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18/10/2016 Tecnologia de Comando Numérico Alex Viana Bel. Engenharia Mecânica (UFS) Tec. Petróleo e Gás (UNIT) MBA Gerenciamento de Projetos Aracaju, Janeiro de 2016 CNC 18/10/2016 Introdução • A necessidade de se ter máquinas com grande flexibilidade, elevada precisão, aptas a usinar lotes de peças diferentes entre si que pudessem liberar o homem do controle físico das mesmas, determinou o surgimento do comando numérico. • O termo “controle numérico” define que as informações fornecidas à máquina, são extraídas do desenho da peça, são memorizadas na forma numérica através de códigos e processadas possibilitando o trabalho automático da máquina. Breve Histórico • No ano 1949, a Força Aérea Americana precisava de um método mais rápido e preciso de usinar peças complexas; • A ideia foi projetar uma máquina capaz de entender ordens codificadas, transmitidas por meio de uma fita de papel perfurada, semelhante as máquinas de telex. • A compreensão das ordens e transformação em movimentos da ferramenta, era executado por equipamento eletrônico chamado controlador e a movimentação estava vinculada a sensores de posição. • A fresadora ficou pronta em 1952 inicio da era das maquinas “Numeric Control” (CN). 18/10/2016 Comando Numérico - CN • As “ordens” emitidas/recebidas pelo controlador são, na verdade, sinais elétricos. • A esses sinais associa-se uma tensão elétrica. Logo, o controlador só é capaz de entender duas informações: se, num determinado momento e num certo ponto do circuito, existe tensão ou não. − Se não há tensão, o controlador indica essa situação com o número 0. − Se, por outro lado, há tensão, o número associado é o 1. − Assim, toda máquina elétrica – e o controlador é uma delas – só “entende” esses dois números: 0 e 1. CN • Comando Numérico (CN) é um equipamento capaz de: −Receber informações por algum meio de entrada de dados; −Transformar e compilar informações; −E transmiti-las ao comando mecânico da máquina operatriz. 18/10/2016 CN • Aplicação: −O comando numérico pode ser utilizado em qualquer tipo de máquina-ferramenta (fresas, tornos, furadeira, etc.). Uma vez que o controlador numérico é um “computador” com uma tarefa bem específica: controlar movimentos. E isso vale para qualquer máquina-ferramenta Comando Numérico Computadorizado - CNC • Na época, não existiam computadores e os controladores eram, na verdade, grandes calculadoras eletrônicas com circuitos constituídos de relês ou válvulas eletrônicas. • Com o passar do tempo, os componentes eletrônicos ficaram menores e mais poderosos, até que nos anos 70 foi desenvolvido um tipo especial de componente eletrônico: o microprocessador. • Assim a sigla CN ganhou uma nova letra “C”, e o controlador de máquinas-ferramenta passou a denominar-se CNC, ou seja, Comando Numérico Computadorizado. 18/10/2016 Comando Numérico Computadorizado - CNC • Devido a complexidade de ordenar as atividades utilizando apenas o código binário foram desenvolvidas linguagens de programação das máquinas CNC. • Essas linguagens são constituídas por um conjunto de símbolos: as funções. • Utilizando-se dessas linguagens, o homem é capaz de escrever um programa descrevendo o passo a passo das tarefas que a máquina deve realizar. Vantagens do CNC • Redução dos tempos de preparação de máquinas; • Redução dos custos do ferramental; • Usinagem de peças complexas em lotes pequenos e/ou variáveis; • Qualidade dimensional do produto garantida pela máquina; • Redução dos índices de refugo. 18/10/2016 Desvantagens do CNC • As máquinas CN solicitam uma estrutura extra de suporte nas seguintes áreas: −Projeto de ferramental; −Medição prévia de ferramentas; −Programação e manutenção. • A maioria das áreas acima necessita de mão-de-obra especializada, o que eleva o custo do investimento. Torneamento CNC 18/10/2016 Torneamento CNC 1. Movimento de corte: é o movimento principal que permite cortar o material. O movimento é rotativo e realizado pela peça. 2. Movimento de avanço: é o movimento que desloca à ferramenta ao longo da superfície da peça. 3. Movimento de penetração: é o movimento que determina profundidade de corte ao empurrar a ferramenta em direção ao interior da peça e assim regular à profundidade do passe e a espessura do cavaco. Principio de Funcionamento • A função mais básica de qualquer máquina CNC é o controle de movimento automático, preciso, e consistente. • Todos os equipamentos CNC, que tenha duas ou mais direções de movimento, são chamados eixos. • Em vez de serem movimentadas virando manivelas manualmente como é feito em máquinas ferramentas convencionais, as máquinas CNC têm seus eixos movimentados sob controle