Apresentação Histórico

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Automação – CNC
3 Ciclo de Técnico em Mecânica
Apresentação
O que é o Comando Numérico
No desenvolvimento histórico das Máquinas Ferramentas
de usinagem, sempre se procurou soluções que permitissem aumentar a produtividade com qualidade superior associada a minimização
dos desgastes físicos na operação das máquinas. Muitas soluções
surgiram, mas até recentemente, nenhuma oferecia flexibilidade
necessária para o uso de uma mesma máquina na usinagem de
peças com diferentes configurações e em lotes reduzidos.
Do ponto de vista do hardware , pode-se dizer que o Comando Numérico é um equipam ento eletrônico capaz de receber
informações através de entrada própria de dados, compilar estas
informações e transmiti-las em forma de comando à máquina ferramenta de modo que esta, sem a intervenção do operador, realize as
operações na seqüência programada.
Por outro lado, podemos entender o Comando Numérico como uma
forma de automação programável, baseada em softwares compostos
de símbolos, letras e números.
Para entendermos o princípio básico de funcionamento de
uma máquina-ferrament a a Comando Numérico, devemos dividi-la,
genericamente, em duas partes:
Um exemplo desta situação é o caso do torno. A evolução
do torno universal, levou à criação do torno revólver, do torno copiador e torno automático, com programação elétrica ou mecânica, com
emprego de "cames", etc. Em paralelo ao desenvolvimento da máquina, visando o aumento dos recursos produtivos, outros fatores
colaboraram com sua evolução, que foi o desenvolvim ento das ferramentas, desde as de aço rápido, metal duro às modernas ferramentas com insertos de cerâmica. As condições de corte imposta
pelas novas ferramentas exigiram das máquinas novos conceitos de
projetos, que permitissem a usinagem com rigidez e dentro destes,
novos parâmetros. Então, com a descoberta e, conseqüente aplicação do Comando Numérico à Máquina Ferram enta de Usinagem,
esta preencheu as lacunas existentes nos sistemas de trabalho com
peças complexas, reunindo as características de várias destas máquinas.
1-Comando Numérico
O C.N. é composto de uma unidade de assimilação de informações, recebidas através da leitora de fitas, entrada manual de
dados, micro e outros menos usuais.
Uma unidade calculadora, onde as informações recebidas
são processadas e retransmitidas às unidades motoras da máquinaferramenta.
O circuito que integra a máquina-ferramenta ao C.N. é denominado de interface, o qual será programado de acordo com as
características mecânicas da máquina.
2-Máquina-Ferramenta
Histórico
O projeto da máquina-ferram enta deverá objetivar os recursos operacionais oferecidos pelo C.N.. Quanto mais recursos oferecer, maior a versatilidade.
Em 1950, já se dizia em voz corrente, que a cibernética revolucionaria, completamente, as máquinas ferramentas de usinagem, mas não se sabia exatamente como. Houve tendências iniciais
de aplicar o computador para comando de máquinas, o que, de certa
forma, retardou o aparecimento do CNC. Somente quando este
caminho foi abandonado principalmente por ordem econômica,
abriu-se para a pesquisa e o desenvolvimento do que seria o "Comando Numérico".
Vantagens do Comando Numérico
O Comando Numérico pode ser utilizado em qualquer tipo
de máquina-ferramenta. Sua aplicação tem sido maior nas máquinas
de diferentes operações de usinagem, como Tornos, Fresadoras,
Furadeiras, Mandriladoras e Centros de Usinagem.
Basicamente, sua aplicação deve ser efetuada em empresas que
utilizem as máquinas na usinagem de séries médias e repetitivas ou
em ferramentarias, que usinam peças complexas em lotes pequenos
ou unitários.
A compra de uma máquina-ferram enta não poderá basearse somente na demonstração de economia comparado com o sistema convencional, pois, o seu custo inicial ficará em segundo plano,
quando analisarmos os seguintes critérios na aplicação de máquinas
a C.N.
No conceito "Com ando Numérico", devemos entender "numérico",
como significando por meio ou através de núm eros. Este conceito
surgiu e tomou corpo, inicialmente nos idos de 1949/50, nos Estados
Unidos da América e, mais precisamente, no Massachussets Institute
of Technology, quando sob a tutela da Parsons Corporation e da
Força Áerea dos Estados Unidos, desenvolveu-se um projeto específico que tratava do "desenvolvimento de um sistema aplicável às
máquinas-ferramenta para controlar a posição de seus fusos, de
acordo com os dados fornecidos por um computador", idéia, contudo,
basicamente simples.
As principais vantagens são :
1- Maior versatilidade do processo
2- Interpolações lineares e circulares
3- Corte de roscas
4- Sistema de posicionamento, controlado pelo C.N., de grande
precisão.
5- Redução na gama utilizável de ferram entas.
