53997414 Apostila de Centro de Usinagem a Cnc Versao Abril2011

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA

CELSO SUCKOW DA FONSECA

DIRETORIA DE DESENVOLVIMENTO EDUCACIONAL

DEPARTAMENTO DE ENSINO MÉDIO

COORDENADORIA DE MECÂNICA

FUNÇÕES DE PROGRAMAÇÃO DO COMANDO

MACH 9 E OPERAÇÃO DO CENTRO DE USINAGEM

DISCOVERY 4022

Organizadores

Ezio Zerbone / Geraldo Lima

MATERIAL DE APOIO AOS ALUNOS

DO CURSO TÉCNICO DE

MECÂNICA NA DISCIPLINA

AUTOMAÇÃO EM USINAGEM II

RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL

Última atualização – Agosto/2011

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA – CEFET/RJ

SUMÁRIO

1 – CÁLCULO DE TEMPO EM UMA MATRIZ PARA FIXAR ALGUNS PARÂMETROS...............5

1.1 CÁLCULO DO AVANÇO PARA ROSCAR COM MACHO EM CENTRO DE USINAGEM ........................................7

2 – PARÂMETROS DE CORTE PARA FRESAMENTO..................................................................9

3 - ESCOLHA DAS CLASSES DE METAL DURO........................................................................15

31 – PASSOS PARA ESCOLHA ............................................................................................................16

4 – CODIFICAÇÃO ISO PARA PASTILHAS INTERCAMBIÁVEIS (INSERTOS).........................18

5 - DESGASTE DAS ARESTAS...................................................................................................24

QUEBRA .......................................................................................................................................25

LASCAMENTO .................................................................................................................................25

DEFORMAÇÃO PLÁSTICA ...................................................................................................................25

DESGASTE FRONTAL .......................................................................................................................25

CRATERIZAÇÃO ...............................................................................................................................26

ARESTA POSTIÇA .............................................................................................................................26

6- CLASSIFICAÇÃO DAS FUNÇÕES DE PROGRAMAÇÃO.......................................................24

FUNÇÃO SEQÜENCIAL .......................................................................................................................24

FUNÇÕES PREPARATÓRIAS .................................................................................................................24

FUNÇÕES DE POSICIONAMENTO ...........................................................................................................25

FUNÇÕES COMPLEMENTARES ..............................................................................................................25

7 - DETALHAMENTO DAS FUNÇÕES.........................................................................................25

FIXAÇÃO DO ZERO PEÇA (ORIGEM DO PROGRAMA). ...............................................................................26

CARACTERE PARA FAZER COMENTÁRIOS NO PROGRAMA ( ; ) ......................................................................26

FUNÇÃO G99 – CANCELAMENTO DE REFERÊNCIA TEMPORÁRIA – ........................................................26

FUNÇÃO G92 – DESLOCAMENTO DE ORIGEM – (REFERÊNCIA TEMPORÁRIA) ..........................................27

FUNÇÃO G90 – SISTEMA DE COORDENADAS ABSOLUTAS – .........................................27

FUNÇÃO G91 – SISTEMA DE COORDENADAS INCREMENTAIS – ...................................28

FUNÇOES G17, G18 E G19 – SELEÇÃO DO PLANO DE TRABALHO – ..............................28

FUNÇÕES G70 E G71 – SISTEMA DE PROGRAMAÇÃO – ..................................................29

FUNÇÕES - G41, G42, G40- CORREÇÃO DO RAIO DA FRESA - .........................................29

FUNÇÕES – T / M06- NÚMERO DA FERRAMENTA E TROCA - ...........................................30

FUNÇÃO – O - CORREÇÕES DA FERRAMENTA – ...............................................................30

FUNÇÃO S - RPM DO MANDRIL - ..........................................................................................30

FUNÇÃO F - VELOCIDADE DE AVANÇO DO MANDRIL - ....................................................30

- LABORATÓRIO DE AUTOMAÇÃO DA MANUFATURA - C. DE USINAGEM A CNC -

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2


PERIGO 5 – COLISÃO POR OUTROS MOTIVOS DIVERSOS1 – CÁLCULO DE TEMPO EM UMA MATRIZ PARA

FIXAR ALGUNS PARÂMETROS

Antes de começar a trabalhar com os parâmetros de corte para fresamento, vamos a partir

de um exercício, apresentar alguns conceitos bem como fórmulas que serão úteis durante todo o

período trabalhando com a disciplina Automação em Usinagem 2.

O exercício que utilizaremos para esta aula será o cálculo de tempo em uma matriz de

pontos com furos dispostos na linha e na coluna, a ser furada em um centro de usinagem a CNC.

Observemos primeiro os dois desenhos abaixo:

Para explicação detalhada deste exercício usaremos a seguinte nomenclatura:


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3

PLPCEixo XEixo Y

Fig.1 - Matriz de pontos Fig.2 - Plano "XZ" de um dos furos


• Tc - Tempo de corte;

• Lt - Comprimento total que a ferramenta percorre em usinagem;

• NFC - Número de furos na linha (na figura 1 temos 4);

• NFL - Número de furos na coluna (na figura 1 temos 5);

• PL - Passo na linha;

• PC - Passo na coluna;

• LP - Espessura da placa a ser furada (em mm);

• d - Diâmetro da broca;

• e - Dimensão da ponta da broca até o início do diâmetro;

• Vc - Velocidade de corte na furação;

• at - Avanço de trabalho para furação (em mm/min);

• aR - Avanço rápido na retirada da broca e nos deslocamentos (em m/min);

• A - Z inicial do furo;

• B - Z final do furo.

Para facilitar a compreensão, dividiremos a resolução em partes.

1. Primeiro iremos calcular o tempo que a broca gasta para fazer um único furo

O método tradicional de se calcular o tempo de corte “Tc” em qualquer tipo de máquina

operatriz, consiste em dividir o comprimento total que a ferramenta percorre “Lt” expresso em

mm, pelo avanço de trabalho “at” expresso em mm/min usado.

O comprimento total que a ponta da broca percorre para fazer um furo será a distância que

vai de "A" até "B", obtido através da seguinte soma: 2mm + Lp + 1mm + e. O valor de 2mm será o

valor de segurança (Z1) e 1mm (Z2) será acrescentado para garantir que não tenhamos nenhuma

rebarba ao final do furo.

O cálculo do valor de "e" (Z3) varia de acordo com o material usado e pode ser obtido usando a

função trigonométrica tangente.


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4

dd/22αeα/2

Tc = Lt / at


Do desenho da ponta da broca, podemos extrair um triângulo onde conhecemos o valor de

um lado (d/2) e um dos ângulos (α/2). Então usaremos a função tangente para calcular o valor de

"e". Fazendo: tan α/2= d/2e temos que e=d/2tanα/2 . Ao invés de calcular, na prática usamos a

tabela a seguir:

Valor de α 1200 900 600

Valor de e 0,3 x d 0,5 x d 0,85 x dTipo de material Aços em geral Ferro Fundido Mat. Macios

Agora que encontramos todas as variáveis para calcular o valor de "Lt", falta encontrar a

variável "at" que representa o avanço de trabalho. No centro de usinagem, quando estivermos

usando uma ferramenta de aço rápido, usaremos a seguinte fórmula para cálculo de "at":

at = 1100 * rpm * d .

Para cálculo da rpm, usaremos a fórmula da Velocidade de corte (Vc = π * d* n1000).

Após atingir o ponto final do furo (B), para completa-lo é necessário que a ferramenta volte

ao ponto inicial (A), para executar um novo furo, ou seja, percorrer o mesmo trajeto subindo, só

que usando a velocidade rápida. Então, o tempo gasto para descer e subir em apenas um furo

será:

Tu1 = 2 + Lp + 1 + eat+ 2 + Lp + 1 + eaR

2. O tempo gasto para descer e subir em todos os furos será:

T1 = 2 + Lp + 1 + eat+ 2 + Lp + 1 + eaR*NFL*NFC

3. Como a fórmula apresentada serve para furar toda a matriz, falta agora calcular os tempos de

deslocamento. Vamos primeiro ver o tempo que a ferramenta gasta para se deslocar de um

furo até o furo seguinte em uma linha: Tu2=PLAr .

Para se deslocar em todos os furos de uma linha teremos: Tu22=PLAr*NFL-1

Para se deslocar em todas as linhas da matriz teremos: T2=PLAr*NFL-1*NFC

4. É necessário agora calcular o tempo para a broca sair de uma linha para a linha seguinte:

Tu3=PCaR .

Para a soma dos tempos para mudar de linha em toda a matriz: T3=PCaR *NFC-1

Para achar o tempo total de usinagem, ou seja, o tempo gasto para descer e subir em todos

os furos + o tempo gasto de deslocamento longitudinal em todas as linhas + o tempo gasto de

deslocamento transversal para trocar de linha em toda a matriz será: Tt = T1 + T2 + T3


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5


1.1 Cálculo do avanço para roscar com macho em Centro de Usinagem

Uma das operações mais difíceis e arriscada em um centro de usinagem é abrir rosca com

um macho. A abertura de rosca na bancada é feita com um jogo de macho, fornecido em um

estojo com 3 peças (macho desbastador, intermediário e acabador). No centro de usinagem

usamos apenas um macho e este deve descer com um avanço que deve ser sincronizado com o

passo do macho e a rpm usada e este é dado pela fórmula: F=at=0.9*passo*RPM.

O valor do passo e o diâmetro da broca, será encontrado na página 59 da apostila da disciplina.

O valor da rpm é encontrado usando a fórmula da velocidade de corte.

A velocidade de corte é dada pela tabela a seguir:

Diâmetro do Macho Velocidade de corteaté 12mm 6 a 10m/min

de 13 a 25mm 4 a 7mm/minde 25mm a ...... 2 a 3m/min

Vamos resolver uma questão de prova para demonstrar como achar a velocidade de corte

para qualquer diâmetro de macho.

Questão 5 - Calcule o diâmetro da broca e o avanço de um macho de M8 (métrica normal) para

ser usado em um centro de usinagem a CNC (Consulte a pág. 59 da apostila para resolver esta

questão).

Consultando a página 59 da apostila e usando a primeira tabela (rosca métrica normal),

verificamos que a broca a ser usada é de Ø6.8mm e que o passo do macho é de 1.25mm.

Pela tabela de velocidade de corte para roscamento com o macho na página anterior

encontramos 6m/min para um diâmetro de 12mm. Pegando a média aritmética entre 6 e 10m/min

encontraremos uma velocidade de corte de 8m/min para um macho de 6mm de diâmetro.

Dividindo o intervalo de 6mm (de 6 a 12mm) por 12, encontraremos o valor de 0,5mm para cada

intervalo. Dividindo o intervalo de 2m/min (6 a 8m/min) por 12 encontraremos um valor de

0.167m/min para cada intervalo.

diâmetro de 6mm diâmetro de 12mm

Vc de 8m/min Vc de 6m/min

O macho de 8mm esta 4 intervalos à direta de 8m/min, então teremos uma velocidade de corte de

: Vc = 8m/min - (4x 0.167m/min) então Vc=7,33m/min. Verificamos ainda que o macho de 8mm

está 8 intervalos à esquerda de 6m/min, então teremos um velocidade de corte de: Vc = 6m/min +


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6


(8x 0.167m/min), então Vc=7,33m/min. Em resumo: caminhando para direita subtraímos e

caminhando para esquerda somamos. Encontraremos sempre os mesmos valores.

2 – PARÂMETROS DE CORTE PARA FRESAMENTO

Considerando que a disciplina a ser trabalhada é uma continuação do período anterior,

portanto grande parte das grandezas estudadas pode ser aproveitada quase que na íntegra. Por

isso mostraremos apenas as diferenças dos parâmetros já apresentados e alguns conhecimentos

tecnológicos que serão fundamentais para um bom aproveitamento na fresagem dos materiais.

Para facilitar a assimilação de alguns conceitos em fresagem, deve-se imaginar uma fresa como

sendo uma ferramenta composta de várias ferramentas (número de navalhas) de torno fixadas em

volta do eixo de rotação.

Tipos de fresamento

Fresamento de topo

É aquele onde a superfície fresada é perpendicular ao

eixo de rotação da ferramenta

Fresamento tangencial

É aquele onde a nova superfície gerada é paralela ao

eixo de rotação da ferramenta

Fresamento concordante

O sentido de rotação da fresa é o mesmo do avanço da peça no ponto

de contato. O corte inicia-se com a espessura máxima do cavaco e a

força de corte tende a apertar a peça contra a mesa. É a forma menos

indicada de fresamento.

Fresamento discordante


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7


Nesta situação o sentido de rotação da fresa é contrário ao sentido de avanço da peças, no ponto

de contato. Isto faz com que o corte do cavaco se inicie com a espessura mínima. A força de

corte tende a levantar a peça da mesa.

Se a peça for longa e estiver presa pelas extremidades poderá gerar vibrações indesejadas.

Avanço

Diferentemente do torneamento, na fresagem temos 3 tipos de avanço: avanço por faca

(mm/faca), avanço por rotação (mm/rot) e avanço da mesa (mm/min). Fazendo uma analogia com

o torneamento, o avanço/faca vezes o número de facas daria o avanço em mm/rot ao multiplicar

pelo número de rotações, teríamos o avanço em mm/min.

O avanço usado nas fórmulas é o avanço da mesa que é dado pela fórmula:

a= az x nz x rpm

Profundidade de Corte

Do ponto de vista da economia de ferramenta deve-se escolher a maior profundidade de

corte possível, ou seja, deve-se utilizar ao máximo o comprimento da aresta. Sabemos, entretanto

que existem certos fatores que limitam a profundidade, como por exemplo, potência, rigidez da

máquina, rigidez da peça e da fixação. Já que a potência disponível em uma fresadora a CNC

limita o volume de cavaco removido, para cálculo da profundidade de corte vamos usar a formula

do cálculo da potência partindo de um exemplo detalhado.

Problema proposto:

Calcular a profundidade de corte máxima na fresagem de uma peça em uma fresadora que

possui uma potência no motor de 30Kw com os seguintes dados:

- Fresa de facear de 200mm de diâmetro ( D );

- Largura do fresado de 140mm ( L );

- Material: aço carbono de 0.35% de carbono;

- Velocidade de corte: 120m/min;


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8


- Avanço por faca de 0.3mm;

- Rendimento da máquina: 0.5;

- Ângulo de posição de 750 (Kr).

A fórmula usada para cálculo de potência é:

η x 1000 x 1.3675x x 60

KsmA x x L x PcP =

Para se chegar ao cálculo da potência necessária, entre outros parâmetros, precisamos

determinar a espessura média do cavaco e a força específica de corte com suas devidas

correções.

I – Cálculo da espessura média do cavaco (hm). Usar a relação nas tabelas

10

7

200

140 ==D

L

Tabela 1 – Fresamento em faceamento em posição central e com âng. de posição de 750

Obs:

Para ângulo de posição de 900 aumente os valores em 4%




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9

L/D

Espessura média do cavaco (hm) em mm

Avanço por faca Az em mm

0.05 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0

1/10 0.05 0.10 0.19 0.29 0.38 0.48 0.58 0.77 0.96

2/10 0.05 0.10 0.19 0.29 0.38 0.48 0.57 0.76 0.95

3/10 0.05 0.09 0.19 0.28 0.38 0.47 0.56 0.75 0.94

4/10 0.05 0.09 0.19 0.28 0.37 0.47 0.56 0.74 0.93

5/10 0.05 0.09 0.18 0.28 0.37 0.46 0.55 0.74 0.92

6/10 0.04 0.09 0.18 0.27 0.36 0.44 0.53 0.71 0.89

7/10 0.04 0.09 0.17 0.26 0.35 0.43 0.52 0.70 0.87

8/10 0.04 0.08 0.16 0.25 0.33 0.41 0.49 0.66 0.82

9/10 0.04 0.08 0.15 0.23 0.31 0.39 0.46 0.62 0.77

1/1 0.03 0.07 0.12 0.18 0.24 0.31 0.37 0.49 0.61



Object 1Object 2

10

L/D

Espessura média do cavaco (hm) em mm

Avanço por faca Az em mm

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0

1/20 0.02 0.04 0.07 0.09 0.11 0.13 0.18 0.22

1/10 0.03 0.06 0.10 0.13 0.16 0.19 0.26 0.32

2/10 0.04 0.09 0.13 0.17 0.22 0.26 0.34 0.43

3/10 0.06 0.10 0.16 0.21 0.26 0.31 0.42 0.52

4/10 0.06 0.12 0.18 0.24 0.30 0.35 0.47 0.59

5/10 0.06 0.13 0.19 0.25 0.32 0.38 0.50 0.63

6/10 0.07 0.14 0.20 0.27 0.34 0.41 0.54 0.68

7/10 0.07 0.14 0.21 0.28 0.36 0.43 0.57 0.71

8/10 0.07 0.14 0.22 0.29 0.36 0.43 0.58 0.72

9/10 0.07 0.14 0.21 0.28 0.36 0.43 0.57 0.71

1/1 0.06 0.13 0.19 0.25 0.32 0.38 0.50 0.63


Tabela 2 – (da página anterior) Fresamento em faceamento c/ fresa em posição

lateral e com ângulo de posição de 900 ou com fresa de disco.

Obs:




Como o problema diz que a fresa tem um ângulo de posição de 750, iremos utilizar a tabela

1. Entrando com o avanço por faca de 0.3mm na vertical e com a relação L/D = 7/10 encontramos

o valor de hm= 0.26. Como o ângulo de posição da ferramenta é o mesmo usado na construção

da tabela, não teremos que efetuar nenhuma correção.

II – Determinação da Força Específica de Corte (Ksm)

De posse do dado referente ao material usado, usar a tabela 3 abaixo:

Material Dureza HBKsm

Kg/mm2

Aço carbono com 0.15% de carbono 125 275



Aço de baixa liga, recozido 125 - 200 320

Aço de baixa liga, temperado 200 - 450 390

Aço de alta liga, recozido 150 - 200 350

Aço de alta liga, temperado 250 - 500 410

Aço inox ferrítico - martensítico 175 - 225 360

Aço inox ferrítico - austenítico 150 - 200 390

Aço fundido sem liga 225 260

Aço fundido de baixa liga 150 - 250 280

Aço fundido de alta liga (exceto inox) 150 - 300 320


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11


Aço de alta dureza (manganês) 50 HRC 675

Ferro maleável de cavacos curtos 110 - 145 220

Ferro maleável de cavacos longos 200 - 250 200

FoFo cinzento de baixa dureza 150 - 225 140

FoFo cinzento de alta dureza ou ligado 200 - 300 180

Ferro fundido nodular, ferrítico 125 - 200 150

Ferro fundido nodular, perlítico 200 - 300 225

Ferro fundido coquilhado 40 – 600 HRC 475

Tabela 3 – Força específica de corte com hm=0.2mm e ângulo de saída= - 70

Verificamos na tabela que, de acordo com o material, aço carbono com 0.35%C e com

espessura média de cavaco de 0.2mm e ângulo de saída da ferramenta de -70, a força específica

de corte Ksm encontrada é de 300Kg/mm2.

III – Correção do Ksm em função do ângulo de saída

Como a tabela 3 foi construída com um ângulo de saída de -70 e a ferramenta proposta

tem um ângulo de +20 temos que fazer a devida correção. Para cada grau do ângulo de saída, o

valor de Ksm se modifica de 1.5% (ângulo de saída maior, temos um menor Ksm e ângulo de

menor maior, temos um maior Ksm). Assim:

IV – Correção do Ksm em função da espessura média do cavaco

Como a tabela 3 foi construída com uma espessura média do cavaco de 0.2mm e o valor de

hm encontrado na tabela 1 foi de 0.25, é necessário fazer uma segunda correção no valor de

Ksm. Este correção (fh) pode ser feita de duas maneiras:

a) usando a fórmula fh = (

hm

2.0

)0.29b) Usando a tabela 4 a seguir:

Espessura média do

Hm em mm

Fator de correção

fh0.05 1.15

0,10 1.23

0.15 1.10


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12

Ksm = 300 (1-

100

1.5 x 9

) = 260 Kg/mm2


0.20 1.00

0.25 0.90

0.30 0.89

0.35 0.85

0.40 0.81

0.45 0.79

0.50 0.76

0.60 0.72

0.70 0.69

0.80 0.66

0.90 0.64

1.00 0.62

Tabela 4 - Fatores de correção (fh) para

Diversas espessura média de cavaco.

Para uma espessura de cavaco (hm) de 0.25mm de acordo com a tabela 4 teremos um fator

de correção de 0.9, portanto:

Para se calcular a potência necessária é preciso calcular o avanço da mesa, portanto é

preciso saber o valor da rpm usando a fórmula da velocidade de corte:

-

min/1000

..m

nDVC == π

N=

20014.3

1000120

x

x

N = 191rpm

a = az x nz x rpm a = 0.3 x 12 x 191 a = 690 mm/min

Usando a fórmula da potência

η x 1000 x 1.3675x x 60

KsmA x x L x PcP =

temos todas as variáveis menos a

profundidade de corte logo:

KsmxAxL

xxxxPPc

5.0 x 1000 36.1 75 60 =

=

234 690 140

5.0 x 1000 36.1 75 60 30

xx

xxxx

P = 4.78mm

Em resumo:

Se usarmos uma profundidade de corte máxima de 4.78mm teremos certeza que de que a

máquina não irá parar por falta de potência.


Object 1Object 2

13

Ksm = 0.9 x 260 = 234 Kg/mm2


3 - ESCOLHA DAS CLASSES DE METAL DURO

A ORGANIZAÇÃO INTERNACIONAL DE PADRONIZAÇÃO (ISO) foi estabelecida para a

elaboração de normas e padrões internacionais. Consiste em comissões repensáveis para certos

ramos de atividades, compostas por membros dos países associados.

Num processo de corte, as necessidades de tenacidade e resistência ao desgaste variam com

o tipo de operação. Assim, a ISO resolveu classificar as várias classes de Metal Duro em diversos

grupos, conforme as características do material usinado (se é aço, ferro fundido, etc.) e as

condições da operação (acabamento, desbaste, corte interrompido, etc.), sem se importar com

suas composições.

Essa relação entre tenacidade e resistência ao desgaste sempre tem apresentado grandes

problemas. Diferentes materiais e tipos de usinagem requerem vários tipos de classes de Metal

Duro.

31 – Passos para escolha

Primeiro passo – Identificação do Material

Para começar, a ISO dividiu em três grandes campos de aplicação, conforme a figura a seguir

onde as letras indicativas são:

ISO

P M K

P – Metal duro para usinagem de materiais ferrosos de cavacos longos: aços em geral, ferro

fundido maleável, nodular ou ligado

M – Metal duro para a usinagem de materiais difíceis, tais como alguns tipos de aços

inoxidáveis e ligas resistente a altas temperaturas;


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14

Vou correndo para o final fazer os exercícios sobre este tema


K – Metal Duro para usinagem de materiais ferrosos de cavacos curtos: ferro fundido cinzento,

ferro fundido coquilhado; materiais não ferrosos: alumínio, bronze, latão, cobre, etc;

materiais não metálicos:borracha, plástico, madeira, etc.

Portanto, o primeiro passo para se definir a escolha da classe de Metal Duro é identificar o

material que será usinado.

Segundo passo – Identificação das condições de trabalho

Após a separação em 3 grandes grupos de aplicação (P, M e K), a ISO subdividiu esses

grupos em faixas de aplicação, variando de 01 a 50 (observe figura a seguir).

O valor crescente do número significa um tipo de Metal Duro mais tenaz; inversamente, o

valor decrescente do número implica em um Metal Duro de maior dureza, ou seja, de maior

resistência ao desgaste.

A escolha da classe de Metal Duro mais tenaz ou mais resistente ao desgaste leva em

consideração as condições a que a ferramenta será submetida durante a usinagem, ou seja,

condições de trabalho favoráveis ou desfavoráveis. Chamamos de condições favoráveis aqueles

em que pouca potência é exigida para o corte dos materiais existindo um maior estabilidade, como

por exemplo:

• baixo avanço;

• pequena profundidade de corte;

• alta velocidade de corte;

• material uniforme (sem corte interrompido, dureza uniforme);

• máquina rígida e estável (sem folgas e vibrações);

• fixação rígida da peça.

Nas condições favoráveis acima, a escolha da classe deverá recair num Metal Duro de

grande resistência ao desgaste, ou seja, um número baixo dentro da codificação ISO. Qualquer

condição de trabalho diferente destas e mantendo um uma ferramenta de grande resistência ao

desgaste, poderá acarretar em quebra da pastilha.

A composição química de uma determinada classe é inerente ao fabricante do Metal Duro,

porém essa classe deverá estar obrigatoriamente enquadrada dentro da norma ISO.


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15

ISO

P M K

01

10

20

30

40

50


Em resumo, podemos dizer que a norma ISO não identifica pela composição o tipo de

Metal Duro que será selecionado, mas sim, pelo tipo de material por usinar e pelas

condições de operação.

Como ilustração, a seguir apresentamos uma parte de algumas classes de metal duro

agrupados no

campo de

aplicação P

de um dos

fabricantes

nacionais.


Object 1Object 2

16

ISO Classes Básicas Classes

Suplementares

P

Aço

Ferro Fundido

Aço inoxidável

Ferro Fundido

maleável de

cavacos longos

( Azul )

01

05

10

15

20

25

30

35

40

45

50

SMSM 30

S6

S1P

GC

135


4 – CODIFICAÇÃO ISO PARA PASTILHAS INTERCAMBIÁVEIS (INSERTOS)

Para designação dos produtos de fresamento (fresas com incertos intercambiáveis), as

empresas fornecedoras de Metal Duro utilizam um sistema próprio específico, pois não existe um

sistema ISO para codificação das fresas. Observe o exemplo abaixo usado por um dos

fabricantes.

A indústria mecânica de fabricação consome uma grande variedade de pastilhas,

diferenciadas entre si pelos seguintes elementos:

- formatos;

- tamanhos;

- espessuras;

- ângulos;

- tipos de quebra-cavacos, etc.

Torna-se necessário, portanto,

um código que identifique cada uma

delas e esse código deve obedecer

à mesma norma dimensional no mundo

inteiro.


Object 1Object 2

17


A ORGANIZAÇÃO INTERNACIONAL DE PADRONIZAÇÃO – ISO estabelece uma chave de

código de pastilhas intercambiáveis, composta de campos, conforme é mostrado a seguir.

S P K N 12 03 ED R

1 2 3 4 5 6 7 9

Vamos mostrar, tomando como exemplo a figura mostrada, como funciona esta chave de

código.

CAMPO 1 – FORMATO DA PASTILHA

Este campo identifica somente o formato da pastilha, independentemente do tamanho,

espessura, quebra-cavaco. Assim, uma pastilha de formato triangular recebe a letra S. A pastilha

exemplificada no esquema com a letra S tem o formato de um quadrado (square).


Object 1Object 2

18


CAMPO 2 – ÂNGULO DE FOLGA DA PASTILHA

Numa vista lateral da pastilha, podemos encontrar diversos ângulos de folga. Assim, uma

pastilha de 70 de ângulo de folga receberá a letra C. Todas as pastilhas que em que o ângulo de

folga for maior que 00 serão consideradas positivas e aquelas que tiverem 00 (código N) serão

consideradas pastilhas negativas. No exemplo dado, a letra P representa uma pastilha com um

ângulo de folga de 110.

CAMPO 3 – TOLERÂNCIAS DIMENSIONAIS DA PASTILHA

Este campo é caracterizado pela tolerância com que as pastilhas são fabricadas, devendo

ser enquadradas nas diversas classes de tolerância. Se a tolerância é muito grande, ao fazer a

troca do incerto, deve-se atuar no corretor relativo a ela. No exemplo dado a letra K representa

uma tolerância de 0.025mm na espessura da pastilha.

Tolerâncias em "S" e "d" (espessura e círculo inscrito).


Object 1Object 2

19



Object 1Object 2

20

SímboloTolerâncias em mm

s d

A

±0.025

±0.025

F

±0.025

±0.025

C

±0.025

±0.025

H

±0.025

±0.025

E

±0.025

±0.025

G

±0.13

±0.025

J ±0.025 ±

0.05

±0.13

K ±0.025 ±

0.05

±0.13

L ±0.025 ±

0.05

±0.13

M ±0.13 ±

0.05

±0.13

U ±0.13 ±

0.08

±0.25


CAMPO 4 – QUEBRA CAVACO E/OU TIPO DE FIXAÇÃO DA PASTILHA

Este campo identifica uma pastilha pelo tipo de quebra-cavaco e/ou pelo tipo de fixação. As

pastilhas indicadas com as letras F, N e R são fixadas apenas com grampo, enquanto que

aquelas indicadas com as letras A, G e M são fixadas por parafusos.

CAMPO 5 – TAMANHO DA

PASTILHA

Este campo é utilizado para indicar o tamanho da aresta de corte da pastilha. A dimensão

da pastilha é dada em polegadas, e para efeito de código ISO a medida deve ser sempre

arredondada para um valor inteiro abaixo. Este campo deve ser preenchido com dois dígitos.

Exemplos:

Para I = 25.4 (1”) ------------- O campo 5 receberá o código 25

Para I = 12.7 (1/2”) ---------- O campo 5 receberá o código 12

Para I = 9.525 (3/8”) ---------- O campo 5 receberá o código 09

Obs: A prática tem demonstrado que o valor máximo a ser usado da aresta é ¾ de seu valor.


Object 1Object 2

21

12

KK

3


CAMPO 6 – ESPESSURA DA PASTILHA

Este campo é utilizado para indicar a espessura da pastilha. A dimensão real da pastilha é

dada em polegadas, e para efeito de código ISO a medida deve ser sempre arredondada para um

valor inteiro abaixo. Este campo deve ser preenchido com dois dígitos.

Exemplos:

Para S = 3.18 (1/8”) ---------- O campo 6 receberá o código 03

Para S = 6.35 (1/4”) ---------- O campo 6 receberá o código 06

CAMPO 7 – ÂNGULO DE POSIÇÃO E FOLGA DA PASTILHA

Aqui devemos fazer uma distinção entre pastilhas intercambiáveis para usadas no

torneamento entre aquelas usadas no fresamento:

- pastilhas para torneamento → na ponta possuem raio;

- pastilhas para fresamento → na ponta possuem chanfro.


Object 1Object 2

22


CAMPO 8 – DIREÇÃO DO AVANÇO DA PASTILHA

Código R → Pastilha direita;

Código L → Pastilha esquerda;

Código N → Pastilha neutra.

Obs:

O código ISO para identificação de pastilhas é composto de nove campos, onde os

campos 8 e 9 serão usados somente quando forem necessários. O fabricante pode, ainda,

acrescentar mais alguns ao código ISO símbolos, utilizando um hífen (Por exemplo para

identificar o desenho do quebra cavaco).

5 - DESGASTE DAS ARESTAS

Em fresamento, a aresta de corte de uma pastilha de metal duro sofre esforços diferentes

daqueles que aparecem no torneamento. O corte é intermitente, ou seja, a aresta encontra-se no

corte efetivo durante a menor parte de uma rotação, além da espessura do cavaco ser variável.

Quando a aresta entra no corte, a temperatura eleva-se rapidamente até aproximadamente

6000 C. Em razão da espessura variável do cavaco, a distribuição da temperatura na aresta é

irregular. Durante o tempo no qual a aresta não corta, o contato com o ar causa um esfriamento.


Object 1Object 2

23



Essas variações de temperaturas e o esforço mecânico da aresta no momento da entrada no

corte proporcionam o aparecimento de vários tipos de desgate, cada um com suas característica

própria.

Quebra

A quebra na aresta de corte é ocasionada por causa das variações de temperatura e forças de

corte aliadas a certas circunstâncias desfavoráveis anteriormente mencionadas. Uma refrigeração

intermitente pode agravar ainda mais este tipo de fenômeno ocorrido.

Para se evitar tal fenômeno, deve-se escolher uma classe de metal duro menos sensível a

este tipo de desgaste (uma classe especial para fresamento ou uma classe mais tenaz) ou então

reduzir os esforços, diminuindo os dados de corte.

Lascamento

Se os esforços mecânicos na aresta são grandes demais, pode ser possível que pequenas

lascas sejam arrancadas da aresta.

Deformação Plástica

Se a temperatura na aresta de corte aumenta demasiadamente, pode acontecer que os

esforços mecânicos deformem a aresta. Neste caso é necessário reduzir a temperatura,

diminuindo os dados de corte ou usar uma classe de metal duro mais resistente à deformação.

Desgaste Frontal

O desgaste frontal é proveniente da abrasão mecânica que resulta de cavacos com

espessura muito pequenas (baixo avanço). Com o crescente desgaste frontal, aumenta as forças

de corte, e o acabamento piora.

Para amenizar este inconveniente, é necessário aumentar o avanço de corte.

O desgaste frontal é o critério normalmente usado para indicar o fim da vida útil de uma aresta


Object 1Object 2

24


Craterização

Em fresamento, este tipo de desgaste aparece em casos excepcionais. Para evitá-lo, é

necessário escolher uma classe mais resistente a este desgaste, ou reduzir a velocidade de corte.

Aresta postiça

Quando a temperatura na zona de corte se processa baixa demais, o cavaco não se

desenvolve de maneira correta, e parte do cavaco se solda acima da aresta, o que caracteriza o

aparecimento da chamada aresta postiça. O resultado é o mau acabamento da superfície usinada

e o maior consumo de potência.

Para se evitar este tipo de problema, é necessário aumentar os dados de corte, ou escolher

uma pastilha com maior ângulo de corte para facilitar a formação dos cavacos.

Sabendo que para um profissional iniciante na área de usinagem é difícil escolher a

intervenção adequada para cada tipo de desgaste apresentado, a seguir apresenta-se uma

planilha onde é mostrado na horizontal os tipos de problemas e na vertical as possíveis soluções.


Object 1Object 2

25



Object 1Object 2

26


6- CLASSIFICAÇÃO DAS FUNÇÕES DE PROGRAMAÇÃO

Para que possamos colocar uma máquina a CNC em funcionamento é necessário que se

estabeleça um diálogo com o equipamento. Todo comando acoplado em uma máquina a CNC

necessita de um meio de comunicação entre o programador e a máquina. Essa comunicação é

feita por meio de códigos ou símbolos padronizados e recebe o nome de linguagem de

programação.

São os seguintes os elementos que compõem a linguagem de programação:

- LABORATÓRIO DE AUTOMAÇÃO DA MANUFATURA - C. DE USINAGEM A CNC -24

TIPOS DE SOLUÇÕES A SEREM ADOTADAS

Use

metal

duro

mais

resist

ente

ao

desg

aste

Use

metal

duro

mais

tenaz

Aument

e a

velocid

ade de

corte

Redu

za a

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idade

de

corte

Aumen

te o

avanço

por

faca

Reduza

o

avanço

por

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Troqu

e a

fresa

(geo

metri

a)

Troque

a fresa

(maiore

s

bolsões

)

Face

plana

larga

dema

is

Reduz

ir

ângul

o de

posiçã

o

Aume

ntar a

rigide

z

Usa

r um

vola

nte

Verifi

que a

fixaçã

o da

fresa

Refo

rce a

arest

a

corta

nte

PROBLEMAS

Quebra da aresta x x x x x

Lascamento da aresta x x x x x x

Rápido desgaste frontal x x x

Rápida craterização x x x

Aresta postiça x x x

Empastamento de

cavacos

x x

Vibrações x x x x x

Mau acabamento da

superfíciex

x x xx

Quebra nos cantos da

peça

x x x



• Caractere: é um número, letra ou símbolo utilizado para uma informação ( 1, G, % )

• Endereço: é representado por uma letra que identifica um tipo de instrução ( G, X, Y, Z );

• Palavra: é constituída de um endereço, seguido de um valor numérico. (G01, X50, F0.2 );

• Bloco: É um conjunto de palavras que identificam uma operação. ( N10 G00 X120 Z240 );

Sendo as funções a base de toda a programação de máquinas a CNC, é indispensável o

conhecimento das mesmas, para que se tenha condição de programar, e que o programa utilize

todos os recursos que a unidade possua para a execução de uma peça. Essas funções de

programação podem ser divididas em quatro classes:

Função seqüencial

Tem a finalidade de numerar os blocos do programa, para facilitar o acompanhamento do

mesmo. A função seqüencial é representada pela letra N seguidos de algarismos que representam

sua posição no programa.

Exemplo: N40 (significa bloco número 40)

Funções preparatórias

São as funções que definem para o comando da máquina O QUE FAZER, preparando-o

para uma determinada operação (deslocamento linear, deslocamento circular, etc.). As funções

preparatórias são representadas pela letra G seguidas de dois algarismos, porém os zeros à

esquerda podem ser omitidos (vai de G00 até G99).

Exemplo:

N40 G00 ...... (significa que no bloco 40 será executado um movimento rápido nos eixos).

Funções de posicionamento

São as funções que definem para o comando ONDE FAZER, ou seja, as coordenadas do

ponto que se deseja alcançar e são programadas com a indicação do sinal algébrico, de acordo

com a sua posição em relação ao sistema de referência. As funções de posicionamento são

representadas pelas letras X, Y e Z.

Para tornos a CNC - X (eixo transversal - diâmetros) e Z (eixo longitudinal - comprimentos ).

Para centros de usinagem – X (longitudinal), Y (transversal) e Z (vertical).

Exemplo:

N40 G00 X25 Z100 (o bloco 40 executará um movimento linear em rápido para um diâmetro de

25mm e um comprimento de 100mm).



Funções complementares

São funções que definem para o comando COMO FAZER determinada operação,

complementando as informações dos blocos na programação. As funções complementares são

representadas pelas letras F, S, T e M.

Exemplo:

N40 G01 X25 Z100 F.3 (o bloco 40 irá executará um movimento linear em lento com um avanço

de deslocamento de 0,3mm por rotação).

As funções podem também ser classificadas como MODAIS ou NÃO MODAIS.

MODAIS: São as funções que uma vez programadas permanecem na memória do comando,

valendo para todos os blocos posteriores, a menos que modificados por outra função ou a mesma.

NÃO MODAIS: São as funções que todas as vezes que requeridas, devem ser programadas, ou

seja, são válidas somente no bloco que as contém.

7 - DETALHAMENTO DAS FUNÇÕES

Considerações:

• As funções de programação que serão detalhadas a seguir não estão em ordem numérica

por uma questão meramente didática. Elas serão apresentadas em ordem de uso dentro

de um programa.

• Visto que o material didático é usado como apoio ao aluno do curso técnico de mecânica e

não como um manual para um programador, serão detalhadas apenas as funções mais

usadas. Para conhecer todas as funções da unidade de comando MACH 9 da ROMI, você

deverá recorrer ao manual do fabricante.

Fixação do Zero Peça (Origem do programa).

Uma máquina dirigida por controle numérico, é preciso ter definidos os seguintes pontos

de origem e de referência:

• Ponto de referência. É um ponto da máquina, geralmente no final de curso dos eixos,

fixado pelo fabricante sobre o qual o sistema fixa seu ponto de partida. Através de uma

rotina estabelecida, o controle posiciona os eixos sobre este ponto pressionando uma

chave de final de curso. Enviar a máquina para o ponto de referência, é o primeiro

procedimento operacional ao ligar o equipamento.

• Zero peça Antes de iniciar a programação para uma máquina a CNC é necessário

primeiramente fixar a localização do sistema de coordenadas a ser utilizado, que pode ser

definida de várias maneiras. Chamamos de zero peça ao ponto pertencente ao campo de



trabalho da máquina, no qual o controle assumirá como ponto de origem, ou seja,

referência inicial para definição de coordenadas.

Caractere para fazer comentários no programa ( ; )

O caractere ponto e vírgula permitem a introdução de um comentário que pode aparecer em

qualquer parte do programa. Após este caractere, tudo que for escrito é considerado comentário e

é ignorado como função pelo controle.

FUNÇÃO G99 – Cancelamento de Referência Temporária –

A função G99 remove o efeito de todos os G92 anteriores. G99 define a origem do sistema

de coordenada absoluta na posição do Zero Peça referenciada pelo operador antes do início da

execução do programa. Esta função é geralmente usada no primeiro bloco do programa.

FUNÇÃO G92 – Deslocamento de Origem – (Referência temporária)

Com a função G92 pode-se, no meio de um programa, deslocar a origem para uma posição

diferente do Zero Peça previamente referenciado pelo operador. Vejamos como ficaria a aplicação

desta função se desejarmos deslocar a origem em X30mm e Z50mm.

Modo 1 Neste modo, em relação à posição atual, o Zero Peça

N50.... está localizado em um ponto a 30mm no sentido em X

N60 G92 X30 Y50 e 50mm no sentido negativo em Y.

Modo 2

N50....

N60 G99 - Cancela-se primeiro a função G92;

N70 G00 X30 Y50 - Desloca-se em rápido para o ponto onde se deseja fixar a nova origem;

N80 G92 X0 Y0 - Define-se a o novo Zero Peça na posição;



FUNÇÃO G90 – SISTEMA DE COORDENADAS ABSOLUTAS –

Nesta função, todos os valores das funções de posicionamento são programadas em

consideração a uma única origem estabelecida (Zero Peça).

FUNÇÃO G91 – SISTEMA DE COORDENADAS INCREMENTAIS –

No sistema incremental, ao deslocar uma distância nos eixos, esse novo ponto torna-se

novamente uma origem, ou seja, X=0 e Y=0. A referência é mudada a cada deslocamento. Na

introdução de cotas no sistema incremental, o valor numérico da informação de deslocamento ao

caminho a percorrer. O sinal indica a direção do deslocamento.



FUNÇOES G17, G18 e G19 – SELEÇÃO DO PLANO DE TRABALHO –

No início do programa, antes de se efetuar qualquer delocamento, linear, circular ou ativar a

correção de raio de fresa (assunto que veremos mais à frente), torna-se necessária definir o plano

de trabalho no qual estaremos executando o programa, de acordo com as funções:

• G17, coordenadas definidas nos eixos X e Y

• G18, coordenadas definidas nos eixos X e Z

• G19, coordenadas definidas nos eixos Y e Z

Obs:

Caso o plano de trabalho seja G17, pode ser omitido

na programação (defalt).

FUNÇÕES G70 e G71 – SISTEMA DE PROGRAMAÇÃO –

Estas funções definem qual será o sistema de programação a ser usado. Se as

coordenadas introduzidas na programação são em milímetros, usa-se G71 ou em polegadas G70.

FUNÇÕES - G41, G42, G40- CORREÇÃO DO RAIO DA FRESA -

Se a programação for feita sem a compensação do raio da fresa, o programador deverá

definir com trajetória, o caminho percorrido pelo centro da ferramenta. Se a programação for feita

com a compensação do raio da fresa, a trajetória de programa a ser definida será o contorno da

peça (idêntico ao indicado no desenho), e o resultado será a trajetória tracejada (eqüidistante da

trajetória programada em valor igual ao raio da ferramenta).



- G41: Correção de raio à esquerda do sentido de usinagem (percurso da ferramenta);

- G42: Correção de raio à direita do sentido de usinagem (percurso da ferramenta);

- G40: Cancela a correção da ferramenta.

FUNÇÕES – T / M06- NÚMERO DA FERRAMENTA E TROCA -

A função T determina o número da ferramenta que será usada na usinagem. Os dois dígitos

junto à letra T identificam a posição da ferramenta no magazine. A função T não executa a

operação de troca da ferramenta, mas apenas seleciona a ferramenta desejada. Para executar a

troca da ferramenta, deve-se programar a função M06 após a função T.

Ex: N100 T12 M06 (Seleciona e troca a ferramenta número 6).

FUNÇÃO – O - CORREÇÕES DA FERRAMENTA –

Para calcular os movimento durante a usinagem, o comando precisa de dados sobre as

medidas dos comprimentos das ferramentas. Estas podem ser obtidas diretamente na máquina

encostando-se a ponta da ferramenta na peça, na face de referência.

Em alguns equipamentos, para se fazer uma regulagem prévia da ferramenta é usado um

dispositivo conhecido como “pré-seting”, que mede os comprimentos das ferramentas.

A correção da ferramenta (função O) deve ser programada logo após a chamada e troca da

mesma, juntamente com os parâmetros a serem usados.

EX.:

N10 T1 M6; (seleciona a ferramenta 1 e faz a troca)

N20 O1 S1000 F230. M3



FUNÇÃO S - RPM DO MANDRIL -

Com a função S é possível programar-se a RPM do mandril e a posição angular de parada

do mesmo.

Ex.: N100 S1000 (o mandril gira a 1000 RPM)

N101 M19 S90 (o mandril para na posição 90 graus)

FUNÇÃO F - VELOCIDADE DE AVANÇO DO MANDRIL -

A função F quando programada em um bloco de posicionamento determina o avanço para

os movimentos. Todos os eixos se movimentam simultaneamente à velocidade individuais de

modo que a velocidade ao longo da trajetória é efetiva e igual a velocidade F programada.

- Polegada por minuto (pol/min com formato 4.1) se estiver usando a funçãoG70;

- Milímetro por minuto (mm/min com formato 5.1) se estiver usando a função G71.

FUNÇÕES M03, M04, M05, M19 - SÃO FUNÇÕES RELACIONADAS C/ EIXO-ÁRVORE -

- M03, sentido de giro do mandril à direita;

- M04, sentido de giro do mandril à esquerda;

- M05, parada do mandril;

- M19, parada do mandril com orientação angular.

FUNÇÃO M00 - PARADA PROGRAMADA (incondicional)

A função M00 possibilita parar o programa para, por exemplo, fazer medição na peça. Após

acionar o botão “cycle start” do painel do operador o programa continua a ser executado.

FUNÇÃO M01 - PARADA PROGRAMADA (condicional)

A função M01 atua como M00 mas só quando no painel de operação da máquina estiver

acionada a tecla de parada opcional na página REFER. TRABALHO.

FUNÇÃO M30 - FIM DE PROGRAMA

Funciona para finalizar um programa, sendo que em máquinas antigas com leitura de

programa por fita perfurada, ordena também o rebobinamento desta.



FUNÇÕES M07, M08 e M09 – São funções ligadas com refrigeração-

M07 - Refrigeração A ALTA PRESSÃO (por dentro da ferramenta). Brocas de pastilhas ou

inteiriças de metal duro furadas.

M08 - Refrigeração externa.

M09 - Desliga refrigeração. Este comando está incluso na subrotina de troca de ferramenta.

FUNÇÃO G00 - MOVIMENTO EM AVANÇO RÁPIDO NOS EIXO (sem usinagem)

. O deslocamento programado com G00 se realiza com a máxima velocidade possível

(avanço rápido da máquina), sem usinagem e sobre uma reta (interpolação linear).

A máxima velocidade de avanço para cada eixo depende do projeto de cada fabricante.

Ex.: N10 G00 X30. Y20.

FUNÇÃO G01 - MOVIMENTO COM AVANÇO PROGRAMADO NOS EIXO (em usinagem)

Com o uso desta função, a ferramenta desloca-se com um avanço determinado sobre uma

reta até o ponto de destino. Para o cálculo da trajetória da ferramenta, o controle executa uma

interpolação linear.

Exemplo 1:Fresado paralelo ao eixo com uso das funções G00 e G01:

N50 T1 M6 - Seleciona a ferr. 1 e troca;

N60 01 S800 F100. M03 - Corretor 1 e parâmetros da ferramenta;

G00 G00 X70. Y25. Z2. - Posiciona em rápido sobre p1;

N70 G01 Z-5. F60. - Aprofunda o valor de 5mm;

N80 X20. F100. - Fresa em X até p2;



N90 G00 Z2. - Afasta para Z de 2 acima da face;

N100 G Z 0 - Vai para a posição de troca;

N110 X-25. Y50. - Afasta para um ponto fora da peça;

N120 M30 - Término do programa.

Exemplo 2:

Fresado inclinado aos eixos com uso das funções G00 e G01:

N20 G0 X30. Y20. Z2. - Aproximação da Pos. de Início

N30 G1 Z-5. F60. - Avanço à Profundidade

N40 X8.0 Y65. - Interpolação Linear

N50 G0 Z2. - Retrai Ferramenta

N60 G0 X-20. Y100. - Retrai para Troca

N70 G Z O – Vai à pos. de troca

N80 M30 Fim de Programa e Retorno ao Início

FUNÇÃO G73 - POSICIONAMENTO PRECISO

A função G73 é similar à função G01, exceto que o Controle espera um sinal “ em posição”

antes de continuar com o próximo movimento. Isto elimina o arredondamento de contorno quando

se deseja ter cantos vivos em movimentos consecutivos em torno de uma peça.

Exemplo: N25 G73 X40. Y50.

FUNÇÕES G02/G03 - INTERPOLAÇÃO CIRCULAR

Nestas funções, A ferramenta desloca-se segundo uma trajetória circular usinando um arco

no sentido horário ou anti-horário sendo:

- G02, no sentido horário.

- G03, no sentido anti-horário.

As condições de deslocamento G02 e G03 são modais, ou seja, permanecem

programadas até que uma outra função do mesmo grupo seja programada.



- Parâmetros de interpolação circular (I, J, K) no uso das funções G02 e G03

Os parâmetros de interpolação I, J e K são usados para expressar o raio do arco ou círculo

a ser usinado, sendo que:

• Se programado I, J e K (MAIÚSCULAS) estes representam a coordenada do centro do

arco em relação à origem – Programação absoluta;

• Se programado i, j e k (minúsculas) elas representam a projeção da distância que vai do

ponto inicial do arco até o cento do arco nos eixos X, Y e Z – Programação incremental.

•

Vejamos estas duas diferentes formas de programação em um exemplo

Programação em incremental Programação em incremental

N1 G00 X10. Y25. Z1. S1250 M3 N1 G00 X10. Y25. Z1. S1250 M3

N2 G01 Z-5. F100. N2 G01 Z-5. F100.

N3 G02 X10. Y25. i20. j0 F125. N3 G02 X10. Y25. I30. J25. F125.

N4 G00 Z100. M5 N4 G00 Z100. M5

N5 X-20. N5 X-20.

N6 M30 N6 M30



FUNÇÕES G22/G23 - INTERPOLAÇÃO HELICOIDAL

A interpolação helicoidal é possível entre 3 eixos lineares, perpendiculares entre si. Neste

tipo de interpolação se programa em uma seqüência um arco e uma reta perpendicular a seu

ponto final. Na elaboração do programa se enquadram os movimentos dos carros dos eixos de

forma que a ferramenta descreva uma linha helicoidal com passo constante. A velocidade de

avanço programada se mantém ao longo da trajetória efetiva da ferramenta.

G22 – Para movimento circular no sentido horário, no plano selecionado.

G23 – Para movimento circular no sentido anti-horário, no plano selecionado.

N1 G00 X0 Y-25. Z1. S800 M3

N2 G01 Z-20. F150.

N3 G22 X0. Y-25. I0 J0 K20.

N4 G00 Z100. M5

N5 M30

X e Y - são as coordenadas do ponto final do círculo da hélice;

I e J - são as coordenadas do centro do círculo;

K - é o passo da hélice e mesmo que o círculo não seja de 360 graus, deve ser

programado equivalente a um círculo de 360 graus.

FUNÇÃO G04 – TEMPO DE ESPERA

Esta função serve para parar a ferramenta por um intervalo de tempo programado, para

por exemplo, dar acabamento em um furo com um fundo plano. O tempo de parada se programa

com a letra F e não é modal. Em uma seqüência com tempo de espera (G04) não se devem

programar outras funções.

Ex.: N.. G04 F5.5 (tempo de espera de 5.5 segundos)



8 - CICLOS FIXOS (SUB-PROGRAMAS ou SUB-ROTINAS)

Ao programar um centro de usinagem para executar uma série de furos em uma matriz de

pontos, seria necessário a cada furo repetir a coordenada final do furo e o ponto de retorno para

se deslocar para um novo furo. Nestes tipos de operações clássicas onde algumas coordenadas

se repetem muitas vezes no mesmo programa, usa-se ciclos de usinagem que são chamados

sub-programas ou sub-rotinas permanentemente memorizados. Todo centro de usinagens

moderno possui este tipo de recurso.

Na maioria dos CNC, estes ciclos são programados com as funções G81 a G86 a saber:

- G81, ciclo de furar (furação rasa)

- G82, ciclo de escarear (com tempo de espera G04)

- G83, ciclo de furar (furação profunda)

- G84, ciclo de rosquear c/ macho

- G85, ciclo de mandrilar e alargar

- G86, ciclo de mandrilar de acabamento (sem giro do mandril na saída da ferramenta)

- G80, ciclo de cancelamento de ciclo fixo

- G81 - Ciclo de furação - furação rasa (até 3 x Diâm da broca)

Esta função pode ser usada para operações simples de furação e o ciclo será executado

tantas vezes quanto forem os movimentos em rápido no plano XY até o seu cancelamento com a

função G80. No bloco onde é programada a função G81, o valor de R é o plano de referência de

parada da ferramenta e o Z é a profundidade final de furação, ambos em coordenadas absolutas.

N100 G Z30.

N101 G81 R2. Z-25. F57.

N102 X20. Y30.

N103 X50. Y15.

N104 G80

G82 - Ciclo para escarear

Esta função pode ser usada para operações de alargamento de um furo já existente com a

finalidade de alojar a cabeça de um parafuso. Esta operação é idêntica a função G81 com a

diferença de um tempo de permanência da ferramenta ao final da cota Z. A variável D programada

no bloco que contém a função G82 representa o tempo de permanência da ferramenta ao final da

cota Z.



N100 G Z30.

N101 G82 R2. Z-25. D5. F57.

N102 X20. Y30.

N103 X50. Y15.

N104 G80

G83 ciclo de furação com descarga - profunda (mais do que 3 x Diâm da broca)

Esta função pode ser usada para operações de furação com parada ou retirada da broca

para extração do cavaco. Para materiais de cavacos curtos basta apenas a parada da broca,

porém, para materiais de cavacos curtos é necessário a retirada total da broca.

Exemplo (Permanência quebra cavaco e retração)

N100 G Z30. #

N101 G83 R2. Z-58. I15. J5. K5. U30. D1. F57. #

N102 X20. Y30. #

N103 X50. Y15. #

N104 G80 #

Onde:

I = profundidade máxima (incremental) abaixo do plano de referência (primeira penetração

da broca), para retrocesso da broca para alívio de cavaco e refrigeração. O I será sempre

um movimento no sentido negativo, porém será programado com valor positivo;

J = decréscimo nas demais penetrações (I-J para a segunda descida);

K = é o mínimo valor de penetração da broca;

U = é a profundidade (incremental) que comandará um retorno da broca. U é a máxima

profundidade a partir da qual ocorrerá uma retração em rápido da ferramenta para o plano

R. Deve ser programado com valor positivo ( ver tabelas para aços e F.Fundido);

D = representa um tempo de espera após cada penetração da broca.

Obs.:



Depois da retração, a ferramenta voltara em rápido, à profundidade anteriormente atingida

menos um valor de 2mm.

G84 ciclo de roscar c/ macho

Esta função possibilita a execução de um roscamento à direita em um furo com a utilização

de um macho para roscar. Ao usar este ciclo devem ser tomados alguns cuidados:

• Observar sempre nas tabelas o valor do diâmetro da broca para furar;

• Usar sempre mandril com dupla compensação;

• O macho a ser usado deve ser próprio para máquina automática (maior hélice);

• O valor do avanço será: F = passo do macho x RPM x 0.9;

• Deixar os potenciômetros de avanço e RPM em 100%;

• Não executar a operação em bloco a bloco [ BLK/ BLK].

N100 G Z30. Dados:

N101 G84 R5. Z-15. F429.3. RPM = 318;

N102 X25. Y20. Passo = 1.5mm

N103 X40. Y30. F = 0.9 x 318 x 1.5

N104 G80 F = 429.3mm/min.

G85 - ciclo de mandrilar e alargar

O ciclo G85 possibilita a execução de uma operação de mandrilamento (alargamento de

um furo com ferramenta do tipo “bailarina”). A diferença do ciclo de furação é que a subida após

alargamento é feita com avanço programado e não em rápido, por se tratar de uma operação de

calibragem.



N100 G Z30.

N101 G85 R2. Z-25. F40. V100.

N102 X20. Y30.

N103 X50. Y15.

N104 G80

V = avanço de retrocesso da ferramenta. Caso V não seja programado o avanço de

retrocesso será o de valor F.

G86 - ciclo de mandrilar com retrocesso da ferramenta sem giro no mandril

O ciclo G86 possibilita também a execução da operação de mandrilamento porém com a

saída do eixo Z parado. Neste ciclo, o mandril desce em rápido ao plano R, vai em velocidade de

avanço até a profundidade especificada, atua um tempo de permanência opcional, o eixo pára de

girar e então o mandril retorna ao plano R de início.

N100 G Z25.

N101 G86 R2. Z-25. F40. V100.

N102 X20. Y30.

N103 X50. Y15.

N104 G80

V = avanço de retrocesso da ferramenta. Caso V não seja programado o avanço de

retrocesso será em avanço rápido .




9 - AUTO ROTINAS

No item anterior observamos que os ciclos fixos memorizavam apenas determinadas

coordenadas que se repetiam em várias coordenadas. Neste item iremos abordar um determinado

grupo de funções que são denominadas Auto Rotinas que programam movimentos complexos da

máquina através de um único bloco. Em termos práticos, quando a unidade de comando lê o

bloco que contém a função complexa monta um programa para executar a usinagem solicitada

através das variáveis contidas no bloco.

G22 - Interpolação Helicoidal em sentido Horário

Com o uso da função G22 é possível formar uma hélice e para isso, a unidade de

comando movimenta dois eixos em um arco, e o terceiro eixo em linha reta como se estivesse

abrindo uma “rosca”. Para usarmos esta função é necessário tomar alguns cuidados:

• A compensação do raio não é permitida durante um movimento helicodal;

• A função G40 deve ser programada antes da função G22;

• A função que define o plano de trabalho de ser sempre definida no programa.

Exemplo de interpolação helicoidal no plano XY

; Hélice em XY

N10 G90

N20 G17

N30 G40

N50 O1

N60 G00 X0. Y100. Z10.

N70 F120.



N80 G22 I50. J100. Z-75. K20.

N90 G01 X50. Y100.

N100 G Z O

N110 M02

G31 - Espelhamento de imagem nos eixos

A função G31 é usada para estabelecer o espelhamento de movimentos nos eixos. Por

espelhamento entende-se como a inversão do sinal da coordenada programada. Para execução

desta função, devem ser tomados os seguintes cuidados:

• O espelhamento de eixos não podem ser aplicado para eixos rotacionais;

• Um bloco com G31 inverte o sentido de direção dos eixos nele especificados;

• G31 é modal e permanece ativo até ser cancelado com G30, M02 ou M30;

• Enquanto o espelhamento estiver ativo, o camando exibirá na página de STATUS a letra M

evidenciada à direita do eixo;

• G30 programada sem especificar nenhum eixo, cancela espelhamento para todos os

eixos;

• Para que se possa programar o espelhamento é necessário criar antes um sub-programa

que é o percurso da imagem que se deseja espelhar.

•

Sub-programa P2 Programa Principal

N05 ...

N10 G91 N10 G0 X50. Y50. Z5.

N15 G X10. Y10. N15 P2

N20 G1 Z-10. F100. N20 G31 X

N25 Y30. N25 P2

N30 X30. N30 G31 XY

N35 Y-10. N35 P2



N40 Y-20. N40 G30

N45 X-20. N45 G31 Y

N50 G0 Z10. N50 P2

N55 X-10. Y-10. N55 G30

N60 M02 N60 ....

G89 - Restaura e executa o último ciclo

A função G89 é usada para restaurar e executar o último ciclo cancelado com a função

G80. Este procedimento é usado em alguns casos onde é necessário cancelar o ciclo fixo para

poder movimentar os eixos em XY evitando assim uma colisão com algum tipo de obstáculo, por

exemplo, um grampo de fixação.

N60 ....

N65 T3 M6

N70 03 1000 M03

N75 Z30.

N80 G81 Z-3. R5. F150.

N85 G00 X-10. Y-15.

N90 X-60.

N95 G80

N100 G0 Z25.

N110 Y-55.

N120 G89

N125 X-10.

N130 G80

N135 G Z 0 M5

N140...

G24 - Retículo circular

Esta função é usada para executar uma série de furos dispostos em um circulo com

espaçamentos regulares entre eles. Para a execução desta Auto-rotina é necessário conhecer e

programar as seguintes variáveis:

• I e J – Coordenada do centro do círculo nos eixos X e Y respectivamente;

• X e Y – Coordenada do ponto inicial do retículo circular;

• R Define o raio do círculo onde estão disposto os furos com formato +/- 3.3;

• C define o ângulo inicial do primeiro furo medido a partir do eixo X positivo com formato

3.3;

• W – Especifica o número total de pontos em um circulo completo. A direção pode ser no

sentido horário (W -) ou anti-horário (W). O número máximo de pontos é de 127 furos;



• B – Define o espaçamento angular igual para os pontos no círculo. A direção pode ser no

sentido horário (B -) ou anti-horário (B). O formato de B é de +/-3.3. Se B não for

programado, W definirá indiretamente o espaçamento entre furos;

• L – Especifica o número total de pontos em que os auto-ciclos, sub-programa ou sub-

rotinas serão executados. O valor de pode ser menor do que o número total de pontos

definidos por W ou B. Seu formato é 3;

Obs:

Para especificar o centro do círculo e a posição inicial do primeiro furo pode-se utilizar as

combinações no bloco de dados com a função G24 a saber:

✔ Se forem programados I e J – A posição atual (antes do bloco G24) será considerada

como a posição do primeiro furo e o centro é definido com as funções I e J no bloco que

contém G24;

✔ Se forem programados X e Y – A posição atual será o centro do círculo e a posição inicial

do círculo será um movimento feito a um ponto definido pelas funções X e Y;

✔ Se forem programados I e J – X e Y – O Centro é definido por I e J e a posição inicial por X

e Y;

✔ Se forem programados I e J – R e C – O centro é definido por I e J e a posição inicial por R

e C.

Usando I e J (1) Usando I e J – X e Y (3)

. .

. .



. .

N70 G00 X50. Y100. Z30. N70 G00 Z30.

N75 G81 Z-12. R2. F100. N75 G81 Z-12. R2. F100.

N80 G24 I50. J60. L5 W5 N80 G24 X50. Y100. I50. J60. L5 W5

N85 G80 N85 G80

. .

Usando X e Y (2) Usando I e J – C e R (4)

. .

. .

N70 G00 X50. Y60. Z20. N70 G00 Z30.

N75 G81 Z-12. R2. F100. N75 G81 Z-12. R2. F100.

N80 G24 X50. Y100. L5 W5 N80 G24 R40. C90. I50. J60. L5 W5

N85 G80 N85 G80

. .

Obs.:

No exemplo 1, a ferramenta se desloca para o primeiro furoprimeiro furo e em G24 é programado o centro

do círculo;

No exemplo 2, a ferramenta se desloca para o centro do círculo e em G24 é programado a

coordenada do primeiro furo;

No exemplo 3, a ferramenta pode estar posicionada em qualquer ponto, pois em G24 é

programado a coordenada do primeiro furo (com X e Y) e o centro do círculo (com I e J);

No exemplo 4, a ferramenta pode estar posicionada em qualquer ponto, pois em G24 é

programado a coordenada do primeiro furo (com C de 90 graus R de 40mm) e o centro do

círculo (com I e J);

G25 - Retículo linear

Esta função permite executar uma série de furos dispostos em uma linha, uma coluna, em

uma matriz de pontos quadrada ou retangular. A linha ou a matiz deve ser sempre paralalela aos

eixos X ou Y. Para a execução desta Auto-rotina é necessário conhecer e programar as seguintes

variáveis:

• X - Especifica o valor do passo na linha e a direção dos furos a serem executados;

• Y - Especifica o valor do passo na coluna e a direção dos furos a serem executados;

• I – Define o número de pontos dispostos na linha;

• J - Define o número de pontos dispostos na coluna



• F - Especifica o avanço dos movimentos entre os pontos em casos onde a distância entre

pontos é muito pequena. Caso F não seja especificado, o avanço entre os pontos será em

rápido;

• P – Especifica o número de um sub-programa previamente armazenado no comando, a

ser executado em cada ponto. Esta variável é facultativa;

• H – Especifica o número do bloco inicial da sub-rotina.

Espessura da placa de 10mm

N50 G0 X100. Y100.

N55 G81 Z-15. R2. F150.

N60 G25 X30. Y-20. I5 J3

N65 G80

. O valor negativo de Y no bloco N60, significa que após fazer os cinco primeiros

furos (P1 a P5) a ferramenta irá se deslocar em Y no sentido negativo para P6.

G26 - Fresamento de um alojamento

Esta função permite desbastar e dar acabamento automaticamente em alojamentos

retangulares quadrados ou circulares com apenas uma única linha de programação. Em

alojamentos retangulares, é possível especificar um raio nos cantos usando uma função R, que

deve ser maior do que o raio da fresa usada para usinagem do alojamento.

O último movimento da auto-rotina é um movimento de saída tangencial.

Quando a unidade de comando lê a linha que contém a função G26, internamente será

montada uma sub-rotina para execução do alojamento de acordo com as seguintes variáveis:

• X e Y – Coordenadas do canto oposto do alojamento nos eixos X e Y (à direita e em

cima);

• Z – Profundidade final do alojamento;

• I, J e K – Sobremetal para acabamento ao longo do eixo X, Y e Z;

• Q – Especifica o paio de saída à 900 ;



• U – Profundidade de corte no eixo Z de cada passada de desbaste. Se U não for

programado o comando usa a função L para calcular a profundidade de corte;

• L – Determina o número de passadas para o eixo Z. L é sempre um número inteiro e se

não for programado o comando usa a função U para detrminar a profundidade de

corte;

• W – Determina a largura de corte ao longo dos eixos X e Y.

- Se W não for programado a largura de corte é determinada pela função D.

- Se o valor de W for muito grande, ficará material no meio do alojamento. Por

experiência podemos adotar um valor máximo para o valor de W como sendo :

W ≤ (diâmetro da fresa) – (0.3 raio da fresa);

- Se W for maior que o diâmetro da fresa o comando bloqueará a execução;

• D – Determina o número de passes para os eixos X e Y. Se não for programado nem W

nem D o comando assumirá como largura de corte o raio da fresa;

• F – Determina o avanço de desbaste (negativo para corte concordante);

• H – Determina o avanço de penetração em Z (negativo para corte concordante);

• V – Determina o avanço de desbaste. Se omitido o avanço F será usado;

• R – determina o raio nos cantos;

• O – Número do corretor para compensação do raio

Algumas restrições quanto ao uso da função G26

➢ A função G26 não requer que se programe todas as função descritas;

➢ Se a função X for omitida será executado um rasgo com um comprimento de Y;

➢ Se a função Y for omitida será executado um rasgo com um comprimento definido por X e

com uma largura especificada por 2 x R;

➢ Se as funções X e Y forem omitidas será executado um alojamento circular com um raio

especificado por R;

➢ Se for omitido o sobremetal I o comando usara o valor de J para o eixo X;

➢ Se for omitido o sobremetal J o comando usara o valor de I para o eixo Y;

➢ Se forem omitidos as funções I e J, todos os passes em X e Y serão de desbaste e a

última passada será executada com avanço de acabamento;

➢ Se for omitida a função K, todos os passe em Z serão de desbaste;



➢ Se forem omitidas as funções U e L, apenas um passe em Z será executado (perigoso);

N35 ....

N40 G0 X20. Y Z5.

N45 G26 X100. Y45. Z-3. I.5 J.5 K.5 U1.25 L2 W5 F150. H100. V50.

N50 ...

N35 ....

N40 G0 X20. Y30. Z5.

N45 G26 X100. Y90. Z-5. I.5 J.5 K.5 U2.25 L2 W8 F150. H100. V50.

N50 ...

N35 ....

N40 G0 X60. Y70. Z5.



N45 G26 R40. Z-3. I.5 J.5 K.5 U1.25 L2 W5 F150. H100. V50.

N50 ...

Obs.:

1. Orientado pelo próprio fabricante, não é aconselhável usar um valor de Z de aproximação

muito afastado do zero peça em Z, pois a unidade de comando pega este valor e soma

com o valor colocado na função Z colocada em G26 e usa esta soma para dividir pelo

número de passadas e em alguns casos isto gerar passada em vazio;

2. Embora os exemplos mostrem L e U sendo programados, o ideal seria colocar apenas o

número de passadas e deixar que o comando calcule a profundidade por passada;

G27 - Fresamento ao redor de uma área especificada

Para usar esta função é válida toda a consideração feita para a função G26.

A área especificada será definida pelos parâmetros X e Y, se não for programada a função R, o

fresamento será retangular e os cantos do fresado serão retos;

Caso R seja programado, os cantos terão um raio igual a R. O comando deverá conhecer a

distância até a área de usinagem, portanto, D deverá ser programada.

Cálculo de W e D

Para eixo X Para eixo Y

D = [(AX – I – 2.RF) / W] +1 D = [(AY – J – 2.RF) / W ] +1

I = AX – 2.RF – [(D – 1) . W] I = AY – 2.RF – [ (D – 1) . W ]

W = AX – I – 2.RF / (D-1) W = AY – J– 2.RF / (D-1)

Onde D = número de passadas nos eixos X e Y

N50 G0 X70. Y60. Z5.



N55 G27 X130. Y100. Z-4. I2. J2. K2. L2 D5 W6.5 F150. H100. V50.

N50 G0 X28. Y28. Z5.

N55 G27 X116. Y70. Z-4. I.5. K.5 L2 D3 W3. F150. H100. V50.

N50 G0 X Y Z5.

N55 G27 R13. Z-4. I.5. J.5 K.5 L2 D3 W8.75. F150. H100. V50.

G72 - Fator de escala

Esta função través de um fator de multiplicação que varia de 0.5 a 20, reduz ou aumenta um perfil

programado.

Os valores dos corretores de ferramenta, movimentos manuais e corretores de fixação não são

afetados pelo fator de escala. Para usar G72 necessita das seguintes funções:

X – Fator de escala para o eixo X. O valor programado afeta a função I pelo mesmo valor;

Y - Fator de escala para o eixo Y. O valor programado afeta a função J pelo mesmo valor;

Z - Fator de escala para o eixo Z. O valor programado afeta a função K pelo mesmo valor.

EXEMPLO:

N70 G99 - Cancela G92



N80 G0 X Y - Movimento rápido para o zero peça

N90 G91 - Coordenada incremental

N100 G72 X.5 Y.5 - Determina o fator de escala de 0.5 para os eixos X e Y

N110 G1 X20. F120. - Estes bloco e o três seguintes, produzirão um quadrado de 10mm;

N120 Y-20.

N130 X-20.

N140 Y20.

N150 G72 - Cancela o fator de escala

N160 M2 - Fim de programa

10 - Programação assistida por computador para máquinas a CNC

Para a usinagem de uma peça em uma máquina a CNC, o programa pode ser elaborado

de maneira manual (já visto anteriormente) ou automática (programação assistida por

computador).

Em uma fresadora convencional o profissional do planejamento e controle de produção

cria uma folha de operação onde é montado um roteiro que o operador deve seguir (delineamento

da peça). A programação manual requer que o programador calcule e registre todos os

movimentos a serem efetuados, ou seja, o programa funciona tal como o delineamento feito em

um sistema convencional. Além de lenta, este tipo de programação é mais passível de erro, visto

que para cada coordenada é preciso efetuar cálculos. Essa dificuldade torna-se mais evidente

quando o grau de complexidade da geometria da peça aumenta. Observe a figura 9.1:


Vou correndo para o final fazer os exercícios referentes a este tema


Figura 9.1 – Chapa Perfilada

Antes de iniciar a programação desta peça para ser confeccionada em um centro de

usinagem a CNC, o programador precisará calcular o valor de cada cota que está faltando (P1,

P2,P3 e P4) e para isso precisará utilizar uma vasta gama de conhecimentos de geometria e

trigonometria adquiridos em sua fase de ensino fundamental. A cada valor calculado tem-se a

possibilidade de um erro. Na programação manual, o operador precisa se lembrar do formato de

cada função (como ele deve ser escrita) a ser programada ou deve fazer consultas frequentes ao

manual. Isto se intensifica no caso de se usar um ciclo fixo (recursos existente em unidades de

comando mais modernas que permite que com apenas uma linha de programa fazer vários

movimentos) onde a quantidade de parâmetros a serem inscritos é ainda maior (RELVAS, 2002).

A desatenção na programação pode ter como consequência uma colisão da ferramenta contra a

peça, afetando a estrutura da máquina, comprometendo assim sua precisão e repetibilidade.

10.1 – Programação Automática para Centro de Usinagem a CNC

Como vimos em "Automação da Usinagem 1", programação automática, às vezes também

conhecida por programação assistida por computador, é aquela executada com o auxílio do

computador, e tem como objetivo ajudar o programador a superar as dificuldades que ocorrem

normalmente na programação manual (JANSEN; FERREIRA e AHRENS, 1998).

Uma linguagem de Programação Assistida por Computador para Centro de Usinagem a CNC é

também dividida em três módulos: o processador, o pós-processador e módulo de transmissão

(COSTA, L. S. S. e CAULIRAUX, H. M. (Org.), 1995). De acordo com a figura abaixo, vamos

analisar cada um desses módulos:



Figura 9.2 – Desenho da Tarefa RESTA 1

Processador - Neste módulo, o programador ao examinar o desenho, define, através de pontos,

linhas, círculos e perfis catalogados o perfil da peça acabada. Esta é a fase geométrica. Em

seguida são definidos os parâmetros tecnológicos: Escolha e características da ferramenta e

usinagem (fresagem, furação, abertura de rosca, etc). O processador interpreta as instruções


3mm33 furos c/ Ø12mm3mm de prof. neste plano(Rebaixo de 3mm)152.4


inscritas pelo programador, controla a sintaxe (erros de formato) e executa todos os cálculos

geométricos e tecnológicos necessários. Nesta fase o programa pode ser considerado universal,

pois é independente do tipo de máquina-ferramenta e do tipo de unidade de comando na qual a

peça será usinada (ZERBONE, 1995).

Apresentamos a seguir a programação automática (com explicação resumida dos blocos)

com o uso do software UNICAM - Módulo Fresa (usado no laboratório de automação da

manufatura do CEFET-RJ) de acordo com a figura 9.2.

ID = Tarefa RESTA 1(Identificação do programa)

PECA = MAT 3, ESP 30 'Material: ALUMÍNIO(Identificação da peça)

PF1, CIR, D152.4, (0, 0)(Perfil do círculo externo)

PF2, CIR, D146.4, (0, 0)(Perfil do círculo interno)

CONJ1 = MATRIZ, (-20, -60), NPB3, DB20, ANGB0, NPA7, DA20, ANGA90(Matriz c/ 3 furos na linha e 7 na coluna)

CONJ2 = MATRIZ, (40, -20), NPB2, DB20, ANGB0, NPA3, DA20, ANGA90(Matriz c/ 2 furos na linha e 3 na coluna)

CONJ3 = MATRIZ, (-60, -20), NPB2, DB20, ANGB0, NPA3, DA20, ANGA90(Matriz c/ 2 furos na linha e 3 na coluna)

CONJ4 = SOMA, CONJ1, ATE, CONJ3(Soma das 3 matrizes)

FERR 1 = FRDESB, MD, DIAM 16, AV 259, RPM 2388, DS 2, PRI 1(Características da fresa de desbastar)

CONT=PF1, PROF-.5, PINIP(0, -106.2), PFIN(0, -106.2), PLAZ23, ZAR25, ZRR25(Usinagem de contorno com a ferramenta 1)

ESVA=PF2, PROF-3, PINIP(0, 0), DEP10, CONC, OFFSET8, ZAR24.5, AVZ100,PLAZ22.5, NREP2(Execução de uma cavidade de 3mm de profundiade com a ferramenta 1)

FERR 2 = BRCENT, DIAM 6, AV 96, RPM 1600, DS 2, PRI 2(Características da broca de centro)

CENTRA = CONJ4, PROF -4, ZRR 21.5, PLAZ 19.5(Execução de furos de centros nas 3 matrizes)

FERR 3 = BRHELI, DIAM 12, AV 800, RPM 96, DS 2, PRI 3(Características da broca helicoidal de 12mm))

FURA = CONJ4, PROF -3.6, ZRR 21.5, PLAZ 19.5(Execução de furos de 12mm c/ broca de 12mm nas matrizes)

Pós-processador – Este é um módulo específico para adaptar a solução geral fornecida pelo

processador aos diversos tipos de máquinas-ferramenta a CNC. Pode-se então dizer que o pós-



processador depende do tipo de máquina e do comando nos quais será usinada determinada

peça. Em resumo, este módulo converte o que foi escrito na linguagem do software usado, para

uma linguagem ISO reconhecida pela unidade de programação. A seguir temos trechos do

programa pós processado feito em linguagem UNICAM e transformado para linguagem ISO

inteligível pela máquina a CNC (comando Mach9).