de servo motores, onde os mesmos estão fixados em eixos de esferas recirculantes e guiados pelo programa de peça. 18/10/2016 Principio de Funcionamento Convencional CNC Sistema de Coordenadas 18/10/2016 Sistemas de Coordenadas • Para se determinar por onde a ferramenta deve se movimentar é necessário a utilização de um sistema de referência também chamado de sistema coordenadas. • Para a correta utilização do Sistema de Coordenadas são necessárias as seguintes informações: − Origem ou “Zero-Peça”: ponto de partida; − Eixo: direção X, Y e Z. − Sentido: positivo (+) ou negativo (-); − Coordenadas: deslocamento (módulos) em mm ou pol. Sistemas de Coordenadas Cartesianas • Este sistema no qual os eixos formam entre si um ângulo de 90° é chamado de Ortogonal ou Cartesiano. • Neste sistema as cotas são chamadas de coordenadas, divididas entre abcissas (paralelas ao eixo X) e ordenadas (paralelas ao eixo Y). • Assim temos duas cotas definindo cada ponto, ou seja, uma em relação a cada uma das retas da figura seguinte. 18/10/2016 Sistemas de Coordenadas Cartesianas Sistemas de Coordenadas Cartesianas • Para que este sistema possa ser usado no espaço tridimensional, criou-se um terceiro eixo, identificado pela letra Z ortogonal aos outros dois. 18/10/2016 Sistemas de Coordenadas Cartesianas • Regra da Mão Direita − Para um sistema tridimensional, são utilizados três eixos perpendiculares (90°) entre si, que podem ser designados através dos dedos da mão direita. Polegar: indica o sentido positivo do eixo imaginário, representado pela letra X. Indicador: aponta o sentido positivo do eixo Y. Médio: nos mostra o sentido positivo do eixo Z. Sistemas de Coordenadas Cartesianas • Nas máquinas ferramenta, o sistema de coordenadas determinado pela regra da mão direita, pode variar de posição em função do tipo de máquina, mas sempre seguirá a regra apresentada, onde os dedos apontam o sentido positivo dos eixos imaginários; • E o eixo “Z” será coincidente ou paralelo ao eixo árvore principal (conforme DIN-66217). 18/10/2016 Sistemas de Coordenadas Cartesianas • Os eixos X, Y e Z são chamados de EIXOS PRINCIPAIS. • Para o comando de avanço e penetração nos tornos, bastam apenas dois eixos imaginários. Estes são designados pelas letras X e Z, onde o eixo X relaciona-se com o diâmetro da peça e o eixo Z, coincidente com o eixo árvore, relaciona-se com as dimensões longitudinais da peça (comprimentos) Sistemas de Coordenadas Cartesianas • No torno CNC, a peça é rotacionada em torno do eixo Z. e a regra da mão direita e obtida por analise atrás da placa; 18/10/2016 Sistemas de Coordenadas Cartesianas Um sistema de coordenadas garante a localização de um ponto. Utilizando a mão como ferramenta, pode-se ter ideia das coordenadas que são utilizadas em máquinas CNC. Sistemas de Coordenadas Cartesianas • Já no caso da fresadora CNC, o eixo Z é utilizado por convenção para rotacionar a ferramenta. A peça é fixada no plano XY, tendo como maior eixo o X. A análise é feita pela frente da fresa. 18/10/2016 Pontos Zero e Pontos de Referência Pontos Zero e Pontos de Referência • Os pontos referenciais da máquina são determinados pelo fabricante quando da sua fabricação, os quais auxiliarão na operação e programação da mesma. • O comando dos movimentosdas ferramentas na usinagem de uma peça são realizados com o auxilio do sistema de coordenadas. A posição exata destes movimentos e determinada através dos pontos referenciais e do sistema de medição. 18/10/2016 Pontos Zero e Pontos de Referência Pontos Zero e Pontos de Referência 18/10/2016 Ponto Zero Máquina (M) • Este ponto é usado para definir a origem do sistema de coordenadas da máquina. A partir deste ponto, são determinados todos os outros sistemas e pontos de referência da máquina. • Como o ponto zero da máquina é determinado pelo fabricante, estes, geralmente determinam, para o torno, o centro da superfície de encosto do eixo árvore (atrás da placa). Ponto Zero Máquina (M) • O campo de trabalho encontra- se no lado do sentido positivo dos eixos. • A ferramenta se afasta da peça quando executa o percurso no sentido positivo dos eixos. 18/10/2016 Ponto de Referência da Máquina (R) • Este ponto tem como função fazer a AFERIÇÃO e o CONTROLE do SISTEMA DE MEDIÇÃO dos movimentos dos CARROS e das FERRAMENTAS através de fins de curso; • Ao ligar a máquina, sempre deslocamos o carro até este local, antes de iniciar a usinagem. Este procedimento chamado REFERENCIAÇÃO, define ao comando a posição do carro em relação ao zero da máquina, quando o carro aciona um sensor que envia um impulso ao comando determinando sua localização. Ponto de Referência da Máquina (R) • Normalmente o ponto de assento da ferramenta no revólver ferramenta (trocador de ferramenta), é que atinge o ponto de referência. • Contudo há casos onde o ponto que atinge a referência é distinto. • Para equipamentos EMCO é o ponto de assento da ferramenta. Com isto, a posição das coordenadas do ponto de referência em relação ao ponto zero da máquina possuem sempre o mesmo valor conhecido ao ligar a máquina. 