miniatura|Fresadora universal amb els seus accessoris. Una fresadora és una màquina eina utilitzada per donar formes complexes a peces de metall, plàstic, fusta o altres materials durs. Poden executar una gran quantitat d'operacions complexes, com tall de ranures, planejaments, perforacions.
En les fresadores tradicionals, la peça es desplaça, solidària amb la mordassa i la taula, acostant aquestes parts a l'eina que mecanitza. S'obtenen formes diverses, des de superfícies planes a d'altres de més complexes.
La forma bàsica és la d'un dispositiu tallant que gira sobre el mateix i que es desplaça sobre un eix vertical o bé horitzontal i es pot moure, en tres dimensions, respecte a la peça que cal mecanitzar. El moviment al llarg de la superfície de la peça a mecanitzar es fa mitjançant una taula mòbil en la qual es munta la peça que es vol mecanitzar. Hi ha fresadores en què la peça resta estàtica i es mou el capçal de la màquina. També existeixen fresadores en les quals alguns dels desplaçaments els fa la peça i altres el capçal de la màquina. Les màquines es poden operar tant manualment com mitjançant control numèric per ordinador.
Inventades al principi del , les fresadores s'han convertit en màquines bàsiques per al sector de la mecanització. Gràcies a la incorporació del control numèric (a partir de la Segona Guerra Mundial), van convertir-se en màquines eines molt polivalents, per la varietat de mecanitzacions que poden realitzar i la flexibilitat que permeten en el procés de fabricació. La diversitat de processos mecànics i l'augment de la competitivitat global han donat lloc a una àmplia varietat de fresadores que, encara que tenen una base comuna, es diferencien notablement segons el sector industrial en el qual s'utilitzin. Així mateix, els progressos tècnics de disseny i qualitat que s'han realitzat en les eines de fresar (freses i fresolins), han fet possible l'implemetació de paràmetres de tall molt alts, la qual cosa comporta una reducció dràstica dels temps de mecanització.
La utilització de fresadores requereix personal qualificat professionalment, sigui programador, preparador o fresador, a causa de la complexitat de les operacions, així com la varietat de màquines, d'eines, de primera matèria i de mecanitzats. Tot i això, el nombre d'operacions manuals s'ha reduït força gràcies a l'automatització. Degut als elements mòbils i tallants, així com líquids tòxics per la refrigeració i lubricació, cal un rigor de treball per preservar la seguretat i salut de les persones treballadores, evitar danys a les màquines i minimitzar el nombre de peces de rebuig.
Història miniatura|Fresadora universal antiga. La primera màquina de fresar va ser dissenyada pel nord-americà Eli Whitney amb la finalitat d'agilitzar la construcció de fusells, a l'estat de Connecticut. El primer exemplar es va construir el 1818. Aquesta màquina es conserva al Mechanical Engineering Museum de la Universitat Yale. En la dècada de 1830, l'empresa Gai & Silver va construir una fresadora que incorporava el mecanisme de regulació vertical i un suport per a l'eix portaeines.
El 1848 l'enginyer americà Frederick. W. Howe va dissenyar i fabricar per a l'empresa Robbins & Lawrence la primera fresadora universal que incorporava un dispositiu de copiat de perfils. Per aquestes mateixes dates es va donar a conèixer la fresadora Lincoln, que incorporava un pont cilíndric, regulable en sentit vertical. A mitjan segle xix es va iniciar la construcció de fresadores verticals. Concretament, al museu Conservatoire National des Arts et Métiers de París, es conserva una fresadora vertical construïda el 1857.
La primera fresadora universal equipada amb plat divisor, que permetia la fabricació d'engranatges rectes i helicoidals, va ser fabricada per Brown & Sharpe en 1853, per iniciativa i a instàncies de Frederick W. Howe, i va ser presentada en l'Exposició Universal de París de 1867. En 1884 l'empresa americana Cincinnati va construir una fresadora universal que incorporava un pont cilíndric posicionat de manera axial. El 1874, el constructor francès de màquines-eina Pierre Philippe Huré va dissenyar una màquina de doble eix, vertical i horitzontal que es posicionaven mitjançant gir manual.
El 1894 el francès R. Huré va dissenyar un capçal universal amb el qual es poden realitzar diferents mecanitzacions amb variades posicions de l'eina. Aquest tipus de capçal, amb lleugeres modificacions, és un dels accessoris més utilitzats avui dia en les fresadores universals. El 1938 sorgeix la companyia Bridgeport Machines, Inc. a Bridgeport, Connecticut, que a les dècades posteriors es fa famosa per les seves fresadores verticals de grandària petita i mitjana.
Introducció del control numèric El primer desenvolupament a l'àrea del control numèric per computadora (CNC) ho va realitzar l'inventor nord-americà John T. Parsons (Detroit (1913-2007) juntament amb el seu empleat Frank L. Stulen, en la dècada de 1940. El concepte de control numèric implicava l'ús de dades en un sistema de referència per definir les superfícies de contorn de les hèlixs d'un helicòpter. L'aplicació del control numèric abasta gran varietat de processos. Es divideixen les aplicacions en dues categories: les aplicacions amb màquina eina, tals com trepatge, fresatge, laminatge o tornejat; i les aplicacions sense màquina eina, tals com l'assemblatge, traçatge, oxitall, o calibratge.
