Per realizzare geometrie particolarmente complesse, i CNC più performanti sono in grado di pilotare contemporaneamente almeno 5 assi.
I controlli numerici rappresentano molto più di un semplice sistema di comando. Le soluzioni di FANUC, HEIDENHAIN, Mitsubishi Electric e Siemens.
di Andrea Pagani
Il CNC (Controllo Numerico Computerizzato) è quello che un tempo veniva considerato il “cervello” di un impianto. Impiegato su ogni genere di macchina utensile, gestisce assi, motori ed elettronica di bordo in funzione di uno specifico programma. Col tempo, però, questi dispositivi si sono evoluti ampliandone ulteriormente le funzionalità e l’ambito di utilizzo. Da cervello è infatti diventato un vero e proprio “sistema nervoso”, che si estende ben oltre attingendo informazioni dai sensori presenti a bordo macchina e comandando anche unità esterne, come robot e automazioni di altro genere.
Pur essendo universalmente impiegati su macchine utensili per la lavorazione dei metalli, i controlli numerici trovano ampio impiego all’interno di impianti nei quali la complessità delle operazioni rendono indispensabile l’uso di controllori di questo tipo. Ne sono un esempio le macchine per la lavorazione del marmo o del legno, ma anche per il packaging e il food & beverage.
PROGRAMMAZIONE A BORDO MACCHINA
Tutti i CNC consentono di effettuare la programmazione direttamente sulla macchina utensile tramite l’interfaccia del pannello operatore. Con pezzi complessi da lavorare si predilige in genere l’uso di software CAM installati su computer in ufficio tecnico, ma non di rado le operazioni da eseguire sono relativamente semplici oppure il CNC integra appositi software in grado di importare il disegno del particolare e, partendo dalle dimensioni del grezzo, generare un ciclo di lavoro completo.
Ormai i controlli numerici sono in grado di pilotare direttamente sistemi avanzati per l’automazione, come i robot antropomorfi.
LETTURA PREDITTIVA DEI BLOCCHI
L’elevata capacità di calcolo raggiunta dalle moderne CPU ha incrementato la velocità di esecuzione dei cicli di lavoro, evidenziando, nel contempo, la necessità di incrementare la lettura dei successivi blocchi di codice. Così come il navigatore di una automobile segnalerà in anticipo la presenza di una curva al guidatore, affinché possa rallentare per tempo, allo stesso modo il CNC dovrà essere in grado di leggere un certo numero di blocchi successivi per gestire l’avanzamento degli assi. I modelli più evoluti si occupano anche di variare – entro i parametri consentiti da motori e azionamenti – il regime di rotazione del mandrino per mantenere costante la velocità di taglio.
L’INTERFACCIA VIENE INCONTRO ALLA CARENZA DI OPERATORI
Come già avviene in altri settori, anche il mondo della macchina utensile soffre la carenza di operatori specializzati. Comprendendo la criticità di questa tendenza, i costruttori di controlli numerici hanno lavorato sul fronte dell’interfaccia (HMI) e delle funzionalità, al fine di ottenere sostanzialmente due vantaggi pratici.
Il primo è legato alla semplicità di utilizzo dovuta a interfacce grafiche sempre più simili a quelle di smartphone e tablet e, dunque, più user friendly (in particolare per le nuove generazioni di tecnici). Il secondo comporta una maggiore autonomia nelle operazioni non presidiate, in modo da consentire a un operatore esperto di sorvegliare più macchine o una intera linea, agevolati in questi casi anche dalla presenza di sistemi per l’automazione (come carico e scarico pezzo).
I CNC trovano applicazione anche su macchine per la lavorazione di altri materiali, come il legno.
EFFICIENZA OPERATIVA E RISPARMIO ENERGETICO
Gli impianti sui quali i controlli numerici sono installati prevedono l’utilizzo di motori di vario tipo (mandrini, pompe, assi ecc.) che comportano un consumo energetico non trascurabile, talvolta di centinaia di kW. L’introduzione del Piano Transizione 5.0 ha messo nero su bianco la necessità di tenere sotto controllo questi consumi, eliminando o riducendo gli sprechi. Per questo all’interno dei controlli numerici sono sempre più presenti delle routine in grado di disabilitare questi motori nel caso il loro impiego non si renda necessario per un lasso di tempo stabilito a priori. Non solo: grazie all’analisi dei dati generati durante i processi di lavorazione, appositi algoritmi sono in grado di ottimizzarne ulteriormente l’uso e ridurre di conseguenza il consumo energetico.
Ma passiamo dalla teoria alla pratica, analizzando alcuni modelli proposti da aziende specializzate nella costruzione di CNC di ultima generazione.
