CNC Final Desafio 2

MDULO 1 TECNOLOGIAS APLICADAS E COMANDO NUMRICO COMPUTADORIZADO

DESAFIO 2

TECNOLOGIA CNCLIO 1 HISTRICO E EVOLUO DAS MQUINAS CNC. VANTA LIO 2 VANTA GENS E DECISES NA IMPLANTAO DA IMPLANTAO D A TECNOLOGIA CNC. LIO 3 TIPOS DE LINGUAGENS DE PROGRAMAO. LIO 4 INTEGRAO CAD/CAM/CNC. LIO 5 SISTEMAS DE COORDENADAS.

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TECNOLOGIAS APLICADAS

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COMANDO NUMRICO COMPUTADORIZADO DESAFIO 2

O BJETIVOS

O Desafio 2 tem como objetivo que voc: compreenda a origem das mquinas CNC e sua evoluo; identifique as vantagens da tecnologia CNC e as consideraes que devem ser tidas na hora de tomadas de deciso dentro de uma empresa; conhea os tipos de linguagem aplicados programao CNC; compreenda os sistemas CAD/CAM/CNC; conhea e identifique os sistemas de coordenadas. Agora comece compreendendo a mquina CNC e a sua evoluo!

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PROGRAMA

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CAPACITAO

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ATUALIZAO TECNOLGICA

DE

DOCENTES METAL MECNICA

LIO 1

H ISTRICOMQUINAS

E EVOLUO DAS

CNC

Nesta lio convidamos voc a retornar um pouquinho no tempo para conhecer o histrico e a evoluo das mquinas CNC, acompanhe! Voc sabia que desde os tempos mais remotos, nas mais antigas civilizaes, o homem busca racionalizar e automatizar o seu trabalho por meio de novas tcnicas? isso mesmo! E, a automao que simplifica todo tipo de trabalho, seja ele fsico ou mental. O exemplo mais comum da automao do trabalho mental o uso da calculadora eletrnica, que provavelmente voc j deve ter usado uma, no mesmo?! No processo de pesquisa para melhoria dos produtos, aliado ao desenvolvimento dos computadores, foi possvel chegar s primeiras mquinas controladas numericamente. O principal fator que forou os meios industriais a essa busca foi a 2 Guerra Mundial. Durante a guerra, a necessidade de produo em massa teve um papel decisivo na evoluo da automao. Necessitava-se de muitos avies, tanques, barcos, navios, armas, caminhes, etc., tudo em ritmo de produo em alta escala e grande preciso, pois a guerra estava consumindo tudo, inclusive a mo-de-obra. Diante do desafio, iniciou-se o processo de pesquisa no qual surgiu a mquina comandada numericamente. A primeira ao nesse sentido surgiu em 1949 no laboratrio de Servomecanismo do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), com a unio da Fora Area Norte-Americana (U.S. Air Force) e a empresa Parsons Corporation of Traverse City, em Michigan. Com isso, foi adotada uma fresadora de trs eixos. Controles e comandos convencionais foram retirados e

Fresadora um tipo de mquinaferramenta para usinar metais ou madeira por meio de uma ferramenta policortante e giratria chamada fresa. Opera mediante comandos manuais, semiautomticos, automticos e eletronicamente programveis.

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substitudos pelo comando numrico, dotado de leitora de fita de papel perfurado, unidade de processamento de dados e servomecanismo nos eixos. Aps testes e ajustes, a demonstrao prtica da mquina ocorreu em maro de 1952 e o relatrio final do novo sistema somente foi publicado em maio de 1953. Passado esse perodo, a Fora Area Norte-Americana teve um desenvolvimento extraordinrio, pois as peas complexas e de grande preciso, empregadas na fabricao das aeronaves, principalmente os avies a jato de uso militar, passaram a ser produzidas de forma simples e rpida. Com isso, reduziram-se os prazos de entrega do produto desde o projeto at o acabamento final.

Servomecanismo um dispositivo automtico para controlar grandes quantidades de fora mediante uma quantidade de fora muito pequena.

Comando CN aquele que executa um programa sem memoriz-lo, e a cada execuo o comando deve realizar a leitura no veculo de entrada.

O novo processo foi cada vez mais procurado e usado na rotina de manufatura devido aos benefcios obtidos com o uso do sistema. Assim, surgiram diversos fabricantes que comearam a produzir seus prprios comandos. E devido a isso, ao grande nmero de diferentes comandos e mquinas, surgiu o primeiro problema dentre muitos: a falta de uma linguagem nica e padronizada. A falta de padronizao de linguagem era bastante sentida em empresas que tinham mquinas de comandos fabricadas por diferentes fornecedores (cada uma tinha uma linguagem prpria). Com isso, as empresas necessitavam de uma equipe tcnica especializada para cada tipo de comando, o que elevava os custos de fabricao.

LIO 1

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A cada ano que se passava, a aplicao do CN era incrementada principalmente na indstria aeronutica. Em 1956 surgiu o trocador automtico de ferramentas, e mais tarde, em 1958, surgiram os equipamentos com controle de posicionamento ponto a ponto e gerao contnua de contornos (foram melhorados por esse sistema em desenvolvimento). A partir de 1957 houve nos Estados Unidos uma grande corrida na fabricao de mquinas comandadas por CN. At ento, os investimentos eram feitos em adaptaes do CN em mquinas convencionais.

PROGRAMA

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CAPACITAO

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Em 1958, por intermdio da EIA (Eletronic Industries Association) foram realizados estudos para padronizar os tipos de linguagem. Foi a partir da que surgiu o meio mais usado de entrada de dados para o CNC at hoje: via computador. Embora a fita perfurada tenha sido o meio mais usado durante muitos anos. Com o aparecimento do circuito integrado houve grande reduo no tamanho fsico dos comandos se compararmos com os controles transistorizados, ao contrrio da capacidade de armazenamento, que aumentou. Em 1967 surgiram no Brasil as primeiras mquinas, importadas dos Estados Unidos, controladas numericamente. J no incio da dcada de 70 surgiram no mundo as primeiras mquinas CNC (comando numrico computadorizado), e no Brasil surgiram as primeiras mquinas CN de fabricao nacional. A evoluo contnua e notvel, concomitante com os computadores em geral, faz com que os comandos (CNC) mais modernos empreguem em seu conceito fsico (hardware) tecnologia de ltima gerao. Hoje a confiabilidade nos componentes eletrnicos tem aumentado, crescendo a confiana em todo sistema. Agora veja a diferena entre a mquina controlada por comando numrico (CN) e a mquina controlada por comando numrico computadorizado (CNC):

O comando CNC aquele que aps a primeira leitura do veculo de entrada memoriza o programa e executao de acordo com a necessidade, sem precisar de nova leitura.

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Mquina controlada por comando numrico (CN).


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Mquina controlada por comando numrico computadorizado (CNC)

Agora que voc j estudou a origem do CNC, descubra as vantagens e decises na implantao dessa tecnologia na prxima lio. Para isso, avance nos seus estudos!

LIO 1

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PROGRAMA

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CAPACITAO

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LIO 2ANTA V ANTAGENS E DECISES NA

IMPLANTAO IMPLANTAO D A TECNOLOGIA

CNC

Voc estudou na lio anterior como surgiu a tecnologia CNC.

E agora? Sabe dizer quais so as suas vantagens?E vantagens? E quais so as empresas que utilizam mquinas com essa tecnologia?

Vamos ento aprofundar seus conhecimentos! O controle numrico computadorizado (CNC) utilizado em mquinas encontradas em quase todos os lugares, de pequenas oficinas de usinagem a grandiosas companhias de manufatura. A popularizao de mquinas desse tipo dentro das indstrias ocorreu por causa da reduo do custo e da rapidez dos clculos que a ferramenta CNC provoca. Muitas vantagens so trazidas por ela: fabricao de peas com geometrias complexas, com menores tolerncias dimensionais e melhor acabamento; repetibilidade maior sobre as caractersticas do produto, sendo idnticas umas s outras; reduo de tarefas repetitivas para os operadores esses agora responsveis pela preparao, programao e controle das mquinas; flexibilidade da produo, pequenos lotes e grande variedade de produtos, tudo isso com ajustes rpidos nas mquinas.

Repetibilidade a capacidade de repetir a mesma ao mantendo os mesmo padres.

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Alm dessas, h inmeras outras vantagens na utilizao de mquinas CNC. Porm numa indstria diversos critrios devem ser analisados antes da deciso do uso e implantao dessas mquinas. Devem ser analisadas no somente as vantagens dessa tecnologia, mas tambm as suas limitaes. Para esclarecer possveis dvidas, organizamos em tpicos algumas consideraes e sugestes que devem levadas em conta para a tomada de deciso na implantao, ou no, das mquinas CNC. Pesquisa do tipo de mquina que o mercado ou a prpria empresa necessita. Anlise de custo X benefcio das mquinas elegveis. Assistncia tcnica apropriada implantao dessa tecnologia, pois muitas vezes a mquina CNC requer a utilizao de outros sistemas que faam a integrao de determinados processos (para a flexibilizao da produo):

LIO 2

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PROGRAMA

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CAPACITAO

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sistema de programao CNC CAD/CAM; sistema de simulao manufatura digital; ps-processador; sistema DNC gerenciamento e transferncia de programas (rede) para a mquina. Anlise de custo na implantao e utilizao das CNCs na indstria. Apesar das vantagens que possuem em relao s mquinas convencionais, dois aspectos fundamentais devem ser vistos atentamente: investimento alto para aquisio dos equipamentos; treinamento e capacitao de mo-de-obra para utilizao da tecnologia dessas mquinas.

Obs: para visualizar mais imagens de torno e fresamento, visite os links: ; . E agora? Pronto para decidir se a empresa em que voc trabalha deve ou no investir em mquinas CNC? Voc sabe dizer quais as vantagens dessas mquinas e por que utiliz-las?

Esperamos que sim! Caso voc tenha dvidas ainda sobre o assunto, envie uma pergunta para o seu tutor pelo Ambiente Virtual de Aprendizagem.

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LIO 3

T IPOS

LINGUA DE LINGUAGENS DE

PROGRAMAO

Agora que voc terminou as lies 1 e 2, fique vontade para continuar seus estudos nesta lio! Aqui iremos falar das linguagens utilizadas nas mquinas CNC: as linguagens de programao. A programao nas mquinas CNC tem como base a orientao da ferramenta para usinagem de peas. A mquina executa a programao na ordem que lhe foi fornecida, por isso importante uma seqncia correta das informaes. Alm dessa lgica, existem vrios tipos de linguagem, sendo especficos para cada mquina. O exemplo mais popular a APT (ferramenta automaticamente programada), utilizada desde o ano de 1959. Outras linguagens foram utilizadas durante alguns anos, porm a maioria derivada da APT. Anos depois, em 1982, a Organizao Internacional para Normalizao (ISO) estabeleceu princpios bsicos da programao CNC pela norma ISO 6983. Essa norma indica o formato base do programa para que um conjunto de comandos d instrues para o sistema de controle. Esses comandos possuem diversas funes, desde um simples movimento de eixos (controle de rotao de eixo) a uma troca de ferramenta. J em relao ao processo de gerao de programas CNC, trs diferentes formas devem ser analisadas: 1. manual; 2. assistida por computador; 3. grfica interativa. A forma manual desenvolvida pelo programador, que escreve as instrues que sero realizadas na usinagem da pea, detalhando as coordenadas da ferramenta em relao pea.

APT a sigla em ingls para a utomaticaly p rogramed t ool.

LIO 3

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PROGRAMA

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CAPACITAO

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J a forma assistida por computador feita diretamente por meio do dilogo pelo computador. Assim, parte do trabalho transferida para o computador. Com a forma grfica interativa, o programador executa o programa de forma grfica, podendo visualizar os percursos das ferramentas e deslocamentos da pea. Dessa maneira, a programao feita apenas pelo programa, sem exigir esforo do programador. Muitas vezes esse programa associado aos sistemas de CAM, que sero vistos na prxima lio. Veja a seguir a estrutura base da forma grfica interativa:

CAM em ingls significa c omputer a ided m anufacturing , a traduo para o portugus fabricao assistida por computador.

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Avance para entender um pouco mais sobre os sistemas CAM e CAD e a relao existente com o CNC. Faa a penltima lio do Desafio 2!


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LIO 4

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SISTEMAS

CAD/CAM/CNC

Esta lio pequena, porm importante para que voc perceba os aspectos globais da tecnologia CNC. Estude e compreenda o porqu! Os sistemas CAD/CAM caracterizam-se por centralizar a execuo de diversas atividades relacionadas ao processo produtivo. Atividades que compreendem desde o projeto mecnico (CAD) e anlise estrutural (MEF), passando pela escolha adequada das mquinas e processos de manufatura, at a conseqente gerao automtica das trajetrias das mquinas CNC. Por isso, o domnio das tcnicas computacionais e gerenciais envolvidas nesse tipo de processo integrado de fabricao muito importante para o bom funcionamento da produo. Assim como tambm fundamental o treinamento dos profissionais envolvidos na rea.

Sigla que significa: Mtodo dos elementos finitos.

Mas o que so exatamente os sistemas CAD e CAM?

O sistema CAD (computer aided design projeto assistido por computador) foi utilizado pela primeira vez no incio dos anos 60 pelo pesquisador do Massachusetts Institute of Technology (MIT) Ivan Sutherland. O termo CAD pode ser definido como sendo: o processo do projeto que utiliza tcnicas grficas computadorizadas, por meio do emprego de programas (software) de apoio, auxiliando na resoluo dos problemas associados ao projeto.

LIO 3

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PROGRAMA

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J a sigla CAM (computer aided manufacturing fabricao assistida por computador) define-se como auxlio via computador da preparao da manufatura. Apesar de toda essa abrangncia, o termo CAM, s vezes, ainda sinnimo da programao de mquinas controladas numericamente (CN), conceito que ficou muito difundido com a sigla CAD/ CAM, que representa mdulos de programao CN em sistemas CAM. Observe o esquema a seguir:

Voc chegou ao fim da Lio 4! Falta apenas mais uma ltima lio e uma atividade final que preparamos para voc na seo Desafie conhecimento. o seu conhecimento Avance para finalizar o Desafio 2.

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LIO 5

S ISTEMAS

DE COORDENADAS

Agora voc vai estudar a ltima lio deste desafio!

sabe Voc j sa be o que um sistema de Vamos entender. coordenadas? Vamos entender.

Um sistema de coordenadas garante a localizao de um ponto. Utilizando a mo como ferramenta, pode-se ter idia das coordenadas que so utilizadas em mquinas CNC. Veja no detalhe da figura abaixo.

Para o torno CNC so utilizados os eixos X (dimetro) e Z (comprimento) como padro. J a fresadora utiliza trs coordenadas, X, Y e Z, definindo assim um ponto no espao. Voc ver isso nos desafios 3 e 4!

Fresadora o tipo de mquina-ferramenta para usinar metais ou madeira, por meio de uma ferramenta policortante e giratria chamada fresa. Opera mediante comandos manuais, semiautomticos, automticos e eletronicamente programveis.

LIO 4

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PROGRAMA

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Novamente com o torno CNC, a pea rotacionada em torno do eixo Z, conforme o detalhe das imagens abaixo, sendo que a ferramenta se movimenta pelos dois eixos para usinar a pea.

J no caso da fresadora CNC, o eixo Z utilizado por conveno para rotacionar a ferramenta. A pea fixada no plano XY, tendo como maior eixo o X. Para melhor entendimento, veja a figura abaixo:

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S ISTEMAS

COORDENADA ABSOLUTA DE COORDENAD A S ABSOLUTA S

A origem estabelecida nesses sistemas est relacionada pea que ser usinada. utilizado um ponto do espao para facilitar na programao que denominado de zero flutuante.

