53258-Apostila CNC Versao2

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará - IFETCE

Laboratório de Máquinas Operatrizes - LMO

Comando Numérico Computadorizado Prof. André Pimentel

Versão 02 [email protected]

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO CEARÁ

COMANDOS NUMÉRICOS COMPUTADORIZADOS CENTRO DE USINAGEM

FANUC 21i - MB

Fortaleza, Fevereiro de 2009





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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO CEARÁ

COMANDOS NUMÉRICOS COMPUTADORIZADOS CENTRO DE USINAGEM

FANUC 21i - MB Versão 02

O objetivo dessa apostila é reunir conceitos, fundamentos de programação e operação de máquinas de comando numérico com 3 graus de liberdade. Essa apostila é resultado de uma compilação livre de informações obtidas em livros, catálogos, revistas, apostilas e em páginas da internet. Os autores originais foram devidamente referenciados. Entretanto, caso algum material utilizado nesta apostila viole direitos autorais, por gentileza entrar em contato através do e-mail: [email protected], para sejam tomadas as devidas providências.

Fortaleza, Fevereiro de 2009

MOREIRA, André Pimentel. COMANDOS NUMÉRICOS COMPUTADORIZADOS - CENTRO DE USINAGEM FANUC 21i - MB. Fortaleza: Ifet-ce, 2009.





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SUMÁRIO

Pág. 1. Introdução----------------------------------------------------- 5 2. Histórico------------------------------------------------------- 6 2.1 Resumo Histórico------------------------------------------- 8

3. Vantagens e desvantagens------------------------------ 8 3.1 Vantagens---------------------------------------------------- 8 3.2 Desvantagens------------------------------------------------ 9

4. Principio de Funcionamento do CNC------------------ 10 4.1 Motores-------------------------------------------------------- 12 4.1.1 Motores de corrente contínua---------------------------- 12 4.1.2 Motores de passo------------------------------------------- 12 4.1.3 Servomotores------------------------------------------------ 13 4.2 Sensores------------------------------------------------------ 14 4.2.1 Encoders------------------------------------------------------ 14 4.2.1.1 Encoder absoluto------------------------------------------- 15 4.2.1.2 Encoder incremental--------------------------------------- 17

5. Etapas da usinagem com tecnologia CNC----------- 18 5.1 Recebimento do desenho--------------------------------- 18 5.2 Desenho em CAD------------------------------------------- 18 5.3 Planejamento do processo------------------------------- 18 5.4 Levantamento das coordenadas------------------------ 18 5.5 Programação------------------------------------------------- 19 5.6 Simulação gráfica------------------------------------------- 19 5.7 Montagens---------------------------------------------------- 19 5.8 Setup de fixação e ferramentas------------------------- 20 5.9 Execução passo-a-passo--------------------------------- 20 5.10 Execução do lote-------------------------------------------- 20

6. Coordenadas cartesianas--------------------------------- 21 6.1 Coordenadas absolutas e incrementais--------------- 23

7. Linguagens de programação----------------------------- 24 7.1 Linguagem APT--------------------------------------------- 24 7.2 Linguagem EIA/ISSO-------------------------------------- 24 7.3 Linguagem interativa--------------------------------------- 24 7.4 Produção gráfica via CAM-------------------------------- 25

8. Estrutura do programa------------------------------------- 25 8.1 Caracteres especiais--------------------------------------- 25 8.2 Funções de posicionamento----------------------------- 25 8.3 Funções especiais------------------------------------------ 25

9. Sistemas de interpolação--------------------------------- 27 9.1 Interpolação linear------------------------------------------ 27 9.2 Interpolação circular---------------------------------------- 28 9.3 Coordenadas polares-------------------------------------- 28

10. Pontos de referência--------------------------------------- 29 10.1 Ponto zero máquina---------------------------------------- 29 10.2 Ponto de referência----------------------------------------- 29 10.3 Ponto zero peça--------------------------------------------- 29

11. Funções preparatórias de deslocamento------------- 30 11.1 Funções preparatórias G---------------------------------- 30 11.2 Lista de funções G------------------------------------------ 30 11.3 Lista das funções miscelâneas-------------------------- 32

Exercícios 1-------------------------------------------------- 33 12. Sintaxe das funções---------------------------------------- 40

Funções G0, G1, G2 e G3-------------------------------- 40





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12.1 Interpolação helicoidal------------------------------------- 43 Função G4---------------------------------------------------- 44 Funções G15 e G16---------------------------------------- 44 Funções G17, G18 e G19-------------------------------- 46 Funções G40, G41 e G42-------------------------------- 47 Funções G43, G44 e G49-------------------------------- 48 Funções G50.1 e G51.1----------------------------------- 49 Função G52-------------------------------------------------- 49 Função G53-------------------------------------------------- 50 Funções G54 a G59 e G54.1 P1 a G54.1 P48------ 51 Funções G68 e G69---------------------------------------- 51 12.2 Ciclos fixos---------------------------------------------------- 52 Função G73-------------------------------------------------- 54 Função G74-------------------------------------------------- 55 Função G76-------------------------------------------------- 57 Função G80-------------------------------------------------- 58 Função G81-------------------------------------------------- 58 Função G82-------------------------------------------------- 59 Função G83-------------------------------------------------- 60 Função G84-------------------------------------------------- 61 Função G85-------------------------------------------------- 63 Função G86-------------------------------------------------- 64 Função G87-------------------------------------------------- 65 Função G88-------------------------------------------------- 65 Função G89-------------------------------------------------- 66

13. Subprogramas----------------------------------------------- 67 Funções M98 e M99--------------------------------------- 67

14. Formulas usada na programação--------------------- 67 15. Como evitar colisões em máquinas CNC------------- 70 16. Softwares de simulação de programação de CNC- 77

16.1 Filius III-------------------------------------------------------- 77 16.2 CNCsimulator------------------------------------------------ 78 16.3 EditCNC------------------------------------------------------- 78 16.4 Simulador----------------------------------------------------- 79

17. Software de simulação CNCsimulator----------------- 79 17.1 Passos para simulação – peça demonstração------ 80

18. Exemplo de programação-------------------------------- 82 Exercícios 2-------------------------------------------------- 84

19. Anexos--------------------------------------------------------- 92





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1. INTRODUÇÃO

Desde os tempos mais remotos nas mais antigas civilizações, o homem busca racionalizar e automatizar o seu trabalho, por meio de novas técnicas. A automação simplifica todo tipo de trabalho, seja ele físico ou mental. O exemplo mais comum da automação do trabalho mental é o uso da calculadora eletrônica. No cotidiano observa-se cada vez mais a automação e a racionalização dos trabalhos físicos em geral, por exemplo: Na agricultura vêem-se novos e sofisticados tratores que substituem a enxada, e outros meios de produção. A cada nova geração de novos produtos, observa-se em cada modelo uma evolução que faz com que os esforços físicos e mentais sejam reduzidos.

Hoje, controle numérico computadorizado (CNC) são máquinas encontradas em quase todos os lugares, das pequenas oficinas de usinagem as grandiosas companhias de manufatura. Na realidade quase não existem produtos fabris que não estejam de alguma forma relacionadas à tecnologia destas máquinas ferramentas inovadoras. Todos envolvidos nos ambientes industriais deveriam estar atentos ao que se é possível fazer com estas maravilhas tecnológicas. Por exemplo, o projetista de produto precisa ter bastante conhecimento de CNC para aperfeiçoar o dimensionamento e técnicas de tolerância das peças produtos a serem usinadas nos CNCs. O projetista de ferramentas precisa entender de CNC para projetar as instalações e as ferramentas cortantes que serão usadas nas máquinas CNC. Pessoas do controle de qualidade deveriam entender as máquinas CNC usadas em suas companhias para planejar controle de qualidade e controle de processo estatístico adequadamente. Pessoal de controle de produção deveria conhecer esta tecnologia de suas companhias para definirem os tempos de produção de modo realístico. Gerentes, supervisores, e líderes de time deveriam entender bem de CNC para se comunicarem inteligentemente com trabalhadores da mesma categoria. E não precisaríamos nem dizer nada sobre os programadores CNC, as pessoas de organização, operadores, e outros trabalhando diretamente ligados com os equipamentos CNC eles têm que ter um entendendo muito bom desta tecnologia.

O Controle Numérico (CN), e sua definição mais simples, é que todas as informações geométricas e dimensionais contidas em uma peça, conhecida por meio de desenhos e cotas (números), seriam entendidas e processadas pela máquina CNC, possibilitando a automação da operação. Atualmente, a utilização do Controle Numérico Computadorizado (CNC), é a saída mais apropriada para a solução dos mais complexos problemas de usinagem. Onde anteriormente se exigia uma máquina ou uma ferramenta especial, atualmente é feito com o CNC de uma forma muito simples. O Comando Numérico Computadorizado (CNC) é um equipamento eletrônico que recebe informações da forma em que a máquina vai realizar uma operação, por meio de linguagem própria, denominado programa CNC, processa essas informações, e devolve-as ao sistema através de impulsos elétricos. Os sinais elétricos são responsáveis pelo acionamento dos motores que darão à máquina os movimentos desejados com todas as características da usinagem, realizando a operação na seqüência programada sem a intervenção do operador. O CNC





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não é apenas um sistema que atua diretamente no equipamento, ele deve ser encarado como um processo que deve ser responsável por mudanças na CULTURA da empresa. Isto quer dizer que, para que se tenha um melhor aproveitamento de um equipamento CNC, é interessante que se tenha uma boa organização, principalmente no que se refere ao processo de fabricação, controle de ferramentais (fixação, corte e medição) e administração dos tempos padrões e métodos de trabalho.

Em termos simples, o objetivo de uma máquina - ferramenta com CNC é fazer com que as ferramentas de corte ou usinagem sigam, automaticamente, uma trajetória pré-programada através de instruções codificadas, com a velocidade da trajetória e a rotação da ferramenta ou peça também pré-programadas. Há diversas formas de executar essa programação, algumas manuais, outras auxiliadas por computador (CAP – Computer Aided Programming). Existem também casos em que o próprio CNC pode ser utilizado para auxiliar na programação, usando métodos interativos com o operador.

2. HISTÓRICO DO CNC

No processo de pesquisa para melhoria dos produtos, aliado ao desenvolvimento dos computadores, foi possível chegar às primeiras máquinas controladas numericamente. O principal fator que forçou os meios industriais a essa busca, foi a segunda guerra mundial. Durante a guerra, as necessidades de evolução foram de papel decisivo, necessitavam-se de muitos aviões, tanques, barcos, navios, armas, caminhões, etc., tudo em ritmo de produção em alta escala e grande precisão, pois a guerra estava consumindo tudo, inclusive com a mão de obra. Grande parte da mão de obra masculina utilizada pelas fábricas como especializada, foi substituída pela feminina, o que na época implicava na necessidade de treinamento, com reflexos na produtividade e na qualidade. Era o momento certo para se desenvolver máquinas automáticas de grande produção, para peças de precisão e que não dependessem da qualidade da mão de obra aplicada. Diante deste desafio, iniciou-se o processo de pesquisa onde surgiu a máquina comandada numericamente. A primeira ação neste sentido surgiu em 1949 no laboratório de Servomecanismo do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), com a união da Força Aérea Norte americana (U.S. Air Force) e a empresa Parsons Corporation of Traverse City, Michigan. Foi adotada uma fresadora de três eixos, a Hydrotel, da Cincinnati Milling Machine Company, como alvo das novas experiências. Os controles e comandos convencionais foram retirados e substituídos pelo comando numérico, dotado de leitora de fita de papel perfurado, unidade de processamento de dados e servomecanismo nos eixos. Após testes e ajustes, a demonstração prática da máquina ocorreu em março de 1952, e o relatório final do novo sistema somente foi publicado em maio de 1953. Após este período, a Força Aérea Norte americana teve um desenvolvimento extraordinário, pois as peças complexas e de grande precisão, empregadas na fabricação das aeronaves, principalmente os aviões a jato de uso militar, passaram a ser produzidos de forma simples e rápida, reduzindo-se os prazos de entrega do produto desde o projeto, até o acabamento final. A cada ano, foi incrementada a aplicação do CN,





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principalmente na indústria aeronáutica. Em 1956 surgiu o trocador automático de ferramentas, mais tarde em 1958, os equipamentos com controle de posicionamento ponto a ponto e a geração contínua de contornos, que foram melhorados por este sistema em desenvolvimento. A partir de 1957, houve nos Estados Unidos, uma grande corrida na fabricação de máquinas comandadas por CN, pois os industriais investiam até então em adaptações do CN em máquinas convencionais. Este novo processo foi cada vez mais usado na rotina de manufatura, que a partir deste ano, com todos os benefícios que haviam obtido deste sistema, surgiram novos fabricantes que inclusive já fabricavam seus próprios comandos. Devido ao grande número de fabricantes, começaram a surgir os primeiros problemas, sendo que o principal, foi a falta de uma linguagem única e padronizada. A falta de padronização era bastante sentida em empresas que tivessem mais de uma máquina de comandos, fabricados por diferentes fornecedores, cada um deles tinha uma linguagem própria , com a necessidade de uma equipe técnica especializada para cada tipo de comando, o que elevava os custos de fabricação. Em 1958, por intermédio da EIA (Eletronic Industries Association) organizou-se estudos no sentido de padronizar os tipos de linguagem. Houve então a padronização de entrada conforme padrão RS-244 que depois passou a EIA244A ou ASC II. Atualmente o meio mais usado de entrada de dados para o CNC é via computador, embora durante muitos anos a fita perfurada foi o meio mais usado, assim como outros com menor destaque. A linguagem destinada a programação de máquinas era a APT (Automatically Programed Tools), desenvolvida pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts em 1956, daí para frente foram desenvolvidas outras linguagens para a geração contínua de contornos como AutoPrompt (Automatic Programming of Machine Tools), ADAPT, Compact II, Action, e outros que surgiram e continuam surgindo para novas aplicações. Com o aparecimento do circuito integrado, houve grande redução no tamanho físico dos comandos, embora sua capacidade de armazenamento tenha aumentado, comparando-se com os controles transistorizados. Em 1967 surgia no Brasil as primeiras máquinas controladas numericamente, vinda dos Estados Unidos. No início da década de 70, surgem as primeiras máquinas CNC (Controle Numérico Computadorizado), e no Brasil surge as primeiras máquinas CN de fabricação nacional. A partir daí, observa-se uma evolução contínua e notável concomitantemente com os computadores em geral, fazendo com que os comandos (CNC) mais modernos, empreguem em seu conceito físico (hardware) tecnologia de última geração. Com isso, a confiabilidade nos componentes eletrônicos aumentou, aumentando a confiança em todo sistema. Comando CN, conforme a figura 1 é aquele que executa um programa sem memorizá-lo, e a cada execução, o comando deve realizar a leitura no veículo de entrada. O comando CNC é aquele que após a primeira leitura do veículo de entrada, memoriza o programa e executa-o de acordo com a necessidade, sem a necessidade de nova leitura.





