Nozioni di base sulle macchine CNC: La vostra semplice guida a uno strumento potente

Una macchina CNC è un tipo speciale di macchina che utilizza un computer per guidare i suoi utensili. Si può pensare a un robot. Questo robot può tagliare, intagliare e modellare diversi materiali con grande precisione. Questa macchina è in grado di realizzare pezzi molto difficili da realizzare a mano. Se volete realizzare pezzi speciali per un progetto, trovare un nuovo hobby o concretizzare le vostre idee, dovete conoscere le semplici informazioni su una macchina CNC. Questo articolo vi mostrerà ciò che dovete sapere per iniziare. Parleremo di cos'è una macchina CNC, del suo funzionamento e di ciò di cui avrete bisogno per iniziare il vostro primo progetto.

Che cos'è una macchina CNC e perché ne avete bisogno?

Una macchina CNC è uno strumento molto utile nel mondo della produzione. Le lettere "CNC" significano Controllo Numerico Computerizzato. Questo significa che un computer guida il movimento della macchina. Non si muove la macchina con le mani utilizzando ruote o maniglie. È invece un programma informatico a dare alla macchina indicazioni precise su dove muoversi. Le dice anche a che velocità andare e cosa deve fare. Questo rende la macchina molto, molto precisa. La macchina può produrre lo stesso pezzo più volte e ogni pezzo sarà una copia perfetta. È una cosa difficile da fare per una persona.

Potreste desiderare una macchina CNC per molte ragioni. Se vi piace creare oggetti per divertimento, una macchina CNC può aiutarvi a realizzare progetti interessanti con legno, plastica o metallo. Potrete realizzare insegne, sculture o parti speciali per altri progetti. Per una piccola azienda, una macchina CNC può produrre oggetti da vendere. È una macchina molto utile. Per le grandi aziende, molte macchine CNC sono la parte più importante del loro lavoro. Producono di tutto, dai componenti per auto alle custodie per telefoni. Il motivo principale per cui si utilizza questa macchina è l'esattezza e la realizzazione di copie perfette. Quando è necessario realizzare un pezzo di dimensioni e forme perfette, una macchina CNC è spesso la scelta migliore per il lavoro. Questa macchina lavorerà senza fermarsi per completare il progetto.

Quali sono le parti fondamentali di una macchina CNC?

Per capire come funziona una macchina CNC, è necessario conoscerne le semplici parti. Ogni macchina è un po' diversa dall'altra. Ma tutte hanno in comune alcune parti principali. Queste possono essere considerate il corpo della macchina. Lavorano in squadra per realizzare il vostro pezzo. Il modo in cui la macchina è costruita è importante per la sua stabilità e la sua precisione.

Ecco le parti principali che si trovano sulla maggior parte delle macchine CNC:

• Controllore: Questo è il cervello della macchina. È un computer speciale. Legge le istruzioni (il codice G) e dice alle altre parti della macchina cosa devono fare. Il controllore invia segnali ai motori per farli muovere.
• Mandrino: È la parte della macchina che gira ad alta velocità. È quella che sostiene la fresa. La velocità del mandrino può essere modificata dal programma per lavorare bene con diversi tipi di materiali e frese.
• Taglierina: È l'utensile che esegue il taglio vero e proprio. Si chiama anche utensile da taglio o fresa. Esistono molti tipi di frese. Ognuna è fatta per un certo tipo di lavoro o materiale. È necessario utilizzare l'utensile giusto per il progetto.
• Letto: È il tavolo piatto su cui si trova il materiale. Il materiale è chiamato anche pezzo da lavorare. Il piano di lavoro deve essere perfettamente piatto e stabile. Questo assicura che i tagli siano giusti.
• Motori: Questi motori sono utilizzati per muovere il mandrino e il banco. La maggior parte delle macchine CNC ha tre o più motori che si muovono in modi diversi: X (da un lato all'altro), Y (avanti e indietro) e Z (su e giù). La precisione di questi motori è molto importante per il buon funzionamento della macchina.

Come fa una macchina CNC a controllare un utensile?

La parte speciale di una macchina CNC è il modo in cui controlla le cose. Il controllore legge il programma una riga alla volta. Ogni riga del programma fornisce alla macchina una singola istruzione. Ad esempio, un'istruzione può indicare alla macchina di spostare l'utensile in un nuovo punto. Oppure può indicare di accendere il mandrino. Il controllore trasforma queste istruzioni in segnali per i motori. I motori spostano quindi l'utensile con movimenti molto precisi.

Questo sistema di controllo consente alla macchina di realizzare forme molto complesse. L'utensile può muoversi in linea retta. Può muoversi in curva. Può anche muoversi in un percorso molto complesso. Il computer è in grado di capire questi percorsi molto meglio di quanto potrebbe fare una persona. Poiché il computer è responsabile di tutto, la macchina può lavorare su un progetto per molto tempo senza bisogno di pause. Farà esattamente quello che dice il programma. È per questo che una macchina CNC è così adatta a produrre pezzi che devono essere perfetti. Il sistema di controllo è ciò che rende questa macchina così utile.

