I centri verticali sono, di per sé, un tipo di centro di lavoro. A grandi linee ne esistono altri due tipi: i centri orizzontali e i centri a portale. Tuttavia, i verticali sono tra i più utilizzati e diffusi per i numerosi vantaggi che offrono, il che ha portato alla nascita di innumerevoli modelli adatti a ogni esigenza industriale in fabbriche e officine metalmeccaniche.
Oggi il tipo di centro verticale più diffuso è quello CNC (controllo numerico computerizzato), che si distingue per il funzionamento completamente automatizzato: richiede soltanto la programmazione dei codici corrispondenti alle coordinate che l’utensile deve seguire per eseguire le lavorazioni richieste su un determinato pezzo.
Caratteristiche generali di un centro di lavoro verticale
Come già detto, i centri verticali esistono in innumerevoli modelli, pensati per rispondere a molteplici esigenze di lavorazione in diversi settori (ad esempio l’automotive). Le caratteristiche generali di ciascun modello sono comunque essenzialmente le stesse:
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Mandrino verticale |
La caratteristica principale è che la testa portautensile si trova nella parte superiore della macchina e si muove verticalmente. In altre parole, il pezzo viene lavorato dall’alto verso il basso. |
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Automazione CNC |
All’esterno della macchina si trova uno schermo con pulsanti studiati per facilitare la programmazione di codici numerici, coordinate o istruzioni, che vengono elaborati da un computer per eseguire i movimenti dell’utensile necessari a ottenere il risultato desiderato sul pezzo lavorato. Se i codici sono programmati correttamente, il margine di errore umano è praticamente nullo e si raggiunge una precisione millimetrica sulle diverse superfici del pezzo. |
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Assi multipli |
Si continuano a sviluppare centri verticali sempre più avanzati, e oggi esistono modelli multiasse che consentono di lavorare il pezzo da diverse angolazioni, ottenendo forme e geometrie più complesse. Questi assi possono trovarsi sulla testa e/o sulla tavola di lavoro. |
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Sistema di refrigerazione a liquido |
Le alte temperature prodotte dall’attrito tra utensile e pezzo vengono controllate da un sistema di refrigerazione a liquido. Il refrigerante viene spruzzato tramite ugelli puntati direttamente sulla superficie dei pezzi e serve anche a eliminare i trucioli prodotti. |
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Torretta multiutensile |
I modelli più recenti hanno integrato anche sistemi automatizzati che permettono al centro verticale di cambiare gli utensili da solo. I sistemi più diffusi sono due: uno in cui un braccio robotizzato rimuove un utensile dalla testa inserendone un altro, e uno in cui la torretta dispone di più sedi (ciascuna con un utensile già montato) su una sorta di disco rotante. |
A proposito di quest’ultima caratteristica, va sottolineato che queste macchine utensili possono svolgere molteplici funzioni, non solo quella più tradizionale della fresatura. Possono funzionare, ad esempio, anche come centro di foratura e maschiatura verticale o come centro di foratura verticale. Tutto dipende dall’utensile impiegato per ciascun tipo di lavorazione.
Vantaggi dell’utilizzo di un centro di lavoro verticale
I diversi tipi di centri verticali offrono molteplici vantaggi nella lavorazione dei pezzi, soprattutto metallici, la cui modellazione con metodi convenzionali è difficile e richiede molto tempo. Anzi, la riduzione dei tempi e la semplicità dei processi sono due dei principali vantaggi dei centri verticali. A questi si aggiungono altri benefici altrettanto rilevanti:
- Massimizzano la produzione su larga scala.
- Migliorano il rendimento economico della fabbrica o dell’officina in cui vengono utilizzati.
- Si possono installare più centri verticali in linea con la supervisione di uno o di pochissimi operatori.
- Riducono i costi di manodopera.
- Offrono risultati estremamente precisi, con superfici lisce e prive di imperfezioni.
- La produzione in serie è più precisa e omogenea tra le diverse unità prodotte.
- Il pezzo viene lavorato dall’alto, il che consente all’operatore di seguire più facilmente il processo e confrontare i risultati con il progetto.
- Basta programmare i codici necessari per i diversi pezzi e movimenti di lavorazione di un’officina, che poi dovranno solo essere richiamati ogni volta che servono.
- Il cambio automatico degli utensili riduce enormemente i tempi di produzione e anche la probabilità di errore umano.
È importante precisare che queste macchine utensili comportano alcuni “svantaggi”, ampiamente compensati però dal beneficio economico nel medio e lungo periodo. I principali sono l’elevato costo iniziale e le spese di manutenzione e sostituzione dei componenti, anch’esse considerevoli.