Atividade 4_Manufatura Assistida por Computador

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MANUFATURA ASSISTIDA POR COMPUTADOR
ATIVIDADE 4
Pergunta 1
CAD e CAM são termos relacionados ao design produzido por computação gráfica (computer-aided design) e à manufatura assistida por computação (computer-aided manufacturing). Um sistema CAD/CAM envolve a utilização desses dois formatos de suporte assistidos pela computação, para gerar a simulação e automatização de processos com comandos CNC para torneamento e usinagem.
 
Sobre as vantagens de utilizar CNC baseado em um sistema CAD/CAM em relação à tradicional manufatura assistida por computador, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) É possível determinar o custo e tempo de operação com mais rapidez e precisão.
II. ( ) Parâmetros como velocidade e valor de avanço são determinados automaticamente.
III. ( ) Utiliza-se linguagem de máquina de baixo nível, que possui maior desempenho.
IV. ( ) A programação pode ser validada por simulação, antes de dar início às operações.
 
Agora assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
· V, V, F, V.
· V, F, F, V.
· F, F, V, V.
· V, F, F, F.
· F, V, F, F.
A afirmação I é verdadeira, pois por meio do CAD é possível simular uma operação antes que aconteça e, assim, determinar o tempo e os custos envolvidos em um processo de usinagem. A afirmação II é também verdadeira, pois o sistema CAD/CAM consegue inserir automaticamente valores otimizados de velocidade e avanço a partir das configurações simuladas. E a afirmação IV é também verdadeira, uma vez que o CAD recorre a protótipos modelados em 3D, para gerar a simulação virtual de um processo de usinagem, de modo que o passo a passo da programação poderá ser analisado.
Pergunta 2
A manufatura industrial é um meio pelo qual foi possível atender à crescente demanda de produção, depois das primeiras revoluções industriais. Essa prática de fabricação conta com diferentes técnicas e ferramentas que vêm sendo incrementadas desde as primeiras linhas de produção, alcançando o início da Indústria 4.0.
 
Assinale a alternativa que se refere à prática mais recente desse processo industrial:
· Manufatura por usinagem.
· Manufatura por assistência.
· Manufatura por adição.
· Manufatura por desbaste.
· Manufatura por torneamento.
A manufatura aditiva consiste em um processo de adição de material, como nas impressões 3D, podendo contar com diferentes práticas consideradas “inteligentes”, a exemplo do uso de protótipos e modelagem 3D, simulação e projetos baseados em metodologias ágeis. Essa é uma tendência associada à Indústria 4.0 e ao futuro da Revolução Industrial.
Pergunta 3
O código CNC, em manufatura assistida por máquina, possui diferentes conjuntos iniciados por "G", que possuem parâmetros predefinidos para usinagem. Os códigos G70, G71 e G72, por exemplo, referem-se ao ciclo de acabamento por desbaste (remoção de imperfeições e rebarbas) da peça.
 
Leia, a seguir, um exemplo de código de desbaste para acabamento de uma barra plana:
 
N1 T101
N2 G97
N3 S3000 M03
N4 G54 G00 X0.5 Z0.2 M08
N5 G71 P6 Q13 U-0.05 W0.006 D0.07 F0.02
            N6 G00 X3.
            N7 G01 X2. R.30 F.006
            N8 Z-2 R.6
            N9 X2 R.130
            N10 Z-3.5 R.130
            N11 X.80 R.130
            N12 Z-5.
            N13 X0.8
            N14 G70 P5 Q12
            N15 M09
            N16 G53 X0
            N17 G53 Z0
N18 M30
 
Com base no código, podemos afirmar que o ciclo de desbaste:
· é iniciado por chamada rápida na linha N4, contudo tem a sua operação interrompida na linha N16, para substituição da ferramenta, antes de retomar as operações do ciclo.
· é inicializado na linha N5 e finalizado na linha N13, quando a definição dos blocos dada por P6 e Q13 é também encerrada, e o parâmetro F é finalizado antes, na linha N7.
· tem a chamada inicial realizada por meio dos códigos P, F e Q, que aparecem na linha N5, sendo que tais blocos são encerrados nas linhas N6, N7 e em N13, respectivamente.
· está sendo iniciado na linha N5, onde os códigos P6 e Q13 referem-se ao que é realizado nas linhas N6 e N13, finalizando em N14, e F trata do avanço do acabamento.
· tem parâmetros definidos entre as linhas N5 e N13, sendo somente iniciado na linha N14, que retoma os códigos P6 e Q13, retomando o parâmetro F, da linha N5, na linha N7.
O ciclo de desbaste é chamado com G71 na linha N5, sendo que a linha N14 finaliza as operações do ciclo. Os blocos definidos por P6 e Q13 são iniciados na linha N6 e N13 e encerrados também em N14. O código F é chamado na linha N5, para indicar o tamanho do avanço que a ferramenta usará para o acabamento, sendo que na linha N7 não está sendo finalizado e, sim, alterado. Há uma chamada rápida de posicionamento na linha N4, mas isso não corresponde ao ciclo de desbaste, e em N16 haverá parada para troca da ferramenta, mas o ciclo já foi encerrado. Os códigos P, Q e F, por fim, são parâmetros, e não iniciam o ciclo de desbaste.
Pergunta 4
Ao programar um processo completo de usinagem, será necessário considerar diversos fatores, desde a rotina e sub-rotina da máquina que será trabalhada, o formato interno e externo da peça, os materiais que serão utilizados, até a interferência de velocidade, temperatura, produção de resíduos e atenção a possíveis falhas ou erros que possam surgir durante a operação.
 
