Linguagem de programação de CNC Torno e Centro de Usinagem 2013

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9 
 
 
 
2013 
 
 
 
 
Ficha catalográfica 
 
 
 
 
Índices para catálogo sistemático: 
Controle numérico computadorizado: Engenharia __________________ 
Manufatura auxiliada por computador: Engenharia _________________ 
 
Direitos exclusivos para a língua portuguesa 
Copyright 2013 by 
Domingos Flávio de Oliveira Azevedo 
https://sites.google.com/site/domingosfoaz/home 
domingos_prof@yahoo.com.br 
 
Reservados todos os direitos. É proibida a 
duplicação ou reprodução deste trabalho, no 
todo ou em parte, sob quaisquer formas ou 
por quaisquer meios (eletrônico, mecânico, 
gravação, fotocópia, distribuição na Web ou 
outros), sem permissão do autor. 
 
 
 
 
 
Azevedo, Domingos Flávio de Oliveira. 1958 - 
Linguagem de programação CNC: Torno e centro de 
usinagem / Domingos Flávio de Oliveira Azevedo. Mogi das 
Cruzes: _______, 2013. 164 p. 
 
Bibliografia. 
ISBN: ___________________ 
 
 
1. Controle numérico computadorizado 2. Programação 
3. Manufatura auxiliada por computador I. Título. 
 
CDD - _________________ 
 
 
 
 
PREFÁCIO 
Este trabalho foi elaborado para estudantes de graduação, escrito para dar 
apoio à disciplina de CADD/CAM e introduzir o conhecimento sobre a linguagem de 
programação das máquinas ferramentas de controle numérico computadorizado. 
Tendo-se em mente que, este trabalho não tem como objetivo substituir os 
manuais de operação das máquinas e sim, auxiliar os alunos dos cursos de engenharia 
e tecnologia neste assunto tão importante e atual nas indústrias mecânicas. 
As informações aqui introduzidas permitem que este seja utilizado como um guia 
para entendimento da estrutura da linguagem de programação, das principais 
instruções e comportamento da máquina CNC para cada instrução dada. 
Ao iniciar a leitura, o aluno inicialmente terá um breve esclarecimento de 
conceitos elementares do sistema de controle, das características construtivas das 
máquinas CNC, das vantagens de sua utilização, do planejamento da programação e 
dos termos básicos da linguagem de programação, sua estrutura e organização, além 
de tabelas dos códigos necessários à programação, no capítulo primeiro. 
Nos dois capítulos seguintes, ou seja, segundo e terceiro capítulos, são 
descritas as principais instruções dos tornos e centros de usinagem, respectivamente. 
Cada uma das instruções que se seguirão, terá sua descrição, sendo que, as 
instruções iniciais de cada um destes capítulos são as mais importantes no contexto e 
serão utilizadas em todos os programas escritos, e as instruções que se seguem a 
esta, terão descrições exclusivas. 
No quarto capítulo são descritas as interfaces dos simuladores Denford Fanuc 
para torno e centro de usinagem, que embora possua recursos gráficos limitados, 
atende ao objetivo de apoio à este trabalho, que é a introdução ao aluno destes 
assuntos. 
No quinto capítulo encontra-se uma breve explanação histórica do CADD, CNC 
e CAM. 
No sexto capítulo encontram-se as fontes bibliográficas utilizadas para 
elaboração deste trabalho, que podem servir ao aluno como um meio de aprimorar ou 
se aprofundar em algum dos assuntos abordados aqui com brevidade. 
Toda e qualquer crítica a este trabalho será bem vinda para que se possa 
efetuar sua correção e melhoria. Bons estudos. 
 
 
SUMÁRIO 
 ............................................ 9 
PREFÁCIO ............................................................................................................................... 11 
SUMÁRIO ............................................................................................................................... 12 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES .......................................................................................................... 14 
1. INTRODUÇÃO.......................................................................................................................... 10 
SISTEMA DE CONTROLE ......................................................................................................... 11 
Sistemas de transmissão de dados ........................................................................................ 13 
CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS DAS MÁQUINAS CNC. .................................................... 15 
TERMOS BÁSICOS DE PROGRAMAÇÃO CNC .............................................................................. 28 
IDENTIFICAÇÃO DO PROGRAMA ........................................................................................... 29 
SEQUÊNCIA E ESTRUTURA DOS BLOCOS ............................................................................... 30 
2. PROGRAMAÇÃO DE TORNOS CNC .......................................................................................... 32 
TRAJETO DA FERRAMENTA ........................................................................................................ 37 
GRUPOS DE INSTRUÇÕES ...................................................................................................... 38 
INSTRUÇÕES DE CÓDIGO G ....................................................................................................... 40 
Grupo 01 – Movimento e corte ............................................................................................. 40 
G00 – Deslocamento rápido .................................................................................................. 40 
G01 – Interpolação linear ...................................................................................................... 41 
G02 / G03 - Interpolação circular (SF) ................................................................................... 42 
G04 - Tempo de espera (SF) .................................................................................................. 44 
G20 - Sistema de unidades em polegadas (SF) ...................................................................... 44 
G21 - Sistema de unidades em milímetros (SF) ..................................................................... 45 
G28 - Retorno ao ponto de referência (SF) ........................................................................... 45 
G98 - Avanço da ferramenta em milímetros / minuto (SF) ................................................... 45 
G99 - Avanço da ferramenta em milímetros / rotação (SF) .................................................. 45 
G96 – Velocidade de corte constante do eixo árvore (SF) .................................................... 46 
G97 – Rotação constante do eixo árvore (SF) ....................................................................... 46 
G50 – Limita a rotação máxima do eixo árvore (SF) .............................................................. 46 
G41 / G42 – Compensação de raio de corte ......................................................................... 46 
G40 – Cancelamento da compensação de raio de corte ....................................................... 48 
TORNEAMENTO EXTERNO E INTERNO ...................................................................................... 49 
Instrução ferramenta............................................................................................................. 49 
Ciclos de torneamento .......................................................................................................... 51 
G90 – Ciclo de desbaste simples* (SF) .................................................................................. 51 
G94 – Ciclo de faceamento simples (SF) ................................................................................ 56 
G71 – Ciclo de desbaste longitudinal (SF) ............................................................................. 57 
G70 – Ciclo de acabamento contornandoo perfil (SF).......................................................... 61 
 
G72 – Ciclo de faceamento (desbaste na transversal) (SF) ................................................... 63 
G73 – Ciclo de desbaste paralelo ao perfil (contorno) (SF) ................................................... 64 
CICLOS PARA CANAIS E DESBASTE TRANSVERSAL ................................................................. 67 
G75 – Ciclo de faceamento paralelo ou canais ..................................................................... 67 
G81 – Ciclo de canais (sf) ....................................................................................................... 69 
CICLOS FIXOS PARA FURAÇÃO ............................................................................................... 70 
G81 – Ciclo de furação (SF) .................................................................................................... 70 
G74 – Ciclo de furação (sf) ..................................................................................................... 71 
CICLOS FIXOS PARA ROSCAMENTO ....................................................................................... 72 
Características gerais das roscas torneadas .......................................................................... 72 
G76 – Ciclo de roscamento automático (SF) ......................................................................... 76 
G92 – Ciclo de roscamento simples (SF) ................................................................................ 78 
3. PROGRAMAÇÃO DE FRESADORAS E CENTROS DE USINAGEM CNC ....................................... 80 
ORIENTAÇÃO DOS EIXOS EM UM CENTRO DE USINAGEM ................................................... 84 
SISTEMAS DE COORDENADAS ............................................................................................... 85 
FORMATOS DOS NÚMEROS PARA COORDENADAS .............................................................. 86 
CONTROLE DO EIXO ÁRVORE (SPINDLE)................................................................................ 86 
SENTIDO DA ROTAÇÃO DO EIXO ÁRVORE (SPINDLE) ............................................................ 86 
POSIÇÃO DA FERRAMENTA NO CARROSSEL OU MAGAZINE ................................................. 87 
PONTOS DE REFERÊNCIA ....................................................................................................... 89 
DESLOCAMENTOS COM INTERPOLAÇÃO LINEAR ...................................................................... 92 
G00 - DESLOCAMENTO RÁPIDO ............................................................................................ 92 
G01 - DESLOCAMENTO COM AVANÇO CONTROLADO .......................................................... 93 
F - CONTROLE DE AVANÇO .................................................................................................... 93 
CICLOS FIXOS ............................................................................................................................. 94 
REGRAS GERAIS ..................................................................................................................... 95 
DESCRIÇÃO DOS CICLOS FIXOS DO SIMULADOR ................................................................... 96 
G81 - Ciclo de Furação comum e de centros (SF) .................................................................. 96 
G82 - Ciclo de Furação de rebaixamento (SF) ....................................................................... 97 
G83 - Ciclo de Furação profunda com descarga de cavacos (SF) .......................................... 97 
G73 - Ciclo de Furação com quebra cavaco (SF) .................................................................... 98 
G84 - Ciclo de Roscamento com macho à direita (SF) ........................................................... 99 
G74- Ciclo de Roscamento com macho à esquerda (SF) .................................................... 100 
G85 - Ciclo de Mandrilhamento de furos (SF) ..................................................................... 100 
G86 - Ciclo de Mandrilhamento de furos (SF) ..................................................................... 101 
G87 - Ciclo de Mandrilhamento de furos por debaixo (SF) ................................................. 101 
G89 - Ciclo de Mandrilhamento com tempo de espera (SF) ............................................... 102 
G76 - Ciclo de Mandrilhamento de exatidão (SF)................................................................ 103 
 
