Usinagem e Programação CNC/CAM

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USINAGEM E 
INTEGRAÇÃO DE 
SISTEMAS DE 
MANUFATURA
Marcelo Quadros
Manufatura assistida 
por computador (CAM)
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
  Descrever o papel de coordenadas, eixos e movimento na progra-
mação CNC/CAM.
  Compilar manualmente códigos de um programa. 
  Identificar programas e processos de CAD/CAM.
Introdução
A metodologia de desenvolvimento de programas por meio de software 
de desenho assistido por computador (CAD, do inglês computer-aided 
design) e manufatura assistida por computador (CAM, do inglês computer-
-aided manufacturing) é utilizada principalmente na usinagem de peças 
em máquinas com comando numérico computadorizado (CNC). Estas 
recebem os programas desenvolvidos pelo software CAM por meio das 
entradas de dados, compilam essas informações e efetuam a transmissão 
em formato de comando a uma máquina-ferramenta computadorizada. 
Essas máquinas realizam uma série de operações de usinagem CNC em 
peças dos mais variados formatos e perfis. 
O processo de programação em CAD/CAM consiste em desenvolver 
os programas CNC para dar forma aos materiais, por meio da remoção 
de cavaco. Para tanto, utilizam-se inúmeros tipos de comandos CNC 
em várias máquinas-ferramenta, que conferem ao produto as formas 
e as dimensões desejadas com grande precisão, além de excelentes 
acabamentos. Para que isso seja possível, alguns fatores precisam ser 
considerados, como as coordenadas, os eixos e os movimentos das 
máquinas, que podem ser simulados durante a programação em CAM.
Neste capítulo, você vai estudar o papel de coordenadas, eixos e 
movimento na programação CNC/CAM, compreendendo sua definição e 
seus conceitos. Você também vai aprender como compilar manualmente 
códigos de um programa em máquinas de controle numérico compu-
tadorizado. Por fim, você vai aprender sobre programas e processos de 
CAD/CAM, a fim de aplicar o melhor processo a ser desenvolvido para a 
manufatura de cada produto, conforme sua aplicabilidade, viabilidade 
técnica-econômica e eficiência produtiva, atentando para fatores eco-
nômicos, técnicos, operacionais, dimensionais e tecnológicos.
1 Programação CNC/CAM
Segundo Cassaniga (2005), o CNC é um dispositivo eletrônico que recebe as 
informações sobre a forma como o equipamento ou máquina-ferramenta vai 
realizar a operação, por meio de linguagem própria denominada programa 
CNC, e processa essas informações, devolvendo-as ao sistema por meio de 
impulsos elétricos. Esses sinais elétricos são responsáveis pelo acionamento 
de motores, que darão às máquinas os movimentos necessários para obter 
todas as características desejadas do produto, possibilitando a realização das 
operações sequenciais sem intervenção do operador.
Para o perfeito funcionamento dessas modernas máquinas CNC (Figura 1), 
é necessário conhecer os principais sistemas, como o sistema de coordenadas, 
os sistemas de eixos e os sistemas de movimentos, e, principalmente, saber 
programá-los manualmente ou por meio de software CAM. 
Figura 1. Célula de manufatura com máquinas CNC.
Fonte: Monkey Business Images/Shutterstock.com.
Manufatura assistida por computador (CAM)2
Segundo o manual da Romi (2006), empresa fabricante de máquinas CNC, 
as coordenadas são um conjunto de funções de zeramento, com o objetivo 
de facilitar a preparação da máquina (setup) e a sua programação. Sem esse 
sistema, a origem das coordenadas do programa seria a posição zero da má-
quina. Com esse sistema aplicado, o usuário pode definir o zeramento das 
peças, possibilitando realizar a usinagem em qualquer posição na peça. Com o 
auxílio desse sistema de coordenadas, toda a geometria da peça é transmitida 
ao comando. O sistema de coordenadas é definido por planos.
Para entendermos os movimentos de uma máquina CNC, inicialmente, pre-
cisamos conhecer seus pontos referenciais. Os pontos referenciais da máquina 
CNC são determinados para auxiliar na operação e programação para o correto 
desenvolvimento da usinagem das peças em relação aos seus movimentos.
