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CURSO DE PROGRAMAÇÃO CNC 
Curso de programação CNC 1 
 
 
CNC 
 
COMANDO NUMÉRICO 
COMPUTADORIZADO 
 
 
 
INTRODUÇÃO TEÓRICA 
 
Prof. Claudimir Rebeyka, M.Sc. 
Agosto / 2008 
 
 
CNC – COMANDO NUMÉRICO COMPUTADORIZADO 
 
Comando Numérico Computadorizado Prof. Claudimir Rebeyka 2 
 
1. CNC E O AMBIENTE DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL ................................... 3 
1.1. Comparativo entre usinagem convencional e usinagem com CNC ..... 4 
2. DEFINIÇÃO DO COMANDO NUMÉRICO E SEUS DIFERENTES TIPOS .... 6 
3. COMPONENTES DE UMA MÁQUINA CNC .................................................... 9 
4. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE UM CNC ......................................... 13 
5. INFORMAÇÕES NECESSÁRIAS AO FUNCIONAMENTO DO CNC ....... 14 
5.1. Pontos de referência utilizados nas máquinas CNC................................. 14 
5.2. Eixos e sentidos de movimento .................................................................... 16 
5.3. Determinação do zero peça ....................................................................... 18 
5.4. Dados de ferramentas para usinagem ...................................................... 20 
5.5. Gerenciamento de ferramentas e métodos de medição ...................... 21 
6. TRANSFERÊNCIA DE DADOS PARA O CNC ................................................ 26 
6.1. Transferência de dados de ferramentas para os CNC ............................ 27 
7. BIBLIOGRAFIA .......................................................................................................... 30 
 
CNC – COMANDO NUMÉRICO COMPUTADORIZADO 
 
Comando Numérico Computadorizado Prof. Claudimir Rebeyka 3 
1. CNC E O AMBIENTE DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL 
 
 O desenvolvimento na indústria mecânica é determinado pela busca de 
processos de fabricação mais rápidos e automáticos, onde a produção possa 
ser feita com a melhor relação entre custo e qualidade. Para a execução das 
tarefas são desenvolvidas máquinas e formas de controle, como por exemplo, o 
CNC, bem como metodologias de trabalho que diminuam a intervenção do 
homem, facilitando o trabalho e garantindo a repetibilidade do produto. 
 
 A automação se desenvolve com a aplicação de sistemas mecânicos, 
eletrônicos e computacionais na operação e controle da produção. Desta 
forma, a automação é relacionada com as atividades físicas da fábrica. Os 
sistemas de produção automatizados são projetados para executar o 
processamento, montagem, manuseio de materiais e atividades de inspeção 
com pequena senão nenhuma participação humana. 
 
 Já o termo CIM (Computer Integrated Manufacturing), foi proposto devido 
ao extensivo uso de computadores no projeto de produtos, planejamento da 
produção, controle de operações e execução de várias tarefas comuns às 
empresas de manufatura, e está relacionado com as funções de 
processamento das informações necessárias à produção. 
 
O CNC utiliza um programa de instruções que é transmitido 
eletronicamente ao equipamento de produção para regular suas funções e sua 
operação. A capacidade de mudança no programa é que faz do CNC uma 
tecnologia flexível e apropriada para produção de baixo e médio volume. É 
muito mais fácil escrever novos programas do que modificar o equipamento de 
produção. Isto faz com que as máquinas CNC sejam elementos do CIM 
executando funções da produção de forma automatizada. 
 
O CNC é hoje o mais dinâmico processo de fabricação de peças, 
constituindo um dos maiores desenvolvimentos para a automação de máquinas 
para usinagem. Ele representa investimento inicial maior, porém quando a sua 
aplicação é bem estruturada, o investimento é compensado devido às 
vantagens do processo, ao produzir peças com menor tempo fabricação, 
aumentar a qualidade do produto, produzir com maior eficiência e desta 
maneira aumentando também a produtividade. 
 
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Os primeiros esforços 
para a aplicação de 
comando numérico em 
máquinas operatrizes 
tiveram início em 1949, no 
Laboratório de Servo 
Mecanismo do Instituto de 
Tecnologia de 
Massachussets (M.I.T), 
associado a U.S. Air Force e 
Parsons Corporation of 
Traverse City, de Michigan. 
 
A primeira linguagem 
de programação de 
máquinas foi o APT 
(Automatically Programed 
Tool) pelo MIT em 1956. Já 
no final de 1962, todos os maiores fabricantes de máquinas ferramentas estavam 
empenhados na fabricação de máquinas com comando numérico. 
 
Os principais fatores que induziram à pesquisa, aparecimento e introdução 
do uso de máquinas operatrizes comandadas numericamente foram: 
 
 O avanço tecnológico durante e após a segunda guerra mundial. 
 A necessidade de adaptação dos equipamentos aos conceitos de 
fabricação como baixo custo em pequenos lotes. 
 Produtos de geometria complexa e alta precisão. 
 Menor tempo entre projeto do produto e início da fabricação do mesmo. 
 
1.1. Comparativo entre usinagem convencional e usinagem 
com CNC 
 
A forma de trabalho na usinagem com CNC é diferente da forma de 
trabalho na usinagem convencional. 
 
