CNC
CNC
Controle Numérico
Gestor do SENAI
Gestor do SENAI
Petrônio Machado Zica Petrônio Machado Zica
Diretor Regional do SENAI e
Diretor Regional do SENAI e
Superintendente de Conhecimento e
Superintendente de Conhecimento e Tecnologia
Tecnologia
Alexandre Magno Leão dos Santos Alexandre Magno Leão dos Santos
Gerente de Educação e Tecnologia
Gerente de Educação e Tecnologia
Edmar Fernando de Alcântara Edmar Fernando de Alcântara
Elaboração
Elaboração
Jucimar Moraes Lacerda Jucimar Moraes Lacerda
Unidade Operacional
Unidade Operacional
CENTRO DE FORMAÇÃO PROFISSIONAL “JOSE IGNACIO PEIXOTO” CENTRO DE FORMAÇÃO PROFISSIONAL “JOSE IGNACIO PEIXOTO”
Gestor do SENAI
Gestor do SENAI
Petrônio Machado Zica Petrônio Machado Zica
Diretor Regional do SENAI e
Diretor Regional do SENAI e
Superintendente de Conhecimento e
Superintendente de Conhecimento e Tecnologia
Tecnologia
Alexandre Magno Leão dos Santos Alexandre Magno Leão dos Santos
Gerente de Educação e Tecnologia
Gerente de Educação e Tecnologia
Edmar Fernando de Alcântara Edmar Fernando de Alcântara
Elaboração
Elaboração
Jucimar Moraes Lacerda Jucimar Moraes Lacerda
Unidade Operacional
Unidade Operacional
CENTRO DE FORMAÇÃO PROFISSIONAL “JOSE IGNACIO PEIXOTO” CENTRO DE FORMAÇÃO PROFISSIONAL “JOSE IGNACIO PEIXOTO”
INTRODUÇÃO...6 INTRODUÇÃO...6 1- APRESENTAÇÃO...7 1- APRESENTAÇÃO...7 1.1 - H 1.1 - HISTÓRICOISTÓRICO...7...7 2- O 2- O QUE É QUE É COMANDO NUMÉRICO?COMANDO NUMÉRICO?... 99
2.1 - P 2.1 - PRINCÍPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTORINCÍPIO BÁSICO DE FUNCIONAMENTO...9...9
3- TIPOS DE COMANDOS...11
3- TIPOS DE COMANDOS...11
4 - VANTAGENS E DESVANTAGENS DO COMANDO NUMÉRICO...12
4 - VANTAGENS E DESVANTAGENS DO COMANDO NUMÉRICO...12
4.1 - V 4.1 - VANTAGENSANTAGENS...12...12
4.2 - D 4.2 - DESVANTAGENSESVANTAGENS...12...12
5- ACIONAMENTO DO AVANÇO DOS EIXOS...13
5- ACIONAMENTO DO AVANÇO DOS EIXOS...13
6- COMO CARREGAR UM PROGRAMA EM MÁQUINAS CNC...14
6- COMO CARREGAR UM PROGRAMA EM MÁQUINAS CNC...14
7- CA 7- CARACTERÍSTICAS DOS RACTERÍSTICAS DOS SISTEMAS DE SISTEMAS DE ARMAZENAMENTOARMAZENAMENTO ...15...15
8- 8- EIXOSEIXOS ...1616 8.1 - D 8.1 - DEFINIÇÃOEFINIÇÃO:...16:...16
8.2 - S 8.2 - SISTEMAS DE EIXOS PRINCIPAIS EM TORNOSISTEMAS DE EIXOS PRINCIPAIS EM TORNOS:...16:...16
8.3 - S 8.3 - SISTEMAS DE EIXOS PRINCIPAIS EM FRESADORAS E CENTROS DE USINAGEMISTEMAS DE EIXOS PRINCIPAIS EM FRESADORAS E CENTROS DE USINAGEM:: ...17..17
8.4 - E 8.4 - EIXO DE ROTAÇÃOIXO DE ROTAÇÃO...17...17
9- SISTEMAS DE COORDENADAS...18
9- SISTEMAS DE COORDENADAS...18
9.1 - S 9.1 - SISTEMA DE COORDENADAS ABSOLUTASISTEMA DE COORDENADAS ABSOLUTAS...19...19
9.2 - S 9.2 - SISTEMA DE COORDENADAS INCREMENTAISISTEMA DE COORDENADAS INCREMENTAIS...20...20
10- EXERCÍCIOS...22
10- EXERCÍCIOS...22
11- PONTO-ZERO E PONTO DE REFERÊNCIA...26
11- PONTO-ZERO E PONTO DE REFERÊNCIA...26
11.1 - P 11.1 - PONTOONTO--ZEROZERO...26...26
11.2 - P 11.2 - PONTO DE REFERÊNCIAONTO DE REFERÊNCIA...26...26
12– COMANDO NUMÉRICO COMPUTADORIZADO...29
12– COMANDO NUMÉRICO COMPUTADORIZADO...29
12.1 - F 12.1 - FUNÇÕES DE PROGRAMAÇÃOUNÇÕES DE PROGRAMAÇÃO...29...29
12.2 - T 12.2 - TIPOS DE FUNÇÕESIPOS DE FUNÇÕES...30...30
13.2 - OPERAÇÃO-DISQUETE...33
13.3 - ENTRADA DE PROGRAMA...33
13.4 - SINOPSE DAS FUNÇÕESGEM,FORMATO DOS REGISTROS(TORNO) ...34
13.5 - SINOPSE DAS FUNÇÕESGEM,FORMATO DOS REGISTROS(FRESADORA)...36
14 – SEQUÊNCIA NECESSÁRIA PARA PROGRAMAÇÃO MANUSCRISTA ...38
14.1 – ESTUDO DO DESENHO DA PEÇA:FINAL E BRUTA...38
14.2 – PROCESSO A UTILIZAR...38
14.3 – FERRAMENTAL VOLTADO AOCNC...38
14.4 – CONHECIMENTO DOS PARÂMETROS FÍSICOS DA MÁQUINA E SISTEMA DE PROGRAMAÇÃO DO COMANDO...38
14.5 – DEFINIÇÃO EM FUNÇÃO DO MATERIAL,DOS PARÂMETROS DE CORTE COMO AVANÇO, VELOCIDADE,ETC...38
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“Muda a forma de trabalhar, agir, sentir, pensar na chamada sociedade do conhecimento. “
Peter Drucker
O ingresso na sociedade da informação exige mudanças profundas em todos os perfis profissionais, especialmente naqueles diretamente envolvidos na produção, coleta, disseminação e uso da informação.