G80 - Cancelamento de Ciclo Fixo (SF) ................................................................................ 104 
PADRÕES DE FURAÇÃO ....................................................................................................... 104 
OPERAÇÕES DE FRESAMENTO ................................................................................................. 117 
FRESAGEM POR FACEAMENTO ........................................................................................... 117 
INTERPOLAÇÃO CIRCULAR ................................................................................................... 121 
FRESAMENTO HELICOIDAL .................................................................................................. 125 
CONTORNANDO A PEÇA ...................................................................................................... 128 
SUBPROGRAMAS: CHAMADA E EXECUÇÃO ........................................................................ 137 
4. INTERFACE DOS SIMULADORES DENFORD FANUC .............................................................. 141 
INTERFACE PRINCIPAL DO SIMULADOR .................................................................................. 141 
ÁREA DE EDIÇÃO DO SIMULADOR ....................................................................................... 141 
ÁREAS DE SIMULAÇÃO ........................................................................................................ 142 
ÁREA DE MENSAGENS E MENUS DO SIMULADOR .............................................................. 142 
MENU HELP DO SIMULADOR............................................................................................... 143 
MENU SIMULATION ............................................................................................................. 145 
MAIN MENU – MENU PRINCIPAL ........................................................................................ 146 
DIRETIVAS DE PROGRAMAÇÃO ........................................................................................... 148 
Desenho da peça - Exemplo 1: ............................................................................................ 149 
Desenho da peça - Exemplo 2: ............................................................................................ 151 
5. HISTÓRIA DO CNC, CADD E CAM .......................................................................................... 154 
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................ 163 
 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
Figura 1.1: Painéis de controle e operação Fanuc de torno e centro de usinagem. ..................... 12 
Figura 1.2: Painel de controle de um torno CNC com controle GE Fanuc Série 16-M. (1) ........... 12 
Figura 1.3: Fluxo convencional de informação entre CADD/CAM/CNC via ethernet. .................. 13 
Figura 1.4: Configuração Direct Numerical Control. (3) ................................................................ 14 
Figura 1.5: Configuração Switching network (Rede de comutação) DNC. (3) ............................... 14 
Figura 1.6: Configuração Local area network (LAN) (Rede de comunicação local) DNC. (3) ........ 14 
Figura 1.7: a) Placa hidráulicae torre porta ferramentas, b) Cabeçote e barramento. (4) .......... 16 
Figura 1.8: Mesas de centro de usinagem. (4) .............................................................................. 16 
Figura 1.9: Servomotores de acionamento dos fusos. .................................................................. 17 
Figura 1.10: Tipos de fusos de esferas recirculantes. ................................................................... 17 
Figura 1.11: Posicionamento dos encoders, régua ótica e encoder. ............................................ 18 
Figura 1.12: Esquemas de componentes dos encoders e réguas óticas. ...................................... 19 
Figura 1.13: Trocador de ferramentas automático, tipo torre elétrica. ....................................... 19 
Figura 1.14: Trocador de ferramentas automático tipo revolver. ................................................ 20 
Figura 1.15: Sistema Gang Tools. (4) ............................................................................................. 20 
Figura 1.16: Trocadores de ferramentas automáticos tipos: a) magazine b) carrossel. ............... 21 
Figura 1.17: a) Fluído conduzido pelo interior da torre; b) Fluído conduzido pelo interior da 
ferramenta. ................................................................................................................................................ 21 
Figura 1.18: Sensores de desgaste de ferramentas tipos: a) contato b) laser. ............................. 21 
Figura 1.19: Formato da notação para programação CNC. (1) ..................................................... 23 
 
Figura 1.20: Planos cartesianos definidos pelos eixos principais X, Y e Z. .................................... 26 
Figura 1.21: Pontos nos quadrantes do plano X e Y. ..................................................................... 27 
Figura 1.22: Orientação dos eixos do sistema de coordenadas cartesianas. ................................ 27 
Figura 1.23: Posições de zeros em tornos CNC. ............................................................................ 28 
Figura 1.24: Posição dos campos em tornos CNC. ........................................................................ 28 
Figura 1.25: Configuração do programa (modificada). (7) ............................................................ 30 
Figura 2.1: Pontos de trajeto da ferramenta no desbaste. ........................................................... 37 
Figura 2.2: Instrução G00 para deslocamento rápido. .................................................................. 40 
Figura 2.3: Instrução G01 de interpolação linear com avanço controlado. .................................. 41 
Figura 2.4: Exemplo de interpolação linear com avanço controlado. .......................................... 41 
Figura 2.5: Instrução G02 de interpolação circular com avanço controlado. .............................. 42 
Figura 2.6: Instrução G03 de interpolação circular com avanço controlado. ............................... 43 
Figura 2.7: Exemplos de interpolação circular com arcos vetores I, K e parâmetro R. ................. 43 
Figura 2.8: Exemplo de interpolação circular. ............................................................................... 44 
Figura 2.9: Ponto de referência da ferramenta e Raio á ser compensado. .................................. 47 
Figura 2.10: Efeito da ponta da ferramenta na peça sem compensação. .................................... 47 
Figura 2.11: Numeração e orientação das pontas, com posição no campo atrás em +X e +Z. .... 48 
Figura 2.12: Compensação do raio em torneamento externo – G41 / G42. ................................ 48 
Figura 2.13: Compensação do raio em torneamento de campo à frente com G41. .................... 48 
Figura 2.14: Significado da instrução ferramenta. ........................................................................ 49 
Figura 2.15: Esquema de correção da posição geométrica da ferramenta. ................................. 50 
Figura 2.16: Esquema do ciclo de desbaste simples paralelo externo – G90. .............................. 51 
Figura 2.17: Exemplo de peça para desbaste interno. .................................................................. 52 
Figura 2.18: Esquema para desbaste interno com G90. ............................................................... 53 
Figura 2.19: Exemplo de peça com cônico. ................................................................................... 54 
Figura 2.20: Semelhança entre triângulos. ................................................................................... 54 
Figura 2.21: Esquema do ciclo de desbaste cônico externo – G90. .............................................. 55 
Figura 2.22: Desenho de peça e esquema do ciclo de faceamento simples – G94. ..................... 56 
Figura 2.23: Esquema do ciclo de desbaste externo longitudinal – G71. ..................................... 58 
Figura 2.24: Desenho de peça, exemplo para ciclo de desbaste G71 - externo. ......................... 58 
Figura 2.25: Esquema do ciclo de desbaste interno longitudinal – G71. ...................................... 59 
Figura 2.26: Desenho de peça, exemplo para ciclo G71- interno. ................................................ 60 
Figura 2.27: Esquema do ciclo G70 para acabamento externo. ................................................... 61 
Figura 2.28: Esquema do ciclo G70 para acabamento interno. .................................................... 62 
Figura 2.29: Desenho de peça e esquema de ciclo de faceamento – G72.................................... 63 
Figura 2.30: Esquema de ciclo de desbaste paralelo ao perfil – G73. ........................................... 65 
Figura 2.31: Desenho de peça (repetido) e esquema do ciclo de faceamento paralelo – G75. ... 67 
Figura 2.32: Desenho de peça e esquema do ciclo de canais – G75. ............................................ 68 
Figura 2.33: Referência de bedame para a programação NC (zero da ferramenta). .................... 68 
Figura 2.34: Esquema do ciclo de furação – G81. ......................................................................... 70 
Figura 2.35: Esquema do ciclo de furação – G74. ......................................................................... 71 
Figura 2.36: Sentido de roscamento – M04 Z-. ............................................................................. 73 
Figura 2.37: Tipos de penetração no roscamento. ....................................................................... 74 
Figura 2.38: Posição das entradas em roscas. ............................................................................... 74 
Figura 2.39: Diferenciação entre passo e avanço. ........................................................................ 74 
Figura 2.40: Relação entre passo e avanço. .................................................................................. 75 
Figura 2.41: Cálculos de angularidade em roscas. ........................................................................ 75 
Figura 2.42: Sentidos de I para roscas cônicas. ............................................................................. 76 
Figura 2.43: Detalhes de programação para roscamento. ............................................................ 76 
Figura 2.44: Exemplo de roscamento – G76. ................................................................................ 78 
Figura 2.45: Desenho do trajeto da ferramenta para roscamento externo. ................................ 78 
Figura 2.46: Avanço rápido e controlado no roscamento externo. ............................................. 79 
 