18/10/2016 Ponto de Referência da Máquina (R) CUIDADO!!! • Geralmente os fabricantes determinam o ponto de referência da máquina em um campo fora de trabalho conforme imagem. Entretanto há casos como o da Turn CT60 em que o ponto de referência é próximo das castanhas o que caso exista peça presa pode acontecer o choque! • Ao desligar o comando ou, na eventual falta de energia elétrica, o comando perde a referência, isto é, perde o valor da coordenada da posição dos eixos comandados. Portanto, deve-se referenciar novamente a máquina. Ponto de Referência da Ferramenta (E = N) • O ponto de referência da ferramenta é determinado pelo fabricante da máquina o qual, geralmente encontra-se na face de encosto da ferramenta no dispositivo (revólver ferramenta), ou seja, o ponto de ajustagem da ferramenta E coincide com o ponto de assento da ferramenta N. 18/10/2016 Medidas das Ferramentas • Para que a usinagem seja precisa é necessário que o comando conheça as medidas de cada ferramenta utilizada as quais se baseiam no ponto de referência das mesmas para as pontas das ferramentas. • No torneamento é necessário indicar as medidas do: − comprimento (Z); − a dimensão transversal (X); − o raio da pastilha; e − a sua posição de corte(quadrante de trabalho). Medidas das Ferramentas • No caso de brocas, devemos o indicar o comprimento (Z) e o raio da broca (R); 18/10/2016 Medidas das Ferramentas • A maioria das máquinas possuem biblioteca de dados de ferramenta, onde se armazena as medidas das ferramentas; • Quando a máquina não possuir esta página as medidas das ferramentas são introduzidas dentro do programa de usinagem da peça. Ponto Zero da Peça (W) • O ponto zero da peça é determinado pelo programador quando da execução do programa, e define o sistema de coordenadas da peça em relação ao ponto zero da máquina. • Sua determinação pode ser feita em qualquer ponto da peça porem, recomenda-se colocá-lo em um ponto que facilite transformar as medidas do desenho em valores de coordenadas para programação. • De preferência na frente da peça contudo pode-se utilizar também o fundo conforme imagem. 18/10/2016 Ponto Zero da Peça (W) • Dependendo da máquina pode-se selecionar mais de um ponto zero peça. Facilitando algumas operações. • Quando o zero da peça é considerado na frente da peça move-se no eixo –z; • Para determinar o zero peça é necessário conhecer a distância entre o zero máquina e a superfície da placa para que se possa adicionar o comprimento da peça. Ponto Zero da Peça (W) • Determinação da distância zero máquina � placa; Comprimento da Placa: 43,810 mm Altura das Castanhas: 13,400 mm 18/10/2016 Sistema de Coordenadas Absolutas Sistema de Coordenadas Absolutas • Neste sistema, a origem é estabelecida em função da peça a ser executada, ou seja, podemos estabelecê-la em qualquer ponto do espaço para facilidade de programação. • A origem do sistema deve ser fixada como sendo os pontos X0, Z0. O ponto X0 é definido pela linha de centro do eixo-árvore. O ponto Z0 é definido por qualquer linha perpendicular à linha de centro do eixo-árvore. • Durante a programação, normalmente a origem (X0, Z0) é pré- estabelecida no fundo da peça (encosto das castanhas ou placa) ou na face da peça, conforme ilustração: 18/10/2016 Sistema de Coordenadas Absolutas Coordenadas Absolutas – Fundo Peça 18/10/2016 Coordenadas Absolutas – Frente Peça Sistema de Coordenadas Incrementais 18/10/2016 Sistema de Coordenadas Incrementais • A origem deste sistema é estabelecida para cada movimento da ferramenta. • Após qualquer deslocamento haverá uma nova origem, ou seja, para qualquer ponto atingido pela ferramenta, a origem das coordenadas passará a ser o ponto alcançado. • Se a ferramenta desloca-se de um ponto A até B (dois pontos quaisquer), as coordenadas a serem programadas serão as distâncias entre os dois pontos, medidas (projetadas) em X e Z. Sistema de Coordenadas Incrementais 18/10/2016 Coordenadas Incrementais – Fundo Peça OBS: Na programação CNC usa-se sempre o deslocamento em diâmetro no eixo X. Coordenadas Incrementais – Frente Peça OBS: Na programação CNC usa-se sempre o deslocamento em diâmetro no eixo X. 18/10/2016 EXEMPLO • A peça a ser torneada ao lado já está faceada e desbastada restando apenas realizar um único passe de acabamento ao longo de todo o perfil da peça. Etapa 1: Definir o Zero-peça. Para peças torneadas, esse ponto deve estar obrigatoriamente sobre o eixo de simetria da peça, ou seja, sobre o eixo Z. EXEMPLO Qualquer ponto pode ser escolhido contudo para a facilitar a obtenção dos valores das coordenadas dos pontos que compõem o perfil, há duas escolhas adequadas: a face direita ou a face esquerda da peça. Escolhendo a face direita temos o Ponto de Origem referente ao centro da face abaixo do ponto A da figura. Sentido + + Indicação dos Sentidos Positivos e Negativos dos Eixos X e Z do torno. 