Fresatrice CNC

Le prime fresatrici a controllo numerico fanno la loro comparsa negli anni ’50 con l’automatizzazione delle fresatrici manuali, per poi spopolare negli anni ’70.

Successivamente, hanno subito un’ulteriore evoluzione negli attuali centri di lavoro che ne hanno incrementato le potenzialità e le funzionalità. Vediamo in questo articolo tecnico le caratteristiche delle fresatrici CNC.

Caratteristiche principali delle fresatrici CNC

Una fresatrice CNC è una macchina utensile che presenta tre assi controllati da un’apposita unità di governo, che ne gestisce la posizione in tempo reale in accordo con quanto descritto dal part-program. Quest’ultimo è il codice che esprime la lavorazione da eseguire sotto forma di semplici istruzioni. Il codice contenuto nel part-program viene sviluppato prima della lavorazione, tipicamente con strumenti CAM, che emulano la lavorazione del pezzo in una simulazione su un computer.

Il design di queste macchine utensili è normalmente quello delle fresatrici ad asse verticale. Il cambio utensile può essere manuale oppure automatico grazie a un magazzino utensili dedicato. Di conseguenza, in funzione della tipologia di cambio utensile, questa macchina può richiedere il costante presidio da parte dell’operatore per eseguire l’intero ciclo di lavorazione. Anche il carico del pezzo grezzo e lo scarico del pezzo finito vengono normalmente eseguiti dall’operatore.

Inoltre, normalmente, il bloccaggio del pezzo è eseguito tramite una morsa attaccata alla tavola. Per velocizzare il bloccaggio e migliorare il posizionamento, ci si può servire di apposite dime di staffaggio, specialmente quando si devono fresare grandi lotti di pezzi.

Queste macchine utensili sono usate per la lavorazione di un numero sostenuto di pezzi e garantiscono l’omogeneità di produzione, proprio perché il fattore umano viene ridotto al minimo. L’accuratezza di questa macchina utensile è circa di 0,01 mm o inferiore, il che la rende molto più precisa delle tradizionali fresatrici manuali. Grazie al controllo numerico, è possibile eseguire fresature complesse interpolando gli assi e fresando anche su superfici inclinate. Tuttavia, la lavorazione di pezzi complessi può essere complicata, in quanto può richiedere diverse riprese del pezzo, con una conseguente riduzione dell’accuratezza della lavorazione e l’aumento del tempo ciclo.

Anche se a volte il confine è labile, non bisogna confondere le fresatrici CNC con i centri di lavoro. Questi ultimi hanno un’automazione più spinta, inoltre possono essere uniti tra loro per creare delle celle di lavorazione. Inoltre, i centri di lavoro, in genere, hanno 4 o più assi controllati e sincronizzati, mentre le normali fresatrici ne hanno solo 3 con eventuali espansioni grazie a tavole rotative come optional.

Come è fatta una fresatrice CNC

Ecco i principali elementi che caratterizzano una fresatrice CNC:

Mandrino – Sul mandrino vengono collegati i vari utensili. Il cambio utensile può essere automatico, con il relativo magazzino utensili, oppure manuale, con il cambio utensile gestito manualmente dall’operatore.

Assi – Gli assi si muovono su delle guide a gabbie di sfere o rulli. In tal modo, è possibile ridurre il coefficiente di attrito anche a 0.005, il che migliora enormemente la capacità di ottenere posizionamenti di precisione. Gli assi vengono spostati da precise viti a ricircolo di sfere azionate da motori brushless o passo-passo.

Unità di governo – L’unità di governo è il “cervello” della fresatrice CNC. Qui vengono controllate tutte le funzioni della macchina utensile e vengono lette ed eseguite le istruzioni del part-program.

Pannellatura – L’eventuale pannellatura attorno alla struttura isola la zona di lavoro migliorando la sicurezza e il comfort dell’ambiente di lavoro.

Per la stesura di questo articolo sono state consultate le seguenti fonti:

Drozda T., Wlck C., “Tool and Manufacturing Engineers Handbook, Volume 1 – Machining”, 4^th edition, 1998, Society of Manufacturing Engineers