Conforme Fitzpatrick (2013), todas as coordenadas absolutas se referem a 
um ponto de partida único — a origem local. No trabalho CNC, ele é chamado 
de ponto zero do programa, ou simplesmente ponto zero da peça (PZP). 
Esse ponto referencial é um dos mais importantes na programação CNC, 
pois serve de origem para o sistema de coordenadas absolutas — ou seja, é 
o ponto da peça referenciado como “X0”, “Y0”, “Z0”. Em alguns casos, são 
utilizadas mais do que uma referência de trabalho em um mesmo programa, 
com o intuito de facilitar a programação de determinadas peças. É possível, 
na preparação da máquina, obter-se o PZP utilizando uma das ferramentas 
ou um padrão (Figura 2).
Figura 2. Ponto zero da peça.
Fonte: Fitzpatrick (2013, p. 14).
3Manufatura assistida por computador (CAM)
Outro ponto importante é o ponto de referência da máquina. Esse ponto 
tem como função fazer a aferição e o controle do sistema de medição dos 
movimentos dos carros e das ferramentas, por meio de um carro e uma chave-
-limite. A posição do ponto de referência é predeterminada em cada eixo de 
movimento pelo fabricante.
Sempre que ligamos a máquina, deslocamos o carro até esse local auto-
maticamente, antes de iniciar qualquer usinagem. Esse procedimento define 
ao comando a posição do carro em relação ao zero da máquina, quando o 
carro aciona um sensor que envia um pulso ao comando, determinando sua 
localização. Ao desligar o comando ou na eventual falta de energia elétrica, o 
comando perde a sua referência, isto é, perde o valor da coordenada da posição 
dos eixos comandados. Assim, deve-se referenciar novamente a máquina ao 
religar a mesma (Figura 3).
Figura 3. Operador referenciando a máquina.
Fonte: Dmitry Kalinovsky/Shutterstock.com.
Para que a usinagem seja precisa, é necessário que o comando conheça as 
medidas de cada ferramenta a ser utilizada na usinagem das peças, as quais 
se baseiam no ponto de referência da ferramenta. As sequências a serem 
seguidas para memorizar os dados das ferramentas variam de acordo com a 
máquina e o modelo do CNC (Figura 4). 
Manufatura assistida por computador (CAM)4
Figura 4. Operação de referenciamento da ferramenta.
Fonte: Dmitry Kalinovsky/Shutterstock.com. 
Muitas máquinas de CNC efetuam, além dos movimentos lineares, mo-
vimentos rotativos da mesa de trabalho ou do cabeçote da árvore, exigindo 
maior flexibilidade da máquina, que vai usinar diversos lados da peça com 
diferentes ângulos de posicionamento. A norma 66217 do Instituto Alemão para 
Normatização (DIN, do alemão Deutsches Institut für Normung) estabelece 
5Manufatura assistida por computador (CAM)
a designação das direções e do sentido dos movimentos dos componentes da 
máquina, conforme representado na Figura 5. 
Figura 5. Eixos da máquina CNC conforme a norma DIN 66217.
Fonte: Philmoto/Shutterstock.com. 
Os eixos rotativos são designados, com base na norma DIN 66217 (DEUTSCHES INSTITUT 
FÜR NORMUNG, 1975), com as letras A, B e C — as primeiras letras do alfabeto —, e 
os eixos principais de avanço são identificados com as letras X, Y e Z — as últimas 
letras do alfabeto.
2 Compilação de códigos
Conforme lecionam Costa e Pereira (2003), muitas empresas que fazem uso 
da tecnologia CNC realizam a programação manual, o que se justifi ca por 
dois motivos:
Manufatura assistida por computador (CAM)6
  o investimento em um sistema completo, que permite a integração digital 
entre o modelo dos produtos e os recursos de fabricação, é extremamente 
elevado, levando-se em conta o valor da aquisição, da manutenção e 
do treinamento de pessoal;
  a geometria dos produtos usinados é muito simples e, em vários casos, 
pode ser realizada manualmente.
A partir da norma DIN 66025 e da norma 6983 da Organização Inter-
nacional de Normalização (ISO, do inglês International Organization for 
Standardization), vamos apresentar alguns comandos básicos (HELMANCNC, 
2013;INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION, 
2009). O operador poderá inseri-los (Figura 6) utilizando a entrada manual 
de dados ou inserindo o programa via teclado, na página de edição da má-
quina. Como exemplo para a aprendizagem, utilizaremos um torno CNC de 
dois eixos (X e Z).
