4 - Programação CNC - Mar14 - APRESENTAÇÃO

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Programação CNC - 1
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO - PROGRAMAÇÃO CNC
1) INTRODUÇÃO
Máquina de comando numérico é uma máquina que possui um equipamento
eletrônico capaz de receber, armazenar e transmitir informações na forma de
comandos à máquina operatriz, para que a mesma execute as operações na
sequência programada, sem a intervenção do operador.
Em geral, estas máquinas são utilizadas na fabricação de peças de formas
complexas, em lotes pequenos ou médios, devido à sua rapidez e facilidade de
programação e preparação da máquina.
Os seguintes fatores exercem influência em um programa CNC:
Tipo de peça
Máquinas envolvidas
Desenho da peça
Material
Ferramental
Processo de Fabricação
Tempo
Custo
Mão de obra
Ambiente de trabalho
Precisão das medidas
Linguagem disponível
Estas máquinas dividem-se em:
Centros de Torneamento: Máquinas que realizam todas as operações
possíveis de torneamento, como tornear, facear, abrir canais, rosquear, fazer
contornos, etc.
Centros de Usinagem: Máquinas horizontais ou verticais que executam
operações de faceamento, mandrilhamento, furação, rosqueamento,
alargamento, abertura de canais, rasgos, contornos, superfícies em dois ou
mais planos, etc
Programação CNC - 2
CNC
O CNC (Comando Numérico Computadorizado) é um computador dedicado ao
controle de movimento dos eixos de uma máquina operatriz.
O movimento de cada eixo é traduzido em grandezas numéricas por
dispositivos especiais e então, processado pelo CNC.
O CNC é programado com o formato da peça que deve ser usinada e, através
de interfaces, comanda os servomotores para executar os movimentos
coordenados.
Estrutura de uma máquina CNC
Programação CNC - 3
O CNC se comunica com a periferia da máquina através do módulo I/O
(input/output).
O CNC comanda os servo-motores através do drive de potência (inversor de
frequência).
Os servomotores ligados aos eixos coordenados (X,Y,Z) tem um dispositivo
(encoder) que indica a correta posição em que o eixo se encontra.
O fuso de esferas transforma o movimento angular (rotativo) do servomotor em
um movimento linear da mesa da máquina.
Programação CNC - 4
Controles de movimento em uma máquina CNC
São utilizados dispositivos eletrônicos capazes de medir deslocamentos
lineares e/ou angulares. É um transdutor que transforma um movimento
mecânico (rotativo ou linear) em pulsos elétricos, normalmente digitais.
Encoder (medições
angulares ou lineares)
Funcionamento: Uma fonte
de luz atravessa um disco
perfurado (graduado). A
cada janela do disco, a luz
consegue atingir os foto-
elementos do outro lado. O
disco possui uma marca
de referência que indica
que uma rotação foi
concluída.
Régua óptica
(medições lineares)
Funcionamento:
Idêntico ao do
encoder, porém é um
sistema de medição
direta (não existe
transformação do
movimento rotacional
em movimento
linear).
Inversores de frequência: Dispositivo
de acionamento utilizado para controlar
a velocidade de rotação e torque do
motor.
Programação CNC - 5
Sensor magnético ou reed-switch:
Utilizados para detectar fim de curso
em sistemas automáticos.
CLP – Controlador lógico programável: São utilizados para a automação de
processos e máquinas.
Formado pelas seguintes unidades: Fonte de alimentação, CPU e interface I/O.
CPU: formado por microprocessadores com padrão IBM-PC (Intel, Zilog,
Motorola, etc).
Referenciando (indexando) a máquina
Quando desligamos a máquina CNC, ela perde a informação sobre os seus
pontos de referência. Portanto, sempre ao religarmos a máquina, devemos
referenciá-la através de uma tecla apropriada da interface homem máquina
(IHM) – tecla home-machine.
Automaticamente os eixos se deslocam sucessivamente até encontrarem as
respectivas chaves fim de curso. Ao encontrarem, retornam até o primeiro
pulso C do encoder (início da rotação do encoder).
Programação CNC - 6
Eixos das máquinas (coordenadas cartesianas)
As direções e sentidos dos movimentos
relativos entre a peça e a ferramenta de uma
máquina CNC são definidos de acordo com
o tipo da máquina e dos movimentos dos
eixos de avanço.
Todos os pontos na área de trabalho da
máquina devem estar definidos.
O programador se utiliza de um sistema
imaginário de coordenadas cartesianas.
Todos os sistemas de coordenadas das
máquinas CNC respeitam a regra da mão
direita, com o eixo Z coincidente ou paralelo
ao eixo da árvore principal.
Exemplos de eixos de coordenadas
Programação CNC - 7
Trocadores de ferramentas
A grande maioria das máquinas-ferramenta CNC é equipada com dispositivos
conhecidos como ATCs – Automatic Tool Changer (trocador automático de
ferramentas).
O trocador automático retira uma ferramenta e coloca outra na posição
conforme a sequência de usinagem. O trocador trabalha com um carrossel,
onde são montadas as diversas ferramentas que fazem parte do processo de
usinagem. Nos tornos, o trocador é chamado normalmente de torre.
Modelos de trocadores de ferramentas e magazines utilizados em tornos
e centros de usinagem
Programação CNC - 8
Porta-ferramentas para fresamento e furação
Porta-ferramentas para torneamento
Interpretação de programa para a máquina CNC
Os comandos são transformados em sistema binário, para que a máquina
possa interpretá-los.
Manufatura assistida por computador (CAM)
Uso de sistemas computacionais para planejamento, gerenciamento e controle
de operações de uma fábrica.
Exemplos: Programação CNC de peças por software, Planejamento e
programação da produção, Planejamento de necessidades de material
(MRP), de controle de chão de fábrica, etc.
