Le macchina CNC possono avere un numero qualsiasi di assi in movimento, che può essere lineare o rotatorio. Molte macchine ne hanno di entrambi i tipi. Le macchine di taglio Laser o ad acqua hanno in genere solo 2 assi lineari, X e Y. Le frese hanno almeno 3 assi, X,Y e Z e possono avere assi rotativi addizionali. Una macchina a 5 assi è dotata di 3 assi lineari e 2 assi rotativi, per consentire all'utensile di lavorare su un emisfero di almeno 180°. Esistono anche Laser a 5 assi, usati per taglio di finitura, scultura e decorazione. Un braccio robotico può avere più di 5 assi.

Alcuni limiti delle macchine a CNC

In relazione alla loro età e grado di sofisticazione, le macchine CNC hanno dei limiti a quanto il loro sistema di controllo dei movimenti è in grado di fare. La maggior parte dei controlli CNC è in grado solo di interpretare movimenti lineari diritti e segmenti di arco. In molte macchine, gli archi sono limitati ai soli piani principali XYZ. I movimenti di rotazione possono essere considerati come movimenti lineari (con i gradi al posto delle distanze). Per ottenere un movimento lineare inclinato o un movimento ad arco, è necessario "interpolare" (muovere in modo coordinato e sincronizzato) i movimenti di almeno 2 assi. E' anche possibile interpolare movimenti lineari e movimenti rotatori. Nel caso delle macchine a 5 assi, tutti i movimenti sui 5 assi devono essere perfettamente coordinati e sincronizzati, cosa non facile.

La velocità a cui il controllo può ricevere e processare i dati in arrivo, trasmetterli al sottosistema di movimento e controllarne la corretta esecuzione è l'aspetto cruciale dell'intero processo. Macchine datate saranno ovviamente meno performanti di macchine più recenti, come del resto avviene per i PC, nell'esecuzione di task sempre più complessi. I vostri dati 3D e spline devono per prima cosa essere interpretati.

Il primo problema è quello di aggiustare i dati CAD in modo che, dopo il passaggio di generazione CAM dei percorsi, il risultato sia una sequenza di movimenti quanto più possibile morbida (senza brusche variazioni) e fluida (senza intoppi). Dal momento che la maggior parte dei controlli CNC sono in grado di interpretare solo linee ed archi, tutta la geometria di diversa natura deve essere approssimata a queste 2 entità. Entità tipiche da approssimare sono le "Splines", per esempio le curve Nurbs che non sono archi o linee e le superfici 3D.

Le Splines possono essere spezzettate in una serie di segmenti lineari, di archi tangenti o dalla loro combinazione. Potete immaginare la prima opzione come una serie di corde d'arco sulla Spline, che la toccano alle estremità ed hanno una certa deviazione al centro. Un altro modo di immaginare la stessa cosa è convertire la Spline in una polilinea: meno segmenti usate, più grande l'approssimazione e più "spigoloso" il risultato. Suddividendo con un numero maggiore di segmenti, vi darà un risultato meno approssimato, aumentando tuttavia la complessità del calcolo ed il lavoro del controllo. Una serie di archi "potrebbe" essere un'interpretazione più fedele, entro la tolleranza data, della Spline originale, con un numero inferiore di segmenti più lunghi.

Le superfici possono essere immaginate come lo stesso tipo di approssimazione, solo ripetuto molte volte nella direzione "trasversale", con uno spazio tra un percorso ed il successivo (di solito detto passo). In genere le superfici sono approssimate usando solo segmenti lineari, ma a volte possono servire anche archi o entrambi. La dimensione ed il numero dei segmenti saranno determinati dal grado di precisione e dal metodo di lavorazione scelti ed influiranno direttamente sull'esecuzione. Troppi segmenti molto corti "strozzeranno" il controllo di macchine datate, mentre un numero insufficiente di segmenti darà un risultato sfaccettato. Il CAM è dove di solito si decidono queste approssimazioni, che dipendono, oltre che dalle possibilità della macchina, anche dalla destinazione del pezzo finale e dal materiale scelto. Alcuni CAM invece non sono in grado di leggere geometrie spline o alcuni tipi di superfici, per cui è necessario effettuare queste approssimazioni direttamente nel CAD (Rhino).

Il passaggio dal CAD al CAM (attraverso un formato neutro come STL, DXF, ecc.) può a volte provocare dei problemi, in relazione alla qualità di import/esport dei programmi usati.