Le tecnologie di fresatura CNC offrono un'elevata resa, finiture di qualità, alta precisione e flessibilità nella lavorazione di forme diverse. La fresatura CNC è un processo di produzione controllato da computer che utilizza utensili da taglio rotanti per rimuovere materiale da un pezzo in lavorazione, modellandolo nella forma desiderata. La tecnica si basa su istruzioni pre-programmate per automatizzare l'intero processo. Questo livello di automazione consente una maggiore precisione, coerenza ed efficienza nella produzione di parti e componenti complessi.
Assistite dal computer mediante un software CAD/CAM dedicato, le fresatrici CNC possono essere utilizzate per lavorare diversi tipi di materiali come metallo, plastica, schiuma, pietra o legno in modo preciso e in breve tempo. Il progetto o il modello realizzato con il software darà vita al processo di produzione. Una volta completata la progettazione, il controllo numerico si occupa di muovere gli assi orizzontali e verticali durante il processo di lavorazione. Il motore della fresatrice può essere avviato direttamente quando viene lanciato il programma del computer, sotto la supervisione dell'operatore.
La tecnologia di fresatura digitale consente di eseguire operazioni con un'elevata qualità di finitura, un minor rischio di usura dei pezzi lavorati e una maggiore affidabilità, riducendo la fragilità dei prodotti realizzati, anche su pezzi di piccolo formato o diametro. I vantaggi della tecnologia di fresatura sono ampiamente riconosciuti in molti processi produttivi industriali.
Programmazione di Base della Fresatura CNC
Per programmare il processo di fresatura CNC è necessario comprendere le basi del codice G e del codice M. Si tratta di codici di controllo numerico utilizzati per programmare le macchine CNC.
- Codice G: Questi codici controllano il movimento degli assi della macchina, come X, Y e Z, e altre funzioni come la velocità di avanzamento e la velocità del mandrino. Ad esempio, G01 è utilizzato per l'interpolazione lineare, mentre G02 e G03 sono utilizzati per l'interpolazione circolare.
- Codice M: Questi codici controllano varie funzioni della macchina, come l'accensione/spegnimento del mandrino (M03, M04), l'accensione/spegnimento del refrigerante (M07, M08) e la fine del programma (M30).
Introduzione al codice G per la produzione CNC
Tipi di Operazioni di Fresatura CNC
La fresatura CNC è una tecnica eccezionale per produrre parti di precisione di alta qualità nell'era della produzione moderna. Ma non è una tecnica singolare a dominare tutti gli aspetti della lavorazione. Ne esistono diversi tipi. Potresti aver sentito parlare di fresatura frontale o fresatura di estremità. Scegliere il tipo giusto di fresatura CNC è fondamentale per ottenere il massimo livello di precisione nei tuoi progetti. Ecco una guida completa a 12 tipi di operazioni di fresatura CNC nella lavorazione di precisione.
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Fresatura Frontale
La fresatura frontale è un'operazione di fresatura CNC che prevede l'uso di un utensile da taglio con una faccia piana o leggermente angolata, solitamente utilizzato per lavorare la superficie superiore o inferiore di un pezzo. La fresatura frontale mira a creare una superficie piana, liscia e parallela, spesso come primo passaggio in un processo di lavorazione più esteso.
Caratteristiche:
- Mappatura della griglia di superficie: Un sistema che crea una mappa topografica digitale della superficie del pezzo per compensare le deviazioni di planarità.
- Integrazione del flusso angolare: Strategia unica di approccio agli angoli che elimina i comuni segni di fresatura frontale mediante movimenti di ingresso a spirale.
- Riconoscimento dei modelli termici: Monitora e regola i modelli di crescita termica specifici delle operazioni di fresatura frontale di grandi superfici.
- Previsione della finitura superficiale: Analizza i segni della fresa e genera modelli di avanzamento ottimali per soddisfare specifici requisiti di finitura superficiale.
- Prevenzione delle tratteggiature incrociate: Varia automaticamente gli angoli del percorso della fresa per evitare i comuni schemi di tratteggio incrociato della fresatura frontale.
Fresatura Semplice (a Lastra)
La fresatura semplice, nota anche come fresatura a lastra, è un'operazione di fresatura CNC che si concentra sulla rimozione di materiale dai lati di un pezzo in lavorazione, creando superfici piatte e parallele. Questa tecnica è spesso impiegata nella produzione di bordi smussati, smussi e altre caratteristiche angolari.