Qual è il programma che fa funzionare la macchina?

Una macchina CNC non può lavorare senza un programma. Il programma è un elenco di indicazioni che la macchina segue per realizzare un pezzo. Il programma è solo un file di testo di base. È pieno di istruzioni speciali chiamate codice G. Ogni riga di codice G indica alla macchina di eseguire un singolo lavoro. Un progetto semplice potrebbe avere un programma con poche centinaia di righe di codice. Un progetto molto difficile potrebbe avere un programma con milioni di righe.

Si può pensare al programma come a una ricetta di cucina. La ricetta fornisce indicazioni passo-passo per preparare una torta. Il programma CNC fornisce alla macchina le istruzioni passo-passo per realizzare un pezzo. La macchina legge la prima riga ed esegue l'azione. Poi legge la riga successiva e continua fino alla fine del programma. Il programma può essere salvato. Lo si può riutilizzare in un secondo momento per realizzare un altro pezzo esattamente identico. La possibilità di scrivere, salvare e riutilizzare un programma è ciò che fa funzionare così bene e così velocemente una macchina CNC.

Come si crea il programma per la propria parte?

Si potrebbe pensare che per creare un programma per una macchina CNC sia necessario essere esperti di codifica informatica. È possibile scrivere il codice G a mano. Ma la maggior parte delle persone utilizza programmi speciali per computer. La procedura prevede due fasi e due tipi di software: CAD e CAM. Questo lavoro di pianificazione è molto importante per un buon progetto.

Innanzitutto, si utilizza un software CAD per disegnare il pezzo. È come fare un progetto al computer. Si creano la forma e le dimensioni perfette per il pezzo che si vuole realizzare. Quando si è soddisfatti del disegno, si salva il file. Quindi si apre il file in un software CAM. Nel programma CAM, si indica al software l'utensile che si intende utilizzare. Si indica la velocità di taglio dell'utensile e la profondità di ogni taglio. Il software CAM fa il lavoro più difficile per voi. Calcola tutti i movimenti perfetti che la macchina deve compiere. Poi trasforma questi spostamenti in migliaia di righe di codice G. Questo file di codice G è il programma che verrà inserito nella macchina CNC.

Che cos'è il codice G e perché è così importante per la macchina?

Il codice G è il linguaggio principale della maggior parte delle macchine CNC. È il cuore del programma che fornisce le indicazioni alla macchina. Ogni codice inizia con una lettera. Di solito è una "G" o una "M". I comandi "G" di solito dicono alla macchina di muoversi. I comandi "M" si occupano di altre operazioni della macchina, come l'accensione o lo spegnimento del mandrino. Non è necessario essere un esperto per conoscere le parti più semplici del codice G.

Ecco un semplice esempio di linea di codice G e del suo significato:

G01 X5,0 Y2,5 F150

• G01: Questo comando indica alla macchina di muoversi in linea retta.
• X5,0 Y2,5: Indica alla macchina dove terminare lo spostamento. Andrà nel punto in cui X è 5,0 e Y è 2,5.
• F150: Imposta la velocità di avanzamento, ovvero la velocità di spostamento.

Anche quando il software CAM può scrivere il codice G per voi, è bene conoscere le parti più semplici. A volte può essere necessario apportare piccole modifiche al codice G per correggere un piccolo errore o cambiare una velocità. Conoscere un po' di codice G vi permette di avere più voce in capitolo sulla vostra macchina CNC. Questa codifica è ciò che rende la macchina così precisa e utile. L'intero progetto ha bisogno di un buon codice G per funzionare.

Quali tipi di macchine CNC si possono utilizzare?

Esistono molti tipi diversi di macchine CNC. Ognuna di esse è stata realizzata per svolgere al meglio un determinato tipo di lavoro. I due tipi più diffusi sono le fresatrici e i torni. Il tipo di macchina da utilizzare dipende dalla forma del pezzo che si vuole realizzare. La scelta della macchina giusta è il primo passo da compiere in qualsiasi lavoro di produzione con un CNC.

Una fresatrice CNC è un tipo molto comune. In una fresatrice, la fresa ruota e il tavolo sposta il materiale sotto la fresa. Questo tipo di macchina è molto utile per tagliare pezzi piatti, intagliare disegni e praticare fori. Un buon esempio è il taglio di un ingranaggio da un pezzo di metallo piatto. La fresa si muove intorno al metallo per creare la forma.

Un tornio CNC è un altro tipo di macchina comune. Il tornio funziona in un altro modo. Su un tornio, il materiale gira molto velocemente. Una fresa che non gira si muove per eseguire il taglio. È la macchina migliore per realizzare pezzi rotondi, come una mazza da baseball, una gamba di un tavolo o un'asta di metallo. Il tornio è perfetto per qualsiasi progetto che debba avere una forma rotonda. Esistono anche altre macchine speciali, ma la fresatrice e il tornio sono le due che utilizzerete di più.