Figura 2.47: Exemplo de roscamento externo – G92. ................................................................... 79 
Figura 3.1: Representação esquemática de um centro de usinagem vertical. ............................. 84 
Figura 3.2:Sistema de coordenadas absolutas adotadopara furação de uma peça. ................... 85 
Figura 3.3: Sistema de coordenadas incrementais adotado para furação de uma peça. ............. 85 
Figura 3.4: Sentido horário de corte e rotação determinado pela ferramenta e código M3. ...... 86 
Figura 3.5: Esquema de carrossel com os alojamentos numerados de ferramentas. .................. 87 
Figura 3.6: Métodos de definição de distância para as ferramentas. ........................................... 88 
Figura 3.7: Ponto de referência da máquina e orientação dos eixos e planos. [1]. ...................... 90 
Figura 3.8: Vista superior da mesa de trabalho da máquina vertical. .......................................... 90 
Figura 3.9: Vista frontal da mesa de trabalho da máquina vertical. ............................................. 90 
Figura 3.10: Posicionamento do zero peça com orientação dos eixos XY. ................................... 91 
Figura 3.11: Zero peça definido no centro da furação a ser realizada. ......................................... 91 
Figura 3.12: Referências das ferramentas..................................................................................... 92 
Figura 3.13:Desvio de movimentação rápida em dois eixos, G00. (1). ......................................... 93 
Figura 3.14: Movimento de interpolação linear simultâneo em três eixos, G01. (1). .................. 93 
Figura 3.15: Vista com os trajetos de movimentação da broca na operação de furação. ............ 94 
Figura 3.16: Vista superior da peça a ser furada com furos em padrão retangular e tabela. ...... 95 
Figura 3.17: Vista com os níveis de posição da broca na operação de furação. ........................... 95 
Figura 3.18: Sequência do ciclo fixo G83 usado tipicamente para furos profundos. (1) .............. 98 
Figura 3.19: Sequência do ciclo fixo G73 usado tipicamente para quebra de cavacos. [1]. ......... 98 
Figura 3.20: Sequência do ciclo fixo G84 usado para roscamento á direita. [1]. ........................ 100 
Figura 3.21: Sequência de movimentos do ciclo G87 para mandrilhamento por debaixo. ........ 102 
Figura 3.22: Exemplo de peça a ser furada no padrão em linha. ................................................ 105 
Figura 3.23: Exemplo de peça a ser furada no padrão angular. ................................................. 106 
Figura 3.24: Exemplo de peça a ser furada no padrão com cantos. ........................................... 108 
Figura 3.25: Exemplo de peça a ser furada no padrão grelha reta. ............................................ 109 
Figura 3.26: Exemplo de peça a ser furada no padrão grelha inclinada. .................................... 111 
Figura 3.27: Exemplo de peça a ser furada no padrão em arco.................................................. 113 
Figura 3.28: Exemplo de peça a ser furada no padrão em círculo. ............................................. 115 
Figura 3.29: Cabeçotes de fresamento Sandvik Coromant. ........................................................ 117 
Figura 3.30: Cabeçotes de fresamento com diferentes tipos e posições de insertos. ............... 117 
Figura 3.31: Esquemas de corte com cabeçote de fresamento. (1)............................................ 118 
Figura 3.32: Ângulos de entrada do cabeçote na peça. (1) ......................................................... 118 
Figura 3.33: Modos de deslocamento, a) neutro, b) concordante e c) discordante. ................. 119 
Figura 3.34: Largura de corte recomendada no faceamento. .................................................... 119 
Figura 3.35: Esquemas de movimentação bidirecional da ferramenta para faceamento. (1) ... 120 
Figura 3.36: Representação de trajeto para manter faceamento concordante. (1) ................... 120 
Figura 3.37: Definição de ângulos e sentidos em máquinas CNC. .............................................. 121 
Figura 3.38: Arcos vetores I e J e suas designações em diferentes quadrantes do plano XY. (1) 121 
Figura 3.39: Arco orientado para fresamento no primeiro quadrante com a instrução G03. .... 122 
Figura 3.40: Desenho de peça com canal de circunferência completa. ...................................... 122 
Figura 3.41: Desenho exemplo para rebaixamento circular. ...................................................... 123 
Figura 3.42: Vistas do trajeto da ferramenta na interpolação helicoidal. .................................. 126 
Figura 3.43: Desenho exemplo para interpolação helicoidal de canal. ...................................... 127 
Figura 3.44: Trajetória da ferramenta sem e com compensação do raio. (1) ............................ 128 
Figura 3.45: Compensação do raio da ferramenta em fresadoras – G41 / G42. ........................ 129 
Figura 3.46: Trajetória da ferramenta relacionada ao contorno da peça. (1) ............................ 129 
Figura 3.47: Modos de fresagem, concordante e discordante com rotação horária. ................ 130 
Figura 3.48: Exemplo de peça a fresar o contorno externo. ....................................................... 130 
Figura 3.49: Contorno da peça com trajetória definida por sequência de pontos. .................... 131 
Figura 3.50: Exemplo de compensação do raio da ferramenta em usinagem interna. .............. 133 
Figura 3.51: Desenho com as dimensões da peça para os dois próximos exemplos. ................. 134 
 
Figura 3.52: Detalhe esquemático da aproximação e trajeto da ferramenta para o externo. ... 135 
Figura 3.53: Detalhe esquemático da aproximação e trajeto da ferramenta para o interno. .... 136 
Figura 3.54: Fluxo de processamento com um subprograma simples. ....................................... 138 
Figura 3.55: Desenho de peça como exemplo para subprograma. ............................................ 138 
Figura 4.1: Interface principal do simulador de centro de usinagem. ........................................ 141 
Figura 4.2: Área de edição do simulador. ................................................................................... 141 
Figura 4.4: Área de simulação do simulador de torno. ............................................................... 142 
Figura 4.5: Área de simulação do simulador de fresadora. ........................................................ 142 
Figura 4.6: Área de mensagens e barra de menus do simulador Denford Fanuc. ..................... 142 
Figura 4.7: Janela inicial do menu de ajuda com seus sub – menus. .......................................... 143 
Figura 4.8: Janela CNC instructions para acesso às instruções de códigos e diretrizes. ............. 144 
Figura 4.9: Janelas do menu de simulação de torno e fresadora, respectivamente. ................. 145 
Figura 4.10: Janelas do sub menu “Set Tooling” relação numérica, o desenho e finalidade. .... 145 
Figura 4.11: Main menu (Menu Principal). ................................................................................. 146 
Figura 4.12: Sub menu settings – (Configurações personalizadas). ............................................ 147 
Figura 4.13: Desenho da peça para o exemplo 1. ....................................................................... 149 
Figura 4.14: Desenho da peça para o exemplo 2. ....................................................................... 151 
Figura 5.1: Colossus Mk2 sendo operado. .................................................................................. 154 
Figura 5.2: John T. Parsons (*1913 – † 2007) idealizador do controle numérico. (11) ................ 155 
Figura 5.3: Primeira máquina NC com os gabinetes dos controladores numéricos. .................. 156 
Figura 5.4: Exemplos de fita perfurada utilizada para armazenar informações dos programas. 157 
Figura 5.5: Unidade Aritmética Whirlwind, á esquerda sala de controle, á direita alguns dos 
gabinetes. (10) ..........................................................................................................................................157 
Figura 5.6: Cinzeiro sendo usinado na primeira fresadora NC com a linguagem APT II á esquerda 
e pronto á direita. (14) ............................................................................................................................. 158 
Figura 5.7: Dr. Patrick J. Hanratty “O pai do CADD/CAM”. (19) .................................................. 158 
Figura 5.8: Dr. Ivan E. Sutherland está na área de operação do computador TX-2 (10) (17). .... 159 
Figura 5.9: Pierre Étienne Bezier (*1910 - †1999). ...................................................................... 160 
Figura 5.10: Primeiro microprocessador disponível comercialmente. (24) (25) ........................ 160 
Figura 5.11: Quantidade de transistores de cada processador Intel® ao longo do tempo. (Fora de 
escala). ...................................................................................................................................................... 161 
 
