Centro de Usinagem e Torneamento CNC. Cristhian Marchi; Hugo Meneses

(1)

1 1

1. Resumo

Com o presente trabalho, pretendemos expor os principais subsistemas das maquina-ferramentas Com o presente trabalho, pretendemos expor os principais subsistemas das maquina-ferramentas com CNC, particularmente do Centro de Usinagem e o Centro de Torneamento CNC. Tamb

com CNC, particularmente do Centro de Usinagem e o Centro de Torneamento CNC. Tamb

éé

mm apresentaremos uma s

apresentaremos uma s

éé

rie de aplicarie de aplica

çõ

es e vantagens para o uso deste tipo de mes e vantagens para o uso deste tipo de m

áá

quinaquina ferrament

ferramenta. A a. A pesquisa em relapesquisa em rela

çã

o ao Centro de Usinagem e o Torneamento CNC foram feitao ao Centro de Usinagem e o Torneamento CNC foram feita mediante a consulta de cat

mediante a consulta de cat

áá

logo dos principais fabricantes e por trabalhos tlogo dos principais fabricantes e por trabalhos t

éé

cnicos,cnicos, disponibili

disponibilizados pelos zados pelos fabricafabricantes ou ntes ou produzido por professores vinculados a produzido por professores vinculados a essaessa

áá

rea. Dessarea. Dessa forma tentamos apresentar um relat

forma tentamos apresentar um relat

ó

rio que caracteriza com abrangrio que caracteriza com abrang

êê

ncia essas pncia essas principairincipaiss caracter

caracter

í í

sticas, de forma bem ilustrada e sticas, de forma bem ilustrada e sobre tudo, clara.sobre tudo, clara.

Palavras chaves: usinagem, maquina-ferramenta, CNC , centro de torneamento, centro de Palavras chaves: usinagem, maquina-ferramenta, CNC , centro de torneamento, centro de usinagem, produtividade, automatiza

usinagem, produtividade, automatiza

çç

ao.ao.

2. Introdu

2. Introduçã

ção

o

A cada dia mais e mais empresas, tanto as gra

A cada dia mais e mais empresas, tanto as grandes empresas como ndes empresas como as pequenas oficinas deas pequenas oficinas de usinagem, optam pela compra de uma maquina-ferramenta com

usinagem, optam pela compra de uma maquina-ferramenta com

‘’‘’

CNCCNC

’’’’

, isto, isto

éé

devido a que elasdevido a que elas hoje em dia apresentam o mais din

hoje em dia apresentam o mais din

ââ

mico processo de fabricamico processo de fabrica

çã

o . Se bo . Se bem adquirir uma mem adquirir uma m

áá

quinaquina com CNC representa um

com CNC representa um investiminvestimento inicial alto, este investimentoento inicial alto, este investimento

éé

rapidamente compensadorapidamente compensado gra

gra

çç

as as as as vantagevantagens que ns que elas oferecem em comparaelas oferecem em compara

çã

o as mo as m

áá

quinas convencioquinas convencionais.nais. Estas maquinas inovadoras s

Estas maquinas inovadoras s

ãã

o relativamente novas eo relativamente novas e

éé

o resultado do avano resultado do avan

çç

o tecnolo tecnol

ó

gico e dasgico e das pesquisas sobre maquinas operatrizes comandadas numericamente.

pesquisas sobre maquinas operatrizes comandadas numericamente. Equipament

Equipamentos com os com CNC se CNC se diferenciadiferenciam principalmente das m principalmente das convencioconvencionais porque nnais porque n

ãã

o no necessitecessitamam de gabaritos, limites ou cames que

de gabaritos, limites ou cames que proporcioproporcionem o controle dos movimentos da mnem o controle dos movimentos da m

áá

quina. Estesquina. Estes movimentos s

movimentos s

ãã

o o comandacomandados atravdos atrav

éé

s de dados de s de dados de entrada que determinaentrada que determinam os movimentos am os movimentos a serem executados.

serem executados.

Os centros de Usinagem e os

Os centros de Usinagem e os Tornos CNC sTornos CNC s

ãã

o exemplos de mo exemplos de m

áá

quinas-ferramentas comandadasquinas-ferramentas comandadas com controle num

com controle num

éé

rico e nas seguintes prico e nas seguintes p

áá

ginas apresentaremos as caracterginas apresentaremos as caracter

í í

sticas e osticas e o funcioname

funcionamento nto delas.delas.

3. Hist

3. Histó

órico

rico

3.1 Origem

3.1 Origem das maquinas automatizadasdas maquinas automatizadas Desde muito tempo atr

Desde muito tempo atr

áá

s, o homem procurou estabelecer um sistema de linguagem paras, o homem procurou estabelecer um sistema de linguagem para quantificar atividades gerais.

(2)

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Com o desejo de aumentar a produ

çã

o, reduzir os custos e uma o, reduzir os custos e uma alta qualidade, se iniciou umaalta qualidade, se iniciou uma incessante procura, atravess

incessante procura, atravessando fases, tendo ando fases, tendo sido utilizados variados ssido utilizados variados s

í í

mbolos, atmbolos, at

éé

que se chegoque se chegouu fase da numera

fase da numera

çã

o.o.

O inicio do comando automatizado se relata no ano 1725, onde foi constru

í í

da a da a primeira maquinaprimeira maquina de tecer que

de tecer que realizrealizava suas funava suas fun

çõ

es automaticamente. Ela recebia os comando atraves automaticamente. Ela recebia os comando atrav

éé

s de ums de um cart

cart

ãã

o perfurado.o perfurado.