Programação CNC - 9
Fluxograma básico de um sistema CAM
Programação CNC - 10
2) PROGRAMAÇÃO DE MÁQUINA CNC
Revisão dos parâmetros de corte
Linguagem de programação para máquina CNC
Linguagens adotadas por alguns fabricantes de equipamentos:
Romi – Sinumerik / Fanuc
Mazak – Mazatrol
Heller – Unipro / Fanuc
2.1) Estrutura do programa
a) Estrutura básica de um programa CNC
Programação CNC - 11
b) Estrutura do bloco
Um bloco é constituído de diversas palavras.
Exemplo: N...G...X...Y...F...S...T...M
c) Comentários no programa
Podemos colocar comentários nos blocos, a partir do uso do ( ) ou outra
forma, dependendo do tipo de comando utilizado.
d) Programa de usinagem
Um programa de usinagem descreve a sequência, passo a passo, de um
processo de usinagem.
Dentro do programa principal, podemos programar subrotinas ou ciclos (ex:
operações repetitivas).
Todo programa de usinagem inicia-se com o símbolo % ou outra forma,
dependendo do tipo de comando utilizado.
e) Subrotinas
Sequências de movimentos repetitivos. Podem ser carregados na forma de
subrotina e serem chamados no programa de usinagem, quando necessário.
2.2) Funções tecnológicas para Torneamento
S : Rotação do eixo-árvore (Spindl)
É possível programar definindo a rotação (n), ou a velocidade de corte (Vc).
Quando utilizada a velocidade de corte, é necessário definir um valor máximo
para a rotação, conforme função preparatória G92, para não ultrapassar as
faixas de trabalho da máquina.
Obs: Um valor de rotação S permanecerá válido até se sobrepor um novo
valor.
F : Avanço (Fedrat)
É possível programar definindo o avanço (a) por rotação da peça (mm/rotação)
ou por minuto (mm/min).
Obs: Um valor de avanço (F) permanecerá válido até se sobrepor um novo
valor.
T : Número da ferramenta (Tool)
Define o número de ferramenta a ser utilizada na usinagem e o número da
correção da mesma.
Ex: T0512
T: endereço da instrução
Programação CNC - 12
05: Número da ferramenta (posição no magazine)
12: Número da correção da ferramenta
Correção das medidas da ferramenta
Cada uma das correções de ferramenta é constituída por:
X: correção de comprimento - eixo X
Z: correção de comprimento - eixo Z
B: Raio de corte
Estas correções deverão ser introduzidas no comando, através do painel
de operação da máquina.
A correção dos comprimentos no eixo X e Z será ativada
automaticamente ao ser chamada a ferramenta.
A compensação do raio da ferramenta será ativo com as funções
preparatórias G41 / G42.
A supressão(reset) da correção do raio é feita através da função
preparatória G40.
Esta supressão deve ser feita ao finalizar a operação com uma
determinada ferramenta, antes de enviá-la para troca.
2.3) Funcões tecnológicas para Fresamento
S : Rotação da fresa (Spindl)
A rotação da fresa é programada em rotações por minuto (rpm).
Obs: Um valor de rotação (S) permanecerá válido até se sobrepor um
novo valor.
F : Avanço (Fedrat)
Geralmente o avanço é dado em milímetros por minuto (mm/min).
Programação CNC - 13
Obs: Um valor de avanço (F) permanecerá válido até se sobrepor um novo
valor.
T : Número da ferramenta (Tool)
Define o número da ferramenta a ser utilizada na usinagem.
Ex: T12
T: Endereço da instrução
12: Número da ferramenta
Correção das medidas da ferramenta
Através da função programada D.
Cada uma das correções de ferramenta é constituída por:
L: correção de comprimento
Q: Raio ou Diâmetro da ferramenta
Estas correções deverão ser introduzidas no comando, através do painel de
operação da máquina.
Ex: N2 G00 D01 Z2.0
A eliminação da correção de comprimento é feita através de D00.
Ex: N4 G00 D00 Z200.0
A correção do raio da fresa vigora no plano selecionado e será ativo com
as funções preparatórias G41 / G42.
A supressão (reset) da correção do raio é feita através da função
preparatória G40.
Esta supressão deve ser feita ao finalizar a operação com uma
determinada ferramenta, antes de enviá-la para troca.
2.4) Funçoes miscelâneas (M)
Toda máquina CNC possui suas funções básicas, ou seja, caso nenhuma
outra seja programada, ela estará automaticamente ativada.
Programação CNC - 14
Função modal: Aquela função que quando aparece, passa a ter atuação
memorizada em todas as sentenças (ou blocos) seguintes do programa.
Função não modal: Tem atuação apenas na sentença (ou bloco).
M00 – Parada programada (incondicional)
Permite que o programa seja interrompido para ser executada alguma
operação pelo operador, no meio da usinagem (por exemplo, uma medição).
Continuar a usinagem acionando a tecla de partida de programa.
M01 – Parada programada (condicional)
Possui a mesma função do comando anterior, porém a decisão pela parada é
do operador.
Ocorrerá a parada se o botão Parada Condicional em Funcionamento,
localizado no painel do comando da máquina, estiver acionado.
M02 – Fim de programa
Último comando de um programa. O comando passa à sua posição básica
(ativa funções básicas).
M03 – Rotação do fuso – sentido horário
Comando que ativa o sentido horário do fuso principal.
M04 – Rotação do fuso – sentido anti-horário
Comando que ativa o sentido anti-horário do fuso principal.
M05 – Parada do fuso
Comando que desativa a rotação acionada anteriormente (posição básica).
Ao ligar a máquina, o que estará ativo é o M05.
Programação CNC - 15
M06 – Troca de ferramenta
Comando que realiza a troca de ferramenta definida em T.