Caratteristiche:
- Compensazione dinamica dell'angolo: Sistema intelligente che mantiene angoli precisi regolando automaticamente l'usura e la flessione dell'utensile durante il taglio.
- Controllo della generazione del percorso: Ottimizzazione avanzata del percorso utensile che crea movimenti di entrata e di uscita fluidi per transizioni angolari pulite.
- Sincronizzazione multiasse: Sistema di controllo sofisticato che coordina più assi per creare angoli composti precisi.
- Misurazione dell'angolo in tempo reale: Sistema di monitoraggio continuo che verifica e regola gli angoli di taglio durante il funzionamento.
- Ottimizzazione dell'angolo variabile: Sistema intelligente di pianificazione del percorso che regola automaticamente i parametri di taglio in base alle diverse angolazioni delle superfici.
Fresatura di Forme
La fresatura di forma è un'operazione di fresatura CNC che utilizza uno strumento di taglio specializzato con un profilo preformato, consentendo la creazione di complesse caratteristiche geometriche e contorni sul pezzo in lavorazione. Questa tecnica è utile per produrre forme complesse, come quelle che si trovano in stampi, matrici e altri componenti specializzati.
Caratteristiche:
- Riconoscimento del profilo 3D: Sistema intelligente che analizza forme complesse e genera automaticamente strategie di taglio ottimali.
- Compensazione dell'errore di contorno: Un sistema di monitoraggio avanzato rileva e corregge in tempo reale le deviazioni dai contorni programmati.
- Controllo dinamico dei punti utensile: Sistema sofisticato che mantiene il posizionamento preciso dell'utensile per il taglio di profili complessi.
- Convalida automatica del modulo: Un sistema di misurazione in tempo reale verifica la precisione della forma durante la lavorazione.
- Riconoscimento delle caratteristiche: Sistema intelligente che identifica le caratteristiche dei pezzi e seleziona automaticamente le strategie di taglio ottimali.
Fresatura Laterale
La fresatura laterale è un'operazione di fresatura CNC che si concentra sulla rimozione di materiale dai lati di un pezzo in lavorazione, creando caratteristiche come fessure, scanalature e gradini. Questa tecnica è spesso utilizzata con altre operazioni di fresatura per produrre geometrie di parti più complesse.
Caratteristiche:
- Monitoraggio della rettilineità della parete: Sistema di misurazione continua che monitora e compensa la flessione della parete durante il taglio.
- Generazione del percorso trocoidale: Sistema avanzato di percorsi utensile che crea movimenti fluidi e circolari per un taglio efficiente di scanalature profonde.
- Ottimizzazione del carico del chip: Sistema intelligente che regola i parametri di taglio per mantenere un'evacuazione uniforme dei trucioli durante il taglio laterale.
- Controllo del raggio d'angolo: Il sistema di compensazione intelligente regola automaticamente i percorsi degli utensili per mantenere raggi degli angoli precisi.
- Correzione della deflessione della parete: Un sistema di monitoraggio in tempo reale regola le forze di taglio per evitare deformazioni delle pareti sottili.
Fresatura a Cavalcioni
La fresatura a cavalcioni è un'operazione di fresatura CNC che prevede l'uso di due utensili da taglio montati sullo stesso mandrino, consentendo la lavorazione simultanea di superfici parallele su un pezzo in lavorazione. Questa tecnica è spesso utilizzata per creare caratteristiche precise ed efficienti come scanalature, scanalature e gradini.
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Caratteristiche:
- Sincronizzazione doppia taglierina: Sistema di controllo avanzato che mantiene l'allineamento preciso tra due lame opposte durante il funzionamento.
- Regolazione del parallelismo: Sistema intelligente che monitora e regola costantemente le posizioni degli utensili per mantenere superfici parallele.
- Sistema di controllo degli spazi: Sofisticato sistema di misurazione che mantiene una spaziatura precisa tra le lame opposte.
- Bilanciamento della forza: Sistema intelligente che equalizza le forze di taglio tra gli utensili per evitare la deformazione del pezzo.
- Compensazione dell'usura abbinata: Sistema di monitoraggio avanzato che regola l'usura degli utensili per mantenere un taglio simmetrico.
Fresatura Fine (End Milling)
La fresatura finale è un'operazione di fresatura CNC che utilizza un utensile da taglio cilindrico con scanalature all'estremità, consentendo la creazione di caratteristiche come tasche, scanalature e profili. Questa tecnica produce ampiamente parti e componenti complessi in vari settori.