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2.1 RESUMO HISTÓRICO

1940 - MARK I: primeiro computador construído por harvard e pela IBM

1949 - Contratos da PARSON COM A USAF para fabricarem máquinas

equipadas com CN

1952 - MIT E PARSON colocam em funcionamento o primeiro protótipo CN

1957 - Início da comercialização do CN

1967 - Primeiras máquinas do CN no BRASIL

1970 - Aplicações dos primeiros comandos a CNC

1971 - Fabricado pela a ROMI o primeiro torno com comando CN (COMANDO

SLO-SYN)

1977 - Comandos numéricos com CNC usando tecnologia dos

microprocessadores

1980 - Sistemas flexíveis de fabricação são aplicados em larga escala

3. VANTAGENS E DESVANTAGENS DO CNC

3.1 VANTAGENS

As principais vantagens do CNC sobre o CN de acordo com Diniz (1990) referem-se principalmente às possibilidades de alterar o programa durante a sua execução (diretamente através do teclado da máquina) e de saída de

figura 1 – Torno com comando CN





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programas memorizados através de perfuradora de fita de papel ou tele-impressora, além de utilizar ciclos fixos de usinagem e empregar sub-rotinas. O CNC evoluiu também para um esquema de comando numérico direto ou distribuído (CND), que consiste em um controle ou conexão central de um grupo de MFCN ou CNC por uma unidade central de computador, em tempo real. Desta forma, acentuam-se como principais vantagens no CNC: - Aumento da flexibilidade;

- Redução nos circuitos de "hardware" e simplificação dos remanescentes bem

como disponibilidade de programas automáticos de diagnósticos, diminuindo

pessoal de manutenção;

- Eliminação do uso de fita perfurada;

- Aumento das possibilidades de corrigir programas (edição);

- Possibilidade do uso de equipamentos periféricos computacionais;

- Interface com ”display" para operação.

- A intervenção de operador relacionada a peças produto é drasticamente

reduzida ou eliminada.

- Peças consistentes e precisas

- Repetibilidade

- Tempos de "setup" muito curtos.

Atualmente, a maioria das máquinas é do tipo CNC. Mesmo aquelas NC,

em sua maior parte, foram convertidas em CNC através de operações de retrofiting.

3.2 DESVANTAGENS

- Investimento inicial elevado (30.000 a 1.500.000 euros)

- Manutenção exigente e especializada

- Não elimina completamente os erros humanos

- Necessita operadores mais especializados

- Não tem vantagens tão evidentes para séries pequenas e muito pequenas.





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4. PRINCIPIO DE FUNCIONAMENTO DO CNC

A função mais básica de qualquer máquina CNC é o controle de movimento automático, preciso, e consistente. Todos os equipamentos CNC que tenha duas ou mais direções de movimento, são chamados eixos. Estes eixos podem ser preciso e automaticamente posicionados ao longo dos seus movimentos de translação. Os dois eixos mais comuns são lineares (dirigido ao longo de um caminho reto) e rotativos (dirigido ao longo de um caminho circular).

Em vez de serem movimentadas virando manivelas manualmente como é feito em máquinas ferramentas convencionais, as máquinas CNCs têm seus eixos movimentados sob controle de servomotores do CNC, e guiado pelo programa de peça. Em geral, o tipo de movimento (rápido, linear e circular), Para os eixos se moverem, a quantidade de movimento e a taxa de avanço (feed rate) é programável em quase todas máquinas ferramentas CNC. A figura 2 mostra o controle de movimento de uma máquina convencional. A figura 3 mostra um movimento de eixo linear de uma máquina CNC.

figura 2 - funcionamento convencional

figura 3 - funcionamento automático





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Todas as máquinas devem ter seu funcionamento mantido dentro de

condições satisfatórias, de modo a atingir com êxito o objetivo desejado. A forma primitiva de controle é a manual. O homem, por meio de seu cérebro e seu corpo, controla as variáveis envolvidas no processo. No caso do torno mecânico, por exemplo, de acordo com o material a ser usinado, o torneiro seleciona a rotação da placa, o avanço a ser utilizado, a quantidade de material a ser removido, e verifica se vai utilizar ou não fluido de corte etc.

O torneiro é o controlador do torno mecânico. Com um instrumento de medição, ele verifica a dimensão real da peça. A informação chega ao seu cérebro através dos olhos. Também através dos olhos, o cérebro recebe informações da dimensão desejada, contida no desenho da peça. No cérebro, ambas as informações são comparadas: a dimensão desejada e a dimensão real. O resultado dessa comparação – o desvio – é uma nova informação, enviada agora através do sistema nervoso aos músculos do braço e da mão do torneiro. O torneiro, então, gira o manípulo do torno num valor correspondente ao desvio, deslocando a ferramenta para a posição desejada e realizando um novo passe de usinagem. A seguir, mede novamente a peça e o ciclo se repete até que a dimensão da peça corresponda à requerida no desenho, ou seja, até que o desvio seja igual a zero. Na figura 4 é mostrado o sistema de realimentação em malha fechada do funcionamento do posicionamento do CNC.

figura 4 – sistema de realimentação do posicionamento





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4.1 MOTORES

Existe diversos tipo de motores que podem ser usados para movimentar uma máquina CNC. Entre as soluções mais usadas podemos citar a movimentação através de motores de passo, motor de corrente continua com encoder e servomotores.

4.1.1 MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA

São motores de custo elevado e, além disso, precisam de uma fonte de corrente contínua, ou de um dispositivo que converta a corrente alternada comum em contínua. Podem funcionar com velocidade ajustável entre amplos limites e se prestam a controles de grande flexibilidade e precisão. Por isso seu uso é restrito a casos especiais em que estas exigências compensam o custo muito mais alto da instalação, ou no caso da alimentação usada ser contínua.

4.1.2 MOTORES DE PASSO

Muitos dispositivos computadorizados (drives, CDRom etc.) usam motores especiais que controlam os ângulos de giro de seus rotores. Em vez de girar continuamente, estes rotores giram em etapas discretas; os motores que fazem isso são denominados 'motores de passo'. O rotor de um motor de passo é simplesmente um ímã permanente que é atraído, seqüencialmente, pelos pólos de diversos eletroímãs estacionários, como é ilustrado na figura 5.

Num motor de passo, o rotor é atraído por um par de pólos do estator e a seguir, por outro. O rotor movimenta-se por etapas discretas, pausando em cada orientação, até que novo comando do computador ative um jogo diferente de eletroímãs. O controle é bem fácil de ser implementado, além disso, é a solução mais barata para fazer controle de posicionamento, porém como pontos negativos é o fato do motor induzir vibrações, e ter ainda por cima uma velocidade um pouco limitada.

figura 5 – funcionamento do motor de passo





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4.1.3 SERVOMOTORES

O servomotor é uma máquina síncrona composta por uma parte fixa (o estator) e outra móvel (o rotor). O estator é bobinado como no motor elétrico convencional, porém, apesar de utilizar alimentação trifásica, não pode ser ligado diretamente à rede, pois utiliza uma bobinagem especialmente confeccionada para proporcionar alta dinâmica ao sistema. O rotor é composto por ímãs permanentes dispostos linearmente e um gerador de sinais (resolver) instalado para fornecer sinais de velocidade e posição. São exigidos, dinâmica, controle de rotação, torque constante e precisão de posicionamento. As características mais desejadas nos servomotores são o torque constante em larga faixa de rotação (até 4.500 rpm), uma larga faixa de controle da rotação e variação e alta capacidade de sobrecarga.

Circuito de Controle - O circuito de controle é formado por componentes eletrônicos discretos ou circuitos integrados e geralmente é composto por um oscilador e um controlador PID (Controle proporcional integrativo e derivativo) que recebe um sinal do sensor (posição do eixo) e o sinal de controle e aciona o motor no sentido necessário para posicionar o eixo na posição desejada conforme a figura 6.

Os servos possuem três fios de interface, dois para alimentação e um para o sinal de controle. O sinal de controle utiliza o protocolo PWM (modulação por largura de pulso) que possui três características básicas: Largura mínima, largura máxima e taxa de repetição. A largura do pulso de controle determinará a posição do eixo.

Uma vez que o servo recebe um sinal de, por exemplo, 1,5 ms, ele verifica se o potenciômetro está na posição correspondente, se estiver, ele não faz nada. Se o potenciômetro não estiver na posição correspondente ao sinal recebido, o circuito de controle aciona o motor até que a posição seja correta. Na figura 7 é mostrado o exemplo de servomotores.

figura 6 – PWM do servomotor





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4.2 SENSORES

São dispositivos que mudam seu comportamento sob a ação de uma grandeza física, podendo fornecer diretamente ou indiretamente um sinal que indica esta grandeza. Quando operam diretamente, convertendo uma forma de sinal em outro, são chamados transdutores. Os de operação indireta alteram suas propriedades, como a resistência, a capacitância ou a indutância, sob ação de uma grandeza, de forma mais ou menos proporcional.

O sinal de um sensor pode ser usado para detectar e corrigir desvios em sistemas de controle, e nos instrumentos de medição, que freqüentemente estão associados aos SC de malha aberta (não automáticos) e Malha fechada (automáticos), orientando o usuário.

Existem muitos tipos e modelos de sensores. Podemos utilizá-los para diversos fins, mas vamos abordar os sensores de posicionamento. Um exemplo de aplicação desses sensores é em maquinário CNC, onde podem ser encontradas nas torres (Z) e mesas (X e Y), nos magazines de ferramentas, mouse, impressoras e etc. Outro exemplo de aplicação é em robôs manipuladores que requerem movimentos precisos de posicionamento, ou também em antenas radares, telescópios, etc. Os

4.2.1 ENCODERS

Os encoders (figura 10) são transdutores de movimento capazes de converter movimentos lineares ou angulares em informações elétricas que podem ser transformadas em informações binárias e trabalhadas por um programa que converta as informações passadas em algo que possa ser entendido como distância, velocidade, etc. Em outras palavras, o encoder é uma unidade de realimentação que informa sobre posições atuais de forma que possam ser comparadas com posições desejadas e seus movimentos sejam planejados.

Os encoders possuem internamente um ou mais discos (máscaras) perfurado, que permite, ou não, a passagem de um feixe de luz infravermelha, gerado por um emissor que se encontra de um dos lados do disco e captado por um receptor que se encontra do outro lado do disco, este, com o apoio de

figura 7 – servomotores





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um circuito eletrônico gera um pulso. Dessa forma a velocidade ou posicionamento é registrado contando-se o número de pulsos gerados. Os encoders podem ser lineares ou rotativos, sendo o rotativo o mais comum. São fabricados em duas formas básicas: codificador absoluto, onde uma única palavra correspondente a cada posição de rotação do eixo, assim não perdem a real posição no caso de uma eventual queda da tensão de alimentação (até mesmo se deslocados) e o codificador incremental, o que produz pulsos digitais quando o eixo gira, permitindo a medição da posição relativa do eixo. A maioria dos codificadores rotativos possui um disco de vidro ou de plástico com um código radial padrão organizado em faixas, conforme a figura 8.

4.2.1.1 ENCODER ABSOLUTO

O disco óptico do codificador absoluto é projetado para produzir uma palavra digital que distingue de N distintas posições do eixo. Por exemplo, se há 8 pistas, o encoder é capaz de produzir 256 posições distintas ou uma resolução angular de 1,406 (360 / 256) graus. Os tipos mais comuns de codificação numérica utilizada no codificador absoluto são os códigos binários e código Gray.

Para exemplificar o seu funcionamento, vamos utilizar um encoder absoluto de 4 bits, como mostrado na figura 9.

figura 8 – encoder

figura 9 – encoder de 4 bits





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Os padrões associados geram combinações digitais que podem ser

vistas na tabela 1 .

O código Gray é projetado para que apenas uma faixa mude a cada estado de transição, ao contrário do código binário onde múltiplas faixas (bits) mudança em certas transições. Este efeito pode ser visto claramente na Tabela 1. Pelo código Gray, a incerteza durante uma transição é apenas uma contagem, ao contrário com o código binário, onde a incerteza pode ser múltiplas contagens.

O problema está em certas transições. Veja por exemplo a transição entre a posição 0111 e a posição 1000. Nesta fronteira, o valor de quatro bits deve mudar ao mesmo tempo. Durante este transiente, digamos que o sistema de leitura passe por algum tempo pela posição 1111 (porque, digamos, o mecanismo de leitura do quarto bit funciona ligeiramente mais rápido, ou porque ao passar pela fronteira o mecanismo oscila um pouco entre o zero e o um). Neste caso, o sistema indicaria temporariamente a posição 1111, que não está nem próxima a nenhuma das posições da fronteira.

Para converter binário em Gray, comece com o bit mais significativo e use-o como o Gray MSB. Em seguida, compare o binário MSB com o próximo bit, se eles forem iguais então o bit na codificação Gray será 0, se forem diferentes será 1. Repita a operação até o último bit.

Tabela 1 – combinações digitais





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4.2.1.2 ENCODER INCREMENTAL

O codificador incremental possui uma construção mais simples do que o codificador absoluto. É constituída por duas faixas e sensores cujos resultados são chamados canais A e B. Quando o eixo gira, pulsos ocorrem sobre estes canais com uma freqüência proporcional à velocidade do eixo e a relação de fase entre os sinais produz o sentido de rotação. O código de um disco padrão com duas faixas e saída de sinais A e B são ilustradas na figura 11. Através da contagem do número de pulsos e conhecendo a resolução do disco, o movimento angular pode ser medido. Muitas vezes um terceiro canal de saída, chamado INDEX, produz um pulso por revolução, que é útil em plena contagem revoluções. É também útil como uma referência para a definição de uma referência (zero).

figura 10 – (a) encoder absoluto, (b) encoder incremental

(a) (b)

figura 11 – codificação incremental





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5. ETAPAS DA USINAGEM COM TECNOLOGIA CNC

A tecnologia de comando numérico computadorizado, CNC, trouxe vantagens como velocidade, precisão, repetibilidade e flexibilidade. Mas, ao contrário do que se pode pensar, estas vantagens só tem efeito após a peça piloto ter sido usinada. Isto ocorre devido ao tempo necessário para se obter uma única peça através do CNC, que é bastante longo, chegando a ser superior à usinagem convencional. Normalmente, em CNC, os seguintes passos são seguidos:

5.1 RECEBIMENTO DO DESENHO Da mesma forma como no processo convencional, a primeira etapa da

usinagem inicia-se através do recebimento do desenho da peça que deve ser analisado, interpretado e compreendido. É muito importante observar as notas, que algumas vezes trazem detalhes como chanfros ou raios de concordância que não estão graficamente representados.

5.2 DESENHO EM CAD

O ideal para trabalhar em CNC é receber o desenho em CAD. Caso isto não ocorra e dependendo da complexidade da peça, deve-se desenha-la pois muitas das coordenadas necessárias à programação estão implícitas nos desenhos cotados de forma padrão, e em muitos casos seu cálculo é complexo e sujeito a erros. Já, a obtenção de dados do desenho em CAD ocorre de forma rápida e precisa.

É de grande importância definir neste momento o ponto de referência que será utilizado para a programação, ou seja, deve-se escolher o ponto zero-peça. Caso o desenho tenha sido recebido em CAD deve-se move-lo de modo que o ponto escolhido seja posicionado nas coordenadas X=0 e Y=0.

5.3 PLANEJAMENTO DO PROCESSO

Também, da mesma forma como ocorreria na usinagem convencional, deve-se realizar a etapa do planejamento do processo de usinagem. Esta é, com certeza, a etapa mais importante e mais complexa de todo o procedimento, pois envolve a definição da forma de fixação da peça na máquina, a definição da seqüência de usinagem, a escolha das ferramentas para cada etapa do processo e a determinação dos dados tecnológicos para cada ferramenta (velocidade de corte, velocidade de avanço, rotação da ferramenta, profundidade de corte, número de passadas, rotação da ferramenta, etc.).