Essa tecnologia foi aplicada em diferentes campo com

Essa tecnologia foi aplicada em diferentes campo com o decorrer dos anos. o decorrer dos anos. Em 1863, M.Em 1863, M. Fourneaux

Fourneaux patenteopatenteou u o primeiro o primeiro piano piano automatiautomatizado, zado, utilizando o priutilizando o principio de passncipio de passar ar ar ar atravatrav

éé

ss de um rolo de papel

de um rolo de papel perfurado , chaperfurado , chamando-mando-a de pianola.a de pianola. Em

Em 1842, 1842, Pascal Pascal construiu construiu uma uma calculadora meccalculadora mec

ââ

nica.nica.

Figura 1 - Primeira maquina de tecer automatizada Figura 1 - Primeira maquina de tecer automatizada

Fonte: Fonte:

www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/5663481/_Historia-de-generaciones-de-las-computadoras_.html computadoras_.html

Figura 2 - Cart

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3.2

3.2 O inicio O inicio do Cdo CNCNC

O primeiro intento de aplica

çã

o do controle numo do controle num

éé

rico em maquinas operatrizes se remonta aorico em maquinas operatrizes se remonta ao ano 1949 no laborat

ano 1949 no laborat

ó

rio de Servo Mecanismo do Instituto Tecnolrio de Servo Mecanismo do Instituto Tecnol

ó

gico de Massachusetts (M.I.T)gico de Massachusetts (M.I.T) associado ao U.S Air Force, onde u

associado ao U.S Air Force, onde u ma fresadora de trma fresadora de tr

êê

s eixos foi a s eixos foi a maquina escolhimaquina escolhida para ada para a experi

experi

êê

ncia.ncia.

Muitas pesquisas foram promovi

Muitas pesquisas foram promovidas pela das pela U.S AirU.S Air

–

force para a pforce para a produrodu

çã

o de estruturas deo de estruturas de avan

avan

çç

ados aviados avi

õ

es militares a jato, com construes militares a jato, com constru

çã

o em um curto pero em um curto per

í í

odo de tempo, entre o projetoodo de tempo, entre o projeto e a fabrica

e a fabrica

çã

o. Isto foi o. Isto foi uma excelente oportuniduma excelente oportunidade para ade para testar o controle numtestar o controle num

éé

rico.rico.

Na d

éé

cada de 50 o mcada de 50 o m

éé

todo pratico para o aumento do rendimento das maquinas convencionaistodo pratico para o aumento do rendimento das maquinas convencionais era a adapta

era a adapta

çã

o do controle numo do controle num

éé

rico. Isto requeria um considerrico. Isto requeria um consider

áá

vel retrabalho, mas a partir dovel retrabalho, mas a partir do final dessa d

final dessa d

éé

cada que comecada que come

çç

aram a ser produzidas grandes maquina-ferramentas com controlearam a ser produzidas grandes maquina-ferramentas com controle num

num

éé

rico inclurico inclu

í í

do. A maioria delas d estinaddo. A maioria delas destinadas as as as industriindustrias das de aviae avia

çã

o.o. Em 1958 os equipamentos com controle num

Em 1958 os equipamentos com controle num

éé

rico foram dotados de um trocador automrico foram dotados de um trocador autom

áá

tico detico de ferramentas. J

ferramentas. J

áá

em 1962, todos os grandes fabricantes de maquina-ferramentas estavamem 1962, todos os grandes fabricantes de maquina-ferramentas estavam empenhados no controle num

empenhados no controle num

éé

rico.rico.

3.3 Principais datas 3.3 Principais datas Segundo Mac

Segundo Machado (1986) hado (1986) as principais datas principais datas sas s

ãã

o:o:

1940- Mark I: primeiro computador constru

í í

do pela Harvard e pela do pela Harvard e pela IBM.IBM. 1949- Contrato da Parson com a USAF para se fabricarem maquinas com CN. 1949- Contrato da Parson com a USAF para se fabricarem maquinas com CN. 1952-Desenvolvimento do sistema de programa

1952-Desenvolvimento do sistema de programa

çã

o pelo MITo pelo MIT 1957- Inicio da comercializa

1957- Inicio da comercializa

çã

o do CNo do CN

1959- Primeira maquinas com trocador autom

áá

tico de ferramentas para a venda.tico de ferramentas para a venda. 1962- A BENDIX desenvolve o Comando Adaptativo.

1962- A BENDIX desenvolve o Comando Adaptativo. 1967- Primeira aplica

1967- Primeira aplica

çõ

es de CN no es de CN no Brasil.Brasil. 1970- Aplica

1970- Aplica

çã

o dos primeiros comando CNCo dos primeiros comando CNC 1971- Fabricado no Brasil o p

1971- Fabricado no Brasil o primeiro torno com CN pela ROMIrimeiro torno com CN pela ROMI 1977-Comandos num

1977-Comandos num

éé

ricos com CNC usando a tecnologia dos Micro-processadores.ricos com CNC usando a tecnologia dos Micro-processadores. 1980- Sistemas flex

1980- Sistemas flex

í í

veis de fabricaveis de fabrica

çã

o so s

ãã

o aplicados em larga escala.o aplicados em larga escala.