O SENAI, maior rede privada de educação profissional do país, sabe disso, e, consciente do seu papel formativo, educa o trabalhador sob a égide do conceito da competência: “formar o profissional com responsabilidade no processo produtivo, com iniciativa na resolução de problemas, com conhecimentos técnicos aprofundados, flexibilidade e criatividade, empreendedorismo e consciência da necessidade de
educação continuada”.
Vivemos numa sociedade da informação. O conhecimento, na sua área tecnológica, amplia-se e se multiplica a cada dia. Uma constante atualização se faz necessária. Para o SENAI, cuidar do seu acervo bibliográfico, da sua infovia, da conexão de suas escolas à rede mundial de informações - internet - é tão importante quanto zelar pela produção de material didático.
Isto porque, nos embates diários, instrutores e alunos, nas diversas oficinas e laboratórios do SENAI, fazem com que as informações, contidas nos materiais didáticos, tomem sentido e se concretizem em múltiplos conhecimentos.
O SENAI deseja, por meio dos diversos materiais didáticos, aguçar a sua curiosidade, responder às suas demandas de informações e construir links entre os diversos conhecimentos, tão importantes para sua formação continuada !
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O significativo avanço da tecnologia propiciou às indústrias, num clima de grande concorrência, buscar novos recursos que lhes fornecessem um produto de alta qualidade com um mínimo de custo. Grandes investimentos foram aplicados em modernos equipamentos para ganhar mercado.
Ainda hoje há necessidade de estar atento aos recursos que surgem, pois a informática é uma ferramenta que não estaciona no tempo, possibilitando avanços progressivos em tecnologia, como podemos observar com o advento do CNC – Controle Numérico Computadorizado.
O CNC une-se à metalmecânica, impondo às indústrias um novo padrão de produção assentada em 100% de rendimento, alta qualidade do produto, agilidade, segurança e confiabilidade, o que torna as máquinas convencionais obsoletas, além de exigir do profissional a busca desta nova tecnologia.
Neste material são explicadas as técnicas de programação de máquina CNC, com a preocupação constante com a reciclagem do profissional e sua constante melhoria, ao mesmo tempo traz uma linguagem simples e clara, propiciando a fácil compreensão desta tecnologia.
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No desenvolvimento histórico das Máquinas Ferramentas de usinagem, sempre procurou-se soluções que permitissem aumentar a produtividade com qualidade superior e a minimização dos desgastes físicos na operação das máquinas. Muitas soluções surgiram, mas até recentemente, nenhuma oferecia a flexibilidade necessária para o uso de uma mesma máquina na usinagem de peças com diferentes configurações e em lotes reduzidos.
Um exemplo desta situação é o caso do tomo. A evolução do torno universal levou à criação do torno revólver, do torno copiador e torno automático, com programação elétrica ou mecânica, com emprego de “cames”, etc. Em paralelo ao desenvolvimento da máquina, visando o aumento dos recursos produtivos, outros fatores colaboraram com sua evolução, que foi o desenvolvimento das ferramentas, desde as de aço rápido, metal duro às modernas ferramentas com insertos de cerâmica. As condições de corte impostas pelas novas ferramentas exigiram das máquinas novos conceitos de projetos, que permitissem a usinagem com rigidez e dentro destes, novos parâmetros. Então, com a descoberta e, conseqüente aplicação do Comando Numérico à Máquina Ferramenta de Usinagem, esta preencheu as lacunas existentes nos sistemas de trabalho com peças complexas, reunindo as características de várias destas máquinas.
1.1 - Histórico
Em 1950, já se dizia em voz corrente, que a cibernética revolucionaria, completamente, as Máquinas Ferramentas de usinagem, mas não se sabia exatamente como. Houve tendências iniciais de aplicar o computador para comando de máquinas, o que, de certa forma, retardou o aparecimento do CN. Somente quando este caminho foi abandonado por ordem econômica, principalmente, abriu-se para a pesquisa e o desenvolvimento do que seria o Controle Numérico.
No conceito “Controle Numérico”, devemos entender “numérico”, como significando por meio ou através de números. Este conceito surgiu e tomou corpo, inicialmente nos idos de 1949/50, nos Estados Unidos da América e, mais precisamente, no Massachussets Institute of Tecnology, quando sob a tutela da Parsons Corporation e da Força Aérea dos Estados Unidos, desenvolveu-se um projeto especifico que tratava do “desenvolvimento de um sistema aplicável às máquinas-ferramenta para controlar a posição de seus fusos, de acordo com os dados fornecidos por um computador”, idéia, contudo, basicamente simples.
Entre 1955 e 1957, a Força Aérea Norte-Americana utilizou em suas oficinas máquinas C.N., cujas idéias foram apresentadas pela "Parson Corporation”. Nesta mesma época, várias empresas pesquisavam, isoladamente, o C.N. e sua aplicação. O M.I.T., Massachussets Institute of Tecnology, também participou das pesquisas e apresentou um comando com entrada de dados através de fita magnética. A aplicação ainda não era significativa, pois faltava confiança, os custos eram altos e a experiência muito pequena. Da década de 60, foram desenvolvidos novos sistemas, máquinas foram especialmente projetadas para
receberem o C.N., e aumentou muito a aplicação no campo da metalurgia. Este desenvolvimento chega a nossos dias satisfazendo os quesitos de confiança, experiência e viabilidade econômica.