M07 – Nível de pressão do refrigerante
Depende do tipo de máquina, define uma baixa ou alta pressão de refrigeração.
M08 – Ligar líquido refrigerante
Comando que liga o líquido refrigerante.
M09 – Desligar líquido refrigerante
Comando que desliga o líquido refrigerante, ligado anteriormente (posição
básica).
M13 – Rotação do eixo-árvore à direita e líquido refrigerante ligado
M14 – Rotação da árvore à esquerda e líquido refrigerante ligado
Programação CNC - 16
M17 – Fim da subrotina
Comando que é escrito no último bloco de cada subrotina.
M19 – Parada orientada do fuso
Comando que possibilita uma parada orientada do fuso (exemplo, retorno da
barra de mandrilar para o ponto de início).
M30 – Fim do programa com retorno ao seu início
Último comando de um programa.
Similar à função M02, com a diferença de que há um retorno do programa ao
seu início.
O comando passa à sua posição básica.
2.5) Funções preparatórios (G):
Toda máquina CNC possui suas funções básicas, ou seja, caso nenhuma outra
seja programada, ela estará automaticamente ativada.
Função modal: Aquela função que quando aparece, passa a ter atuação
memorizada em todas as sentenças (ou blocos) seguintes do programa.
Função não modal: Tem atuação apenas na sentença (ou bloco).
G00 – Avanço rápido
A trajetória programada em um bloco com G00 é percorrida com a velocidade
mais rápida possível, independentemente do valor do avanço (F) programado.
Ex: N1 G00 X60.0 Y40.0
G01 – Interpolação linear com avanço
Ativo ao ligar a máquina.
A ferramenta se movimenta com a velocidade de avanço programada F.
Ex: N2...
N3 G01 Z80.0 F10
N4 X30.0 Z65.0
Programação CNC - 17
G02 – Interpolação circular no sentido horário
Ponto inicial do movimento circular é determinado pelo posicionamento
programado no bloco (sentença) de programação anterior.
Ponto final do movimento circular é determinado pelas coordenadas
programadas no bloco (sentença) de programação através da interpolação
circular.
O centro do círculo é determinado através de um sistema auxiliar, com os
vetores I, J, K, cujas coordenadas devem ser consideradas com sinal
positivo ou negativo, cuja origem se situa no início do movimento (ou
início do círculo).
Sistema de coordenadas auxiliar - Vetores de interpolação:
Vetor I - paralelo ao eixo de coordenadas X
Vetor J - paralelo ao eixo de coordenadas Y
Vetor K - paralelo ao eixo de coordenadas Z
Torno Centro de Usinagem
Na programação de Centros de Usinagem, dependendo do tipo de
equipamento, a programação em coordenadas absolutas pode ser executada
de 2 maneiras:
Programação CNC - 18
a)O centro do raio é programado em função da origem dos eixos X e Y.
b)O centro do raio é programado em função do início do movimento circular,
assumindo somente valores positivos, independentemente da sua posição
em relação à origem das coordenadas I e J.
G03 – Interpolação circular no sentido anti-horário
G04 – Tempo de espera
Válido somente no bloco em que é escrito.
O tempo de espera é indicado sob o endereço F, entre 0.001 e 99.999
segundos.
Tempos de espera são necessários eventualmente na mudança de rotação, em
funções de comutação da máquina (luneta, contra-ponta, etc...), acabamentos
em furos, rasgos e canais (para a peça dar uma volta completa).
Ex: N20 G04 F5.5
tempo de espera de 5.5 segundos (sempre sem sinal)
G17 – Seleção de plano XY (ativo ao ligar a máquina)
G18 – Seleção de plano XZ
G19 – Seleção de plano YZ
Válidas apenas para centros de usinagem.
Através da programação da função G17 / G18 / G19 é fixado o plano em que
deve vigorar a correção de raio da fresa.
G33 – Corte de roscas
Com G33, podem ser usinadas roscas longitudinais, roscas planas, roscas
cônicas, de filete simples ou múltiplo.
Através de G33, é formada uma relação entre a rotação do fuso e o
acionamento do avanço.
O comprimento da rosca é introduzido sob os endereços X e/ou Z.
O passo da rosca é introduzido sob os endereços I e K.
Rosca longitudinal - passo é dado em K
Rosca plana - passo é dado em I
Rosca cônica - passo é dado em I e K
Programação CNC - 19
Roscas à direita e esquerda são programadas indicando-se o sentido de
rotação do fuso (M03 / M04). O sentido e o valor da rotação devem ser
programados num bloco anterior ao de corte de roscas propriamente dito.
G40-Sem compensação do raio da ferramenta (ativo ao ligar a máquina)
G41-Compensação do raio da ferramenta à esquerda do contorno
G42-Compensação do raio da ferramenta à direita do contorno
Com estas funções, programa-se o contorno da peça. O comando calcula a
trajetória do ponto médio de corte.
As funções podem ser introduzidas com ou sem instruções de trajetória.
A compensação do raio é obtida no final do movimento de aproximação,
sempre perpendicular ao próximo movimento.
Ex: N1 G01 G41 D01 X30.0 Y90.0
N2 X60.0 Y120.0
N3 G02 X90.0 Y90.0 I0.0 J-30.0
N4 G01 X120.0
N5 G02 X150.0 Y120.0 I30.0 J0.0
N6 G01 X135.0 Y90.0
N7 X150.0 Y60.0
N8 X120.0
N9 X90.0 Y30.0
N10 X45.0 Y60.0
N11 X30.0 Y90.0
N12 G40 X0.0 Y90.0
N13...
G43 – Compensão positiva do comprimento da ferramenta (ativo ao ligar a
máquina)
G44 – Compensação negativa do comprimento da ferramenta
Válidasapenas para centros de usinagem.