10 
 
A peça usinada em uma máquina ferramenta, certamente foi concebida, sintetizada, e 
detalhada durante as fases de um projeto qualquer e neste processo de desenvolvimento de projeto, o 
detalhamento pode compreender o desenho com definições de medidas, tolerâncias, materiais, e até os 
processos de fabricação pelos quais a peça deve passar antes estar pronta para utilização. 
As características geométricas da peça a ser usinada determinam os processos e operações de 
usinagem necessárias para a sua conclusão, bem como, o percurso da ferramenta. O tipo de material da 
peça e as ferramentas de usinagem determinam os parâmetros de usinagem tais como, velocidade de 
corte, rotação, avanço e profundidade a serem utilizadas para sua fabricação. 
O processo de desenvolvimento de componentes mecânicos tem obtido, com grande 
frequência, o auxílio de equipamentos eletrônicos de controle, computadorizados ou não, desde a 
segunda metade do século XX, seja na concepção inicial do componente idealizado na fase de projeto, 
passando pela fase de detalhamento com os desenhos de fabricação até a execução do componente. 
Na fase de fabricação dos componentes, os computadores têm contribuído de maneira 
significativa para que se alcance o alto nível de qualidade desejado através de softwares de CAM. 
Como os softwares de CAM, se produzem programas com uma série de instruções que devem 
ser interpretadas pelo sistema de controle numérico e traduzidas em movimentos da ferramenta e 
comportamento funcional da máquina. 
Neste contexto são importantes o desenho e suas especificações, bem como, as melhores 
condições de usinagem para sejam obtidas as peças, conforme definidos em projeto. Então o programa 
escrito para o sistema de controle numérico da máquina deve contemplar muitas destas informações. 
O Controle Numérico, NC acrônimo inglês de Numerical Control, pode ser definido como a 
operação de máquinas ferramentas por meio de instruções codificadas especificamente para o sistema 
de controle da máquina (1). 
A diferença fundamental entre NC e CNC, Controle Numérico Computadorizado é que, o 
primeiro não permite alteração em um programa diretamente na máquina pelo operador, mas o CNC 
permite este tipo de alteração. 
A linguagem de programação de um sistema de controle determina as regras com as quais se 
deverão criar os programas de CNC e as bases da linguagem de programação usada atualmente, nos 
sistemas de controle CNC são normalizadas. (1) 
Os programas de CAM podem simplesmente permitir a escrita e simulação do programa NC ou 
nas versões mais recentes permitir que o usuário especifique os parâmetros de usinagem, as 
ferramentas a serem utilizadas, as operações a serem executadas, simular a fabricação em 3D e 
especificar a máquina a ser usada e o próprio software pode produzir o programa NC especificamente 
para aquela máquina. 
As máquinas CNC mais recentes permitem que o programa a ser utilizado seja criado e simulado 
na própria máquina, embora esta não seja a melhor estratégia de utilização da máquina, pois 
eventualmente, implicaria na parada da máquina para produção do programa. 
Programação manual 
O programa NC de peças de pouca complexidade pode ser realizado diretamente na máquina ou 
em qualquer computador, facilmente e a baixo custo. Também permite total liberdade ao programador 
no desenvolvimento, embora exija que o programador compreenda totalmente o sistema de controle e 
os detalhes da estrutura dos programas. 
Os programas feitos manualmente geralmente são mais curtos e simples que àqueles 
elaborados por softwares de CAM, pois o programador utiliza muito dos ciclos fixos disponíveis no 
sistema de controle do comando numérico. 
11 
Entretanto, existem desvantagens na programação manual, entre elas, a maior possibilidade de 
erros, a necessidade de realizar cálculos manuais e o consumo de tempo na execução, verificação e 
correção do programa NC. 
Programação com software de CAM 
A utilização de softwares de CAM permite maior rapidez e exatidão nos programas NC 
executados, isto é uma grande vantagem principalmente na execução de peças complexas. Os softwares 
de CAM podem serem instalados em computadores de uso geral. Estes computadores também podem 
ter um gerenciamento do estoque de ferramentas, banco de dados de programas NC das peças, 
informações de melhores parâmetros para cada material, acesso ao banco de dados dos desenhos de 
CADD, e informações das características das máquinas NC, estas informações são uteis para garantia de 
qualidade dos programas elaborados. 
A grande maioria dos softwares de CAM reconhece os arquivos de desenho produzidos 
atualmente pelos softwares de CADD ou aceitam os arquivos de transferência DXF (Drawing Exchange 
Files), IGES (Initial Graphics Exchange Specification files) ou STEP (Standard for the Exchange of Product 
model data) produzidos especialmente para esta finalidade. E com os arquivos DXF, IGES, STEP ou nativo 
do software de desenho no CAM pode-se elaborar os programas NC. 
A evolução dos softwares de CAM com o passar dos anos trouxe muitos recursos que permitem 
resolver casos complexos que seriam impossíveis realizar manualmente, mas certamente, a 
programação manual não irá desaparecer, pois, as características deste processo favorecem sua 
existência. 
Nos softwares mais recentes de CAM a interface gráfica é intuitiva, sendo possível também com 
estes softwares: 
 Visualizar a matéria prima 
 Definir meios de fixação da peça 
 Configurar as ferramentas a serem utilizadas e os melhores parâmetros de usinagem 
 Verificar se no trajeto da ferramenta haverá colisão com a peça 
 Verificar se com a utilização das ferramentas selecionadas restará algum material a 
remover da peça ao final do programa 
 Visualizar rapidamente a simulação da usinagem permitindo que o programador teste 
várias estratégias e escolha a melhor para cada peça. 
 Prever com grande exatidão o tempo de usinagem 
 Visualizar a peça pronta 
Vantagens qualitativas de programas CAM 
 Melhoria na qualidade dos programas NC 
 Maior satisfação dos operadores das máquinas 
 Mais previsibilidade no tempo de execução na execução 
 Ganhos na competição mundial com redução de custos 
 Redução no tempo do ciclo projeto e manufatura 
 Maior garantia de desempenho do produto 
 Melhor confiabilidade e utilização de recursos de capital 
 Redução de estoque de peças 
SISTEMA DE CONTROLE 
Atualmente as máquinas CNC possuem controladores que, por serem computadorizados, 
permitem não só ler e executar os programas, mas também escrever ou editar estes programas. Alguns 
12 
destes controladores permitem também realizar a simulação através do acesso ao sistema de controle 
com as teclas, botões e tela de exibição. Vide figura a seguir. 
 
Figura 1.1: Painéis de controle e operaçãoFanuc de torno e centro de usinagem. 
Além do painel de controle, as máquinas CNC são dotadas de painéis de operação para intervir 
diretamente no processo e na operação manual da máquina para sua preparação, permitindo definir o 
zero peça, executar correções ou troca das ferramentas, etc. Vide figura anterior. 
O acesso aos programas através do painel do sistema de controle viabiliza a seleção destes 
programas na memória do CNC, bem como, sua edição, escrita e outras configurações da máquina, 
essenciais para a sua operação. Vide figura a seguir o painel de controle de um torno CNC GE Fanuc 
Série 16-M. 
 
Figura 1.2: Painel de controle de um torno CNC com controle GE Fanuc Série 16-M. (1) 
TELA DE EXIBIÇÃO 
TECLA DE 
AJUDA 
TECLA DE REINÍCIO 
TECLADO DE 
ENDEREÇAMENTO 
TECLADO 
DE 
NUMÉRICO 
TECLAS DE EDIÇÃO 
BOTÕES LIGA / DESLIGA 
MENU DE 
INSTRUÇÕES 
TECLAS 
DE 
ATALHO 
MENU DE 
OPERAÇÃO 
TECLA 
SHIFT 
TECLAS DE PAGINAÇÃO 
TECLAS DE SELEÇÃO 
TECLAS DE CURSORES 
TECLA DE FIM DE BLOCO 
TECLA CANCELAMENTO 
TECLA DE ENTRADA 
13 
Sistemas de transmissão de dados 
Antigamente a transmissão de dados era feita através de cartões ou fitas perfuradas que 
continham o programa de controle numérico, depois passaram a ser utilizadas as fitas magnéticas e 
mais tarde os disquetes, também magnéticos. 
Atualmente podem-se utilizar vários meios de registro e transmissão de informações dos 
programas para máquinas, que em sua maioria são CNC. Entre estes meios tem-se: as memórias sólidas 
(pendrives) via USB, cartões de memória (micro discos) SD, bluetooth e conexões por rede ethernet, 
intranet e até internet. Vide figura a seguir. 
 
 
 Figura 1.3: Fluxo convencional de informação entre CADD/CAM/CNC via ethernet. 
A escolha mais adequada, do tipo de transmissão de dados depende das características da 
própria máquina, da quantidade de máquinas existentes e também da distância entre o computador em 
que se produzem os programas e a máquina NC. 
Segundo Tavares (2012), a transmissão serial via cabo RS 232 é segura apenas através de cabos 
de até 6 metros e assim como a conexão USB e o cartão de memória (SD) são ineficientes se o fluxo de 
informações é alto. 
O sistema de conexão bluetooth que se faz sem fios, não dispensa um computador para 
alimentar as máquinas com o programa e está limitado a distâncias de até 100 metros (2). Se não 
houver barreira física ou interferências na sua frequência de atuação. 
Provavelmente o meio mais frequentemente utilizado para transmissão é o DNC. 
Existem duas configurações do sistema DNC, a saber: 
 Direct numerical control (DNC) – em português, Controle Numérico Direto - Controle de 
múltiplas máquinas ferramentas por apenas um computador através de conexão direta e em 
tempo real. 
– Tecnologia dos anos 1960 
– Dois sentidos de comunicação 
 Distributed numerical control (DNC) – em português, Controle Numérico Distribuído - Rede que 
consiste de um computador central conectado a várias unidades de controle de máquinas, que 
são obrigatoriamente CNC. 
Integração 
convencional entre 
CADD/CAM/CNC 
Sistema CADD 
Sistema CAM 
Máquina ferramenta CNC 
14 
– Tecnologia atual 
– Dois sentidos de comunicação 
 
Figura 1.4: Configuração Direct Numerical Control. (3) 
Na configuração (Direct Numerical Control) a conexão era feita com o leitor de fita perfurada e 
em tempo real, de um computador central aos leitores de fita (BTR) da MCU (Machine Control Unit) das 
máquinas NC. 
A seguir duas possíveis configurações Distributed numerical control (DNC), Nos sistemas NC 
distribuídos, programas inteiros são transferidos para cada MCU, que é CNC ao invés de NC 
convencional. 
 
