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I CENTRI DI LAVORAZIONE

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1. Gli Assi di una Fresatrice o di un centro di lavorazione

2. Storia

I primi centri di lavorazione sono apparsi con l’informatizzazione delle macchine durante gli anni ’80 e sono quindi macchine a controllo numerico (CNC = Computer numeric control). Si tratta di una vasta famiglia di macchine le cui specificità, possibilità e ruolo possono variare sensibilmente.

Pannello di comando di un centro di lavorazione numerico (CNC)

3. Principi di funzionamento

In generale, un centro di lavorazione permette di eseguire in modo autonomo una sequenza definita di operazioni di lavorazione. A seconda del centro di lavorazione, la materia prima può essere caricata nella macchina sotto forma di vaschetta (piastrina rettangolare) o di barra (come in un Tornio automatico). Il disegno digitalizzato del componente da fabbricare e l’elenco degli utensili necessari sono stati importati nel software della macchina. La sequenza ideale delle operazioni viene proposta dalla macchina e può essere modificata dall’operatore. I diversi utensili necessari (frese, punte, mole, ecc.) vengono collocati in un magazzino all’interno della macchina, nella posizione corrispondente alla sequenza di operazioni dedicata e definita dal programma della macchina. Una volta programmata la macchina e caricati gli utensili e il materiale, essa è pronta per lavorare e l’operatore deve solo avviare la sequenza. La macchina esegue quindi le diverse operazioni di lavorazione secondo la sequenza stabilita e cambia automaticamente utensile tutte le volte necessarie. La maggior parte dei centri di lavorazione esegue principalmente operazioni di Fresatura. Le macchine con materiale caricato in barra possono generalmente aggiungervi operazioni di tornitura. A seconda della complessità della macchina, un centro di lavorazione può disporre di uno o due mandrini (portautensili rotanti).

4. Assi

I mandrini di un centro di lavorazione sono progettati per spostarsi secondo diversi assi, il cui numero può variare. Si parla quindi di macchine a tre, cinque o sei assi, ecc. I primi tre assi di una macchina sono gli assi lineari (X, Y e Z ovvero larghezza, profondità e altezza). Le macchine dette a cinque assi comprendono i tre assi lineari (X, Y e Z) a cui si aggiungono due assi di rotazione del mandrino (asse longitudinale e asse verticale). Quelle a sei assi aggiungono un terzo asse di rotazione, un asse laterale. Infine, il braccio che porta il mandrino dell’utensile può spostarsi lungo uno o più assi. Si parla quindi, a seconda dei casi, di macchine a 7, 9 o 12 assi. Va notato che, in moltissimi casi, i diversi assi della macchina si ripartiscono tra il mandrino e il tavolo (telaio su cui è fissata la vaschetta). Ad esempio, il mandrino si sposterà sugli assi di rotazione e il tavolo sugli assi lineari.

5. Macchine a “ripresa”

Alcuni centri di lavorazione possono lavorare successivamente sulle due facce del componente da fabbricare. Si parla allora di macchine a “ripresa”. Per le macchine che utilizzano il materiale sotto forma di vaschette, il centro di lavorazione eseguirà tutte le operazioni sulla prima faccia, poi girerà la vaschetta per lavorarne la seconda. Le macchine che utilizzano il materiale in barra effettuano le operazioni su un lato della barra su una contropunta e un mandrino specifici. La barra viene poi afferrata da un secondo mandrino, portato da una contropunta opposta a 180° rispetto alla prima. Poi la barra viene troncata, liberata dal primo mandrino, e nuove operazioni possono essere effettuate sul retro del componente. Le macchine a ripresa sono molto più complesse a causa della necessità di un posizionamento e di un centraggio perfetti del componente sulla macchina dopo la ripresa.

6. Caricamento robotizzato

La maggior parte dei centri di lavorazione può essere equipaggiata opzionalmente con robot di caricamento (di barre o vaschette), offrendo così un’autonomia quasi illimitata alla macchina.

7. Materiali idonei

Tutti i materiali lavorabili sono idonei ai centri di lavoro (metalli, materie plastiche, corindone sintetico, compositi, ecc.).

8. Vantaggi, svantaggi e campi di applicazione

I centri di lavoro sono versatili, precisi e autonomi. Richiedono tuttavia tempi di programmazione e di regolazione relativamente lunghi, il che li rende mezzi di produzione più adatti alle grandi serie. Nell’orologeria, possono essere utilizzati per la fabbricazione di quasi tutti i componenti del movimento, della cassa e del bracciale, oltre che per la fabbricazione di utensili.