4. Comando Numerico

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operatriz

operatriz, de modo que , de modo que esta, sem a intervenesta, sem a interven

çã

o do operado, realize as operao do operado, realize as opera

çõ

es na seques na sequ

êê

nciancia programada. Tamb

programada. Tamb

éé

m podemos entender o Comando Numm podemos entender o Comando Num

éé

rico como uma forma de automarico como uma forma de automa

çã

oo program

program

áá

vel, baseada em softwares compostos de svel, baseada em softwares compostos de s

í í

mbolos, letras e nmbolos, letras e n

ú

meros.meros. O c

O c

ó

digo de instrudigo de instru

çõ

eses

éé

formado por blocos de informaformado por blocos de informa

çõ

es, que ses, que s

ãã

o grupos de comandoso grupos de comandos suficientes para permit

suficientes para permitir que a ir que a mm

áá

quina realize uma operaquina realize uma opera

çã

o individual. Cada bloco tem umao individual. Cada bloco tem uma sequ

sequ

êê

ncia encia e

éé

executexecutado numa ado numa ordem numordem num

éé

rica.rica.

Para entender o princ

í í

pio bpio b

áá

sico de funcionamento de uma msico de funcionamento de uma m

áá

quina ferramentaquina ferramenta

àà

ComandoComando Num

Num

éé

rico, pode-se dividi-la, genericamenterico, pode-se dividi-la, genericamente, em , em duas partes:duas partes:

- Uma unidade de

- Uma unidade de assimilaassimila

çã

o de informao de informa

çõ

es, recebidas atraves, recebidas atrav

éé

s da s da leitora de fitas, entradaleitora de fitas, entrada manual de dados, micro, entre outros;

manual de dados, micro, entre outros; - Uma unidade calculadora, onde as informa

- Uma unidade calculadora, onde as informa

çõ

es recebidas ses recebidas s

ãã

o processadas e o processadas e retransmitretransmitidasidas

àà

ss unidades motoras da m

unidades motoras da m

áá

quina ferramenta. O circuito que integra a mquina ferramenta. O circuito que integra a m

áá

quina-ferramenta ao CNquina-ferramenta ao CN

éé

denomina

denominado do de de interface.interface.

O Comando Num

éé

rico pode ser utilizado em qualquer tipo de mrico pode ser utilizado em qualquer tipo de m

áá

quina-ferramenta. Sua aplicaquina-ferramenta. Sua aplica

çã

oo tem sido maior nas m

tem sido maior nas m

áá

quinas de dquinas de diferentes operaiferentes opera

çõ

es de usinagem, como Tornos, Fresadoras,es de usinagem, como Tornos, Fresadoras, Furadeiras, Mandri

Furadeiras, Mandriladoras e Centros dladoras e Centros d e Usinagem.e Usinagem.

Em este

Em este trabaltrabalho em ho em particular estudareparticular estudaremos os Cmos os Centro de Usinagem e Tornos CNC.entro de Usinagem e Tornos CNC.

CNC significa

‘‘

Comando NumComando Num

éé

rico Computadorizadorico Computadorizado

’’

. A distin. A distin

çã

o entre CN e CNCo entre CN e CNC

éé

somente comsomente com refer

refer

êê

ncia ao comando em si. Os programas serncia ao comando em si. Os programas ser

ãã

o sempre chamados de Programas CN. O CNCo sempre chamados de Programas CN. O CNC pode ser al

pode ser al

éé

m de interrompido, modificado. A mm de interrompido, modificado. A m

áá

quina dotada de Comando Numquina dotada de Comando Num

éé

ricorico Computadorizado tem seus acionamentos controlados por sistema eletr

Computadorizado tem seus acionamentos controlados por sistema eletr

ô

nico que por sua veznico que por sua vez

éé

comanda

comandado por udo por um computador que auxilia no arquivamento de parm computador que auxilia no arquivamento de par

ââ

metros de funcionamento emetros de funcionamento e dados de ferramentas e dimens

dados de ferramentas e dimens

õ

es de pees de pe

çç

as tambas tamb

éé

m chamado de programa, o programa dem chamado de programa, o programa de usinagem nada mais

usinagem nada mais

éé

do que uma sequdo que uma sequ

êê

ncia de informancia de informa

çõ

es inseridas no comando da mes inseridas no comando da m

áá

quina equina e codificado para o sistema bin

codificado para o sistema bin

áá

rio, e esserio, e esse

éé

interpretainterpretado por udo por um CLP que m CLP que envia sinais refinados aosenvia sinais refinados aos motores respons

motores respons

áá

veis por acionamento dos eixos de veis por acionamento dos eixos de deslocamedeslocamento de nto de carros e mesas decarros e mesas de m

m

áá

quinas operatrizes.quinas operatrizes.

5. Vantagens da tecnologia CNC

Apesar do investimento inici

Apesar do investimento inicial de al de uma muma m

áá

quina-ferraquina-ferramenta CNC ser maior que o menta CNC ser maior que o de uma mde uma m

áá

quinaquina convencional mec

convencional mec

ââ

nica, aquela tem uma snica, aquela tem uma s

éé

rie de vantagens que, dependendo das perie de vantagens que, dependendo das pe

çç

as a seremas a serem usinadas, ter

usinadas, ter

áá

uma relauma rela

çã

o "custo x benef o "custo x benef

í í

cio" melhor que a do cio" melhor que a do equipameequipamento mecnto mec

ââ

nico.nico. Segundo FERRARI (2006)

(8)

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As principais vantagens da tecnologia CNC s

ãã

o as seguintes:o as seguintes:

-

- RRáápida preparapida preparaçãção da mo da mááquinaquina, principalmente quando o programa CNC j, principalmente quando o programa CNC j

áá

estiverestiver otimiza

otimizado e do e o ferramental de corte dispono ferramental de corte dispon

í í

vel e os meios de fixavel e os meios de fixa

çã

o dispono dispon

í í

veis.veis.