Programação CNC - 20
Quando da seleção da compensação do comprimento da ferramenta D, G43
estará ativo.
A compensação do comprimento sempre será perpendicular ao plano
escolhido.
Ex: N20 G17 G43 D01 Z20.0
D01: número do corretor da ferramenta
Nota para G40, 41, 42, 43, 44:
Em alguns equipamentos, a compensação da ferramenta é realizada no seu
painel de comando, acionando a tecla de chamada de ferramentas e
localizando no monitor o número da ferramenta utilizada e registrando
manualmente na sua memória (não é no programa), as informações solicitadas
para o reconhecimento da ferramenta (características dimensionais e
parâmetros de corte).
Exemplo:
Campo Dado introduzido
N.o da ferramenta T005
Avanço por faca 0,05 mm/faca
N.o de facas 8
Velocidade de corte 200 m/min
Raio da ferramenta 30 mm
Comprimento da
ferramenta
180 mm
Neste caso, também não é necessário programar F e S no programa principal.
G53 – Inibição do deslocamento de origem
Válido somente no bloco em que é escrito.
Com G53 ocorre uma inibição (somente no bloco em que é escrita) do
deslocamento do ponto zero da peça, passando os movimentos a serem feitos
em relação ao zero máquina.
Utilizado para posicionamento no ponto de troca da ferramenta.
Obs: A correção de ferramenta (comprimento e raio) devem ser suprimidas
separadamente. No bloco seguinte, após G53, volta a valer o ponto zero da
peça.
Exemplo: N18 G40 Y30.0
N20 D00 Z50.0
N22 G53 X450.0 Y150.0 Z450.0
N24...
G54 – Seleção do deslocamento de origem 1 (ativo ao ligar a máquina)
G55 – Seleção do deslocamento de origem 2
G56 – Seleção do deslocamento de origem 3
G57 – Seleção do deslocamento de origem 4
Programação CNC - 21
Os valores do deslocamento de origem de cada eixo são introduzidos
manualmente no painel de operação do comando, onde é aberta uma tela,
onde são digitadas as diferenças em relação ao zero máquina.
Ex:
Origem X Y Z B
G54 -500 400 100 0
G55 -800 100 100 180
Deslocamento de origem - Centro de Usinagem
Para peças fresadas, recomenda-se em geral, definir o ponto zero da peça
num canto externo da mesma.
Opcionalmente, a definição do zero é feita encostando a ferramenta em três
planos.
Deslocamento de origem – Torno
Para peças torneadas, o ponto zero da peça deve ser determinado na linha de
centro do eixo-árvore, no lado direito ou esquerdo do contorno da peça
acabada.
G90 - Medidas absolutas (ativo ao ligar a máquina)
Programação CNC - 22
Com a entrada em coordenadas absolutas, todas as entradas de dimensões se
referem a um ponto de origem fixo da peça.
N18 G00 G90 X10.0 Z30.0 N20 X30.0 Z60.0
N22 X60.0 Z40.0
G91 - Medidas incrementais
No caso de coordenadas incrementais, a dimensão programada corresponde à
trajetória a ser percorrida (usadas preferencialmente em subrotinas).
N18 G00 G91 X10.0 Z30.0 N20 X20.0 Z30.0
N22 X30.0 Z-20.0
G92 – Limitação da rotação (apenas para tornos)
Válido somente no bloco em que é escrito.
Quando se usa velocidade de corte constante (veja função preparatória G96), é
necessário delimitar a rotação.
Programação CNC - 23
Antes da parte do programa em que está programada esta usinagem,
programa-se num bloco próprio para a limitação da velocidade sob o endereço
S em rpm.
Ex: N10 G92 S1000
limitação em 1000 rpm
G94 – Velocidade de avanço sob F em mm/min
G95 – Velocidade de avanço sob F em mm/rot
O avanço F pode ser programado em mm/min ou em mm/rot, de acordo com a
necessidade.
No centro de usinagem, a função ativa ao ligar a máquina é G94 (mm/min).
No torno, a função ativa ao ligar a máquina é G95 (mm/rot).
Ex: N20 G94 F100 (avanço 100 mm/min)
N22 G95 F0.2 (avanço 0.2 mm/rot)
G96 – Velocidade de corte constante sob S em m/min
G97 – Velocidade em rotações por minuto sob S em rpm (ativo ao ligar a
máquina)
A rotação pode ser programada diretamente em rotações por minuto (G97) ou
em velocidade de corte constante (G96), onde o comando calculará a rotação
do fuso que corresponde ao diâmetro de usinagem atualizada a cada instante.