5.4 LEVANTAMENTO DAS COORDENADAS Conhecida a forma de fixação da peça e o processo de usinagem pode-

se voltar ao CAD e realizar o levantamento das coordenadas que serão relevantes na programação. Deve-se prever pontos de entrada e saída da





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ferramenta e observar possíveis colisões com detalhes da peça e também com o próprio dispositivo de fixação.

5.5 PROGRAMAÇÃO Tendo em mãos as coordenadas obtidas do desenho da peça e

conhecendo a seqüência de operações pode-se escrever o programa. É importante que o programa seja bem comentado, facilitando as possíveis alterações e correções que possam ser necessárias. O uso de sub-rotinas deve ser explorado, tornando-o menor e de mais fácil manutenção. Deve-se explorar todos os recursos que a máquina oferece para tornar o programa menor e mais eficiente, tais como ciclos de desbastes internos, ciclos de furação, rotação de coordenadas e deslocamento de referência entre outros. No caso de se utilizar um software para a programação, deve-se fazer a transmissão do programa para a máquina.

5.6 SIMULAÇÕES Na realidade esta etapa ocorre juntamente com a programação, mas

devido a sua importância será destacada como uma fase específica. A simulação gráfica, por exemplo, é uma ferramenta que deve ser explorada ao máximo, pois permite detectar erros de programação que podem por em risco a peça, as ferramentas, o dispositivo de sujeição e até mesmo a máquina.

Deve-se utilizar principalmente o recurso de zoom para verificar pequenos detalhes e também a simulação em ângulos diferentes (topo, frontal, lateral, etc.). Mesmo quando se utiliza um software de simulação gráfica, deve-se realizar a simulação fornecida pela máquina, para garantir que o programa está funcional.

Uma observação importante é que algumas funções do programa só podem ser simuladas corretamente após realização do setup de ferramentas (que será discutido mais adiante) pois dependem dos valores do diâmetro para serem calculadas. Mesmo assim, é um bom momento para verificar a existência de erros grosseiros (sinal invertido, coordenadas trocadas, falta de uma linha, etc.).

5.7 MONTAGENS Destaca-se nesta fase a definição da fixação da peça na máquina.

Dependendo da peça em questão pode-se utilizar dispositivos padrões como uma morsa ou grampos de fixação, mas algumas vezes deve-se projetar e construir um dispositivo específico que atenda a características próprias de cada situação. Exemplo disto seria a necessidade de se soltar a peça no meio do programa para virá-la e fixá-la novamente para continuar a usinagem, mas garantindo as relações geométricas com a fixação inicial

É a primeira etapa de setup da máquina. Deve-se montar o dispositivo

de fixação e as ferramentas. A montagem do dispositivo de fixação da peça é cercada de cuidados, pois se deve limpar cuidadosamente a mesa de trabalho da máquina e a superfície de apoio do dispositivo. Além disto, sua fixação deve observar, quando necessário, o paralelismo com os eixos de trabalho, através





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da utilização de um relógio apalpador (normalmente fixado no fuso da máquina).

Na montagem das ferramentas deve observar uma cuidadosa limpeza dos suportes além de garantir um bom aperto, evitando que ela se solte durante a usinagem. Durante a fixação das ferramentas nos suportes deve-se buscar mante-las o mais curtas possível, de modo a evitar flanbagens e vibrações, mas não se pode esquecer de verificar a possibilidade de impacto do suporte da ferramenta com obstáculos oferecidos pela peça ou pela fixação.

Por fim, quando da instalação das ferramentas na máquina, deve-se ajustar os bicos de fluido refrigerante de modo que todas as ferramentas sejam refrigeradas.

5.8 SETUP DE FIXAÇÃO E FERRAMENTAS Após a instalação do dispositivo de fixação e do ferramental deve-se

informar ao CNC as características que os definem. No caso do dispositivo de fixação deve-se informar as coordenadas X e Y que foram utilizadas como referência na programação, ou seja, deve-se definir o zero-peça.

Para cada ferramenta deve-se informar o seu diâmetro e o seu comprimento (referência do eixo Z). Após esta etapa pode-se realizar com segurança a simulação gráfica oferecida pelo CNC da máquina.

5.9 EXECUÇÃO PASSO-A-PASSO

Após realizado todo o setup da máquina e a depuração do programa através da simulação gráfica pode-se finalmente executar a primeira peça, denominada normalmente de peça piloto, que sempre que possível não deve fazer parte do lote, já que existe grande possibilidade de ocorrerem falhas não previstas. Sua execução é realizada no modo passo-a-passo, ou seja, cada linha do programa só será executada após liberação realizada pelo operador. Além disso, a velocidade de movimentação pode ser controlada permitindo realizar aproximações lentas e seguras. Pode-se ligar e desligar o fluido refrigerante a qualquer instante de modo a permitir melhor visualização dos movimentos. Esta etapa permite verificar detalhes não previstos na etapa de programação e não visualizados na simulação.

Quando se encontra alguma linha com algum erro ou necessidade de alteração pode-se parar a usinagem, afastar a ferramenta da peça, alterar o programa e reiniciar a partir desta linha, continuando a analisar o programa.

5.10 EXECUÇÃO DO LOTE Após a execução passo-a-passo ter sido concluída com sucesso e todas

as correções necessárias terem sido realizadas pode-se passar a execução das peças do lote. É a etapa final onde as vantagens da tecnologia CNC vão surgir. Resumindo, tem-se as seguintes etapas: 1. Recebimento do desenho. 2. Desenho em CAD.





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3. Planejamento do processo. 4. Levantamento das coordenadas. 5. Programação. 6. Simulação gráfica. 7. Instalação das ferramentas. 8. Setup de ferramentas. 9. Execução passo-a-passo. 10. Execução do lote.

6. COORDENADAS CARTESIANAS

Todas as máquinas-ferramenta CNC são comandadas por um sistema de coordenadas cartesianas (fig. 12) na elaboração de qualquer perfil geométrico. A nomenclatura dos eixos e movimentos está definida na norma internacional ISO 841 (numerical control of machines) e é aplicável a todo tipo de máquina-ferramenta. Os eixos rotativos são designados com as letras A, B e C; os eixos principais de avanço com as letras X, Y e Z.

Um sistema de coordenadas garante a localização de um ponto. Em

fresadoras utiliza-se um sistema de três coordenadas, padronizadas de X, Y e Z e que definem um ponto no espaço. Por convenção o Z sempre é o eixo que gira. No caso de uma fresadora vertical o eixo vertical será o Z e terá valores positivos para cima. Dos eixos que restam o maior é denominado de X e terá valores positivos para a direita (eixo horizontal longitudinal,). Assim fica o ultimo eixo será o Y com valores positivos indo em direção à máquina (horizontal transversal), como mostrado na figura 13.

O sistema de eixos pode ser facilmente representado com auxílio da mão direita, onde o polegar aponta para o sentido positivo do eixo X, o indicador para o sentido positivo do Y, e o dedo médio para o sentido positivo

figura 12 – coordenadas cartesianas





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do Z (Centro de Usinagem). Este sistema é denominado Sistema de Coordenadas Dextrógeno, pois possui três eixos perpendiculares entre si, que podem ser representados com o auxílio dos dedos da mão direita, conforme a figura 14.

Uma pergunta ainda pode estar havendo na cabeça de muitas pessoas, mas eu já ouvi falar de máquinas de seis, sete ou até mais eixos, como seria isto?

Realmente isso existe, embora sejam máquinas extremamente especiais, elas existem, alem dos eixos lineares primários pode haver outros três eixos lineares, que são conhecidos como eixos lineares secundários, e suas disposições são da seguinte maneira, se o eixo é paralelo ao X se chamará U, se paralelo a Y o nome será V, se paralelo ao eixo Z recebe o nome de W; Deste modo já se somam nove eixos possíveis em uma máquina CNC; porém isto não para por aí, pois pode haver máquinas de até 15 eixos.

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figura 14 – Regra da mão direita

figura 13 – representação dos eixos





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6.1 COORDENADAS ABSOLUTAS E INCREMENTAIS

No sistema de programação CNC é possível utilizar dois tipos diferentes de coordenadas:

• Coordenadas absolutas • Coordenadas incrementais Define-se como sistema de coordenadas absolutas o sistema de

coordenadas onde o ponto a ser atingido pela ferramenta é dado tomando-se como referência o “zero-peça”.

Define-se como sistema de coordenadas incrementais o sistema de coordenadas onde o ponto a ser atingido pela ferramenta é dado tomando-se como referência o ponto anterior. Para a utilização deste tipo de sistema de coordenadas deve-se raciocinar no Comando Numérico Computadorizado da seguinte forma: da posição em que parou a ferramenta, quanto falta para chegar ao próximo ponto?

Para a programação CNC é fundamental conseguir analisar um desenho e obter dele suas coordenadas. Nos desenhos à seguir pode-se observar as coordenadas de uma figura bastante simples em duas situações diferentes. Nestes dois casos o sistema de coordenadas estará desenhado para auxiliar nesta tarefa. Observando o desenho da figura 15, deve-se analisar os dados da tabela com as coordenadas de cada vértice, indicados pelas letras A até H.

O exemplo anterior mostra o uso de coordenadas absolutas (baseadas

em uma referência fixa). Pode-se trabalhar com coordenadas incrementais, que sempre se relacionam com o ponto anterior (em outras palavras, a posição atual é sempre a origem). A figura 16 apresenta um perfil onde se considera o ponto A como sendo o ponto inicial. A tabela está preenchida com as coordenadas incrementais.

figura 15 – sistema de coordenadas absolutas





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Durante o desenvolvimento de um programa CNC pode-se utilizar tanto coordenadas absolutas como coordenadas incrementais, e alternar entre dois sistemas a qualquer momento.

7. LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO

São diversos os meios de elaboração de programas CNC, sendo os mais usados:

7.1 LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO AUTOMÁTICA APT No surgimento do CN, no início dos anos 50, a primeira linguagem de

programação utilizada foi a APT (Automatic Programmed Tool). Atualmente só é utilizada como ferramenta auxiliar na programação de peças com geometrias muito complexas, principalmente para máquinas de 4 e 5 eixos. A linguagem APT é uma linguagem de alto nível.

7.2 LINGUAGEM EIA/ISO Linguagem de códigos, também conhecida como códigos G. É na

atualidade a mais utilizada universalmente, tanto na programação manual, como na programação gráfica, onde é utilizado o CAM. Os códigos EIA/ISO foram criados antes mesmo do aparecimento das máquinas CNC, eles eram usados nos escritórios em máquinas de escrever automáticas que utilizavam cartões perfurados. A linguagem EIA/ISO é considerada de baixo nível.

7.3 LINGUAGEM INTERATIVA Programação por blocos parametrizados possui blocos prontos e não

usa códigos. Ex. linguagem MAZATROL aplicando às máquinas MAZAK.

figura 16 – sistema de coordenadas incrementais





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7.4 PRODUÇÃO GRÁFICA VIA "CAM" (COMPUTER AIDED MANUFACTURING)

Não é mais uma linguagem de programação e sim uma forma de

programar em que o programador deverá possuir os conhecimentos de: processos de usinagem; materiais; ferramentas e dispositivos para usinagem; informática para manipulação de arquivos; máquinas (avanços, rotações e parâmetros); domínio de um software de CAD e um de CAM.

Descrevendo de uma maneira simplificada, apenas para fácil entendimento, o programador entra com o desenho da peça, que pode ser feito no próprio CAM ou em desenhos recebidos do CAD (Computer Aided Designe), define matéria - prima (tipo e dimensões), ferramentas e demais parâmetros de corte, escolhe o pós-processador de acordo com a máquina que fará a usinagem e o software de CAM se encarregará de gerar o programa, utilizando os códigos da linguagem EIA/ISO.

8 ESTRUTURA DO PROGRAMA

A estrutura de programação para máquinas CNC utilizando a Norma ISO 6983 é estruturada com os seguintes dados: identificação, cabeçalho, dados da ferramenta, aproximação, usinagem do perfil da peça, fim de programa.

O programa CNC é constituído de:

� Caracteres: É um número, letra ou símbolo com algum significado para o Comando.(Exemplo:2, G, X, /, A, T).

� Endereços: É uma letra que define uma instrução para o comando. (Exemplo: G, X, Z, F).

� Palavras: É um endereço seguido de um valor numérico. (Exemplo: G01 X25 F0.3).

� Bloco de Dados: É uma série de palavras colocadas numa linha, finalizada pelo caractere; (Exemplo: G01 X54 Y30 F.12;)

� Programa: É uma série de blocos de dados (Finalizada por M30).

8.1 CARACTERES ESPECIAIS

(;) - Fim de bloco: (EOB - End of Block). Todo bloco deve apresentar um caractere que indique o fim do bloco. / - Eliminar execução de blocos, número seqüencial de blocos ( ) - Comentário : Os caracteres parênteses permitem a inserção de comentários. Os caracteres que vierem dentro de parênteses são considerados comentários e serão ignorados pelo comando. MSG - Mensagem ao operador, exemplo: MSG ( “mensagem desejada” )

8.2 FUNÇÕES DE POSICIONAMENTO O comando trabalha em milímetros para palavras de posicionamento

com ponto decimal.

Função X – Aplicação: Posição no eixo transversal (absoluta). X20; ou X-5; Função Z – Aplicação: Posição no eixo longitudinal (absoluta). Z20; ou Z-20;





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Função U – Aplicação: Posição no eixo transversal (incremental). U5; ou U-5; (Usado em programação feita em coordenadas absolutas) Função W – Aplicação: Posição no eixo longitudinal (incremental). W5; ou W-5; (Usado em programação feita em coordenadas absolutas)

8.3 FUNÇÕES ESPECIAIS Função O (usada no comando GE Fanuc 21i).Todo programa ou sub-

programa na memória do comando é identificado através da letra “O” composto por até 4 dígitos, podendo variar de 0001 até 9999.

Para facilitar a identificação do programa, recomenda-se inserir um comentário, observando-se o uso dos parênteses. Ex.: O5750 (Flange do eixo traseiro);

Função N Define o número da seqüência. Cada seqüência de informação pode ser

identificada por um número de um a quatro dígitos, que virá após a função N. Esta função é utilizada em desvios especificados em ciclos, e em procura de blocos.

Exemplo: N50 G01 X10; N60 G01 Z10; Não é necessário programar o número de seqüência em todos os blocos

de dados. A seqüência aparecerá automaticamente após a inserção de cada bloco de dados, a não ser que seja feita uma edição fora da seqüência do programa ou após sua edição completada.

Função F

Geralmente nos tornos CNC utiliza-se o avanço em mm/rotação, mas

este também pode ser utilizado em mm/min. O avanço é um dado importante de corte e é obtido levando-se em conta o material, a ferramenta e a operação a ser executada. F0.3 ; ou F.3 ;

Função T

A função T é usada para selecionar as ferramentas informando à máquina o seu zeramento (PRE-SET), raio do inserto, sentido de corte e corretores. Programa-se o código T acompanhado de no máximo quatro dígitos. Os dois primeiros dígitos definem a localização da ferramenta na torre e seu zeramento (PRE-SET), e os dois últimos dígitos definem o número do corretor de ajustes de medidas e correções de desgaste do inserto. Exemplo: T0202. O giro de torre e o movimento dos carros não podem estar no mesmo bloco que a função T, ela deve ser programada em uma linha de maneira isolada. Importante: O raio do inserto (R) e a geometria da ferramenta (T) devem ser inseridos somente na página de geometria de ferramentas.