A história não termina, mas abrem-se novas perspectivas de desenvolvimento, que deixam de envolver somente Máquinas Operatrizes de usinagem, entrando em novas áreas. O desenvolvimento da eletrônica aliado ao grande progresso da tecnologia mecânica garantem estas perspectivas do crescimento.
Atualmente, as palavras “Controle Numérico” começam a ser mais freqüentemente entendidas como soluções de problemas de usinagem, principalmente, onde não se justifica o emprego de máquinas especiais. Em nosso país, já iniciou-se o emprego de máquinas com C.N., em substituição aos controles convencionais.
Em 1990 no Brasil, existiam 8 fornecedores de CNC, dentro dos quais, 5 com tecnologia própria; 6 fornecedores de tornos, 2 com tecnologia própria, fabricam 50 modelos; 14 fornecedores de fresas, 9 com tecnologia própria, com 25 modelos de fresadoras, 18 CU vertical e 18 CU horizontal.
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Como definição, pode-se dizer que o Comando Numérico é um equipamento eletrônico capaz de receber informações através de entrada própria de dados, compilar estas informações e transmiti-las em forma de comando á máquina ferramenta de modo que esta, sem a intervenção do operador, realize as operações na seqüência programada.
Para entendermos o princípio básico de funcionamento de uma máquina-ferramenta a Comando Numérico, devemos dividi-la, genericamente, em duas partes:
Comando Numérico
O C.N. é composto de uma unidade de assimilação de informações, recebidas através da leitora de fitas, entrada manual de dados, micro e outros menos usuais.
Uma unidade calculadora, onde as informações recebidas são processadas e retransmitidas às unidades motoras da máquina-ferramenta.
O circuito que integra a máquina-ferramenta ao C.N. é denominado de interface, o qual será programado de acordo com as características mecânicas da máquina.
Máquina-Ferramenta
O projeto da máquina-ferramenta deverá objetivar os recursos operacionais oferecidos pelo C.N. . Quanto mais recursos oferecer, maior a versatilidade.
Comando – recebe as informações através de fita de papel, fita magnética, MDI, disquete, etc.
Conversor – Traduz (converte) os impulsos eletrônicos emitidos pelo comando em impulsos elétricos, proporcionando energia ao motor principal.
Tacômetro – instrumento de medição responsável pela fiscalização dos valores de avanço e rpm e informa ao conversor ou ao servo drive da necessidade ou não de realimentação.
Servo motor – motor de construção especial. Característica principal: trabalha com alto torque e baixa rpm, responsável pelo movimento de rotação dos fusos.
Servo drive – Converte os sinais eletrônicos recebidos do comando em energia ao servos motores.
Encorder – (transdutor de posição) transdutores, responsáveis pelas medições micrométricas do posicionamento nos eixos, ou do posicionamento angular no eixo árvore, ou ainda da rpm.. Ele é que informa ao comando os dados mencionados.
Revorser – serve tanto para posicionamento linear e giro da árvore (tem dupla função).
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Com relação aos tipos de comando CNC existentes, temos uma divisão básica em 3 tipos:
Comando ponto a ponto (fig.1);
Comando de percurso ou paraxial (fig.2); Comando de trajetória ou contínuo (fig. 3).
fig.1 fig. 2 fig.3
O comando ponto a ponto possibilita o posicionamento de ferramentas em pontos programados, com deslocamento em avanço rápido, sendo que a ferramenta não está usinando (fig. 1)
De acordo com o modelo do comando, o acionamento do eixo pode ser ligado, simultaneamente ou não, com a chegada ao ponto programado.
Um exemplo de aplicação para um comando ponto a ponto seria uma furadeira CN.
A trajetória da ferramenta não pode ser programada.
O comando de percurso ou paraxial possibilita, além do posicionamento em marcha rápida, também um deslocamento paralelo ao eixo da ferramenta na velocidade de usinagem desejada. Somente pode ser acionado um eixo por vez, e com este tipo de comando podemos acionar uma fresadora ou um torno.
O comando de trajetória ou contínuo possibilita:
Posicionamento em marcha rápida;
Avanços independentes para cada eixo e
Programação de trajetória lineares e circulares.
Numa máquina-ferramenta, não importa quantos eixos ela possui, mas sim quantos eixos podem ser acionados simultaneamente através do comando. Nos comandos de trajetória há uma diferenciação quanto à capacidade de comandar simultaneamente 2 ou mais eixos para gerar a trajetória da ferramenta. Em relação ao acima descrito, diferenciam-se comandos de trajetória 2D, 2 1/2D e 3D.
Um comando de trajetória pode substituir um comando de percurso, e este por sua vez um comando ponto a ponto, mas não o inverso.
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O Comando Numérico pode ser utilizado em qualquer tipo de máquina-ferramenta. Sua aplicação tem sido maior nas máquinas de diferentes operações de usinagem, como Tornos, Fresadoras, Furadeiras, Mandriladoras e Centros de Usinagem.
Basicamente, sua aplicação deve ser efetuada em empresas que utilizem as máquinas na usinagem de séries médias e repetitivas ou em ferramentarias, que usinam peças complexas em lotes pequenos ou unitários.
A compra de uma máquina-ferramenta não poderá basear-se somente na demonstração de economia comparado com o sistema convencional, pois, o seu custo inicial ficará em segundo plano, quando analisarmos os seguintes critérios na aplicação de máquinas a C.N.
4.1 - Vantagens
1- Maior versatilidade do processo 2- Interpolações, lineares e circulares
3- Menor tempo de preparação da máquina.
