La macchina CNC (CNC) è uno dei più preziosi strumenti per i laboratori di falegnameria. Questa macchina esegue in modo integrato e automatico il processo di lavorazione del legno e di altri materiali, garantendo che i pezzi prodotti siano della massima qualità.

Conoscere i componenti della macchina CNC è essenziale per gli operatori e per coloro che lavorano con questa macchina; anche i manager e le persone che non hanno un contatto diretto con la CNC devono familiarizzare con i componenti di questa macchina. Tuttavia, solo coloro che ricoprono il ruolo di operatore per queste macchine devono padroneggiare questo dispositivo. In questo articolo presenteremo i componenti della macchina CNC e analizzeremo ciascuno di essi separatamente.

I componenti principali della macchina CNCLa macchina CNC è un insieme complesso di vari componenti che lavorano in modo coordinato per eseguire lavori di lavorazione di precisione. Comprendere questi componenti principali e il loro funzionamento è molto importante per chiunque operi nel settore del legno. Qui esamineremo i componenti principali di una macchina CNC e i loro ruoli specifici.

Dispositivi di input

I dispositivi di input nelle macchine CNC sono il ponte di collegamento tra l'uomo e la macchina. Questi dispositivi consentono all'operatore di inserire comandi e programmi desiderati nella macchina CNC. Questi comandi contengono informazioni dettagliate sui movimenti degli utensili, la velocità di taglio, la profondità di taglio e altri parametri di lavorazione.

Tastiera: Uno dei dispositivi di input CNC più semplici e comuni è la tastiera. L'operatore inserisce manualmente i codici di programmazione in questa macchina tramite la tastiera.

Pannello touch: Questi pannelli consentono all'operatore di eseguire programmi e regolare i parametri toccando le icone e le opzioni diverse.

Mouse: Per selezionare opzioni, spostare il cursore e svolgere attività grafiche sullo schermo si utilizza il mouse.

Tablet e computer: Questi dispositivi consentono di creare, modificare e trasferire programmi CNC complessi.

Scanner: Viene utilizzato per convertire disegni a mano o pezzi fisici in file leggibili dalla macchina CNC.

lettore di nastri (Tape Reader)

Il lettore di nastri o Tape Reader è un dispositivo più vecchio che in passato veniva utilizzato per inserire programmi di lavorazione nelle macchine CNC. Questo dispositivo leggeva un nastro di carta perforato su cui le informazioni del programma erano memorizzate in forma di codici binari (un insieme di fori e spazi vuoti). Ogni foro o assenza di foro in una posizione specifica rappresentava un bit di informazione.

Il funzionamento del lettore di nastri avviene in questo modo: il nastro di carta passa attraverso il dispositivo e un sensore ottico rileva i fori sul nastro. Quindi queste informazioni vengono inviate come segnali elettrici al controllore CNC e la macchina esegue le operazioni di lavorazione in base a questi segnali.

Unità di controllo macchina (MCU)

L'unità di controllo macchina (MCU) o controllore CNC è considerata il cervello delle macchine CNC. Questa unità elettronica complessa ha il compito di ricevere, interpretare ed eseguire i comandi programmati per creare pezzi. In termini più semplici, l'MCU controlla tutti i movimenti e le funzioni della macchina CNC.

L'MCU riceve i comandi di programmazione che sono solitamente scritti in linguaggio G-code. Questi codici contengono informazioni dettagliate sulla posizione dell'utensile, la velocità di movimento, la profondità di taglio e altri parametri di lavorazione. L'MCU analizza questi codici e poi invia segnali ai motori, agli attuatori e ad altri componenti della macchina per eseguire i movimenti desiderati.

Utensili di lavorazione (Machine Tools)

Gli utensili di lavorazione nella macchina CNC sono un insieme di strumenti utilizzati per eseguire operazioni di taglio, foratura, tornitura e altri processi di lavorazione sul pezzo. Questi utensili sono montati sull'asse utensile della macchina CNC e si muovono sotto il controllo dell'unità di controllo macchina (MCU).

Esistono diversi tipi di questi utensili utilizzati nelle macchine CNC, ognuno progettato per eseguire operazioni specifiche. Tra questi utensili ci sono punte, frese, trapani, torni e altri utensili speciali.

Sistema di azionamento (Driving System)

Il sistema di azionamento nella macchina CNC è la parte responsabile della conversione dell'energia elettrica in movimento meccanico, consentendo all'utensile di taglio di muoversi con precisione e alta velocità. Questo sistema comprende vari componenti come motori, drive e meccanismi di trasmissione della potenza.