El principi d'operació comuna de totes les aplicacions del control numèric és el control de la posició relativa d'una eina o element de processat pel que fa a l'objecte a processar. Al principi els desplaçaments eren de punt a punt, i s'utilitzaven bàsicament en perforadores. La invenció de les funcions d'interpolació lineal i circular i el canvi automàtic d'eines va fer possible la construcció d'una generació de màquines eines amb les quals es trepa, rosca, fresa i fins i tot es torneja, i que han passat a denominar-se centres de mecanització en comptes de fresadores pròpiament dites.Aldabaltedrecu, Patxi (2002), Evolució Tècnica de la Màquina-eina, en metalunivers.com [21-3-2008]
Control numèric per computadora en fresadores miniatura|Consola de control numèric. Les fresadores amb control numèric per computadora (CNC) són un exemple d'automatització programable. Es van dissenyar per adaptar les variacions en la configuració de productes. La seva principal aplicació se centra en volums de producció mitjans de peces senzilles i en volums de producció mitjans i baixos de peces complexes, permetent realitzar mecanitzacions de precisió amb la facilitat que representa canviar d'un model de peça a una altra mitjançant la inserció del programa corresponent i de les noves eines que s'hagin d'utilitzar, així com el sistema de subjecció de les peces. Utilitzant el control numèric, l'equip de processament es controla a través d'un programari que utilitza nombres, lletres i altres símbols, (per exemple, els anomenats codis G i M). Aquests nombres, lletres i símbols, els quals arriben a incloure &, %, $ i " (cometes), estan codificats en un format apropiat per definir un programa d'instruccions per desenvolupar una tasca concreta. Quan la tasca en qüestió varia es canvia el programa d'instruccions. En les grans produccions en sèrie, el control numèric resulta útil per a la robotització de l'alimentació i retirada de les peces mecanitzades.
Les fresadores universals modernes compten amb dispositius electrònics que permeten visualitzar les posicions de les eines, i així es facilita millor la lectura de cotes en els seus desplaçaments. Així mateix, en moltes fresadores s'hi incorpora un sistema de control numèric per computadora (CNC) que permet automatitzar el seu treball. També poden incorporar un mecanisme de copiat per a diferents perfils de mecanització.
Existeixen diversos llenguatges de programació CNC per a fresadores, entre els quals destaquen el llenguatge normalitzat internacional ISO i els llenguatges Heidenhain, Fagor i Siemens. Per desenvolupar un programa de CNC, habitualment, s'utilitzen simuladors que permeten comprovar de manera virtual la seqüència d'operacions programades.
Camp d'aplicació del control numèric L'aplicació de sistemes de control numèric per computadora en les màquines-eina permet augmentar la productivitat respecte a les màquines convencionals, i ha fet possible efectuar operacions de conformat que són impossibles de realitzar amb un elevat grau de precisió dimensional en màquines convencionals, per exemple la realització de superfícies esfèriques. L'ús del control numèric incideix favorablement en els costos de producció, car redueix el nombre de tipus de màquines diferents en un taller de mecanització, per la mateixa o una millora qualitat.
Els processos que utilitzen màquines eina de control numèric tenen un cost horari superior a les màquines convencionals, però inferior als processos que utilitzen màquines especials amb mecanismes de transferència (transfert), que permeten l'alimentació i retirada de peces de forma automatitzada. En el mateix sentit, els temps de preparació per a un lot són superiors en una màquina de control numèric que en una màquina convencional, perquè és menester preparar la programació de control numèric de les operacions del procés. No obstant això, els temps d'operació són més breus en una màquina de control numèric que en una màquina convencional, per la qual cosa, a partir de cert nombre de peces en un lot, la mecanització és més econòmica utilitzant el control numèric. No obstant això, per a lots grans, el procés és més econòmic utilitzant màquines especialitzades amb mecanismes de transferència.
Tipus de fresadores miniatura|Tren de fresat. Les fresadores poden classificar-se segons diversos aspectes, com l'orientació de l'eix de gir o el nombre d'eixos d'operació. A continuació, s'indiquen les classificacions més usuals.
Fresadores segons l'orientació de l'eina Depenent de l'orientació de l'eix de gir de l'eina de tall, es distingeixen tres tipus de fresadores: horitzontals, verticals i universals.
Una fresadora horitzontal utilitza freses cilíndriques, que es munten sobre un eix horitzontal accionat pel capçal de la màquina i recolzat per un extrem sobre aquest capçal, i per l'altre sobre un rodament situat en el pont lliscant anomenat carner. Aquesta màquina permet realitzar principalment treballs de ranurat, amb diferents perfils o formes de les ranures. Quan les operacions a realitzar ho permeten, principalment en fer diverses ranures paral·leles, pot augmentar-se la productivitat muntant en l'eix portafreses diverses freses conjuntament formant un tren de fresat. La profunditat màxima d'una ranura està limitada per la diferència entre el radi exterior de la fresa i el radi exterior dels casquets de separació que la subjecten a l'eix portafreses. miniatura|Fresadora vertical.
En una fresadora vertical, l'eix està orientat verticalment, perpendicular a la taula de treball. Les freses de tall es munten en l'eix i giren sobre el seu eix. En general, pot desplaçar-se verticalment o bé el capçal, o bé la taula, la qual cosa permet aprofundir el tall. Hi ha dos tipus de fresadores verticals: les fresadores de banc fix o de bancada i les fresadores de torreta o de consola. En les fresadores de banc fix la taula es mou només perpendicularment al capçal, mentre que el capçal en si es mou paral·lelament al seu propi eix. En una fresadora de torreta, en canvi, el capçal roman estacionat durant les operacions de tall i la taula es mou tant horitzontalment com verticalment.