STUDIATI PER LE NUOVE SFIDE PRODUTTIVE
La nuova generazione di controlli numerici FS500i-A di FANUC rappresenta una piattaforma di controllo che offre i più recenti progressi in termini di tecnologia, connettività e prestazioni. La serie si contraddistingue per la facilità d’uso, il miglioramento delle performance e l’implementazione di nuove funzionalità che contribuiscono ad aumentare affidabilità ed efficienza produttiva e a potenziare la sostenibilità energetica del sistema macchina. Il sistema HMI integrato è stato sostituito dalla moderna architettura iHMI2 basata su PC e web, che offre maggiore flessibilità e facilità d’uso. Massima attenzione è stata posta alla personalizzazione del layout grafico delle schermate, grazie al supporto di FANUC PICTURE 2.
I nuovi CNC FS500i-A di FANUC mantengono il look moderno combinandolo con il framework operativo familiare dei sistemi tradizionali.
I controlli FS500i-A offrono anche la possibilità di programmare sistemi PMC direttamente dal CNC, utilizzando il linguaggio di testo strutturato ISO. Un’altra nuova funzione è data dalla semplificazione dei processi che richiedono la programmazione su 5 assi. Tutti i miglioramenti, insieme alla nuova CPU più veloce e al completo rinnovamento dell’hardware e del software, contribuiscono a ridurre il tempo ciclo e i tempi di warm-up della macchina. Un altro dei punti di forza della nuova unità di governo di FANUC è l’eliminazione delle batterie nel sistema CNC, che porta diversi vantaggi in termini di affidabilità del sistema e manutenzione, e favorisce anche un ambiente di produzione più sostenibile. Inoltre, la serie FS500i-A integra una tecnologia intelligente che abilita il risparmio e la rigenerazione dell’energia.
CNC Reflection Studio è parte integrante della soluzione Digital Twin di FANUC, disponibile per i controlli FS500i-A. Grazie a CNC Reflection Studio è possibile simulare in ambiente digitale tutte le lavorazioni di macchina, anche quelle ad alta velocità, in modo sicuro e affidabile, risparmiando tempo e denaro. L’analisi dei codici G e dei processi di interpolazione è equivalente a quanto si farebbe in macchina grazie all’utilizzo del software CNC Guide 2.
Il nuovo sistema di azionamento e motore include amplificatori e motori α-iD rinnovati che sono più piccoli, potenti ed efficienti dal punto di vista energetico.
UNA LINEA DAL DESIGN FLESSIBILE
Con tre diverse dimensioni di monitor e due pannelli operativi differenti, la gamma dei controlli numerici TNC7 HEIDENHAIN offre la variante hardware perfetta per qualsiasi applicazione e un pratico utilizzo touch dei monitor Full HD da 24”, 19” o 16”.
In occasione della EMO 2025, HEIDENHAIN amplia la gamma di controlli numerici TNC7 con nuove funzioni e un nuovo controllo numerico appositamente concepito per macchine destinate alla formazione professionale e al retrofitting. In futuro, le varianti da 24” e 19” di TNC7 padroneggeranno anche le tecnologie Rettifica cilindrica e Sagomatura profilo, per consentire una lavorazione completa e la produzione di pezzi con eccezionale precisione dimensionale, accuratezza di forma e qualità superficiale. Gli utenti del controllo numerico TNC7 disporranno di pratiche funzionalità di fresatura, tornitura e rettifica senza dover riserrare il pezzo sulla macchina. TNC7 e TNC7 basic offrono inoltre nuove potenzialità per la lavorazione di superfici cilindriche. Grazie a una guida utente ulteriormente migliorata e a nuove opzioni di analisi, le funzioni innovative per la programmazione grafica e la simulazione semplificano ulteriormente l’utilizzo intuitivo dei controlli numerici TNC7.
TNC7 HEIDENHAIN, la versione giusta per ogni esigenza.
Durante la manifestazione, TNC7 go lancia il concetto di comando intuitivo e all’avanguardia della famiglia TNC7 nel campo della formazione professionale e del retrofitting. Uno degli highlight è la nuova funzione “Posizionamento grafico”: invece di scrivere un programma NC, l’utente disegna le sagome o i profili desiderati direttamente sul touchscreen. Il controllo numerico gestisce l’avvicinamento alle posizioni.
Come controllo numerico parassiale in grado di gestire anche azionamenti analogici, TNC7 go è il successore di nuova generazione del controllo numerico TNC 128 HEIDENHAIN.