Figura 6. Programação na máquina CNC.
Fonte: Dmitry Kalinovsky/Shutterstock.com.
Segundo Gibbs (1994), a programação manual de máquinas CNC se refere 
à preparação de um programa sem a utilização de recursos computacionais, para 
determinar a trajetória da ferramenta, os pontos de intersecção do perfil, os 
avanços, as velocidades etc. Nesse processo, o operador informa manualmente 
7Manufatura assistida por computador (CAM)
os dados da geometria da peça, assim como os comandos de movimento, por 
meio das funções G0, G01, G02 e G03, inseridas diretamente na unidade 
de controle da máquina. Vamos inicialmente conhecer essas funções de 
posicionamento básicas dos eixos.
Posicionamentos dos eixos em avanço rápido (G0)
Os eixos se deslocam para o ponto programado com a maior velocidade de 
avanço disponível na máquina. Veja sua sintaxe:
G0 X _ _ Z _ _
onde:
 ■ X = coordenada a ser atingida no diâmetro;
 ■ Z = coordenada a ser atingida no comprimento.
Interpolação linear (G01) 
A interpolação linear é um movimento sincronizado de dois ou mais eixos 
em linha reta, com parada precisa e ao mesmo tempo. Durante o trajeto, a 
ferramenta oscila em leves desvios pelo caminho percorrido, com variações 
de medida na ordem de pouquíssimos milésimos, o que normalmente não 
causa nenhum impacto signifi cativo sobre a superfície da peça em usinagem. 
Veja sua sintaxe:
G1 X _ _ Z _ _ F _ _
onde:
  X = coordenada a ser atingida no diâmetro;
  Z = coordenada a ser atingida no comprimento;
  F = avanço de trabalho.
Veja um exemplo:
G1 X80. Z10 F0.3
Manufatura assistida por computador (CAM)8
Segundo Silva (2008), além dos movimentos lineares rápidos e programados 
que vimos anteriormente, utilizamos também funções para gerar arcos, ou seja, 
perfis circulares. Nesse caso, sempre que formos executar um processo de inter-
polação circular, estaremos posicionados no início do arco. Então, informaremos 
ao comando as coordenadas finais e o raio, conforme estudaremos a seguir.
Interpolação circular (G02 e G03)
A interpolação circular é um movimento sincronizado de dois eixos descre-
vendo uma trajetória em arco ou círculo. Da mesma forma que na interpolação 
linear, aqui também os eixos oscilam pelo caminho percorrido em leves desvios, 
na ordem de poucos milésimos. Veja sua sintaxe:
G02/G03 X _ _ Z _ _ R _ _ (F) _ _ 
onde:
  X = posição final do arco no diâmetro;
  Z = posição final do arco no comprimento;
  R = valor do raio;
  F = valor do avanço.
A programação dos movimentos básicos das máquinas CNC é determinada por coman-
dos ISO G, conforme as normas DIN 66025 e ISO 6983. Nesse caso, para movimentos 
rápidos, utilizamos o comando G0, para o avanço de interpolação linear programado, o 
comando G01, e para o movimento de interpolação circular, o comando G02 ou G03 
(HELMANCNC, 2013; INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION, 2009).
Códigos G
Os códigos G são o principal comando da programação e defi nem para a 
máquina a operação que será realizada, preparando-a para executar um tipo de 
ciclo de usinagem ou para receber uma determinada informação. No Quadro 
1, temos os principais códigos G, segundo a norma DIN 66025.
9Manufatura assistida por computador (CAM)
 Fonte: Adaptado de HelmanCNC (2013). 
