Che cos'è un centro di lavorazione CNC?

Un centro di lavorazione CNC, o centro di lavorazione a controllo numerico computerizzato, è una macchina utensile altamente automatizzata e multifunzionale integrata con un magazzino utensili e un cambio automatico degli utensili.

Grazie alla tecnologia del controllo numerico, i centri di lavorazione CNC offrono vantaggi significativi, tra cui qualità di lavorazione stabile, elevata precisione di lavorazione, eccellente ripetibilità, capacità di lavorare superfici complesse ed elevata efficienza di lavorazione.

1. Classificazione dei centri di lavorazione

I centri di lavorazione CNC sono suddivisi principalmente in quattro tipologie: centri di lavorazione verticale, centri di lavorazione orizzontale, centri di lavorazione a portale e centri di lavorazione universali.

Centro di lavorazione verticale

Adottando una struttura a colonna fissa con un piano di lavoro rettangolare, è adatto per la lavorazione di pezzi a disco, a manicotto e a piastra. Generalmente è configurato con tre assi lineari di movimento (assi X, Y e Z); un quarto asse A può essere installato aggiuntivamente sul piano di lavoro, se richiesto.

Centro di lavorazione orizzontale

È tipicamente dotato di una colonna mobile, con il gruppo portamandrino posizionato tra le due colonne e in grado di muoversi verticalmente lungo le guide. Questo tipo di macchina utensile dispone di tre assi lineari fondamentali: l'asse X per il movimento orizzontale, l'asse Z per il movimento longitudinale e l'asse Y per il movimento verticale. Un quarto asse A opzionale può essere montato sul piano di lavoro, rendendolo in grado di lavorare profili elicoidali, camme cilindriche e altri componenti simili.

Centro di lavorazione a portale

Il suo mandrino è installato principalmente in posizione verticale ed è dotato di un sistema automatico di cambio utensile (ATC) e di testate intercambiabili per il mandrino. Il software di supporto del sistema dispone di funzioni complete che consentono un’operatività multifunzione, rendendolo una scelta ideale per la lavorazione di componenti di grandi dimensioni.

Centro di lavoro universale

Noti anche come centri di lavoro a cinque assi, integrano le capacità di lavorazione sia dei centri di lavoro verticali che di quelli orizzontali. Dopo un unico fissaggio e impostazione del pezzo in lavorazione, sono in grado di completare la lavorazione di tutti i lati e della superficie superiore del pezzo, ad eccezione della superficie di fissaggio.

2. Componenti principali di un centro di lavoro

Un centro di lavoro a controllo numerico (CNC) è composto da diversi componenti fondamentali, ciascuno dei quali svolge funzioni specifiche per garantire il corretto funzionamento dell’intero impianto, come descritto di seguito:

(1) Componenti strutturali di base

Essendo la parte strutturale fondamentale del centro di lavoro, è costituito da basamento, colonna e tavola porta-pezzo. Questi componenti sopportano principalmente il carico statico proprio del centro di lavoro e il carico di taglio generato durante il processo di lavorazione; pertanto richiedono un’elevata rigidità strutturale. Realizzati generalmente in ghisa o in strutture saldate di acciaio, questi componenti di grandi dimensioni sono i più pesanti e voluminosi del centro di lavoro.

(2) Componenti del mandrino

L’insieme del mandrino è composto da alloggiamento del mandrino, motore del mandrino, mandrino e cuscinetti del mandrino, oltre ad altre parti fondamentali; esso rappresenta il componente centrale responsabile della rotazione dell’utensile da taglio e della realizzazione dell’operazione di taglio.

(3) Sistema CNC

Il sistema di controllo numerico è il "cervello" del centro di lavorazione, composto da un dispositivo CNC, un controllore logico programmabile (PLC), un dispositivo di azionamento servo e un pannello di comando. È responsabile della ricezione, dell'elaborazione e dell'invio delle istruzioni di lavorazione per controllare il movimento coordinato di ciascun asse e l'esecuzione di varie operazioni di lavorazione.

(4) Sistema automatico di cambio utensile

Questo sistema è composto da un magazzino utensili, un manipolatore e un meccanismo di azionamento. Quando durante il processo di lavorazione è necessario effettuare un cambio utensile, il sistema CNC emette un apposito comando e il manipolatore (o altri meccanismi designati) estrae automaticamente l'utensile richiesto dal magazzino utensili e lo inserisce nel foro del mandrino, completando così l'operazione di cambio utensile in modo rapido e preciso.

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