Come si ottiene la migliore qualità di finitura del pezzo?

Realizzare un pezzo con una macchina CNC è un passo. Ma realizzare un pezzo con una superficie bella e liscia è un altro. L'aspetto della superficie è molto importante, soprattutto per un prodotto finito. Per ottenere la superficie migliore occorre un po' di riflessione. È inoltre necessario fare le scelte giuste nel programma CAM. L'utensile e la velocità giusti possono cambiare molto.

Ci sono alcuni elementi principali che modificano l'aspetto della superficie del pezzo. Il primo è la fresa. È necessario utilizzare una fresa affilata, molto buona e adatta al materiale che si sta tagliando. Una fresa non affilata strapperà il materiale invece di eseguire un taglio netto. In secondo luogo, la velocità del mandrino e la velocità di movimento della macchina. Se si sposta la fresa troppo velocemente, si otterrà una superficie irregolare. Potrebbe essere necessario fare alcune prove per trovare la velocità migliore per il progetto. Infine, molti progetti prevedono due fasi per ottenere la superficie migliore. La prima fase è una "passata di sgrossatura". Questo è il momento in cui una fresa forte taglia via molto materiale velocemente. La seconda fase è una "passata di finitura". In questo caso una fresa diversa, più piccola, si muove lentamente sul pezzo per rendere la superficie liscia. Questo metodo di lavoro in due fasi consente di ottenere il risultato migliore.

Di cosa avete bisogno per il vostro primo progetto di livello industriale?

Passare da un piccolo progetto divertente a un progetto più grande e professionale richiede una maggiore riflessione. Un lavoro professionale ha di solito una serie di regole precise da seguire. Il pezzo deve avere le dimensioni, la forma e la resistenza giuste. Non bisogna pensare solo al disegno. Il successo del progetto sarà dovuto a questa riflessione supplementare.

Innanzitutto, è necessario scegliere il materiale giusto. Il materiale deve essere sufficientemente resistente per l'utilizzo finale del pezzo. Inoltre, bisogna essere certi che la macchina CNC sia abbastanza robusta da tagliare quel materiale. In secondo luogo, è necessario scegliere lo strumento migliore per il lavoro. Un progetto professionale potrebbe richiedere tipi speciali di frese per ottenere un pezzo molto preciso. È necessario pensare alla fresa migliore sia per il taglio grezzo che per il taglio finale. Infine, è necessario un buon piano per il lavoro. Ciò significa realizzare un disegno CAD molto preciso e un programma CAM ben studiato. Per un progetto professionale, non si possono commettere errori. Tutto, dallo strumento utilizzato al codice G scritto, deve essere perfetto. È necessario conoscere tutti i passaggi per portare a termine il lavoro.

Pronti ad acquistare una macchina CNC? Che cosa bisogna cercare?

Se state per acquistare la vostra macchina CNC, ci sono alcune cose a cui pensare. L'acquisto di una macchina CNC è una scelta importante. Dovete essere sicuri di acquistare la macchina che fa al caso vostro. Non limitatevi ad acquistare la macchina più grande o più costosa che vedete. Pensate ai tipi di progetti che intendete realizzare.

Quando acquistate una macchina, valutate le sue dimensioni. Si adatta all'area in cui si lavora? Lo spazio di taglio è sufficiente per i pezzi che si vogliono realizzare? Poi, valutate la robustezza della macchina e la sua stabilità. Una macchina più stabile esegue tagli più precisi e può tagliare materiali più duri. Una macchina non pesante può andare bene per il legno e la plastica. Per l'acciaio, invece, è necessaria una macchina più pesante e robusta. Pensate anche al controller e al software. È facile da usare? Dispone degli strumenti necessari? È una buona idea iniziare con qualcosa di piccolo. Una macchina più piccola e meno costosa è un buon modo per imparare le cose semplici. Dopo aver imparato a usare la macchina e aver portato a termine alcuni progetti, si saprà molto di più su ciò di cui si ha realmente bisogno in una macchina più grande.

Cose fondamentali da ricordare

• Una macchina CNC utilizza un computer per guidare l'utensile da taglio in modo molto preciso.
• La macchina funziona seguendo un piano fatto di indicazioni chiamato codice G.
• Si disegna il pezzo in un software CAD e si utilizza un software CAM per creare il programma G-code.
• Le fresatrici sono più indicate per i pezzi piatti, mentre i torni sono più indicati per i pezzi rotondi.
• Per ottenere una superficie davvero bella e liscia, è necessario utilizzare lo strumento giusto, la velocità corretta e una buona pianificazione.
• Iniziate con un progetto semplice per imparare i fatti più semplici prima di cimentarvi in lavori più difficili.