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9 SISTEMAS DE INTERPOLAÇÃO

Os sistemas de interpolação usados na programação de máquinas CNC são classificados em linear e circular.

9.1 INTERPOLAÇÃO LINEAR

A interpolação linear é uma linha que se ajusta a dois pontos. Por exemplo, você deseja mover só um eixo linear em um comando. Você quer mover o eixo X a uma posição com um avanço lento à direita do zero do programa. Considerando que o comando fosse X10. (assumindo o modo absoluto e em mm). A máquina removeria uma linha perfeitamente reta neste movimento (desde que só um eixo está movendo).

Agora digamos que desejo para incluir um Y eixo movimento a uma posição de 10 milímetros em relação ao zero do programa (e juntamente com o Y atuasse o X voltando a zero). Nós diremos que você está tentando fazer um chanfro na peça produto com este comando. Para caminhar numa linha perfeitamente reta e chegar ao ponto de destino programado nos dois eixos juntos, tem que haver uma sincronização dos eixos X e Y nestes movimentos. Também, se a usinagem ocorrer durante o movimento, uma taxa de movimento (feedrat) também deve ser especificada. Isto requer interpolação linear.

O movimento 2 da figura 17, foi gerado com interpolação linear. Saiba que para máquina não ocorreu um único movimento, mas sim uma serie de movimentos minúsculos cujo tamanho do passo é igual à resolução da máquina, normalmente 0.001mm.

Durante comandos de interpolações lineares, o controle precisa, automaticamente, calcular uma série de movimentos minúsculos, enquanto mantêm a ferramenta tão perto do caminho linear programado. Com as máquinas CNC de hoje, fica a impressão que a máquina está formando um movimento de linha perfeitamente reta.

figura 17 – interpolação linear





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9.2 INTERPOLAÇÃO CIRCULAR

Em modo semelhante, requerem muitas aplicações para máquinas CNC, por exemplo, que a máquina possa formar movimentos circulares. Aplicações para movimentos circulares incluem raio de concordância entre faces de peças, furos circulares de grandes e pequenos diâmetros, etc. Este tipo de movimento requer interpolação circular. Como com interpolação linear, o controle gerará minúsculos movimentos que se aproximam o máximo de caminho circular desejado. A figura 18 mostra o que acontece durante interpolação circular.

A trajetória da ferramenta é percorrida com uma orientação circular, com

qualquer raio, nos sentido horário e anti-horário, e com qualquer velocidade entre 1 a 5000 mm/min.

Algumas informações são necessárias para a programação de arcos, tais como:

- ponto final do arco, - sentido do arco, - centro do arco (pólo)

9.3 COORDENADAS POLARES

Até agora o método de determinação dos pontos era descrito num sistema de coordenadas cartesianas, porém existe outra maneira de declarar os pontos, que são as coordenadas polares (fig.19), neste caso, em função de ângulos e centros.

O ponto, a partir do qual saem as cotas chama-se “pólo” (centro dos raios).

figura 18 – interpolação circular





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10 PONTOS DE REFERÊNCIA

10.1 PONTO ZERO DA MÁQUINA: M

O ponto zero da máquina (fig. 20) é definido pelo fabricante da mesma. Ele é o ponto zero para o sistema de coordenadas da máquina e o ponto inicial para todos os demais sistemas de coordenadas e pontos de referência.

10.2 PONTO DE REFERÊNCIA: R O ponto de referência (fig. 21) serve para aferição e controle do sistema de

medição dos movimentos da máquina. Ao ligar a máquina, sempre se deve deslocar o carro até esse local, antes de iniciar a usinagem. Este procedimento define ao comando a posição do carro em relação ao zero máquina.

10.3 PONTO ZERO DA PEÇA: W

figura 20 – simbologia do zero máquina

figura 21 – simbologia do ponto de referência

figura 22 – simbologia do zero peça

figura 19 – interpolação polar





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O ponto zero peça (fig. 22) é definido pelo programador e usado por ele para definir as coordenadas durante a elaboração do programa. Recomenda-se colocar o ponto zero da peça de tal forma que se possam transformar facilmente as medidas do desenho da peça em valores de coordenadas positivas.

11 FUNÇÕES PREPARATÓRIAS DE DESLOCAMENTO

11.1 FUNÇÕES PREPARATÓRIAS ( G )

As funções preparatórias indicam ao comando o modo de trabalho, ou seja,

indicam à máquina o que fazer, preparando-a para executar um tipo de operação, ou para receber uma determinada informação. Essas funções são dadas pela letra G, seguida de um número formado por dois dígitos (de 00 a 99 no caso do comando GE Fanuc 21i). As funções podem ser: MODAIS – São as funções que uma vez programadas permanecem na memória do comando, valendo para todos os blocos posteriores, a menos que modificados ou cancelados por outra função da mesma família. NÃO MODAIS – São as funções que todas as vezes que requeridas, devem ser programadas, ou seja, são válidas somente no bloco que as contém.

11.2 LISTA DAS FUNÇÕES PREPARATÓRIAS PARA COMANDO GE FANUC 21 I G00 - Avanço rápido G01 - Interpolação linear G02 - Interpolação circular horária G03 - Interpolação circulara anti-horária G04 - Tempo de permanência G10 – Entrada de dados G11 – Cancela entrada de dados *G15 – Cancela a programação polar G16 – Ativa a programação polar *G17 – Seleção plano XY G18 – Seleção plano XZ G19 – Seleção plano YZ G20 – Referência de unidade de medida (polegada) G21 – Referência de unidade de medida (métrico) G22 – Ativa área de segurança G23 – Desativa área de segurança G28 – Retorna eixos para referência de máquina *G40 – Cancela compensação do raio da ferramenta G41 – Ativa compensação do raio da ferramenta (à esquerda do perfil)





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G42 – Ativa compensação do raio da ferramenta (à direita do perfil) G43 – Ativa a compensação do comprimento da ferramenta (direção +) G44 - Ativa a compensação do comprimento da ferramenta (direção -) *G49 – Cancela a compensação do comprimento da ferramenta G50.1 - Cancela a imagem de espelho G51.1 – Ativa imagem de espelho G52 – Sistema de coordenada local G53 – Sistema de coordenada de máquina *G54 – Sistema de coordenada de trabalho 1 G55 - Sistema de coordenada de trabalho 2 G56 - Sistema de coordenada de trabalho 3 G57 - Sistema de coordenada de trabalho 4 G58 - Sistema de coordenada de trabalho 5 G59 - Sistema de coordenada de trabalho 6 G65 – Chamada de macro G68 – Sistema de rotação de coordenadas G69 - Cancela sistema de rotação de coordenadas G73 – Ciclo de furação intermitente G74 – Ciclo de roscamento (esquerda) G76 – Ciclo de mandrilamento G80 – Cancela ciclo fixo G81 – Ciclo de furação contínua G82 – Ciclo de furação contínua com dwell G83 – Ciclo de furação intermitente com retorno ao plano R G84 – Ciclo de roscamento (direita) G85 – Ciclo de mandrilamento (retração em avanço programado) G86 – Ciclo de mandrilamento (retração com eixo parado) G87 – Ciclo de mandrilamento (rebaixo interno) G88 – Ciclo de mandrilamento com retorno manual G89 – Ciclo de mandrilamento (dwell+retração com avanço programado) *G90 - Sistema de coordenadas absolutas G91 - Sistema de coordenadas incrementais G92 – Estabelece nova origem G92S - Estabelece limite de rotação (RPM) G94 - Estabelece avanço x / minuto G95 - Estabelece avanço x / rotação G96 - Estabelece programação em velocidade de corte constante G97 - Estabelece programação em RPM C - Posicionamento angular do eixo árvore Obs.: os códigos G marcados * são ativados automaticamente ao se ligar a máquina





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11.3 LISTA DAS FUNÇÕES MISCELÂNEAS OU AUXILIARES M00 - Parada de programa M01 - Parada de programa opcional M02 - Final de programa M03 - Gira eixo árvore sentido horário M04 - Gira eixo árvore sentido anti-horário M05 - Parada do eixo árvore M08 - Liga refrigeração M09 - Desliga refrigeração M18 - Cancela modo posicionamento eixo árvore M19 - Eixo árvore em modo posicionamento M20 - Aciona alimentador de barras M21 - Para alimentador de barras M24 - Placa travada M25 - Placa destravada M26 - Retrai a manga do cabeçote móvel M27 - Avança manga do cabeçote móvel M30 - Final de programa e retorno M36 - Abre porta automática do operador M37 - Fecha porta automática do operador M38 - Avança aparador de peças M39 - Retrai aparador de peças M40 - Seleciona modo operação interna da placa M41 - Seleciona modo operação externa da placa M42 - Liga limpeza de placa M43 - Desliga limpeza de placa M45 - Liga sistema limpeza cavacos proteções M46 - Desliga sistema limpeza cavacos proteções M49 - Troca de barra M50 - Retrai leitor de posição de ferramenta (Tool Eye) M51 - Avança leitor de posição de ferramenta (Tool Eye) M76 - Contador de peças M86 - Liga o transportador de cavacos M87 - Desliga o transportador de cavacos M98 - Chamada de um sub-programa M99 - Retorno de um sub-programa

NOTA: Para comandos de fabricantes diferentes uma mesma função pode ter significados diferentes, mas a maioria das funções, o seu significado é comum a quase todos os comandos.





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EXERCÍCIOS 1 Exercício 1 No desenho abaixo, escolha um ponto para o zero-peça, ou seja, para a origem do sistema de coordenadas. Em seguida defina um sentido de usinagem e identifique os pontos meta. Para finalizar preencha a tabela de coordenadas utilizando o sistema absoluto. Exercício 2 No desenho da abaixo, identificar os pontos meta no sentido anti-horário, a partir do ponto A já definido e preencher a tabela de coordenadas utilizando o sistema absoluto.





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Exercício 3 Baseado nas cotas do exercício anterior, preencha a tabela usando coordenadas incrementais na figura abaixo. Exercício 4 Preencha a tabela com as coordenadas necessárias. Utilize o sistema absoluto ou incremental conforme for mais indicado.





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Exercício 5 Marque as coordenadas da tabela abaixo no gráfico XY e desenhe o perfil da peça correspondente. As coordenadas estão no sistema absoluto.





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Exercício 6 Marque as coordenadas da tabela abaixo no gráfico XY e desenhe o perfil da peça correspondente. As coordenadas estão no sistema incremental. O ponto inicial está indicado.





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Exercício 7 Marque as coordenadas da tabela abaixo no gráfico XY e desenhe o perfil da peça correspondente. As coordenadas estão nos sistema absoluto e incremental.





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Exercício 8 a) O que são encoders? Cite duas variáveis que podem ser monitoradas por encoders: - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - b) Qual a diferença entre um encoder absoluto e um encoder incremental? - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - c) esboce um encoder incremental linear que consiga detectar o sentido do movimento. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Exercício 9 Quais sistemas de coordenadas são utilizados nas máquinas equipadas com comando numérico computadorizados? Explique suas diferenças. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Exercício 10 Qual a finalidade do código Gray? Exemplifique. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -





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Exercício 11 Cite as principais etapas de usinagem nas máquinas CNC´s. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Exercício 12 Cite 03 formas de programação das máquinas CNC - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Exercício 13 Diferencie as máquinas CN e CNC? - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Exercício 14 O sistema de posicionamento das máquinas CNC pode ser considerado sistema em malha fechada? Explique. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -





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12 SINTAXE DAS FUNÇÕES

Função G00 – Aplicação: Movimento rápido (aproximação e recuo) Os eixos movem-se para a meta programada com a maior velocidade de avanço disponível na máquina.

Sintaxe:

G0 X_ _ _ Y_ _ _ Z_ _ _ onde: X = coordenada a ser atingida Y = coordenada a ser atingida Z = coordenada a ser atingida A função G0 é um comando modal. Esta função cancela e é cancelada pelas funções G01, G02 e G03. Função G01 – Aplicação: Interpolação linear (usinagem retilínea ou avanço de trabalho) Com esta função obtém-se movimentos retilíneos entre dois pontos programados com qualquer ângulo, calculado através de coordenadas com referência ao zero programado e com um avanço (F) pré-determinado pelo programador. Esta função é um comando modal, que cancela e é cancelada pelas funções G00, G02 e G03.

Sintaxe:

G1 X_ _ _ Y_ _ _ Z_ _ _ F_ _ _ onde: X = coordenada a ser atingida Y = coordenada a ser atingida Z = coordenada a ser atingida F = avanço de trabalho (mm/min) Funções G02, G03 – Aplicação: Interpolação circular

Esta função executa operação de usinagem de arcos pré-definidos através de uma movimentação apropriada e simultânea dos eixos. Pode-se gerar arcos nos sentidos horário (G02) e anti-horário (G03), permitindo produzir círculos inteiros ou arcos de círculo, conforme ao exemplo da figura 25.

- É necessário definir o plano de trabalho dos eixos para o arco (fig 23). - Sentido horário ou anti-horário, tem por definição a vista na direção positiva para negativa do eixo que não faz parte do plano de trabalho. - a sintaxe abaixo para G02 também é válida para G03.





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Sintaxe:

Para o plano X Y

G17 G02 / G03 X_ _ _ Y_ _ _ Z_ _ _ R_ _ _F_ _ _ G17 G02 / G03 X_ _ _ Y_ _ _ I_ _ _ J_ _ _ F_ _ _

Para o plano X Z

G18 G02 / G03 X_ _ _ Y_ _ _ Z_ _ _ R_ _ _F_ _ _ G18 G02 / G03 X_ _ _ Z_ _ _ I_ _ _ K_ _ _ F_ _ _

Para o plano Y Z

G19 G02 / G03 Y_ _ _ Z_ _ _ R_ _ _F_ _ _ G19 G02 / G03 Y_ _ _ Z_ _ _ J_ _ _ K_ _ _ F_ _ _

onde: X ; Y; Z = posição final da interpolação I = centro da interpolação no eixo X J = centro da interpolação no eixo Y K = centro da interpolação no eixo Z Z = posição final do arco R = valor do raio (negativo para arco maior que 180 graus) F= avanço de trabalho (opcional, caso já esteja programado) O valor numérico que segue I, J, K é um vetor que parte do ponto de início do arco até o centro do arco, conforme a figura 24. c

figura 23 – definição do plano de trabalho

figura 24 – definição do centro do arco





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Quando as coordenadas XYZ são omitidas (o ponto final é o mesmo ponto de

partida) e o centro for especificado com I, J, ou K um arco de 360 graus é gerado, porém se for usado a função raio (R), um arco de zero grau é gerado. Exemplo G17 G02 R50 ( a ferramenta não se move) Função C e R – Inserção de chanfro ou canto arredondado

Um chanfro ou arredondamento pode ser inserido entre os seguintes movimentos:

a) Entre uma interpolação linear e outra interpolação linear b) Entre uma interpolação linear e outra interpolação circular c) Entre uma interpolação circular e outra interpolação linear

Sintaxe:

, C Usado para chanfro , R Usado para raio

figura 25 – exemplo de interpolação circular

figura 26 – exemplo de chanfro e arredondamento





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Para utilizar essas funções, deve-se programá-las no mesmo bloco da

interpolação linear ou circular para que, em função do próximo movimento, seja criado um chanfro ou um arredondamento de canto, como mostrado na figura 26.