18/10/2016 EXEMPLO Etapa 2: Definir as coordenadas X e Z de cada um dos pontos de A até H. Zero-Peça – Ponto A: a ferramenta devera deslocar-se 8 mm (16 mm) no eixo X e 0 mm no eixo Z. OBS: Os fabricantes de CN utilizam o diâmetro logo o valor indicado deverá ser de 16 mm no eixo X. Sentido + + Indicação dos Sentidos Positivos e Negativos dos Eixos X e Z do torno. EXEMPLO Zero-Peça – Ponto B: a ferramenta devera deslocar-se 10 mm (20 mm) no eixo X e -2 mm no eixo Z. OBS: É recomendado a utilização do zero-peça sempre o quais são chamadas de Coordenadas Absolutas pois são dados imóveis. Contudo é possível determinar o próximo ponto partindo-se do ponto anterior nesse caso chama-se Coordenadas Relativas (Incrementais). OBS: De preferência usa-se o absoluto, porém em algumas peças a programação incremental facilita o serviço como o caso de ciclos de canais idênticos na mesma peça. Sentido + + Indicação dos Sentidos Positivos e Negativos dos Eixos X e Z do torno. 18/10/2016 EXERCICIO 1 Ache as Coordenadas Absolutas e Relativas dos demais pontos: Ponto / Eixo X Z A 16. 0 B C D E F G H Ponto / Eixo X Z A 16. 0 B C D E F G H Absoluta Relativa Ponto / Eixo X Z A 16. 0 B 20. -2. C 20. -15. D 40. -35. E60. -45. F 70. -45. G 80. -50. H 80. -65. Ponto / Eixo X Z A 16. 0 B 4. -2. C 0 -13. D 20. -20. E 20. -10. F 10. 0 G 10. -5. H 0 -15. EXERCÍCIO 2 – DETERMINE AS COORD. ABSOLUTAS 150 50 14 3 14 0 20 -3 20 -20 34 -20 40 -23 40 -40 54 -40 60 -43 18/10/2016 EXERCÍCIO 3 – Determine Coord. Incrementais 150 50 -136 -47 0 -3 6 -3 0 -17 14 0 6 -3 0 -17 14 0 6 -3 Código de Programação Fanuc 18/10/2016 Entrada de Dados • A interface homem-máquina CNC realiza-se através de meios de entrada e saída de dados. • A entrada de dados consiste nos meios de introdução de informações ao comando pelo usuário, deles destacam-se: a) Fita Perfurada (meio em desuso); b) Entrada Manual (meio indispensável até o momento); c) Sistema de linha de comunicação com computador (meio de entrada de dados atual em expansão). Fita Perfurada 18/10/2016 Saída de Dados • A saída de dados consiste nos meios de saída de informações pelo comando para o usuário, dando-lhe informações de status (situação) atual da máquina. Linguagens de Programação CNC A programação nas máquinas CNC tem como base a orientação da ferramenta para usinagem de peças. A máquina executa a programação na ordem que lhe foi fornecida, por isso é importante uma sequência correta das informações. 18/10/2016 Linguagens de Programação São diversos os meios de elaboração de programas CNC, sendo os mais usados: 1. Linguagem de Programação Automática: primeira linguagem de programação utilizada - APT (Automatic Programmed Tool) 2. Linguagem EIA/ISO: linguagem de códigos, também conhecida como códigos G e M. É na atualidade a mais utilizada. Linguagens de Programação CNC 3. Produção Gráfica via "CAM" (Computer Aided Manufacturing): Não é mais uma linguagem de programação e sim uma forma de programar em que o programador entra com o desenho da peça, que pode ser feito no próprio CAM ou em desenhos recebidos do CAD (Computer Aided Designed). 18/10/2016 Norma ISO 6983 A Norma ISO 6983 descreve o formato das instruções do programa para máquinas de Controle Numérico. Trata-se de um formato geral de programação e não um formato para um tipo de máquina específica. A flexibilidade desta norma não garante intercambiabilidade de programas entre máquinas. Métodos de Programação CNC • Em relação ao processo de geração de programas CNC, três diferentes formas devem ser analisadas: − Programação Direta na Máquina (MID - Material Data Input); − Programação Manual (manuscrita); − Programação Gráfica (que utiliza o CAM). 18/10/2016 Construção e Formato dos Elementos de um Programa • Um programa é formado por uma sequência ordenada de comandos (códigos ou não) padronizados que representam procedimentos (condições ou operações) normais de um ser humano, para a usinagem de uma determinada peça. • Os símbolos admissíveis para a programação são os mostrados a seguir. Outros símbolos não permitidos serão caracterizados com erro. Construção e Formato dos Elementos de um Programa Para ISO e EIA: −Números: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. −Letras: A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U, V, X, Z, W, Y, Z. −Também, existem símbolos especiais reproduzíveis pelo comando como: %, (,), *, +, -, ., ;, e outros. 