Letra Função Letra Função
G00 Interpolação linear 
(movimento rápido, 
avanço rápido)
G40 Cancela a compensação 
do raio da ferramenta
G01 Interpolação linear 
(movimento controlado, 
avanço controlado)
G41 Compensação do raio da 
ferramenta à esquerda 
da face objetivo
G02 Interpolação circular 
sentido horário
G42 Compensação do raio 
da ferramenta à direita 
da face objetivo
G03 Interpolação circular 
sentido anti-horário;
G53 Cancela PZP
G04 Tempo de parada em 
um ponto programado
G54 à 
G59
Determina PZP
G17 Plano de trabalho em X e Y G71 Programação em mm
G18 Plano de trabalho em X e Z G90 Sistema de coordenadas 
absolutas
G19 Plano de trabalho em Y e Z G91 Sistema de coordenadas 
incrementais
G20 Programação em 
polegadas
G92 Limita rotação eixo 
árvore (placa)
G21 Programação em 
milímetros
G94 Avanço em mm/min
G95 Avanço em mm/rot
G96 Velocidade de 
corte constante
 Quadro 1. Principais códigos G, segundo a norma DIN 66025 
Códigos miscelâneas (M)
As funções miscelâneas, também chamadas de funções auxiliares ou códigos 
M, são instruções para acionamento de equipamentos elétricos, pneumáticos 
ou hidráulicos instalados na máquina. O Quadro 2 descreve os códigos M mais 
comuns e alguns específi cos para cada máquina.
Manufatura assistida por computador (CAM)10
 Fonte: Adaptado de HelmanCNC (2013). 
Letra Função Letra Função
M00 Parada programada M24 Aperta a mesa giratória
M01 Parada condicional M25 Solta a placa da mesa
M02 Fim de programa M26 Aperta a placa da mesa
M03 Liga rotação da árvore 
no sentido horário
M29 Movimenta um 
eixo somente
M04 Liga rotação da árvore 
no sentido anti-horário
M30 Fim de programa
M05 Desliga rotação M31 Cancela o aperto
M06 Habilita a troca de 
ferramenta (manual)
M48 Possível intervenção 
do operador
M07 Liga refrigeração número 2 M49 Impossível intervenção 
do operador
M08 Liga refrigeração número 1 M58 Desliga rotação 
constante da árvore
M09 Desliga refrigeração M59 Liga rotação constante 
da árvore
M10 Liga freio da árvore principal M60 Troca de ferramenta
M11 Desliga freio da 
árvore principal
M70 Cancela o espelho
M13 Rotação à direita 
com refrigeração
M71 Espelha no eixo X
M14 Rotação à esquerda 
com refrigeração
M72 Espelha no eixo Y
M15 Impulso de divisão 
no uso de divisor
M73 Espelha no eixo Z
M17 Fim de sub-rotina M80 Liga ciclo fechado
M19 Parada orientada da árvore M81 Desliga ciclo fechado
M23 Solta a mesa giratória M98 Chamada de sub-rotina
M99 Fim de sub-rotina
 Quadro 2. Principais códigos M, segundo a norma DIN 66025 
11Manufatura assistida por computador (CAM)
Conforme Silva (2015), o programa CNC é constituído de uma sequência 
de informações para o processo de usinagem de uma peça. Definimos o início 
do programa como cabeçalho, que pode variar de acordo com o comando da 
máquina a ser utilizada para o processo de manufatura das peças. Há uma 
ordem lógica nesse processo estrutural, com as funções apropriadas, de modo 
que o comando interprete os parâmetros e envie os dados necessários para que 
a máquina execute as operações que foram programadas. A Figura 7 traz um 
exemplo da sequência de programação de uma máquina de comando FANUC, 
conforme o manual de programação e operação da empresa Romi (2006).
Figura 7. Sequência de programação de uma máquina de comando FANUC.
Exemplo
Segue exemplo de uma programação completa, conforme a DIN 66025 e de 
acordo com o manual de programação e operação da empresa Romi (2006, 
p. 12), para a usinagem de uma peça cilíndrica em um torno CNC (Figura 8).
Manufatura assistida por computador (CAM)12
Figura 8. Desenho da peça a ser usinada.
Fonte: Romi (2006, p. 12).
O1234(PERFIL EXEMPLO)
G21 G40 G90 G95;
T00;
G28 U0 W0;
T0101;
G54;
G96 S200;
G92 S3500 M4;
G0 X21 Z2;
G1 Z0 F0.25;
X24 Z-1.5;
Z-30;
G2 X44 Z-40 R10;
G1 X50 Z-55;
X74;
G3 X80 Z-58 R3;
G1 Z-80;
X82;
T00;
G28 U0 W0;
M30.