4- Sistema de posicionamento, controlado pelo C.N., de grande precisão. 5- Redução na gama utilizável de ferramentas.
6- Compactação do ciclo de usinagem. 7- Aumento da qualidade do serviço.
8- Facilidade na confecção de perfis simples e complexos, sem a utilização de modelos.
9- Uso racional de ferramentas, face aos recursos do comando/máquina os quais executam as formas geométricas da peça, não necessitando as mesmas de projetos especiais.
10- Simplificação dos dispositivos 11- Redução do refugo.
12- Menor estoque de peças em razão da rapidez de fabricação. 13- Maior segurança e redução na fadiga do operador.
14- Maior controle sobre desgaste das ferramentas e correção dos mesmos. 15- Menor controle de qualidade.
16- Seleção infinitesimal dos avanços.
17- Profundidade de corte perfeitamente controlável. 18- Economia na utilização de operários não qualificados.
19- Rápido intercâmbio de informações entre os setores de Planejamento e Produção
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Através do acionamento do avanço dos eixos são realizados os movimentos dos carros. Durante a usinagem são movimentos ou a peça ou a ferramenta com os carros.
Fig. 1 : Acionamento do avanço para mesa de trabalho
Fig. 2 : Acionamento de esferas recirculantes
Uma peça fundamental de um acionamento do avanço de uma máquina CNC é a transmissão por eixo e esferas recirculantes. Esta transmissão é composta por um eixo e porca, fixados no carro (figura 1). O eixo é colocado em movimento giratório através do motor de acionamento, movendo assim a porca no sentido longitudinal, que faz das guias da máquina.
A porca de esferas contém um sistema de esferas (figura 2), sendo garantida uma transferência de força, isenta de atrito, do eixo aos carros. Ambas as metades da porca são pré-tensionadas uma contra a outra, podendo-se atingir assim uma alta e repetitiva precisão nos movimentos dos carros, principalmente devido à pequena folga nos eixos.
Para que o sistema de avanço seja danificado o menos possível nos casos de colisões indesejadas, pode ser acoplada uma embreagem deslizante no acionamento do avanço. Através deste elemento, o acionamento do avanço será imediatamente paralisado, caso o carro atinja um obstáculo.
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A entrada do programa na máquina CNC pode ser feita de várias maneiras diferentes:
• Através do próprio teclado da máquina (via teclado); • Através de fita perfurada (via fita);
• Através de fita magnética (via fita); • Através de disquetes (via disquetes);
• Via cabo, onde o programa é feito em um computador e depois inserido no
CNC por um cabo que une os dois aparelhos. APARELHOS AUXILIARES EXTERNOS
Quando um programa CN já foi executado e testado, é possível arquivá-lo (fig.1) de várias formas, como fita perfurada, fita cassete, disquetes ou na memória fixa da máquina, não sendo necessário cada vez digitar o programa no comando. Além disso, pode-se ainda tirar uma lista do programa impresso para um controle ou arquivo.
Para que existam estas possibilidades, o comando CNC deve ainda possuir os conectores adequados ao sistema utilizado, para a transmissão dos dados. (Fig. 2)
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FITA PERFURADA – permite uma armazenagem simples e segura dos dados do comando CN (antes da programação CN, na preparação, este sistema é freqüentemente utilizado).
FITA MAGNÉTICA – não é muita segura, pois as fitas são muita suscetível à sujeira e a um campo eletromagnético muito forte.
DISQUETE – presta-se normalmente para um armazenamento de grande quantidade de programas, porém não é o sistema ideal para ser instalado numa fábrica, mas sim num escritório.
MEMÓRIA FIXA – permite a armazenagem direta nas máquinas dos programas mais utilizados; pode ser armazenado vários programas, dependendo da capacidade da máquina.
FITA PERFURADA
A fita “Standard” é normalizada pela EIA (Electronic Industries Association) e ISO (International Standard Organization).
Os códigos ISO e EIA são duas normas internacionais, através das quais as combinações de furos na fita perfurada são fixas os diferentes tipos de símbolos (letras, algarismos, símbolos especiais). Em ambas as normas, a combinação de furos é feita em 8 carreiras, das quais 7 são para a descrição do símbolo e uma para teste. A diferença básica entre os códigos ISO e EIA está no número de furos (incluídas todas as 8 carreiras).
No código ISO temos número par de furos (fig. B) No código EIA temos número ímpar de furos (fig. c)
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8.1 - Definição:
Eixo é o nome que se dá a qualquer direção no qual é verificado um movimento da mesa ou do carro, este movimento pode ser tanto de translação como de rotação.
8.2 - Sistemas de eixos principais em tornos:
Em tornos temos apenas dois eixos principais, sendo eles o X e o Z:
A - Carro na frente do centro de rotação B - Carro na atrás do centro de rotação
EIXOS SECUNDÁRIOS :
Sistemas de eixos ortogonais, que correspondem a um segundo movimento paralelo aos eixos principais:
U – segundo movimento paralelo ao eixo X W – segundo movimento paralelo ao eixo Z
EIXO DE ROTAÇÃO
São eixos que servem para girar uma peça ou cabeçote de ferramenta, de um determinado ângulo definido.
Nos tornos, utilizando o eixo C, conseguiremos fazer a placa girar de um determinado ângulo definido no programa.
Em fresadoras temos três eixos principais, sendo eles o X, Y e Z (fig.1 e 2).
fig.1
fig. 2
fig. 3
REGRA DA MÃO DIREITA (fig. 3)
Polegar representa o eixo X; Indicador o eixo Y; Médio o eixo Z. EIXOS SECUNDÁRIOS:
Sistemas de eixos ortogonais, que correspondem a um segundo movimento paralelo aos eixos principais:
U – segundo movimento paralelo ao eixo X. V – segundo movimento paralelo ao eixo Y. W – segundo movimento paralelo ao eixo Z. 8.4 - Eixo de rotação
São eixos que servem para girar uma peça ou cabeçote de ferramenta, em um determinado ângulo definido.