Nuovo TNC7 go di HEIDENHAIN: un controllo numerico parassiale moderno e intuitivo appositamente concepito per l’impiego nella formazione professionale e per il revamping.
LO STATO DELL’ARTE DEL CONTROLLO NUMERICO
Il controllo numerico di ultima generazione M8V di Mitsubishi Electric offre grande precisione e velocità e rappresenta lo stato dell’arte del CNC. La combinazione tra la CPU RISC-64 bit dedicata, l’OMR-CC-Optimum Machine Response-Contour Control e il controllo automatico del carico di taglio (Cutting Load Control) aiutano le aziende a minimizzare i tempi di lavorazione, beneficiando di una grande accuratezza. Queste caratteristiche consentono di creare prodotti di alta qualità riducendo i tempi di ciclo almeno dell’11% rispetto ai modelli precedenti, abbassando gli errori di percorso del 15%, riuscendo a elaborare fino 540 chilo blocchi al minuto.
Il controllo numerico di ultima generazione M8V di Mitsubishi Electric offre grande precisione e velocità.
La serie M8V è la soluzione ideale per qualsiasi tipologia di macchine, dalle più semplici alle più complesse, come, per esempio, i transfer, le multispindle e tutte le macchine che richiedono lavorazioni di elevate precisioni e velocità su 5 assi interpolati. Offre grande facilità d’uso grazie all’interfaccia user-friendly e al display multitouch a quattro tocchi, oltre a una programmazione semplificata e razionalizzata dal conversazionale, che guida gli utenti nella realizzazione del pezzo da produrre in modo veloce e intuitivo.
Come tutti i controlli numerici della serie M8 di Mitsubishi Electric, i CNC M8V offrono anche la funzionalità DRC-Direct Robot Control, che consente agli operatori di macchine utensili di programmare rapidamente i robot direttamente dal pannello CNC, senza competenze specialistiche. Questi controller rappresentano l’evoluzione della tecnologia CNC anche in ottica Industry 4.0 e transizione 5.0, poiché dispongono di tutte le funzioni sviluppate appositamente per supportare le strategie mirate alla trasformazione digitale e abilitare le applicazioni di smart manufacturing in un’ottica di risparmio energetico.
La serie M8V è la soluzione ideale per qualsiasi tipologia di macchine, dalle più semplici alle più complesse.
PIATTAFORMA COMPLETA PER LA GESTIONE MACCHINA
Partner ideale della trasformazione digitale e sostenibile dell’industria con i controlli numerici SINUMERIK, Siemens risponde alle crescenti esigenze del settore delle macchine utensili, con un portfolio all’avanguardia che unisce reale e digitale. Nella categoria premium class si posiziona il SINUMERIK ONE, seguito dal SINUMERIK 828 nella Compact class e dal SINUMERIK 808 in classe entry level.
Il SINUMERIK ONE è progettato per guidare la trasformazione digitale nel settore manifatturiero ed è il primo CNC nativo digitale, capace di creare un “gemello digitale” della macchina utensile. Ciò consente la simulazione, ottimizzazione e validazione dei processi produttivi in un ambiente virtuale prima della loro implementazione fisica, combinando il mondo reale e quello virtuale su una piattaforma integrata. Fornito in diverse taglie, per rispondere alle esigenze delle macchine utensili, garantisce affidabilità, precisione e innovazione. È una soluzione all’avanguardia che ottimizza i processi produttivi e consente risultati eccellenti.
Siemens ha segnato una svolta nel settore delle macchine utensili grazie a SINUMERIK ONE, evoluzione del suo predecessore SINUMERIK 840D sl.
Altro aspetto cruciale delle funzionalità di SINUMERIK ONE, focalizzato sulla sostenibilità, è il menù personalizzabile per valutare il consumo energetico. Le funzioni di CTRL+E riducono gli sprechi durante pause come caffè o pranzo, permettendo lo spegnimento di dispositivi complementari per risparmiare energia. I prodotti Siemens sono progettati e certificati secondo lo standard ISO per l’efficienza energetica, parte dell’Eco Tech Products, garantendo che siano costruiti in fabbriche con energia proveniente da fonti rinnovabili. Aiutano a ridurre l’impatto ambientale e consentono ai clienti finali di beneficiare delle agevolazioni della Transizione 5.0. SINUMERIK ONE è più di un controllo numerico: è una piattaforma completa per l’intero ciclo di vita delle macchine utensili, dalla progettazione alla manutenzione. ©TECN’È
Con i controlli numerici SINUMERIK, Siemens risponde alle esigenze del settore delle macchine utensili, con un portfolio all’avanguardia che unisce reale e digitale.
