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Le macchine CNC, che fino agli anni 80 erano usate solo per lavorazioni ad alta precisione, sono oggi molto diffuse e impiegate in quasi ogni campo della meccanica. La tecnologia delle macchine CNC ha coperto un po' tutti i rami della meccanica; le macchine a CNC che si possono trovare più comunemente sono torni e fresatrici. Esse rappresentano l'evoluzione delle macchine NC in quanto il controllo numerico è affidato al computer e non più all'operatore.
Centri di lavoro CNC [modifica]
La maggior parte dei centri di lavoro controllati da computer sono dotati di movimento verticale della testata (2.5 assi) in grado di realizzare incisioni, sculture e lavorazioni di grandissima precisione. Lavorazioni realizzate su queste macchine possono anche arrivare ad essere indistinguibili ad un occhio non espertissimo rispetto a oggetti d'arte realizzati a mano. Se utilizzate con frese coniche o sferiche possono arrivare a creare superfici assolutamente lisce, di altissima precisione, in modo rapido, automatizzato e ad un costo estremamente contenuto.
Le macchine CNC più avanzate sono dotate di testate orientabili in grado di ruotare giroscopicamente lungo due assi B e C (o Q). Questo consente di spostare l'attrezzo anche in modo asimmetrico o eccentrico, o di inclinarlo (anche fino a 120°). È possibile così realizzare geometrie molto complicate, anche con forme di tipo organico e difficilmente ottenibili persino da parte di una lavorazione manuale (come ad esempio una cavità con un singolo foro molto stretto ma sufficiente per far passare la fresa) Il controllo di queste macchine avviene via computer: si realizza un modello tridimensionale con un software CAD 3D, con delle applicazioni specifiche si ricavano i "percorsi macchina" che indicano come si deve spostare l'utensile, e infine questi dati vengono elaborati dalla macchina che li esegue passo passo.
Ci sono due tipi di controllo possibili su questo procedimento: le macchine "a circuito aperto" (a catena aperta o non retroazionato) eseguono ciecamente gli ordini del computer partendo da un punto (0,0,0) impostato dall'utente; le macchine "a circuito chiuso" (a catena chiusa o retroazionato) invece verificano la posizione dell'utensile tramite una serie di sensori e rapportano le letture ad un sistema di assi cartesiani matematici, compensando eventuali errori. Come è evidente il secondo tipo di centri di lavoro è più preciso, riuscendo ad evitare l'accumulo degli errori dati da vibrazioni e tolleranze, ma è ovviamente più costoso.
Assi [modifica]
Caratteristica principale di queste macchine è il numero di assi di libertà concessi alla punta. I tipi più comuni sono
- 2 assi: movimento solo su X e Y. 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 che non possono realizzare dei sottosquadra, cioè non possono scavare delle tasche concave nel materiale. Sono oggi il tipo più diffuso ed economico.
- 4 e 5 assi: oltre al movimento sui tre assi X,Y e Z si aggiunge l'inclinazione (ed eventualmente la rotazione) della testata motorizzata. 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, stampi...)
Nell'industria dei grandi trasporti si usano anche macchine dette "a 8 assi" o "a 10 assi": si tratta di centri di lavoro a due testate indipendenti, in grado di velocizzare le operazioni di lavorazione su pezzi di grandissime dimensioni come gli estrusi di alluminio e acciaio per le casse dei treni o le lamiere degli aerei.
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