Dalla sua comparsa nel 1972, il controllo numerico computerizzato ha portato solo grandi vantaggi ai diversi settori che lo utilizzano. L'importanza del CNC oggi è tale che quasi tutte le macchine utensili tradizionali lo hanno integrato nei propri sistemi per ottenere maggiore precisione ed efficienza e accelerare la produzione.
Che cos'è il CNC?
Il CNC indica un sistema di macchine utensili automatizzate che funzionano tramite comandi programmati in un sistema di memorizzazione (un computer). È proprio questo a distinguere il CNC dalle macchine tradizionali, azionate tramite volantini o leve. Pur essendo una tecnologia rivoluzionaria e la più avanzata del settore, il CNC è stato inventato nel XX secolo. Le prime macchine risalgono agli anni '40 e '50, ma grazie all'evoluzione della tecnologia si sono adattate ad apparecchiature analogiche e digitali finché, negli anni '70, il CNC è comparso ufficialmente.
Ciò è stato possibile grazie alla riduzione dei costi dei processori e alla loro miniaturizzazione. È così che è nata la denominazione di controllo numerico computerizzato.
Principio di funzionamento del controllo numerico computerizzato
In tutte le macchine utensili i pezzi vengono lavorati tramite un sistema di coordinate, che definisce il movimento che deve seguire l'utensile da taglio. Nel caso del CNC, a questo scopo si utilizza un programma informatico, che a sua volta viene eseguito dal computer della macchina. Il movimento degli assi nella macchina CNC è reso possibile da anelli di controllo formati da righe ottiche (encoder) e dall'unità centrale. Ciascuno degli assi della macchina è controllato da questi anelli.
Ogni macchina utensile lavora su coordinate diverse. Il tornio, per esempio, utilizza gli assi X e Z. Il primo consente gli spostamenti longitudinali del carro, mentre lo Z gestisce quelli trasversali. Le fresatrici, invece, aggiungono un terzo asse, l'Y, che consente gli spostamenti verticali.
Importanza del CNC
L'importanza del CNC per le officine di lavorazione meccanica risiede nella capacità di svolgere molteplici operazioni in breve tempo e con un intervento umano minimo. Le macchine a controllo numerico computerizzato permettono di accelerare i processi produttivi, il che si traduce in tempi di consegna più brevi e, naturalmente, in una riduzione del prezzo dei prodotti e della manodopera. Il CNC, infatti, consente a un solo operatore di gestire più macchine utensili contemporaneamente.
Oltre a questi vantaggi, il CNC permette di lavorare pezzi di grande complessità che non si sarebbero potuti realizzare su macchine tradizionali o che, in tal caso, sarebbero risultati molto costosi da lavorare. Prima del CNC, per esempio, un pezzo che richiedeva diverse lavorazioni doveva passare da più macchine: un tornio per dargli forma e forarlo, e poi una rettificatrice. E nel caso di pezzi molto piccoli che richiedevano grande precisione, i risultati potevano non essere quelli desiderati, oppure un operatore doveva dedicare molto tempo alla lavorazione del pezzo, con costi di produzione elevati. Con il CNC, tutto si può fare su un'unica macchina.
Il CNC, però, non si applica solo all'industria metalmeccanica per le lavorazioni di precisione. Questa tecnologia viene utilizzata anche per realizzare pezzi in altri settori, come quello della lavorazione del legno.
Caratteristiche e vantaggi del CNC
Maggiore precisione
Poiché il CNC funziona con software di programmazione, i risultati sono molto più precisi rispetto alle macchine utensili tradizionali azionate manualmente. Inoltre, poiché i processi sono controllati da questi software, possono concludersi rapidamente e ridurre il numero di errori sui pezzi.
D'altra parte, i software CAM e CAD delle macchine sono in grado di ripetere lo stesso processo migliaia di volte con lo stesso livello di precisione. Nella produzione in serie, per esempio, non è necessario riconfigurare la macchina ogni volta: la macchina memorizza ciò che deve fare e ripete sempre il processo in modo esatto.
Importanza del CNC per la sicurezza in fabbrica
Le macchine lavorano in modo quasi completamente automatizzato, per cui gli operatori non sono esposti alle macchine; di conseguenza aumenta la sicurezza e si riduce il rischio di incidenti. Molte consentono l'integrazione di bracci robotici di carico, per cui l'unico compito degli operatori sarebbe la programmazione della macchina.
Riduzione degli scarti
Le macchine a controllo numerico computerizzato lavorano per asportazione di truciolo, ma hanno il vantaggio di ridurre lo spreco di metallo. Questo perché sono progettate con sistemi di gestione dei trucioli, che consentono di rimuovere questi scarti in modo automatico e, di conseguenza, più pulito. Infine, le macchine CNC permettono di separare i diversi tipi di truciolo, così da poterli riutilizzare.