- Alta flexibilidade no trabalho

- Alta flexibilidade no trabalho. Em fun. Em fun

çã

o da ro da r

áá

pida preparapida prepara

çã

o da mo da m

áá

quina, torna-sequina, torna-se econ

econ

ô

mica a produmica a produ

çã

o, tambo, tamb

éé

m, de pequenas e mm, de pequenas e m

éé

dias sdias s

éé

ries.ries.

- F

- Fáácil e rcil e ráápida alterapida alteraçãção do programa CNCo do programa CNC. Altera. Altera

çõ

es de des de dimensimens

õ

es da pees da pe

çç

a de trabalhoa de trabalho e par

e par

ââ

metros de corte, como avanmetros de corte, como avan

çç

os e velocidades de corte, sos e velocidades de corte, s

ãã

o realizadas rapidamenteo realizadas rapidamente mesmo durante a produ

mesmo durante a produ

çã

o.o.

- Corre

- Correçãção de medidaso de medidas durante o processodurante o processo. As corre. As corre

çõ

es de es de medidas, devido ao desgastemedidas, devido ao desgaste das ferramentas de corte, s

das ferramentas de corte, s

ãã

o feitas rapidamente pela introduo feitas rapidamente pela introdu

çã

o dos incrementos,o dos incrementos, deixando as pe

deixando as pe

çç

as dentro das suas toleras dentro das suas toler

ââ

ncias.ncias.

- Trabalho com par

- Trabalho com parââmetros de corte otimizadosmetros de corte otimizados. Como os avan. Como os avan

çç

os dos carros porta-os dos carros porta-ferramenta e a rota

ferramenta e a rota

çõ

es do fuso principal e das ferramentas acionadas ses do fuso principal e das ferramentas acionadas s

ãã

o programo program

áá

veisveis de forma cont

de forma cont

í í

nua e sem escalonamentos,nua e sem escalonamentos,

éé

possposs

í í

vel de se trabalhar nas suas condivel de se trabalhar nas suas condi

çõ

eses ideais em fun

ideais em fun

çã

o do material que esto do material que est

áá

sendo usinado, das tolersendo usinado, das toler

ââ

ncias e do grau dencias e do grau de acabamento superficial.

acabamento superficial.

- Altas rota

- Altas rotaçõções do fuso principales do fuso principal. Esta condi. Esta condi

çã

o faz com que se atinja tempos de cicloo faz com que se atinja tempos de ciclo mais r

mais r

áá

pidos e acabamentos superficiais ideais, alem de permitir a usinagem de apidos e acabamentos superficiais ideais, alem de permitir a usinagem de a

çç

osos endurecidos.

endurecidos.

- Altas velocidades de avan

- Altas velocidades de avançço o rráápidopido. Esta caracter. Esta caracter

í í

sticastica

éé

fundamental para se diminuirfundamental para se diminuir os tempos mortos nas aproxima

os tempos mortos nas aproxima

çõ

es e es e retrocessretrocessos das ferramentas de os das ferramentas de corte.corte.

- Aplica

- Aplicaçãção de ferramentas de corte de o de ferramentas de corte de alto rendimentoalto rendimento, como metal duro, cer, como metal duro, cer

ââ

mica, CBNmica, CBN e outras de

e outras de

ú

ltima geraltima gera

çã

o.o.

- Conforto operacional,

- Conforto operacional,tanto na preparatanto na prepara

çã

o da mo da m

áá

quina, como na sua manutenquina, como na sua manuten

çã

o.o.

- Menor necessidade de manuten

- Menor necessidade de manutençãção meco mecâânicanica. Como os acionamentos s. Como os acionamentos s

ãã

o feitos atravo feitos atrav

éé

ss de

despindle-motorsspindle-motorse servo-motores de alto rendimento, fica dispensado o uso de caixas dee servo-motores de alto rendimento, fica dispensado o uso de caixas de cc

ââ

mbio, trens de engrenagens, embreagens e outros elementos mecmbio, trens de engrenagens, embreagens e outros elementos mec

ââ

nicos de mnicos de m

áá

quinas.quinas.

(10)

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6. 6. M

Má

áquinas CNC X M

quinas CNC X Má

áquinas Convencionais

quinas Convencionais

Usar uma m

áá

quina CNC nquina CNC n

ãã

o significa substituir o o significa substituir o operador por um computador, pode-se fazeroperador por um computador, pode-se fazer qualquer coisa que se fa

qualquer coisa que se fa

çç

a em uma ma em uma m

áá

quina CNC em mquina CNC em m

áá

quinas convencionais. As principaisquinas convencionais. As principais diferen

diferen

çç

as sas s

ãã

o a po a produtirodutividade e repetibilidade das pevidade e repetibilidade das pe

çç

as sendo que as sendo que em alguns casos a diferenem alguns casos a diferen

çç

aa de tempos pode ser considerada infinita, pois a complexida

de tempos pode ser considerada infinita, pois a complexidade das pde das pee

çç

as pode exigir um empenhoas pode exigir um empenho sobre-huma

sobre-humano do no do operador. Falando desta maneira pode-se atoperador. Falando desta maneira pode-se at