Sabendo disso, avalie as afirmativas a seguir, sobre os elementos que devem ser considerados na programação de um processo de usinagem:
 
I. Identificar os pontos "zero", tanto da peça quanto da máquina.
II. Analisar a geometria das peças, dos painéis e das ferramentas.
III. Conhecer os processos e sub-rotinas CNC que serão utilizados.
IV. Substituir todas as operações manuais por simulação com CAD.
 
Está correto o que se afirma em:
· II e IV, apenas.
· I e III, apenas.
· III e IV, apenas.
· II, III e IV, apenas.
· I, II e III, apenas.
O item II é incorreto, uma vez que um operador, ao lidar com o processo de usinagem, deverá conhecer bem a geometria das peças que serão usinadas, e não a geometria do painel ou das máquinas. O que deverá conhecer, em relação às máquinas, são as configurações e parâmetros, e saber manusear o painel para gerenciar o início, meio e fim da operação. E o item IV é também incorreto, uma vez que não há, por padrão, a necessidade de substituir todas as operações manuais, e a simulação com CAD não serve para esse tipo de automatização e, sim, para a prototipação de modelos 3D.
Pergunta 5
Em uma usina de torneamento, foi projetado um sistema de cilindro hidráulico para empurrar paletes que vêm de uma esteira para uma área de armazenamento. A fonte de energia que alimenta o cilindro gera pressão a uma taxa de 175 m³/seg para acionar o pistão dentro do cilindro.
 
Sabendo que a área do cilindro é de 6,25 m², avalie as proposições a seguir e a relação entre elas:
 
I. A velocidade máxima alcançada pelo pistão do cilindro será igual a 28 m/s.
 
Pois:
 
II. A velocidade é calculada dividindo-se a taxa de pressão pela área do cilindro.
 
A seguir, assinale a alternativa correta.
· A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição falsa.
· As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
· As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
· As asserções I e II são proposições falsas.
· A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
A alternativa I é correta e é verdadeiramente justificada pela II, pois, realizando-se o cálculo de divisão da taxa de pressão pela área do cilindro (175 m³ por seg. / 6,25 m²), obtemos o valor da velocidade que o pistão conseguirá alcançar ao ser acionado pela pressão que alimenta o cilindro e que corresponde a 28 m/s.
Pergunta 6
O assistente de um operador de máquinas CNC, ao elaborar um código de ciclo de desbaste, recebeu seu código de volta para otimização. Sabendo que o acabamento por desbaste utiliza os códigos G70, G71 e G72, avalie o código como foi concebido pelo assistente:N1 G00 X10 Z10 M3 S1200
      N2 G71 U20 R15
      N3 G71 P90 Q100 U3 W0 F0.15
      N4 G00 X60
      N5 G01 Z-75 F0.5 G41
      N6 G00 X300 Z200
      N7 G92 S1400
      N120 T3 G96 S200 M03
      N130 G00 X10 Z10
      N140 G70 P90 Q100
      N150 G00 X300 Z200
      N160 M30
 
Agora, assinale a alternativa que indica o que deverá ser alterado para que o código seja validado para uso:
· Eliminar o código G41 na linha N5.
· Alterar os valores de P90 e Q100.
· Inserir G42 em complemento a G41.
· Corrigir a redundância em N2 e N3.
· Eliminar todos os parâmetros G00.
Não é necessário utilizar os comandos G41 e G42 no trecho do programa referente ao ciclo de desbaste, uma vez que tais comandos servem para ativar a compensação de raio (esquerdo e direito), algo desnecessário, uma vez que o ciclo de desbaste já realiza essa ação automaticamente. Inseri-lo no código é, portanto, desnecessário, devendo ser removido o G41 da linha N5.
Pergunta 7
A usinagem com máquinas-ferramentas automatizadas por CNC conta com diversos comandos, que permitem a programação de sub-rotinas para torneamentos específicos. Dentre tais definições, temos a dos ciclos fixos, que são usados para acabamento e desbaste, utilizando comandos como G70, G71, G72, G73, G74 e G75 e seus parâmetros.
 