Estes eixos são denominados de A, B e C e correspondem as rotações em torno dos eixos X, Y e Z respectivamente:
Numa máquina-ferramenta, não importa quantos eixos ela possui, mas sim quantos eixos podem ser acionados simultaneamente.
Através do comando há uma diferenciação quanto à capacidade de comandar simultaneamente 2 ou mais eixos para gerar a trajetória da ferramenta. Em relação ao acima descrito, diferenciam-se comandos de trajetória: 2D, 2 ½ D e 3D.
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As ferramentas de uma máquina CNC podem executar deslocamento definido de acordo com cada tipo de máquina.
Num torno (fig. 1) estes deslocamentos são realizados nos sentidos longitudinal (Z) e de aproximação (X).
Numa fresadora (fig. 2), além destes dois deslocamentos básicos (X e Z) existe ainda o deslocamento transversal Y.
Fig.1 Fig.2
Para que a ferramenta possa ser comandada exatamente através destes percursos, todos os pontos na área de trabalho da máquina devem estar definidos.
Para esse fim, utilizam-se os sistemas de coordenadas (plano cartesiano), que orientam o programador na elaboração dos programas.
Nas páginas seguintes serão apresentadas as diversas formas de sistemas de coordenadas que podem ser utilizadas na programação CNC.
Toda geometria da peça é transmitida ao comando com auxílio de um sistema de coordenadas cartesianas.
O sistema de coordenadas no torno é definido pelos cruzamentos de duas linhas, sendo uma linha paralela ao movimento longitudinal (Z) e uma paralela ao movimento transversal (X). (fig 3)
fig.3 fig.4
Todo movimento da ponta da ferramenta é executado, em relação a uma origem préestabelecida (X0, Z0; no torno fig.3) ou (X0, Z0, Y0; na fresadora -fig.4), esta origem pode ser estabelecida de duas maneiras diferentes, a saber: 9.1 - Sistema de coordenadas absolutas
Neste sistema, as coordenadas de todas as metas são dadas com relação a uma origem estabelecida em função da peça a ser executada, ou seja, podemos estabelecê-la em qualquer ponto do espaço para facilidade de programação. Este processo é denominado de “Zero flutuante”.
O sinal positivo ou negativo introduzido na dimensão a ser programada é dado pela posição da ferramenta em relação ao sistema de coordenadas de acordo com o esquema que se segue.
Torno Fresadora
9.2 - Sistema de coordenadas incrementais
A origem deste sistema é estabelecida para cada movimento da ferramenta. Após qualquer deslocamento haverá uma nova origem, ou seja, para qualquer ponto atingido pela ferramenta, a origem das coordenadas passará a ser o ponto alcançado.
Todas as medidas são feitas através da distância a deslocar-se.
Se a ferramenta desloca-se de um ponto A para B (dois pontos quaisquer), as coordenadas a serem programadas serão as distâncias entre os dois pontos.
Note-se que o ponto A origem do deslocamento para o ponto B ; e B será a origem para um deslocamento até um pontoC e assim sucessivamente.
EXEMPLOS DE SISTEMA DE COORDENADAS
As figuras a seguir, apresentam peças onde supõe que o percurso da ferramenta será contínuo de A até E, seqüencialmente.
O programa terá que definir as coordenadas das metas dos segmentos do percurso, e isto pode ser feito tanto usando o sistema absoluto como o incremental.
MOVIMENTO ABSOLUTAS INCREMENTAIS
Partida. Meta EIXO DIREÇÃO
DE PARA X Z X Z Origem A 80 0 80 0 A B 80 20 0 20 B C 50 20 -30 0 C D 30 30 -20 10 D E 0 30 -30 0
Exemplo para FRESADORA
MOVIMENTO ABSOLUTASCOORD. INCREMENTAISCOORD.
Partida. Meta EIXO DIREÇÃO
DE PARA X Y X Y Origem A 20 14 20 14 A B 77 14 57 0 B C 95 38 18 24 C D 95 62 0 24 D E 20 62 -75 0
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1) Efetuar os exercícios utilizando osistema absoluto
(o valor do ponto 2 em relação à origem igual a Z= 5 mm )
Pontos X Z 1 2 3 4 5 6 7 8 Pontos X Z 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Pontos X Z 1 2 3 4 5 6 7
(o valor do ponto 2 em relação à origem igual a Z= 5 mm ) Pontos X Z 1 2 3 4 5 6 7 8 Pontos X Z 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Pontos X Z 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
3) Efetuar os exercícios utilizando osistema absoluto Pontos X Y 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
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O comando dos movimentos da ferramenta na usinagem de uma peça é realizado em máquinas CNC com auxílio de sistemas de coordenadas. A posição exata destes dentro da máquina-ferramenta é determinada através dos pontos-zero.
Numa máquina-ferramenta CNC, ao lado dos pontos-zero, existem ainda uma série de pontos de referência, que auxiliam na operação e programação. PONTO-ZERO E DE REFERÊNCIA EM UMA MÁQUINA CNC
Na figura anterior estão representados diversos pontos-zero e de referência, que serão esclarecidos nas páginas seguintes.
11.1 - Ponto- zero
Ponto-zero da máquina “M” Ponto-zero da peça “W”
11.2 - Ponto de referência
Ponto de referência “R”
Como pontos de referência da ferramenta:
- ponto de ajustagem “E” da ferramenta; - ponto de assento “N” da ferramenta. PONTO-ZERO “M” MÁQUINA
O ponto-zero “M” da máquina é definido pelo fabricante da mesma. Ele é o ponto-zero para sistema de coordenadas da máquina e o ponto inicial para todos
O ponto de referência R serve para aferição e para o controle do sistema de medição dos movimentos do carro e das ferramentas.