I motori utilizzati nel sistema di azionamento della macchina CNC sono generalmente motori servo o motori passo-passo. Questi motori sono in grado di generare movimenti precisi e controllabili e possono funzionare a velocità elevate e con vari livelli di coppia.

I drive hanno anche il compito di controllare la velocità, la coppia e la posizione dei motori. I meccanismi di trasmissione della potenza, come le viti a ricircolo di sfere, le cinghie e gli ingranaggi, trasformano il movimento rotatorio dei motori nel movimento lineare o rotatorio necessario per il movimento dell'utensile di taglio.

In generale, il sistema di azionamento nelle macchine CNC garantisce che gli utensili seguano il percorso programmato con alta precisione, il che è molto importante per produrre risultati accurati e ripetibili.

Sistema di feedback (Feedback System)

Il sistema di feedback nella macchina CNC è un meccanismo vitale che consente alla macchina di rilevare la posizione esatta dell'utensile di taglio in ogni momento e, confrontandola con la posizione programmata, correggere eventuali deviazioni. Questo sistema funziona come un sensore che invia continuamente informazioni sulla posizione reale dell'utensile all'unità di controllo macchina (MCU).

Queste informazioni sono solitamente raccolte da encoder o resolver. Gli encoder misurano la posizione angolare degli assi, mentre i resolver misurano la posizione lineare. L'MCU confronta queste informazioni con i dati del programma, identificando eventuali errori e inviando i comandi necessari per correggere il percorso dell'utensile. Questo processo contribuisce a una precisione molto elevata nella lavorazione e garantisce la produzione di pezzi di alta qualità con tolleranze molto ridotte.

Unità di visualizzazione (Display Unit)

L'unità di visualizzazione nella macchina CNC è in realtà una finestra sul mondo interno della macchina che mostra all'operatore varie informazioni. Questo schermo è considerato l'interfaccia principale tra l'operatore e la macchina, consentendogli di monitorare tutte le fasi del lavoro.

Le informazioni che vengono solitamente visualizzate sullo schermo della macchina CNC includono lo stato della macchina, il programma in esecuzione, i parametri di lavorazione, la posizione dell'utensile e messaggi di errore o avvisi. L'operatore può utilizzare queste informazioni per inserire nuovi programmi, modificare le impostazioni della macchina e, in caso di problemi, identificarli e risolverli rapidamente.

Gli schermi ad alta definizione possono mostrare grafica dettagliata e dati completi, contribuendo a un controllo preciso e al monitoraggio del processo di lavorazione. Al contrario, schermi più piccoli e a bassa risoluzione potrebbero mostrare solo le informazioni essenziali, ma sono comunque vitali per le operazioni di base della macchina CNC.

Letto (Bed)

Il letto della macchina CNC è la base su cui viene posizionato il pezzo e su cui vengono eseguite tutte le operazioni di lavorazione. Il letto funge da tavolo solido e preciso che deve essere in grado di sostenere il peso del pezzo e le forze generate dal processo di lavorazione. Inoltre, il letto deve essere sufficientemente piano e preciso per mantenere le dimensioni e la forma del pezzo con alta precisione.

Esistono diversi tipi di letti nelle macchine CNC, ognuno progettato per applicazioni specifiche. Ad esempio, i letti piatti sono adatti per pezzi pesanti e operazioni di lavorazione che richiedono alta stabilità. Al contrario, i letti inclinati sono utilizzati per pezzi più leggeri e operazioni di lavorazione ad alta velocità. Anche il materiale del letto è molto importante e di solito è realizzato in materiali ad alta resistenza come ghisa o acciaio per resistere all'usura e alla deformazione.

Testa (Headstock)

La testa o headstock nella macchina CNC è una parte essenziale che contiene l'utensile di taglio e lo muove in diverse direzioni per eseguire operazioni di lavorazione sul pezzo. Questa parte funge da braccio meccanico che guida l'utensile di taglio verso vari punti del pezzo e esegue con alta precisione operazioni di taglio, foratura, tornitura e altre lavorazioni.

La testa è composta da vari componenti come mandrino, motore del mandrino, riduttore, sistema di raffreddamento e sistema di lubrificazione. Il mandrino è la parte che tiene l'utensile di taglio e ruota ad alta velocità. Il motore del mandrino fornisce energia al mandrino e controlla la sua velocità di rotazione. Gli altri componenti hanno ciascuno un compito specifico e insieme consentono alla testa di eseguire operazioni di lavorazione in modo preciso ed efficiente.