S ISTEMAS

COORDENADA INCREMENTA D E COORDENAD A S INCREMENTA I S

A origem para esses sistemas feita a partir de cada movimento da ferramenta. Ento a cada deslocamento da ferramenta h uma nova origem. Para que voc consiga entender melhor esses sistemas, d uma olhada nos dois exemplos prticos a seguir:

LIO 5

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PROGRAMA

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No Desafio 3 preparamos mais explicaes conceituais e prticas das coordenadas para o torneamento. Esperamos que as 5 lies deste desafio tenham atingido o objetivo desejado: apresentar a tecnologia CNC para voc. Como chagamos ao final deste desafio, preparamos uma atividade final para voc colocar em prtica o que estudou. Posteriormente v ao Ambiente Virtual de Aprendizagem e registre o trmino destas 5 lies! Vamos l?

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D ESAFIE

O SEU CONHECIMENTO !

Responda as questes abaixo e depois faa as atividades no Ambiente Virtual de Aprendizagem. Lembre-se: ao realizar as atividades seu tutor saber quando os seus estudos foram cumpridos neste desafio. 1. Quais so as vantagens da mquina CNC?

2. Com relao ao processo de gerao de programas CNC, pode-se encontrar trs diferentes formas, quais so elas?

LIO 5

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3. Qual a sigla que define a fabricao assistida por computador?

4. Como se denomina o sistema de coordenadas feito a partir de cada movimento da ferramenta?

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G LOSSRIO

Fresadora tipo de mquina-ferramenta para usinar metais ou madeira, por meio de uma ferramenta poli-cortante e giratria chamada fresa. Opera mediante comandos manuais, semi-automticos, automticos e eletronicamente programveis. CAM em ingls a sigla significa "computer aided manufacturing" traduzido para o portugus "fabricao assistida por computador". CAD em ingls a sigla significa "computer aided design" traduzido para o portugus "projeto assistido por computador". Comando CN(controle numrico) aquele que executa um programa sem memoriz-lo, e a cada execuo, o comando deve realizar a leitura no veculo de entrada. Comando CNC (controle numrico computadorizado) aquele que aps a primeira leitura do veculo de entrada memoriza o programa e executa-o de acordo com a necessidade, sem precisar de nova leitura. MEF mtodo dos elementos finitos. Ps-processador traduo de instrues neutras do sistema CAM para as instrues especficas requeridas pela mquina CN. Repetibilidade capacidade de repetir a mesma ao mantendo os mesmo padres Servomecanismo dispositivo automtico para controlar grandes quantidades de fora mediante uma quantidade de fora muito pequena. (Fonte: dicionrio eletrnico UOL). Torneamento o nome que se d operao que faz o movimento da pea em torno do seu eixo.

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SEU CONHECIMENTO!

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CAPACITAO

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B IBLIOGRAFIA

CAD/CAM: sistemas integrados de produo visando prototipagem rpida. Disponvel em: . Acesso em: 23 de fevereiro de 2006. CNC tecnologia livraria e editora. Disponvel em: . Acesso em: 20 de fevereiro de 2006. COMPUTADOR, projeto e manufatura. Disponvel em: . Acesso em: 23 de fevereiro de/2006. Fundao Roberto Marinho. Processos de fabricao Mecnica, Telecurso 2000. v. II. So Paulo: Globo. PROGRAMAO manual de centro de usinagem. Disponvel em: . Acesso em: 27 de fevereiro de 2006. RIBEIRO, Daniel Dupas, ROZENFELD, Henrique. CAM(Computer Aided Manufacturing). Disponvel em: < http://www.numa.org.br/conhecimentos/ conhecimentos_port/pag_conhec/cam.htm > Acesso em: 19 fevereiro 2006.

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Documents

CNC Final Desafio 2