 
Figura 1.5: Configuração Switching network (Rede de comutação) DNC. (3) 
 
Figura 1.6: Configuração Local area network (LAN) (Rede de comunicação local) DNC. (3) 
Os sistemas DNC Distribuídos necessitam que cada máquina tenha um terminal que estará 
conectado ao computador do setor de programação, isto permite utilizar programas NC sempre 
15 
atualizados, pois o computador envia o programa armazenado no banco de dados do servidor 
diretamente à memória do controlador de cada uma das máquinas e está livre dos problemas citados 
anteriormente. 
O sistema DNC não está totalmente livre de eventuais problemas, pois eventualmente a 
quantidade de máquinas pode ser excessiva para arquitetura de rede utilizada, e se a rede for utilizada 
para outras necessidades da empresa, também pode ocorrer demora de entrega dos dados à máquina. 
Pós-processamento 
Para que a máquina NC consiga entender as informações que o software CAM produz, usam-se 
softwares denominados pós-processadores, que realizam a tradução para o controlador de uma 
máquina específica. Os formatos dos arquivos CAM padronizados pela ISO (internacional) ou 
padronizados conforme a ANSI ou EIA dos Estados Unidos são diferentes dos formatos aceitos pelas 
máquinas NC. 
Os softwares de CAM produzem arquivos denominados CLData e o pós processador traduz as 
informações nele contida utilizando os recursos disponíveis no controlador, resumindo a movimentação 
da ferramenta pela utilização de instruções especiais e reduzindo o número de blocos de programa 
necessários. Muitos pós-processadores podem também, analisar o arquivo CLData e indicar eventuais 
problemas, validar ou corrigir o programa NC. 
De certa forma os padrões ISO, ANSI e EIA têm muito em comum entre si quanto ás instruções 
principais, mas os fabricantes de controladores numéricos sempre criam novos recursos que 
aperfeiçoam a usinagem, facilitam a programação ou contribuem de alguma maneira para qualidade ou 
redução dos tempos envolvidos. Desta forma, os softwares de CAM ficam desatualizados e passam a 
necessitar de um pós-processador para aproveitar os novos recursos do controlador. 
CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS DAS MÁQUINAS CNC. 
As máquinas ferramentas CNC sejam tornos ou centros de usinagem necessitam ter 
características construtivas relativamente diferentes das máquinas convencionais, pois, o seu 
funcionamento, a qualidade daquilo que nelas é fabricado, a produtividade e outras dependem 
diretamente destas características. 
As características mais comuns às máquinas ferramentas CNC são: 
 Barramento ou estrutura base rígida; 
 Carros ou mesa rígida e estável quanto a altas cargas e vibrações; 
 Motores elétricos com elevada potência e capacidade de torque; 
 Eixos árvores com capacidade de altas rotações e variação contínua; 
 Dispositivo trocador de ferramentas automático; 
 Fusos de esferas recirculantes para movimentação dos carros ou mesas; 
 Servomotores para acionamento dos fusos; 
 Guias lineares com patins sob as mesas de fresadoras e centros de usinagem; 
 Sistema de refrigeração; 
 Sensor de posição dos carros ou mesas (encoders ou réguas óticas); 
 Sensor de desgaste de ferramentas (Tool eye). 
16 
Acionamento da máquina 
As transmissões de rotação para a peça nos tornos são realizadas pelo eixo-árvore. O 
acionamento da árvore é realizado através de um motor de corrente alternada ou de corrente contínua. 
Para a grande maioria dos tornos o motor transmite a rotação ao eixo árvore através de polias e 
correias enquanto que fresadoras e centros de usinagem podem muitas vezes ter os motores acoplados 
diretamente no eixo árvore. 
Alguns modelos de tornos possuem caixas de mudanças de rotação exclusivamente manuais ou 
com faixas selecionáveis de rotação, por exemplo, baixa e alta ou ainda baixa, média e alta nestes casos 
o operador é requisitado a alterar manualmente a rotação. Nos tornos mais recentes as rotações são 
alteradas automaticamente. 
A medição da rotação é feita através de tacômetros ou discos de encoder. 
Os motores elétricosde alta potência e torque, conjugados com os eixos árvores apoiados em 
mancais de ótima qualidade, possibilitam grande remoção de cavacos e variações contínuas de 
rotações. 
a) b) 
 
Figura 1.7: a) Placa hidráulica e torre porta ferramentas, b) Cabeçote e barramento. (4) 
 
 
Figura 1.8: Mesas de centro de usinagem. (4) 
As máquinas CNC necessitam de barramento ou base, mesas ou carros rígidos para suportar as 
altas cargas e vibrações do processo de usinagem e assim, manter sua estabilidade geométrica para 
FUSO DE ESFERAS 
MESA DE TRABALHO 
17 
garantir boa qualidade de acabamento superficial, dimensional e geométrica das peças a produzir, 
maior durabilidade da máquina e das ferramentas de corte. 
Acionamento dos fusos 
Os movimentos de avanço devem ser realizados de forma a gerar a geometria desejada da peça 
atendendo exigências de uniformidade de movimentos e de rapidez de reação na alteração de 
velocidades. A interferência de forças externas, como a força de avanço e de atrito, provoca erros nos 
movimentos dos carros. Isso aumenta a dificuldade do controle dos movimentos pelo CN e de 
acionamento dos motores. 
Para controlar adequadamente os movimentos são usados motores elétricos denominados 
servomotores para o acionamento dos fusos, regulados por um circuito de potência e podem acionar ou 
frear em ambas as direções de movimento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.9: Servomotores de acionamento dos fusos. 
Fusos de esferas recirculantes 
O sistema de transmissão de movimento para os carros porta-ferramentas é o sistema de fuso e 
porca, que permite converter a rotação de um motor em um movimento linear. No caso das maquinas 
CNC, faz-se o uso dos sistemas parafuso/porca com esferas, chamados de fusos de esferas recirculantes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.10: Tipos de fusos de esferas recirculantes. 
Nos tornos convencionais a transmissão de movimento é realizada por fusos trapezoidais que 
necessitam de lubrificação e manutenção constante e possuem baixo rendimento devido ao atrito entre 
as partes fuso e porca, isto restringe sua utilização para aplicações de baixa rotação. 
18 
Nos fusos de esferas recirculantes ocorre a rolagem das esferas nos canais da rosca, 
proporcionando baixo atrito e alto rendimento, consequentemente é possível utilizar altas rotações com 
pouco desgaste das partes, reduzindo a necessidade de manutenção frequente. 
Vantagens da utilização de fusos de esferas: 
1. Alto Rendimento: A redução de atrito possibilita um rendimento mecânico em torno de 
90%; 
2. Movimento Regular: Os fusos de esferas possuem movimento regular também a 
rotações muito baixas, eliminando possíveis trepidações (efeito “stick-slip”) 
características dos fusos de rosca trapezoidal; 
3. Folga Axial Zero: A alta eficiência do contato por esferas permite pré-carga reduzindo 
bastante a folga axial; 
4. Maior velocidade permitida: Os fusos de esferas permitem maior velocidade de rotação 
e possuem ponto de velocidade crítica muito superior aos fusos trapezoidais. 
5. Maior vida útil: Os sistemas com fusos trapezoidais necessitam de mais intervenções de 
manutenção devido ao aparecimento de folga devido ao desgaste; 
6. Repetitividade de posição: A redução de desgaste por atrito e as folgas muito pequenas 
permite a repetitividade de posicionamentos requeridos em certas máquinas de alta 
precisão; 
7. Mínima Lubrificação: Os fusos de esferas eliminam a necessidade constante de 
lubrificação, característica dos fusos de rosca comum (trapezoidal). A lubrificação é feita 
somente na montagem da máquina conforme instrução dos fabricantes. 
Indicadores de posição (encoders) 
Os encoders são transdutores de movimento capazes de converter movimentos lineares ou 
angulares em informações elétricas que podem ser transformadas em informações binárias e 
trabalhadas por um programa que converta as informações passadas em algo que possa ser entendido 
como distância, velocidade, rotação, etc. 
Os servomotores geralmente são dotados de discos de encoders e em algumas máquinas são 
utilizadas réguas óticas fixadas próximas ao barramento para a mesma função. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.11: Posicionamento dos encoders, régua ótica e encoder. 
19 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.12: Esquemas de componentes dos encoders e réguas óticas. 
Dispositivos para troca de ferramentas 
As torres ou trocadores de ferramentas permitem que todo o processo de usinagem seja 
automatizado com exatidão de posicionamento das ferramentas e também um tempo consistente de 
produção. 
Os dispositivos mais comuns para troca de ferramenta em tornos são: 
 De troca rápida 
 Torre elétrica 
 Revolver 
 Gang tools 
Os dispositivos de troca rápida permitem a troca manual de ferramentas em até quatro posições 
distintas em guias especiais. 
As torres elétricas permitem a colocação de seis a oito ferramentas simultaneamente para 
serem utilizadas conforme requisição da programação. Neste sistema a troca automática é realizada 
através do giro da torre que é comandado pelo programa CNC, deixando a ferramenta necessária na 
posição de trabalho. 
 