Codolo (Tailstock)

Il codolo nella macchina CNC è un supporto mobile che tiene il pezzo da un lato e previene la sua flessione o vibrazione durante le operazioni di lavorazione.

Il codolo si muove generalmente su una guida lineare e può essere spostato avanti e indietro per posizionarsi correttamente. All'estremità del codolo c'è una parte convessa o conica che si inserisce nel foro centrale del pezzo. Applicando una forza su questa parte, il pezzo viene tenuto saldamente in posizione.

Pedale (Footswitch o Pedal)

Il pedale o footswitch nella macchina CNC è uno strumento di controllo che consente all'operatore di controllare manualmente e direttamente alcune funzioni della macchina. Questa parte di solito include diversi pedali o pulsanti, ognuno con un compito specifico.

Premendo i vari pedali, l'operatore può avviare o fermare il processo di lavorazione della macchina, controllare la velocità di movimento degli assi, cambiare l'utensile di taglio o monitorare in generale il processo di lavorazione. L'uso del pedale consente all'operatore di apportare modifiche istantanee senza dover tornare al pannello di controllo della macchina, aumentando così la velocità e la precisione del lavoro.

Mandrino (Chuck)

Il mandrino è un componente vitale nelle macchine CNC ed è utilizzato per tenere e fissare il pezzo durante le operazioni di lavorazione. Esistono diversi tipi di mandrini, ognuno adatto a diverse applicazioni e materiali.

Mandrino a tre griffe: è il tipo più comune, noto per la sua capacità di auto-centrare. Questo tipo è ideale per tenere pezzi di lavoro rotondi o esagonali.

Mandrino a quattro griffe: questo tipo ha un movimento indipendente delle griffe che consente di allineare con precisione pezzi di lavoro di forma irregolare.

Mandrino collet: questo mandrino offre alta precisione ed è solitamente utilizzato per pezzi di lavoro piccoli e di alta precisione.

Mandrino magnetico: questo tipo è utilizzato per tenere materiali ferromagnetici ed è particolarmente utile per pezzi piatti o di forma irregolare.

Pannello di controllo (Control Panel)

Il pannello di controllo nella macchina CNC è l'interfaccia principale attraverso la quale gli operatori interagiscono con la macchina. Questo pannello è dotato di vari pulsanti, interruttori e display che forniscono il controllo delle operazioni della macchina. Il pannello di controllo include solitamente i seguenti elementi:

Pulsanti e interruttori: utilizzati per avviare e fermare la macchina e per controllare funzioni specifiche come la velocità del mandrino, il cambio utensile e i movimenti degli assi.

Display LCD: questo schermo fornisce informazioni in tempo reale sullo stato della macchina, sui parametri operativi, sui messaggi di errore e sui dati diagnostici. Gli schermi ad alta definizione possono mostrare grafica dettagliata che aiuta nel controllo e nel monitoraggio accurato.

Pulsante di emergenza: questa funzione di sicurezza consente all'operatore di fermare immediatamente tutte le operazioni della macchina in caso di emergenza.

Sistema di raffreddamento (Coolant System)

Il sistema di raffreddamento nella macchina CNC è essenziale per gestire il calore generato durante le operazioni di lavorazione. Questo sistema svolge diverse funzioni vitali:

Controllo della temperatura: il refrigerante aiuta a mantenere una temperatura ottimale assorbendo e dissipando il calore generato durante i processi di taglio e fresatura. Questo previene il surriscaldamento, che potrebbe causare usura degli utensili e ridurre la precisione della lavorazione.

Lubrificazione: lubrificando gli utensili di taglio e il pezzo, il refrigerante riduce l'attrito e garantisce operazioni fluide e una maggiore durata degli utensili.

Rimozione dei trucioli: il refrigerante aiuta a lavare i trucioli metallici e i detriti dall'area di taglio, mantenendo l'area di lavoro pulita e prevenendo danni agli utensili e al pezzo.

Acquisto di una macchina CNC dal gruppo industriale Ario

In questo articolo abbiamo presentato le principali sezioni della macchina CNC affinché, oltre agli operatori, anche le persone che in qualche modo hanno a che fare con questa macchina possano conoscere meglio i componenti della macchina CNC. Per scegliere e acquistare una macchina CNC, puoi visitare il sito web Ario.co e vedere una collezione di macchine CNC raccolte dal gruppo industriale Ario. L'azienda Ario offre le più recenti e aggiornate macchine CNC del mondo con condizioni speciali di pagamento rateale e servizi post-vendita, adatte per laboratori domestici e industriali.

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