Simulação de usinagem CNC utilizando código G

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Centro Federal de Educação Tecnológica – CEFET/RJ 
Campus Angra dos Reis 
 
 
 
 
 
Daniel Bebiano da Costa 
Gustavo da Silva Correia 
Lucas Casagrande Monteiro 
Renato dos Santos Ferreira 
Renato Soares Cruz 
 
 
Simulação de usinagem CNC 
utilizando código G 
 
 
 
 
 
 
Angra dos Reis 
2018 
 
1 
 
Centro Federal de Educação Tecnológica – CEFET/RJ 
Campus Angra dos Reis 
Curso: Engenharia Mecânica 
 
Daniel Bebiano da Costa 
Gustavo da Silva Correia 
Lucas Casagrande Monteiro 
Renato dos Santos Ferreira 
Renato Soares Cruz 
 
Simulação de usinagem CNC utilizando 
código G 
 
 
 
 
 
 
 
Angra dos Reis 
2018 
 Trabalho avaliativo, apresentado ao Centro 
Federal de Educação Tecnológica – CEFET/RJ, 
para compor a nota da primeira avaliação -do 
período 2018.1- da disciplina Máquinas 
Operatrizes do curso de Engenharia Mecânica. 
 
2 
Resumo 
 
 Este trabalho tem como objetivo explicar, detalhadamente, uma simulação de 
usinagem do tipo CNC, utilizando o código G. Mostrar-se-á, também, os métodos 
utilizados para determinação dos parâmetros de corte. Para realizar tal simulação, 
utilizou-se o software CNC Simulator Pro. 
 
Palavras-chave: Usinagem, CNC, Código G, Fresa, Fresamento, Máquinas 
Operatrizes. 
 
 
 
3 
Sumário 
 
1. Introdução .......................................................................................... 5 
2. Revisão Literal ................................................................................... 6 
 2.1 Fresamento ...................................................................................... 6 
 2.2 Fresamento CNC ............................................................................. 7 
 2.3 O código G ....................................................................................... 8 
 2.4 Parâmetros de Usinagem ............................................................... 10 
3. Objetivo ............................................................................................ 12 
4. Desenvolvimento .............................................................................. 13 
 4.1 O Programa (CNC Simulator PRO) ............................................. 13 
 4.2 Iniciando uma Nova Operação de Usinagem ............................... 14 
 4.3 Seleção da Ferramenta de Corte .................................................. 18 
 4.4 O Código de Programação e o Processo ...................................... 20 
5. Resultado .......................................................................................... 22 
6. Referências Bibliográficas: .............................................................. 23 
 
 
 
 
4 
Lista de Figuras 
Figura 1 - Fresas ............................................................................................................... 6 
Figura 2 - Movimentos de Corte ...................................................................................... 6 
Figura 3 - Fresadora CNC ................................................................................................ 7 
Figura 4 - Lista de Caracteres de Comando ..................................................................... 8 
Figura 5 - Comandos Funções G ...................................................................................... 9 
Figura 6 - Comandos Funções M ................................................................................... 10 
Figura 7 – Peça Usinada ................................................................................................. 12 
Figura 8 - Interface CNC Simulator PRO ...................................................................... 13 
Figura 9 - Iniciando Nova Tarefa ................................................................................... 14 
Figura 10 - Seleção do Tipo de Programa ...................................................................... 15 
Figura 11 - Seleção da Biblioteca de Ferramentas ......................................................... 15 
Figura 12 - Criação de Uma Nova Peça ......................................................................... 16 
Figura 13 - Dimensões da Peça ...................................................................................... 16 
Figura 14 – Posicionamento Inicial da Ferramenta ........................................................ 17 
Figura 15 - Opção de Uso de um Subprograma ............................................................. 17 
Figura 16 - Selecionando uma Nova Ferramenta ........................................................... 18 
Figura 17 - Adicionando uma nova ferramenta .............................................................. 18 
Figura 18 - Parâmetros da Ferramenta de Corte ............................................................. 19 
Figura 19 - Peça e Ferramenta ........................................................................................ 19 
Figura 20 - Peça Após Usinagem ................................................................................... 22 
 
 
 