Quando falamos que os comandos de G71 a G75 são ciclos fixos, isso significa que o trajeto das máquinas:
· deve ser programado inserindo todos os movimentos, um a um.
· é sempre igual, dado por coordenadas incrementais e absolutas.
· será determinado ponto a ponto pelas coordenadas dos eixos.
· é especificado em valores absolutos dados pelas funções U e W.
· será determinado pelo tipo de interpolação, se linear ou circular.
Quando nos referimos à usinagem por tornos, é necessário que o trajeto tenha seus movimentos programados um a um; a exceção a isso é quando forem utilizados ciclos fixos, que contam com trajetos determinados por pontos definidos pelas coordenadas dos eixos absolutos X e Y, usando parâmetros adicionais, com as coordenadas incrementais dadas por U e W.
Pergunta 8
Em operações de torneamento, devemos considerar, dentre os parâmetros para a codificação dos movimentos da máquina, os eixos e quadrantes do torno CNC, que por padrão, é nomeado com a letra “X” para o eixo vertical e letra “Z” para o eixo horizontal, conforme apresentado na figura:
Fonte: Elaborada pela autora.
#PraCegoVer: a imagem apresenta quatro setas, que partem em sentidos contrários a partir de um ponto central único, representando os eixos X e Y. A seta para cima está nomeada como eixo “X+”; a seta para baixo, como “X-”; a seta para a direita está nomeada como “Z+” e a seta para a esquerda, nomeada como “Z-”. Entre os eixos “X+” e “Z+”, a área é denominada “1º Quadrante”; entre “X+” e “Z-”, “2º Quadrante”; entre “Z-” e “X-”, “3º Quadrante” e entre “X-” e “Z+”, “4º Quadrante”.
 
A partir disso, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) Em ciclos de desbaste, os parâmetros de eixo são indicados com a função R.
II. ( ) A função R, quando associada a G71, refere-se ao afastamento no eixo X.
III. ( ) A função R, quando associada a G72, refere-se ao afastamento no eixo Z.
IV. ( ) O eixo Z refere-se ao movimento longitudinal, e o eixo X, ao transversal.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
· V, V, V, F.
· F, V, V, F.
· V, F, F, V.
· F, F, F, V.
· V, V, V, V.
As afirmações I e IV são verdadeiras, pois em relação ao item IV, os ciclos de desbaste, que são indicados por códigos a partir de G70, incluem o comando G71 para cortes no sentido longitudinal (eixo Z) e usa o comando G72 para cortes no sentido transversal (eixo X), e em relação ao item I, temos que, para inserir o valor de afastamento ao longo dos eixos, tal informação é inserida na função R.
Pergunta 9
 Uma peça produzida em alumínio deverá ser fresada em uma máquina controlada por programação CNC, a qual possui quatro dentes de 19,1 mm de diâmetro. Pela leitura dos parâmetros, é possível descobrir que a velocidade com que essa máquina realiza o corte é de 120 m/min e que sua velocidade de avanço é de 0,5 mm/dente. Considere a equação: [N = Velocidade de Corte / (Pi x Diâmetro)] e Pi = 3,1415.
 
Sabendo disso, assinale a alternativa que indica os valores de rotação para a velocidade de corte (VC) e de avanço (F) em rotações por minuto (N) e em milímetros por rotação (VF), respectivamente.
· N = 1.999 e VF = 4.
· N = 2.000 e VF = 8.
· N = 2.001 e VF = 8.
· N = 2.000 e VF = 2.
· N = 1.999 e VF = 2.
Para calcular a rotação (N), pela equação e pelos valores fornecidos no contexto do enunciado, é possível chegar à fórmula [120 m /min / (3,1415 x 19,1 mm)]. Aqui, depois de converter o diâmetro para metros, conseguimos realizar a conta e chegar ao valor de 2.000 rpm; já a rotação da velocidade de avanço (VF) é calculada multiplicando-se o número de dentes pela velocidade de avanço fornecida (4 x 0,5), o que dá 2 mm /rotação.
Pergunta 10
A manufatura aditiva, também conhecida como técnica de prototipação rápida, refere-se a um processo em que camadas de material são adicionadas, uma a uma, até compor a peça ou objeto com o formato desejado, método que foi popularizado com as impressoras 3D.
 
Sobre manufatura aditiva em produção industrial, avalie as asserções a seguir e a relação entre elas:
 
I. A manufatura aditiva é uma técnica mais vantajosa que a convencional.
 
Pois:
 
II. Permite produzir peças complexas com maior qualidade e menor custo.
A seguir, assinale a alternativa correta:
· As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
· As asserções I e II são proposições falsas.
· A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição falsa.
· As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
· A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
A afirmação I é falsa, enquanto a II é verdadeira. A I é uma asserção falsa porque, em termos relativos, não podemos afirmar que a manufatura aditiva é mais vantajosa do que a aditiva e, sim, que será mais vantajosa em alguns pontos, como os que foram citados na asserção II. Cada projeto deve ser avaliado individualmente, para saber se a manufatura aditiva deverá ser adotada ou se o resultado final se beneficiará mais da manufatura tradicional.