la lavorazione. L’intero processo di lavorazione, quindi, può essere gestito da remoto, tramite computer.

Attenzione però a non confondere le macchine CNC con i robot.  Una macchina CNC non è un robot. Quest’ultimo infatti ha una tecnologia diversa che gli permette di adattarsi alle variazioni dell’ambiente e agli ostacoli che si possono presentare.

Grazie alla loro estrema versatilità e precisione, le macchine a controllo numerico hanno rivoluzionato la meccanica moderna e l’automazione industriale. Esse garantiscono numerosi vantaggi nelle fasi di produzione, tra cui:

• tempestività;
• livelli di accuratezza elevatissimi;
• rapidità;
• ripetibilità;
• adattabilità.

Grazie a tutte queste caratteristiche, i lavori effettuati con macchine a controllo numerico permettono di offrire risultati sempre ottimali in ogni campo. La loro tecnologia viene infatti applicata in moltissimi settori produttivi come falegnameria, sartoria, marina (vele), tappezzeria, preparazione e trasporto merci. Esistono macchine a controllo numerico per marcare, tagliare, saldare, modellare, cucire, posizionare, misurare, ecc. e sono in grado di eseguire la lavorazione di materiali molto diversi tra loro come acciaio, legno, plastica, metalli leggeri, poliuretani, polistirolo EPS e XPS, tessuto, ecc. In sostanza, queste macchine possono lavorare praticamente tutti i materiali, l’importante è utilizzare la macchina più adatta al tipo di lavorazione e materiale scelto.

Approfondiamo il discorso ora, e cerchiamo di capire meglio come funzionano effettivamente queste macchine a controllo numerico.

Macchine controllo numerico: come funzionano

Ciò che contraddistingue le macchine a controllo numerico sono i gradi di libertà, che dipendono dal numero di assi mobili della macchina, chiamati X, Y e Z. Questi assi rappresentano rispettivamente larghezza, altezza e profondità e permettono di regolare l’inclinazione e il movimento dell’utensile rispetto al piano di lavoro. In base al numero di assi, ogni macchina ha delle caratteristiche diverse.

Macchine CNC a 2 assi: consentono movimenti lineari solo su X e Y, senza variazione di profondità.

Macchine CNC a 2.5 assi: permettono di lavorare in 3 dimensioni, ma l’asse Z ha una movimentazione parziale e non può essere interpolato con gli altri due assi.

Macchine CNC a 3 assi: garantiscono movimento totale per tutti e tre gli assi. L’utensile può così lavorare simultaneamente in altezza, larghezza e profondità. Queste macchine sono quindi ottime per lavori su superfici a forma libera.

Macchine CNC a 4 assi: ad altezza, larghezza e profondità, in queste macchine si aggiunge la rotazione dell’utensile o del pezzo che va lavorato.

Macchine CNC a 5 assi: possiedono due assi di movimento in più rispetto ai classici lineari X,Y e Z. Questi assi si chiamano A e B. Queste macchine CNC si contraddistinguono per un’eccellente flessibilità di movimento e la possibilità di interpolare simultaneamente. Il movimento lineare e quello rotativo avvengono contemporaneamente: il primo riguarda l’utensile, il secondo invece il mandrino.

Oltre che da dispositivi elettronici e componenti meccaniche, le macchine a controllo numerico sono formate anche da componenti software, nello specifico i software CAM e i software CAD. Come prima cosa bisogna fare al computer il progetto o il disegno in 2D o 3D dell’oggetto (CAD), poi il percorso dell’utensile che determina i movimenti che faranno gli assi e l’utensile (CAM), e alla fine si avvia la lavorazione con l’interfaccia di controllo numerico (CNC).

Per il corretto funzionamento delle macchine a controllo numerico un ruolo fondamentale è svolto dall’operatore CNC. Questa figura inserisce le istruzioni nella macchina secondo la scheda tecnica che gli viene data e gestisce l’impostazione iniziale degli utensili, inserendo i vari punti di riferimento. In seguito, l’operatore supervisiona tutto il processo di lavorazione e ha il compito di intervenire con eventuali modifiche o miglioramenti necessari.

Quando il lavoro della macchina è terminato, l’addetto CNC rimuove il pezzo dell’area di lavorazione ed esegue un controllo di qualità per assicurarsi che il risultato sia quello progettato in partenza. Infine, consegna il pezzo per lo step successivo di lavorazione. In caso di difetti di lavorazione, ha il compito di avvertire il responsabile di produzione.

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