5 
1. Introdução 
 
Muito antes de Cristo, o homem já possuía o hábito de trabalhar com materiais 
brutos. As principais ferramentas utilizadas, como armas ou objetos para trabalho, eram 
modeladas a partir do ferro. E desde o século XVII, com o avanço da siderurgia e do 
processo de fabricação do ferro, novas formas visando melhorar o processo de fabricação 
de metais vêm sendo estudadas. Então, no início do século XIX, com a descoberta do aço 
rápido (material que possui alta temperabilidade, tenacidade, resistência ao desgaste e 
excelente propriedades de corte) por F. W. Taylor, deu-se início ao marcante 
desenvolvimento tecnológico da usinagem. 
 A usinagem é um processo largamente utilizado nas industrias, atualmente, para 
criar e dar novas formas a objetos de metais. Durante o processo de usinagem, o 
trabalhador corta a superfície de determinado material, utilizando uma ferramenta de 
material mais duro, para alterar a forma de um produto, conforme o requisito previamente 
estabelecido. O processo de usinagem é um dos métodos mais eficazes na produção de 
peças muito finas, com muitos detalhes, e com acabamento apurado. Pode ser utilizada 
para fazer quase todas as operações envolvendo metais, desde pequenas operações como 
criação de rosca em parafusos e furos de precisão apurada, até objetos maiores como 
ferramentas manuais e componentes automotivos. As principais classes de usinagem são: 
tornearia, fresamento e moagem. 
Neste trabalho abordaremos o processo de usinagem por fresamento, e 
utilizaremos o método de fresamento por CNC (Controle Numérico Computadorizado), 
aliado a um software, para realizar a simulação de usinagem de uma peça. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
2. Revisão Literal 
 
2.1 Fresamento 
 
O fresamento é o processo de usinagem que, através de uma ferramenta de corte 
rotativa e de avanço lento, é capaz remover superfícies de materiais, dando novas formas 
aos mesmos. A ferramenta utilizada nesse processo, chamada fresa, possui inúmeros 
“dentes” que, ao rotacionarem, fazem a remoção do material - na forma de cavaco. 
 
 
Figura 1 - Fresas 
 
Essa ferramenta é capaz de se movimentar em todas as direções, o que possibilita 
a obtenção de superfícies em inúmeros formas. Os movimentos que promovem a remoção 
do material podem ser discordantes ou concordantes 
 
 
 Figura 2 - Movimentos de Corte 
 
7 
Dentre os movimentos de corte, o fresamento discordante (onde a rotação da 
ferramenta de corte é oposta à direçãode avanço da ferramenta) é mais o indicado, pois 
evitam movimentos de levantada da peça da mesa, confere melhor acabamento ao 
trabalho e aumenta a vida útil da ferramenta. 
 Dentre as principais diferenças que o processo de fresamento possui com os 
outros métodos de usinagem, podemos citar: o corte pode ser interrompido a qualquer 
momento; os cavacos, gerados pelos cortes, são relativamente pequenos; o avanço pode 
acontecer simultaneamente na peça e na ferramenta; a espessura do cavaco é variável. 
 
 
2.2 Fresamento CNC 
 
O fresamento realizado por CNC possui o mesmo método de funcionamento de um 
fresamento convencional, porém, utiliza comando numéricos para realizar a tarefa de usinagem. 
Esse método é muito utilizado para realizar operações de desbaste, furos e mandrilhamento. O 
método CNC oferece extrema precisão, qualidade e oferece automatização na produção. A 
linguagem utilizada por essas fresadoras é a G-code (código G). 
 
 
Figura 3 - Fresadora CNC 
 
 
8 
 No geral, as fresadoras CNC são muito utilizadas na indústria para produção de 
peças que necessitam de alta precisão, produção em série e na confecção de peças que 
possuem extrema complexidade, tornando a sua produção impraticável em fresadoras 
comuns. 
 
 
2.3 O código G 
 
Com o surgimento do controle numérico, houve a necessidade do desenvolvimento 
de uma linguagem padronizada que fosse interpretada pelas máquinas. Daí então surgiu 
o código G, utilizado nas máquinas de fresamento CNC. 
Um programa de fresamento CNC é um texto de instruções em códigos que detalham 
a usinagem a ser feita na peça, através de uma combinação “Caractere” + “numeral”. 
Cada linha desse texto é chamada de bloco, e são executados na ordem que estão escritos. 
A figura 4 fornece uma lista de caracteres que vão estar presentes em um programa CNC, 
dentre os quais podemos destacar os comandos G e M. 
 
 
Figura 4 - Lista de Caracteres de Comando 
 
 
 
 
 
9 
 Funções G 
Fazem com que as máquinas CNC adotem comportamento previamente determinados 
quando acionadas. Exemplo de alguns comandos de Função G: 
 
 
Figura 5 - Comandos Funções G 
 
 
10 
 
 Funções M 
Agem como botões liga e desliga de certos dispositivos. Exemplo de alguns comandos 
de Função M: 
 
 
Figura 6 - Comandos Funções M 
 
 
 
2.4 Parâmetros de Usinagem 
 
 Velocidade de corte (Vc) 
Velocidade com que o material é removido pela aresta de corte. 
 