Figura 1.13: Trocador de ferramentas automático, tipo torre elétrica. 
20 
No sistema de revólver a troca é realizada com o giro do dispositivo, que também é comandado 
pelo programa CNC, até que a ferramenta desejada fique na posição de trabalho. Geralmente 
posicionado a frente da peça ou em barramento inclinado atrás da peça. Eventualmente o torno pode 
ter neste sistema ferramentas rotativas na direção do eixo Z ou X. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.14: Trocador de ferramentas automático tipo revolver. 
O sistema Gang Tools permite posicionamento dos suportes de ferramentas em linha, 
oferecendo flexibilidade de montagem de ferramentas para múltiplas aplicações. Alguns tipos também 
permitem utilização de ferramentas rotativas, tais como brocas, fresas e machos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.15: Sistema Gang Tools. (4) 
Os dispositivos mais comuns para troca de ferramenta em centros de usinagem são: 
 
 De troca manual 
 Carrossel 
 Magazine 
 
Os dispositivos de troca manual são comuns as fresadoras CNC, mas quase todos os centros de 
usinagem possuem sistemas de troca automática de ferramentas do tipo magazine ou carrossel. No 
sistema magazine ou no carrossel as ferramentas são armazenadas em locais numerados. Cada máquina 
é dotada de um sistema de troca que pode ser; direta ou com um braço. Na troca o braço duas garras 
em forma de ganchos tira: de um lado a nova ferramenta do magazine ou carrossel e do outro lado a 
ferramenta que estava operando na árvore da máquina e gira em seu próprio eixo invertendo a posição. 
 
 
 
 
 
21 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a) b) 
 
Figura 1.16: Trocadores de ferramentas automáticos tipos: a) magazine b) carrossel. 
 Nos centros de usinagem, principalmente, são comuns as guias lineares e patins, pois permitem 
deslocamentos rápidos e exatos mesmo em grandes velocidades e acelerações devido ao baixo 
coeficiente de atrito entre os trilhos. 
O sistema de refrigeração garante a manutenção de níveis baixos de temperatura na usinagem e 
assim, mantém à estabilidade geométrica e dimensional da peça, aumenta a vida útil da ferramenta, 
pois, retira os cavacos das proximidades, lubrifica a região para o corte e reduz o seu desgaste, além de 
preservar a máquina de distorções de alinhamento e aumentar sua vida útil. 
 a) b) 
 
Figura 1.17: a) Fluído conduzido pelo interior da torre; b) Fluído conduzido pelo interior da ferramenta. 
Outros equipamentosopcionais podem ser utilizados na máquina para melhoria de seu 
desempenho, auxílio na preparação ou limpeza, etc. 
Entre os principais equipamentos opcionais utilizados estão os sensores de desgaste e quebra de 
ferramentas. Estes sensores detectam diferenças na aresta cortante permitindo que a posição da 
ferramenta seja corrigida ou trocada. Os sensores comuns são aqueles de contato e laser. 
 
 
 
 
 
 
 
a) b) 
 
Figura 1.18: Sensores de desgaste de ferramentas tipos: a) contato b) laser. 
22 
 A utilização de máquinas CNC permite ao usuário obter várias vantagens se 
comparadas a máquinas convencionais, entre elas; 
 Redução no tempo de preparação da máquina; 
 Redução do tempo não produtivo; 
 Redução no tempo de usinagem; 
 Redução de não conformidades e sucateamentos; 
 Redução da necessidade de estocagem de peças (menos espaço ocupado); 
 Maior conjunção de exatidão e repetitividade; 
 Possibilita a usinagem de formas complexas, mais facilmente; 
 Reduz a necessidade de inspeções dimensionais; 
 Assegura simplificação do ferramental e trabalho; 
 Tempo de corte consistente (mais homogêneo); 
 Reduz a necessidade de habilidade manual do operador; 
 As mudanças de engenharia são mais fáceis de fazer; 
 Aumento geral da produtividade. 
 
Algumas desvantagens de máquinas CNC se comparadas a máquinas convencionais, 
entre elas; 
 Custo mais elevado da máquina; 
 Alto custo de manutenção preventiva e corretiva; 
 Manutenção capacitada em eletromecânica (mão de obra e equipamentos); 
 Necessita de fundações especiais; 
 Necessita de instalações especiais com alimentação elétrica isenta de ruídos, 
alimentação pneumática, etc.; 
 Preferivelmente devem-se utilizar ferramentas intercambiáveis; 
 Necessita de programadores qualificados; 
 Necessita investir tempo em novas peças (A repetição de ordens de serviço é mais fácil, 
pois o programa da peça já está pronto); 
 Requer utilização frequente. 
 
Tipos de máquinas ferramentas CNC mais comuns: 
 Fresadoras e Centros de usinagens 
 Tornos e Centros de torneamento 
 Furadeiras 
 Mandrilhadoras e Perfiladoras 
 Máquinas de eletro-erosão 
 Puncionadoras e Guilhotinas 
 Máquinas de corte por chama 
 Roteadores 
 Máquinas de corte à laser e água 
 Retificadoras cilíndricas 
 Máquinas de soldagem 
 Dobradeiras, enroladeiras, etc. 
 
23 
Planejamento da programação 
O desenvolvimento de qualquer programa de CNC se inicia com um cuidadoso planejamento do 
processo. A seguir têm-se os procedimentos a serem executados na forma mais comum e numa 
sequência lógica de tarefas para a programação CNC (1). 
1. Estudar das informações iniciais (desenhos e métodos); 
2. Avaliar o material a ser utilizado (fundido, forjado, laminado, etc.); 
3. Conhecer as especificações da máquina ferramenta (capacidades e demais características); 
4. Conhecer as características do sistema de controle (instruções especiais, limitações, etc.); 
5. Estabelecer a sequência das operações de usinagem; 
6. Realizar a seleção das ferramentas de corte e estabelecer seu arranjo na máquina; 
7. Realizar a preparação da peça (corte, fixação, etc.); 
8. Estabelecer os melhores parâmetros de usinagem (velocidades, avanços, etc.); 
9. Realizar os cálculos matemáticos e rascunhos de trabalho (para as roscas, cones, concordâncias, 
etc.); 
10. Determinar o percurso das ferramentas (coordenadas de contorno e aproximação); 
11. Escrever o programa; 
12. Testar o programa no simulador e realizar as correções necessárias; 
13. Preparar a transferência de dados; 
14. Testar o programa na máquina, e realizar os ajustes necessários; 
15. Documentar o programa NC (identificar o programa associando-o com a peça). 
A única meta no planejamento da programação é obter um programa que resulte na execução de 
uma usinagem eficiente, sem erros e modo seguro. 
Eventualmente, podem ser adotadas algumas alterações na sequência dos procedimentos 
apresentados. 
Formato da notação de programação CNC 
Na tabela a seguir encontram-se cada uma das letras de endereço com suas descrições e 
formatação, geralmente aceita pelos controladores, na figura a seguir tem-se um exemplo de 
formatação com a indicação do significado de cada caractere. 
 
Figura 1.19: Formato da notação para programação CNC. (1) 
De acordo com a norma DIN 66025 (equivalente à ISO/DIS 6983 e à ISO/DP 6983), 
complementados com instruções de comando FANUC, as letras de A á Z têm o seguinte significado no 
torneamento e fresadora ou centros de usinagem na tabela que se segue. 
24 
Os números junto às letras na notação correspondem a quantidade máxima de algarismos antes 
e após o ponto separador de decimais, conforme mostrado figura anterior. Quando houver duplicidade 
na notação, está formatado para unidade inglesa e em unidade métrica entre parênteses. 
TABELA 1.1 - LETRAS DE ENDEREÇAMENTO, NOTAÇÃO E DESCRIÇÃO (1). 
ENDEREÇO NOTAÇÃO DESCRIÇÃO PARA TORNOS DESCRIÇÃO PARA FRESADORAS 
A A±5.3 Movimento de Rotação (unidade 
graus) ou movimento sobre um 
eixo paralelo a X. 
A3 Ângulo do filete de roscas para 
G76. 
 
B B±5.3 Movimento de Rotação (unidade 
graus) ou movimento sobre um 
eixo paralelo a Y. 
C C±4.4 
(C±5.3) 
Chanfro. 
 
 
D D2 Raio de corte 
D4 Número de divisões em G73. 
D±4.4 
(D±5.3) 
Profundidade de corte em G71 e 
G72. 
Folga em G74 e G75. 
Profundidade do primeiro filete em 
G76. 
 
E E2.6 Exatidão do avanço no 
roscamento. 
 
F F2.6 Velocidade de avanço da 
ferramenta. 
 
F5.3 Velocidade de avanço da 
ferramenta. 
G G2 Instrução Geral ou Preparatória 
(movimento, unidades, etc.). 
Instrução Geral ou Preparatória 
(movimento, unidades, etc.). 
H H3 Memória do offset da correção 
automática do comprimento ou 
posição da ferramenta 
I I±4.4 
(I±5.3) 
Parâmetro da interpolação circular 
(arco vetor), paralelo ao eixo X. 
Altura da conicidade em X para 
ciclos. 
Folga na direção do eixo X em 
G73. 
Direção de chanframento. 
Quantidade de movimento no eixo 
X em G74. 
Parâmetro da interpolação circular 
(arco vetor), paralelo ao eixo X. 
Altura da conicidade em X para 
ciclos. 
 
J J±4.4 
(J±5.3) 
 Parâmetro da interpolação circular 
(arco vetor), paralelo ao eixo Y. 
Altura da conicidade em Y para 
ciclos. 
K K±4.4 
(K±5.3) 
Parâmetro da interpolação circular 
(arco vetor), paralelo ao eixo Z. 
Altura da conicidade em Z para 
ciclos. 
Folga na direção do eixo Z em 
G73. 
Parâmetro da interpolação circular 
(arco vetor), paralelo ao eixo Z. 
 
