Introduzione
CNC è l’abbreviazione di “Computer Numeric Control”, ossia una macchina per lavorazioni meccaniche (tipicamente un tornio o una fresa) comandata da un computer per eseguire delle lavorazioni su dei pezzi.
Gli assi del macchinario sono mossi da viti, cremagliere o cinghie che sono azionate da motori servo o motori stepper. I segnali dal Controllore della Macchina sono amplificati dai driver in modo da essere abbastanza potenti e adatti ad operare sui motori.
Permette di fare lavorazioni che a mano sarebbero impossibili da fare come ad esempio l’incisione di scritte, o molto lunghe e noiose come la foratura dei circuiti stampati.
Il pezzo da realizzare viene disegnato con un programma CAD (es. AutoCad), poi un programma CAM (es. Mastercam) si occupa di “interpretarlo” trasformandolo in un elenco di istruzioni di movimento degli assi della macchina CNC secondo il suo “linguaggio” (G-code). Il software di controllo macchina (es. Mach3) legge le istruzioni del file G-code e genera sulla porta parallela gli impulsi elettrici opportuni per il comando dei driver dei motori.
Una macchina a CNC è generalmente costituita dalle seguenti parti:
- Computer
- Programma CAD e programma CAM
- Interfaccia fra il pc e i dispositivi di controllo elettronico dei motori
- Controllo elettronico dei motori (Stepper drivers)
- Alimentatore del controllo elettronico
- Motori passo-passo (Stepper motors)
- Mandrino con fresa che esegue le lavorazioni
Le macchine CNC, che fino agli anni ’80 erano usate solo per lavorazioni ad alta precisione, sono oggi molto diffuse e impiegate in quasi ogni campo della meccanica. La tecnologia delle macchine CNC ha coperto un po’ tutti i rami della meccanica; le macchine a CNC più comuni sono presse piegatrici, punzonatrici, torni, fresatrici e macchine di taglio lamiera (laser, ossitaglio, plasma, waterjet ecc.). Esse rappresentano l’evoluzione delle macchine NC, perché permettono il controllo numerico diretto da un computer esterno (CNC).
Realizzazione meccanica fresa CNC
La struttura portante è realizzata in legno multistrato da 20 mm, unito con viti e colla vinilica.
I pezzi sono stati tagliati in falegnameria con una sega squadratrice per assicurare dei tagli perpendicolari fra loro e dritti, al fine di rendere più semplice il montaggio.
Si è adottata la struttura a ponte fisso e piano mobile. Questo comporta che la macchina diventi più ingombrante con il movimento dell’asse X perchè il piano va a sporgere rispetto al basamento. In compenso si può facilmente realizzare un ponte molto solido.
Per permettere lo scorrimento relativo fra le varie parti della macchina si sono utilizzate delle guide a sfere per cassetti, acquistate da un ferramenta specializzato per pochi euro l’una. Tali guide presentano quando estese un gioco di circa 1 mm dovuto perlopiù alla elasticità del profilo metallico. Questo gioco è ridotto nell’asse x utilizzando due guide, in modo che la guida non lavori a sbalzo ma a taglio. Sull’asse y invece le guide sono montate su superfici perpendicolari, in modo da migliorare la rigidezza. Sull’asse z non vi sono paricolari accorgimenti, visto che il movimento è corto.
Per rendere la macchina CNC più precisa, si potrebbero sostituire tali guide con delle guide a scorrimento lineare e associati cusinetti a scorrimento.
Incollaggio del telaio inferiore:
Incollaggio del ponte. Si vede già la vite dell’asse y.
Realizzazione delle chiocciole in ottone e giunti motore-vite al tornio:
