Usinagem CNC

Prévia do material em texto

UDESC – Universidade do Estado de Santa Catarina
FEJ – Faculdade de Engenharia de Joinville
DEPS – Departamento de Engenharia de Produção e Sistemas
Usinagem CNC
Características da Usinagem CNC
• CN: comando numérico
– É o código propriamente dito!
• CNC: comando numérico computadorizado
– É o sistema de interpretação e controle de equipamentos 
que se utilizam de CN para realizar o processo
• Ferramentas:
– Uso predominante de pastilhas
– Geometria similar ao dos processos tradicionais
Vantagens da Usinagem CNC
• Para o desenvolvimento do produto:
– Liberdade para os projetos Æ CN permite a usinagem de 
peças antes impossíveis pelos métodos convencionais
– Protótipos mais baratos
– Versatilidade de produção Æ menor tempo para 
implementação de mudanças do produto na linha
– Fidelidade das especificações
Vantagens da Usinagem CNC
• Para a Produção:
– Maior conhecimento da empresa Æ CN exige um maior 
detalhamento e estudo para o seu processamento
– Controle de qualidade mais fácil e em menor escala
– Redução de operações secundárias e compactação dos 
ciclos
– Redução do tempo de montagem (advindo do alto grau 
de repetibilidade e precisão
– Redução do inventário da produção
– Redução do manuseo de material
– Redução da quantidade de máquinas (e da área utilizada)
Métodos típicos de comando 
numérico
Peça Peça Peça
Peça
Peça Peça
Controle ponto-a-ponto
(máquinas furadeiras, de 
soldagem)
Controle por corte reto
(fresadoras, tornos)
Controle por contorno
(centros de usinagem)
CAD/CAM
CLDATA
Pós-
processador
G
3
CAD
APT
PROCESSADOR
CLDATA
Pós-
processador
G
1
CAD
PROCESSADOR
adaptar
CLDATA
Pós-
processador
G
4
G
5
G
2
Métodos de Programação CNC
CAD
APT
PROCESSADOR
CLDATA
Pós-
processador
G
1
Métodos de Programação CNC
• Método 1 – método original / antigo
– Origem da programação CNC
– Programador descreve os dados geométricos da 
peça em códigos APT (Automatically Programming
Tool) e define o trajeto da ferramenta + funções 
auxiliares (ligar fluido de corte, prender a peça, 
etc.)
– Processador traduz o código APT para um formato 
neutro, que recebe o nome de CLDATA (Cutter
Location Data)
– Pós-processador transforma CLDATA nos códigos 
específicos da máquina (que não época não eram 
códigos G)
G
2
Métodos de Programação CNC
• Método 2 – programação manual tradicional
– Programador analisa a peça 
– Ele define e descreve o trajeto da ferramenta + funções 
auxiliares (ligar fluido de corte, prender a peça, etc..)
– Programa diretamente usando o código da máquina (G)
– Método não produtivo
CAD/CAM
CLDATA
Pós-
processador
G
3
Métodos de Programação CNC
• Método 3 – CAD/CAM
– Usuário utiliza um processador CAM (Computer
Aided Manufacturing) para traduzir os dados 
geométricos da peça do CAD (Computer Aided
Design) em programação CN
– Processador traduz o código APT para um formato 
neutro (CLDATA)
– Pós-processador transforma CLDATA nos códigos 
específicos da máquina (G)
– Ou o processador CAM obtém diretamente os 
códigos G (necessita processador dedicado)
CAD
PROCESSADOR
adaptar
CLDATA
Pós-
processador
G
4
Métodos de Programação CNC
• Método 4 – processo gráfico interativo no 
escritório
– O programador trabalha interativamente com um 
processador gráfico
– Isto facilita o cálculo do caminho da ferramenta
– Pré-processador produz um formato neutro: 
CLDATA (cutter location data)
– Pós-processador transforma CLDATA nos códigos 
específicos da máquina
– Já existem processadores específicos para 
determinadas máquinas
G
5
Métodos de Programação CNC
• Método 5 – programação direta gráfica
– Usado para peças mais simples (relativamente)
– Programação ocorre diretamente no CNC
– Programa com base nos elementos gráficos da peça (o 
caminho da ferramenta)
– O CNC traduz para os códigos específicos da máquina
– Necessita de operador qualificado, conhecedor do CNC da 
máquina
– Método atual, mas o CNC precisa possuir esses 
comandos gráficos
UDESC – Universidade do Estado de Santa Catarina
FEJ – Faculdade de Engenharia de Joinville
DEPS – Departamento de Engenharia de Produção e Sistemas
Máquinas CNC
Máquinas CNC
• Tornos CNC
• Fresadoras CNC
– Classificação
– Centros de usinagem
• Outras máquinas CNC
Máquinas CNC – recursos
• Troca de ferramenta automática
• Substitui copiador na obtenção de contornos
• Pode operar em polegadas ou milímetros
• Possui pontos de referência fixos Æ permite “zerar”
a máquina a qualquer instante
• Permite acompanhar os parâmetros da operação a 
qualquer instante (mostrador)
Teclado Cópia impressa
do programa
Rede
Disquete
Fita A
l
i
m
e
n
t
a
ç
ã
o
Energia
Controle
Painel de controle
CNC
Ferramenta
Painel de controle
computadorizado
Saída
Sensores
Saída
Máquinas CNC –
dispositivos
Máquinas CNC – torno CNC
Máquinas CNC – fresadora CNC
Máquinas CNC – fresadora CNC –
centro de usinagem
Máquinas CNC – retificadora CNC
Características de máquinas CNC
• Fuso de esferas
• Barramento inclinado
• Ferramenta acessa a peça por trás
• Ferramentas universais (cones padrão)
• Pré-setting de ferramenta
• Troca automática de ferramenta
• Monitor gráfico para simulação dos movimentos
• Troca de peça em paralelo (nem sempre)
• Monitoramento de processo (iniciativas)
UDESC – Universidade do Estado de Santa Catarina
FEJ – Faculdade de Engenharia de Joinville
DEPS – Departamento de Engenharia de Produção e Sistemas
Programação CN
Sistema de coordenadas em tornos 
CNC
Sistema de coordenadas em fresas 
CNC (3 eixos)
Máquinas CNC
Fresadora CNC
5 eixos
Funções de posicionamento
• X EIXO TRANSVERSAL
• Z EIXO LONGITUDINAL
4.° quadrante3.° quadrante
1.° quadrante2.° quadrante
X-
X+
Z+Z-
Sistema de coordenadas 
incremental e absoluto
Incremental (G91)
Absoluto (G90)
Funções CN
• Funções Preparatórias G
– Definem o que fazer à máquina
– Funções modais – permanecem na memória (valem para 
todos os blocos posteriores) 
– Funções não modais – válidas apenas para o bloco que 
as contém
• Funções Miscelâneas ou Auxiliares M
• Funções de Posicionamento
• Funções Especiais
Funções preparatórias G
• G00 – Posicionamento rápido
– Posicionar rapidamente ferramenta para movimento de 
corte
– Velocidades típicas: 10 to 25 m /min (80 m/min – máximo)
– Formato:
N_ G00 X_ Z_
G00
Funções preparatórias G
• G01 – Interpolação Linear
– Ferramenta move-se ao longo de uma linha reta (um ou 
dois eixos simultâneos)
– Move-se com velocidade programada (F)
– Formato:
N__ G01 X__ Z__ F__
G01
Funções preparatórias G
• G02/03 – Interpolação Circular:
– Formatos:
N__ G02/03 X__ Z__ I__ K__ F__ usando centro do 
arco 
N__ G02/03 X__ Z__ R__ F__ usando raio do arco 
• Centro do arco:
– I = (X coord. do centro – X coord. do ponto de início)/2 
– K = Z coord. do centro – Z coord. do ponto de início
• Raio do arco:
– Apenas arcos menores de 180º podem ser programadosG03G02
Funções preparatórias G
• G32 – movimento de corte 
de roscas
– Formato:
N__ G32 X__ Z__ F__ 
– X, Z: ponto final da rosca
– F: profundidade da rosca 
• G32 normalmente resulta 
em programas longos Æ
ciclo G76 é mais utilizado