Le lavorazioni meccaniche comprendono una serie di attività e processi che offrono la possibilità di realizzare oggetti e componenti per lo più metallici di vario tipo e dimensioni. Tra questi, i torni a controllo numerico (CNC) sono tra le tecnologie più utilizzate nell’industria meccanica moderna.
Per chi non lo sapesse il tornio è usato in industria per la realizzazione di un solido in rotazione, che viene sottoposto a un lavoro di tornitura per l’asportazione del truciolo. Il Tornio a Controllo Numerico (CNC) è un macchinario utilizzato nella lavorazione meccanica della torneria per lavorare materiali come metalli, legno e altri materiali compositi. Funziona modificando la forma di un oggetto con la rimozione di piccoli pezzi del materiale. Nei torni CNC, il taglio si riferisce all’asportazione di truciolo dal pezzo in rotazione.
La tornitura a controllo numerico è un processo di lavorazione ampiamente utilizzato nell'industria. Consente di lavorare un materiale con un processo a basso costo, per dargli la geometria desiderata rimuovendo i trucioli. In tal senso la tornitura a controllo numerico o CNC rappresenta oggigiorno una delle metodologie più utilizzate per la produzione di particolari in metallo.
Principi di Funzionamento e Componenti del Tornio CNC
Un tornio CNC (Computer Numerical Control) è una macchina utensile capace di eseguire operazioni di tornitura automatizzata, seguendo un programma digitale. Le lavorazioni ottenute ed eseguibili con il tornio che funziona con il controllo numerico sono molto diverse da quelle effettuate con il tornio manuale. In generale, la lavorazione al tornio CNC permette un tipo di tornitura standardizzato e semplificato. I torni industriali a controllo numerico consentono di lavorare un pezzo ruotandolo mentre un utensile da taglio modella la forma desiderata.
In generale, il tornio CNC è composto da una macchina principale con motore e assi di movimento, un dispositivo controllato dal computer che regola la velocità della macchina principale, una testa portautensile rotante con numerose frese e mandrini e un sistema di controllo numerico. I pezzi da lavorare vengono posizionati al centro del tornio per mezzo di un mandrino la cui velocità di rotazione è adattata al materiale e all'operazione di tornitura da eseguire. I torni industriali della gamma MECANUMERIC utilizzano un motore potente per tornire tutti i tipi di materiale, compresi legno, materiali compositi e plastici.
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Il sistema di controllo numerico trasferisce le informazioni dal file di progettazione del computer alla macchina CNC, che lavora il pezzo, indipendentemente dalla sua forma. I torni a controllo numerico sono dotati di un sistema computerizzato che comanda le varie parti della macchina. Il sistema CNC riceve istruzioni dal computer su come muovere gli assi della macchina principale e su come regolare la velocità della testa portautensile rotante. Le istruzioni possono essere inserite direttamente sul terminale della macchina oppure possono essere caricate da file esterni. Questo sistema può essere programmato per eseguire operazioni complesse su pezzi di metallo, legno o altri materiali. Una volta caricati, il G-code viene interpretato dal computer e inviato all’hardware del tornio CNC per attuare le istruzioni fornite dall’utente.
È possibile impostare la velocità e la profondità necessarie per eseguire diverse lavorazioni come taglio, foratura, fresatura o sbavatura. Il tornio CNC può essere programmato per tagliare e forare parti complesse in modo più preciso rispetto ai metodi tradizionali. Acquisire una comprensione approfondita del suo funzionamento costituisce il fondamento per un utilizzo preciso di questa macchina.
La Programmazione del Tornio CNC
La programmazione del tornio CNC è un processo complesso che richiede conoscenze approfondite di meccanica, ingegneria e informatica. Si tratta di un sistema di controllo numerico computerizzato (CNC) che consente a un operatore di programmare il movimento del macchinario e la produzione di parti in metallo, plastica o altri materiali. La programmazione CNC è fondamentale per garantire l’efficienza della produzione e la precisione delle parti prodotte.
Il processo inizia con la creazione di un programma CNC. Questo programma viene scritto utilizzando linguaggi di programmazione specifici per il CNC. Per programmare un tornio CNC, è necessario prima creare un disegno della parte desiderata utilizzando un software CAD/CAM. Una volta creato il modello 3D, è possibile usare il software CAD/CAM per generare i codici G necessari per comandare il tornio CNC.