13Manufatura assistida por computador (CAM)
Esse exemplo se refere à usinagem apenas de um perfil de acabamento 
ou em uma peça forjada ou fundida, e não em bruto, pois, nesse último caso, 
teríamos que dar várias passadas e inserir os respectivos ciclos. Esse pro-
grama foi desenvolvido para um torno CNC de comando FANUC. Porém, 
a programação para outros comandos é bastante similar, e a sequência de 
programação para qualquer máquina CNC é a mesma. Nesse caso, foram 
utilizados os parâmetros para velocidade de corte de 200m/min, rotação de 
3500 RPM e avanço de corte de 0,25 mm/rot.
A simulação do programa antes da usinagem (Figura 9) é muito importante para se 
evitar colisões, que podem trazer danos físicos ao operador e prejuízos à máquina. 
Figura 9. Operador efetuando a simulação na máquina.
Fonte: Dmitry Kalinovsky/Shutterstock.com; welcomia/Shutterstock.com.
3 Programas e processos de CAD/CAM
A busca pela efi ciência das indústrias de forma rápida e barata impulsionou 
muitas áreas afi ns. Uma prova clara disso foi a criação dos software CAD/
CAM e suas constantes melhorias a cada versão. Segundo Fitzpatrick (2013), 
Manufatura assistida por computador (CAM)14
poucas ofi cinas utilizam comandos CNC de alto nível, que possuem progra-
mação gráfi ca embarcada e cuja entrada é feita pelo operador. As vantagens 
desse modelo estão listadas a seguir.
  O software CAM é rápido, se comparado a códigos escritos manualmente 
ou a sistemas embarcados, que fazem o operador ter que dividir sua 
atenção entre operação e programação. 
  Formas complexas de peças que seriam impossíveis de outra maneira 
são facilmente definidas e programadas.
  A habilidade de observar as sequências de usinagem e as ferramentas 
de corte na tela é uma característica de eficiência e segurança.
  Executar o programa graficamente sem remover o metal significa um 
risco bem menor quando vamos testar o programa real, fazendo a 
primeira execução ser menos penosa.
  A maioria dos programas CAM tem muitas formas de visualizar o 
programa: em segmentos, assim como ele é compilado, em passos, em 
velocidade normal ou turbinada. Os comandos gráficos CNC têm essa 
capacidade também, mas ela é limitada unicamente àquele comando 
específico.
  Na maioria dos casos, o desenho de engenharia foi criado em CAD. 
Portanto, o padrão gráfico já existe para ser usado, economizando tempo 
de desenho. Em números cada vez maiores, essas peças desenhadas 
são modelos sólidos.
  Com o desenho da peça (geometria) feito corretamente, as relações 
existentes são conhecidas e não precisam ser resolvidas de outra forma.
O processo CAD/CAM utiliza dois software de engenharia para desenvol-
ver todo o projeto e a manufatura de componentes automotivos, aeroespaciais, 
navais, de manutenção, além de complexas matrizes e ferramentas. No CAD, 
o profissional desenvolve todo o desenho da peça ou do conjunto (Figura 10a); 
esse desenho poderá ser simplesmente um desenho 2D ou 3D, dependendo 
da complexidade do produto a ser desenvolvido. A partir daí, esse desenho 
é importado para o software CAM (Figura 10b), para que seja desenvolvido 
todo o processo de manufatura do componente projetado. Nessa etapa, o 
programador técnico ou engenheiro de processo insere os parâmetros tecno-
lógicos, como velocidade de corte, rotação da ferramenta, avanço de trabalho, 
sobremetal, profundidade de corte, tipo de ferramenta a ser utilizada, entre 
outros (Figura 10c).
15Manufatura assistida por computador (CAM)
Figura 10. (a) Arquivo importado do CAD. (b) Movimento da ferramenta no CAM. (c) 
Parâmetros tecnológicos.
Fonte: Adaptada de Fitzpatrick (2013).