𝑉𝑐 =
 𝜋 × 𝑑 × 𝑛
1000
 
 
Onde: 
 Vc = Velocidade de corte (m/min); 
 d = Diâmetro da ferramenta (mm); 
 n = Rotação da fresa (rpm) 
 
 
11 
Logo, de acordo com uma tabela, de padrão de velocidades de corte para fresas, 
podemos selecionar a rotação da ferramenta utilizada em nossa operação. 
 
 
Utilizando uma ferramenta de aço rápido, operação de desbaste, e uma velocidade de 
corte de 50m/min, teremos: 
 
𝑛 =
𝑉𝑐 × 1000
𝜋 × 𝑑
 = 
50 × 1000
𝜋 × 10
≅ 1600 
 
Logo, a rotação utilizada no processo de usinagem da peça será de 1600 rpm. 
 
 
 Profundidade de Corte (ap) 
É a quantidade que a ferramenta penetra na peça, medida perpendicularmente ao 
plano de trabalho. 
 
 
12 
3. Objetivo 
 
O trabalho tem como objetivo apresentar a simulação de uma operação de 
usinagem – desbaste nas laterais (Figura 1) – a partir de um bloco retangular (de medidas 
iniciais 100mm x 50mm x 30mm), com uma fresa CNC, utilizando código G. 
 
 
 Figura 7 – Peça Usinada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
4. Desenvolvimento 
 
4.1 O Programa (CNC Simulator PRO) 
 
 O software utilizado para realizar a simulação foi o CNC Simulator Pro. O 
software, que na verdade é um freeware, também possui funções CAD (Desenho 
Assistido por Computador), possui licença grátis, sendo necessário apenas o cadastro no 
site do desenvolvedor. 
 
 
Figura 8 - Interface CNC Simulator PRO 
 
 
 
 
 
 
14 
4.2 Iniciando uma Nova Operação de Usinagem 
 
Para iniciar uma nova tarefa, devemos abrir o software, e em seguida abrirmos aba 
“File” e selecionarmos “New CNC Program Wizard”. 
 
 
Figura 9 - Iniciando Nova Tarefa 
 
 
15 
Para continuar, devemos selecionar o tipo de programa que usaremos. 
Selecionamos então a opção “Milling program” (Programa de fresamento), e clicamos na 
opção “Next”. A opção “Turning program” refere-se ao programa de torneamento. 
 
 
Figura 10 - Seleção do Tipo de Programa 
 
Nessa etapa, devemos selecionar se vamos, ou não, trabalhar com as ferramentas 
da biblioteca do software. Selecionamos a 2ª opção, pois, futuramente, dimensionaremos 
a nossa ferramenta. 
 
 
Figura 11 - Seleção da Biblioteca de Ferramentas 
 
16 
 Agora, iremos criar uma nova peça, selecionamos a primeira opção e avançamos. 
 
 
Figura 12 - Criação de Uma Nova Peça 
 
 
Descrevemos as medidas da peça e o material. Em seguidas clicamos no botão 
“Next” para avançarmos para a próxima etapa. 
 
 
Figura 13 - Dimensões da Peça 
 
17 
 Nos próximos passos o programa nos pede para selecionarmos as coordenadas do 
posicionamento inicial da ferramenta. Devemos configurar os seguintes parâmetros: 
 X offset = 0; 
 Y offset = 0; 
 Selecionar a ponta da peça como ponto 0 da coordenada Z. 
Dessa forma, uma das quinas da peça usinada passará a ser o “ponto 0” do sistema 
de coordenadas da máquina. 
 
Figura 14 – Posicionamento Inicial da Ferramenta 
 
Como última etapa desse processo de criação de um novo processo de usinagem, 
o programa nos oferece a opção de utilizar um subprograma. Selecionaremos não, pelo 
fato de estarmos realizando uma operação simples. 
 
Figura 15 - Opção de Uso de um Subprograma 
 
 
18 
4.3 Seleção da Ferramenta de Corte 
 
 
Nessa próxima etapa, devemos selecionar a ferramenta de corte a ser utilizada no 
processo de usinagem. 
Para realizar tal procedimento devemos clicar sobre a aba “Settings” e selecionar a 
opção “Inventory Browser...”. 
 