Ex: N18 G97 S1000 (rotação 1000 rpm)
N20 G96 S100 (velocidade de corte constante 100m/min)
Programação CNC - 24
PROGRAMAÇÃO CNC - FUNÇÕES PRINCIPAIS DE UM TORNO
FUNÇÕES TECNOLÓGICAS
Parâmetros de corte Ferramenta
S Rotação [rpm] T Número da ferramenta e corretor [Tnnnn]
F Avanço [mm/min ou mm/rot]
Eixos principais para deslocamento Eixos auxiliares para deslocamento
X Eixo de deslocamento X I Eixo auxiliar do eixo X para centro do raio ou ciclo de usinagem
Z Eixo de deslocamento Z K Eixo auxiliar do eixo Z para centro do raio ou ciclo de usinagem
Outras funções
% Início do programa
( ) Comentários
FUNÇÕES MISCELANEAS (M)
M00 Parada programada incondicional M30 Fim de programa com retorno ao início
M06 Troca de ferramenta com giro do castelo
Rotação da peça Refrigeração
M03 Rotação do fuso (peça) no sentido horário M07 Ligar refrigeração com ar sob pressão
M04 Rotação do fuso (peça) no sentido anti-horário M08 Ligar refrigeração
M05 Parada do fuso M09 Desligar refrigeração
FUNÇÕES PREPARATÓRIAS (G)
Movimentos da peça ou ferramenta Parâmetros de corte
G00 Avanço rápido para afastamento ou aproximação daferramenta G92 Limite de rotação da máquina em rpm
G01 Avanço de usinagem com percurso em linha reta G94 Velocidade de avanço em mm/min
G02 Avanço de usinagem com percurso circular – sentidohorário G95 Velocidade de avanço em mm/rot
G03 Avanço de usinagem com percurso circular – sentidoanti-horário G96 Velocidade de corte constante em m/min
G04 Tempo de espera da ferramenta na coordenadaespecificada G97 Rotação em rpm
Sistema de coordenadas cartesianas ortogonais Origem dos eixos de coordenadas
G90 Sistema de coordenadas absolutas G53 Zero máquina
G91 Sistema de coordenadas incrementais G54 Zero peça
Ciclos de usinagem Outras funções
G80 Cancelamento dos ciclos de usinagem de G81 aG89 G33 Usinagem de roscas
G81 Ciclo de usinagem para desbaste longitudinal com
profundidade de corte I e recuo a cada passe K
G82
Ciclo de usinagem para desbaste transversal com
profundidade de corte K
G83 Ciclo de usinagem para furação
Programação CNC - 25
PROGRAMAÇÃO CNC – FLUXOGRAMA BÁSICO PARA PROGRAMAÇÃO – TORNO
Início do
programa
Cancelar
ciclo
Sistema de
coordenadas
Deslocamento para ponto de
troca de ferramenta
Zero
máquina
Rotação da
ferramenta
Avanço da
ferramenta
Escolha da ferramenta
e corretor
Zero peça
Trocar
ferramenta
Giro do eixo
árvore
Fim do programa com
retorno ao início
Desligar
refrigeração
Zero
máquina
Deslocamento para ponto de
troca de ferramenta
Usinagem da
peça com ciclo
Usinagem da
peça sem ciclo
Ligar
refrigeração
Aproximação da
peça
Compensar raio
da ferramenta
Programação CNC - 26
PROGRAMAÇÃO CNC - FUNÇÕES PRINCIPAIS DE UM CENTRO DE USINAGEM / FRESADORA
FUNÇÕES TECNOLÓGICAS
Parâmetros de corte Ferramenta
S Rotação [rpm] T Número da ferramenta e corretor [Tnnnn]
F Avanço [mm/min ou mm/rot]
Eixos principais para deslocamento Eixos auxiliares para deslocamento
X Eixo de deslocamento X A Eixo auxiliar de giro em torno do eixo X
Y Eixo de deslocamento Y B Eixo auxiliar de giro em torno do eixo Y
Z Eixo de deslocamento Z C Eixo auxiliar de giro em torno do eixo Z
Outras funções I Eixo auxiliar do eixo X para centro do raio
O Nome do programa J Eixo auxiliar do eixo Y para centro do raio
( ) Comentários K Eixo auxiliar do eixo Z para centro do raio
FUNÇÕES MISCELANEAS (M)
M00 Parada programada incondicional M30 Fim de programa com retorno ao início
M06 Troca de ferramenta
Rotação do fuso ou eixo árvore Refrigeração
M03 Ligar rotação do fuso no sentido horário M07 Ativar líquido refrigerante com ar sob pressão
M04 Ligar rotação do fuso no sentido anti-horário M08 Ativar líquido refrigerante
M05 Parada do fuso M09 Desligar refrigeração
FUNÇÕES PREPARATÓRIAS (G)
Movimentos da peça ou ferramenta Parâmetros de corte
G00
Avanço rápido para afastamento ou aproximação da
ferramenta G21 Programação em mm
G01 Avanço de usinagem com percurso em linha reta G94 Velocidade de avanço em mm/minG02
Avanço de usinagem com percurso circular – sentido
horário G95 Velocidade de avanço em mm/rot
G03
Avanço de usinagem com percurso circular – sentido
anti-horário G96 Velocidade de corte constante em m/min
G04 Tempo de espera da ferramenta na coordenadaespecificada G97 Rotação em rpm
G20 Programação em polegadas
Sistema de coordenadas cartesianas ortogonais Origem dos eixos de coordenadas
G90 Sistema de coordenadas absolutas G53 Zero máquina
G91 Sistema de coordenadas incrementais G54 Zero peça
Dimensões da ferramenta Ciclos de usinagem
G40 Reset da medida da ferramenta
G41 Compensação do raio da ferramenta à esquerda doseu percurso
G42 Compensação do raio da ferramenta à direita do seu
percurso
G43 Compensação do comprimento da ferramentapositivo
G44 Compensação do comprimento da ferramentanegativo
Planos de trabalho
G17 Seleção do plano de trabalho XY
G18 Seleção do plano de trabalho XZ
G19 Seleção do plano de trabalho YZ
Programação CNC - 27
PROGRAMAÇÃO CNC – FLUXOGRAMA BÁSICO PARA PROGRAMAÇÃO – CENTRO DE USINAGEM
Início do
programa
Cancelar
ciclo
Sistema de
coordenadas
Deslocamento para ponto de
troca de ferramenta
Zero
máquina
Plano de
trabalho
Compensação do
comprimento da ferramenta
Corretor da
ferramenta
Rotação da
ferramenta
Avanço da mesa
ou ferramenta
Escolha da
ferramenta
Zero peça
Trocar
ferramenta
Giro do eixo
árvore
Fim do programa com
retorno ao início
Desligar
refrigeração
Zero
máquina
Deslocamento para ponto de
troca de ferramenta
Usinagem da
peça com ciclo
Usinagem da
peça sem ciclo
Ligar
refrigeração
Aproximação da
peça
Compensação do raio da
ferramenta (se necessário)
Cancelar compensação
da ferramenta
Programação CNC - 28
Exemplo 1: Programação de um Torno
Sobremetal de 2 mm em todo o contorno, incluindo a face.