;Tarefa.RESTA.1N5 G99N10 G90N15 G17N20 G71N25 G40N30 T1 M6 ;(**.FRESA.P/.DESBASTE.DIAM..16.**)N35 O1 S2388 M3 F259.N45 G0 X0. Y-106.2N50 Z25.N55 G1 Z22.5N60 Y-76.2N65 G3 X-0. Y-76.2 I-0. J0...N270 T2 M6 ;(**.BROCA.DE.CENTRO.DIAM..6.**)N275 O2 S1600 M3 F96.N285 G0 X-20. Y-60.N290 G0 Z21.5N295 G81 Z15.5 R21.5 F96N300 X-20. Y-60...N485 T3 M6 ;(**.BROCA.HELICOIDAL.DIAM..12.**)N490 O3 S800 M3 F96N500 G0 X-20. Y-60.N505 G0 Z21.5N510 G81 Z15.9 R21.5 F96.N515 X-20. Y-60.



Módulo de Transmissão (DNC) - Este módulo serve para transmitir o programa pós-processado

(linguagem ISO), para a memória do CNC através de uma interface de comunicação, como por

exemplo, uma porta serial RS232. Esta comunicação pode ser feita do computador onde foi

elaborado o programa para a máquina a CNC ou vice-versa (figura 9.3). Isto é útil para se

memorizar o programa transmitido com as correções durante a usinagem do lote de peças

(HELLENO, A. L. e SCHÜTZER, K., 2003).

Figura 9.3 – Métodos de geração do programa CNC

Fonte – Usinagem em Altíssima velocidade, pág. 175

Figura 9.4 – Módulo de transmisão do UNICAM-Fresa

Fonte – Manual do usuário da GHL - pág.56

Vantagens da programação automática:

a) Visto que na programação manual todos os deslocamentos que eram feitos pelo programador

(funções ISO), agora ficam sob responsabilidade do módulo processador do software e os

prováveis erros podem ser detectados e eliminados com o uso do simulador gráfico; ocorrendo

assim uma sensível redução dos erros de programação;

b) Redução do tempo de programação;

c) Menor tempo de preparação do programador do que na programação manual.

D esvantagem da programação automática em casos específicos :

Quando fazemos a programação de uma peça para ser usinada em um centro de usinagem e

lançamos mão de sub-rotinas, podemos efetuar a modificação alterando apenas os valores dos

parâmetros usado. O pós processador ao transformar para linguagem ISO, não usa sub-rotinas ou

seja a quantidade de blocos é muito grande, caso ocorra um erro, é necessários fazer as

alterações no módulo de processamento, transformar o programa para linguagem ISO e transmiti-

lo de novo. Neste caso o tempo na programação automática é maior.



11 - PREPARAÇÃO DA EMPRESA PARA IMPLANTAR TECNOLOGIA A CNC

Após a decisão de implantar uma tecnologia nova dentro da empresa, é necessário que o

gestor envolvido na inovação tome algumas medidas que assegure que este novo investimento

tenha o sucesso esperado e o retorno financeiro desejado.

Salvo raras exceções, a maioria das implantações é feita com pouca ou nenhuma

preparação para o recebimento da mesma. Esta preparação que antecede a aquisição precisa ser

pensada sob dois aspectos fundamentais: a infraestrutura dentro da empresa e o pessoal

envolvido com este tipo de inovação de processo. A inexistência desta iniciativa pode gerar um

ambiente que seja propício para o fenômeno de rejeição, já que todo ser humano de certa forma

tem a tendência a reagir a mudanças. ANTONIO NEVES (2001) cita esta possibilidade quando diz

que “o homem fica cada vez mais desnorteado diante das rápidas inovações tecnológicas que vão

sendo incorporadas à vida cotidiana” (NEVES, 2001, P.137).

BESSANT, PAVITT e TIDD (2001) em uma de suas pesquisas sugerem que para inovar,

os negócios precisam ser proativos e o profissional deve ser capaz examinar o ambiente para

identificar mudanças e oportunidades, deve estar aberto a desafio, e deve estar preparado para

novas experiências. O mais importante de tudo: aprender é fundamental.

Discutir com os profissionais que possivelmente poderão ser envolvidos com a tecnologia

a ser adquirida, mesmo antes da chegada do equipamento, com o objetivo de despertar interesse,

é uma prática que tem se mostrado bastante eficiente para aquelas empresas que projetam a

implantação. Uma estratégia a ser adotada nesta fase é o de promover palestras participativas

com todas as pessoas, que serão a princípio, os clientes deste novo sistema. Deve-se ressaltar as

vantagens que este tipo de inovação irá gerar para o crescimento da empresa, como por exemplo,

um novo posicionamento em relação à competitividade; porém nunca esquecendo de ressaltar as

limitações, pois acontece frequentemente ser cultivado pela alta gerência a ideia de que o

Comando Numérico deve ter o compromisso de resolver todos os problemas de manufatura com

facilidade, já que se trata de uma máquina cara e de alta tecnologia.

Embora não seja vital que gerência participe dos cursos de programação e operação, é

muito importante que eles recebam um treinamento básico em CNC, pois assim poderão ver as

vantagens e entender que é necessário investir também em todas as tecnologias afins a esta nova

área. Como exemplo, pode-se citar o uso de tecnologia de corte com ferramentas de “metal duro”

(carboneto de tungstênio). Atualmente empregam-se ferramentas de carboneto de tungstênio, que

operam com altíssimas velocidades de corte (Santos, et al., 2003).

Para fazer uma boa aquisição de uma máquina a CNC é necessário, a priori, fazer uma

pesquisa de mercado para identificar as características técnicas que cada equipamento pode

oferecer. Isto é consideravelmente mais complexo do que fazer uma escolha para adquirir um

equipamento convencional. Com a grande aceitação existente no mercado para este tipo de

tecnologia, atualmente existe uma grande variedade de máquinas a CNC que podem fazer o



mesmo tipo de usinagem, portanto a escolha deve ser criteriosa para não se gastar mais do que é

necessário e direcionar a compra sempre que possível para um sistema personalizado.

Uma maneira para determinar se um sistema (ferramenta/máquina–ferramenta/dispositivo

de fixação) está em condições de fabricar determinada peça de acordo com as exigências

requeridas é o levantamento de sua capabilidade (Filho, J., 2003). A grande vantagem de se

conhecer o índice de capabilidade de um sistema está no fato de se saber antecipadamente a

possibilidade ou não de obter determinado grau de qualidade, ou seja, saber que condições de

fabricação que estão à disposição.

Existe ainda uma grande dificuldade por parte dos empresários de entenderem que um

sistema a CNC deve ser usado preferencialmente para a produção de pequenos e médios lotes. A

partir do momento em que a característica principal desejada para o sistema a ser adquirido é

apenas o grande aumento da produção, o ideal seria direcionar a compra para uma máquina

dedicada (automática) e não uma máquina a CNC que é considerado um sistema flexível usado

para lotes menores.

Quando se trabalha exclusivamente para terceiros (a empresa não tem um produto

próprio), a velocidade de atendimento aos clientes que contratam o serviço é um parâmetro de

grande relevância, por isso deve-se procurar saber se o “set-up” da máquina (tempo de

preparação para usinagem) é uma rotina fácil de ser executada.

O tempo de set-up ou preparação consiste em quatro componentes básicos aplicados a máquinas

e linhas de produção: (i) preparação e acabamento; (ii) montagem e remoção de ferramentas e

acessórios; (iii) calibragem, medição e ajustamento; e (iv) testes e ajustamento (TIGRE, 2006).

Considerando que para pequenos lotes o tempo de usinagem acaba sendo insignificante

quando comparado com o tempo de preparação de máquina (que é o mesmo tanto para

pequenos e grandes lotes) e que um grande volume de peças acarreta em um custo menor por

unidade, conclui-se que a escolha de peças a ser usinada no CNC está necessariamente ligada a

uma geometria complexa, para que se justifique um preço maior (COSTA; ZEILMANN e SCHIO,

2004).

Além de analisar cada fase da inovação tecnológica, pode-se também estudar a

Viabilidade Técnica e Econômica da utilização da tecnologia a CNC, que é útil para se tomar uma

decisão de investir ou não nesta tecnologia para a manufatura de peças. Olhando a decisão sobre

uma ótica puramente técnica, alguns questionamentos seriam muito úteis no momento de

inovação do processo (ZERBONE, 1991):

As peças são complexas?

Este questionamento conduz a seguinte reflexão: se as peças não são complexas, não se pode

cobrar um custo maior do que aquele que é cobrado quando elas são confeccionadas em uma

máquina convencional, logo um equipamento sofisticado estaria sendo subutilizado quando usado

para usinagem de peças simples.



As velocidades de corte são elevadas ?

Um equipamento convencional, devido ao projeto de sua estrutura, não foi concebido para

trabalhar em alta velocidade de corte. A utilização de ferramentas de corte modernas (metal duro)

usadas em CNCs é a combinação perfeita para uma melhor otimização do processo.

O tempo de usinagem é elevado ?

O grande ganho que se obtém na utilização de equipamentos a CNC está na otimização dos

tempos mortos. Em um sistema convencional o operador deslocaria a ferramenta com uma

velocidade em torno de 1m/min. Em uma máquina a CNC este deslocamento seria feito a

10m/min, o que reduz sensivelmente o tempo total de usinagem.

As peças têm tolerâncias difíceis de serem obtidas em máquinas convencionais ?

Para se obter tolerâncias rigorosas em um sistema convencional, fica-se na dependência da

experiência do profissional. Já em um sistema automatizado elimina-se ao máximo a interferência

do operador nos elementos construtivos deste sistema, que são bastante precisos.

Os lotes são pequenos ou médios ?

Se o tamanho do lote é grande, ao invés de se optar por CNC, deve-se usar um sistema que foi

construído para esta finalidade (máquina automática ou transfer).

Os lotes se repetem ? Há necessidades de mudanças freqüentes nas peças ?

A facilidade de se preparar a máquina para usinagem de um lote que se repete com

freqüência é muito maior quando se usa tecnologia a CNC, pois com os recursos da informática,

todos os programas podem ser armazenados e utilizados quando convier.

O controle de qualidade é demorado e muito caro ?

Como a intervenção do operador é pequena, seu tempo ocioso pode ser utilizado para efetuar o

controle das medidas capitais, o que diminui o controle de qualidade. A repetibilidade do sistema

também contribui bastante neste item.

OBS:

Para cada questionamento relacionado, seria possível tecer uma série de considerações

pertinentes justificando o porque dela fazer parte desta lista, porém de um modo geral, pode-se

dizer que se a maioria das respostas forem afirmativas, a tendência será o uso do CNC, se

resultado possuir poucas respostas afirmativas, é necessário um estudo mais profundo. As vezes

o empresário, fascinado pela tecnologia a CNC investe neste tipo de equipamento e não percebe

que o que ele precisa é de um profissional mais qualificado



DIÂMETRO DE FUROS PARA ROSCARDIÂMETRO DE FUROS PARA ROSCAR





1. Exercício referente ao estudo dos parâmetros de corte para fresagem.

Segundo os passos desenvolvidos no exemplo detalhado e de acordo com os dados

apresentados abaixo, pede-se calcular:

- O número de rotações/min da fresa;

- O avanço da mesa;

- A potência necessária para realizar o corte na peça;

Dados:

• Ferramenta: Fresa T-Max R265.4 –125M-10;

• Número de facas: 10;

• Fresa em posição lateral com ângulo de posição de 90 graus;

• Ângulo de saída da pastilha de 20;

• Diâmetro da fresa de 125mm;

• Largura fresada de 40mm;

• Profundidade de corte de 4mm;

• Material da peça = aço de baixa liga, recozido;

• Velocidade de corte = 120m/min;

• Avanço por faca = 0.2mm;

• Rendimento da máquina = 0.5

1. Exercício referente ao estudo dos parâmetros de corte para fresagem.

Calcular o avanço a ser programado (av. em mm/min) em uma fresa de diam. 160mm, com

10 navalhas, que trabalhará com VC = 150m/min e avanço por navalha de 0,08 mm/nav.

2. Exercício referente ao estudo dos parâmetros de corte para fresagem

No exemplo apresentado, se a profundidade de corte fosse de 6mm, qual seria a potência

necessária para o fresamento?

4 . Exercício referente ao estudo dos parâmetros de corte para fresagem


Exercícios sobre todo o conteúdo ministrado para fixar o

Ø12540


Qual deverá ser o avanço da mesa, ao fresar um canal com uma fresa de topo de 12mm

de diâmetro com duas navalhas em um material com uma velocidade de corte de 30m/min. Sabe-

se que avanço por navalha usado é de 0.1mm.

