Guida completa alle macchine a controllo numerico e ai loro programmi

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.

Assi e macchine monoscopo e multiscopo

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. Le macchine monoscopo sono macchine su cui è possibile effettuare un solo tipo di lavorazione (es. tornio a CN, rettificatrice a CN). Le macchine multiscopo sono macchine su cui è possibile effettuare vari tipi di lavorazione e vengono chiamate centri di lavorazione ( es. tornio a CN sulla cui torretta si possono montare utensili rotanti, come alesatori, punte di trapano. Non viene eseguita la rettifica e la tornitura sullo stesso centro di lavorazione).

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.

Struttura del centro di lavorazione

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.

Funzioni del sistema ATC

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.

Funzioni N, G, M, S, F e T

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 di programma al tornio

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