A posição do ponto de referência é predeterminado em cada eixo através de came e chave-limite. Com isto, as coordenadas do ponto de referência em relação ao ponto-zero da máquina possuem sempre o mesmo valor conhecido.
Importante:
Após o acionamento do comando, é sempre preciso sobrepassar o ponto de referência em todos os eixos, afim de aferir o sistema de medição.
O ponto de referência se encontra, em geral, fora do campo de trabalho da máquina e pode, na maioria das máquinas, ser sobrepassado automaticamente.
No caso de falta de energia, por exemplo, o comando perde o valor da coordenada da real posição do carro ou da ferramenta. Neste caso, deve-se sobrepassar novamente o ponto de referência, conseguindo-se assim novamente o valor do posicionamento.
PONTO-ZERO W DA PEÇA
O ponto-zero W da peça define o sistema de coordenadas da peça em relação ao ponto-zero da máquina. Ele é definido pelo programador e introduzido no comando CNC na ajustagem da máquina.
Exemplo da posição do ponto-zero para uma peça torneada
A posição do ponto-zero da peça pode ser escolhida pelo programador dentro da área de trabalho da máquina. Todavia, recomenda-se colocar-se o ponto-zero da peça de tal forma que se possa transformar facilmente as medidas do desenho da peça em valores de coordenadas.
Para peças torneadas o ponto-zero da peça deveria ser determinado na linha de centro do eixo-árvore no lado direito ou esquerdo do contorno da peça acabada (figura anterior).
Ocasionalmente, o ponto-zero da peça é também denominado de ponto-zero do programa.
Nota: A posição do ponto-zero da peça é escolhida de tal forma que:
a) os valores das coordenadas possam ser tomadas, de preferência, diretamente no desenho;
b) facilite uma orientação na sujeição, preparação e controle do sistema de medição.
PONTO DE REFERÊNCIA DA FERRAMENTA Para a usinagem de uma peça, é
preciso que a ponta da ferramenta ou o gume de corte da mesma possa ser comandado para executar o percurso desejado de usinagem da peça.
Como as ferramentas possuem diferentes formas e medidas, deve-se inicialmente tomar as exatas dimensões da ferramenta e introduzi-las no comando.
As dimensões das ferramentas são obtidas na pré-ajustagem, com base em um ponto de ajustagem da ferramenta fixo.
O ponto de ajustagem da ferramenta “E” encontra-se em posição determinada no porta-ferramenta (figura anterior).
Ele serve para medir as ferramentas fora da máquina CNC.
Os valores medidos são introduzidos na memória de dados do ferramental no comando:
- Os comprimentos das ferramentas como coordenadas Z ou L;
- A distância da ponta da ferramenta ao eixo de R referência do suporte de ferramentas, na direção transversal, ou raio da ferramenta, como coordenadas X, R ou Q.
A posição contrária ao ponto de ajustagem da ferramenta no suporte é o ponto de assento da ferramenta N. Se a ferramenta ou o porta-ferramenta for colocado no suporte (por exemplo, revólver), então o ponto de ajustagem e o ponto de assento se coincidem.
Nota: Pontos de referência da ferramenta são importantes para a ajustagem destas. Antes do início da usinagem os dados das ferramentas devem ser memorizados no comando.
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Tipos de Comandos de linguagem ISO e usuários são os seguintes: COMANDOS FANUC MITSUBISHI MACH SIEMENS MCS COMPACT 5 TX 8 USUÁRIOS
Ergomat, Index, Traub, Romi, Emco e vários outros fabricantes de máquinas CNC 12.1 - Funções de programação
ELEMENTOS QUE COMPÕEM A LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO
Todo comando acoplado em uma máquina a Comando Numérico, necessita de um meio de comunicação entre o programador e a máquina.
Essa comunicação é feita por meio de códigos ou símbolos padronizados, e recebe o nome de linguagem de programação.
- Caractere - É um número, letra ou símbolo utilizado para exprimir uma informação.
Ex.: 1, G
- Endereço - é representado por urna letra que identifica um tipo de instrução. Ex.: G, X, Z, Y, F
- Palavra - é constituída de um endereço, seguido de um valor numérico. Ex.: G 01, X 50, F 80, T 2
A letra (endereço) tem a função de identificar uma família de palavras, e a parte numérica identifica os elementos dessa família.
- Bloco ou Sentença - é um conjunto de palavras que identificam uma operação. Ex.: N 10, G 01, X 12, Z O, Y 20, F 80.
Uma operação é expressa por meio de tantos blocos, quantos forem necessários para definir completamente uma fase.
Assim podemos dizer que um programa é formado por blocos numerados seqüencialmente.
Então, um programa de comando numérico pode ser definido como: “urna seqüência lógica de informações para a usinagem de uma peça”. Essa seqüência deve ser escrita em códigos apropriados, de modo que o comando numérico as interprete e emita os sinais necessários à máquina, para que esta execute as operações programadas.
DESCRIÇÃO E APLICAÇÃO DE CADA UMA DAS FUNÇÕES O programa consiste de sentenças ou blocos
A sentença consiste de palavras ou funções A palavra consiste de um endereço e um número 12.2 - Tipos de funções
É o código (palavra apropriada) compreensível pelo comando, que predispõe a máquina ou o próprio comando a funcionar de uma determinada maneira.
As funções podem ser modais e não modais.
Função Modal - É aquela que, depois de memorizada, só será cancelada
com a memorização de outra função que a cancela. Ex.: G 90, G 91,...
Função Não Modal - É aquela que tem validade somente no bloco
programado. Ex.: G 4, X 5.
Quanto ao tipo, as funções são divididas em 4 grupos:
Função seqüencial; Funções Preparatórias;
Funções de Posicionamento; Funções Complementares.
Função Seqüencial - N (não modal)
Tem a finalidade de numerar em ordem crescente os blocos de um programa, para facilitar o acompanhamento do mesmo.
