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MECCANICA DI PRECISIONE E MACCHINARI A CONTROLLO NUMERICO

I macchinari a controllo numerico CNC sono macchine programmabili utilizzate nella meccanica di precisione per eseguire autonomamente le operazioni di lavorazione CNC.

Il ruolo dei macchinari a controllo numerico CNC

Il processo di lavorazione a controllo numerico NC un tempo utilizzava schede a nastro perforate. Oggi la meccanica di precisione utilizza i macchinari a controllo numerico CNC. Si è così evoluta in un processo di produzione che si fonda su controlli computerizzati al fine di azionare e manipolare macchine ed utensili da taglio modellando il materiale grezzo, ad esempio metallo, plastica, legno, schiuma, composito, ecc. fino a ottenere parti e design personalizzati, con altissimo grado di attenzione e accuratezza.

La tornitura dei metalli e la fresatura CNC sono esempi tipici di lavorazioni che rientrano nella meccanica di precisione.

Lo scopo della meccanica di precisione è quello di produrre componenti meccanici perfetti, con un altissimo livello di precisione.

Vista l’estrema accuratezza e la velocità con cui si riesce a produrre, la tecnologia CNC oggi trova applicazione in molti ambiti, come in quello della falegnameria, della tappezzeria, del confezionamento, della medicina, della petrolchimica e dell’industria automobilistica.

Le tipologie di lavorazioni meccaniche di precisione basate su tecnologia CNC vanno dalla fresatura alla foratura alla tornitura. Tutti questi tipi di lavorazione meccanica sono stati resi più efficienti e precisi grazie al controllo numerico effettuato dal computer durante ogni fase produttiva.

La perfezione del prodotto finito, inoltre, è sempre assicurata in ogni momento dai sensori posti sui macchinari che segnalano eventuali anomalie.

Meccanica di precisione: le fasi del processo di lavorazione

Il processo di lavorazione nella meccanica di precisione solitamente si compone delle seguenti fasi:

  1. Progettazione del modello CAD
    Il processo di lavorazione CNC inizia con la creazione di un progetto CAD 2D vettoriale o 3D di parti solide. Il software di progettazione assistita da computer (CAD) consente a progettisti e produttori di realizzare un modello rendering del prodotto, insieme alle specifiche tecniche necessarie per la sua produzione, come dimensioni e geometrie. Una volta completato il progetto CAD, il progettista lo esporta in un formato di file compatibile con CNC, come ad esempio STEP o IGES.
  1. Conversione del file CAD in un programma CNC
    Il file di progettazione CAD formattato viene eseguito attraverso un programma, in genere un software CAM (produzione assistita da computer), per estrarre la geometria del prodotto, generando il codice di programmazione digitale che controllerà e gestirà il macchinario a controllo numerico CNC nelle varie fasi di produzione. Le macchine CNC utilizzano diversi linguaggi di programmazione, inclusi Gcode e Mecode.
    Il più noto dei linguaggi di programmazione CNC, denominato codice G, controlla quando, dove e come si muovono i macchinari lungo il pezzo in lavorazione. Come ad esempio quando accendersi o spegnersi, quando spostarsi velocemente verso una posizione particolare, quali percorsi da fare ecc.
    Il codice funzione, denominato codice M, controlla invece le funzioni ausiliarie del macchinario, dando istruzioni su quando attivare o disattivare le operazioni non coinvolte nel taglio.
    Per processi specifici, il codice M attiva ad esempio il sistema refrigerante, spegne il macchinario, facendo abbassare la temperatura.
    Una volta generato il programma CNC, l’operatore lo carica sul macchinario a controllo numerico CNC.
  1. Preparazione del macchinario a controllo numerico CNC
    Prima che l’operatore esegua il programma CNC, deve preparare il macchinario CNC per il funzionamento. Queste operazioni includono l’immissione del pezzo grezzo direttamente nel macchinario, quindi sui mandrini o nelle morse o nei dispositivi di fissaggio del pezzo.
    Si procede poi con l’inserimento degli utensili richiesti, come punte da trapano e frese e degli altri eventuali componenti del macchinario CNC necessari.
    Una volta che il macchinario è del tutto settato, l’operatore può eseguire il programma CNC.
  1. Esecuzione dell’operazione di lavorazione
    Il programma CNC detta le istruzioni al macchinario a controllo numerico CNC: per mezzo del computer integrato vengono inviati i comandi che determinano le azioni ed i movimenti dell’attrezzatura.
    L’avvio del programma richiede al macchinario CNC di iniziare il processo di lavorazione CNC, guidandolo durante l’intero processo produttivo.
I vantaggi dei macchinari a controllo numerico CNC

L’utilizzo di questo tipo di macchinari rispetto alla lavorazione manuale comporta una maggiore precisione, una migliore velocità di produzione, più sicurezza e, soprattutto, un risparmio sui costi.

  • La precisione del macchinario a controllo numerico CNC garantisce una qualità del prodotto costante. Il processo è più preciso della lavorazione manuale e può essere ripetuto esattamente nello stesso modo migliaia di volte. Il prodotto finito è talmente preciso nella sua realizzazione, che risulta praticamente impossibile distinguerlo dal prodotto realizzato a mano da un artigiano, con in più una grande differenza: costa molto meno.
  • Maggiore velocità di produzione e maggiore efficienza. I computer vengono utilizzati per controllare i macchinari, il processo è quindi completamente automatizzato aumentando così la velocità e la qualità della produzione. Considerando che le macchine non si stancano o necessitano di interruzioni, è infinitamente più efficiente della lavorazione manuale.
  • La sicurezza è uno dei principali vantaggi per chi opera con macchinari CNC. L’utilizzo di macchinari a controllo numerico è molto più sicuro di quello delle macchine azionate manualmente poiché si lavora dietro una protezione o persino dietro una porta di sicurezza.
  • La convenienza della lavorazione CNC. La lavorazione tradizionale richiede un operatore per macchina. La lavorazione CNC richiede un minor numero di operatori poiché un operaio esperto può far funzionare più macchinari contemporaneamente. Poiché la meccanica di precisione basata sulla tecnologia CNC è così precisa, si riducono gli errori del processo di produzione e si eliminano gli sprechi inutili.