 
Figura 16 - Selecionando uma Nova Ferramenta 
 
 Uma nova janela que contém a biblioteca de ferramentas da máquina irá se abrir, 
então clicamos na opção “Add”. Após adicionadas as ferramentas, podem ser verificados 
suas posições e parâmetros aqui, nessa mesma janela. 
 
Figura 17 - Adicionando uma nova ferramenta 
 
19 
 Aqui damos um nome a ferramenta e definimos os seus parâmetros. Clicamos em 
“OK” e ela estará disponível para ser analisada e modificada na biblioteca de ferramentas 
da máquina. 
 
Figura 18 - Parâmetros da Ferramenta de Corte 
 
 
Podemos observar então, no interior da máquina, a peça e a ferramenta 
posicionadas. 
 
Figura 19 - Peça e Ferramenta 
 
20 
4.4 O Código de Programação e o Processo 
 
 
Código Operação 
O0001 
Nome do programa. 
N010 G90 G21 G17 G94 
Seleciona o sistema de coordenadas 
absoluta, a entrada de dados em mm, o 
plano de trabalho XY e o avanço em 
mm/min. 
N020 G53 G40 
Cancela a compensação de raio da 
ferramenta. 
N030 G92 X0 Y0 Z30 
Estabelece uma nova origem na 
coordenada citada. 
N040 T1 M6 
Seleciona a ferramenta do slot 1 e autoriza 
a sua troca. 
N050 S1600 M03 
Seleciona a rotação da máquina e o 
sentido de rotação da máquina (horário). 
N060 G43 H1 D1 
Ativa a compensação do comprimento da 
ferramenta. 
N070 G00 X-25 Y-25 
Posiciona a máquina rapidamente no 
ponto referido. 
N080 G00 Z5 
Posiciona a máquina rapidamente no 
ponto referido. 
N090 G01 Z-10 F10 
Transferea ferramenta ao ponto com 
avanço igual a 10(mm/min). 
N100 G01 X0 Y0 
Interpolação linear indo para o ponto 
indicado. 
N110 G01 X100 
Interpolação linear indo para o ponto 
indicado. 
N120 G01 Y50 
Interpolação linear indo para o ponto 
indicado. 
N130 G01 X0 
Interpolação linear indo para o ponto 
indicado. 
 
21 
N140 G01 Y5 
Interpolação linear indo para o ponto 
indicado. 
N150 G01 X95 
Interpolação linear indo para o ponto 
indicado. 
N160 G01 Y45 
Interpolação linear indo para o ponto 
indicado. 
N170 G01 X5 
Interpolação linear indo para o ponto 
indicado. 
N180 G01 Y0 
Interpolação linear indo para o ponto 
indicado. 
N190 G01 Z10 
Interpolação linear indo para o ponto 
indicado. 
N200 G00 X50 Y25 Z20 
Posiciona a máquina rapidamente no 
ponto indicado, ação de retirada da 
ferramenta da peça. 
N210 G49 G53 G40 
Cancela a compensação de comprimento e 
do raio da ferramenta. 
N220 M30 
Fim do programa. 
 
 
22 
5. Resultado 
 
Após realizar todas as etapas dos processos citados nos tópicos anteriores, foi possível 
chegar ao resultado esperado. A figura 20 mostra a peça em sua versão final, após passar 
pelo processo de usinagem. 
 
 
Figura 20 - Peça Após Usinagem 
 
 
23 
 
6. Referências Bibliográficas: 
 
[1] Autor desconhecido, FRESAMENTO. Disponível em: 
<http://tudosobreusinagem.blogspot.com.br/>. Acesso em: 07 de abril de 
2018. 
 
[2] Autor desconhecido, O QUE É USINAGEM?. Disponível em: < 
https://www.mecanicaindustrial.com.br/420-o-que-e-usinagem/>. Acesso 
em: 07 de abril de 2018. 
 
[3] Krelling, Anael, PARÂMETROS DE CORTE NO PROCESSO 
DE USINAGEM: FRESAMENTO. Disponível em < 
http://joinville.ifsc.edu.br/~anael.krelling/Tecnologia%20em%20Mecatr%
C3%B4nica/PFB64/11%20%20Parametros%20de%20Corte%20no%20Pro
cesso%20de%20Usinagem%20Fresamento.pdf>. Acesso em: 07 de abril de 
2018. 
 
[4] Autor desconhecido, FUNÇÕES G & FUNÇÕES M. disponível em 
< http://www.mundocnc.com.br/basic4.php>. Acesso em: 07 de abril de 
2018.