25 
Direção de chanframento. 
Quantidade de movimento no eixo 
Z em G75. 
Profundidade da rosca em G76. 
L L4 Contador de repetição de 
subprogramas. 
Contador de ciclos de repetição. 
Contador de repetição de 
subprogramas. 
M M2 Instruções Auxiliares Instruções Auxiliares 
N N4 Número de bloco ou número de 
sequência 
Número de bloco ou número de 
sequência. 
O 04 Número do programa. Número do programa. 
P P4 Chamada de subprograma 
Chamada de macro 
Bloco inicial de contorno com 
G70, G71, G72 e G73. 
Chamada de subprograma 
Chamada de macro 
 
P5.3 Temporizador em milissegundos Temporizador em milissegundos 
P5 Número do bloco no programa 
principal quando usado com M99. 
Número do bloco no programa 
principal quando usado com M99. 
Q Q±4.4 
(Q±5.3) 
 Profundidade de penetração em 
ciclos fixos G73 e G83 
Q±4.4 
(Q±5.3) 
 Valor de deslocamento em ciclo 
fixo G76 e G87 
Q5 Número do bloco final em G70, 
G71, G72 e G73. 
 
R R±4.4 
(R±5.3) 
Raio de arco Ponto de retração em ciclo fixo, 
ou designação do raio de arco. 
S S5 Velocidade de corte (m/min) ou 
rotação por minuto (rpm) 
Rotação por minuto (rpm) 
T T4 Ferramenta (número) Ferramenta (número)U U±4.4 
(U±5.3) 
Movimento incremental paralelo 
ao eixo X. 
 
(U5.3) Temporizador com G04. 
V V±4.4 
(V±5.3) 
 Movimento paralelo ao eixo Y. 
W W±4.4 
(W±5.3) 
Movimento incremental paralelo 
ao eixo Z. 
 
X X±4.4 
(X±5.3) 
Movimento absoluto no eixo X. Movimento paralelo ao eixo X 
X±5.3 Temporizador quando usado com 
G04 
Temporizador quando usado com 
G04 
Y Y±4.4 
(Y±5.3) 
 Movimento paralelo ao eixo Y 
Z Z±4.4 
(Z±5.3) 
Movimento absoluto no eixo Z Movimento paralelo ao eixo Z 
 
 
 
 
26 
TABELA 1.2 – SÍMBOLOS NA PROGRAMAÇÃO DE COMANDOS FANUC (1), (5) e (6) 
DIRETIVA DESCRIÇÃO UTILIZAÇÃO 
. Ponto decimal. Separador de decimais 
+ Sinal de soma. Valor positivo ou sinal de adição em macros Fanuc. 
- Sinal de menos. Valor negativo ou sinal de subtração em macros Fanuc. 
* Asterisco. Sinal de multiplicação em macros Fanuc. 
/ Barra inclinada. Símbolo para omitir bloco ou sinal de divisão em macros Fanuc. 
( ) Parênteses Comentários e mensagens no programa. 
% Porcentagem Sinal de final do arquivo de programa. 
: Dois pontos. Designação de número do programa. 
, Vírgula Usado apenas em comentários. 
; Ponto e vírgula. Símbolo de final de bloco EOB (End-Of-Block) 
# Número Definição de variável ou chamada em macros Fanuc. 
= Igual Igualdade em macro Fanuc. 
[ Colchete Utilizado antes de diretivas do simulador Fanuc. 
! Exclamação Mostra a mensagem na janela tutorial sem a parada do programa NC 
do simulador Fanuc. - !INÍCIO DA USINAGEM! 
? Interrogação Mostra a mensagem na janela tutorial com a pausa do programa NC e 
aguarda que o operador pressione uma tecla para continuar. 
(simulador Fanuc)?DESEJA INICIAR A TORNEAMENTO? 
Coordenadas cartesianas 
Os planos cartesianos XY, YZ e XZ se definem por retas orientadas que se denominam eixos 
principais X, Y e Z, o ponto comum destes eixos se denomina origem. Sendo eixos orientados, as setas 
dos eixos indicam o sentido positivo crescente de coordenadas a partir da origem e decrescente 
negativo após a origem. 
 
Figura 1.20: Planos cartesianos definidos pelos eixos principais X, Y e Z. 
27 
Cada um dos planos desta forma terá quatro quadrantes numerados de I a IV nos quais os pontos de 
contorno da peça e posição da ferramenta de usinagem estarão localizados. 
Na figura a seguir são mostrados os quadrantes do plano cartesiano X, Y com pontos dispersos sobre 
estes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.21: Pontos nos quadrantes do plano X e Y. 
As máquinas ferramentas CNC possuem orientação de coordenadas cartesianas preestabelecidas 
por norma técnica e com designação conforme mostradas na figura a seguir, conhecida como regra da 
mão direita. Esta orientação estabelece valores positivos crescentes conforme direção e sentido dos 
eixos X, Y e Z, bem como, rotação A, B e C, horária ou anti-horária, em torno de cada um dos eixos 
respectivamente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.22: Orientação dos eixos do sistema de coordenadas cartesianas. 
Coordenadas dos pontos 
Origem = X0 Y0 P3 = X-4 Y2 
P1 = X2 Y3 P4 = X-5 Y-4 
P2 = X6 Y5 P5 = X3 Y-7 
1 2 3 4 5 6 7 8 -1 -
2 
-3 -4 -5 -6 -7 -8 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
-7 
-6 
-5 
-4 
-3 
-2 
-1 
-8 
P2 
0 
P1 
P3 
P4 
P5 
Quadrante I 
X+ Y+ 
Quadrante II 
X- Y+ 
 
Quadrante IV 
X+ Y- 
 
Quadrante III 
X- Y- 
28 
Nas máquinas ferramentas CNC existem três posições de zero, a saber, zero da máquina, de 
trabalho e das peças. Na Figura a seguir são mostradas eventuais posições dos zeros em um torno. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.23: Posições de zeros em tornos CNC. 
Em tornos horizontais CNC é normatizada a posição de dois eixos principais X e Z, conforme 
mostrado na figura a seguir, e se tem dois campos possíveis de trabalho á frente e atrás e a orientação 
positiva do eixo X será o quadrante em que se encontra a ferramenta principal da máquina, conforme 
mostrado na figura a seguir. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.24: Posição dos campos em tornos CNC. 
 
TERMOS BÁSICOS DE PROGRAMAÇÃO CNC 
Na programação CNC cada programa é subdividido em blocos, estes em palavras e estas em 
caracteres. 
Caractere → Palavra → Bloco → Programa CNC 
Caractere 
O caractere é a menor parte de um programa CNC e pode estar em três formas: algarismo, letra ou 
símbolo. 
Os algarismos são dez, de 0 até 9, permitindo-se criar números usados nos programas. Os 
algarismos podem ser usados de dois modos: como valores inteiros (sem ponto decimal) ou como 
números reais (com o ponto decimal), note que sempre será necessário usar o ponto como separador 
de decimais e não a vírgula como é comum no Brasil. Os números obtidos podem ser positivos ou 
negativos, neste caso é necessária a utilização do sinal de menos (-). 
Podem ser usadas 26 letras que fazem parte do alfabeto (obs. não é permitida a utilização da 
cedilha “ç” ou acentuação). Nem todos os controladores aceitam letras minúsculas, portanto, na dúvida 
use letras maiúsculas. 
-X 
+X
+Z 
-Z 
 
 
 
