Codice meccanografico TOCF01500L

Macchine CNC nell’industria 4.0

Le prime macchine a controllo numerico (CN) furono sviluppate presso il Massachusetts Institute of Technology nella seconda metà degli anni ’40. Ad oggi rappresentano il cuore pulsante dell’industria manifatturiera attuale e futura. 

Le soluzioni CNC permettono di gestire la produzione in modo flessibile, con sistemi intelligenti non più centralizzati, bensì integrati localmente sulle macchine, dando così la possibilità di creare produzioni basate sull’innovazione e non finalizzate esclusivamente ad abbattere i costi.

Le macchine a controllo numerico richiedono un investimento iniziale maggiore rispetto a macchinari tradizionali, ma in compenso consentono di raggiungere livelli di efficienza e di produttività estremamente elevati, nonché di ottimizzare le fasi di passaggio dalla progettazione alla produzione. 

Inoltre, questi macchinari sono in grado di operare in modo continuativo, senza interruzioni, il che le rende adatti alla produzione in diversi settori e per numerose lavorazioni.

Alta precisione, affidabilità, programmabilità ed elevata produttività, questi i principali punti di forza delle macchine CNC. L’uso diffuso ed i continui miglioramenti delle macchine utensili a controllo numerico hanno determinato un impatto significativo sulla produttività nel settore dell’industria manifatturiera, fin dalla prima Rivoluzione Industriale. 

Con l’avvento della nuova era di industrializzazione, si è sentita sempre di più l’esigenza di un ulteriore progresso delle macchine CNC, sulla base delle prerogative dell’Industria 4.0.

Le Macchine Utensili 4.0 definiscono una nuova classe di macchine utensili, contraddistinte dall’essere smart, ben connesse, ampiamente accessibili, con maggiore adattività ed autonomia. Inoltre, con le Macchine Utensili 4.0 è possibile conseguire sia l’integrazione verticale che quella orizzontale.

Vediamo nel dettaglio le macchine utensili 4.0:

  1. Macchine Utensili e sistemi CPPS

I sistemi di produzione cyberfisici comprendono macchinari smart, sistemi di stoccaggio ed impianti di produzione basati su tecnologie ICT. Le macchine utensili cyberfisiche sono un elemento essenziale dei sistemi CPPS. 

Questi tipi di macchine sono costituite dall’integrazione di una macchina utensile, dei processi di lavorazione, dei sistemi di calcolo e di collegamento in rete; i computer integrati ed i collegamenti in rete consentono di monitorare e controllare i processi di lavorazione, con circuiti di feedback grazie ai quali i processi di lavorazione possono influenzare i calcoli e viceversa.

  1. Integrazione verticale

Le macchine utensili caratterizzate dall’integrazione verticale supportano l’integrazione digitale end-to-end attraverso il processo di ingegnerizzazione, dalle fasi di progettazione fino a quelle di assemblaggio. 

Affinché tutto ciò funzioni correttamente, è importante disporre di un ambiente di produzione basato sui modelli, che:

  • sono parte integrante dei riferimenti tecnici;
  • evolvono attraverso tutte le fasi di produzione;
  • sono integrati attraverso tutte le discipline coinvolte nello sviluppo del prodotto (ad esempio, progettazione, programmazione dei processi, lavorazione e ispezione).
  1. Integrazione orizzontale

Questa tipologia di macchine utensili presenta un elevato grado di interconnessione sia tra di loro che con altri impianti e risorse di produzione (come robot industriali, nastri trasportatori, sistemi di misura sul posto e sistemi informatizzati di controllo della produzione e dei processi di business rilevanti dell’azienda) 

I principali requisiti per il conseguimento degli opportuni livelli di integrazione orizzontale sono le seguenti:

  • la tipologia delle comunicazioni macchina-macchina ha la necessità di evolvere da un modello basato sulla sintassi a uno basato sulla semantica;
  • le macchine utensili devono poter acquisire dati precisi e affidabili dalle macchine e/o dai loro componenti, i quali possono essere misurati dai sensori o acquisiti dai sistemi di controllo.

Le macchine tensili sono in continua evoluzione, grazie soprattutto alle loro caratteristiche smart, le numerose funzionalità di auto diagnosi, auto manutenzione, auto ottimizzazione e le caratteristiche legate all’efficienza nei processi di produzione. 

Chissà cosa ci riserverà il futuro di questi macchinari!