Cos'è un sistema di controllo CNC?
Prima di parlare dei tipi di sistemi di controllo CNC, cerchiamo di capire cos'è un CNC;
"Il termine CNC è l'acronimo di Computer Numerical Control (controllo numerico computerizzato), che significa che una macchina è controllata da un software per farla funzionare automaticamente, senza la necessità di un operatore umano. Il software e l'hardware che controllano l'intero processo sono quindi chiamati sistemi di controllo CNC". Imparare cos'è la produzione CNC.
Le macchine CNC sono utilizzate soprattutto nelle industrie, ma recentemente sono diventate molto famose tra i giovani sotto forma di stampanti 3D, che vengono utilizzate per realizzare diversi prodotti a partire da filamenti.
È importante notare che il sistema di controllo CNC riduce al minimo la necessità di operatori umani, ma in una certa misura dipende dalla macchina. Ad esempio, alcune richiedono un assistente umano di tanto in tanto, mentre altre macchine fanno tutto il lavoro da sole.
Tipi di sistemi di controllo CNC
Nel mondo delle macchine CNC, la loro struttura e la loro funzione variano. Vengono utilizzate per piegare lamiere di carrozzeria, verniciare prodotti, sollevare e posizionare oggetti, estrudere articoli, serrare bulloni e molto altro ancora.
Pertanto, anche il sistema di controllo CNC o il software utilizzato per controllare queste macchine è molto diffuso. Tuttavia, i 3 parametri principali che ogni sistema di controllo ha integrato sono discussi di seguito;
- Sistema di controllo CNC ad anello di retroazione
- Sistema di controllo CNC basato sul movimento
- Numero di sistemi di controllo CNC ad assi
1. Sistema di controllo CNC ad anello di retroazione
La prima cosa di buon senso è che una macchina deve essere istruita tramite qualche istruzione (file di codice G) per lavorare su un compito o un prodotto specifico.
Quando l'operatore invia un file di istruzioni alla scheda madre della macchina, questa invia i comandi agli utensili per controllarne il movimento e la velocità. A questo punto entra in gioco il sistema ad anello;
- Sistema ad anello aperto: In questo tipo di sistema di controllo, la scheda madre principale della macchina riceve solo alcune istruzioni e poi la scheda madre invia i segnali alle parti della macchina senza conoscere le condizioni della macchina, ad esempio se è rotta, se mancano alcune parti, ecc. Nel sistema ad anello aperto non esiste un meccanismo di feedback.
- Sistema ad anello chiuso: In questo sistema di controllo, dopo l'invio del file G-code alla scheda madre, quest'ultima riceve un feedback dalla macchina ed effettua le regolazioni in tempo reale del programma, in modo che il lavoro finale sia privo di errori. In un sistema ad anello chiuso, è presente un sensore analogico/digitale che tiene sotto controllo il movimento e la velocità dell'utensile durante l'operazione.
2. Sistema di controllo CNC basato sul movimento
Quindi, bisogna capire come il file/istruzione G-Code viene immesso nella macchina e come il sistema di loop aiuta a implicare tali comandi. Ora è il momento di imparare quale percorso sceglie un utensile per un'operazione specifica.
Ad esempio, supponiamo di voler tagliare tra i punti A e B, quindi la domanda è quale percorso sceglie l'utensile, perché anche questo deve essere comunicato al sistema.
Nel sistema di controllo CNC basato sul movimento, esistono 2 famosi percorsi utensile;
- Percorso di contornatura: In questo sistema di controllo, vengono specificati dei piccoli punti tra il punto di partenza e quello di arrivo, in modo che la macchina segua un percorso predefinito e ci fornisca la forma e la precisione richieste. Vale la pena notare che possiamo assegnare qualsiasi percorso, come una linea retta, una curva, un punto irregolare, ecc. e il sistema di controllo farà in modo che la macchina segua quel percorso. Un percorso di corteggiamento viene utilizzato per operazioni complesse, come il taglio, la saldatura, la fresatura e l'erogazione.
- Punto a punto: Come suggerisce il nome, nel sistema di controllo da punto a punto, nel file di codice G, l'operatore definisce il punto di inizio e di fine, ma il percorso scelto dall'utensile è deciso dalla macchina (che per lo più è la linea più breve tra questi punti). Il sistema Point-to-Point è utilizzato per compiti semplici come il pick & place e l'erogazione.
3. Numero di sistemi di controllo CNC basati su assi
Quindi, l'ultima cosa che il sistema di controllo CNC deve gestire è il movimento della testa dell'utensile e talvolta del pezzo.
A seconda del numero di assi su cui si muove l'utensile, cambia anche il sistema di controllo. Ad esempio,
- Sistema di controllo a 2 assi: In questa modalità, l'utensile si muove solo lungo 2 assi, X e Y; ciò significa che su una superficie piana, l'utensile si muove dal punto A a B (asse X) e poi da B a C (asse Y).
- Sistema di controllo a 2 assi e mezzo: In questa modalità, l'utensile si muove sugli assi X e Y come in un sistema a 2 assi, ma dispone anche di un asse verticale aggiuntivo Z. Vale la pena notare che l'asse Z è chiamato semi-asse in questo sistema perché non si muove contemporaneamente agli assi X e Y.
- Sistema di controllo a 3 assi: Come suggerisce il nome, in un sistema di controllo a 3 assi, gli assi orizzontali X e Y e l'asse verticale Z possono lavorare contemporaneamente.
- Sistema di controllo a 4 assi: Gli assi X, Y e Z sono noti a tutti. In un sistema di controllo a 4 assi, a uno degli assi viene assegnata la capacità di rotazione o di movimento angolare.
- Sistema di controllo a 5 assi: Analogamente, nel sistema di controllo a 5 assi, il programma consente all'utensile di muoversi lungo gli assi X, Y e Z con rotazioni lungo due dei tre assi (rotazione dell'asse X = asse C, rotazione dell'asse Y = asse B e rotazione dell'asse Z = asse A).
Vale la pena di notare che più assi ha una macchina, meglio può lavorare su operazioni complesse e realizzare prodotti precisi.
Ma il rovescio della medaglia è che più il programma di input diventa complesso e ci sono più parti mobili di cui occuparsi. Si veda il differenza tra 3 e 5 assi.
Conclusione
In breve, un sistema di controllo CNC è una combinazione di software e hardware che gestisce il sistema di loop di ingresso dei dati, il percorso dell'utensile e coordina il movimento lungo i vari assi, gestendo tutti e tre contemporaneamente.
Inoltre, i tipi di sistemi di controllo indicano come la macchina esegue tutto ciò e quanto è complesso il sistema di controllo in base al lavoro. Ad esempio, utilizza un anello aperto o chiuso, il percorso utensile è sagomato o punto a punto, e che numero di assi ha una macchina?