Una volta generati i codici G, devono essere convertiti nel formato necessario per il sistema di controllo del tornio CNC. Questo può essere fatto utilizzando un editor di codici specifico oppure importando i file direttamente nel sistema tramite porta USB o Ethernet. Una volta scritto il programma, viene caricato nel computer di controllo del tornio CNC.
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Esecuzione del Programma
Una volta caricato il programma sul sistema di controllo CNC del tornio, l’operatore può avviarlo seguendo la procedura appropriata. Il materiale da lavorare (ad esempio un pezzo di metallo) viene posizionato sul mandrino del tornio. Prima di iniziare la lavorazione effettiva, è importante stabilire un punto di riferimento da cui le coordinate di movimento verranno misurate. Questo punto può essere l’angolo di inizio o un punto specifico sul pezzo.
Una volta caricato il programma e preparato il materiale, la macchina CNC inizia a eseguire le istruzioni contenute nel codice G e M. Queste istruzioni guidano il movimento del mandrino e degli assi di lavoro in base alle specifiche della lavorazione richiesta. Durante l’esecuzione, il computer di controllo monitora costantemente la posizione degli assi e l’andamento della lavorazione. Dopodiché basta premere un pulsante per far partire il programma. Una volta completato il programma, la macchina si ferma automaticamente o richiede l’intervento dell’operatore.
G-code è il linguaggio universale parlato dalle macchine CNC, che consente operazioni automatiche che controllano velocità, avanzamento, movimenti, velocità del mandrino e cambi utensile. I cicli fissi aiutano a velocizzare la modifica quando il codice è confuso o errato; alcuni possono eliminare intere sezioni di codice. Questo “riempimento” contribuisce a tempi di programmazione molto più brevi e a una riduzione degli errori umani. Imparare il G-code e come i cicli fissi si applicano a controlli come Haas accelera il passaggio dalla tornitura manuale alla piena automazione sulle macchine CNC. La programmazione del tornio CNC può essere complessa da imparare, ma con un po’ di pratica e conoscenze tecniche è possibile ottenere risultati eccellenti.
I Vantaggi della Tornitura a Controllo Numerico
In questo articolo cerchiamo dunque di portare alla luce questi vantaggi. I principali vantaggi della tornitura a controllo numerico sono molteplici. I vantaggi del CNC rispetto alle tecniche tradizionali sono innumerevoli: maggiore precisione, costanza nella qualità della finitura del prodotto finale, minore consumo di energia ed eliminazione degli errori umani. I pezzi e i prodotti lavorati con il processo di tornitura sono molto precisi.
L’automatizzazione dei processi di lavorazione, come nel caso della tornitura a controllo numerico, comporta innanzitutto una riduzione sostanziale dei costi diretti per la manodopera e per le attrezzature abbinata a un aumento considerevole della produzione nell’unità di tempo e della qualità del prodotto finito. Le macchine utilizzate per la tornitura a controllo numerico computerizzato, dunque, permettono la realizzazione di particolari metallici con una sensibile riduzione del ciclo di lavoro accompagnata da una maggiore precisione a livello produttivo.
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Inoltre per l’azienda si riducono notevolmente gli scarti da lavorazione, mentre aumenta la flessibilità della struttura produttiva e lo spazio fisico all’interno dell’officina. Consentono inoltre una maggiore flessibilità in quanto permettono di passare velocemente da un determinato di lavorazione a un altro semplicemente cambiando il programma preimpostato. Il tornio a controllo numerico presenta alcuni altri vantaggi rispetto alle macchine tradizionali: è possibile modificare rapidamente i programmi per adattarsi alle esigenze della produzione e non richiede il costante intervento dell’operatore durante il processo produttivo.
Questo tipo di macchina è molto versatile ed è in grado di eseguire moltissime lavorazioni con diversi materiali. In conclusione, i torni a controllo numerico sono un eccellente strumento produttivo che consentono all’industria moderna di ottenere risultati precisi e veloci con costi contenuti.
Tipologie di Torni a Controllo Numerico
Sulla base della tecnologia, delle caratteristiche costruttive e dello scopo per cui sono impiegati si utilizzano diversi tipi di tornio CNC. Esistono diverse tipologie di tornio a controllo numerico. In conclusione, ci sono diversi tipi di tornio a controllo numerico disponibili sul mercato per soddisfare le esigenze specifiche del cliente.
- Tornio Verticale: Uno dei tipi più comuni di tornio a controllo numerico è il tornio verticale.
- Tornio Orizzontale: Un altro tipo di tornio a controllo numerico è il tornio orizzontale. Questo macchinario ha un’unità di lavorazione orizzontale, con un mandrino che ruota sull’asse orizzontale.
- Tornio Combinato: Un terzo tipo di tornio a controllo numerico è il tornio combinato.
- Torni ad Asse Multiplo: Infine, ci sono anche i torni CNC ad asse multiplo. Questa macchina è dotata di più assi di lavorazione, oltre al mandrino principale e all’asse verticale o orizzontale (a seconda della configurazione).
Inoltre, il tornio può essere diverso a seconda che venga utilizzato per la lavorazione del legno o della ceramica. Il tornio da legno CNC è un tornio adatto a fresare e tornire. Il principio di funzionamento di queste macchine a controllo numerico si basa essenzialmente sulla redazione di un programma utilizzando simboli specifici per la lavorazione del legno. I movimenti della macchina sono comandati da apparecchiature elettroniche atte ad eseguire un programma di lavoro ben preciso.
Il tornio a copiare CNC serve per produrre pezzi identici tra loro e identici a un prototipo lavorato in precedenza. Nei torni plurimandrino CNC la testa motrice alloggia più mandrini (da 2 a un massimo di 12), che possono ruotare anche a diverse velocità permettendo così la lavorazione contemporanea di più pezzi.
Confronto: Tornio CNC, Tornio Tradizionale e Fresatrice CNC
Ma cosa sono i torni a controllo numerico, come funzionano e che differenza c’è tra un sistema CNC e PLC? CNC (Computer Numerical Control): è un sistema che controlla il movimento di una macchina utensile, in base a coordinate e percorsi predefiniti. PLC (Programmable Logic Controller): è un dispositivo usato per automatizzare sequenze logiche, come accendere/spegnere motori, sensori, attuatori. L’uso del tornio è un procedimento abbastanza intricato, che implica un notevole grado di abilità e competenza.
Tornio CNC vs. Tornio Parallelo Tradizionale
La differenza tra un tornio parallelo tradizionale e un tornio a controllo numerico (CNC) riguarda il modo in cui viene eseguita la lavorazione (manuale vs. automatica).
| Caratteristica | Tornio Parallelo Tradizionale | Tornio CNC |
|---|---|---|
| Modalità di Lavorazione | Viene azionato manualmente dall’operatore, che controlla il movimento degli utensili e del pezzo tramite leve e volantini. | È gestito tramite un software che guida automaticamente tutti i movimenti, seguendo un programma preimpostato. |
| Esperienza Richiesta | Richiede molta esperienza, soprattutto quando si lavora su geometrie complesse. | Richiede conoscenze approfondite di meccanica, ingegneria e informatica per la programmazione. |
| Precisione e Consistenza | Dipende dall'abilità dell'operatore, può variare. | Maggiore precisione, costanza nella qualità della finitura del prodotto finale. |
Aziende di lunga esperienza in questo settore come Baldacci Meccanica fanno ampio uso della tornitura CNC ben consapevoli dei vantaggi che possono derivarne a livello di produzione in serie. Ben consapevole dei vantaggi derivanti da questo tipo di lavorazioni Baldacci Meccanica ha adottato già da diversi anni strutture e macchinari per la tornitura CNC garantendo ai propri clienti risultati sempre di assoluta eccellenza. In OM Cazzaniga utilizziamo entrambi i tipi di tornio, scegliendo di volta in volta la macchina più adatta al tipo di lavorazione, alle quantità richieste e al grado di precisione necessario. Se cerchi un partner affidabile per torni CNC conto terzi, siamo pronti a valutare il tuo progetto e realizzarlo con la massima cura.
Tornio CNC vs. Fresatrice CNC
Quando i principianti imparano le basi dei torni CNC, le fresatrici vengono spesso confrontate con i torni CNC e i centri di fresatura. Mentre i torni CNC torniscono i pezzi, lasciando forme cilindriche, le fresatrici tagliano le parti muovendo gli utensili da taglio. Questa distinzione aiuta nel processo decisionale per la prioritizzazione della tornitura o della fresatura per i rispettivi lavori.