12.1 Interpolação Helicoidal

A interpolação helicoidal é um recurso usado para gerar movimentos em forma de espiral, conforme o exemplo da figura 28. Esse método é uma progressão lógica da interpolação circular em que a fresa se movimenta em três dimensões, progredindo para a profundidade do furo enquanto também realiza o movimento da interpolação circular. É um movimento em espiral ou helicoidal. Tal método é indicado para ferramentas com comprimentos mais longos, pois produz forças radiais menores e axiais mais elevadas que a interpolação circular e, portanto, menos vibrações.

A fresa, utilizada para interpolação helicoidal, deve ter capacidade de usinagem em rampa se a intenção for a furação, ou seja, a abertura de um furo a partir de superfície sólida, como mostrado na figura 27.

Sintaxe:

Em sincronismo com o arco XY

G17 G02/G03 X__ _ Y_ _ _ I_ _ _J_ _ _ (R_ _ _) Z_ _ _ F_ _ _

Em sincronismo com o arco XZ

G18 G02/G03 X__ _ Y_ _ _ I_ _ _K_ _ _ (R_ _ _) Y_ _ _ F_ _ _

Em sincronismo com o arco YZ

G19 G02/G03 Y__ _ Z_ _ _ J_ _ _K_ _ _ (R_ _ _) X_ _ _ F_ _ _ Obs.: A compensação do raio da ferramenta é aplicada somente para o movimento circular.

figura 27 – Interpolação helicoidal





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Função G4 – Aplicação: Tempo de permanência

Permite interromper a usinagem da peça entre dois blocos, durante um tempo programado. Por exemplo, para alívio de corte.

Sintaxe:

G4 F_ _ _ _ valores programados em segundos G4 S_ _ _ _ valores programados em nº. de rotações

Função G15/G16 – Aplicação: ativa e desativa coordenada polar

O sistema de coordenadas polares é um modo de programação onde as coordenadas são indicadas através de ângulos e raios. O código G15 cancela a coordenada polar e o código G16 ativa a coordenada polar.

- A direção positiva (+) do ângulo será um movimento no sentido anti-horário e o sinal negativo (-) será no sentido horário. - É necessário fazer a seleção do plano de trabalho - A informação de raio será o primeiro do plano selecionado e a informação de ângulo será o segundo eixo, conforme a figura 29.

O raio e o ângulo podem ser programados tanto em coordenada absoluta como

incremental (G90 e G91). Quando o raio é especificado no modo absoluto ele tem início a partir do sistema de coordenadas (X0 Y0) e o ângulo programado em absoluto é considerado a partir da linha de referência positiva de X.

Sintaxe:

G17/G18/G19 G16 X/Y/Z_ _ _ X/Y/Z_ _ _ G15

figura 28 – Interpolação helicoidal (espiral)





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Nas figuras 30 e 31 são mostradas as diversas formas de programação e

exemplos com coordenadas polares.

figura 29 – coordenadas polares

Ângulo e raio em absoluto Raio em incremental e ângulo em absoluto

Ângulo e raio em incremental Ângulo e raio em incremental

figura 30 – formas de coordenadas polares





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Funções G17, G18, G19 – Aplicação: Seleciona Plano de trabalho As funções G17, G18 e G19 permitem selecionar o plano no qual se pretende executar o perfil da peça (fig. 32). Estas funções são modais. Onde: G17 sendo plano de trabalho XY G18 sendo plano de trabalho XZ G19 sendo plano de trabalho YZ

figura 31 – exemplos de coordenadas polares

figura 32 – plano de trabalho





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Observação: O plano G17 é o mais utilizado para gerar perfis e é ativada automaticamente ao se ligar a máquina. Porém em alguns casos é necessário trabalhar nos demais planos.

Funções G40, G41 e G42 – Aplicação: Compensação de raio de ferramenta

As funções de compensação de raio de ferramenta foram desenvolvidas para facilitar a programação de determinados contornos. Através delas pode-se fazer programas de acordo com as dimensões do desenho, sem se preocupar com o raio da ferramenta, pois cabe a essas funções calcular os percursos da ferramenta, a partir do raio dela, o qual deve estar inserido na página “OFFSET”. Assim, a compensação de raio de ferramenta permite corrigir a diferença entre o raio da ferramenta programada e o atual, conforme mostrado na figura 33. Onde: G40 = desativar a compensação de raio da ferramenta G41 = ativar a compensação de raio da ferramenta, quando a mesma trabalha a esquerda do perfil da peça. G42 = ativar a compensação de raio da ferramenta, quando a mesma trabalha a direita do perfil da peça.

Para o cálculo dos percursos da ferramenta o comando necessita das seguintes informações: T (número da ferramenta) e D (número do corretor).

Para ativar ou desativar a compensação de raio da ferramenta com as funções G41, G42 ou G40 temos que programar um comando de posicionamento com G0 ou G1, com movimento de pelo menos um eixo do plano de trabalho (preferencialmente os dois).

Sintaxe: G41/G42X_ _ _Y_ _ _ Z_ _ _ G40 X_ _ _Y_ _ _ Z_ _ _

figura 33 – compensação do raio da ferramenta





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Funções G43, G44 e G49 – Ativa e desativa a compensação do comprimento da ferramenta

Essas funções são utilizadas para ativar e desativar a compensação do

comprimento da ferramenta, possibilitando a geração dos programas de acordo com o desenho da peça, sem se preocupar com a dimensão da ferramenta, sendo que:

G43 = ativa o corretor de comprimento da ferramenta no sentido positivo (+) G41 = ativa o corretor de comprimento da ferramenta no sentido negativo (-) G49 =.cancela o corretor de comprimento da ferramenta

O offset de comprimento de ferramenta estabelece a distância da ponta da

ferramenta na posição “home” até a posição zero (em z) da peça a trabalhar (veja a figura 34). Esta distância é armazenada em uma tabela que o programador pode acessar usando um palavra-chave tipo G ou um código da ferramenta. Uma máquina ferramenta que tenha um controle Fanuc usa o código G43. A palavra-chave G43 é acompanhada por uma letra auxiliar H e por um número de dois dígitos. O G43 diz ao controle para compensar o eixo-z, e o H e o número informa ao controle qual offset deve chamar da tabela de armazenamento de comprimentos da ferramenta. Um comando do tipo offset de comprimento da ferramenta é tipicamente acompanhado por um movimento no eixo-z para ativá-lo.

Sintaxe: Para compensação G43/44 Z_ _ _ H_ _ _

Para cancelamento G49 Z_ _ _ ou H00

figura 34 – compensação do comprimento da ferramenta





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Funções G50. 1 e G51.1 – Imagem espelho

Pode-se obter imagem espelho de uma respectiva peça programada, a um eixo de simetria, através da função G51. 1, conforme o exemplo da figura 35.

Sintaxe:

G51.1 X_ _ _Y_ _ _; ... G50.1;

Funções G52 – Sistema de coordenadas local – LCS

O sistema de coordenada local (fig. 36) é utilizado para transladar a origem das coordenadas dentro do programa. Para isso, deve-se informar a distância entre o zero - peça ativo (G54, G55,...G59) e a nova origem desejada, juntamente com a função G52.

Sintaxe: G52 X_ _ _Y_ _ _ Z_ _ _

figura 35 – exemplo de imagem espelho





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Funções G53 – Sistema de coordenadas de máquina – MCS O ponto zero da máquina está estabelecido pelo fabricante da mesma. É

a origem do sistema de coordenadas da máquina e é o ponto de início para todos os outros sistemas de coordenadas e pontos de referência da máquina, conforme a figura 37.

Este comando cancela o sistema de coordenada de trabalho (G54, G55, G56,..., G59), fazendo com que o comando assuma o zero - máquina, como na figura 33, como referência.

A função G53 não é modal, portanto somente é efetiva no bloco que a contém. Deve ser usada somente no modulo absoluto (G90).

figura 36 – sistema de coordenada local

figura 37 – Sistema de coordenadas





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Funções G54 a G59 e G54. 1 P1 a G54.1 P48 – Sistema de coordenadas de trabalho – WCS

O sistema de coordenada de trabalho define como zero um determinado ponto

referenciado na peça. Este sistema pode ser estabelecido por uma das seis funções entre G54 a G59.

Os valores para referenciamento devem ser inseridos na página “TRAB” e representa a distância para cada eixo do zero - máquina ao zero peça.

A sintaxe para este grupo de funções é somente programar a própria função, isto é, G54, G55, G56, G57, G58 ou G59.

Na falta de indicação de uma dessas funções, o comando assume o G54 automaticamente. Portanto, se algum valor estiver inserido na página “TRAB”, referente ao sistema de coordenadas de trabalho G54, o zero peça será transladado, mesmo sem programar a referida função.

Além dos seis zero – peças convencionais (G54 a G59), o comando dispõe de mais 48 zero- peças. Estes são ativados através das funções G54. 1 P1 a G54.1 P48 e seus valores também são exibidos na página”TRAB”.

Sintaxe: G54.....G59 G54. 1 P1....G54 P48

Funções G68 e G69 – Rotação do sistema de coordenadas

Um perfil programado pode ser rotacionado. O uso dessa função possibilita que haja uma modificação em um programa utilizando o código de rotação, sempre que a peça tiver sido colocada em algum ângulo rotacionado em relação ao perfil previamente programado.

Além disso, quando existir um perfil que deva ser rotacionado várias vezes, o tempo para elaboração e o tamanho do programa podem ser reduzidos em função desse recurso. O exemplo pode ser visto na figura 38.

Sintaxe:

G_ _ _ (G17, G18, ou G19); G68 X_ _ _ Y_ _ _ R_ _ _ (ângulo de rotação a partir da linha positiva X) ... G69

- Quando XY (que indicam o centro de rotação) são omitidos, a posição atual onde a função G68 foi programada é considerada como centro de rotação. - Quando o ângulo de rotação for omitido, o valor referenciado pelo parâmetro 5410 é usado para o sistema de rotação. - (+) direção anti- horária - (-) direção horária - O ângulo de rotação pode ser programado num campo de -360 a 360m graus, com incremento de 0, 001 graus.





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12.2 CICLOS FIXOS

Ciclo fixo é um bloco de comando que informa ao CNC como executar uma

determinada operação, a qual se fosse programada em comandos simples resultaria em múltiplos blocos. Portanto, o uso de ciclos fixos simplifica a programação, reduzindo o número de blocos do programa. Geralmente consistem em uma seqüência de até seis operações conforme a figura 39.

1. Posicionamento dos eixos XY 2. Avanço rápido da ferramenta para o ponto R 3. Usinagem do furo 4. Operação no fundo do furo 5. Retração da ferramenta ao ponto R 6. Retorno ao ponto inicial Basicamente são três tipos de operações nos ciclos fixos. Tipo 1 – Furação Tipo 2 – Roscamento Tipo 3 - Mandrilamento Obs.: entende-se como mandrilamento, a operação de remoção de cavaco de um furo

previamente existente e consiste em tornear o furo, alargar o furo, rebaixar o furo ou chanfrar o furo.

figura 38 – exemplo de rotacionamento





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Para melhor compreensão é adotada a seguinte representação de movimentos: O ciclo fixo pode ser programado no modo G90 ou G91. O retorno do eixo Z

após a operação do ciclo fixo pode ser feita ao ponto inicial (G98) ou ponto R (G99) conforme mostra a figura 40. O ponto inicial é a posição presente do eixo Z memorizada ao entrar no ciclo fixo.

figura 39 – seqüência de ciclo fixo





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Funções G73 – Furação com quebra cavaco (pica-pau)

Sua função é fazer um furo até a profundidade definida pelo parâmetro Z, em passos de Q milímetros a F mm/min. Depois de cada passo a ferramenta retorna alguns milímetros (parâmetro interno da máquina), em avanço rápido, para quebrar o cavaco. Quando a ferramenta volta a se aprofundar para realizar um novo passo seu movimento também ocorre em avanço rápido até faltar P milímetros para a profundidade do passe anterior. A partir deste ponto a velocidade de avanço volta a ser o valor programado por F. A figura 41 ilustra o seu funcionamento.

Descrição das operações do ciclo G73.

- A ferramenta aproxima em avanço rápido ao nível do ponto R - Penetra o primeiro incremento Q em avanço programado - Retrai 2 mm em avanço rápido (valor d – ajustado no parâmetro 5114) - Penetra o segundo incremento Q - Retrai novamente 2 mm - Sucessivos cortes Q e retornos d até encontrar o ponto z final - Retrai em avanço rápido ao nível do ponto inicial ou ponto R, conforme G99 ou G98 programado anteriormente.

Sintaxe: G_ _ _(G98/G99)G73 X_ _ _ Y_ _ _ Z_ _ _ R_ _ _ Q_ _ _ F_ _ _ K_ _ _ Onde: XYZ – coordenadas do furo Z – posição final em Z R – nível de aproximação rápida Q – Incremento de corte F – Avanço programado para o corte dos incrementos Q K – Número de execuções

figura 40 – posicionamento de ciclo fixo





55

Funções G74 – Roscamento com macho à esquerda – mandril flutuante O ciclo fixo G74 é utilizado para operação de roscamento com macho à esquerda com mandril flutuante como mostrado na figura 42 no sentido de rotação anti-horário.

Descrição das operações do ciclo G74 - O macho aproxima em avanço rápido ao nível do ponto R - Executa a rosca até a profundidade final Z com avanço programado F - Cessa a rotação ao final do corte - Retrai em avanço programado F com rotação invertida (sentido horário) até o ponto R - Permanece neste ponto ou vai para o ponto inicial em avanço rápido, conforme G99 ou G98 previamente programado. .

Sintaxe:

G_ _ _(G98/G99)G74 X_ _ _ Y_ _ _ Z_ _ _ R_ _ _ F_ _ _ K_ _ _

Onde: S – Rotação XY – Posição do furo Z – posição final em Z R – nível de aproximação rápida F – avanço programado para usinagem e retração K – Número de repetições

figura 41 – ciclo fixo de furação com recuo





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Funções G74 – Roscamento com macho à esquerda – macho rígido O ciclo fixo G74 pode ser também executado com fixação do macho direto na

pinça (macho rígido), conforme a figura 43. Dessa forma a rosca é executada sendo controlada pelo eixo arvore como se fosse um servo motor. No modo macho rígido, elimina-se a necessidade de uso de mandris flutuantes.

Descrição das operações do ciclo G74

- O macho aproxima em avanço rápido ao nível do ponto R - O eixo pára de rotacionar se estiver ligado - O eixo rotaciona e executa a rosca até a profundidade final Z com avanço programado F - Cessa a rotação ao final do corte - Um dwell é executado se programado - Retrai em avanço programado F com rotação invertida (sentido horário) até o ponto R - Permanece neste ponto ou vai para o ponto inicial em avanço rápido, conforme G99 ou G98 previamente programado.