1) Ferramentas:
TIPO DE FERRAMENTA
POSIÇÃO NO
MAGAZINE
CORRETOR DO
PROGRAMA
Broca de centro 1 1
Broca de diâmetro 10 mm 2 2
Ferramenta de copiar 3 3
2) Deslocamento de origem 1 (G54)
3) Ponto de troca da ferramenta (em relação ao zero máquina):
- no eixo X = 100 mm
- no eixo Z = 400 mm
4) Parâmetros do processo (dados tecnológicos):
TIPO DE FERRAMENTA AVANÇO
ROTAÇÃO
(VELOCIDADE DE
CORTE)
Broca de centro 100 mm/min 500 rpm
Broca de diâmetro 10 mm 120 mm/min 400 rpm
Ferramenta de copiar 0,2 mm/rotação 100 m/min
5) Resolução:
% (início)
N2 G00 G53 G90 X100.0 Z400.0 T0 (T0 – desativa corretores)
N4 G97 S500 T0101 M03 M06 (broca de centro)
N6 G54 X0.0 Z145.0 M08 (M08 – liga o refrigerante antes do início da usinagem)
Programação CNC - 29
N8 G01 G94 Z130.0 F100
N10 G00 Z145.0
N12 G53 X100.0 Z400.0 T0 M09
N14 G97 S400 T0202 M03 M06 (broca de diâmetro de 10 mm)
N16 G54 X0.0 Z145.0 M08
N18 G01 G94 Z101.7 F120
N19 G04 F2.0
N20 G00 Z145.0
N22 G53 X100.0 Z400.0 T0 M09
N23 G92 S2000
N24 G96 S100 T0303 M03 M06 (ferramenta de copiar)
N26 G54 X10.0 Z145.0 M08
N28 G01 G95 G42 Z145.0 F0.2
N30 X36.0
N32 G03 X40.0 Z133.0 I0.0 K-2.0
N34 G01 Z120.0
N36 X36.0 Z110.0
N38 Z95.0
N40 X40.0 Z85.0
N42 Z65.0
N44 X70.0 Z45.0
N50 Z35.0
N52 X85.0
N54 G00 G40 Z145.0
N56 G53 X100.0 Z400.0 T0 M05 M09
N58 M30
Notas:
- Ponto zero da máquina (torno): encosto da placa
- G53: Ocorre uma inibição (somente no bloco em que é escrito) do deslocamento do
ponto zero da peça, passando os movimentos a serem feitos em relação ao zero
máquina. É utilizado para posicionar para o ponto de troca da ferramenta.
- I(x) e K(z): centro do raio.
Programação CNC - 30
Exemplo 2: Programação de um Torno
1) Ferramentas:
TIPO DE FERRAMENTA POSIÇÃO NOMAGAZINE
CORRETOR DO
PROGRAMA
Broca de centro 1 1
Broca de diâmetro 16 mm 2 2
Ferramenta de copiar 3 3
2) Deslocamento de origem 1 (G54)
3) Ponto de troca da ferramenta (em relação ao zero máquina):
- no eixo X = 100 mm
- no eixo Z = 400 mm
4) Parâmetros do processo (dados tecnológicos):
TIPO DE FERRAMENTA AVANÇO
ROTAÇÃO
(VELOCIDADE DE
CORTE)
Broca de centro 100 mm/min 500 rpm
Broca de diâmetro 16 mm 120 mm/min 400 rpm
Ferramenta de copiar 0,2 mm/rotação 100 m/min
5) Sequência de usinagem:
Após executar o furo de centro e o furo de diâmetro 16 mm, seguir a seguinte sequência de
usinagem:
Programação CNC - 31
6) Resolução:
%
N2 G00 G53 G90 X100.0 Z400.0 T0
N4 G97 S500 T0101 M03 M06 (broca de centro)
N6 G54 X0.0 Z160.0 M08
N8 G01 G94 Z145.0 F100
N10 G00 Z160.0
N12 G53 X100.0 Z400.0 T0 M09
N14 G97 S400 T0202 M03 M06 (broca diâmetro 16 mm)
N16 G54 X0.0 Z160.0 M08
N18 G01 G94 Z129.7 F120
N19 G04 F1.0
N20 G00 Z160.0
N22 G53 X100.0 Z400.0 T0 M09
N23 G92 S2000
Programação CNC - 32
N24 G96 S100 T0303 M03 M06 (ferramenta de copiar)
N26 G54 X35.0 Z150.0 M08
N28 G01 G95 X10.0 F0.2
N30 G00 X0.0 Z155.0
N32 G00 X30
N34 G01 G42 Z130.0
N36 X25.0 Z125.0
N38 Z98.0
N40 G02 X45.0 Z88.0 I10.0 K0.0
N42 G01 Z65.0
N44 X75.0 Z50.0
N46 Z25.0
N48 G04 F1.0
N49 G01 X80.0 Z30.0
N50 G00 G40 G53 X100.0 Z400.0 T0 M05 M09
N52 M30
Programação CNC - 33
Exemplo 3: Programação de um centro de usinagem
Elaborar o programa completo, incluindo todos os comandos como parâmetros de usinagem,
refrigeração, troca de ferramenta, ...., para a seguinte peça conforme croqui.
Lembramos que o zero peça está localizado no lado esquerdo da peça, na posição inferior
conforme croqui.
Programar em coordenadas absolutas, com interpolação circular utilizando também
coordenadas auxiliares (I, J, K) com valores absolutos para o centro do raio.