18/10/2016 Construção e Formato dos Elementos de um Programa • O programa CN é formado inicialmente na primeira linha pelo símbolo “O” seguido de um valor numérico, formando assim o cabeçalho. • Em seguida a cada nova linha, iniciam-se estas por números de “BLOCO” (linha) “N”, seguido de um valor identificador do bloco. O passe entre blocos é livre o qual possibilita adicionar linhas posteriormente. • Para sinalizar o fim de cada bloco, usa-se um sinal característico que muda conforme o comando usado: alguns usam ponto-e- vírgula (;), outros usam #. Construção e Formato dos Elementos de um Programa • O programa é formado por blocos, linhas ou sentenças; • Para a introdução do programa de usinagem, no comando da máquina, devemos transformar as ordens de programação verbal, em CÓDIGOS, para os quais o comando esta preparado para entender. • Esses CÓDIGOS usados na elaboração do programa são as: FUNÇÕES DE PROGRAMAÇÃO DA LINGUAGEM ISO. 18/10/2016 Função Número de Sequência (N) • Esta função também e denominada, em alguns manuais, de “função número de bloco” ou “função número de sentença”. • Tem a finalidade de indicar a sequência que deve ser seguida para a leitura e execução das sentenças que compõem o programa. • Representamos a função numero de sequência, pela letra “N”, que deve vir acompanhada de um número indicativo de sequência (linha). • Sempre é conveniente numerar as sentenças com intervalos, para possibilitar a introdução de novas sentenças em caso de necessitar fazer alguma correção ou melhorar o programa. Função Preparatória (G) • A “função preparatória” indica ao comando o modo de trabalho. • Através desta letra introduzimos informações que determinam, por exemplo, o movimento de deslocamento da ferramenta, sendo por esta razão, a letra G também conhecida como “condição de trajetória” (Go = Ir, Vá). • A letra “G” é seguida também por um número, que indica a função. Este número, formado por dois dígitos (de 00 a 99) define ao comando o modo de trabalho ou a condição de trajetória a executar. 18/10/2016 Função Preparatória (G) • Os códigos mais comuns relacionados a movimentação das ferramentas são: − G0: Para deslocar a ferramenta no maior avanço disponível numa determinada máquina. Essa função é usada para aproximar a ferramenta da peça e afastá-la após o término da usinagem. − G1: Para deslocar a ferramenta num movimento linear com um avanço de usinagem predeterminado pela função � em mm/rot ou v� em mm/min. Essa função é usada para facear, cilindrar e tornear cones, ou seja, descrever movimentos retilíneos. − G2: Para deslocar a ferramenta num movimento circular no sentido horário com um avanço de usinagem predeterminado, pela função �. Também deve ser especificado o raio (R) do arco que a ferramenta deverá descrever. − G3: Para deslocar a ferramenta num movimento circular no sentido anti-horário com um avanço de usinagem predeterminado, pela função �. Assim como em G2, também deve ser especificado o raio (R) do arco que a ferramenta deverá descrever. Função Preparatória (G) 18/10/2016 Função Preparatória (G) Função Preparatória (G) OBS: Para comandos de fabricantes diferentes, uma mesma função, pode ter códigos diferentes. Por exemplo: G21 no Comando FANUC (Sistema métrico) No Comando SIEMENS é G71. • Além disso, o FANUC possui três grupos de códigos A, B e C o padrão da EMCO é o europeu grupo C porém, tem o grupo A da Ásia e o grupo B da América. 18/10/2016 Função G – Grupo C G71 Entrada de dados em milímetros G72 Ciclo de acabamento G73 Ciclo de desbaste longitudinal em relação ao contorno final G74 Ciclo de desbaste transversal em relação ao contorno final G75 Ciclo de desbaste paralelo ao perfil principal G76 Ciclo de Furação (Pica-pau) ou Canal Frontal G77 Ciclo de corte no eixo X (Ciclo para canais) G78 Ciclo de rosqueamento automático G80 Cancelamento de ciclos (G83 a G85) G83 Ciclo de furação (Pica-pau) G84 Ciclo de roscamento com macho G85 Ciclo de alargamento G90 Programação absoluta G91 Programação incremental G92 Configuração do sistema de coordenadas, limite de velocidade do fuso G94 Avanço por minuto G95 Avanço por rotação G96 Velocidade constante de corte G97 Rotação constante do eixo árvore G98 Retorno ao plano de início G99 Volta ao plano de recuo G00 Posicionamento(avanço rápido) G01 Interpolação linear (avanço) G02 Interpolação circular em sentido horário G03 Interpolação circular em sentido