Na usinagem convencional todas as operações são comandadas 
manualmente ou mecanicamente, sendo que o controle das operações é feito 
diretamente pelo operador da máquina. Já na usinagem com CNC, o comando 
da máquina é efetuado por um computador incorporado na máquina e o 
controle das operações é efetuado por sensores eletrônicos. 
 
 
 
Figura ilustrativa de uma máquina 
controlada por CNC 
 
 
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Usinagem convencional: 
 
Na usinagem convencional o operário é o principal elemento do sistema 
de produção, pois cabem a ele as decisões sobre a execução do trabalho. 
Diante da máquina o operador irá receber: 
 
 A ordem de produção 
 O desenho da peça 
 Os dispositivos de fixação e instrumentos de medição 
 As peças em bruto ou semi-acabadas 
 As ferramentas a serem utilizadas 
 
Com base nestas informações, cabem ao operador as tarefas de: 
interpretar, decidir, executar, controlar e informar sobre o trabalho a ser 
realizado. Desta forma, a eficiência do processo produtivo dependerá 
diretamente da experiência do operador. Operadores de máquina mais 
experientes farão o trabalho com maior facilidade que operadores iniciantes. 
 
 
Usinagem com CN: 
 
Já na usinagem com CN, o número de informações é bem maior, pois o 
operador recebe: 
 
 A ordem de produção 
 Toda a documentação da peça a ser usinada, desenhos, planos de fixação 
e listas de ferramentas 
 Os dispositivos de fixação e instrumentos de medição 
 As peças em bruto ou semi-acabadas 
 O programa CN preparado no escritório, com todos os dados de corte, 
seqüência de movimentos da máquina e funções auxiliares 
 As ferramentas montadas e posicionadas no porta ferramentas da máquina. 
Estas ferramentas são trocadas automaticamente pela máquina CN, 
comandadas pelo programa CN 
 
Assim, na usinagem com CN, cabem ao operador as tarefas de: executar 
e informar sobre o serviço. As tarefas de interpretação e decisão são realizadas 
antes da usinagem, pelo programador de CN. A tarefa de controle pode ser 
feita pela própria máquina, e em casos específicos pelo controle de qualidade 
da empresa, reduzindo o tempo de preparação da máquina. 
 
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2. DEFINIÇÃO DO COMANDO NUMÉRICO E SEUS DIFERENTES TIPOS 
 
DEFINIÇÃO 
 
O comando numérico é um equipamento eletrônico capaz de receber 
informações por meio de entrada própria, compilar estas informações e 
transmiti-las em forma de comando à máquina, de modo que esta, sem a 
intervenção do operador, realize as operações na seqüência programada. 
 
 
COMANDO NUMÉRICO PONTO A PONTO 
 
Neste tipo de comando, para alcançar umadeterminada posição 
programada, a máquina se desloca com movimentos independentes, sem uma 
trajetória pré-definida e controlada. Nenhum tipo de operação de fabricação 
pode ocorrer durante este deslocamento, somente depois que a máquina 
alcance completamente a posição programada. Este comando é simples e 
barato, e é utilizado em máquinas onde sejam necessárias rapidez e precisão de 
posicionamento final, independente da trajetória percorrida. 
 
 
COMANDO NUMÉRICO CONTÍNUO - CN 
 
Neste tipo de comando a movimentação da máquina é controlada 
individualmente e continuamente, com uma exata relação entre os eixos da 
máquina, para que a trajetória seja perfeitamente definida, na sua forma de 
deslocamento bem como em sua velocidade de avanço. 
 
A coordenação dos movimentos é controlada através de um 
componente chamado de interpolador. O interpolador calcula os pontos a 
serem alcançados e controla o movimento relativo dos eixos assegurando que o 
ponto final programado seja alcançado simultaneamente em todos os sentidos 
de movimento. 
 
No comando numérico contínuo muitas funções da máquina são 
predeterminadas exclusivamente pela estrutura rígida dos circuitos elétricos / 
eletrônicos que formam a unidade de comando sendo que o nível de 
flexibilidade está ligado à introdução de programas novos ou modificados. 
 
O comando é desenvolvido especificamente para controle de um certo 
tipo de máquina, não havendo flexibilidade de aplicação em outros tipos de 
equipamentos. Para se fazer uma mudança deste porte seria necessária fazer a 
troca do comando numérico. 
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COMANDO NUMÉRICO COMPUTADORIZADO - CNC 
 
O comando numérico computadorizado também é um equipamento 
eletrônico que traduz informações para as máquinas. A diferença é que esta 
tradução é feita através de um microcomputador interno. 
 
As informações do perfil da peça, ou das operações de usinagem são 
programadas através de um arquivo de programa. Devido à sua capacidade 
de processamento, os CNC podem controlar máquinas mais complexas, com 
diversos tipos de usinagem e ferramentas e executar perfis de usinagem mais 
complexos. A tarefa do interpolador é realizada por um programa de 
computador (software), permitindo interpolações lineares, circulares, 
parabólicas e do tipo spline (curva suave que passa por um conjunto de 
pontos). 
 
Alguns CNC dispõem de interfaces gráficas para testes de programa. Em 
máquinas com este tipo de recurso é possível fazer a programação em um 
computador comum, depois transmitir o programa para a máquina, executar o 
teste para verificar o percurso da ferramenta antes da usinagem. Isto evita erros 
de sintaxe na programação, erros de posicionamento de ferramentas, entre 
outros. 
 
