Una guida semplice alle parti di una macchina CNC: Vedere i componenti principali

In questo post, voglio condividere con voi quello che ho scoperto. Esamineremo le parti principali di una macchina CNC. Andremo dalla parte inferiore robusta al computer intelligente che gestisce tutto. Consideratelo come uno sguardo all'interno di una delle macchine più importanti utilizzate oggi. Al termine, avrete un'idea chiara di come questi componenti della macchina funzionano in team. Saprete cosa fa ogni parte nel diagramma a blocchi CNC. Queste informazioni sono per voi se vi siete mai chiesti come le macchine CNC trasformano le idee in oggetti reali.

Cos'è una macchina CNC e perché le sue parti sono così importanti?

Una macchina CNC sta per Computer Numerical Control (Controllo Numerico Computerizzato). È una macchina che utilizza un computer per guidare i suoi utensili. Potete considerarla come un robot a cui potete dare istruzioni su cosa creare. Queste macchine CNC sono fondamentali per la realizzazione di molti tipi di articoli, dai componenti per auto alle custodie per telefoni. Sono ottime per realizzare parti molto precise che devono essere perfette. Conoscere le parti di una macchina CNC è il modo migliore per capire come funziona così bene. Ogni parte della macchina CNC ha un compito specifico. Quando tutti i pezzi lavorano insieme, la macchina può costruire cose meravigliose.

Il motivo per cui è così importante capire i componenti della macchina è che aiuta a vedere il quadro generale. È come conoscere le diverse parti del motore di un'auto. Una volta che sapete cosa fanno i pistoni e le candele, capite come si muove l'auto. È la stessa idea con le macchine CNC. Quando imparerete a conoscere l'unità di controllo della macchina, il sistema di azionamento e l'utensile da taglio, vedrete come un blocco di metallo si trasforma in una parte finita. Questa guida ai componenti vi aiuterà a capire come tutte le parti della macchina si uniscono nel processo di fabbricazione.

Cosa tiene tutto su? Imparare a conoscere il bancale della macchina.

Ogni grande edificio deve avere una base solida e una macchina CNC è uguale. Il bancale della macchina è la base che sostiene tutto il resto. È una parte molto pesante e solida della macchina. Spesso è realizzato in ghisa. Questo perché deve essere molto fermo e stabile. Mentre la macchina è in funzione, ci possono essere molte vibrazioni. Il pesante bancale della macchina assorbe queste vibrazioni. Questo assicura che la macchina sia stabile e possa eseguire tagli molto precisi. Senza una base solida, l'intera macchina si muoverebbe. Quindi, sarebbe impossibile realizzare parti precise.

Il bancale della macchina non è solo un blocco pesante. È la parte della macchina CNC che sostiene tutti gli altri componenti. I binari per i diversi assi sono posizionati sul bancale. Anche il piano di lavoro, dove è tenuto il pezzo, poggia sul bancale. Anche la colonna che sostiene il mandrino è fissata al bancale. Quindi, potete vedere che il bancale della macchina è il primo componente per la costruzione di una macchina robusta e corretta. È una parte importante di ciò che rende le macchine CNC così brave in quello che fanno. Una grande macchina inizia con una grande base.

Qual è il cervello della macchina? Uno sguardo all'unità di controllo della macchina (MCU).

Se il bancale della macchina è la base, allora l'unità di controllo della macchina (MCU) è il cervello della macchina CNC. Questo è il luogo in cui viene svolto tutto il "pensiero". La MCU è un piccolo computer all'interno della macchina. Il suo compito è quello di leggere il programma CNC. Il programma è un elenco di comandi che dicono alla macchina come agire. La MCU legge questi comandi. Li trasforma poi in segnali elettrici che guidano i movimenti della macchina. È la parte della macchina che assicura che ogni passo avvenga nell'ordine corretto e al momento giusto.

L'unità di controllo della macchina ha un compito molto importante. Deve leggere il programma. Deve pianificare il percorso per l'utensile da taglio. Deve anche gestire la velocità dei motori. È ciò che rende possibile la magia del controllo numerico computerizzato. All'interno della MCU, ci sono componenti elettronici potenti che possono fare tutto questo molto velocemente. Questo permette alla macchina di fare movimenti fluidi e precisi. Una macchina CNC senza la MCU sarebbe solo un mucchio di componenti della macchina. La MCU è la parte che fa rivivere la macchina e le dà il potere di creare.

Come fa una persona a dire alla macchina cosa fare? Uno sguardo ai dispositivi di input.

Quindi, abbiamo il cervello della macchina, che è la MCU. Ma come gli diamo i comandi? Questo è il compito dei dispositivi di input. Un dispositivo di input è il modo in cui la persona che gestisce la macchina può inserire il programma CNC in essa. Molto tempo fa, questo veniva fatto con cose come schede di carta con dei fori. Oggi, usiamo modi più nuovi. Il dispositivo di input più comune è un computer che è collegato alla macchina CNC. L'operatore può digitare il programma sul computer. Poi, può inviarlo direttamente alla macchina.