anti-horário G04 Tempo de espera G7.1 Interpolação cilíndrica G10 Configuração de dados G11 Configuração de dados desativada G12.1 Interpolação de coordenadas polares ativada G13.1 Interpolação de coordenadas polares desativada G17 Seleção do plano YZ G18 Seleção do plano ZX G19 Seleção do plano YZ G20 Ciclo de torneamento longitudinal G21 Ciclo de corte de rosca passo a passo G24 Ciclo de torneamento em face G28 Retorno ao ponto de referência G33 Corte de rosca passo a passo G40 Cancelamento da compensação do raio de corte G41 Compensação do raio de corte à esquerda G42 Compensação do raio de corte à direita G70 Entrada de dados em polegadas Função Preparatória (G) • Distingue-se, dentre as funções preparatórias, algumas que são ativadas assim que o comando da máquina é ligado. Por exemplo, assim que ligamos o comando da máquina, ele estará pronto para receber os valores das coordenadas em milímetros (G71) e em valores absolutos (G90). • Estas funções são indicadas nos manuais dos fabricantes como “funções ativas”; • Existem as “funções modais”, quando são programadas permanecem ativadas enquanto não se programar outra função que cancele ou substitua aquela anteriormente programada. 18/10/2016 Função de Posicionamento (X e Z) • Através das letras “X” e “Z”, endereçamos pontos dentro do sistema de coordenadas. • Os valores das coordenadas podem ser introduzidos em milímetros (função ativa) ou em polegadas (precedido da função preparatória G70). • Para valores em “mm”, admite-se até 3 casas decimais. Ex.: 20.465 mm • Para valores em polegadas até 5 casas decimais. Ex.: 0.25000” Função Miscelânea ou Auxiliar (M) • Como as funções G, as funções M vão de (00 a 99). Estas funções servem normalmente para auxiliar na parte operacional, a seguir alguns exemplos: M00 Parada programada M01 Parada Opcional Programada M02 Fim de programa M03 Fuso principal ativado no sentido horário M04 Fuso principal ativado no sentido anti-horário M05 Fuso principal desativado M08 Refrigeração ativada M09 Refrigeração desativada M20 Recuo do mangote M21 Avanço do mangote M25 Abre as castanhas M26 Fecha as castanhas M30 Fim de programa M71 Jato de ar ativado 18/10/2016 Função Miscelânea ou Auxiliar (M) Função Principais Horário e Anti-horário 18/10/2016 OBSERVAÇÕES • A norma DIN 66025 estabelece as palavras usadas na programação de CNC, mas alguns fabricantes de comandos não seguem estas normas e usam instruções com símbolos próprios. • O sentido de rotação da máquina de torneamento é verificada por trás do eixo das castanhas; • A inversão da rotação deve ser precedida pelo comando M5 para parar a rotação antes de inverter não forçando os eixo arvore; OBSERVAÇÕES • É permitido que tenha mais de uma função G em uma linha contanto que não sejam do mesmo grupo (1, 2, 3... 21) • Para observar as todas as funções ativas da máquina deve-se observar a tela do MDI → PROG. 18/10/2016 Outras Funções • f - indica o avanço em mm/rot. É sempre acompanhada por um valor numérico. Por exemplo, F.1 indica que a máquina assumirá um avanço de 0.1 mm por rotação do eixo-árvore. 18/10/2016 Outras Funções • T – executa a chamada da ferramenta e o corretor (função para corrigir coordenadas). Também é acompanhada de um número. Assim, T0303 indica ferramenta 3 e corretor 3. Outras Funções • O – identifica o número do programa. • S – indica a velocidade de corte. −Rotações por Minuto Constante (G97) o Exemplo: G97 S800 = 800 RPM. −Velocidade de Corte Constante (G96) o Exemplo: G96 S200 = 200 metros/minuto 18/10/2016 Download do Software Demo • Acessar: www.emco.at • Caminho: � Products � Industrial Training � Software/Controls • Software: EMCO WINNC � GE FANUC SERIES 21 Sequencia para Elaboração de Programa CNC 18/10/2016 Sequencia para Elaboração de Programa CNC 1. Estudo do Desenho da Peça: Final e Bruta 2. Definir Processo a Utilizar: é necessário haver uma definição das fases de usinagem para cada peça a ser executada, estabelecendo- se, assim, o sistema de fixação adequado à usinagem. 