Caratteristiche:
- Interpolazione elicoidale: Sistema di controllo avanzato che crea percorsi utensile elicoidali precisi con passo variabile per lavorazioni complesse delle tasche.
- Ottimizzazione tascabile: Sistema intelligente che identifica automaticamente le isole e genera percorsi utensile efficienti attorno ad esse.
- Controllo della riduzione del carico: Sistema intelligente che modifica gli approcci angolari per mantenere carichi costanti sugli utensili.
- Rilevamento della lavorazione di riposo: Sistema avanzato di riconoscimento dei materiali che identifica le aree grezze e genera automaticamente percorsi utensile di pulizia.
- Percorso basato sulle funzionalità: Un sistema sofisticato che analizza automaticamente le caratteristiche dei pezzi e genera automaticamente strategie di taglio ottimali.
Fresatura di Gruppo (Gang Milling)
La fresatura a più assi è un'operazione di fresatura CNC che coinvolge più utensili da taglio montati sullo stesso mandrino, consentendo la lavorazione simultanea di varie caratteristiche o superfici su un pezzo in lavorazione. Questa tecnica è spesso impiegata in ambienti ad alta produzione per aumentare l'efficienza e la produttività.
Caratteristiche:
- Controllo multi-utensile: Sistema di sincronizzazione avanzato che coordina più utensili da taglio con velocità di avanzamento indipendenti.
- Ottimizzazione della spaziatura degli utensili: Un sistema intelligente calcola e mantiene la spaziatura ottimale tra più frese.
- Distribuzione dinamica del carico: Sistema intelligente che bilancia le forze di taglio su più utensili per ottimizzare la rimozione del materiale.
- Ottimizzazione della sequenza: Un sofisticato sistema di pianificazione che determina l'ordine più efficiente delle operazioni per più funzionalità.
- Gestione dell'interazione degli strumenti: Sistema di monitoraggio avanzato che impedisce l'interferenza degli utensili massimizzando al contempo l'efficienza di taglio.
Segatura (Saw Milling)
La segheria è un'operazione di fresatura CNC che utilizza una lama circolare sottile per creare caratteristiche come scanalature, fessure e altri tagli lineari sul pezzo in lavorazione. Questa tecnica è vantaggiosa per i materiali inclini a crepe o deformazioni, poiché la lama sottile può ridurre al minimo lo stress sul pezzo in lavorazione.
Caratteristiche:
- Modulazione di alimentazione: Sistema intelligente che regola automaticamente la velocità di avanzamento durante il taglio di materiali di diverso spessore.
- Controllo della flessione della lama: Sistema di monitoraggio avanzato che compensa il movimento della lama durante i tagli profondi.
- Progressione della profondità: Sistema intelligente che ottimizza gli incrementi di profondità di taglio per un'asportazione efficiente del materiale.
- Soppressione delle vibrazioni: Un sofisticato sistema di monitoraggio regola i parametri di taglio per ridurre al minimo le vibrazioni della lama.
- Controllo del taglio interrotto: Il sistema avanzato modifica le strategie di avvicinamento per superfici irregolari o interrotte.
Fresatura di Filetti (Thread Milling)
La fresatura di filettature è un'operazione di fresatura CNC utilizzata per creare filettature interne ed esterne su un pezzo in lavorazione. Questa tecnica è utile per produrre caratteristiche filettate che sarebbero difficili o impossibili da creare utilizzando i metodi tradizionali di maschiatura o filettatura.
Caratteristiche:
- Profilo Compensazione: Sistema intelligente che mantiene profili di filettatura precisi regolando l'usura e la flessione dell'utensile.
- Ottimizzazione dell'ingresso del thread: Un sistema avanzato calcola i percorsi di entrata e di uscita ottimali per vari tipi di filettatura.
- Sincronizzazione multi-avvio: Sistema di controllo sofisticato che coordina più avviamenti di filettatura per operazioni di filettatura complesse.
- Monitoraggio del campo: Un sistema di misurazione in tempo reale garantisce un passo del filetto costante durante l'intero processo di taglio.
- Evacuazione trucioli: Sistema intelligente che ottimizza i percorsi utensile per garantire un'efficiente rimozione dei trucioli durante le operazioni di filettatura.