Sequência de operações:
a) Fazer o rebaixo de 10 mm na parte superior esquerda, usinando-o no sentido anti-
horário (atenção para remover todo o material desta superfície conforme croqui).
b) Marcar o centro dos dois furos de 8 mm com broca de centro.
c) Abrir os dois furos passantes de 8 mm.
Dados da máquina:
a) Coordenada do zero máquina: (X,Y,Z) = (450,150,600).
Ferramentas:
Tipo de ferramenta
Endereço
no
magazine
Corretor da
ferramenta Avanço Rotação
Broca de centro 1 1 200mm/min 800 rpm
Broca de 8 mm 2 2 120mm/min 400 rpm
Fresa sem alma de 20
mm 3 3 80 mm/min 200 rpm
Programação CNC - 34
Resolução
1) Definição dos eixos de coordenadas:
Na figura do lado esquerdo nós temos um exemplo de centro de usinagem, com ferramentas
dispostas no carrossel.
Na figura centro, termos os eixos de coordenadas definidos para um centro de usinagem
vertical.
Na figura do lado direito nós temos exemplos de ferramentas fixadas no mandril, cujo
conjunto é montado no cabeçote da máquina.
Então os eixos de coordenadas ficam representados na figura do exercício conforme segue:
2) Elaboração do programa CNC, seguindo a sequência de usinagem estabelecida:
Notas:
Quando é programado o movimento da ferramenta nos eixos X e Y, é interpretado como
movimento relativo da ferramenta em relação à peça. No caso de fresadoras ou centros de
usinagem, na realidade, é a mesa que se movimenta nos eixos X e Y. Com respeito ao eixo
Programação CNC - 35
Z, o movimento é da ferramenta, sendo que em algumas máquinas a mesa é que vai de
encontro à ferramenta.
Tudo que estiver entre parenteses, corresponde a uma explicação sobre a sentença do
programa, para facilitar o seu entendimento.
% (início do programa)
N10 G17 G90 (G17 – definição do plano de trabalho; neste caso trabalharemos no plano XY,
pois a ferramenta se movimentará no sentido vertical para usinagem da peça, além dos
movimentos na direção dos eixos X e Y para realizar os contornos: G90 – trabalharemos
com coordenadas absolutas, conforme definido no enunciado do exercício).
N20 G00 G40 G53 X450.0 Y150.0 Z600.0 (definição do eixo de coordenadas para Zero
Máquina – G53; reset de compensações anteriores do raio da ferramenta, limpando a
memória do programa – G40; movimento em avanço rápido do cabeçote para o ponto de
troca da ferramenta – G00, sendo que esta coordenada do ponto de troca está de acordo
com o projeto da máquina; esta coordenada do ponto de troca conforme definida no
enunciado, tem como sua origem dos eixos o Zero Máquina)
N30 T03 M06 (selecionar a fresa de 20 mm – ferramenta na posição 3 do magazine de
ferramentas, T03; trocar ferramenta – M06)N40 G00 G54 G94 X5.0 Y-15.0 F80 S200 M04 (definir avanço de 80 mm/min – F80 e G94
para a unidade de avanço; definir rotação de 200 rpm – S200; definir giro da ferramenta no
sentido anti-horário – M04; avanço rápido para a posição X5.0 e Y-15.0 mantendo o Z600.0;
o G00 é opcional, pois ele é uma função modal e já havia sido definido em sentença anterior,
e depois não foi programada nenhuma outra função para substituí-la, tipo G1, G2 ou G3).
Figura apenas
ilustrativa para
demonstrar as
diferenças no espaço
entre os pontos Zero
Máquina, Zero Peça e
Ponto de Troca de
Ferramenta.
G54...G57 – acionamento das teclas dos pontos de origem no próprio
comando. Abre-se uma tela, onde são colocadas as diferenças em relação ao
zero da máquina.
Origem X Y Z B
G54 -500 400 100 0
G55 -800 100 100 180
Programação CNC - 36
Figura ilustrando a posição da ferramenta
X5.0, Y-15.0, Z600.0
N50 G00 G43 D03 Z0.0 M08 (avanço rápido para a posição Z0.0, não alterando suas
coordenadas X e Y, ou seja apenas se movimentando verticalmente para baixo; G00 é
opcional – função modal; ler corretor da ferramenta, ou seja, ler memória do comando onde
estão armazenados os valores reais de comprimento e raio desta ferramenta – D03, que
foram introduzidos via teclado do comando pelo operador; compensação positiva do
comprimento da ferramenta – G43; ligar o líquido refrigerante antes do início da usinagem –
M08).
Figura ilustrando a posição da ferramenta
X5.0, Y-15.0, Z0.0, estando a ferramenta
pronta para início da usinagem.
Atenção: Não foi programada ainda
nenhuma compensação do raio da
ferramenta. Portanto, a trajetória da
ferramenta seguirá como referência o
centro da mesa.
O movimento do cabeçote
da máquina é feito pelo
ponto N do cabeçote, por
isso é compensado o
comprimento da ferramenta
L (a máquina entende que a
referência para
deslocamento é a ponta da
ferramenta e não o ponto N
do cabeçote)
Compensação da ferramenta (ex. Heller) – No painel de comando, acionar tecla de
chamada de ferramentas, localizando no vídeo o n.o da ferramenta usada e registra-
se manualmente na memória (NÃO NO PROGRAMA), as informações solicitadas
para o reconhecimento da ferramenta (características dimensionais e parâmetros de
corte).
Vídeo A digitar
N.o ferramenta T005
Avanço por faca
(mm/faca)
0,05
N.o facas 8
Vcelocidade corte
(m/min)
700
Raio ferramenta (mm) 30
Programação CNC - 37
Comprimento ferramenta
(mm)
180
Neste caso, não é necessário programar F e S no programa principal.