3. Definir Ferramental: a escolha do ferramental é muito importante, bem como, a sua disposição na torre. É necessário que o ferramental seja colocado de tal forma que não haja interferência entre si e com o restante da máquina. Sequencia para Elaboração de Programa CNC 4. Definir os Parâmetros de Corte: enquadrar as operações de modo a utilizar todos os recursos da máquina e do comando, visando sempre minimizar os tempos e fases de operações e ainda garantir a qualidade do produto; 5. Escrever o Programa Sequencialmente: a sequência de operações enquadrando todos os parâmetros de usinagem deve ser colocada em folha de programação, especialmente confeccionada para tal. 18/10/2016 Parâmetros Recomendados para a CONCEPT 60 - EMCO Ferramentas Disponíveis 18/10/2016 Insertos e Brocas Características de Corte - Alumínio • Operações de Torneamento −Velocidade de Corte: 150-200 m/min −Avanço: 0,02-0,1 mm/rot • Operações de Corte −Bedame: Metal Duro −Velocidade de Corte: 60-80 m/min −Avanço: 0,01-0,02 mm/rot Velocidade de Corte Rotação Avanço Ordem de Cálculo 18/10/2016 Parâmetros de Corte 18/10/2016 Tabela Avanço OBS: As ferramentas de desbaste acabamento possuem raio da ponta 0,4 mm. Profundidade de Corte • É a profundidade ou largura de penetração da ferramenta em relação à peça, medida perpendicularmente ao plano de trabalho. • A profundidade de corte máxima, depende dos seguintes fatores: − Potência da máquina; − Estabilidade; − Material da peça; − Formato e tamanho da pastilha; − Raio de ponta; − Quebra-cavacos; − Classe e ângulo de posição. 18/10/2016 Profundidade de Corte • Inicialmente o tamanho da pastilha deve indicar a profundidade inicial. • A profundidade de corte mínima nunca deverá ser menor que o tamanho do raio de ponta. Programação Verbal 18/10/2016 Programação Verbal Programação Verbal 18/10/2016 Programação Verbal EXERCÍCIO 4 - Programação Verbal 18/10/2016 Exemplo de Programação 1 18/10/2016 EXERCÍCIO 5 - Programação Sistema Absoluto EXERCÍCIO 6 - Programação Sistema Absoluto 18/10/2016 Exemplo de Programação 2 Exemplo de Programação 2 • O primeiro bloco do programa fica: N01 O1000; • Isso significa que este será o programa número 1000. • Depois de identificar o programa, podemos, por meio da função G71, dizer à máquina que os valores de coordenadas são dados em milímetros e, por intermédio da função G95, especificar que a unidade de medidas do avanço será mm/rot. • Assim, o segundo bloco do programa fica: N05 G71 G95; 18/10/2016 Exemplo de Programação 2 • As etapas seguintes são: − Girar a torre porta-ferramentas, posicionando a ferramenta de acabamento número 2. Para fazer isso, devemos programar a função T0202. − Definir que a velocidade de corte será constante, através da função G96, e que esta velocidade é de 250 m/min. Indicamos isso como S250. OBS: A possibilidade de trabalhar com velocidades de corte constantes é uma das vantagens dos tornos CNC. À medida que a ferramenta se aproxima do centro da peça, a rotação da placa aumenta de modo a manter a velocidade de corte constante. (velocidade depende do raio). 18/10/2016 Para caráter de simulação colocar: Bedame 2 ou 3 mm ? T0505 – Ferramenta Neutra T0101 – Broca de Centro Prof. de Corte Máximo Ferramentas Padrão: 1 mm (2 mm no diâmetro) Comprimento da Placa: 43,810 mm Altura das Castanhas: 13,400 mm T0404 – Ferramenta de Desbaste e Acabamento Interno OBS: Na prática a T0404 é a Ferramenta de Desbaste e Acabamento Externo a Esquerda. 18/10/2016 Para caráter de simulação colocar: T0303 – Broca Ø16 mm T0707 – Roscar Interna Exemplo de Programação 2 −Ligar a placa no sentido anti-horário (olhando-se da placa para a contra ponta). Isso é feito por meio da função M4. Para ligar a placa no sentidohorário, usamos a função M3. A escolha entre M3 e M4 depende do tipo de ferramenta (direita ou esquerda) e de como ela está fixada na torre porta ferramentas. • Assim, esses blocos ficam: −N10 T0202; −N15 G96 S250 M4; 18/10/2016 Exemplo de Programação 2 • Em seguida deve-se limitar a velocidade da placa uma vez que o risco da peça escapar ao se aproximar do centro da peça aumenta devido ao aumento de rotação visando manter a velocidade de corte constante; • Assim, se quisermos que a máxima rotação da placa seja de 2500 rpm, devemos programar: N20 G92 S2500; OBS: Dependendo do fabricando o código G92 (limitação de rotação) pode ser diferente G50. OBS: A placa da EMCO CT-60 suportar 5000 rpm. 18/10/2016 Exemplo de Programação 2 • Antes de começar a usinagem do perfil, no entanto, devemos deslocar a ferramenta até um ponto próximo ao perfil. • Escolhendo o ponto de coordenada X=12 e Z=2 Para se chegar até esse ponto por meio de um deslocamento rápido, devemos programar: N25 G0 X12 Z2; OBS: A coordenada que vem junto da função é a do ponto-destino, ou seja, para onde se deseja que a ferramenta se desloque. OBS: Na movimentação da ferramenta caso não se informe se é linear ou circular a máquina repete o comando anteriormente lido. OBS: A programação é sempre realizada com a simetria superior da peça mesmo que a ferramenta esteja abaixo pois, o programa só reconhece esse plano; Exemplo de Programação 2 Pode-se ainda ligar o fluido de corte por meio da função M8, no mesmo bloco. Gerando o código N25 G0 X12 Z2 M8; OBS: A compensação do raio da ponta da ferramenta é necessária uma vez que os insertos possuem vértices arredondados. Como a ferramenta desconsidera esse fato ele deve ser compensado para não gerar erros nas medidas das peças. Logo teremos: N30 G42 Após a aproximação e compensação da ferramenta deve-se chegar ao ponto A. Assim temos: N35 G1 X16 Z0 F.25; (Avanço de 0,25 mm/rot). 