éé

entender que o ganho do CNCentender que o ganho do CNC sobre o convencional n

sobre o convencional n

ãã

oo

éé

tt

ãã

o grande, poro grande, por

éé

m issom isso

éé

um grande equivoco, pois a partir do adventoum grande equivoco, pois a partir do advento do CNC foi poss

do CNC foi poss

í í

vel criar pevel criar pe

çç

as com geometrias de extrema complexidade em tempo recorde,as com geometrias de extrema complexidade em tempo recorde, pe

pe

çç

as, cuja fabricaas, cuja fabrica

çã

o era posso era poss

í í

vel apenas nas mvel apenas nas m

ãã

os experientes de um exos experientes de um ex

í í

mio mestre modelador.mio mestre modelador. - Pe

- Pe

çç

as as com geometrias complexas.com geometrias complexas. - Pe

- Pe

çç

as de grande precisas de grande precis

ãã

o dimensional.o dimensional. -Pe

-Pe

çç

as com alto grau de acabamento na superf as com alto grau de acabamento na superf

í í

cie usinada.cie usinada. -Em pe

-Em pe

çç

as que uas que utiliztilizando-se o ando-se o sistema convencisistema convencional resultam em grande nonal resultam em grande n

ú

meros demeros de refugos e

refugos e retrabalhretrabalho.o.

7. Constitui

7. Constituiçã

çã o Basica de u

o Basica de u ma maquina-ferrame

ma maquina-ferramenta CNC

nta CNC

Em geral uma maquina-ferramenta CNC

éé

composta por trcomposta por tr

êê

s elementos principais.s elementos principais. - A maquina (figura 3)

- A maquina (figura 3) -ferrame

-ferramentas que usinam a pntas que usinam a p ee

çç

a (maquina-ferramenta convencional)a (maquina-ferramenta convencional)

Parte Mec

ââ

nica de Mnica de M

áá

quina CNCquina CNC

Figura 3 - Maquina CNC Figura 3 - Maquina CNC

Fonte: www.mundocnc.com.br/avan4.php Fonte: www.mundocnc.com.br/avan4.php

(12)

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- O comando CNC que c

- O comando CNC que comanomanda essa uda essa usinagemsinagem..

Figura 4 - O

Figura 4 - O comacomando numndo num

éé

ricorico

Fonte: Foto tirada da maquina Charles MCV-955 Fonte: Foto tirada da maquina Charles MCV-955

- Os

- Os Servo-MServo-Motores. Estes giram na votores. Estes giram na velocielocidade e dade e tempo necesstempo necess

áá

rios para que cada eixorios para que cada eixo atinja os valores de posi

(14)

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- Eixos de avan - Eixos de avan

çç

o.o. -Acioname

-Acionamento de nto de avanavan

çç

oo - Dispositivo de medi - Dispositivo de medi

çã

oo - Arvore principal. - Arvore principal. -Meio de fixa -Meio de fixa

çã

o da peo da pe

çç

aa - Dispositivos de

- Dispositivos de troca de ferramentas.troca de ferramentas. - Eixos girat

- Eixos girat

ó

rios e demais eixos de avanrios e demais eixos de avan

çç

oo

9. Componentes Basicos da Programa

9. Componentes Basicos da Programaçã

çã o CNC

o CNC

9.1 Painel de Opera

9.1 Painel de Opera ççããoo

O elemento essencial do comando num

éé

ricorico

éé

o painel de operao painel de opera

çã

o, localizado na mo, localizado na m

áá

quinaquina-ferramenta e ser

ferramenta e ser

áá

esta interface que receberesta interface que receber

áá

, atrav, atrav

éé

s de alguma forma de transmisss de alguma forma de transmiss

ãã

o de dados,o de dados, todas as informa

todas as informa

çõ

es necesses necess

áá

rias para realizarias para realiza

çã

o de uma operao de uma opera

çã

o de uo de usinagem desejsinagem desejada eada e tamb

tamb

éé

m registrarm registrar

áá

o andamento da mesma.o andamento da mesma.

Os pain

éé

is de operais de opera

çã

o diferem de um fabricante para outro mas na o diferem de um fabricante para outro mas na figurafigura

éé

possposs

í í

vel identificar osvel identificar os principais element

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10. O Programa CNC

A tecnologia CNC facilit

A tecnologia CNC facilitou o ou o processo de usinagem das peprocesso de usinagem das pe

çç

as. Ela trousse vantagens na precisas. Ela trousse vantagens na precis

ãã

o,o, flexibili

flexibilidade e dade e repetibilidrepetibilidade nos processos.ade nos processos. A principal desvantagem ocorre na dura

A principal desvantagem ocorre na dura

çã

o do processo de uo do processo de u sinagemsinagem, que costuma ter uma longa, que costuma ter uma longa dura

dura

çã

o em relao em rela

çã

o aos p rocessos de usinagem convencioo aos processos de usinagem convencionais.nais. Nas maquinas-ferra

Nas maquinas-ferramentas com CNC os mentas com CNC os seguintes passos sseguintes passos s

ãã

o seguidos:o seguidos: 10.1 Recebimento do desenho

10.1 Recebimento do desenho

Da mesma forma que no processo convencional, inicia-se com o recebimento do desenho, o qual Da mesma forma que no processo convencional, inicia-se com o recebimento do desenho, o qual deve ser analisado e compreendido. O an

deve ser analisado e compreendido. O an

áá

lise deve lise deve ser completo ser completo para npara n

ãã

o deixar de lado detalheso deixar de lado detalhes que n

que n

ãã

o esto est

ãã

o o graficamgraficamente repente representresentados.ados. 10.2 Desenho em CAD

10.2 Desenho em CAD O ideal seria o

O ideal seria o recebimerecebimento do desenho em CAD, pois nto do desenho em CAD, pois muitas das coordenadmuitas das coordenadas necessas necess

