Nel settore della lavorazione meccanica, l'asse numerico ha un ruolo chiave quando si tratta di ridurre i tempi di produzione e di consegna. Offre inoltre il vantaggio di abbassare i costi di produzione e di manodopera, dato che le macchine multiasse richiedono un intervento minimo dell'operatore.
Che cos'è un asse numerico?
Nella lavorazione meccanica, l'asse rappresenta la capacità di una macchina di spostare l'utensile da taglio o il pezzo in una o più direzioni, seguendo un percorso preciso. Tutte le macchine utensili dispongono di un asse numerico; nelle macchine più semplici e convenzionali sono gli assi X, Y e Z, che seguono i principi di un piano matematico.
Le macchine con un asse numerico semplice possono eseguire operazioni di lavorazione elementari. Ne sono un esempio torni, fresatrici e trapani. Esistono però macchine utensili con più assi numerici: quanti più assi ha la macchina, tanto maggiori sono i vantaggi in fase di lavorazione.
L'asse numerico nel CNC
Il CNC, o controllo numerico computerizzato, è uno dei metodi di lavorazione più avanzati in assoluto. Si tratta di un tipo di lavoro automatico che richiede un intervento umano minimo. Questo perché la macchina utensile funziona con un computer centrale che comanda gli utensili da taglio necessari per eseguire una determinata lavorazione.
Perché il computer sappia su quale asse numerico muovere l'utensile o il pezzo, occorre caricarvi il disegno del pezzo. A tal fine l'ingegnere o l'operatore realizza il disegno su un computer esterno, utilizzando software di programmazione specifici come CAD e CAM: il primo si occupa di progettare, il secondo porta il progetto sul piano fisico.
Quando il disegno è pronto, viene caricato nel computer della macchina utensile e tradotto nel linguaggio alfanumerico CNC utilizzato dalla macchina. È attraverso questo linguaggio che il computer sa quale utensile da taglio impiegare sul pezzo, a che velocità deve muoversi, qual è la profondità di lavorazione e così via.
Le macchine dotate di CNC sono infatti in grado di eseguire lavorazioni diverse sullo stesso pezzo e nello stesso ciclo. Non occorre riposizionare o regolare il pezzo sul piano di lavoro; l'operatore non deve nemmeno smontare la fresa, ad esempio, per montare una punta nella testa. La macchina lo fa da sola.
Macchine con più assi numerici
Anche se sempre più macchine utensili integrano il CNC, non tutte hanno più assi numerici. Solo i centri di lavoro, i torni e le fresatrici offrono questa funzione. Sa quali sono gli assi numerici di queste macchine?
Centri di lavoro
Il centro di lavoro è forse una delle macchine utensili più avanzate che esistano. Sono macchine molto versatili, in grado di eseguire operazioni di fresatura, ma anche di tornitura, foratura e un'infinità di altre lavorazioni. Possono produrre in serie e realizzare pezzi complessi, piccoli e/o molto semplici.
Nei centri di lavoro il pezzo resta fermo mentre l'utensile da taglio ruota per asportare i trucioli. Attenzione, però: in realtà il pezzo compie un movimento molto semplice insieme alla tavola, per posizionarsi od orientarsi rispetto all'utensile. In un centro di lavoro si distinguono cinque assi numerici:
- Assi principali. Sono gli assi X, Y e Z. Rappresentano gli spostamenti longitudinali, trasversali e in altezza.
- Asse A. Questo asse numerico posiziona il pezzo secondo un angolo specifico.
- Asse B. Orienta il pezzo facendolo ruotare. In alcune macchine si chiama C.
- Asse W. Solo alcune macchine lo prevedono e corrisponde al cambio pallet.
La caratteristica dei centri di lavoro e, in generale, di tutte le macchine multiasse è che gli assi possono lavorare in modo simultaneo. È questo che rende più rapida la lavorazione.
Torni
Nei torni CNC non multitasking il pezzo viene fissato su un mandrino e ruota, mentre l'utensile da taglio resta fermo nella torretta. In questi torni gli assi principali (X, Y e Z) rappresentano lo spostamento che l'utensile compie per asportare truciolo.
Alcuni torni includono altri assi numerici che coordinano l'utensile da taglio e il pezzo per portare quest'ultimo all'angolo di lavorazione necessario. In questo modo è possibile, ad esempio, tornire pezzi di forma cilindrica o conica. Quando un pezzo viene inclinato in un tornio per ottenere un angolo di attacco migliore, l'asse numerico utilizzato è il B.
L'asse numerico nelle fresatrici
Le fresatrici, come i torni, possono aumentare il numero di assi in base alla complessità della macchina. Per questo le fresatrici hanno una classificazione specifica: a tre, a quattro e a cinque assi. A cosa si riferiscono questi assi?
- Asse X. È un asse orizzontale e parallelo alla superficie del pezzo. Il movimento è orizzontale e longitudinale rispetto alla tavola.
- Asse Y. Compie un movimento sul piano orizzontale, trasversale rispetto alla tavola.
- L'asse numerico Z. È su questo asse che si monta la fresa. A seconda delle caratteristiche della macchina, può assumere posizioni diverse. Compie uno spostamento verticale.
- Assi A e B. Sono presenti solo in alcune macchine e riguardano la capacità di rotazione e di posizionamento del pezzo, per migliorare l'angolo di ingresso dell'utensile da taglio.