Port. Máquinas CNC

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ENSINO PRESENCIAL 
Engenharia mecâtronica – 6°semestre
reginaldo da silva quintania - 203612014
Portfólio 01 máquinas cnc
Tópicos sobre Máquinas CNC
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Guarulhos
2016
Reginaldo da silva quintania
Portfólio 01 máquinas cnc
Tópicos sobre Máquinas CNC
Trabalho apresentado ao Curso Engenharia Mecâtronica da Faculdade ENIAC para a disciplina de Máquinas CNC
Prof. Esp. Daniel Mariano
Guarulhos
2016
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História do CNC
As primeiras máquinas NC foram construídas na década de 50 e rodavam através de cartões perfurados. Enquanto o conceito dessa forma de controlar máquinas ferramentas provou que reduziria os custos das indústrias, as fabricantes demoraram para dar atenção à esta invenção. Para promover uma rápida adoção deste sistema, o exército dos Estados Unidos comprou 120 máquinas NC, e as alugou para várias empresas para que elas se familiarizassem com esta tecnologia. No final da década de 50 o NC começou a emplacar, embora ainda haviam diversas deficiências e dificuldades. Por exemplo, o Código-G, a linguagem universal das máquinas CNC dos dias atuais, ainda não existia. Cada fabricante de máquinas criou sua própria linguagem para definir processos de usinagem em um programa NC.
Alguns fatores principais possibilitou o rápido desenvolvimento das máquinas CNC durante a década de 60:
– Padronização e criação do código G: A origem do código G (G-code) deu-se por volta de 1958 no MIT, onde era a linguagem usada no laboratório de servomecanismos.	
– Durante a década de 60 surgiram os primeiros programas CAD, e em meados de 70 já haviam programas CAD usáveis pela indústria, substituindo rapidamente os desenhos em papel.	
– Mini-computadores começaram a se tornar mais acessíveis e poderosos. Sim, mini-computadores mesmo. Micro-computadores, somente alguns anos depois.
Com o aumento de custo da mão de obra durante a década de 70, e os avanços das tecnologias do CNC, este começou a se popularizar rapidamente dentro das indústrias substituindo muitas máquinas ferramentas manuais.
As empresas norte americanas iniciaram a revolução das máquinas ferramentas com o CNC, mas elas focaram nas máquinas top de linha. Foram os alemães que viram a oportunidade de reduzir os custos do CNC pela primeira vez, de modo que em meados de 1979 a indústria de máquinas alemã estavam vendendo mais máquinas CNC que os Estados Unidos. Os japoneses repetiram a formula de sucesso dos alemães, e apenas um ano depois, a indústria japonesa de máquinas ferramentas tomaram o primeiro lugar nas vendas. Em 1971 as 10 maiores fabricantes de máquinas CNC eram americanas, em quanto que em 1987 apenas uma empresa americana, a Cincinnati Milacron, permaneceu no top 10, ocupando a oitava posição no ranking de vendas.
Recentemente os microprocessadores tornaram as tecnologias do CNC ainda mais baratas, tornando possível inclusive a disseminação do comando numérico entre hobbystas e microempresas. O projeto EMC2, sigla de Enhanced Machine Controller, foi um projeto para desenvolver um controlador CNC de código aberto, iniciado no NIST (National Institute of Standards and Technology). Em meados de 2000 o projeto entrou em domínio público e virou open source.
O Mach3 foi desenvolvido pela Artsoft como uma alternativa ao EMC2 para usuários do sistema Windows, disseminando ainda mais o CNC.
Em 2009, Simen Svale Skogsrud presenteou a comunidade open source liberando a primeira versão do GRBL.		
A maioria dos projetos de impressoras 3D possuem o GRBL como base de seu controlador. Além de impressoras 3D, diversos tipos de máquinas já fazem o uso do GRBL, como máquinas de corte a laser, corte à plasma, máquinas de desenho e pintura, furadeiras automáticas, e claro, muitas fresadoras e routers CNC.
Pricipais tipos de máquinas CNC
O tipo de máquina que utiliza CNC varia segundo o seu processo de trabalho.
• Torno
Torno CNC é basicamente um torno com controle numérico computadorizado construído inicialmente para produção de peças de revolução ou cilíndrica.
• Fresadora
Fresadora CNC é uma máquina de movimento continuo da ferramenta, destinada a usinagem de materiais. Remove-se cavacos por meio uma ferramenta de corte chamada fresa.