Nei centri di lavoro, le parti possono essere ruotate per ottenere tolleranze di diametro, dopodiché le caratteristiche vengono aggiunte mediante fresatura utilizzando percorsi utensile rotanti o multi-asse. Il software CAM, come Mastercam, è comunemente utilizzato per la simulazione delle parti e per la generazione di cicli fissi per accelerare la produzione.
Troncatura e Smussatura
La fresatura è tipicamente utilizzata per la troncatura, ma solo per le caratteristiche lungo gli assi del tornio e le facce. È usato più spesso su pezzi circonferenziali, torniti in serie, dove c'è un vantaggio in termini di tempo di attività rispetto alle operazioni manuali e ad altre CNC. Per i neofiti, la troncatura è facilitata da sistemi di controllo del tornio caricati, dalla corretta selezione degli utensili e da periferie ben costruite per prevenire vibrazioni o rotture degli utensili. Le considerazioni sulla fresatura riguardano le dimensioni della fresa e i percorsi utensile rotanti per la creazione di caratteristiche cilindriche in fresatrici o centri di tornitura-fresatura. Per i macchinisti novizi, comprendere gli effetti della velocità di avanzamento, della velocità e degli utensili sulla finitura superficiale e sulla precisione del diametro è essenziale. La simulazione CAM e una buona programmazione in G-code garantiscono una consistenza affidabile.
La smussatura al tornio beneficia dell'efficienza nella lavorazione di parti cilindriche e nel mantenimento di una generazione uniforme della rottura del bordo. Produce smussi concavi puliti su bordi o spalle per conferire profili di generatrice. La smussatura alla fresa viene eseguita su facce piane, forme complesse o dimensioni variabili, requisiti standard nella geometria non rotazionale.
Formazione e Esercizi Pratici nella Tornitura CNC
Le lavorazioni al tornio sono una parte importante della produzione di un’officina meccanica. L’uso del tornio è un procedimento abbastanza intricato, che implica un notevole grado di abilità e competenza.
Descrizione del Corso
L’Istituto Salesiano offre questo programma sulla lavorazione CNC, il controllo digitale, sotto forma di lezioni suddivise in unità per incoraggiare i partecipanti a interagire. Requisiti di ammissione al corso: Supera la prova di disegno tecnico. Questo corso di formazione abilita il tirocinante a progettare forme geometriche per la formatura di metalli di ogni tipo e lo abilita all’utilizzo di macchine a controllo digitale (CNC) e ad acquisire la capacità di eseguire forme geometriche. Il che lo aiuta a implementare con precisione le parti tecniche e ingegneristiche richieste.
Gli argomenti trattati durante il corso di formazione saranno:
- Il corso si articola in programmazione ingegneristica, programmazione tecnologica KELLER, programmazione SINUMERIK 810D.
- Spiega come implementare i programmi sulla macchina.
- Una spiegazione dettagliata della macchina CNC EMCO TURN 155 con l’implementazione del primo esercizio al tornio sulla macchina.
- Programmazione e formatura di tipi conici con diverse forme di tornitura esterna ed interna, cono spellato esterno ed interno con filettature esterne ed interne, con installazione di pezzi insieme.
- Una spiegazione delle tipologie di UTENSILI macchina CNC e programmazione tecnologica G54, G92, G96, G97, M3, M4, M8, M9, Feed, Speed Tool n.
Supporto e Servizi Industriali
Essere al passo coi tempi e garantire una produzione dagli alti standard qualitativi è un’esigenza primaria per tutte le aziende che lavorano con i torni a controllo numerico CNC. Il tornio a controllo numerico è usato in molti settori industriali per la produzione di parti meccaniche accurate e precise.
Per questo noi di CNC ELECTRONIC SYSTEM offriamo tutto il supporto necessario attraverso un servizio di assistenza completa, revisione e installazione di macchine utensili a controllo numerico di ogni tipo, tra cui i torni CNC nuovi o usati. Il nostro magazzino contiene pezzi di ricambio per torni a controllo numerico per coprire le esigenze immediate delle aziende di tutta Italia.
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