O valor numérico de N não tem influência para o comando. Funções Preparatórias - G (modais e não modais)
São funções que definem ao comando e à máquina o que fazer , preparando-a para uma determinada operação (deslocamento linear, circular, etc.).
As Funções Preparatórias descrevem o tipo de movimento do carro, tipo de interpolação, tipo de medição, a influência temporal e ativam determinados estados de operação do comando.
As funções básicas atuam após a ligação do comando. Elas não precisam ser programadas. Ex.: G 90
São funções que definem ao comando com que fazer determinada operação, complementando as informações dos blocos na programação.
Função N: Aplicação: Número seqüencial de blocos
Cada bloco de informação é identificado pela função N, seguida de até 4 (quatro dígitos).
Funções de Posicionamento: Funções: X, Y e Z.
Aplicação: Eixo transversal, eixo longitudinal e eixo vertical.
Funções Preparatórias G: G 90 = Programação em coordenadas absolutas e G 91 = coordenadas incrementais.
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13.1 - Operação CNC – EMCO Compact 5 INP gravação da instrução
DEL supressão da instrução
FWD avanço no programa, bloco por bloco
REV retrocesso no programa, bloco
START Iniciação de programa. Pausa no programa: INP + FWD Interrupção do programa: INP + REV Apagar o programa: DEL + INP primeiro DEL depois INP, DEL pressionado.
Gravação do programa no disquete : (SAVE)
G65 INP FWD entrar o número do programa INP Passar o programa do disquete para a memória: (LOAD)
G65 INP INP selecionar o número do programa INP Apagar o conteúdo do disquete
G65 INP → + DEL
13.3 - Entrada de programa Folha de programação EMCO
1 - Ligar interruptor principal = a luz de controle “Abastecimento de energia e luz para o tipo de operação “Operação manual” acendem”.
2 - Pressionar tecla H/C = a luz salta de Operação manual para Operação CNC. No display acende-se a luz do endereço N. O display, ele próprio indica 00.
3 - Pressionar INP = (armazenar o número de registro 00). A luz no display salta para a indicação de espera G(M). O computador aguarda a entrada de funções G ou M.
4 - Pressionar M - 03 INP = Tecla - destina-se à entrada de funções M. Se a tecla - é pressionada, a luz do endereço “G(M)” inicia a pisca. (=pode ser dada a entrada de uma função M.) Na tela aparece ao ser pressionada a tecla - a letra M na coluna G.
Digitar 03 e pressionar a tecla INP. Com isso, a função M03 está armazenada e o registro N00 terminado.
A luz no display salta de volta para n e o display, ele próprio, indica 01.
5 - Pressionar INP = o número de registro N 01 é armazenado. A luz do endereço "G(M)" acende.
6 - Pressionar 00 INP = G 00 está armazenado. A luz salta para o endereço "X".
7 - Pressionar 1000 - INP = o valor X = -1000 está armazenado. A luz salta para o endereço "Z".
13.4 - Sinopse das funções G e M, formato dos registros (torno) Funções G, Formato dos registros:
G00 Deslocam. em movimento rápido N . . . /G00/X±. . . . /Z±. . . . .
G01 Interpolação linear
N . . . /G01/X±. . . ./Z±. . . /F . . .
G02 Interpolação circular (sent. direita) N . . . /G02/X±. . . . /Z±. . . /F . . .
G03 Interpolação circular (sent. esq.) N . . . /G03X±. . . . /Z±. . . /F . . . G04 Tempo de permanência N . . . /G04/X . . . G21 Linha vazia N . . . /G21 G25 Chamada de subprograma N . . . /G25/L . . . G33 Abrir roscas N . . . /G33/Z± . . . /K . . .
G64 Motores de avanço sem corrente N . . . /G64
G65 Operação por disquete N . . . /G65
G73 Ciclo quebra cavacos N . . . /G73/Z± . . . /F . . .
G78 Ciclo de roscas
N . . . /G78/X±. . . . /Z±. . . /K . . .
G81 Ciclo de furação
N . . . /G81/Z±. . . /F . . .
G82 Ciclo furação tempo permanência N . . . /G82/Z±. . . /F . . .
G83 Ciclo de levantamento na furação N . . . /G83/Z±. . . /F . . .
G84 Ciclo de torneamento longitudinal N . .. /G84/X±. . . /Z± . . . /F . . . /H . .
G85 Ciclo de alargamento N . . . /G85/Z±. . . /F . . .
G86 Ciclo de abrir canais
N . . . /G86/X±. . . /Z± . . . /F . . . /H . .
G88 Ciclo de facear
N . .. /G88/X±. . . /Z±. . . /F . . /H . .
G90 Programação de valores absolutos N . . . /G90
G91 Programação de valor incremental N . . . /G91 G92 Colocar na memória N . . . /G92/X±. . . . /Z±. . . . . G94 Avanço em mm/min N . . ./G94 G95 Avanço em mm/rot. N . . ./G95
Funções M, Formato dos registros M00 Parada programada
N . . . /M00
M03 Fuso no sentido horário N . . . /M03 M05 Parada do fuso N . . . /M05 M17 Fim do subprograma N . . . /M17 M30 Fim de programa N . . . /M30 M98 Compensação automática de folgas
Sob endereço T é programada a quantidade de tombos do revólver porta-ferramentas.
T =→Parada do programa T = 0 provoca parada do
programa.
