Controllo del movimento: il cuore del CNC

Che cos'è il controllo del movimento?

Il controllo del movimento può essere applicato in molte categorie come la robotica, le macchine utensili a controllo numerico e la cinematica, in cui il controllo del movimento nella cinematica è solitamente più semplice. Al giorno d'oggi può essere utilizzato principalmente con l'imballaggio, il tessile, le industrie di assemblaggio, la stampa e la produzione di semiconduttori. L'hardware di una macchina controllata dal movimento è solitamente costituito da sistemi di azionamento, motori, un computer, un PLC o un controllore logico programmabile per eseguire i programmi e un amplificatore.

Il progetto di base di un sistema di controllo del movimento includerebbe un controller di movimento per produrre una serie di punti inclusa la chiusura di una posizione, un azionamento o un amplificatore per convertire il segnale di controllo del controller di movimento in una corrente elettrica ad alta potenza, un attuatore, uno o più sensori di feedback e componenti meccanici per convertire il movimento degli attuatori nel movimento desiderato.

Le macchine CNC utilizzano comandi programmabili per facilitare l'inserimento del movimento nella macchina piuttosto che utilizzare manovelle o altre macchine utensili convenzionali. Quasi tutte le macchine utensili CNC possono avere il tipo di movimento programmabile (rapido, lineare o circolare), la quantità di movimento, la velocità di feedback e gli assi da spostare.

Il controllo del movimento è la funzione più semplice di qualsiasi macchina a controllo numerico computerizzato (CNC). È un sistema di controllo preciso, coerente e automatico. Le apparecchiature CNC necessitano di due o più modalità di direzione a cui vengono chiamate assi. Esistono due tipi di assi comuni e sono chiamati lineari e rotanti. Il tipo di controllo del movimento ad asse lineare è guidato lungo un percorso rettilineo mentre il tipo ad asse rotante è guidato lungo un percorso circolare.

L'operatore della macchina controllata dal movimento, contando il numero di giri effettuati sul volantino, ha aggiunto le generazioni del quadrante per ottenere un posizionamento accurato. Il motore di azionamento della macchina verrebbe ruotato di una quantità risultante, che aziona quindi la vite a ricircolo di sfere, che causerebbe il movimento lineare dell'asse. Il dispositivo di feedback all'estremità della vite a ricircolo di sfere confermerebbe i suoi giri.

Lo stesso movimento lineare può essere trovato su una morsa da tavolo. Quando si ruota la manovella della morsa, ruoterebbe anche una vite di comando, che sarebbe quindi in grado di guidare la ganascia mobile nella morsa da tavolo. Rispetto a una macchina CNC controllata da motore, l'asse lineare al suo interno è estremamente preciso rispetto a quello di una morsa da tavolo. Questo perché il numero di giri del motore di azionamento dell'asse nella macchina CNC controlla accuratamente la quantità di movimento lineare lungo l'asse.

Un comando CNC programmato ed eseguito all'interno di un controllo di una macchina direbbe al motore di azionamento della macchina quante volte precise ruoterebbe. Questo a sua volta ruoterebbe la vite a ricircolo di sfere, quindi la vite a ricircolo di sfere guiderebbe l'asse lineare. Dopo l'avvio del processo, un dispositivo di feedback posto all'estremità della vite a ricircolo di sfere confermerebbe l'avvenuta attivazione del numero programmato di rotazioni che la macchina eseguirà.

Come verrebbe controllato il movimento dell'asse?

L'utilizzo di una forma di sistema di coordinate renderebbe il controllo degli assi molto più semplice e logico per il controllo CNC. Due sistemi di coordinate utilizzati nelle macchine CNC che sono stati popolari sono il sistema di coordinate rettangolari e polari, a cui il più popolare dei due è il sistema di coordinate rettangolari.

La rappresentazione grafica è un'applicazione comune per il sistema di coordinate rettangolari ed è necessaria per provocare il movimento in una macchina CNC.