5. Calcule o diâmetro da broca e o avanço de um macho de M9 (métrica normal) para ser usado

em um centro de usinagem a CNC (Consulte a pág. 50 da apostila para resolver esta

questão).

6. Calcular o tempo de usinagem para furação de uma placa contendo 15 furos na linha e 14

furos na coluna em um centro de usinagem a cnc, sendo dados :

a) material da placa : Aço

b) espessura da placa : 18mm

c) Ø da broca : 8mm

d) passo na linha : 15mm

e) passo na coluna : 17mm

f) velocidade de corte : 30m/min

g) avanço rápido : 7m/min

7 - Exercício referente ao estudo sobre Desgastes e avarias

Enumere os tipos de desgaste ocasionados nas pastilhas de metal duro identifique os dois

mais nocivos e enumere suas causas.

8. Exercício referente ao estudo sobre Sistema de coordenadas para programação.

Complete os quadros abaixo com as coordenadas absolutas e incremental



9. Exercício referente ao estudo sobre Desgastes e avarias

Usando a tabela da página 23 deste fascículo, enumere 3 tipos de soluções para o fenômeno

conhecido como aresta postiça.

10. Observe o quadro da pág. 23 da apostila:

Sabendo que está ocorrendo na pastilha de metal duro o fenômeno conhecido como

QUEBRA DA ARESTA, dentre os TIPOS DE SOLUÇÕES A SEREM ADOTADAS enumere

3 delas que são mais viáveis economicamente.

11. Exercício referente ao estudo sobre cálculo de pontos para programação

Calcular as coordenadas X e Y dos pontos de inflexões dos arcos da figura abaixo para se

fazer a programação de um centro de usinagem a CNC. Usar todo o material de revisão de

matemática usado no período anterior.

12. Exercício referente ao estudo sobre cálculo de pontos para programação



Calcular as coordenadas X e Y dos pontos P1, P2, P3 e P4 da figura abaixo para se fazer a

programação de um centro de usinagem a CNC. Usar todo o material de revisão de

matemática usado no período anterior.

13. Exercício referente ao estudo sobre classificação de pastilhas.

Escreva em cada campo o seu significado, com o respectivo valor, quando for o caso,

observando o código ISO da pastilha de metal duro especificada.

Código S N K N 19 06 EN R

Campo 1 2 3 4 5 6 7 9

CAMPO 1 - ---------------------------------- CAMPO 5 – -----------------------------------

---------------------------------- -----------------------------------

---------------------------------- -----------------------------------

CAMPO 2 - ---------------------------------- CAMPO 6 – ------------------------------------

---------------------------------- ------------------------------------

---------------------------------- ------------------------------------

CAMPO 3 - ----------------------------------- CAMPO 7 – ------------------------------------

----------------------------------- ------------------------------------

----------------------------------- ------------------------------------

CAMPO 4 - ----------------------------------- CAMPO 9 – ------------------------------------

----------------------------------- ------------------------------------

----------------------------------- ------------------------------------



14. Exercício referente ao estudo sobre Ciclos fixos (de G81 até G86).

Pudemos observar que cada um dos ciclos fixos descritos, que são programados com as

funções Gs, tem uma função específica. Analisando cada um deles, indique qual ou quais

seriam usados para executar uma operação com o uso do alargador helicoidal. Para resolver

a questão basta lembrar como se usa o alargador na bancada com o auxílio do desandador.


Sabendo-se que nos furos de diâmetro de 8mm da peça abaixo, serão executadas em um

centro de usinagem a abertura de rosca com o uso de um macho de 10mm, analise o

programa apresentado e identifique os erros existentes para este roscamento usando o ciclo

fixo G84.

N100 G Z30.

N101 G84 R5. Z-20. F450.

N102 X20. Y30.

N103 X50. Y15.

N104 G80


Para fazer a programação de uma furação em um centro de usinagem, usando uma broca de

aço rápido de 12mm em uma placa de aço, necessitamos calcular o valor da “ rpm ” para

colocar na função S e o avanço de trabalho “ a ” para colocar na função F. Calcule estes

valores usando uma velocidade de corte de 30m/min.


Usando uma broca de 5mm em uma placa de aço de 50mm de espessura especificar quais

as paradas a serem feitas durante a furação (usar tabela para resolver)?

18. Exercício referente ao estudo sobre a auto-rotina G72.

Monte a parte de um programa para usinar o quadrado de 30mm x 30mm a partir do

quadrado menor.



B) - Qual será a coordenada “ Z final ” da ponta da broca a ser programada para furar a placa

(furo passante) da figura a seguir, considerando que o material da placa é ferro fundido.

19. Exercício referente ao estudo sobre função para retículo circular

A) - De acordo com o desenho abaixo, fazer a parte de um programa para executar o retículo

circular usado pela função G55.





ANEXO I


Quando um empresário investe (+/- R$ 450.000) em um

equipamento a CNC, a última coisa esperada é uma grande

colisão, pois se sabe que depois de uma colisão a máquina pode

perder em grande parte sua precisão.

Um bom operador de CNC é aquele que toma todos os cuidados

para evitar uma colisão usando assim todos os recursos

disponíveis para isso.

Embora esta sessão tenha sido colocada como um anexo seria de


(*) Fernando A. Cassaniga é tecnólogo de Processos, instrutor de treinamento da Heller e autor dos livros: "Fácil

Programação do Controle Numérico" e "Fácil Programação do Controle Numérico Fanuc". Site:

www.cnctecnologia.com.br; e-mail: [email protected]. Fone: (15) 3232-2982.

12 - COLISÕES : CAUSAS, SITUAÇÕES E MEDIDAS PREVENTIVAS

INTRODUÇÃO

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.

Com os movimentos em deslocamento rápido (G00) cada vez mais velozes 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. Analisando os recursos que as unidades atuais disponibilizam para evitar um

acidente pode-se afirmar com certeza que os recursos para se evitar colisão são muitos. Este

risco tem tirado o sono daqueles que confiam grandes investimentos em mãos de colaboradores

dos quais indiretamente tornam-se reféns.

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.

12.1 - SITUAÇÕES NAS QUAIS ACONTECE AS COLISÕES

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.

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 considerada situação de risco

do primeiro ao último bloco.

Um segundo 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 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.

Existe caso em que se considera 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. Este tipo de colisão acontece, por exemplo,

em centros de usinagem em que é necessária colocação de garras para fixar a peça na mesa.

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.

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.



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. Quando a nova ferramenta é colocada em operação, passa a ser um elemento de risco,

pois poderá haver erro na alimentação dos dados de correção para sua compensação.

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.

Outros tipos de situações

Raramente ocorrem situações de riscos não consideradas nas observações anteriores, porém o

defeito na máquina pode ser uma nova situação, e outros que pode, ser considerados são

considerados insignificantes.

Obs:

Estimamos 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 (defeitos de máquina). Este

último pode ser previstos com manutenções preventivas.

12.2 - MEDIDAS PREVENTIVAS PARA SE EVITAR AS COLISÕES

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”

PERIGO 1 - 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.



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 potenciômetro avanço ( para

a posição zero), retendo qualquer movimentação do avanço do eixo selecionado. Com a tecla +

ou - apertada, abre-se lentamente o potenciômetro e cuidadosamente observa-se o

deslocamento.

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 2 – Teste de programa

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.

- Manter o potenciômetro de avanço sempre fechado na posição zero, com isto nenhum

movimento acontecerá de surpresa. 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". 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.

- Ao testar um programa novo, escolher sempre a opção bloco a bloco [BLK / BLK] . Com esta

tecla ativada, após o acionamento da "Partida" [CYCLE 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.



Nesse caso, são mostrados na tela os valores a serem 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. O operador deve

observar visualmente. Caso isso não seja possível, deverá abrir a porta de trabalho e verificar

diretamente na área de usinagem, se vai ou não vai ocorrer colisão.

Somente após ter "certeza" de que a movimentação vai ocorrer de acordo com previsto, o

potenciômetro de avanço 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.

Ao usar a opção bloco a bloco [BLK / BLK], lembrar que para bloco executado um novo "Stop" é

realizado e o seletor de avanço deve ser novamente fechado na posição zero, e a cada 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 [BLK / BLK], e o potenciômetro aberto a 100%. Qualquer

dúvida interromper e reavaliar a situação.

DICAS ESPECIAIS

Nunca acreditar que tudo está correto sem que tenha sido testado.

Nunca acreditar que um programa foi escrito sem nenhum erro ou coisa parecida.

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.

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

Em nenhum momento, a "Partida" deve ser acionada com o potenciômetro de avanço fora da

posição "zero".

Em nenhum momento o potenciômetro de avanço deve ser aberto para movimentação de eixo,

sem que se tenha observado para onde vai ocorrer o deslocamento, e se poderá ocorrer alguma

colisão.

Somente abrir o potenciômetro de avanço com a certeza que tudo está sob controle.

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".

PERIGO 3 – Retomada do 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 a usinagem sem nenhum prejuízo ao processo.

PERIGO 4 – Substituição de ferramentas no processo

Ação Preventiva

Se uma ferramenta do processo desgastar-se ou quebrar, deverá ser substituída por outra 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.

Para a obtenção dos valores de correção de uma ferramenta, dependendo do método de

medição, correr-se-á maior ou menor risco de erro como:

Pode-se medir certo, mas realizar a leitura do aparelho de medição de forma errada e anotar em

etiqueta o valor lido errado de forma certa. Com isto, o resultado final estará errado;

Pode-se medir errado, mas realizar a leitura do aparelho e a anotação de medição de forma

certa os valores medidos errados. Com isto, o resultado final estará errado;

Ao digitar os valores no painel da máquina, pode-se ler corretamente os valores da etiqueta e

digitar errado na tela. Com isto, o resultado final também estará errado;

ou ainda: pode-se ler erroneamente os valores da etiqueta e digitar certo na tela os valores lidos

errados. Com isto, o resultado final estará errado;

Pode-se ler errado os valores da etiqueta e digitá-los incorretamente na tela. Com isto, o

resultado final estará errado.

PERIGO 5 – Colisão 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.

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. Esta técnica consiste em supervisionar-se a peça, devidamente

encostada em uma superfície de referência do dispositivo.



A fixação da peça e ferramenta realizadas pelo operador devem ser rigorosamente controladas,

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 palett, 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

potenciômetro de avanço e [BLK/BLK] tenham sido utilizados no início do processamento do ciclo.

Uma máquina a CNC é constituída de muitos componentes mecânicos que pode apresentar

defeitos sem avisar. O operador deve operar o equipamento da mesma maneira que está dirigindo

o mesmo carro todo dia. Se for detectado alguma irregularidade deve parar para analisar. Por

exemplo, Se está repetindo uma peça e nota-se que em determinada passada a profundidade de

corte aumentou, a torre pode estar solta.

Para evitar esta colisão, não se deve permitir que pessoas não habilitadas naveguem no painel

do comando. Ao efetuar qualquer ajuste, utilizar os recursos de proteção do potenciômetro de

avanço e [BLK/BLK], descritos anteriormente por diversas vezes.

Se toda vez que houver qualquer intervenção no painel da máquina, e a próxima execução for

realizada em [BLK/BLK], com os recursos do potenciômetro de avanço, até que a operação esteja

"dominada", é impossível uma colisão.



TAREFA 01 - Quadrado inscrito

Usando as funções da unidade de comando MACH 9 para o Centro de Usinagem

Discovery 4022,fazer uma programação para usinagem da peça desenhada abaixo.

Usar os seguintes parâmetros de corte:

• Velocidade de corte de 110m/min. para a fresa de metal duro de 50mm;

• Velocidade de corte de 30m/min. para a broca de centro de HSS;

• Profundidade de corte de 1.5mm para formar o quadrado;

• Usar a função G81 combinada para fazer os furos de centro

Obs: Antes de iniciar a programação, fazer uma memória de cálculo (parâmetros de corte e cálculo do lado do quadrado)



TAREFA 02 - Jogo: Resta 1

Usando as funções da unidade de comando MACH 9 para o Centro de Usinagem Discovery

4022,fazer uma programação para usinagem da peça desenhada abaixo.

Usar os seguintes parâmetros de corte:

• Velocidade de corte de 110m/min. para a fresa de metal duro de 16mm;

• Velocidade de corte de 30m/min. para a broca de centro e broca helicoidal de HSS;

• Profundidade de corte de 1mm para cada passada para fazer o rebaixo de 3mm;

• Usar a função G81 combinada com a função G25 para furar as matrizes de pontos;

• Usar a função G26 para desbastar e acabar o rebaixo de 3mm.

• Obs: Antes de iniciar a programação, fazer uma memória de cálculo (parâmetros de corte e cálculo do lado do quadrado)


404 furos de centro c/ Ø6mm3mm de prof. neste plano(Rebaixo de 3mm para formar o quadrado)

152.4

40



33 furos c/ Ø12mm 203mm de prof. neste plano(Rebaixo de 3mm)20152.4Eixo XEixo Y

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53997414 Apostila de Centro de Usinagem a Cnc Versao Abril2011