Sintaxe:

M29 S_ _ _ G_ _ _(G98/G99)G74 X_ _ _ Y_ _ _ Z_ _ _ R_ _ _ F_ _ _ K_ _ _ Onde: S – Rotação XY – Posição do furo Z – posição final em Z R – nível de aproximação rápida F – avanço programado para usinagem e retração P – Tempo de permanência – exemplo – 2 segundos = P2000 K – Número de repetições

figura 42 – ciclo fixo de roscamento à esquerda – Mandril flutuante





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Funções G76 – Mandrilamento – fino acabamento O ciclo fixo G76 é utilizado para operação de calibração onde não se deseja na

superfície de acabamento nenhum risco de ferramenta, causado durante o movimento de retração. A operação pode ser vista na figura 44.


- A ferramenta aproxima em avanço rápido ao nível do ponto R - Usina até a profundidade final Z com avanço programado - Cessa a rotação e orienta o eixo - arvore (única posição) - Desloca um incremento programado Q ao longo do eixo X - Retrai a ferramenta em avanço rápido, ao nível do ponto inicial ou ponto R conforme G98 ou G99 programado previamente - Retorna o deslocamento Q ao ponto X inicial - retorna a rotação programada

Sintaxe:

G_ _ _(G98/G99)G76 X_ _ _ Y_ _ _ Z_ _ _ R_ _ _ Q_ _ _ F_ _ _ K_ _ _

Onde: XY – Posição do furo Z – posição final em Z R – nível de aproximação rápida Q – Incremento para deslocamento da ferramenta ao longo do eixo X F – avanço programado para usinagem e retração K – Número de repetições

figura 43 – ciclo fixo de roscamento à esquerda – Macho rígido





58

Funções G80 – Cancelamento do ciclo fixo Esta função deve ser declarada no fim da utilização dos ciclos fixos da família

G80 (G81, G82,...) A não declaração dessa função poderá acarretar em sérios problemas de

programação. Funções G81 – Furação / Mandrilamento – sem descarga O ciclo fixo G81 é utilizado para operação sem descarga em furos ou

torneamentos (figura 45). Descrição das operações do ciclo G81 - A ferramenta aproxima em avanço rápido ao nível do ponto R - Usina até a profundidade final Z com avanço programado - Retrai a ferramenta em avanço rápido, ao nível do ponto inicial ou ponto R conforme G98 ou G99 programado previamente

Sintaxe:

G_ _ _(G98/G99)G81 X_ _ _ Y_ _ _ Z_ _ _ R_ _ _ F_ _ _ K_ _ _

Onde: XY – Posição do furo Z – posição final em Z R – nível de aproximação rápida F – avanço programado para usinagem e retração K – Número de repetições

figura 44 – mandrilamento – acabamento fino





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Funções G82 – Furação / Mandrilamento – sem descarga e com dwell O ciclo fixo G82 é utilizado para operação sem descarga em furos, onde se

deseja um tempo de permanência da ferramenta (dwell) no final da usinagem (figura 46).

Descrição das operações do ciclo G82 - A ferramenta aproxima em avanço rápido ao nível do ponto R - Usina até a profundidade final Z com avanço programado - Permanece neste ponto um determinado tempo em segundos P - Retrai a ferramenta em avanço rápido, ao nível do ponto inicial ou ponto R conforme G98 ou G99 programado previamente

Sintaxe:

G_ _ _(G98/G99)G82 X_ _ _ Y_ _ _ Z_ _ _ R_ _ _P_ _ _ F_ _ _ K_ _ _

Onde: XY – Posição do furo Z – posição final em Z R – nível de aproximação rápida P – Tempo de permanência no final da usinagem (milésimos de segundo) F – avanço programado para usinagem e retração K – Número de repetições

figura 45 – furação sem descarga





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Funções G83 – Furação – com descarga O ciclo fixo G83 é utilizado para operação de furação com descarga onde se

deseja retrações ao nível do ponto R (figura 47). Descrição das operações do ciclo G73. - A ferramenta aproxima em avanço rápido ao nível do ponto R - Penetra o primeiro incremento Q em avanço programado - Retrai em avanço rápido ao nível do ponto R - Retorna em avanço rápido ao nível anterior menos 2 mm (valor referenciado por parâmetro) - Usina os demais incrementos Q com sucessivas retrações e retornos até encontrar o ponto final Z - Retrai em avanço rápido ao nível do ponto inicial ou ponto R, conforme G99 ou G98 programado anteriormente.

Sintaxe:

G_ _ _(G98/G99)G83 X_ _ _ Y_ _ _ Z_ _ _ R_ _ _F_ _ _ Q_ _ _ K_ _ _

Onde: XY – Posição do furo Z – posição final em Z R – nível de aproximação rápida F – avanço programado para usinagem dos incrementos Q Q – incremento de corte K – Número de repetições

figura 46 – furação sem descarga e com dwell





61

Funções G84 – Roscamento com macho à direita – mandril flutuante O ciclo fixo G84 é utilizado para operação de roscamento com macho à direita

com mandril flutuante como mostrado na figura 48 no sentido de rotação horário.

Descrição das operações do ciclo G84 - O macho aproxima em avanço rápido ao nível do ponto R - Executa a rosca até a profundidade final Z com avanço programado F - Cessa a rotação ao final do corte - Retrai em avanço programado F com rotação invertida (sentido anti-horário) até o ponto R - Permanece neste ponto ou vai para o ponto inicial em avanço rápido, conforme G99 ou G98 previamente programado. .

Sintaxe:

G_ _ _(G98/G99)G84 X_ _ _ Y_ _ _ Z_ _ _ R_ _ _ F_ _ _ K_ _ _

Onde: S – Rotação XY – Posição do furo Z – posição final em Z R – nível de aproximação rápida F – avanço programado para usinagem e retração K – Número de repetições

figura 47 – furação com descarga





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Funções G84 – Roscamento com macho à direita – macho rígido O ciclo fixo G84 pode ser também executado com fixação do macho direto na

pinça (macho rígido), conforme a figura 49. Dessa forma a rosca é executada sendo controlada pelo eixo arvore como se fosse um servomotor. No modo macho rígido, elimina-se a necessidade de uso de mandris flutuantes.


- O macho aproxima em avanço rápido ao nível do ponto R - O eixo pára de rotacionar se estiver ligado - O eixo rotaciona e executa a rosca até a profundidade final Z com avanço programado F - Cessa a rotação ao final do corte - Um dwell é executado se programado - Retrai em avanço programado F com rotação invertida (sentido anti-horário) até o ponto R - Permanece neste ponto ou vai para o ponto inicial em avanço rápido, conforme G99 ou G98 previamente programado.

Sintaxe:

M29 S_ _ _ G_ _ _(G98/G99)G84 X_ _ _ Y_ _ _ Z_ _ _ R_ _ _ F_ _ _ K_ _ _ Onde: S – Rotação XY – Posição do furo Z – posição final em Z R – nível de aproximação rápida F – avanço programado para usinagem e retração P – Tempo de permanência – exemplo – 2 segundos = P2000 K – Número de repetições

figura 48 – ciclo fixo de roscamento à direita – Mandril flutuante





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Funções G85 – Mandrilamento / Alargador O ciclo fixo G85 é normalmente utilizado para operação de alargamento de furo (calibração através de alargador) como mostrado na figura 50.

Descrição da função:

- A ferramenta aproxima em avanço rápido ao nível do ponto R - Usina até a profundidade final Z em avanço programado F - Retrai em avanço programado F, ao nível do ponto inicial ou ponto R, conforme G99 ou G98 previamente programado

Sintaxe:

G_ _ _(G98/G99)G85 X_ _ _ Y_ _ _ Z_ _ _ R_ _ _ F_ _ _ K_ _ _


figura 49 – ciclo fixo de roscamento à direita – Macho rígido

figura 50 – ciclo fixo de mandrilamento / alargador





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Funções G86 – Mandrilamento – melhor acabamento

O ciclo fixo G86 é utilizado para operação de calibração onde não se deseja nenhum risco de ferramenta ou apenas um leve risco na vertical da superfície de acabamento, causado durante o movimento de retração. A operação pode ser vista na figura 51.


- A ferramenta aproxima em avanço rápido ao nível do ponto R - Usina até a profundidade final Z com avanço programado F - Cessa a rotação e orienta o eixo - arvore (única posição) - Desloca um incremento programado Q ao longo do eixo X - Retrai a ferramenta em avanço rápido, ao nível do ponto inicial ou ponto R conforme G98 ou G99 programado previamente

Sintaxe:

G_ _ _(G98/G99)G86 X_ _ _ Y_ _ _ Z_ _ _ R_ _ _F_ _ _ K_ _ _


Funções G87 – Mandrilamento tracionando

O ciclo fixo G87 é utilizado em operação de rebaixamento interno ou tração. A

operação pode ser vista na figura 52. Descrição das operações do ciclo G86

- A ferramenta é posicionada em XY - Cessa a rotação e orienta o eixo - arvore numa posição orientada - Desloca um incremento programado Q ao longo do eixo X

figura 51 – ciclo fixo de Mandrilamento – melhor acabamento





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- Posiciona em avanço rápido ao nível do ponto R - Retorna o deslocamento Q ao ponto x inicial - O eixo árvore rotaciona no sentido horário - Usina até o nível Z com avanço programado - Cessa a rotação e orienta o eixo - arvore numa posição orientada - Desloca um incremento programado Q ao longo do eixo X - Retrai em avanço rápido ao nível do ponto inicial - Retorna o deslocamento Q ao ponto x inicial - Retorna a rotação programada

Sintaxe:

G98G87 X_ _ _ Y_ _ _ Z_ _ _ R_ _ _Q_ _ _ F_ _ _ K_ _ _

Onde: XY – Posição do furo Z – posição final em Z R – nível de aproximação rápida Q – Incremento para deslocamento fa ferramenta ao longo do eixo X F – avanço programado para usinagem e retração K – Número de repetições

Funções G88 – Mandrilamento com retorno manual O ciclo fixo G88 é utilizado em operação de calibração com retorno do eixo

manualmente. A operação pode ser vista na figura 53. Descrição das operações do ciclo G88

- A ferramenta aproxima em avanço rápido ao nível do ponto R - Usina até a profundidade final Z em avanço programado F - Permanece neste ponto um determinado tempo em segundos P - O eixo árvore pára - A Ferramenta é retraída manualmente até o ponto R - Neste ponto o eixo árvore é rotacionado no sentido horário - Movimento rápido é feito até o nível inicial

figura 52 – ciclo fixo de Mandrilamento tracionando





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Sintaxe:

G_ _ _(G98/G99)G84 X_ _ _ Y_ _ _ Z_ _ _ R_ _ _P_ _ _ F_ _ _ K_ _ _ Onde: XY – Posição do furo Z – posição final em Z R – nível de aproximação rápida F – avanço programado para usinagem P – Tempo de permanência em segundos no final do corte (1 segundo = 1000) K – Número de repetições

Funções G89 – Mandrilamento / alargador com dwell

O ciclo fixo G88 normalmente é utilizado em operação de alargamento de furo

(calibração através de alargador), podendo se obter um tempo de permanência da ferramenta no final do corte. A operação pode ser vista na figura 54.


- A ferramenta aproxima em avanço rápido ao nível do ponto R - Usina até a profundidade final Z com avanço programado F - Permanece neste ponto um determinado tempo em segundo P - Retrai a ferramenta em avanço rápido, ao nível do ponto inicial ou ponto R conforme G98 ou G99 programado previamente

Sintaxe:

G_ _ _(G98/G99)G89 X_ _ _ Y_ _ _ Z_ _ _ R_ _ _P_ _ _ F_ _ _ K_ _ _ Onde: XY – Posição do furo Z – posição final em Z R – nível de aproximação rápida F – avanço programado para usinagem e retração P – Tempo de permanência em segundos no final do corte (2 segundo = 2000) K – Número de repetições

figura 53 – ciclo fixo de Mandrilamento com retorno manual





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13. SUBPROGRAMAS M98 – Chamada de subprograma

O comando M98 faz com que o processamento do programa passe a ser executado no subprograma indicado pelo parâmetro P. Além disto, pode-se definir quantas vezes o subprograma será executado através do parâmetro L (se for omitido será considerado como L1, ou seja, será executado uma vez).

Sintaxe:

M98 P___ L___

M99 – Retorno ao programa principal

No final de um subprograma deve-se utilizar este comando, que não possui parâmetros, para que o processamento retorne ao programa que o chamou, para a linha logo após G98.

Sintaxe: .... M99

14. FÓRMULAS USADAS NA PROGRAMAÇÃO Definição dos parâmetros de corte

Em função do material a ser usinado, bem como da ferramenta utilizada e da operação executada, o programador deve estabelecer as velocidades de corte, os avanços e as potências requeridas da máquina. Os cálculos necessários na obtenção de tais parâmetros são:

figura 54 – ciclo fixo de Mandrilamento / alargador com dwell





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• Velocidade de corte (VC)

A velocidade de corte é uma grandeza diretamente proporcional ao diâmetro e

a rotação da árvore, dada pela fórmula:

Onde: Vc = Velocidade de corte (m/min) D = Diâmetro da ferramenta (mm) RPM = Rotação do eixo árvore (rpm)

Na determinação da velocidade de corte para uma determinada ferramenta efetuar uma usinagem, a rotação é dada pela fórmula:

• Avanço (F)

O avanço é um dado importante de corte e é obtido levando-se em conta o

material, a ferramenta e a operação a ser executada. Geralmente nos centros de usinagens utiliza-se o avanço em mm/min, mas este pode ser também definido em mm/rot.

Onde: fz = Avanço por dente (mm) z = Número de dentes RPM = Rotação do eixo árvore

• Profundidade de corte (ap)

A profundidade de corte é um dado importante para usinagem e é obtido

levando-se em conta o tipo da ferramenta, geralmente estabelecida pelo fabricante da mesma em catálogos em mm.

• Potência de corte (Nc) em [cv]

Para evitarmos alguns inconvenientes durante a usinagem tais como

sobrecarga do motor e conseqüente parada do eixo-árvore durante a operação, faz-se necessário um cálculo prévio da potência a ser consumida, que pode nos ser dada pela fórmula:





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onde: Ks = pressão específica de corte [Kg / mm²], dada pela tabela 2 Ap = profundidade de corte [mm] fn = avanço [mm / rotação] Vc = velocidade de corte [m / min] η = rendimento [para GALAXY 10 = 0,9]

• Pressão específica de corte (Ks) Uma regra utilizada para determinar o valor da pressão específica de corte é determinar o produto. (3 a 4 vezes) do limite de resistência a tração do material.

Tabela 2 – dureza dos materiais





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15. COMO EVITAR COLISÕES EM MÁQUINAS CNC

Colisão, trombada, porrada, batida... é um choque provocado entre partes da máquina em movimento descontrolado, com dispositivos de fixação de peças, ferramentas de corte e outros. Na maioria das vezes, isto acontece na pior situação, ou seja, quando há um deslocamento na velocidade máxima da máquina. Com as velocidades mais rápidas (G0) a cada novo projeto, aliadas a guias de deslocamentos mais sensíveis para evitar atritos, facilitando o deslocamento das guias, cada vez mais uma colisão pode ser catastrófica para a geometria e funcionamento do equipamento. Este risco tem tirado o sono daqueles que confiam grandes investimentos em mãos de colaboradores dos quais indiretamente tornam-se reféns. Fabricantes inteligentes projetam suas máquinas com características cujos finais de cursos dos eixos não permitem a colisão entre as partes da mesma, ou seja, "não há colisão de máquina com máquina".