áá

rias para arias para a programa

programa

çã

o esto est

ãã

o implo impl

í í

citas nos desencitas nos desenhos cotahos cotados dos de forma pde forma padradr

ãã

o.o. Nesta fase deve-se escolher o ponto zer

Nesta fase deve-se escolher o ponto zero da peca, o da peca, e no caso o desenho seja recebido em CAD, se no caso o desenho seja recebido em CAD, s

ó

deve-se localizar o ponto nas c

deve-se localizar o ponto nas coordenaoordenadas X=0, Y=0das X=0, Y=0 10.3 Planejamento do processo

10.3 Planejamento do processo Esta fase envolve as seguintes tarefas: Esta fase envolve as seguintes tarefas:

-Defini

çã

o do mo do m

éé

todo de fixatodo de fixa

çã

o da peca:o da peca:

Dependendo da peca a ser usinada, nos casos gerais pode-se usar d

Dependendo da peca a ser usinada, nos casos gerais pode-se usar d ispositispositivos deivos de fixa

fixa

çã

o como morsa ou grampos. Nos casos especiais deve-se projetar e construiro como morsa ou grampos. Nos casos especiais deve-se projetar e construir uma peca que

uma peca que atenda as caracteratenda as caracter

í í

sticas necesssticas necess

áá

rias para cada situarias para cada situa

çã

o.o.

-Defini

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10.4 Programa 10.4 Programaçãçãoo

- Fun

çõ

es preparates preparat

ó

rias (G):rias (G): Estas fun

Estas fun

çõ

es ses s

ãã

o as o as mais importamais importantes na pntes na p rogramrogramaa

çã

o o CNC, porque elas coCNC, porque elas controlam a mntrolam a maneiraaneira em que a maq

em que a maquina vai se deslouina vai se deslocar car sobre a superf sobre a superf

í í

cie cie da da pepe

çç

a a ser usinada.a a ser usinada. S

S

ãã

o tambo tamb

éé

m conhecidm conhecidas como G-coas como G-codes ou Codigos-G, os des ou Codigos-G, os valores vvalores v

ãã

o de 00 ato de 00 at

éé

99, cada uma com99, cada uma com una fun

una fun

çã

o determinada .o determinada .

- Comando M: - Comando M:

ÉÉ

utilizado para indicarutilizado para indicar

àà

maquina que devem ser realizadas operamaquina que devem ser realizadas opera

çõ

es como; parada programada,es como; parada programada, rota

rota

çã

o do eixo arvore para direito do eixo arvore para direita ou para esquerda, entre outros. a ou para esquerda, entre outros. O comando M vai de 00 atO comando M vai de 00 at

éé

99, desse

99, desse jeito permitindjeito permitindo po prograrogramar atmar at

éé

100 fun100 fun

çõ

es auxiliares diferentes.es auxiliares diferentes.

- Comando F: - Comando F:

ÉÉ

o comando correspondenteo comando correspondente

àà

velocidade de avanvelocidade de avan

çç

o e vai o e vai seguida de um numero de quatroseguida de um numero de quatro d

d

í í

gitos que igitos que indicam a velondicam a velocidade de cidade de avanavan

çç

o.o.

- Comando S: - Comando S: Comando correspondente

Comando correspondente

àà

velocidade de rotavelocidade de rota

çã

o do cabeo do cabe

çç

ote principal.ote principal.

ÉÉ

programadoprogramado diretamente em revolu

diretamente em revolu

çõ

es por mines por minuto, utilizuto, utilizando ando quatro dquatro d

í í

gitos.gitos. - Comando T

- Comando T Comando corr

Comando correspondente ao espondente ao numero da ferramnumero da ferramenta que vai ser utilizada. A letra T vai seguida deenta que vai ser utilizada. A letra T vai seguida de quatro d

quatro d

í í

gitos, onde os dois primeiros indicam o numero da ferramentgitos, onde os dois primeiros indicam o numero da ferramenta que a que serser

áá

utilizada e osutilizada e os dois restantes o numero de corre

dois restantes o numero de corre

çã

o das mesmas.o das mesmas.

10.5 Execu

10.5 Execuçãção do processo de usinagemo do processo de usinagem

ÉÉ

nesta fase onda as vantagens do Centro de Usinagem CNC snesta fase onda as vantagens do Centro de Usinagem CNC s

ãã

o percebidas. Oo percebidas. O

í í

ndice dendice de produtividade

produtividade

éé

bem alto em comparabem alto em compara

çã

o com o com as maquinas-ferrameas maquinas-ferramentas convencionais. E dntas convencionais. E desseesse jeito,

(20)

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M= zero maquina M= zero maquina

Ponto de referencia fixado pelo fabric

Ponto de referencia fixado pelo fabricante da maquina e qante da maquina e q ue nue n

ãã

o pode o pode ser modificadser modificado peloo pelo usu

usu

áá

rio. O ponto Mrio. O ponto M

éé

consideradconsiderado o origem de o o origem de coordecoordenadas, e a partir dele snadas, e a partir dele s

ãã

o medidas todas aso medidas todas as dimens

dimens

õ

es da maquina.es da maquina.

R= ponto de

R= ponto de referenciareferencia Assim como o ponto M, o ponto R

Assim como o ponto M, o ponto R

éé

fixado pelo fabricante e nfixado pelo fabricante e n

ãã

o pode ser modificado, a partir doo pode ser modificado, a partir do qual se comunica ao controle a posi

qual se comunica ao controle a posi

çã

o da mesa.o da mesa.