Il pannello di controllo è un altro dispositivo di input fondamentale. Il pannello di controllo permette agli operatori di lavorare con la macchina faccia a faccia. Ha pulsanti, interruttori e uno schermo. Lo schermo è un'unità di visualizzazione. Mostra all'operatore cosa sta facendo la macchina in quel momento. L'operatore può usare il pannello di controllo per avviare e fermare la macchina. Può anche cambiare la velocità del mandrino o muovere l'utensile da taglio a mano. Il pannello di controllo è una parte molto importante della macchina per l'operatore. È il modo principale per parlare con la macchina e dirigere il suo lavoro. Il pannello di controllo e altri dispositivi di input sono il collegamento tra la persona e l'unità di controllo della macchina.

Cosa causa il movimento? Il sistema di azionamento e i suoi motori.

La MCU dà i comandi, ma un'altra parte deve fare il movimento. Questo è il compito del sistema di azionamento. Il sistema di azionamento è costruito da alcune parti che si uniscono per muovere le parti della macchina. I componenti principali del sistema di azionamento sono i motori, gli amplificatori e le viti a ricircolo di sfere. I motori danno la potenza per muovere i diversi assi della macchina. Gli amplificatori ricevono i piccoli segnali elettrici dalla MCU. Rendono questi segnali abbastanza forti da far funzionare i motori.

Ci sono due tipi principali di motori usati nelle macchine CNC: motori passo-passo e servomotori. I servomotori si trovano di solito nelle macchine più costose. Questo perché sono più precisi. Il sistema di azionamento ha anche viti a ricircolo di sfere. Una vite è un semplice strumento che può trasformare il movimento rotatorio in movimento in linea retta. I motori fanno girare le viti a ricircolo di sfere. Questa azione muove il piano di lavoro e l'utensile da taglio lungo gli assi. Il sistema di azionamento è ciò che dà alla macchina CNC la potenza di muoversi con grande precisione. La qualità del sistema di azionamento influisce davvero sulla correttezza dell'intera macchina.

Come fa la macchina a conoscere la sua posizione? Il lavoro del sistema di feedback.

Una macchina CNC deve conoscere la posizione esatta dell'utensile da taglio e del pezzo in lavorazione in ogni momento. È qui che il sistema di feedback aiuta. Il sistema di feedback è come il senso del tatto della macchina. Riporta alla MCU la posizione precisa delle parti mobili della macchina. Questo è molto importante per creare parti corrette. Se la macchina non conosce la sua posizione, non può fare tagli precisi. Il sistema di feedback assicura che la macchina sia sempre dove dovrebbe essere.

Le parti principali del sistema di feedback sono i sensori e gli encoder. Questi elementi sono attaccati alle parti mobili della macchina. Inviano sempre segnali alla MCU. Questi segnali trasportano informazioni sulla posizione e la velocità degli assi. La MCU controlla poi queste informazioni rispetto ai comandi nel programma CNC. Se trova una differenza, la MCU può correggerla. Questo è noto come sistema a circuito chiuso. È ciò che permette alle macchine CNC di essere così incredibilmente precise. Il sistema di feedback è una parte vitale del sistema cnc che promette una buona qualità.

Cosa fa il vero lavoro di taglio? Conoscere il mandrino e l'utensile da taglio.

Ora siamo alla parte della macchina che fa il lavoro duro: il mandrino e l'utensile da taglio. Il mandrino è un albero che gira e tiene l'utensile da taglio. Riceve la sua potenza da un motore che può farlo girare a velocità molto elevate. La MCU può controllare la velocità del mandrino. Diversi tipi di materiali e diversi lavori di taglio richiedono diverse velocità del mandrino. Un mandrino robusto e preciso è una parte molto importante di qualsiasi macchina CNC.

L'utensile da taglio è il pezzo della macchina che taglia fisicamente il materiale dal pezzo in lavorazione. C'è una vasta gamma di utensili da taglio per molti compiti diversi. Per una fresatrice cnc, si potrebbe usare un utensile chiamato fresa a candela per tagliare scanalature o una punta per creare fori. Per la tornitura cnc su un tornio cnc, si userebbe un altro tipo di utensile da taglio per fare parti rotonde. L'utensile da taglio è tenuto molto saldamente nel mandrino. Il mandrino che gira velocemente e l'utensile da taglio affilato lavorano insieme. Questa combinazione permette alla macchina di modellare il pezzo in lavorazione.

Come viene tenuto fermo il materiale? La necessità del piano di lavoro e degli accessori.