No comando numérico computadorizado (CNC), várias funções da 
máquina passam a ser flexíveis graças à introdução de um computador na 
unidade de comando graças à estrutura lógica da unidade de comando, que 
pode ser modificada sem alterar o sistema físico dos circuitos eletrônicos 
(hardware). Também é possível executar programas de diagnóstico, no objetivo 
de controlar componentes da máquina, evitando falhas e reduzindo o tempo 
de reparo. 
Na figura abaixo, pode-se observar duas máquinas diferentes operadas 
por CNC. 
O mesmo tipo de CNC pode controlar diferentes tipos de máquinas 
 
 
 
 
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COMANDO NUMÉRICO ADAPTATIVO - CNA 
 
 Possui as funções normais dos CNC e a função adaptativa. 
A função adaptativa permite o controle de processo através da medição 
em tempo real das variáveis do processo. Podem ser medidas: 
 
 Velocidade de corte 
 Velocidade de avanço 
 Potência consumida 
 Dimensões da peça 
 Nível de vibrações 
 
Com base nestas medições, o comando calcula e ajusta os parâmetros 
de usinagem para atingir um desempenho otimizado no processo, durante o 
processo. 
 
 Apesar das vantagens oferecidas, este sistema ainda custa caro e 
apresenta menor confiabilidade, pois existem muitas variáveis para controlar. Por 
isto é necessária uma análise criteriosa de viabilidade prática para 
implementação em cada caso. 
 
 
COMANDO NUMÉRICO DISTRIBUÍDO - DNC 
 
 Um computador central armazena os programas CNC, e gerencia o fluxo 
de informações para várias máquinas CNC, conforme a necessidade. Os 
programas podem ser enviados automaticamente, conforme a solicitação do 
CNC, ou pelo operador da máquina através de um meio de comunicação. 
 
 Existem vários níveis de sistemas DNC, que podem variar desde o simples 
armazenamento de dados, até o controle total de um conjunto de máquinas. 
Em sistemas bem estruturados, é possível que as máquinas funcionem 
independentemente do computador central, aumentando a flexibilidade em 
casos de falhas. 
 
 Este tipo de comando dispensa o uso de equipamentos locais de leitura 
de dados, pois os programas são enviados diretamente através da rede. A 
estrutura permite ao operador maior rapidez e facilidade de acesso aos 
programas CNC, e permite ao programador fazer a programação off-line. 
 
 Como os programas CNC são armazenados em um computador da rede 
DNC, isto é, no servidor, o procedimento de cópia de segurança (backup) pode 
ser feito automaticamente, evitando a perda de dados. 
 
 
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Guias com esferas recirculantes 
 
3. COMPONENTES DE UMA MÁQUINA CNC 
 
As máquinas controladas por CNC seguem basicamente a mesma 
concepção de projeto mecânico das máquinas de controle convencional em 
relação aos processos de usinagem. Porém são necessários alguns cuidados na 
sua construção que estão relacionados a seguir: 
 
1. Uso de guias temperadas e associação de materiais que assegurem o mínimo 
desgaste. A produção é aumentada de várias vezes pelo uso do CNC, o que 
implica em maior número de movimentos e maior desgaste. 
 
2. Posicionamento e forma adequados do barramento (principalmente nos 
tornos) de forma a evitar que os cavacos, carregando grande quantidade de 
calor, fiquem acumulados sobre as guias o que provocaria deformações 
alterando a precisão da máquina. 
 
3. A redução do atrito para melhorar o rendimento e reduzir aquecimento, com 
emprego de guias com roletes, guias com esferas, guias hidrostáticas, fusos com 
esferas recirculantes, guias com revestimento para redução do atrito. 
 
 
4. Maior rigidez estática e dinâmica da máquina para assegurar precisão de 
execução e grande capacidade de remoção de material. 
 
5. Estudo das condições de trabalho de sistemas servo-comandados, análise dos 
efeitos de folga e deformação elástica. 
 
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Servo motor 
 
Servo Driver - Converte os sinais eletrônicos emitidos pelo comando da máquina 
em impulsos elétricos que acionam o servo motor. 
 
Servo Motor - Motor de 
velocidade variável, 
responsável pelo movimento 
da mesa da máquina. Para 
tornos, o servo motor aciona 
os eixos de movimento da 
ferramenta. 
 
Tacômetro - Instrumento de 
medição responsável pelo 
monitormento dos valores de 
avanço e rotação dos eixos 
da máquina. O tacômetro 
fornece informação para o 
conversor ou o servo driver da 
necessidade ou não de 
realimentação dos seus 
respectivos motores. 
 
6. Utilização de um sistema de medição dos deslocamentos normalmente eletro-
indutivo ou ótico, robustos e de alta precisão, capaz de resistir ao ambiente 
industrial e às vibrações. 
 
Sensores de posição lineares 
Similares ao que se pode ver 
na figura ao lado. São 
fabricados em comprimentos 
até 3000mm apresentam-se 
em diversos formatos 
construtivos como noformato 
de haste sendo inclusive 
adequado para a 
montagem internamente em 
cilindros hidráulicos. Podem 
ficar alojados em um perfil de 
alumínio com cursor em 
forma de carrinho ou livre, 
sendo excelente substituto 
para os potenciômetros 
lineares. 
 
Sensor de posição linear 
 
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Os sensores de posição absolutos lineares utilizam-se do princípio 
magneto-estritivo para obtenção da posição do cursor. Uma onda de torção é 
gerada pela passagem da corrente através dos campos dos imãs do cursor. O 
tempo de propagação da onda caracteriza a posição do cursor, ao qual é 
associado um sinal de saída. 
 
7. As maiores velocidades de deslocamento das partes móveis exigem um 
estudo criterioso dos momentos e das forças de inércia, com cuidado especial 
na redução do peso das massas móveis. 
 
8. Motor de acionamento da árvore principal de elevada potência e 
capacidade de variação contínua de velocidade. Os motores CC eram os mais 
utilizados no passado, mas atualmente os motores de CA são mais empregados, 
pois são mais baratos e de baixa manutenção. 
 
9. Previsão de local para colocação da esteira para remoção automática de 
cavacos que saem em grande quantidade. 
 
Conversor - Converte os impulsos eletrônicos emitidos pelo comando em 
impulsos elétricos que acionam o motor principal da máquina. 
 
Encoder - Transdutor, responsável pela medição de posição dos eixos. Para eixos 
lineares, o encoder mede a posição linear, para eixos de rotação o encoder 
mede a posição angular. O encoder fornece os dados de posição dos eixos 
para o comando da máquina. 
 
Princípio de funcionamento de um sensor de posição linear 
 
 
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Princípio de funcionamento de um Encoder 
 
Trocador de ferramentas 
 
 
 
10. Existência de trocadores automáticos de ferramentas e estrados porta-peça 
para alcançar maior produtividade com a redução dos tempos improdutivos de 
troca, tanto das peças como das ferramentas, além de reduzir o tempo de 
preparação da máquina. 
 
11. Sistema de medição 
das ferramentas (pre-
setting). Este tipo de 
sistema auxilia na 
medição da ferramenta 
na própria máquina 
CNC. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Princípio de funcionamento de um CNC 
 
 Dispositivo de 
entrada de dados 
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Mesa da máquina E 
Convesor 
Motor AC 
T 
Eixo da máquina E 
Servo-driver 
Servo motor 
T 
4. PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE UM CNC 
 
Na composição eletrônica, definida como unidade de comando, são 
introduzidos os dados da peça e do processo de fabricação, que determinam 
as tarefas dos acionamentos, enquanto os sinais dos transdutores constituem os 
dados de controle dos elementos acionados. Assim, pode-se afirmar que o CNC 
funciona em circuito fechado de malha de controle. 
 
 
Ou seja, o CNC dispara ordens de acionamento e recebe o sinal de 
resposta dos elementos acionados. Isto constitui o comando. Pode-se dizer que 
é numérico devido ao fato de que toda instrução de processo vem sempre 
acompanhada de seu respectivo valor numérico. E o fato de ser 
computadorizado é porque que todo processamento ocorre em uma unidade 
de comando independente da máquina. 
 
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5. INFORMAÇÕES NECESSÁRIAS AO FUNCIONAMENTO DO CNC 
 
 A introdução das informações de comando para o CNC ocorre através 
de uma interface de entrada de dados. Como o CNC é um equipamento 
destinado à produção, torna-se necessário o armazenamento destas 
informações, seja no próprio comando ou em cópias de segurança para 
posterior aplicação. Para o seu correto funcionamento, o CNC deve armazenar 
dados tecnológicos sobre o processo de fabricação, formas geométricas, 
pontos de referência, dimensões de ferramentas, entre outros que possibilitem a 
execução do produto de forma automatizada. 
 
 A programação CNC é baseada na norma ISO 6983 de 1982, sendo cada 
que função da máquina é associada a um código específico. Também 
conhecida como “código G”, esta norma estabelece um relacionamento de 
texto entre os códigos de comando e as funções da máquina. 
 
 Já a norma ISO 14649 é baseada em informações da descrição da tarefa 
a ser executada na máquina CNC, bem como especificação das ferramentas, 
condições tecnológicas de execução e informações sobre as formas 
geométricas do produto. Esta nova forma de programação, também chamada 
de STEP – NC propõe uma interface de integração entre o CAM – Computer 
Aided Manufacturing e o CNC. 
 
5.1. Pontos de referência utilizados nas máquinas CNC 
 
 Para programar uma máquina CNC é necessário estabelecer sistemas de 
referência nos quais possam ser descritas posições relativas entre as ferramentas 
de fabricação e as peças a serem fabricadas. 
 
 A referência da máquina também pode ser chamada de ponto zero 
máquina e sua posição é definida pelo fabricante. A referência da peça pode 
ser chamada de ponto zero-peça, e sua posição é escolhida pelo programador 
CNC. O ponto zero-máquina e o ponto zero-peça indicados na figura a seguir 
possibilitam o CNC identificar a posição relativa da peça na mesa da máquina. 
 
O ponto zero-peça é a origem do sistema de coordenadas da peça, que 
é definido pelo programador e servirá como referência para usinagem e 
programação. A partir deste ponto é que serão programados os caminhos e 
posicionamentos das ferramentas e todas as funções de usinagem.A mudança 
do sistema de referência é feita no programa e ajustada pelo operador da 
máquina. A distância entre o zero-máquina e o zero-peça é determinada 
diretamente na máquina pelo operador. Existe uma área no painel de comando 
onde o operador informa a posição do zero peça. 
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Sistemas de referência (adaptado de Siemens, 1997) 
a) b) 
 
a) Ponto zero máquina b) Ponto zero peça 
Sistemas de referência (adaptado de Siemens, 1997) 
a) b) 
 
a) ponto zero ferramenta em ferramentas de diferentes comprimentos 
b) Localização do ponto zero ferramenta na ferramenta e no eixo da máquina 
Nos processos de usinagem executados em máquinas controladas por 
CNC é comum o uso de ferramentas de corte de geometria definida sendo que 
a montagem destas deve ocorrer fora da máquina, no intuito de reduzir o tempo 
de preparação e aumentar o tempo de produção. 
 
Para as ferramentas também é aplicado um sistema de referência, 
chamado ponto zero-ferramenta, a partir do qual são medidas as dimensões 
das ferramentas (Erro! Fonte de referência não encontrada.). Os valores 
dimensionais das ferramentas são de extrema importância para o processo de 
usinagem CNC, pois baseado nestas informações é que o comando da 
máquina irá calcular a trajetória da ponta da ferramenta, de forma a produzir 
corretamente a peça usinada. 
 
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Sistemas de coordenadas 
 
 
 
O propósito destes sistemas de referência é o de prover um meio de 
localização da ferramenta em relação à peça. Considerando o ponto zero 
ferramenta o CNC consegue aplicar determinados conjuntos de ferramentas 
para confecção da peça de acordo com as especificações do projeto, 
atendendo a qualidade necessária para o produto. 
 
O ponto zero ferramenta é localizado no eixo que contém a ferramenta, 
próximo da entrada do alojamento do cone porta ferramenta. Este ponto é fixo 
e normalizado e coincide com o ponto localizado na parte maior do diâmetrodo cone porta ferramenta, quando a mesma está montada. Durante o 
processamento do programa o controle tira os dados de correção necessários 
da página de correção de ferramentas e corrige individualmente, para cada 
ferramenta diferente, o percurso que a máquina irá percorrer. Com duas 
ferramentas diferentes, a máquina executará percursos diferentes para produzir 
peças iguais. 
 
5.2. Eixos e sentidos de movimento 
 
Eixo é uma direção segundo a qual podem ser programados os 
movimentos relativos entre a ferramenta e a peça de forma contínua e 
controlada. 
 
Os eixos 
principais determinam 
um sistema de 
coordenadas 
retangulares, de 
rotação à direita. 
Neste sistema de 
coordenadas são 
programados 
movimentos da 
ferramenta. 
Na programação 
CNC, os eixos 
principais são 
classificados como 
eixos geométricos. 
 
 
Para cada eixo cartesiano, foi associado um eixo de rotação, a saber: 
 
Eixo A  Rotação em torno do eixo X 
Eixo B  Rotação em torno do eixo Y 
Eixo C  Rotação em torno do eixo Z 
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Regra da mão direita 
 
 
 
Os eixos de movimento coincidem com os eixos dos sistemas de 
coordenadas cartesianas (X, Y e Z), sendo que os sentidos dos eixos são 
determinados pela regra da mão direita. 
 
Foi adotada internacionalmente a convenção de orientar o EIXO "Z" em 
sentido paralelo ao eixo -árvore da máquina, contendo o movimento principal 
de corte. O sentido positivo do eixo "Z" é aquele na qual a ferramenta se afasta 
da peça. 
 
 
No caso especifico do torno, todo trabalho se processa em um plano que 
passa pelo eixo de simetria da peça. Portanto, temos apenas dois eixos: o 
Longitudinal por convenção o eixo "Z" e o transversal que será o eixo "X" 
(diâmetro ou raio). 
 
Para fresadoras, aplicam-se os eixos geométricos X, Y e Z. 
Para máquinas mais complexas, podem ser controlados até mais de cinco 
eixos de movimento. Cada um associado a um elemento da máquina. Existem 
máquinas com eixos paralelos aos eixos X, Y e Z. Neste caso suas denominações 
passam a ser U, V e W, respectivamente. 
 
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Sistemas de coordenadas e zero-peça 
 
 
 
5.3. Determinação do zero peça 
 
Normalmente na programação CNC, não se trabalha com coordenadas 
relativas ao zero máquina. Isto se deve ao fato de que a mesma peça pode ser 
fabricada em diferentes máquinas. Neste caso, não importa para o 
programador qual é a posição que a peça irá ocupar na máquina, e sim 
apenas as suas dimensões geométricas. 
 
Uma prática comum na programação CNC é a de estabelecer a origem 
do eixo Z na face da peça. Desta forma, para usinar a peça será necessário 
trabalhar no programa com valores negativos de coordenadas, sendo que as 
coordenadas positivas indicarão que a ferramenta não está "dentro" da peça. 
 
Para torneamento, é comum utilizar a face da peça como referência 
para o eixo Z, e o centro de simetria como referência para o eixo X. 
 
Para fresamento e mandrilamento, é comum a utilização de uma das 
arestas da peça como referência para X e Y. Também é comum utilizar a face 
da peça como referência para o eixo Z. 
 
