I centri di lavoro sono tra le macchine più moderne e avanzate dell'industria metalmeccanica. Si tratta di macchine automatizzate che consentono di eseguire numerose lavorazioni grazie al controllo numerico computerizzato, o CNC. Perché investire in un centro di lavoro?
Il centro di lavoro, la tecnologia più avanzata
La caratteristica principale del centro di lavoro è quella di essere automatizzato e di poter eseguire diversi processi di lavorazione tramite il controllo numerico computerizzato (CNC). Queste macchine richiedono un intervento minimo dell'operatore, che deve soltanto realizzare il disegno del pezzo, caricarlo sulla macchina e avviarla. Le operazioni vengono eseguite con utensili a taglio rotante come le punte.
Oggi esistono diversi tipi di centri di lavoro, che si distinguono per dimensioni, funzioni e livelli di automazione. I prezzi variano in base al modello scelto e alle sue caratteristiche e rappresentano un investimento importante per le officine. La potenza di questi centri può arrivare a 75 kW, mentre le velocità del mandrino sono comprese tra 4.000 e 8.000 giri/min. Grazie alle loro dimensioni, alcuni centri di lavoro accettano pezzi fino a 7.000 kg.
Caratteristiche generali dei centri di lavoro
Pur con dimensioni e specifiche tecniche diverse, i centri di lavoro hanno caratteristiche comuni. Ad esempio, sono riconfigurabili. Questa qualità consente di eseguire diverse operazioni sullo stesso pezzo e nello stesso ciclo di lavorazione: la testa della macchina cambia utensile per, ad esempio, fresare e forare lo stesso pezzo in un unico processo. Inoltre, il pezzo non deve essere riposizionato, perché è la macchina stessa a farlo.
Le numerose operazioni di lavorazione che può eseguire sono possibili grazie alla sua versatilità e flessibilità, due qualità dovute all'elevato grado di automazione. Questo grado di automazione consente anche di velocizzare i processi produttivi, grazie all'elevata velocità di produzione. Con questi livelli di automazione, gli operatori possono gestire più macchine CNC contemporaneamente.
I pezzi prodotti su queste macchine presentano finiture superficiali eccellenti. Inoltre, per la produzione in serie, queste macchine sono una scelta eccellente.
I centri di lavoro supportano diversi linguaggi di programmazione (a seconda del modello), come Java, Python, Perl e così via. Consentono inoltre di lavorare direttamente nel linguaggio alfanumerico CNC.
Requisiti tecnici del centro di lavoro
I centri di lavoro devono rispettare determinate specifiche tecniche per eseguire correttamente le operazioni. Non basta che dispongano degli utensili specifici e dei programmi necessari: anche la loro costruzione deve soddisfare una serie di requisiti. Ad esempio, il materiale della struttura portante deve essere altamente resistente. Per le strutture e il basamento si impiegano quindi ghisa colata, ghisa grigia, acciaio forgiato o calcestruzzo polimerico. Perché questi materiali? Perché hanno bassa densità, sono rigidi, presentano una bassa dilatazione termica e un'elevata conducibilità termica e sono in grado di assorbire le vibrazioni.
Una delle cause di guasto delle macchine utensili è legata alla dilatazione termica, perché le fonti di calore sono sia esterne sia interne. I centri di lavoro devono disporre di materiali, elementi e meccanismi che consentano di mantenere la temperatura ottimale per la lavorazione, come l'impiego di un fluido da taglio per raffreddare la zona di lavoro.
Componenti informatici
I centri di lavoro sono grandi computer in grado di trasformare in realtà un pezzo progettato al computer. Come sa, il linguaggio CNC funziona perché il pezzo viene prima progettato con software (CAD e CAM), che permettono di disegnarlo e poi di tradurre il disegno nel linguaggio CNC della macchina.
Per eseguire questi processi, un centro di lavoro deve disporre di alcuni componenti informatici: ad esempio, un'unità centrale di elaborazione (CPU), periferiche di ingresso e di uscita, unità di memorizzazione dei dati e un'unità di interfaccia PLC.
La CPU è una delle parti più importanti di queste macchine, perché calcola la posizione degli assi, gli spostamenti e i programmi di funzionamento della macchina. Le informazioni arrivano alla CPU tramite le periferiche di ingresso, come le righe ottiche, il collegamento al computer o la tastiera. Le periferiche di uscita, invece, ricevono le informazioni fornite dalla CPU. Il monitor della macchina è una di queste periferiche di uscita.
La memorizzazione dei dati, come sa, permette di salvare le informazioni necessarie alla macchina, tramite un disco rigido tradizionale o una connessione RS232.
Una volta elaborati i dati nella CPU, le informazioni vengono trasmesse alle diverse parti della macchina, in modo da eseguire il programma previsto sul pezzo. Questo trasferimento di dati non avviene tramite la CPU, bensì tramite il PLC.