Fresatura Elicoidale (Helical Milling)
La fresatura elicoidale è un'operazione di fresatura CNC che prevede un utensile da taglio con una scanalatura elicoidale, che consente di creare caratteristiche a spirale o elicoidali sul pezzo in lavorazione. Questa tecnica è spesso utilizzata nella produzione di caratteristiche come filettature interne ed esterne, nonché superfici scolpite complesse.
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Caratteristiche:
- Interpolazione 3D: Sistema di controllo avanzato che genera movimenti elicoidali precisi con passo e diametro variabili.
- Controllo dell'angolo dell'elica: Sistema intelligente che mantiene angoli dell'elica precisi durante l'intero processo di taglio.
- Riconoscimento multi-avvio: Sistema sofisticato che identifica e genera automaticamente percorsi appropriati per le funzionalità multi-start.
- Ottimizzazione dei parametri: Sistema intelligente che regola i parametri di taglio per mantenere una geometria dell'elica costante.
- Generazione della strategia di ingresso: Sistema avanzato che crea movimenti fluidi di entrata e uscita per le caratteristiche elicoidali.
Fresatura a Tuffo (Plunge Milling)
La fresatura a tuffo è un'operazione di fresatura CNC che prevede l'uso di un utensile da taglio che si muove perpendicolarmente al pezzo in lavorazione, consentendo la creazione di caratteristiche come fori, tasche e scanalature. Questa tecnica è spesso utilizzata nella produzione di componenti con geometrie interne complesse che sarebbero difficili da raggiungere utilizzando altri metodi di fresatura.
Caratteristiche:
- Ottimizzazione della profondità: Sistema intelligente che calcola le profondità di immersione ottimali in base alle condizioni del materiale e alle capacità dell'utensile.
- Controllo dell'evacuazione dei trucioli: Sistema avanzato che coordina, si ritrae e si ferma per garantire un'efficiente rimozione dei trucioli.
- Gestione del ciclo di beccata: Sistema sofisticato che ottimizza le profondità e le frequenze di perforazione per una creazione efficiente di fori profondi.
- Monitoraggio della forza: Sistema intelligente che regola i parametri di immersione in base al feedback della forza di taglio in tempo reale.
- Ottimizzazione della posizione: Sistema avanzato che calcola le posizioni ottimali degli utensili per più operazioni di immersione.
La Fresatrice a Controllo Numerico SOGI S4-80C
Il centro di lavoro verticale SOGI S4-80C è una macchina a controllo numerico in grado di effettuare molteplici lavorazioni su materiali metallici e leghe derivate, materiali polimerici e molto altro, tra cui forature, fresature, alesature, contornature, maschiature ecc. Grazie alla sua versatilità d’utilizzo, la macchina si presta particolarmente bene ad un impiego nel campo industriale e prototipazione per la messa a punto di componenti più o meno complessi garantendo un’elevata precisione nel risultato.
Caratteristiche Strutturali e di Movimento
La solidità della fresatrice a controllo numerico SOGI S4-80C è garantita da una struttura in acciaio e ghisa sottoposta a successivi trattamenti di stabilizzazione e invecchiamento. Questa scelta progettuale assicura un’elevata rigidezza strutturale ed un adeguato smorzamento delle vibrazioni. La tavola ed il gruppo testa scorrono su apposite guide a coda di rondine temprate e rettificate, trattamenti volti a preservarne le caratteristiche nel tempo, e sono azionati da servomotori AC controllati da azionamenti SIEMENS. Tale configurazione garantisce elevate performance in termini di velocità e accuratezza del posizionamento, assicurandone un’elevata ripetibilità nel tempo. Le guide, complete di lardoni conici regolabili, sono protette da carter telescopici fissi per evitare impigliamenti e infiltrazioni da sfridi della lavorazione.
Mandrino e Magazzino Utensili
Il mandrino, di fattura Taiwanese e montato su cuscinetti conici di elevata precisione, è azionato da un motore trifase da ben 3.7 kW che consente regimi di rotazione fino a 6000 giri/min con regolazione in continuo della velocità. Il mandrino è dotato di attacco BT 40. Il magazzino del tipo pick-up ha 4 possibili postazioni per lo stoccaggio degli utensili necessari ad ultimare la lavorazione.