Em todos os casos, porém, é importante que sejam indicados os pontos 
zero peça para o operador através do plano de set-up. É importante que o 
ponto zero peça seja de fácil localização para operador, pois este precisará 
informar para a máquina sua posição relativa ao sistema de coordenadas da 
máquina. 
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Direct Numerical Control (Adaptado de Quinx, 2005) 
 
Também é interessante fazer comentários dentro do programa CNC sobre 
a localização do ponto zero peça. Estes comentários serão utilizados pelo 
operador da máquina CNC para determinar a posição do ponto zero peça. 
 
Os dados relativos à execução de movimentos durante o processo de 
fabricação, bem como as condições tecnológicas e funções de máquina 
associadas para execução da usinagem são estabelecidas no programa CNC. 
Este programa é escrito em linguagem de programação, geralmente seguindo o 
padrão ISO, diretamente no painel do CNC, ou em um computador externo ao 
CNC. 
 
Quando o programa é feito diretamente no painel do CNC, não há 
necessidade de uma forma de transferência de dados, a não ser para criação 
de cópias de segurança. Por outro lado, quando a programação é feita em um 
computador externo, há necessidade de uma forma de transferência de dados. 
Os métodos mais comuns utilizados para transferência de programas CNC 
incluem a utilização de meios magnéticos portáteis (disquete ou CD), 
computadores ligados aos CNC através de conexões seriais, e a rede DNC 
(Direct Numerical Control). Alguns fabricantes citam o uso de comunicação 
através de uma rede com padrão Ethernet em suas máquinas. 
 
AS redes DNC normalmente são utilizadas unicamente para transferência 
de programas CNC. Na rede DNC um computador central distante da máquina 
CNC armazena os programas de fabricação e gerencia o fluxo de informações 
para várias máquinas, conforme a demanda. 
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Dimensões da ferramenta utilizadas no CNC (adaptado de 
Siemens, 1997 e Traubomatic, 1984) 
 
 
 Conforme o esquema da Erro! Fonte de referência não encontrada., os 
dados são enviados automaticamente através de um meio físico de conexão. A 
tarefa de programação CNC pode ser realizada em um outro computador 
evitando a parada da máquina. 
 
Segundo Robb (1998) a rede DNC evoluiu para um sistema de 
gerenciamento de programas CNC, com supervisão de revisão de programa e 
distribuição automática para o comando das máquinas. É possível transmitir 
programas em blocos, permitir a edição de arquivos diretamente no servidor, 
comparar dados, permitir o monitoramento remoto da máquina CNC. Outro 
ponto importante na rede DNC é a capacidade de permitir que usuários 
tenham acesso a outros dados relacionados com programas CNC, tais como 
dimensões de ferramentas, desenhos e outras informações sobre a produção. 
 
De acordo com a literatura consultada, somente Robb (1998) e Kochan e 
Cowan (1986) citam a utilização da rede DNC com o propósito de transferir 
dados de ferramentas para as máquinas CNC. Entre os demais autores, esta 
forma de transferência de dados é aplicada ao envio de programas CNC, 
sendo muitas vezes tratada de forma superficial. 
 
5.4. Dados de ferramentas para usinagem 
 
Para usinagem, os dados de ferramentas mais comuns para o processo CNC 
são: o seu diâmetro (ou raio) e seu comprimento, além de um número que a 
identifique no programa CNC (Siemens, 1997; Traubomatic, 1984). 
 
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Formas de medir ferramentas para máquinas CNC 
 
 
 
 Segundo Linch (2003), estes dados são tratados pelo CNC geralmente 
como uma tabela que fica armazenada em uma área específica da memória 
da máquina. O comprimento da ferramenta, medido desde o assentamento no 
eixo-árvore da máquina até a aresta de corte, é associado a um valor no 
endereço Z e o raio ou diâmetro é associado ao endereço X. O operador CNC 
pode fazer ajustes na medida em que as ferramentas desgastam, garantindo a 
qualidade da peça produzida. 
 
5.5. Gerenciamento de ferramentas e métodos de medição 
 
 De acordo com Boehs et al. (2002), o gerenciamento de ferramentas deve 
focar o planejamento estratégico, logístico e técnico da empresa. Cada 
conjunto de ferramentas para uma determinada etapa de fabricação deve ser 
definido durante o planejamento de processos e deve ser conhecido antes da 
etapa de montagem das ferramentas (Boehset al., 2002). As ferramentas são 
montadas de acordo com uma lista de montagem, onde são atribuídos números 
para cada ferramenta, que serão necessários no programa CNC de modo a 
associar as operações de fabricação que foram a elas estabelecidas. Assim, a 
medição de ferramentas é uma tarefa intrínseca ao trabalho executado pelas 
máquinas controladas por CNC, e para o seu controle, é necessário um código 
único para cada ferramenta. 
 
 Segundo Kief e Waters (1992), o propósito da medição de ferramentas é a 
localização precisa da aresta de corte e um ponto de referência no corpo da 
ferramenta. As formas mais usuais de medição de ferramentas de corte são 
apresentadas na figura abaixo. 
 