É possível operar uma máquina CNC sem colidir. Analisando as conseqüências provocadas por uma colisão em máquinas CNC atuais, e os recursos que as mesmas disponibilizam para evitar este acidente, pode-se afirmar com certeza que a expressão acima é verdadeira.

Por que ocorrem colisões?

Uma colisão acontece quando o operador da máquina libera um movimento que considera estar sob controle, ou seja, considera que a seqüência de movimentos se desenvolverá por percursos conhecidos e sem obstrução, e que por uma razão lógica previsível, realiza um movimento brusco inesperado, provocando a colisão.

Quando acontece uma colisão? A maioria dos casos de colisão acontece em uma das seguintes situações:

A) Colisão com Movimentos em JOG.

Movimento em JOG é uma movimentação manual, selecionando-se um determinado eixo para ser movimentado. Através da seleção de uma tecla específica (X/Y/Z/B/C...), e depois através do acionamento de teclas que indicam o sentido do eixo(+/-), ocorre o movimento no sentido indicado. A colisão ocorre quando há uma distração do operador que acaba apertando o sentido invertido, ou não observa que o caminho do deslocamento esta obstruído, ou aperta junto às teclas +/- a tecla de movimento rápido, fazendo que o movimento seja com um avanço maior que o JOG normal, não dando tempo de ver que tem obstrução de percurso. Então ocorre a colisão. B) Teste de Programa.

Existem duas situações de processamento de programas que podem ser consideradas em teste. A primeira é quando o programa é totalmente novo e todas as sentenças são de processamento em nível de teste. Nesta situação, ao ser processado, o programa é considerado situação de risco da primeira à última sentença. Outro caso é quando um programa já aprovado e testado em trabalho, em operação de produção, e por alguma razão, por exemplo, otimização, alteração de produto ou processo, ou outra qualquer, recebe uma alteração numa simples palavra





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até em diversas sentenças. Neste caso, mesmo que seja apenas uma simples palavra alterada, passa a ser considerada uma sentença em teste. Todas as sentenças onde houve alguma alteração, por pequena e simples que seja também é considerada em teste, portanto situação de risco.

A colisão pode ocorrer em qualquer um dos dois casos, quando considera-se que a programação da sentença em processamento está corretamente escrita e que o deslocamento esta livre de colisão, mas na realidade há algum erro que coloca um movimento num percurso obstruído. Então ocorre a colisão.

C) Retomada de Ciclo.

Quando um programa esta sendo processado, diversas funções de atuação modal vão sendo memorizadas. As características de atuação de uma função modal depois de memorizada passa a valer para a sentença programada e nas sentenças posteriores, até que outra função do mesmo grupo seja processada e se sobreponha a anterior. Existem funções modais que são chamadas de funções modais básicas, ou seja, quando a máquina é ligada, ou a mesma está em estado de "reset" (interrupção), voltam a valer de forma modal, sem que sejam programadas.

Quando um programa está sendo processado em operação no modo automático, com o processamento de uma seqüência de sentenças, diversas funções modais importantes para o desenvolvimento da usinagem são memorizadas. Por diversas razões pode haver uma interrupção do processamento do programa, como parada de energia elétrica, supervisão de ferramentas (quebra, desgaste, vida útil), correção do programa etc, ou com ação da tecla "reset". Com isto voltam a valer as funções básicas.

Se a retomada do ciclo acontecer sem critério na seleção correta da linha de programa que seja apropriada para uma retomada segura, e um "ciclo start" (partida do processamento) for acionado, o processamento pode partir da sentença em que parou, desprezando as modais anteriores que necessitariam estar atuando. Neste momento, deveriam estar atuando diversas funções que não mais estão, por exemplo: ponto de origem das coordenadas, compensação da ferramenta (comprimento/raio), plano de trabalho, e outras.

Se, por exemplo, com o sistema de origem de coordenadas errado, haverá colisão no deslocamento, ou se a ferramenta não estiver com o comprimento compensado, o deslocamento de penetração não é mais referência pela ponta da ferramenta e sim pelo nariz da árvore em ferramentas rotativas, ou na face da torre em ferramentas estáticas. Então estes locais serão movimentados para posicionamento na coordenada de penetração programada, colidindo a ponta da ferramenta ao dispositivo ou na peça.

Existem inúmeras situações que expõem ao risco de colisão na retomada de ciclo automático. Importante é o cuidado neste momento de risco. D) Substituição de Ferramenta no Processo.

Durante uma produção normal em ciclo automático de processamento de um programa que trabalha em produção, sempre ocorre desgaste ou quebra de ferramenta que deve ser substituída por outra reserva. Quando a ferramenta reserva é colocada em operação, passa a ser um elemento de risco, pois poderá haver erro na alimentação dos dados de correção para sua compensação.





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Pode haver erro na medição. Se a medição é correta, pode haver erro ao anotar o valor medido, ou se medição e anotação do valor são corretos, poderá haver erro na digitação no painel da máquina. Isto faz com que colisões possam ocorrer pela diferença de medidas consideradas nos ajustes e as medidas reais das ferramentas. Neste caso, ao aproximar a ferramenta da peça ou do dispositivo, haverá colisão da ponta da ferramenta que é considerada menor, mas na realidade é maior. E) Colisões por outros motivos diversos

Estatisticamente desconsiderados, existem alguns motivos que raramente provocam colisão, mas que devem ser focalizados para estudo e que exigem atenção. Entre eles estão: defeitos na máquina, peça não fixada, dispositivo não fixado, ferramenta solta, seleção errada do programa para a usinagem, agregar algum aditivo em qualquer eixo que não seja considerado no programa etc. Novas situações devem ser observadas e estudadas para que não ocorram riscos de colisão. Raramente ocorrem situações de riscos não consideradas nas observações anteriores. Defeitos na máquina pode ser uma nova situação, e outros são considerados insignificantes.

Obs: Estima-se que em torno de 2% dos casos de colisão acontecem na primeira situação (JOG), enquanto 97,9% se enquadram nas situações 2 (Teste de Programa), 3 (Retomada de Ciclo) e 4 (Substituição de Ferramenta) e apenas 0,1% na quinta situação (outros).

Pode-se evitar uma colisão?

Se considerarmos que poderemos atuar de forma protegida nas situações de “A” a “E”, que defeitos de máquinas podem ser previstos com manutenções preventivas, praticamente eliminamos todas as possibilidades de colisão.

Diante do investimento que envolve a aquisição de uma máquina CNC, operá-la é uma ação de muita responsabilidade. Diante disso, o operador CNC deve ser bem treinado e muito bem pago para realizar esta tarefa. "Operar uma máquina CNC é como dirigir um automóvel. Não se deve ter medo e sim muito cuidado e atenção. A operação é como a matemática, uma ciência exata que não admite erros". Assim conclui-se que a colisão é um choque provocado entre partes da máquina em movimento descontrolado, com dispositivos de fixação de peças, ferramentas de corte e outros. Na maioria das vezes, isto acontece na pior situação, ou seja, quando há um deslocamento na velocidade máxima da máquina.

Na maioria dos casos de colisões, acontecem e devem ser evitadas em uma das seguintes situações:

PERIGO A - Colisão com Movimentos em JOG

Ação preventiva - Diversos cuidados são necessários neste momento. Ao movimentar um eixo, o operador deve visualizar com muita atenção para onde o mesmo se movimenta, e se existe alguma obstrução que possa provocar colisão. Fazer uma movimentação em JOG sem este cuidado é o mesmo que dirigir um automóvel olhando para os lados. É colisão na certa!





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Se não for possível visualizar o movimento, no caso de o dispositivo estar na frente obstruindo a visão, abre-se a porta e efetua-se a checagem visual de dentro da área de trabalho da máquina. Como em uma máquina CNC não é permitido trabalhar como a porta na área de trabalho aberta, exceto em modo especial, deve-se interromper o movimento, abrir a porta, observar, fechá-la e continuar o movimento. Nunca confiar na sorte. A movimentação só de deve ser realizada quando se certeza de que tudo está sob controle.

Outro cuidado que se deve ter na operação em JOG é quando for apertada uma das teclas de seleção do sentido do eixo de deslocamento (+/-), deve-se fechar a chave override (potenciômetro) de avanço para a posição zero, retendo qualquer movimentação do avanço do eixo selecionado. Com a tecla + ou - apertada, abre-se lentamente a chave override e cuidadosamente observa-se o deslocamento. Esta chave reduz ou aumenta proporcionalmente os avanços programados, rotacionando-a em dois sentidos. No sentido anti-horário, é feita a diminuição do avanço programado até o ponto de fechamento total de avanço em zero. No sentido horário, os avanços são aumentados até o valor máximo (normalmente 120% do programado). Se o deslocamento observado estiver correto, no sentido adequado e livre, abre-se o avanço para o deslocamento completo.

Nunca apertar logo no início de movimento em JOG, simultaneamente com a tecla "+" ou "–" a tecla de avanço rápido. Fazer isto apenas quando o deslocamento lento já tenha se iniciado, e o operador já tenha observado que o deslocamento esta fora de risco de colisão, e que pode ser feito de forma rápida. Nunca aplicar este recurso, no movimento de aproximação "rápida" de ferramenta com peça e dispositivo de fixação, utilizar apenas em afastamento livre de colisão.

PERIGO B - Teste de Programa

Nesse caso, quando o programa for alterado mesmo que seja apenas uma simples palavra (exemplo: uma cota mudou de X20 para X20.1), passa a ser considerada uma sentença em teste. Toda sentença onde houve alguma alteração, por pequena e simples que seja, também é considerada em teste. Portanto, situação de. Ação preventiva - A execução em "TESTE" de um programa deve ser feita com os mesmos cuidados, tanto num programa "novo", quanto num "alterado". Quando se tratar de um programa novo (try-out), os cuidados descritos adiante devem ser observados da primeira à última sentença em execução. Já no programa alterado, esse cuidado se restringe á região onde existirem sentenças alteradas. Os principais cuidados nos testes de programas são:

- Manter o override (potenciômetro) de avanço sempre fechado na posição zero, com isto nenhum movimento acontecerá de surpresa.

- Selecionada tecla de modo de trabalho automático, que dará inicio ao processamento do programa selecionado para usinagem, deve-se também selecionar a tecla "single block". Com esta tecla ativada, após o acionamento da "Partida" (Start), é liberada a execução de apenas uma sentença do programa que, após a conclusão da mesma, automaticamente é realizado um ciclo de parada (Stop). A próxima sentença só será executada com o acionamento de nova "Partida", e assim sucessivamente as sentenças vão sendo processadas uma a uma.





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Com o override (potenciômetro) de avanço fechado na posição zero, nenhum movimento acontece. Com "single block" atuando, havendo uma "Partida" de execução do programa, se houver alguma sentença que contenha uma ação de deslocamento, os movimentos ficarão retidos e os valores a serem deslocados serão mostrados na tela de operação na indicação de "Deslocamento Restante". Nesse caso, são mostrados na tela os valores a ser deslocados nos respectivos eixos. Como os movimentos ficam retidos, a sentença não é concluída, neste caso o operador poderá observar qual eixo vai se movimentar, quanto e para onde vai ocorrer o deslocamento.

Somente após ter "certeza" de que a movimentação vai ocorrer de acordo com previsto, o override deve ser cuidadosamente aberto até completar os deslocamentos dos eixos previstos na sentença. Nessa movimentação de eixos, os valores de "Deslocamento Restante" mostrados na tela vão sendo reduzidos de acordo com a redução da distância entre a posição atual e a posição final programada, até atingir a posição final, quando são zerados todos os eixos.

Por estar em "single block", novo "Stop" é realizado. O override deve ser novamente fechado na posição zero, e com nova "Partida" tudo se repete, sentença por sentença, com os mesmos cuidados.

Somente após serem observadas todas as sentenças do programa, e que foram testadas na seqüência exata do processo, sem nenhuma modificação, e processadas de forma segura, é que o programa deve ser liberado do modo ""single block" e o override aberto a 100%. Qualquer dúvida interromper e reavaliar a situação.

DICAS ESPECIAIS

1. Nunca acreditar que tudo está correto sem que tenha sido testado. 2. Nunca acreditar que um programa foi escrito sem nenhum erro ou coisa

parecida. 3. Nunca acreditar que, pelo fato de tudo ter dado certo até determinado ponto do

teste, que daí para frente também estará correto. Por exemplo, num processo de 18 ferramentas já passaram pelo teste de programa 17, e tudo estava OK. Não acreditar que a última também esta OK (lembre-se da Lei de Murphy).

4. Desconfie sempre. Prosseguir com o teste, sentença por sentença, da primeira até a última.

5. Em nenhum momento, a "Partida" deve ser acionada com o "override" fora da posição "zero".

6. Em nenhum momento o "override" deve ser aberto para movimentação de eixo, sem que se tenha observado para onde vai ocorrer o deslocamento, e se poderá ocorrer alguma colisão.

7. Somente abrir o "override" com a certeza que tudo está sob controle. 8. Um ciclo automático contínuo somente deverá ser liberado depois que todas as

sentenças já foram processadas na seqüência do programa, e que tudo esteja "correto".





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PERIGO C - Retomada de Ciclo

Ação preventiva - ao interromper o ciclo, deve-se de imediato afastar na distância máxima possível as partes (peça / dispositivos / ferramentas). A retomada deve ser feita em uma sentença especialmente escolhida, onde se possa dar continuidade à usinagem sem nenhum prejuízo ao processo.

Em comandos que fazem a busca da sentença escolhida para retomada "Com Cálculo", seleciona-se a sentença onde há o posicionamento da ferramenta em frente ao último local onde houve a penetração da mesma no material usinado. Daí dá-se continuidade ao ciclo com os cuidados descritos adiante. Retomada na sentença "Com cálculo" é quando o comando "varre" o programa desde o início, até a sentença escolhida, memorizando e processando internamente tudo que foi perdido com o "reset". Com isto, torna a memorizar tudo o que estava valendo como função modal, quando da interrupção, reiniciando o processamento do programa, nas mesmas condições anteriores à parada.

Quando o comando não tem características de tornar a memorizar as funções necessárias com a retomada "Com Cálculo", deve-se escrever um programa que contenha sentenças que favoreçam a memorização.

Em uma sentença escolhida para retomada, devem conter palavras que garantam que as funções modais utilizadas para cada ferramenta, possam ser novamente memorizadas nesta retomada de ciclo.

Depois do reposicionamento da sentença, uma "partida" é esperada e os principais cuidados são:

1. Manter o override (potenciômetro) de avanço sempre fechado na posição zero, com isto nenhum movimento acontece de surpresa;

2. Selecionada a sentença para retomada do ciclo em modo de trabalho automático, que dará continuidade ao processamento do programa, deve-se também selecionar a tecla "single block". Com esta tecla "single block" ativada, após o acionamento da "Partida" (Start), é liberada a execução de apenas uma sentença do programa que após a conclusão da mesma, automaticamente é realizado um ciclo de parada (Stop). Somente executando a próxima sentença, com o acionamento de nova "Partida", e assim sucessivamente, as sentenças vão sendo processadas uma a uma;

3. Com o override (potenciômetro) de avanço fechado na posição zero, nenhum movimento acontece. Com "single block" atuando, havendo uma "Partida" de execução do programa, se houver alguma sentença que contenha uma ação de deslocamento, os movimentos ficarão retidos e os valores a serem deslocados serão mostrados na tela de operação na indicação de "Deslocamento Restante". Neste caso, são mostrados na tela os valores a serem deslocados nos respectivos eixos. Como os movimentos ficam retidos, a sentença ainda não foi concluída, e neste caso o operador poderá observar qual eixo vai se movimentar, quanto, e para onde vai ocorrer o deslocamento.





