Concetti Chiave
- Le macchine a controllo numerico sono governate da un PC industriale che gestisce vari aspetti come il controllo del mandrino e degli utensili.
- Esistono macchine monoscopo per un unico tipo di lavorazione e macchine multiscopo, o centri di lavorazione, per lavorazioni multiple.
- I vantaggi principali delle macchine a controllo numerico includono la riduzione dei costi di manodopera, aumento della produzione e flessibilità operativa.
- Gli svantaggi principali comprendono i costi elevati di acquisto, assistenza tecnica e programmazione.
- Funzioni specifiche come G e M vengono utilizzate per controllare aspetti come la velocità, l'interpolazione e la selezione degli utensili.
La macchina a controllo numerico è seguita da un’unità di governo, ossia un pc industriale che controlla:
• Controllo del mandrino;
• Tradsuttore di velocità (controllo della velocità del mandrino);
• Trasduttore di posizione (controllo della velocità dell’utensile rispetto al pezzo) rispetto ad ogni asse;
• Controllo utensile;
• Controllo pezzo;
• Controlli operativi;
• Gestione programmi.
Gli assi sono denominati X, Y e Z, gli assi secondari sono denominati U, V e W mentre i momenti rispetto gli assi principali sono denominati A, B e C.
Vantaggi
• Riduzione dei costi di manodopera: un operatore può sorvegliare più macchine;
• Aumento della produzione vista la riduzione dei tempi passivi;
• Elevata flessibilità: cambiando programma di possono effettuare più lavorazioni;
• Versatilità: si possono effettuare lavorazioni diverse tra loro;
• Riduzione degli spazi occupati;
• Miglioramento della qualità.
Svantaggi
• Elevati costi di acquisto;
• Costo dell’assistenza tecnica;
• Costo della programmazione.
Centro di lavorazione
Un centro di lavorazione è formato da un bancale (per il movimento del portapezzo), da delle guide di scorrimento (che devono avere rigidezza, durezza ed elevata resistenza all’usura: le guide, per migliorare le prestazioni, devono avere una lubrificazione forzata tra la parte fissa e mobile del bancale; in alternativa le guide devono essere rivestite con materiali antifrizione o essere idrostatatica), da un gruppo mandrino e da un sistema ATC (Automated Tool Change). Il gruppo mandrino è formato da un albero cavo in acciaio speciale: è un dispositivo che serve a tenere in trazione il portautensile. Il sistema ATC è sia un dispositivo cambio utensile che un sistema di selezione dell’utensile. Esso è programmato per la conoscenza della capacità del magazzino ed ha un tempo di cambio utensile molto basso. Attraverso un braccio scambiatore l’utensile viene montato sul mandrino o scambiato in magazzino. La ricerca dell’utensile nel magazzino può essere:
• A stazione codificata, cioè l’ATC ricerca la posizione nel magazzino;
• Utensile codificato: viene inserito un chip sull’utensile che contiene la numerazione a la correzione;
• Utensile programmato: gli utensili sono posizionati in modo casuale e si deve comunicare all’unità di governo una tabella con un codice ed una posizione da aggiornare.
FUNZIONE N seguita da due cifre: serve a numerare le operazioni e viene chiamata numero di blocco.
FUNZIONE DIMENSIONALE: serve ad indicare gli assi movimentati; z rappresenta sempre l’asse del mandrino e si fa riferimento allo 0 pezzo, definito rispetto lo 0 macchina presettato.
FUNZIONE G: serve ad indicare le funzioni preparatorie:
• G0: controllo punto a punto rapido (avvicinamento);
• G01: interpolazione lineare;
• G02: interpolazione circolare oraria;
• G03: interpolazione circolare antioraria;
• G91: programmare in coordinate polari;
• G92: impostazione n° giri max;
• G94: avanzamento in mm/min;
• G95: avanzamento in mm/giri;
• G96: lavorazione a velocità di taglio costante;
• G97: velocità di avanzamento in giri/min.
FUNZIONE M (Miscellanee): funzione relativa alla macchina:
• M0: stop programma;
• M3: rotazione oraria del mandrino;
• M4: rotazione antioraria del mandrino;
• M5: arresto rotazione mandrino;
• M6: cambio utensile;
• M8: inserimento refrigerante utensile;
• M9: esclusione refrigerante utensile;
• M30: fine programma;
• M60: cambio pezzo.
FUNZIONE S (Speed): serve ad impostare la velocità di taglio.
FUNZIONE F: serve ad impostare l’avanzamento.
FUNZIONE T (Tool): serve a selezionare l’utensile dal magazzino: il primo numero indica l’utensile, il secondo la correzione.
ESEMPIO PROGRAMMA AL TORNIO
N10 T1.1 M6
N15 G96 S100 M4 F0.2
N20 G92 S3000
N25 G0 X0 Z1
N30 G1 Z0
N35 X70
N40 Z-40
N45 X200 Z-80
N50 Z-120
N55 G0 X250 Z100
N60 T2.2 M6
N65 G97 S300 M4 F0.008
N70 G0 X72 Z-25
N75 G1 X62
N80 G0 X72
N85 X250 Z150
N90 M30
Domande da interrogazione
- Quali sono i principali componenti di una macchina a controllo numerico?
- Quali sono i vantaggi delle macchine a controllo numerico?
- Quali sono gli svantaggi delle macchine a controllo numerico?
- Come funziona il sistema ATC in un centro di lavorazione?
- Quali sono alcune delle funzioni G utilizzate nella programmazione delle macchine a controllo numerico?
Una macchina a controllo numerico è seguita da un'unità di governo che controlla il mandrino, i trasduttori di velocità e posizione, il controllo utensile e pezzo, i controlli operativi e la gestione dei programmi.
I vantaggi includono la riduzione dei costi di manodopera, aumento della produzione, elevata flessibilità, versatilità, riduzione degli spazi occupati e miglioramento della qualità.
Gli svantaggi principali sono gli elevati costi di acquisto, il costo dell'assistenza tecnica e il costo della programmazione.
Il sistema ATC è un dispositivo di cambio utensile e selezione programmato per conoscere la capacità del magazzino, con un tempo di cambio utensile molto basso, utilizzando un braccio scambiatore per montare o scambiare utensili.
Alcune funzioni G includono G0 per controllo rapido punto a punto, G01 per interpolazione lineare, G02 e G03 per interpolazioni circolari, G91 per coordinate polari, G92 per impostazione giri max, G94 e G95 per avanzamenti, e G96 per velocità di taglio costante.
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