Non si può tagliare un oggetto se si muove. Questo è il motivo per cui il piano di lavoro e gli accessori sono così necessari. Il piano di lavoro è l'area piatta dove si monta il pezzo in lavorazione. È tipicamente fatto di ghisa e ha scanalature a forma di T tagliate in esso. Le persone usano queste scanalature per imbullonare il pezzo in modo che sia sicuro. Il piano di lavoro è la parte della macchina che si muove sugli assi X e Y. Trasporta il pezzo insieme a sé.

Gli accessori sono strumenti speciali usati per tenere il pezzo in un punto specifico sul piano di lavoro. Per alcune parti facili, una semplice pinza chiamata morsa potrebbe essere sufficiente. Per le parti con forme più complesse, si potrebbe fare un accessorio speciale e personalizzato. Lo scopo dell'accessorio è quello di tenere il pezzo molto saldamente. Questo impedisce che si muova mentre la macchina sta lavorando. Un buon accessorio è un must per fare parti corrette. Il piano di lavoro e gli accessori sono pezzi chiave che assicurano che il pezzo rimanga nel posto giusto perché l'utensile da taglio faccia il suo lavoro.

Quali tipi di macchine CNC esistono e quali sono le loro parti principali?

Ci sono molti tipi di macchine CNC. Ogni tipo ha alcune parti speciali della macchina. Alcuni dei tipi più comuni di macchine cnc sono le fresatrici, i torni e i router. Una fresatrice cnc è una macchina che usa un utensile da taglio rotante. Rimuove il materiale da un pezzo che rimane fermo. I torni CNC sono usati per lavori di tornitura cnc. In questo caso, il pezzo gira e l'utensile da taglio rimane fermo. I router CNC sono come le fresatrici. Ma, sono spesso usati per tagliare materiali che sono più morbidi, come il legno e la plastica.

Anche se le parti principali sono le stesse, ci sono alcune differenze. Per esempio, un tornio cnc avrà una parte chiamata mandrino per tenere il pezzo rotante. Non vedrete un mandrino su una fresatrice cnc. Macchine più complesse, come le macchine cnc a 5 assi, hanno più modi per muoversi. Questo permette loro di fare forme molto complicate. Una macchina avanzata a 5 assi può muovere l'utensile lungo cinque percorsi diversi allo stesso tempo. Non importa che tipo di macchina cnc sia, conoscere le parti principali di una macchina cnc è il primo passo per vedere come funziona. Ogni tipo di macchina è fatta per un certo lavoro, ma usano tutte le stesse idee di base del controllo numerico computerizzato.

Puoi realizzare la tua macchina CNC personalizzata?

Dopo aver imparato a conoscere tutte le parti di una macchina CNC, potreste chiedere se potete costruirne una voi stessi. La risposta è sì! Molte persone costruiscono le proprie macchine cnc personalizzate. Può essere un progetto che vi fa sentire molto orgogliosi. Potete acquistare kit che includono tutte le parti della macchina di cui avete bisogno. Oppure, potete trovare e comprare i pezzi da soli. Costruire una macchina cnc personalizzata vi permette di scegliere le dimensioni e le caratteristiche della vostra macchina.

Se scegliete di costruire una macchina cnc personalizzata, dovrete scegliere tutti i pezzi di cui abbiamo parlato molto attentamente. Avrete bisogno di un bancale robusto. Avrete bisogno di un buon sistema di azionamento che abbia motori potenti. Avrete anche bisogno di un sistema di feedback preciso. Dovrete anche selezionare un'unità di controllo della macchina e un dispositivo di input. Ci sono molte scelte gratuite e open-source per l'unità di controllo. Fare una macchina cnc personalizzata è un modo meraviglioso per imparare ancora di più su come funzionano queste macchine incredibili. È un grande progetto, ma può anche essere molto divertente.

In sintesi

Come abbiamo imparato, le macchine CNC sono costruite da molte parti chiave che lavorano in team. Ecco le cose più importanti da ricordare dalla nostra guida sui componenti:

• Il letto macchina è la base solida dell'intera macchina.
• Il Unità di controllo macchina (MCU) è il cervello della macchina che segue il programma e dirige i movimenti.
• Dispositivi di input, come un computer e un pannello di controllo, permettono a una persona di parlare con la macchina.
• Il sistema di azionamento, con i suoi motori e le sue viti, crea il movimento per gli assi della macchina.
• Il sistema di feedback usa i sensori per dire alla MCU la posizione esatta delle parti della macchina.
• Il mandrino e utensile da taglio sono le parti che eseguono il taglio vero e proprio.
• Il piano di lavoro e apparecchi tengono il pezzo in modo sicuro in un posto.
• Ci sono molti diversi tipi di macchine CNC, ma tutte condividono le stesse parti principali.