Macchina a controllo numerico fai-da-te

CNC Macchina a controllo numerico fai da te

Il controllo numerico è una caratteristica delle macchine utensili; si dicono "macchine a controllo numerico" o macchine "CNC" quelle macchine utensili il cui movimento durante la lavorazione è diretto da un computer integrato nella macchina che ne comanda gli spostamenti e le funzioni secondo un ben definito programma di lavoro.

Le macchine CNC non sono robot: i robot sono in grado di adattarsi a variazioni dell’ambiente in cui stanno operando (oggetti non nella posizione prevista, intromissioni di altre macchine o di operai umani) e portare a termine ugualmente il compito a cui sono preposti; una macchina CNC invece si limita ad eseguire il programma impostato a prescindere da cosa accade intorno a lei ed è responsabilità dell’operatore preparare i pezzi da lavorare ed intervenire in caso di imprevisti. In altre parole, le macchine CNC devono sempre operare sotto la supervisione di un operatore umano, mentre i robot possono, al limite, operare senza alcuna supervisione.

Il controllo numerico di una macchina si basa sulla misura della posizione delle sue parti mobili tramite encoder e sull’azionamento controllato di attuatori (motori, pistoni idraulici o altro) che governano il movimento della macchina in modo da posizionare l’utensile di lavorazione in un punto arbitrario scelto con precisione. Un dato movimento della macchina misurato da un encoder e controllato dal computer attraverso un motore, in modo tale che sia possibile posizionare la macchina con precisione in un punto arbitrario della corsa disponibile si dice asse controllato, o più semplicemente asse della macchina.

Il nostro circuito è si basa principalmente nell’utilizzo di un motore passo-passo per la coordinazione dei movimenti. Il motore passo-passo spesso chiamato anche step o stepper è un motore elettrico sincrono in corrente continua senza spazzole che può suddividere la propria rotazione in un grande numero di step. La posizione del motore può essere controllata accuratamente senza dover ricorrere al controllo ad anello chiuso (feedback) se la taglia ed il tipo di motore sono scelti in modo adeguato all’applicazione. I motori passo-passo sono motori che, a differenza di tutti gli altri, hanno come scopo quello di mantenere fermo l’albero in una posizione di equilibrio: se alimentati si limitano infatti a bloccarsi in una ben precisa posizione angolare.

passo passo

Solo indirettamente è possibile ottenerne la rotazione: occorre inviare al motore una serie di impulsi di corrente, secondo un’opportuna sequenza, in modo tale da far spostare, per scatti successivi, la posizione di equilibrio. È così possibile far ruotare l’albero nella posizione e alla velocità voluta semplicemente contando gli impulsi ed impostando la loro frequenza, visto che le posizioni di equilibrio dell’albero sono determinate meccanicamente con estrema precisione.

Circuito 1

circuito 2

EMC è un software gratuito e soprattutto Open Source per il controllo numerico di macchine utensili, robot e virtualmente qualsiasi altro tipo di dispositivo che possa essere collegato ad un PC. EMC è stato sviluppato inizialmente dal NIST (National Institute of Standards and Technology) con lo scopo di mettere a disposizione delle piccole e medie imprese americane un’alternativa a basso costo ai tradizionali controlli numerici. EMC infatti può girare su un normalissimo PC con sistema operativo Linux con estensioni Real Time, in queste condizioni effettivamente l’unico costo da sostenere per il controllo numerico rimane solamente quello per l’acquisto di un PC. Oggi EMC2 (il successore di EMC) viene fornito in un CD Live che contiene anche il sistema operativo Linux Ubuntu, oppure è possibile installarlo usando semplici script liberamente scaricabili, sempre su un sistema operativo Linux Ubuntu, in entrambi i casi l’installazione della patch per il Real Time avverrà in modo automatico e senza alcuna difficoltà da parte dell’utente finale. EMC2 è installabile, per chi ne ha la capacità, anche su altre distribuzioni Linux oltre Ubuntu, in questo caso sarà necessario installare manualmente le patch per il Real Time e successivamente compilare il codice sorgente di EMC2.

 

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3 Comments

  1. 0x00 19 settembre 2011
  2. StewieGriffin92 25 luglio 2011
  3. mdipaolo 26 luglio 2011

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