29 
Muitos símbolos são usados para a programação junto aos caracteres e letras, os mais comuns são o 
ponto decimal, o sinal de menos, o sinal de porcentagem, o parêntesis e outros, dependendo do 
controlador. 
Palavra 
Uma palavra no programa é uma combinação alfanumérica de caracteres, criando instruções para o 
sistema de controle. Normalmente cada palavra inicia com uma letra seguida por um número que 
representa um código ou valor. O número que segue a letra da palavra pode ser exclusivamente inteiro 
ou aceitar ponto decimal, bem como, pode não aceitar valor negativo ou aceitar, como ocorre em 
muitos casos. Geralmente as palavras indicam os eixos de posição, avanço, velocidade, comandos 
preparatórios, instruções miscelâneas e outras definições. 
Bloco 
O bloco é usado para múltiplas instruções. Um programa inteiro consiste de linhas individuais de 
instruções em ordem de sequência lógica, cada linha é denominada bloco e pode ser composta por uma 
ou mais palavras. Inicia-se com a letra “N”, seguida por um número inteiro. 
Programa 
A estrutura de programação de uma peça varia de um controlador para outro, mas a lógica 
necessária não muda. Um programa de CNC geralmente inicia com um número de programa ou uma 
identificação similar, seguida por instruções em uma ordem lógica. O programa termina com um código 
de parada ou um símbolo de terminação do programa, como o símbolo de porcentagem “%”. 
A identificação de um programa se faz com a letra “O” seguida de um número com até quatro 
algarismos inteiros positivos. 
Os blocos de programa consistem num conjunto de palavras de programa que, por sua vez, são 
compostas por uma letra de endereço seguida de uma sequência de algarismos. 
Exemplos: N25, G01, F150, S1400. 
As palavras de programa empregam-se como instruções ou como condições suplementares, 
dependendo da letra de endereço com que a palavra começa. 
IDENTIFICAÇÃO DO PROGRAMA 
A identificação do arquivo do programa se faz com um número precedido da letra “O” e em 
alguns controladores por um nome. 
Os controladores Fanuc permitem números de 1 á 9999 e programas com identificação O0 ou 
O0000 não são permitidos. A supressão de zeros antes dos números é permitida, pois o controlador irá 
interpretar os programas O01, O001 e O0001 como válidos e todos como programa número um. 
A identificação no programa propriamente não é obrigatória, mas é recomendável e se faz na 
primeira linha. Não deve ser usado ponto ou vírgula na identificação do programa ou dos blocos. 
Cabeçalho do programa 
Comentários e mensagens podem ser colocadosnos programas sempre entre parênteses. Note-se 
que não se deve usar acentuação ou cedilha. Por exemplo: 
30 
O1234 (IDENTIFICACAO DO PROGRAMA) 
(NOME..O1234.FNC) 
(DATA.18-02-2012) 
(PROG.DOMINGOS) 
(MAQ..CENFANUC) 
(DESNUM.DF-1234) 
(UNIDADE.....MM) 
(BIL.X132.Y50.Z20) 
(ZERO.. X0-Y0-Z0) 
Para alguns simuladores e máquinas CNC não é necessário fechar o parêntesis. E em sua maioria 
suportam até dezesseis caracteres incluindo espaços e quaisquer outros símbolos. 
SEQUÊNCIA E ESTRUTURA DOS BLOCOS 
Após o cabeçalho devem-se introduzir os primeiros parâmetros. No simulador cada linha deve 
ser um bloco iniciado pela letra “N”, seguida de um número inteiro e finalizado com “;”. Obs. Muitos 
controles numéricos não aceitam este símbolo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.25: Configuração do programa (modificada). (7) 
Os programas necessitam de muitos blocos e estes de várias palavras. Alguns controladores 
limitam a quantidade de palavras em um mesmo bloco. Teoricamente os blocos poderiam estar em 
qualquer ordem, mas grande maioria dos controladores e a boa prática recomenda que se siga a ordem 
numérica crescente de cima para baixo e precedido da letra N. Vide figura anterior. 
As linhas de programa sem a identificação de bloco podem, em alguns casos, serem utilizadas e 
pertencerão ao bloco imediatamente anterior. 
Os valores numéricos de cada bloco são endereços de sequência e permitem omissões, ou seja, 
podem seguir como: N1, N2, N3, etc. ou qualquer intervalo entre estes, N05, N10, N15, etc. ou mesmo, 
N10, N20, N30, etc. Usam-se, geralmente, intervalos entre blocos de 2, 5 ou 10 durante a programação 
para evitar que sendo necessário inserir um bloco em qualquer parte do programa tenha-se que 
renumerar todo o programa. 
TABELA 1.4 DE SEQUÊNCIAS E INCREMENTOS DE BLOCOS (1). 
Incremento Número do primeiro 
bloco 
Exemplos de sequências de programas 
1 N1 N1, N2, N3, N4, ... 
Início 
Preparação 
Bloco 
Bloco 
Bloco 
: 
: 
Sequência de execução 
do programa 
Programa NC 
31 
2 N2 N2, N4, N6, N8, ... 
5 N5 N5, N10, N15, N20, ... 
10 N10 N10, N20, N30, N40, ... 
100 N100 N100, N200, N300, N400, ... 
Os controles numéricos entendem blocos escritos N1 ou N0001 como iguais e para a grande 
maioria dos sistemas de controle um programa pode ser programado até o bloco N9999, controladores 
mais novos permitem escrita até o bloco N99999. Na programação de peças com menos detalhes pode-
se usar intervalos maiores e se a peça tiver mais detalhes á executar terá seguramente mais linhas de 
programação e se recomenda intervalos menores. 
A letra de endereço de instrução mais importante é a G. As instruções G(G00 a G99) controlam 
principalmente os deslocamentos de ferramenta (por isso, também são designadas por “instruções 
gerais ou preparatórias”). 
As letras de endereço para as instruções suplementares ou auxiliares são: 
 X, Y, Z, A, B, C, etc.: dados relativos a coordenadas; 
 F: velocidade de avanço; 
 S: velocidade de corte ou rotação. 
No manual linguagem de programação do sistema de controle CNC, o fabricante especifica: 
 Quais instruções podem ser programadas; 
 Quais instruções gerais ou preparatórias são possíveis juntar a instruções individuais; 
 Quais letras de endereço e sequências de números formam as instruções e as instruções 
auxiliares. 
Quando se introduz um programa de CNC, o sistema de controle verifica se foram respeitadas as 
regras da linguagem de programação (por exemplo, se podem adicionar instruções suplementares a 
uma instrução). Contudo, a introdução pelo programador de coordenadas erradas apenas se podem 
detectar durante a execução do programa, simulação ou, muitas vezes no controle dimensional da peça. 
Um bloco pode ser composto de algumas instruções, exemplo: 
N__ G__ X__ , Y__ F____ S____ T____ M__ ; 
Número 
Sequência 
Instrução 
Geral 
Preparatória 
Coordenadas Avanço 
de corte 
Rotação da 
árvore 
Número da 
ferramenta 
Instrução 
Auxiliar 
Final do 
bloco 
32 
 
A seguir nas tabelas têm-se as relações de códigos G e M normalizados e também para comandos 
Fanuc. As instruções marcadas com asterisco (*) e em vermelho estão disponíveis no simulador Denford 
Fanuc Turning v1.11. 
TABELA 2.1- CÓDIGOS G (GERAL OU PREPARATÓRIO) PARA TORNOS E CENTROS DE 
TORNEAMENTO PELO PADRÃO ISO 1056, DIN 66025 E NBR 11312, COMPLEMENTADOS 
COM INSTRUÇÕES DE COMANDO FANUC (1), (5) E (6). 
CÓDIGO DESCRIÇÃO 
G00 Posicionamento rápido (Cancela G01, G02 e G03)* 
G01 Interpolação linear (Cancela G00, G02 e G03)* 
G02 Interpolação circular no sentido horário (CW) (Cancela G00, G01 e G03)* 
G03 Interpolação circular no sentido anti-horário (CCW) (Cancela G00, G01 e G02)* 
G04 Temporização / Tempo de espera (Dwell)* 
G05 Usinagem de Alta Velocidade (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) 
G06 Interpolação parabólica 
G07 Interpolação hipotética de eixo (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) 
G08 Aceleração 
G09 Desaceleração ou Verificação de parada exata (um bloco apenas) 
G10 Entrada de dados programável (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A), 
Gerenciador de vida da ferramenta (GE Fanuc 21i) 
G11 Cancelamento de modo de entrada de dados programada 
G12.1 Modo de interpolação por coordenadas polares (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-
modelo A) 
G13.1 Cancelamento do modo de interpolação por coordenadas polares (Fanuc Séries T: 
16i,18i,160i e 180i-modelo A) 
G14 Não registrado 
G15 Cancelamento de comando de coordenadas polares 
G16 Comando de coordenadas polares 
G17 Seleção do plano XY (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) 
G18 Seleção do plano ZX (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) 
G19 Seleção do plano YZ (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) 
G20 Coordenadas em sistema Inglês (Polegadas) (Cancela G21)* 
G21 Coordenadas em sistema Internacional (Milímetros) (Cancela G20)* 
G22 Curso armazenado – Ligado, Área de segurança (GE Fanuc 21i) 
G23 Curso armazenado - Desligado 
G24 Não registrado 
G25 Detecção de flutuação da velocidade no eixo árvore – Desligado. 
G26 Detecção de flutuação da velocidade no eixo árvore – Ligado. 
G27 Verificação da posição de Zero máquina. 
G28 Retorna a posição de referência 1 (Zero máquina)* 
G29 Retorna da posição de Zero máquina. 
G30 Retorna a posição de referência 2 (Zero máquina) 
G31 Suprimir ou omitir instrução 
G32 Roscamento de avanço constante 
G33 Ciclo de Roscamento passo a passo. Corte em linha, com avanço constante. 
G34 Corte em linha, com avanço acelerando, Ciclo de roscamento com avanço variável 
(Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) 
33 
G35 Corte em linha, com avanço desacelerando, Roscamento circular sentido horário 
G36 Roscamento circular sentido anti-horário 
G37 Sistema de compensação automática de ferramenta (GE Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 
180i-modelo A e 21i) 
G38 Permanentemente não registrado 
G39 Interpolação circular de cantos (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) 
G40 Cancelamento da compensação do raio de ponta da ferramenta 
G41 Compensação do raio de ponta da ferramenta (Esquerda) 
G42 Compensação do raio de ponta da ferramenta (Direita) 
G43 Compensação do comprimento da ferramenta (Positivo) 
G44 Compensação do comprimento da ferramenta (Negativo) 
G45 Compensações de posição – incremento simples 
G46 Compensações de posição – decremento simples 
G47 Compensações de posição - incremento dobrado 
G48 Compensações de posição - decremento dobrado 
G49 Cancelamento de compensação do comprimento da ferramenta. 
G50 Definição de máxima rotação com S____ (não usar com outras palavras)* ou Registrador 
de posição da ferramenta com X___ Z____ ou