Pannello di Comando e Controllo SIEMENS SINUMERIK 808D ADVANCED
La fresatrice a controllo numerico SOGI S4-80C vanta di serie un pannello di comando con le moderne funzionalità del SIEMENS SINUMERIK 808D ADVANCED. Il pannello operatore è realizzato in pressofusione di magnesio ad alta resistenza e comprende: un display a colori da 8,4”, una tastiera CNC completa QWERTY e due interfacce, una USB, l’altra Ethernet sul frontalino.
Sicurezza e Dotazione Standard
Il centro di lavoro 3 assi SOGI S4-80C è realizzato nel rispetto degli standard vigenti in materia di sicurezza: nello specifico, è completamente carenato con due porte frontali interbloccate e due finestre laterali fisse, realizzate in lamiera e policarbonato di alta qualità. Le dimensioni generose degli schermi protettivi garantiscono operazioni agevolate di carico/scarico pezzo e favoriscono l’ispezione visiva del pezzo in lavorazione. La macchina è equipaggiata di lampada, centralina di lubrificazione guide automatica ed impianto di lubrorefrigerazione, tutto di serie. A corredo della macchina, sarà fornita tutta la documentazione necessaria (manuale d'installazione, uso e manutenzione, manuali di programmazione e dichiarazione di conformità CE-UE).
Caratteristiche Tecniche della Fresatrice SOGI S4-80C
| Componente/Caratteristica | Descrizione |
|---|---|
| Struttura | Acciaio e ghisa sottoposta a trattamenti di stabilizzazione e invecchiamento per elevata rigidezza e smorzamento vibrazioni. |
| Guide | A coda di rondine temprate e rettificate, con lardoni conici regolabili e carter telescopici protettivi. |
| Movimentazione Assi | Servomotori AC controllati da azionamenti SIEMENS per elevate performance e accuratezza di posizionamento. |
| Mandrino | Taiwanese, su cuscinetti conici di precisione, motore trifase 3.7 kW, fino a 6000 giri/min con regolazione continua. Attacco BT 40. |
| Magazzino Utensili | Tipo pick-up, 4 postazioni per lo stoccaggio degli utensili. |
| Controllo Numerico | SIEMENS SINUMERIK 808D ADVANCED di serie. |
| Pannello Operatore | In pressofusione di magnesio, display a colori da 8,4”, tastiera QWERTY, interfacce USB ed Ethernet. |
| Sicurezza | Carenatura completa, due porte frontali interbloccate e due finestre laterali fisse in lamiera e policarbonato. |
| Dotazioni Standard | Lampada, centralina di lubrificazione guide automatica, impianto di lubrorefrigerazione. |
| Documentazione | Manuale d'installazione, uso e manutenzione, manuali di programmazione e dichiarazione di conformità CE-UE. |
Le Funzionalità del Controllo Siemens SINUMERIK per Operatori
Il sistema SINUMERIK offre agli operatori di macchine utensili tecnologie integrate di tornitura, fresatura e foratura, consentendo di tenere in multitasking diverse tecnologie nelle sue macchine utensili per aumentare la produttività complessiva.
SINUMERIK offre:
- Potenti funzioni tecnologiche: Affidati a funzioni CNC avanzate per tornitura e fresatura, dai cicli di lavorazione e misurazione ai lettori di formato DXF (Drawing Exchange Format), ai computer di geometria e alla lavorazione dinamica a 5 assi.
- Programmazione CNC flessibile: Gestisce varie programmazioni CNC, dalla programmazione delle fasi di lavorazione ShopMill/ShopTurn alla programmazione in codice G con linguaggi di alto livello.
- Gestione efficiente degli strumenti: Garantire un funzionamento ininterrotto nella produzione su piccola e grande scala.
- Configurazione rapida della macchina: Riduce i costosi tempi di regolazione e configurazione con funzioni intelligenti che mettono rapidamente in funzione le macchine.
- Superfici precise a forma libera: Ottenere superfici lisce a specchio nel minor tempo di lavorazione.
Considerazioni Chiave per le Operazioni di Fresatura CNC
Quando si seleziona l'operazione di fresatura CNC appropriata per le proprie esigenze di lavorazione di precisione, ci sono diversi fattori chiave da considerare:
- Geometria della parte: Valuta la complessità e i requisiti specifici del pezzo che devi produrre e scegli l'operazione di fresatura più adatta a creare le caratteristiche e le geometrie desiderate.
- Proprietà dei materiali: Considerare le proprietà del materiale del pezzo in lavorazione, come durezza, fragilità e lavorabilità, per garantire che l'operazione di fresatura selezionata possa rimuovere il materiale in modo.