Le macchine a controllo numerico computerizzato (CNC) sono dispositivi di fresatura automatizzati che realizzano componenti industriali senza l’assistenza umana diretta. Usano istruzioni codificate che vengono inviate a un computer interno, che consente alle fabbriche di fabbricare parti in modo accurato e rapido. Esistono molti tipi diversi di macchine CNC, che vanno dai trapani alle taglierine al plasma, quindi possono essere utilizzate per realizzare un’ampia varietà di parti. Sebbene la maggior parte sia utilizzata a livello industriale nella produzione, esistono anche versioni per hobdella maggior parte delle macchine che possono essere utilizzate nelle case private.
Tipi di macchine
Le macchine CNC più comuni sono fresatrici, torni e smerigliatrici. Le fresatrici tagliano automaticamente i materiali, incluso il metallo, utilizzando un mandrino di taglio, che può spostarsi in diverse posizioni e profondità come indicato dalle istruzioni del computer. I torni utilizzano strumenti automatizzati che ruotano per modellare il materiale. Sono comunemente usati per realizzare tagli molto dettagliati in pezzi simmetrici, come coni e cilindri.
Le smerigliatrici utilizzano una ruota che gira per macinare i materiali e modellare metallo o plastica nella forma desiderata. Sono facili da programmare, quindi vengono solitamente utilizzati per progetti che non richiedono la stessa precisione di frese o torni. Oltre a questi, ci sono anche router CNC, che vengono utilizzati per eseguire tagli in una varietà di materiali; così come stampanti 3D programmabili da computer; e punzoni a torretta, che vengono utilizzati per praticare fori nel metallo o nella plastica. Questa tecnologia può essere utilizzata anche con diversi tipi di taglierine, comprese quelle che funzionano con acqua, laser e plasma.
Programmazione e funzionamento
Il codice utilizzato per programmare le unità CNC è genericamente chiamato G-Code. Contiene informazioni su dove devono essere posizionate le parti della macchina e indica alla macchina esattamente dove posizionare uno strumento. Altre istruzioni comunicano alla macchina dettagli aggiuntivi, come la velocità a cui dovrebbe funzionare una parte; quanto in profondità dovrebbe tagliare, bruciare o perforare; e l’angolo di uno strumento automatizzato. La maggior parte delle moderne macchine CNC industriali è collegata a una rete di computer e riceve istruzioni operative e di lavorazione tramite un file software.
Vantaggi e svantaggi
In un ambiente industriale, le macchine CNC possono essere combinate in intere celle di macchine utensili che possono funzionare indipendentemente l’una dall’altra. Sono spesso guidati da progetti completamente digitali, il che elimina la necessità di redigere fisicamente i progetti di progettazione. Molti sono in grado di funzionare per diversi giorni senza l’intervento umano. Alcuni, infatti, sono così sofisticati da poter contattare il cellulare dell’operatore e inviare un avviso in caso di malfunzionamento. Queste funzioni automatizzate consentono di produrre migliaia di pezzi con una supervisione minima e lasciano l’operatore libero di svolgere altre attività.
Oltre a ciò, una macchina CNC può formare parti con un livello di precisione quasi impossibile utilizzando strumenti più vecchi. In una fabbrica convenzionale, i lavoratori devono controllare manualmente diversi strumenti e gli errori sono comuni, ma una macchina può svolgere lo stesso compito senza stancarsi e può lavorare senza sosta. Ciò consente di risparmiare molto tempo e la maggiore precisione può aiutare a eliminare gli sprechi, poiché ci sono meno parti difettose che devono essere gettate via.
Nonostante i loro vantaggi, le macchine CNC sono più costose dei vecchi tipi di macchine, il che può renderle inaccessibili per operazioni più piccole. Sono anche costosi da riparare e mantenere. Inoltre, sebbene limitino il potenziale di errore, non lo eliminano del tutto, poiché le operazioni possono ancora programmare o far funzionare la macchina in modo errato. Inoltre, queste macchine devono essere azionate da una forza lavoro qualificata con un tipo specifico di formazione, che potrebbe non essere disponibile in tutte le aree.
Sviluppo
Le macchine CNC si sono evolute considerevolmente dalla loro introduzione iniziale nell’industria manifatturiera. I primi ricevevano istruzioni di codice tramite controller cablati, il che significava che il formato di programmazione non poteva essere modificato. I modelli successivi furono programmati tramite cavi mainframe e floppy disk, che consentivano variazioni nella programmazione. Quelli moderni possono essere gestiti da file software trovati su CD, unità USB o inviati su una rete.