18/10/2016 Exemplo de Programação 2 Escreva os blocos para movimentar a ferramenta para os pontos C e D, conforme exemplo do ponto B (Coordenadas Absolutas): Deslocamento Código Zero Peça – Ponto A N35 G1 X16. Z0. F0.25; De A até B N40 G1 X20. Z-2. F0.25; De B até C De C até D Deslocamento Código Zero Peça – Ponto A N35 G1 X16. Z0. F0.25; De A até B N40 G1 X20 Z-2 F0.25; De B até C N45 G1 X20 Z-15; F0.25 De C até D N50 G1 X40 Z-35; F0.25 DICA!!! • O que permanece igual de um bloco para outro, não precisa ser reprogramado. • Assim, os blocos N40, N45 e N50 descritos anteriormente podem ficar: −N40 G1 X20 Z-2; (o avanço já estava no bloco anterior) −N45 Z-15; (coordenada X é a mesma do anterior) −N50 X40 Z-35; 18/10/2016 Exemplo de Programação 2 • Continuando a usinagem da peças pode-se observar que do ponto D para o ponto E, a ferramenta deve descrever um arco de raio 10 mm, no sentido horário. • Dessa forma é necessário usar a função G2 e a função R que indica o raio do arco. Gerando o seguinte código: N55 G2 X60 Z-45 R10 • Do ponto E para o ponto F temos: N60 G1 X70 • Do ponto F para o ponto G temos: N65 G3 X80 Z-50 R5 • Do ponto G para o ponto H temos: N70 G1 Z-65 DICA!!! • Para movimento circular o FANUC permite a programação de dois modos: a) N55 G2 X60 Z-45 R10 (Código FANUC) b) N55 G2 X60 Z-45 I10 K0 (Código ISO onde I e ou K são valores incrementais de X e Z e represento o centro da circunferência). 18/10/2016 Exemplo de Programação 2 • Por fim para concluir a usinagem deve-se afastar a ferramenta do perfil e desligar o fluido de corte por meio da função M9. Assim temos: N75 G1 X85 M9; • No bloco seguinte deve desligar a compensação de raio temos então: N80 G40; • Para que ocorra a descompensação é necessário um movimento linear da ferramenta. Assim: N85 G1 X86 Z-64; • Por fim, deslocamos rapidamente a ferramenta para longe da peça, para facilitar sua retirada da placa e desligamos a placa por meio da função M5. Finalmente, indicamos, por meio da função M30, que o programa terminou. Temos, então: − N90 G0 X200 Z200 M5; − N95 M30; Exemplo de Programação 2 - Final N01 O1000; N05 G71 G95; N10 T0202; N15 G96 S250 M4; N20 G92 S2500; N25 G0 X12 Z2 M8; N30 G42; N35 G1 X16 Z0 F0.25; N40 G1 X20 Z-2 F0.25; (ou N40 X20 Z-2;) N45 G1 X20 Z-15 F0.25; (ou N45 Z-15;) N50 G1 X40 Z-35 F0.25; (ou N50 X40 Z-35;) N55 G2 X60 Z-45 R10 F0.25; (ou N55 G2 X60 Z-45 R10;) N60 G1 X70 Z-45; N65 G3 X80 Z-50 R5.; N70 G1 Z-65; N75 G1 X85 M9; N80 G40; N85 G1 X86 Z-64; N90 G0 X200 Z200 M5; N95 M30; (Nome do Programa) (Unidade mm e mm/rot) (Posicionamento e Escolha da Ferramenta) (Vel. Constante, m/min, Ligar Placa) (Limite de Rotação) (Deslocamento Rápido, Ligar fluido de Corte) (Ligar Compensação de Raio dos Insertos) (Deslocamento Linear e Avanço) (Deslocamento Linear e Avanço) (Deslocamento Linear e Avanço) (Deslocamento Linear e Avanço) (Deslocamento Circular Horário, Raio e Avanço) (Deslocamento Linear e Avanço) (Deslocamento Circular Anti-horário, Raio e Avanço) (Deslocamento Linear e Avanço) (Afastamento e Desligar Fluido de Corte) (Desligar Compensação de Arredondamento) (Movimentação para o Desligamento da Compensação) (Afastamento Rápido e Desligar Placa) (Finalização do Programa) 18/10/2016 Programa • Depois de criado o programa, ele é inserido no computador da máquina por meio do teclado. • Se a máquina possuir simulador, deve-se simular graficamente o trabalho de usinagem. E corrigir o programa se necessário. • O passo seguinte, é montar as ferramentas nos suportes e fazer seu referenciamento, isto é, informar à máquina a dimensão das ferramentas e seu posicionamento em relação ao “zero máquina” estabelecido pelo fabricante da máquina, e ao “zero-peça” estabelecido no programa. • Finalmente, o torno é acionado e a peça é usinada. A partir daí, é possível fazer tantas peças quantas forem necessárias sempre com a mesma rapidez, exatidão, e qualidade. EXERCICIO 7 – Elaborar o Programa Para a peça abaixo, crie um programa de usinagem para dar um passe de acabamento ao longo do perfil externo. N01 01001; N05 G71 G95; N10 T0101; N15 G96 S300 M4; N20 G92 S2000; N25 G0 X12 Z2 M8; N30 G42; N35 G1 X16 F0.2; N40 G1 X19.7 Z-2.; N45 G1 Z-15; N50 G1 X28.06; N55 G3 X40 Z-21. R6.; N60 G1 Z-35; N65 G1 X60 Z-45; N70 G1 X70.; N75 G2 X80 Z-50 R5; N80 G1 Z-65; N85 G1 X85 M9; N90 G40; N95 G1 X86 Z-64.; N100 G0 X200 Z200 M5; N105 M30;
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