N= ponto de referencia para montagem da ferramenta N= ponto de referencia para montagem da ferramenta

ÉÉ

tambtamb

éé

m determinado pelo fabricante. Estm determinado pelo fabricante. Est

áá

localizado sobre a base do eixo principal e no eixolocalizado sobre a base do eixo principal e no eixo guia da ferramenta.

guia da ferramenta.

ÉÉ

utilizado para estabelecer as correutilizado para estabelecer as corre

çõ

es das es das ferrameferramentas.ntas.

W= zero peca W= zero peca

Ponto estabelecido pelo programador

Ponto estabelecido pelo programador para que sirva para que sirva de referencia de referencia na programana programa

çã

o deo de movimentos. Ele pode ser modificado a quantidade de

movimentos. Ele pode ser modificado a quantidade de vezes que vezes que for precisa pelo programador.for precisa pelo programador.

10.6.1 Coordenadas polares 10.6.1 Coordenadas polares At

At

éé

agora o magora o m

éé

todo de dtodo de d etermieterminana

çã

o dos o dos pontos era descrito num sistema de pontos era descrito num sistema de coordecoordenadasnadas cartesian

cartesianas, as, porpor

éé

m existe uma outra maneira de declarar os pontos, neste caso, em funm existe uma outra maneira de declarar os pontos, neste caso, em fun

çã

o deo de

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10.6.2 Desfa

10.6.2 Desfaççamento zeroamento zero Tendo em conta os

Tendo em conta os pontos vistos anteriormepontos vistos anteriormente, podernte, poder

áá

ser observado que o ponto M naoser observado que o ponto M nao

éé

muito

ú

til na hora dtil na hora de realizar as programae realizar as programa

çõ

es porque nes porque n

ãã

o tem nada a ver com a peca que serao tem nada a ver com a peca que sera usinada.

usinada.

Para que esse ponto seja

ú

til, deve ser colocado sobre a peca. Este processo recebe o nome detil, deve ser colocado sobre a peca. Este processo recebe o nome de desfa

desfa

çç

amento zero, onde o ponto Mamento zero, onde o ponto M

éé

deslocado atdeslocado at

éé

o ponto W ( ponto zero da peo ponto W ( ponto zero da pe

çç

a).a). Ent

Ent

ãã

o, depois de ser o, depois de ser realizrealizada esta operaada esta opera

çã

o, o ponto M tero, o ponto M ter

áá

uma maior utilidade na usinagem dauma maior utilidade na usinagem da peca e dependera sempre da pe

peca e dependera sempre da pe

çç

a que sera que ser

áá

usinada.usinada.

10.7 Corre

10.7 Correçãção de ferramentaso de ferramentas A corre

A corre

çã

o de ferramentas serve para simplificar a programao de ferramentas serve para simplificar a programa

çã

o. Apesar das mais diversas formaso. Apesar das mais diversas formas e dimens

e dimens

õ

es das ferramentas usadas, ses das ferramentas usadas, s

ó

ó éé

necessnecess

áá

rio programar o contorno da perio programar o contorno da pe

çç

a acabada.a acabada.

Com o auxilio de corre

çõ

es de ferramentas tambes de ferramentas tamb

éé

mm

éé

possposs

í í

vel usinar uma dvel usinar uma determieterminada penada pe

çç

a coma com diferentes ferramentas, sem fazer altera

diferentes ferramentas, sem fazer altera

çõ

es do programa.es do programa. Durante a programa

Durante a programa

çã

o, portanto, deve ser dada ateno, portanto, deve ser dada aten

çã

o totalo total

áá

s medidas da pes medidas da pe

çç

a, sendo que asa, sendo que as medidas da ferramenta s

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11. 11. Centros de Torneamento CNC

Centros de Torneamento CNC

Centro de torneamento, tamb

éé

m denominado torno multitarefa,m denominado torno multitarefa,

éé

uma muma m

áá

quina-ferramenta dquina-ferramenta dee alto rendimento que conta com um elevado grau de automatiza

alto rendimento que conta com um elevado grau de automatiza

çã

o, po, possibiliossibilitando tando controlcontrolarar diversos eixos lineares e circulares e utilizar tanto ferramentas fixas como acionadas, com o diversos eixos lineares e circulares e utilizar tanto ferramentas fixas como acionadas, com o objetivo de usinar pe

objetivo de usinar pe

çç

as complexas com elevada precisas complexas com elevada precis

ãã

o por completo. Os principais segmento por completo. Os principais segmentosos da ind

da ind

ú

stria que usam estes equipamentstria que usam estes equipamentos sos s

ãã

o as indo as ind

ú

strias de componentes automotivos, destrias de componentes automotivos, de telecomunica

telecomunica

çõ

es, aeroespacial, hidres, aeroespacial, hidr

áá

ulica e pneumulica e pneum

áá

tica, ferramentarias e, cada vez mais, natica, ferramentarias e, cada vez mais, na

áá

rearea m

m

éé

dico-hospitaldico-hospitalar, onde ar, onde ss

ãã

o utilizadas para a o utilizadas para a produprodu

çã

o de peo de pe

çç

as como pras como pr

ó

teses, parafusosteses, parafusos ortop

ortop

éé

dicos e implantes dentdicos e implantes dent

áá

rios. Apesar de o rios. Apesar de o investimeinvestimento inicial ser maior do que nto inicial ser maior do que o necesso necess

áá

riorio para um conjunto de m

para um conjunto de m

áá

quinas convencionaiquinas convencionais ou s ou mesmo CNC clmesmo CNC cl

áá

ssicas, os resultados em mssicas, os resultados em m

éé

diodio prazo s

prazo s

ãã

o incontesto incontest

áá

veis.veis.