Em revólver porta-ferramenta não numerado as ferramentas podem ser trocadas manualmente. DIREÇÃO N número de registro G função de programação M função adicional X coordenada de diâmetro Z coordenada de comprimento F avanço I coordenada de centro K coordenada do círculo L direção de salto T direção de ferramenta
H parâmetro subdivisão graduada corte
H parâmetro saída de impulso K passo da rosca
Velocidades máximas do eixo principal ao
roscar. SINAIS DE ALARME
Passo da rosca Velocidade
máxima 00 Instrução G; M incorreta Métrica (mm) Polegada (rpm) 01 Raio incorreto / M 99 0,02 – 0,5 0,002 – 0,02 950 02 Valor de X incorreto 0,5 – 1 0,02 – 0,04 500 03 Valor de F incorreto 1 – 1,5 0,04 – 0,06 320 04 Valor de Z incorreto 1,5 – 2 0,06 – 0,08 250 05 Falta instrução M 30
2 - 3 0,08 – 0,12 170 06 Velocidade de corte excessiva 3 – 4 0,12 – 0,16 120 09 Não existe programa
4 – 4,99 0,16 – 0,199 100 11 Erro de carga 15 Valor de H incorreto 16 Subprograma incorreto PRÉ-AJUSTAGEM DA FERRAMENTA 1) Facear Z = 534 DEL Z = 000 2) Tornear X = 273 DEL X = 000
3) Ponto inicial da ferramenta X = 500
13.5 - Sinopse das funções G e M, formato dos registros ( fresadora) Funções G, Formato dos registros:
G00 Avanço rápido V: N3/G00/X±5;Y±4/Z±5 H: N3/G00/X±4;Y±5/Z±5 (“V” = vertical” e “H” = horizontal) G01 Interpolação linear V: N3/G01/X5/Y±4/Z±5 / F3 H: N3/G01/X4/Y±5/Z±5/F3
G02 Interpolação circular horária G03 Interpolação circular anti-horária
Quadrantes: V: N3/ /X±5/Y±4/Z±5/F3 H: N3/ /X±4/Y±5/Z±5/F3 N3/M99/J2/K2 partes de círculo G04 Recuo N3/G04/X5 G21 Bloco vazio N3/G21 G25 Subrotina de chamada de programa N3/G25/L(F)3 G27 Instrução de salto N3/G27/L(F)3 G40 Cancelamento da compensação do raio da ferramenta N3/G40
G45 Adição do raio da ferramenta N3/G45
G46 Subtração do raio da ferramenta N3/G46
G47 Adiciona duas vezes o raio da ferramenta
N3/G47
G64 Motores de avanço sem corrente. N3/G64
G65 Operação com fita magnética N3/G65
G72 Ciclo de usinagem de bolsas V: N3/G72/X5/Y±4/Z±5/F3
H: N3/G72/X4/Y±5
G73 Ciclo de rebarbagem N3/G73/Z±5/F3
G74 Ciclo de rosquear (esquerda) N3/G74/K3/Z±5/F3
G81 Ciclo de furação N3/G81/Z±5/F3
G82 Ciclo de furação com recuo N3/G82/Z±5/F3
G83 Ciclo de furação com extração dos cavacos N3/G83/Z±5/F3 G84 Ciclo de rosquear N3/G84/K3/Z±5/F3 G85 Ciclo de alesar N3/G85/Z±5/F3
G89 Ciclo de alesar com recuo N3/G89/Z±5/F3
G90 Programação do valor absoluto N3/G90
G91 Programação de incrementos N3/G91
G92 Mudança do ponto de referência V: N3/G92/X5/Y±4/Z±5
M00 Recuo
N3/M00
M03 Fuso principal atuado - Sentido horário
N3/M03
M05 Fuso principal desligado N3/M05
M06 Compensação da ferramenta N3/M06/D5/S4/Z5/T3
M17 Retorno ao programa principal N3/M17
M30 Fim do programa N3/M30
M98 Compensação automátiica das folgas
N3/M98/X3/Y32/Z3
M99 Interpolação circular de parâmetros em conjunto com G02/03
N3/M99/G3/K3
SINAIS DE ALARME da FRESADORA A00: código G/M errado
A01: raio errado / M99 A02 : valor de Z errado A03: valor de F errado A04: valor de Z errado A05: código M30 faltando A06: código M03 faltando A07: sem significação
A08: fim da fita em operação com
gravador SAVE
A09: programa não encontrado A10: proteção de registro
A11: erro de registro A12: erro de verificação
A13: comutação mm/polegadas na memória interna do programa
A15: valor de Y errado
A16: falta do valor do raio da fresa A17: subrotina errada
A18: compensação da fresa menor do que zero
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O programador necessita ter consciência de todos os parâmetros envolvidos no processo e obter uma solução adequada para usinagem de cada tipo de peça. Este deve analisar ainda todos os recursos da máquina, que serão exigidos quando da execução da peça.
Os eventos a serem analisados são os seguintes: 14.1 – Estudo do desenho da peça: final e bruta
O programador deve ter habilidade para comparar o desenho (peça pronta) com a dimensão desejada na usinagem com máquina a Comando Numérico.
Há necessidade de uma análise sobre a viabilidade da execução da peça, levando-se em cota as dimensões exigidas, o sobremetal existente da fase anterior, o ferramental necessário, a fixação da peça, etc
14.2 – Processo a utilizar
É necessário haver uma definição das fases de usinagem para cada peça a ser executada, estabelecendo-se assim, o sistema de fixação adequado à usinagem.
14.3 – Ferramental voltado ao CNC
A escolha do ferramental é importantíssima, bem como, a sua disposição na torre. É necessário que o ferramental seja colocado de tal forma que não haja interferência entre si e com o restante da máquina. Um bom programa depende muito da escolha do ferramental adequado e da fixação deste, de modo conveniente.
14.4 – Conhecimento dos parâmetros físicos da máquina e sistema de programação do comando.
São necessários tais conhecimentos por parte do programador, para que este possa enquadrar as operações de modo a utilizar todos os recursos da máquina e do comando, visando sempre minimizar os tempos e fases de operações e ainda garantir a qualidade do produto.
14.5 – Definição em função do material, dos parâmetros de corte como avanço, velocidade, etc.
Em função do material a ser usinado, bem como da ferramenta utilizada e da operação a ser executada, o programador deve estabelecer as velocidades de