 
 
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Medição por contato da aresta de corte da ferramenta 
 
 
Medição com usinagem de uma superfície de referência 
 
Segundo Simon et al (2002), uma das formas utilizadas para medição de 
ferramentas das máquinas CNC é a usinagem de uma superfície de referência, 
com posterior medição da peça e correção dos dados de ferramenta. Neste 
caso são introduzidos valores aproximados das dimensões das ferramentas no 
comando da máquina e após a usinagem a peça resultante é medida. Os 
desvios de medidas determinados em relação às dimensões do desenho são 
introduzidos no CNC, como dados de correção para a respectiva ferramenta. 
Este tipo de procedimento é bastante utilizado para ajuste do diâmetro de 
barras de mandrilar e ferramentas de torneamento montadas diretamente na 
máquina CNC, sobretudo quando a máquina não dispõe de suportes 
padronizados de ferramentas. 
 
 Medição por contato da aresta de corte da ferramenta 
 Uma forma simples de medição do comprimento das ferramentas é a 
utilização do próprio CNC para cálculo do comprimento. Para isto basta 
encostar a aresta da ferramenta em uma superfície de referência da peça ou 
da máquina (Romi, 1987). 
 
 Para efetuar a medição por esta técnica, o operador aproxima a 
ferramenta e controla o contato da aresta sobre a superfície de referência 
geralmente utilizando uma folha de papel conforme a figura abaixo. 
 
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Dispositivo de medição 
incorporado (DMI) (Marposs,2004) 
 
 
Medição de ferramentas com o 
auxílio de dispositivos especiais 
(Adaptado de Mapal, 2004) 
 
 
Medição com dispositivos de medição incorporados 
 
 
Algumas máquinas CNC 
dispõem de dispositivos de 
medição incorporados (DMI) 
dedicados à medição de 
ferramentas. Estas máquinas 
necessitam de funções 
específicas no CNC para controle 
destes dispositivos e, apesar da 
medição ser mais rápida que nas 
opções anteriores, ainda utilizam 
tempo que poderia ser destinado 
à produção. O dispositivo de 
medição é local e serve apenas à 
máquina que o contém. 
 Este tipo de tecnologia 
proporciona a medição da 
ferramenta, eliminando erros de 
montagem e de localização da 
aresta, pois a ferramenta é 
medida na posição de trabalho, conforme pode ser visto na figura ao lado 
(Marposs, 2004). 
 
Medição com auxílio de dispositivos especiais 
 
Algumas operações de usinagem 
podem utilizar ferramentas especiais 
que são montadas sempre nas 
mesmas dimensões, como exemplo 
quando são produzidos grandes 
lotes de peças (Kief e Waters, 1992). 
Para este tipo de ferramentas 
podem ser desenvolvidos dispositivos 
especiais para conferência da 
posição da aresta de corte, 
conforme pode ser observado na 
figura ao lado. 
 
 A medição pode ser efetuada 
com a aplicação de sensores de 
contato e mostradores analógicos 
(Mapal, 2004). 
 
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Máquina de medir ferramentas (MMF) (adaptado de Zoller, 1995) 
 
 
Medição com auxílio das Máquinas de Medir Ferramentas 
 
Outra forma bastante comum é a utilização de Máquinas de Medir 
Ferramentas – MMF, também chamadas de presetter. De acordo com alguns 
autores, estas máquinas permitem a fixação da ferramenta na máquina CNC, 
localizando corretamente o ponto de referência da ferramenta (Hanson, 1999; 
McCarthy, 1996; Zoller, 2002 e Parlec, 2004). A partir desta posição, entendida 
como zero ferramenta é medida a posição da aresta de corte. 
 
 
Em algumas MMF, a medição da ferramenta é feita por comparação 
visual, conforme pode ser visto na figura da página seguinte. Neste caso, o 
preparador de ferramentas posiciona a máquina de forma que a sombra da 
aresta de corte da ferramenta seja projetada e coincida com a referência do 
anteparo de visualização (Zoller, 1995). A máquina apresenta as dimensões da 
ferramenta em seu mostrador eletrônico, sendo que algumas máquinas possuem 
opção de impressão dos dados de ferramentas. 
 
CNC – COMANDO NUMÉRICO COMPUTADORIZADO 
 
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Projeção da aresta de corte, mostrador digital e impressora) 
(adaptado de Zoller, 1995) 
 
 
 Uma variação da forma medição de ferramentas com auxílio da MMF tem 
como base o estabelecimento das dimensões das ferramentas durante o 
planejamento de processos. 
 
Toda vez que for produzida determinada peça, a ferramenta apropriada 
deverá ser montada, nas dimensões indicadas e de acordo com sua tolerância 
de montagem específica para aquele processo, sendo que a MMF é utilizada 
apenas para conferência destas dimensões. Neste caso, para uma determinada 
etapa da fabricação, o diâmetro e o comprimento de montagem para um 
mesmo tipo de ferramenta deve ser idêntico de acordo com as dimensões de 
montagem indicadas pelo planejamento de processos. Este tipo de 
procedimento é apropriado para a produção de grandes lotes de peças com 
pequena variabilidade de ferramentas ou para máquinas multifuso. (Kief e 
Waters, 1992). 
 
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6. TRANSFERÊNCIA DE DADOS PARA O CNC 
 
Antigamente, a transferência de dados era realizada através de fitas 
perfuradas com as instruções dos dados da peça e condições de usinagem, 
definidas pelo programador. Estas fitas podiam ser criadas tanto pelo sistema 
manual como através do auxílio do computador. Uma leitora ótica acoplada na 
máquina fazia a leitura da fita e passava a instrução de comando à máquina. 
 