A
B
C
Manufatura assistida por computador (CAM)16
Segundo Lamb (2015), os software de simulação de máquinas também são usados 
para simular o movimento de produtos e atuadores em uma linha de produção. A 
maioria dos programas em 3D e CAD/CAM permite algum grau de simulação no 
modelo sólido, a fim de determinar interferências e taxas máximas. Da perspectiva 
de construção de máquina, o software de simulação ajuda a evitar riscos e a corrigir 
condições inconstrutíveis. Por exemplo, temos os software SolidWorks, Pro-E e AutoCad 
Inventor, que possuem a capacidade de simular o movimento de máquinas.
Dessa forma, o software de CAM projeta uma trajetória de usinagem, em 
que a ferramenta selecionada deverá percorrer um caminho de usinagem. O 
primeiro passo é efetuar a simulação no próprio software (Figura 11), antes 
de iniciar o processo de usinagem. Então, o programador deverá corrigir o 
processo, caso haja alguma colisão ou trajetória errada. Por fim, o programa 
desenvolvido no software vai rodar na máquina CNC, desenvolvendo a ma-
nufatura do componente por meio de desbastes e acabamentos, até se obter 
o produto final.
Figura 11. Simulação no software CAM.
Fonte: Fitzpatrick (2013, p. 328).
17Manufatura assistida por computador (CAM)
Conforme Giesecke et al. (2008), a CAM, a manufatura integrada por com-
putador (CIM, do inglês computer-integrated manufacturing) e a engenharia 
assistida por computador (CAE, do inglês computer-aided engineering) são 
frequentemente usadas em conjunto com CAD. Nesse sentido, CAD/CAM 
é a integração de computadores no processo de projeto e produção (Figura 
12). Já CAD, CAE, CAM e CIM formam o processo completo com uso de 
computadores, incluindo projeto, produção, publicação de material técnico, 
propaganda e contabilidade de custos. Um sistema de computação é composto 
de hardware e de software. O equipamento físico que integra um sistema de 
computação é conhecido como hardware, e os programas que instruem o 
sistema de computação sobre como operar são o software. 
Figura 12. Máquina de usinagem integrada a um sistema CAD/CAM.
Fonte: Giesecke et al. (2008, p. 34).
Manufatura assistida por computador (CAM)18
CASSANIGA, F. A. Fácil programação do controle numérico. São Paulo: CNC, 2005.
COSTA. D. D.; PEREIRA, A.G. Programação CNC Baseada em features. In: CONGRESSO 
BRASILEIRO DE ENGENHARIA DE FABRICAÇÃO, 3., 2003, Uberlândia. Anais [...]. II COBEF, 
2003. 1 v. 
DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG. DIN 66217: Axis and motion nomenclature for 
numerically controlled machines. Berlin: DIN, 1975. (E-book).
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zado - Porto Alegre: AMGH, 2013. (Série Tekne). 
GIBBS, D. CNC part programming: a practical guide. London: Cassell and Company, 1994.
GIESECKE, F. E. et al. Comunicação gráfica moderna. Porto Alegre: Bookman, 2008.
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em: http://www.helmancnc.com/din-66025-nc-programming-codes/. Acesso em: 
23 abr. 2020.
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. ISO 6983-1:2009: automation 
systems and integration, numerical control of machines, program format and definitions 
of address words — part 1: data format for positioning, line motion and contouring 
control systems. ISO, 2009. (E-book).
LAMB, F. Automação industrial na prática. Porto Alegre: AMGH, 2015. (Série Tekne).
ROMI. Manual de programação e operação - Linha G / GL / GLM - CNC FANUC 0I-TD T49092D. 
2006. Disponível em: http://professores.chapeco.ifsc.edu.br/renato/files/2016/08/
Manual_Programa%C3%A7%C3%A3o_ROMI.pdf. Acesso em: 23 abr. 2020.
SILVA, S. D. da. CNC – Programação de Comandos Numéricos Computadorizados: torne-
amento. São Paulo: Érica, 2008.
SILVA, S. D. da. Processos de programação, preparação e operação de torno CNC. São 
Paulo: Érica, 2015. 
Leitura recomendada
ROMI. Manual de programação e operação linha Centur CNC Siemens 828D. 2016. Dispo-
nível em: http://www.joinville.ifsc.edu.br/~emerson.oliveira/CNC/Integrado/Apostila/
Apostila%20Torno%20CNC.pdf. Acesso em: 22 abr. 2020. 
19Manufatura assistida por computador (CAM)
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