A operação de fresagem consta da combinação de movimentos simultâneos da ferramenta e da peça a ser usinada simultaneamente
• Jato de água
Corte a jato d'água consiste em um nível avançado e exclusivo de automação capaz de cortar quase todos os materiais com eficiência e manter um custo compensador. O jato d'água, resumidamente, coleta água corrente normal, pressuriza o líquido em até 87.000 psi e o libera através de um orifício de diamante e um tubo de focalização. O orifício e o tubo de focalização produzem um jato preciso de água pura ou com abrasivo, criando bordas bem acabadas prontas para aplicação em produtos finalizados.
O jato d'água permite tremenda flexibilidade e versatilidade de fabricação e admite mais possibilidades de corte.
• Puncionadeira
São equipamentos utilizados na estampagem de metais que surgiram antes das máquinas laser e conseguiram substituir operações realizadas pelas prensas. As puncionadeiras se mostraram mais flexíveis que seus similares como as prensas, podendo rapidamente cortar a chapa no formato desejado e sem a necessidade de construção de um estampo.
• EDM – Eletroerosão
Penetração
A eletroerosão é um processo de usinagem especial, onde o arranque de material não é obtido pelo contato mecânico entre uma ferramenta de corte e a peça de trabalho, mas pela ação de descargas de capacitores elétricos. Essas descargas são dadas em diversos pontos de um eletrodo e progressivamente formam uma cavidade idêntica ao eletrodo, porém de forma negativa. Geralmente as ferramentas utilizadas (eletrodos) são de materiais condutores como cobre ou grafite, usinados no formato desejado.
A fio
Os princípios básicos da eletroerosão a fio são semelhantes aos da eletroerosão por penetração. A diferença é que, neste processo, um fio de latão ionizado, eletricamente carregado, atravessa a peça submersa em água deionizada, em movimentos constantes, provocando descargas elétricas entre o fio e a peça, as quais cortam o material. Para permitir a passagem do fio, é feito previamente um pequeno orifício no material a ser usinado. O corte a fio é programado por computador, que permite o corte de perfis complexos e com exatidão.
• Retificadora
É executado por ferramentas chamadas de rebolos, que são ferramentas fabricadas com materiais abrasivos cujos formatos podem ser cilíndricos, ovalizados, esféricos, etc. Em geral, as ferramentas são fixadas a eixos e giram em altíssima rotação. Quando elas já vem presas em um eixo são chamadas de ponta montada. Dessa forma, o componente a ser retificado é montado num suporte, numa mesa coordenada ou num eixo, e recebe o atrito do rebolo abrasivo, que vai retirando o material em quantidades muito pequenas, até chegar ao ponto ou dimensão determinados pelo projeto.
Principais tipos de aplicações na industria
As máquinas CNC são muito utilizadas nas industrias, suas principais aplicações são:
• Injeção Plástica
• Usinagem
• Sistemas Eletrônicos
• Madeiras
• Pedreiras
Principais fabricantes
Indústrias Romi S.A.	
É uma empresa brasileira fundada em 1930, em Santa Bárbara d'Oeste, no interior do estado de São Paulo, por Américo Emílio Romi, a partir de uma oficina de reparo de automóveis. Seus produtos e serviços são consumidos tanto no mercado nacional quanto no mercado externo, éa maior fabrica deste segmento no mundo. Foi a primeira indústria genuinamente brasileira a instalar linha de produção e conceber um automóvel 100%, o Romi-Isetta, um trator 100% brasileiro chamado "Toro", e o primeiro torno horizontal de ferramentaria 100% nacional, batizado de "Imor", anagrama do nome da própria indústria.	
Makino
Foi criada em 1937 por Tsunezo Makino no Japão, desenvolvendo no a primeira fresadora numericamente controlada (NC) em 1958 e o primeiro centro de usinagem, em 1966.	
Em 1996, tornou-se LeBlond Makino Makino, e em 1997 LeBlond Torno Ltd.foi fundada como uma subsidiária de peças e manutenção.
Siemens
A Siemens Aktiengesellschaft ou simplesmente Siemens AG (NYSE: SI) é um conglomerado alemão de engenharia, sendo o maior da Europa. Seus principais escritórios estão localizados em Berlim, Munique Erlangen. A empresa possui um total de 15 divisões e atua principalmente em três áreas: indústria, energia e medicina.
Mori Seiki	
DMG MORI SEIKI CO. é uma empresa com sede no Japão, nas cidades de Nakamura-ku e Nagoya , principalmente envolvidos na fabricação e venda de máquinas-ferramentas . Desde a sua criação em 1948, se tornou um dos maiores construtores de máquinas-ferramenta do mundo.
Principais tipos de ferramentas e acessórios
Insertos e suporte porta insertos
Pastilhas de formas variadas, confeccionadas em materiais diversos. Desta forma, tem-se o suporte porta-ferramentas, fabricado em aço baixa-liga, sobre o qual é fixado o inserto por meio de grampos ou parafusos. Para o caso de ferramentas de CBN ou diamante, normalmente este material estána forma de uma plaqueta de espessura em torno de 0,5 a 0,8 mm, brasados sobre uma base de metal duro ou de aço de média liga, montando-se, assim, o inserto. Para o caso de brocas, elas podem ser integralmente fabricadas no próprio material (aço rápido, metal duro ou cerâmica), ou na forma de pontas indexadas, que são aparafusadas na extremidade de uma barra de aço de média liga. Essa solução de fabricação de insertos permite que o suporte porta-ferramentas possa ser aproveitado por um período extenso, necessitando apenas de algumas investigações periódicas quanto ao paralelismo (ferramentas em barra) e balanceamento (principalmente nas ferramentas rotativas utilizadas no fresamento e no mandrilamento).
Fresas
São ferramentas rotativas para usinagem de materiais, constituídas por uma série de dentes e gumes, geralmente dispostos simetricamente em torno de um eixo. Os dentes e gumes removem o material da peça bruta de modo intermitente, transformando-a numa peça acabada, isto é, com a forma e dimensões desejadas.
A classificação das fresas pode ser realizada segundo vários critérios, como: diâmetro, material, perfil, número de dentes, etc.
Brocas
Ferramenta empregada para fazer aberturas de furos cilíndricos, por meio de furadeiras, tornos ou fresadoras. Possui a forma de cilindro, no qual é cunhada a parte cortante em forma de hélice. A ponta da broca é de forma pontiaguda, para servir de orientação a ela quando estiver perfurando a peça.
Numa operação de furação, a máquina é responsável pela movimentação da broca ou da peça a ser furada, sendo esta última a responsável pela remoção do material. Para operações de furar, a broca mais utilizada é a helicoidal.
Na escolha da broca, devem ser considerados os seguintes fatores: o diâmetro do furo a ser aberto, o material a ser perfurado e o aguçamento da broca.
Principais tipos de comando	
Os comandos numéricos possuem diversos tipos e controles, que atendem as mais variadas demandas necessárias para a automação e usinagem de materiais, de forma que atendam as necessidades requeridas pelo processo que será realizado. A seguir, há uma listagem dos variados tipos de Comando Numérico existentes, e uma breve explanação sobre suas principais características.
Comando numérico ponto a ponto	
Como o nome sugere, o processo de atuação da máquina acontece em pontos isolados, onde o processo só acontece no ponto programado. O deslocamento entre um ponto e outro da programação é independente, ou seja, não há um padrão fixo para que ele seja realizado, já que não há necessidade de se preocupar com um trajeto, mas sim apenas com os pontos o processo de usinagem acontecerá. Este é um comando simples e barato, e é bastante utilizado em máquinas que necessitam de rapidez e precisão de posicionamento.	
Comando numérico contínuo (CN) 	
Este tipo de comando, que também pode ser conhecido como Comando de Percurso, apresenta um controle individual e contínuo da movimentação do maquinário, onde constantemente há relacionamento entre os eixos que participam de tal movimento, de tal maneira que o desvio do deslocamento entre dois pontos seja o menor possível.	
Este processo também permite que ocorra o processo de usinagem do material que está presente na máquina entre dois pontos determinados. Este comando é desenvolvido de maneira específica para controlar cada tipo de máquina, não sendo muito viávelutilizar a mesma programação em outros equipamentos.	
Comando numérico computadorizado (CNC)	
O CNC em si é um equipamento que traduz uma linguagem de programação em comandos para as máquinas que operam. O diferencial do CNC é que ele traduz essa linguagem através de um computador interno próprio.	
Pela alta capacidade de processamento, o CNC é capaz de comandar diversos maquinários distintos com diferentes níveis de complexidade com o mesmo arquivo de comandos, o que permite uma maior flexibilização da produção. Ou seja, um mesmo tipo de CNC é capaz de controlar diversas máquinas, diferente do NC, que só é capaz de controlar certos tipos de maquinário com suas programações.
Comando Numérico adaptativo (CNA)	
O CNA é um processo que possui todas as características de um CNC, além da função adaptativa, que permite a medição, em tempo real, das variáveis que existem em um processo de usinagem. 
Esta função permite realizar medidas da velocidade de corte, velocidade de avanço, potência consumida, dimensões da peça, entre outras. Através destas leituras, o CNA é capaz de calcular e ajustar os parâmetros da usinagem, de maneira que possa otimizar o processo.	
Comando numérico distribuído (DNC)	
Neste tipo de comando, um computador central armazena todos os CNC que serão utilizados pelas diversas máquinas associadas à ele, e envia estes dados para as máquinas conforme suas necessidades.
Este sistema dispensa de leituras locais dosdados, pois as máquinas enviam os dados diretamente para o computador central, o que permite um controle maior e mais preciso. Existem vários tipos de DNC, desde os mais simples, que apenas armazenam os dados, até os mais complexos, onde o DNC controla um grupo total de máquinas.
Tipos de linguagem aplicadas em máquinas CNC
A programação nas máquinas CNC tem como base a orientação da ferramenta para usinagem de peças. A máquina executa a programação na ordem que lhe foi fornecida, por isso é importante uma sequência correta das informações.
São diversos os meios de elaboração de programas CNC, sendo os mais usados:
Linguagem de programação automática (APT)
Primeira linguagem de programação utilizada (Automatic Programmed Tool)
Linguagem EIA/ISO
Linguagem de códigos, também conhecida como códigos G e M. É na atualidade a mais utilizada.
Linguagem interativa
Programação por blocos parametrizados, possui blocos prontos e não usa códigos. Ex. linguagem MAZATROL aplicado ás máquinas MAZAK.
Produção gráfica via “CAM”
Não é mais uma linguagem de programação e sim uma forma de programar em que o programador entra com o desenho da peça, que pode ser feito no próprio CAM ou em desenhos recebidos do CAD.
Tipo de manutenção apropriada para máquinas CNC
A manutenção em máquinas CNC trata-se de trabalho bem específico e criterioso , que deve ser executado por profissional altamente qualificado. Por este motivo a grande maioria das empresas optam pela contratação de uma empresa especializada ou em muitos casos a assistênciaé prestada pelo próprio fabricante da máquina.
Além de se ter uma mão de obra qualificada é necessário que seja elaborado e respeitado um cronograma com manutenções preventivas e preditivas afim de se evitar paradas não programadas e desgastes excessivos em um equipamento de valor tão alto.
Também deve ser criado um check list com todos os itens a serem checados/dimensionados no ato da manutenção. 
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Perguntas e Respostas
1-Quando foram construídas as primeiras máquinas CNC?
As primeiras máquinas NC foram construídas na década de 50 e rodavam através de cartões perfurados.
2-Qual órgão foi o grande incentivador para expansão do CNC?
O exército dos Estados Unidos comprou 120 máquinas NC, e as alugou para várias empresas para que elas se familiarizassem com esta tecnologia.
3-Cite 3 fatores que possibilitaram o rápido desenvolvimento das máquinas CNC durante a década de 60.
– Padronização e criação do código G
– Surgimento dos primeiros programas CAD
– Aumento na acessibilidade há mini-computadores
4-Quais fatores influenciaram para a popularização dos CNC’s?
Com o aumento de custo da mão de obra durante a década de 70, e os avanços das tecnologias do CNC, este começou a se popularizar rapidamente dentro das indústrias substituindo muitas máquinas ferramentas manuais.
5-O que tornou as máquinas CNC mais acessíveis?
Recentemente os microprocessadores tornaram as tecnologias do CNC ainda mais baratas, tornando possível inclusive a disseminação do comando numérico entre hobbystas e microempresas.
6-O que significa e o que é GRBL?
O GRBL, cuja pronúncia em inglês é gerbil, grr-ble ou garble, e em português seria algo como GUÊRBOU, ou como você preferir; é um controlador de máquinas cartesianas de 3 eixos, XYZ, que pode ser instalado em um simples Arduino.
7-Cite os principais tipos de máquinas CNC?
- Torno
- Fresadora
- Jato de água
- Puncionadeira
- Eletroerosão
- Retificadora
8-Quais os tipos de eletroerosão CNC?
- Penetração
- A fio
9-Quais principais seguimentos da industria utilizam CNC?
- Injeção Plástica
- Usinagem
- Sistemas Eletrônicos
- Madeiras
- Pedreiras
10-Quais os principais fabricantes de máquinas CNC?
- Romi
- Makino
- Simens
- Mori Seiki
11- Qual e quando nasceu a primeira empresa brasileira do seguimento CNC?
A Romi é uma empresa brasileira fundada em 1930, em Santa Bárbara d'Oeste, no interior do estado de São Paulo, por Américo Emílio Romi.
12-Quais as ferramentas mais utilizadas em máquinas CNC?
- Insertos e suporte porta insertos
- Fresas
- Brocas
13-Quais os principais tipos de comando?
- Comando numérico ponto a ponto
- Comando numérico contínuo
- Comando numérico computadorizado
- Comando numérico adaptativo
- Comando numérico distributivo
14- Descreva o comando numérico computadorizado.
O CNC em si é um equipamento que traduz uma linguagem de programação em comandos para as máquinas que operam. O diferencial do CNC é que ele traduz essa linguagem através de um computador interno próprio.
15-Quais tipos de linguagem são utilizadas ?
- Linguagem de programação automática
- Linguagem EIA/ISSO
- Linguagem interativa
-Produção gráfica via CAM
16- Qual o tipo de linguagem mais utilizado na atualidade?
EIA/ISO trata-se de linguagem de códigos, também conhecida como códigos G e M. 
17-Descreva o modo de programação via CAM.
Não é uma linguagem de programação e sim uma forma de programar em que o programador entra com o desenho da peça, que pode ser feito no próprio CAM ou em desenhos recebidos do CAD.
18-Qualquer pessoa pode fazer manutenção em equipamentos CNC?
Não, por se tratar de trabalho bem específico e criterioso, deve ser executado por profissional altamente qualificado.
19-Qual a melhor forma de manter um equipamento CNC trabalhando sem paradas não programadas?
Deve-se elaborar e respeitar um cronograma com manutenções preventivas, preditivas e ser executado por profissional adequado.
20-Como registrar o histórico de manutenções?
Através de um cronograma de manutenções e um check list com todos os itens a serem checados e dimensionados. 
Conclusão
O trabalho de pesquisa sobre todo o conceito e tudo que engloba uma máquina CNC, nos aprofundou em um equipamento que colaborou muito para a revolução e crescimento da indústria, conseguimos passar por sua história, evolução, conceitos de linguagem , programação e manutenção.
Referência
Mundo CNC	
http://www.mundocnc.com.br/
CASSANIGA, Fernando A. O que é Controle Numérico. Disponível em:http://www.cnctecnologia.com.br/oque.htm. Acesso em: 11 mai. 2011.	
ZEILMANN, R. P. CNC: Comando Numérico Computadorizado. Disponível em:	 http://hermes.ucs.br/ccet/demc/rpzeilma/Docs/CNC1.pdf. Acesso em: 11 mai. 2011.	
BRUNE, Osmar. Automação/Manutenção: Comando Numérico Computadorizado. Disponível em:	 http://www.mecatronicaatual.com.br/secoes/leitura/291. Acesso em: 11 mai. 2011.	
WEIN, Carl H. V. München. Comando Numérico CNC: Técnica Operacional – Curso Básico. São Paulo, EPU, 1984.	
ENSITEC. Curso de Programação CNC. Disponível em: http://pt.scribd.com/doc/19750145/19527133ApostilaCNC20073. Acesso em: 11 mai. 2011.	
COSTA CAROZZI, Helder José. Projeto de uma Fresadora Controlada por Comando Numérico Computadorizado – CNC. Trabalho de Conclusão de Curso do curso de Engenharia de Telecomunicações – Faculdade Assis Gurcaz (FAG), Cascavel, Paraná. 2005. Disponível em:	 http://www.fag.edu.br/professores/helder/Comando%20Numerico/
FRESADORA%20CNC%20-%20HELDER%20JOS%C9%20COSTA%20CAROZZI.pdf.Acesso em: 11 mai. 2011.