N60 G01 Y95.0 (avanço controlado em linha reta, variando apenas as coordenadas no eixo
Y – G01)
Ferramenta avançando para a posição
Y95.0
N70 G01 G42 X30.0 (G01 é opcional, pois é uma função modal, e como já estava
programado na sentença anterior não havia necessidade de programá-lo novamente;
avanço controlado em linha reta até a posição X30.0, porém, agora sim, compensando o raio
da ferramenta à direita como veremos sua utilidade a seguir – G42; movimento no sentido
anti-horário conforme especificado no exercício)
N80 G01 Y30.0 (G01 modal; avanço controlado apenas no eixo Y até a posição Y30.0,
quando se inicia o movimento circular)
N90 G03 X45.0 Y15.0 I45.0 J30.0 (Movimento circular anti-horário – G03 num raio de 15,
para o destino X45.0 Y15.0, lembrando que ainda estamos compensando o raio da
ferramenta à direita, conforme programado anteriormente)
Eixos auxiliares para X e Y são I e J respectivamente, para definir a posição do
Programação CNC - 38
centro do raio num movimento circular.
Portanto, I = 45.0 e J = 30.0 em coordenadas absolutas para a posição do centro do
raio em relação à origem das coordenadas X e Y.
N100 G01 X70.0 (ver figura após sentença N150)
N110 G03 X85.0 Y30.0 I70.0 J30.0 (ver figura após sentença N150)
N120 G01 Y70.0 (ver figura após sentença N150)
N130 G03 X70.0 Y85.0 I70.0 J70.0 (ver figura após sentença N150)
N140 G01 X45.0 (ver figura após sentença N150)
N150 G03 X30.0 Y70.0 I45.0 J70.0 (ver figura após sentença N150)
Ao lado estão representadas as
coordenadas de cada ponto do percurso
onde ocorre mudança de sentido, bem
como as coordenadas dos centros dos
raios.
Rever explicação mais detalhada dos
movimentos circulares na sentença N90.
Movimento circular em todas as pontas
no sentido anti-horário – G03.
Programado centros de cada raio em
relação à origem dos eixos X e Y,
considerando coordenadas auxiliares I e
J, conforme vimos anteriormente.
N160 G00 X20.0 Z50.0 M09 (afastamento da peça em avanço rápido – G00, tomando-se o
cuidado para não riscar a superfície lateral usinada da peça; desligar liquido refrigerante –
M09)
N170 G00 G53 G40 X450.0 Y150.0 Z600.0 (resetar compensação do raio da ferramente –
G40; mudar a origem dos movimentos para Zero Máquina – G53, porque como já vimos as
coordenadas do ponto de troca da ferramenta são referenciadas pelo Zero Máquina; avançar
rapidamente para o ponto de troca da ferramenta)
N180 T01 M06 (selecionar a broca de centro – ferramenta na posição 1 do magazine de
ferramentas, T01; trocar ferramenta – M06)
N200 G00 G54 G94 X125.0 Y50.0 F200 S800 M03 (valem as mesmas explicações para o
fresamento de contorno visto na sentença N40, modificando apenas o giro do eixo árvore no
sentido horário – M03; a broca de centro se posicionou nas coordenadas X125.0 e Y50.0,
exatamente sobre o ponto onde será executado o primeiro furo de centro, porém ainda
distante Z600.0 do plano do Zero Peça)
N210 G00 G43 D01 Z50.0 M08 (valem as mesmas explicações para o fresamento de
contorno visto na sentença N50)
Programação CNC - 39
N220 G81 R02 5.0 R03 –11.0 (utilização de ciclo de furação – G81 que é uma função modal,
a qual somente será cancelada por uma outra função de ciclo G82...G87, ou função de reset
G80. Enquanto não houver este cancelamento, este ciclo continua valendo nas sentenças
seguintes)
A função G81 faz com que a
ferramenta parta em avanço rápido
para o plano R02 (altura Z5.0) e
depois num avanço programado até
uma profundidade no plano R03 (Z-
11.0). Após atingir esta profundidade,
retorna em avanço rápido até o plano
R02.
Na sentença seguinte do programa se
for programada nova coordenada X e
Y, ela repetirá o ciclo de furação.
Para desabilitar qualquer ciclo deve
ser programada a função G80.
N230 G00 X195.0 (Após realizar o primeiro furo, a broca é posicionada na coordenada
X195.0 Y50, onde neste ponto realiza o mesmo ciclo anterior de furação com retorno ao
plano R02 – Z5.0)
N240 G00 G80 Z50.0 M09 (afastamento da peça em avanço rápido no sentido vertical – G00
para a posição Z50.0; desativação do ciclo com o comando G80 – a partir deste momento o
ciclo não mais se repete; desligar refrigerante – M09).
N250 G00 G53 X450.0 Y150.0 Z600.0 (ver explicações na sentença N170; não é resetada a
compensação do raio G40 pois não definimos que o mesmo deveria ser compensado em
sentenças anteriores – programamos considerando o eixo de simetria da ferramenta)
N260 T02 M06 (T02 – broca de 8 mm; ver explicações na sentença N180)
N270 G00 G54 G94 X125.0 Y50.0 F120 S400 M03 (ver explicações nas sentenças N200 e
N40)
Programação CNC - 40
Posição dos 2 furos de 8 mm.
N280 G00 G43 D02 Z50.0 M08 (ver explicações nas sentenças N210 e N50)
N290 G81 R02 5.0 R03 –35.0 (ver explicações na sentença N220, neste caso com a
profundidade da broca atingindo Z-35.0)
N300 G00 X195.0 (Ver explicações na sentença N230)
N310 G00 G80 Z50.0 M09 (ver explicações na sentença N240)
N320 M30 (fim do programa com retorno ao seu início – M30; não é resetada a
compensação do raio G40 pois não definimos que o mesmo deveria ser compensado em
sentenças anteriores – programamos considerando o eixo de simetria da ferramenta)