A programação manual também podia, e em boa parte das máquinas 
atuais ainda pode, ser feita através de teclados alfanuméricos presentes ou 
conectados as máquinas de comando numérico, principalmente onde a 
simplicidade do trabalho a ser feito e a natureza da operação, não justificam 
gastos com sofisticados métodos de programação. 
 
Por outro lado, a programação feita com auxílio do computador, 
proporciona, além da rapidez, maior segurança contra erros. Já nos anos 70 
foram introduzidas as máquinas CNC que passaram a depender menos da parte 
de “hardware”, essencial nos circuitos das anteriores dos anos 60, e ter seu 
funcionamento baseado muito mais no “software”. 
 
Os avanços substituíram a entrada manual de dados e as fitas perfuradas 
por armazenamento em disquete dos programas ou comunicação remota. 
Em casos de programas longos, é possível particionar o programa, 
reduzindo a capacidade de memória da máquina. Além disso, é possível fazer o 
controle dos tempos de fabricação, tempos de usinagem, tempos de 
preparação, permitindo a avaliação do desempenho da máquina. 
Formas de transferência de dados para um CNC 
 
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Etiquetas adesivas indicando as dimensões da ferramenta 
(adaptado de Zoller, 1995) 
 
 
Atualmente é possível inserir dados na máquina a partir de uma grande 
variedadede programas e linguagens dentre os quais destacam-se os seguintes 
métodos de transferência de dados: 
 
 Programação direta no próprio comando da máquina 
 Transferência de arquivos via DNC 
 Comunicação ON-LINE via microcomputador 
 Placa de rede (padrão ethernet) 
 
6.1. Transferência de dados de ferramentas para os CNC 
 
 A transferência de dados de ferramentas para os CNC depende 
diretamente da forma de medição destas ferramentas. As medições de 
ferramentas efetuadas diretamente na máquina CNC dispensam a necessidade 
de transferência de dados, pois o próprio comando executa a função de 
memorização das dimensões da ferramenta. Já em medições efetuadas fora da 
máquina CNC há a necessidade de uma forma de transferência de dados para 
o comando (Leatham-Jones, 1986). 
 
 Na montagem com dispositivos especiais de medição, a transferência de 
dados de ferramentas é efetuada somente na primeira preparação da máquina 
CNC, geralmente por digitação no painel do CNC. Nas repetições posteriores a 
montagem será efetuada na mesma dimensão, bastando efetuar a troca da 
ferramenta. Neste caso o comprimento e o diâmetro são estabelecidos com 
valores de montagem tolerados, determinados no planejamento de processos 
(Mapal, 2005). 
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Formas de envio de dados para os CNC (adaptado de Parlec, 
2004) 
 
 
 
 Na montagem feita na MMF, o preparador de ferramentas indica as 
dimensões de montagem numa lista que acompanha as ferramentas até a 
máquina. Em alguns casos observa-se a impressão de etiquetas adesivas que 
são fixadas nas ferramentas para indicar suas dimensões. Neste caso, o 
operador da máquina CNC é o responsável pelo gerenciamento das 
informações de ferramentas, fazendo a digitação dos valores medidos 
diretamente no painel do CNC. 
 
 Segundo Kief e Waters (1992), alguns sistemas possibilitam o 
armazenamento da identificação da ferramenta e dos valores das dimensões 
em um micro-chip, incorporado no suporte da ferramenta. Estes sistemas 
representam o atual estado da arte da medição de ferramentas, pois 
constituem uma solução integrada para a tarefa de medição e não reduzem a 
flexibilidade do CNC visto que não é necessário parar a produção para transferir 
os dados das ferramentas. Entretanto, a aplicação deste tipo de sistema implica 
na necessidade de MMF especiais e CNC especiais que tenham as funções de 
gravação e leitura das informações dos micro-chips. 
 
 
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De acordo com Parlec (2004) existem várias maneiras pelas quais o CNC 
receba os dados de ferramentas gerados em uma MMF, conforme pode ser 
observado na figura anterior. É possível acrescentar valores relativos ao ponto 
zero ferramenta ou ponto zero da peça para de correção dos valores de 
medição das ferramentas. 
 
 As MMF podem enviar dados diretamente para a impressora através de 
uma interface serial ou USB. Através de uma rede Ethernet, os dados de 
ferramentas podem ser enviados da MMF para o controle de célula e em 
seguida para o CNC, diretamente para o sistema CAD/CAM ou para o servidor 
de rede. Ainda as MMF podem acionar o controlador de micro-chip, onde as 
informações sobre ferramentas são armazenadas em um micro-chip para 
transferência posterior ao CNC. 
 
 De acordo com Zoller (2002), a transferência de dados pode utilizar uma 
rede DNC, rede ethernet, disquete ou com o auxílio de um programa que faz o 
pós-processamento das informações geradas na MMF. 
 A existência de máquinas integradas ao sistema da manufatura é 
proposta pelos fabricantes das MMF (Parlec, 2005; Zoller, 2005), sendo sua 
implementação condicionada à análise técnica. A Zoller dispõe de uma 
biblioteca com arquivos de mais de 2000 CNC diferentes para serem integrados 
em suas MMF de modelos recentes (Zoller, 2005). 
 
 
 
 
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