Os principais motivos pelos quais o

Os principais motivos pelos quais os centros de s centros de torneatorneamento smento s

ãã

o utilizados,so utilizados,s

ãã

o a eliminao a elimina

çã

o deo de opera

opera

çõ

es posteriores, a realizaes posteriores, a realiza

çã

o de uo de u sinagens completsinagens completas em as em umauma

ú

nica mnica m

áá

quina, a obtenquina, a obten

çã

oo de melhor precis

de melhor precis

ãã

o e maior produtividade, a reduo e maior produtividade, a redu

çã

o da mo da m

ãã

o de obra, a diminuio de obra, a diminui

çã

o significativa dao significativa da ocupa

ocupa

çã

o de espao de espa

çç

o, a reduo, a redu

çã

o dos gastos com a energia elo dos gastos com a energia el

éé

trica e, finalmente, a produtrica e, finalmente, a produ

çã

o deo de pe

pe

çç

as a custos menores. as a custos menores. Existem no mercExistem no mercado de mado de m

áá

quinas-ferramenta centros de torneamentoquinas-ferramenta centros de torneamento dedicados aos trabalhos a partir de

dedicados aos trabalhos a partir de barras e outros que trabalham com pbarras e outros que trabalham com placas de fixalacas de fixa

çã

o parao para pe

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11.1 Aplica 11.1 Aplicaçõçõ eess Os tornos em geral t

Os tornos em geral t

êê

m uma ampla e importante aplicabilidade para a fabricam uma ampla e importante aplicabilidade para a fabrica

çã

o em engenharia.o em engenharia. Nesta se

Nesta se

çã

o se o se apresentarapresentara fotos com o intuito de a fotos com o intuito de dar uma iddar uma id

éé

ia inicial sobre as aplicaia inicial sobre as aplica

çõ

es,es, atrav

atrav

éé

s de s de exemplos especexemplos espec

í í

ficos.ficos.

O centro de

O centro de tornetorneamento CNC possui damento CNC possui d iversas aplicaiversas aplica

çõ

es, destacam-se entre elas usinagens dees, destacam-se entre elas usinagens de grande precis

grande precis

ãã

o dimensional, peo dimensional, pe

çç

as de as de grande complexgrande complexidade geomidade geom

éé

trica e de fabricatrica e de fabrica

çã

o. Aso. As principais vantagens de se

principais vantagens de se utilizar o torno CNC em utilizar o torno CNC em detrimento de outros tambdetrimento de outros tamb

éé

m sm s

ãã

o os curtoso os curtos ciclos de trabalho, r

ciclos de trabalho, r

áá

pida preparapida prepara

çã

o da mo da m

áá

quina entre uma pequina entre uma pe

çç

a e outra.a e outra.

11.2 Produ

11.2 Produççãão Flexivelo Flexivel A d

A diversificiversificaa

çã

o de produtos nas empresas, a ro de produtos nas empresas, a r

áá

pida substituipida substitui

çã

o dos o dos modelomodelos produzidos e a fortes produzidos e a forte concorr

concorr

êê

ncia internacional fazem com que a ncia internacional fazem com que a produprodu

çã

o de um mesmo item seja reduzidao de um mesmo item seja reduzida drasticamente, privilegiando a produ

drasticamente, privilegiando a produ

çã

o flexo flex

í í

vel. Davel. Da

í í

a importa import

ââ

ncia das mncia das m

áá

quinas-ferramenta CNCquinas-ferramenta CNC para viabilizar esse novo formato de p

para viabilizar esse novo formato de p rodurodu

çã

o que o competitivo mundo globalizado exige daso que o competitivo mundo globalizado exige das ind

ind

ú

strias.strias.

11.3 Torneamento Duro 11.3 Torneamento Duro

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- Alto Grau de

- Alto Grau de Rigidez: O elevado grau de rigidezRigidez: O elevado grau de rigidez

éé

de suma importde suma import

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ncia para que asncia para que as propriedades anteriores se efetivem, se o sistema sofrer grandes deforma

propriedades anteriores se efetivem, se o sistema sofrer grandes deforma

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ncias maiores se distancincias maiores se distanciando da faixa dando da faixa dee utilidade, evitando com que as

utilidade, evitando com que as vibravibra

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es do sistema atrapalhem o processo.es do sistema atrapalhem o processo.

- Elevada

- Elevada VelocidadVelocidade de de deslocamento de Carros: A e deslocamento de Carros: A elevada velocidaelevada velocidade de de de deslocamedeslocamentonto dos carros permite avan

dos carros permite avan

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os bastante grandes de modo a diminuir o tempo de os bastante grandes de modo a diminuir o tempo de usinagem,usinagem, contribuin

contribuindo do significatisignificativamente para o vamente para o aumento de paumento de produrodu

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o.o.

11.5 Subsistemas do Centro de

11.5 Subsistemas do Centro de TorneamTorneamento CNCento CNC 11.5.1

11.5.1 Subsistema de SuporteSubsistema de Suporte

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do pelos seguintesdo pelos seguintes componentes: Apoios, barramento e guias. No barramento existem trilhos paralelos que, al

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suportar press

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es do torneamento sem sofrer vibraes do torneamento sem sofrer vibra

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em um eixo ideal de funcionamento.

A base do

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