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PERIGO D - Substituição de Ferramenta no Processo

Ação preventiva - Quando um programa está sendo processado em modo automático contínuo, considera-se que todas as ferramentas que estão trabalhando no processo têm os respectivos corretores (geometria de pre-set) ajustados adequadamente para a obtenção das medidas desejadas nas superfícies usinadas. Se uma ferramenta do processo desgastar-se ou quebrar, deverá ser substituída por outra gêmea para a realização do mesmo trabalho. Ao introduzir uma ferramenta nova no magazine, ou na torre, deve-se informar em uma tela apropriada os novos valores de correção (geometria de pre-set) para que a usinagem a ser realizada pela mesma obtenha as dimensões desejadas, ou pelo menos próxima disso, para que após medições da peça usinada, se possa realizar um ajuste posterior. Quando a ferramenta nova se posicionar para entrar em operação, manter o override (potenciômetro) de avanço sempre fechado na posição zero, com isto nenhum movimento acontece de forma surpresa; ainda em ciclo automático, com o acionamento da "partida" se dará o processamento da continuidade do programa, deve-se também selecionar a tecla "single block".

PERIGO E - Colisões por outros motivos diversos

Ação preventiva - Alguns motivos independem da parte operacional, referindo-se mais ao processo e à manutenção da máquina. Colisões por falha de sensores eletrônicos, falha de processamento de CLPs, software ou similar, dispositivo que soltou a peça na usinagem etc., podem ser evitadas via manutenção preventiva com pessoal qualificado.

Para evitar problemas de posicionamento de peças, pode-se usar um apalpador de medição para localizar e fazer verificações de posicionamentos e origens. No caso de peças carregadas automaticamente por robô ou mesmo pelo operador, pode-se supervisionar a exata localização e assento da peça na placa do torno ou dispositivo de fixação em centros de usinagem, utilizando o controle de assento (air check). Esta técnica consiste em supervisionar-se a peça, devidamente encostada em uma superfície de referência do dispositivo. Esta verificação é realizada por um circuito de ar que é soprado em diversos pequenos orifícios desta superfície. A diferença da vazão/pressão nessa área quando a peça está encostada ou não é diferente. Quando a peça não está encostada, a mesma vazão em área maior de saída de ar faz com que a pressão seja menor, gerando um alarme que interrompe o ciclo, evitando colisões e erros dimensionais de usinagem. Isto poderá supervisionar uma peça fora de posição. A fixação da peça e ferramenta realizadas pelo operador deve ser rigorosamente controlada, para que esteja de acordo com a necessidade do processo. Quando for selecionar um programa para ser processado em usinagem, através da seleção direta, ou da memória de palete, o operador deverá ter um cuidado rigoroso para que não seja selecionado um programa errado. Neste caso é colisão certa, exceto se os cuidados com override e single block tenham sido utilizados no início do processamento do ciclo.





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Existe uma infinidade de situações adversas. Quando se considera que tudo está sob controle, sempre pode ser executada uma nova operação que provoque uma colisão. Cada caso deve ser rigorosamente observado, se há algum risco de que o processo possa provocar alguma colisão, deve-se sempre buscar uma saída de proteção para cada caso.

Se toda vez que houver qualquer intervenção no painel da máquina, e a próxima execução for realizada em single block, com os recursos do override, até que a operação esteja "dominada", é impossível uma colisão.

16. SOFTWARES DE SIMULAÇÃO DE PROGRAMAÇÃO DE CNC

Devido à elevada complexidade das peças a serem fabricadas, do incremento das velocidades de avanço e acelerações das máquinas CNC e das exigências na redução do ciclo de desenvolvimento do produto, faz-se necessária a verificação prévia dos programas gerados por meio de ferramentas computacionais, como meio de se evitar possíveis danos ao equipamento e/ou ao seu operador.

Há algum tempo, quando os recursos computacionais não eram tão acessíveis, a verificação e validação dos programas gerados eram analisados utilizando poliuretano ao invés da matéria-prima original, o qual era usinado diretamente sobre o equipamento. Tal metodologia implicava num gasto com material (matéria-prima de simulação), tempo não-produtivo de máquina e operador e tempo de análise do programador.

Com a disponibilidade de recursos computacionais e com o grande desenvolvimento de softwares gráficos, tornou-se possível otimizar a atividade de simulação reduzindo o tempo de simulação e análise, bem como, minimizando as chances de erros.

Existem diversos softwares de simulação de CNC. Abaixo segue os links e alguma das características de softwares de simulação gratuitos ou demo.

16.1 FILIUS III

Tem o objetivo de facilitar o aprendizado da programação de fresadoras CNC, segundo a norma DIN 66025 (ISO 1056), usando uma interface amigável, em ambiente Windows. Permite a configuração do setup da máquina, a criação de ferramentas de usinagem e, principalmente, a construção de programas de usinagem de peças. Segue algumas das suas características.

• Visualização da peça em 2D e 3D • Cortes tridimensionais da peça • Simulação da usinagem • Execução passo-a-passo • Voltar ao passo anterior • Execução até a linha X e Y • Três níveis de habilidade: iniciante, intermediário e avançado

Você pode fazer o download na seguinte URL: http://www.neadrs.com.br/neadrs/site/Principal/ShowSECAO.asp?var_chavereg=37





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16.2 CNCsimulator

O simulador do CNC é um simulador de torno e centro de usinagem com controle numérico de computadorizado (CNC) que foi criado em 1990. A simulação é tridimensional. com provisão para a vista final em 3D usando OpenGL. O CncSimulator é "Returnware", ou seja, o programa pode ser utilizado totalmente gratuito durante 3 meses. Após este período, a única coisa a fazer para continuar usando é entrar no site e baixar um novo arquivo “gasolina”, por mais 3 meses e assim por diante. Segue algumas das suas características.

• Simulação em 2D e 3 D • Símbolos animados para mostrar a rotação do fuso, o estado do jato d

água e refrigerante • Exibe a atual posição da ferramenta • Mostra o número da ferramenta e o tempo de usinagem • Simula o trajeto de que a ferramenta

Você pode fazer o download na seguinte URL: http://www.cncsimulator.com/index.php?page=download.htm

16.3 EditCNC

O software EditCNC inclui muitas características poderosas concebidas exclusivamente para edição e programação CNC, DNC e de software para transferir os arquivos de código-G a partir do seu computador. Segue algumas das suas características.

• Numeração e renumeração de blocos de todos ou parte do arquivo • Mudança de escala para qualquer ou todos os eixos • Remover espaços para minimizar o tamanho do arquivo, ou inserir

espaços para facilitar a leitura • Sintaxe colorida para fácil leitura do código • Alternar as coordenadas entre absolutos e incrementais em todo ou

parte do arquivo • Salvar freqüentemente segmentos utilizados do código CNC, em uma

biblioteca fácil de usar • Pesquisa rápida através de palavras-chave • Calculadora para velocidades

Você pode fazer o download na seguinte URL: http://www.editcnc.com/





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16.4 SIMULADOR

O Simulador é uma poderosa ferramenta didática, para aqueles que estão aprendendo programação de máquinas a comando numérico. Possui os principais modos operativos do comando numérico, tais como: simular o programa bloco-a-bloco ou automático, visualizar a posição dos eixos, aumentar e diminuir a velocidade de deslocamento da ferramenta, mostrar o bloco que está sendo executado como também o próximo que será executado, etc. Segue algumas das suas características.

• Importar desenhos de sistemas CAD, por meio das interfaces DXF e DWG.

• Mostra a animação realística da ferramenta e da peça • Desenhar os suportes porta ferramentas, castanhas, contra

ponta, cones, dispositivos de fixação e armazená-los em um banco de dados para utilizá-los posteriormente em outros programas.

• Simula macro instruções Você pode fazer o download na seguinte URL:

http://www.unicam.com.br/pacote-dida1.html

17. SOFTWARE DE SIMULAÇÃO CNCsimulator

O software “ Free CNC simulator” é freeware (livre) e poderá ser utilizado sem licença específica, podendo ser obtido no site: http://www.cncsimulator.com na seção “downloads” e tem validade por 90 dias, dando direito a nova recarga no próprio site.

Plano superior

Plotagem

Imagem 3D

Editor do

programa

Comandos do simulador

figura 55– tela inicial CNCsimulator





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17.1 PASSOS PARA A SIMULAÇÃO DA PEÇA DEMONSTRAÇÃO

Ao inicializar o software é apresentada a tela conforme a figura 55 que possui vista superior, plotagem, imagem em 3D, comandos, interface de funcionamento e área pra edição de programa.

Para compreensão rápida dessa ferramenta, uma peça exemplo será demonstrada.

Como a peça será executada no centro de usinagem temos que ir até o menu principal, conforme a figura 56 e escolher o seguinte caminho: screen – Milliing options (fresadora).

Após configurar o tipo de máquina CNC, deve-se Inserir as medidas da peça em bruto em Simulate - detail settings, conforme a figura 57. Onde:

- Em Length X, inserir a comprimento da peça com algum sobremetal, no nosso exemplo a peça mede150mm. - Em Width Y (largura), inserimos também o valor de 150 mm, considerando o sobremetal. - Em Heigth Z (altura), inserimos o valor de 50 mm, considerando o sobremetal.

Observa-se que quando alteramos as medidas nos campos XYZ as figuras da tela do simulador vão alterando.

Para selecionar as ferramentas deve-se ir novamente a Simulate – Edit Tools escolher e preparar as ferramentas que vai se utilizar no processo de usinagem.

Inicialmente, deve-se consultar a tabela de velocidade de corte, calcular os parâmetros de usinagem (ver anexos) e finalmente desenvolver a programação que é composta de cabeçalho, corpo e fim do programa.

figura 56– Menu principal

figura 57– Dimensões do bloco





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No cabeçalho devem conter: a identificação do programa, os modos de programação (mm ou inch, diâmetro ou raio, coordenadas absolutas ou incrementais, etc).

A seguir será demonstrado o esboço e o programa referente a peça exemplo (fig. 58).

% principal % N10 G90 G17 G21 G94 N20 G53 G0 Z0 H0 N30 T1 N40 M06 N50 S2200 M03 N60 G54 G0 X0 Y0 M8 N70 G43 Z0 H1 D1 N80G0 X0 Y0 Z0 N90 M98 P0002 L4 N100 G53 G0 Z0 H0 N110 T5 N120 M06 N130 S800 M03 N140 G54 G0 X0 Y0 M8 N150 G43 Z0 H1 D1 N160 M98 P0003 L1 N170 G42 N175 M9 N180 M30

% 0002 N10 G91 G1 Z-2 F200 N20 G90 N30 G0 X2 Y0 N40 G1 Y147 F200 N50 X147 N60 Y2 N70 X1 N80 X10 N90 G1 Y140 F200 N100 X140 N110 Y10 N120 X10 N130 Y20 N140 X60 N150 Y28 N160 X0 N170 Y38 N180 X55 N190 Y45 N200 X0 N210 Y54 N220 X47 N230 X0 N240 Y60 N250 X20 N260 X0 N270 Y93 N280 X38 N290 X0 N300 Y100

N310 X55 N320 Y110 N330 X0 N340 Y118 N350 X55 N360 Y125 N370 X0 N380 Y133 N390 X60 N400 Y150 N410 X90 N420 Y133 N430 X135 N440 Y125 N450 X90 N460 Y115 N470 X135 N480 Y110 N490 X90 N500 Y105 N510 X135 N520 Y100 N530 X103 N540 Y95 N550 X135 N560 Y90 N570 X140 N580 Y60 N590 X110 N600 X140 N610 Y55 N620 X95

N630 Y50 N640 X140 N650 Y40 N660 X95 N670 Y30 N680 X140 N690 Y25 N700 X90 N710 Y20 N720 X140 N730 G0 X75 Y10 N740 G3 X90 Y40 R30 N750G2 X110 Y61 R20 N760G3 X140 Y75 R30 N770G3X110Y90R30 N780G2 X90 Y110 R20 N790G3 X75 Y140 R30 N800G3 X60 Y110R30 N810G2 X40 Y90 R20 N820G3 X10 Y75 R30 N830 G3 X40 Y60 R30 N840 G2 X60 Y40 R20 N850 G3 X75 Y10 R30 N860 M99

% O0003 N70 G99 G81 Z-15 R20 F200 N80 X75 Y30 N90 Y120 N80 X30 Y75 N90 X120 N100 G80 N130 M30

Depois de digitado o programa na área de edição de programa, iniciaremos a

simulação pressionando no botão de simulação (fig. 59)

figura 58– Peça exemplo

figura 59– Botão de iniciar simulação





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O programa oferece as opções de controle da velocidade da simulação (fig. 60 a), simulação em única vez (fig. 60 b), simulação bloco a bloco (fig. 60 c) e parada da simulação (fig. 60 d ).

18. EXEMPLO DE PROGRAMAÇÃO

figura 60– botões de controle da simulação

(a) (b) (c) (d)





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EXERCÍCIOS 2 Exercício 15 Escreva um programa para o desenho do perfil abaixo. Exercício 16 Escreva um programa para executar os furos da peça abaixo, de alumínio, utilizando os ciclos de furação e considerando o zero-peça no eixo Z na face superior.





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Exercício 17

Utilize um subprograma para a furação da peça da figura abaixo. Primeiro utilize T1 para os furos de centro à profundidade de 5 mm, 150 mm/min e 2000 rpm. Depois utilize a broca T2 para os furos de 5 mm de diâmetro à 850 rpm e 200 mm/min. Finalmente utilize T3, que é uma fresa de diâmetro 10 mm, à 480 rpm e 80 mm/min para usinar os rebaixos. Exercício 18 Desenvolva um programa para o desenho abaixo (sugestão utilize G52 e M98)





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Exercício 19 Desenvolva um programa para o desenho abaixo. Exercício 20 Desenvolva um programa para o desenho abaixo.





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Exercício 25 Desenvolva um programa para o desenho abaixo. Exercício 26 Uma placa de aço de baixo carbono deverá ter um rasgo com 8 milímetros de largura por 5 milímetros de altura e 30 milímetros de comprimento, executado por um fresamento de topo em um único passe. A máquina utilizada para executar essa operação será uma fresadora a comando numérico com variação contínua da rotação na faixa entre 60 e 6.000 rpm. Considere o uso de uma fresa de topo de aço rápido com dois dentes e 8 milímetros de diâmetro, velocidade de corte de 25 m/min e avanço por dente de 0,02 mm. Calcule a rotação, em rpm, a velocidade de avanço, em milímetros por minuto, e o tempo que a ferramenta levará para executar o rasgo (tempo de corte).





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Exercício 27 Calcule a potência de corte do exercício anterior. Exercício 28 Quais os tipos de colisões mais comuns em usinagem CNC. Cite formas de evitá-las. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Exercício 29 O que são os ciclos fixos? Dê 03 exemplos e comente. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Exercício 30 Qual a função da MDI? Cite um exemplo através de código e descreva esse comando. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -





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Exercício 31 Quais as formas de testar um programa? - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Exercício 32 - Avaliação prática de Usinagem CNC





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19. ANEXOS





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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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