6- Compactação do ciclo de usinagem.
7- Menor tempo de espera.
8- Menor movimento da peça.
9- Menor tempo de preparação da máquina.
10- Menor interação entre homem/máquina. As dimensões dependem, quase que som ente, do comando da máquina.
11- Uso racional de ferram entas, face aos recursos do comando/máquina, os quais executam as formas geométricas da peça, não
necessitando as mesmas de projetos especiais.
12- Simplificação dos dispositivos.
13- Aumento da qualidade de serviço.
14- Facilidade na confecção de perfis simples e complexos, sem a
utilização de modelos.
15- Repetibilidade dentro dos limites próprios da máquina.
16- Maior controle sobre desgaste das ferramentas.
17- Possibilidade de correção destes desgastes.
Entre 1955 e 1957, a Força Aérea Norte-Americana utilizou
em suas oficinas máquinas C.N., cujas idéias foram apresentadas
pela "Parson Corporation". Nesta mesma época, várias empresas
pesquisavam, isoladamente, o C.N. e sua aplicação. O M.I.T., Massachussets Institute os Tecnology, também participou das pesquisas
e apresentou um comando com entrada de dados através de fita
magnética. A aplicação ainda não era significativa, pois faltava confiança, os custos eram altos e a experiência muito pequena. Da década de 60, foram desenvolvidos novos sistemas, máquinas foram
especialmente projetadas para receberem o C.N., e aumentou muita
a aplicação no campo da metalurgia. Este desenvolvimento chega a
nossos dias satisfazendo os quesitos de confiança, experiência e
viabilidade econômica.
A história não termina, mas abre-se nova perspectiva de
desenvolvim ento, que deixam de envolver somente Máquinas Operatrizes de usinagem, entrando em novas áreas. O desenvolvimento da
eletrônica aliado ao grande progresso da tecnologia mecânica garantem estas perspectivas do crescimento.
Atualmente, as palavras "Comando Numérico" começam a
ser mais freqüentemente entendidas como soluções de problemas de
usinagem, principalmente, onde não se justifica o emprego de máquinas especiais. Em nosso país, já se iniciou o emprego de máquinas com C.N., em substituição aos controles convencionais.
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Botões de segurança / Chave geral
Os botões de segurança têm por objetividade a preservação do
equipamento. Quando pressionado causará a parada imediata dos
eixos de movimento e de rotação da máquina.
18- Menor controle de qualidade.
19- Seleção infinitesimal dos avanços.
20- Profundidade de corte perfeitamente controlável.
21- Troca automática de velocidades (2 gamas).
22- Redução do refugo.
23- Menor estoque de peças em razão da rapidez de fabricação.
24- Maior segurança do operador.
25- Redução na fadiga do operador.
26- Economia na utilização de operários não qualificados.
27- Rápido intercâmbio de informações entre os setores de Planejamento e Produção.
28- Uso racional do arquivo de processos.
29-Troca rápida de ferram entas.
Tipos de Comando
Os tipos de comando são basicamente três:
1-Comando ponto a ponto
O comando ponto a ponto é recomendável quando se exige somente
posicionamento em pontos program ados, com deslocamentos em
avanço rápido.
Painel de Comando
Embora este tipo seja o tipo mais simples, ele garante o posicionamento segundo os eixos geométricos da máquina dentro do intervalo
de precisão e repetibilidade previstas.
O comando CNC é um equipamento eletrônico, dotado de
um processador ou mais de um, e de memórias de armazenamento,
capaz de receber informações através de entrada própria de dados,
processar e compilar estas informações, transmitindo-as em forma
de impulsos à máquina ferramenta, gerando o movimento simultâneo
dos eixos em combinação com seu sistema de medição e funções de
programação, de modo que esta sem a intervenção do operador,
realize as operações de usinagem na seqüência programada.
Os painéis de comando CNC diferem muito de um fabricante para o outro, porém alguns elementos são básicos entre eles, tais
como:
2-Comando de percurso
O comando de percurso representa uma evolução do comando ponto a ponto, isso porque, além do posicionamento dos
eixos, ele passa também a garantir a direção da ferram enta e o
avanço de corte.
É o comando que realiza separadamente os movimentos,
isto é, um de cada vez, os deslocamentos longitudinal e transversal
dos eixos de uma máquina. É indicado apenas para usinagens paralelas aos eixos da máquina.
Display / Vídeo
Através do display é possível monitorar todo o Status da máquina,
assim como efetuar e visualizar testes como os de analise de sintaxe
e teste gráfico-dinâmico, dentre outros.
Teclado Alfa-numérico
Através do teclado do comando é possível prom over toda a entrada
de dados necessária a execução de uma determinada peça, fazendo
inserções de caracteres que viabilizam a edição de program as, as
correções ou alterações de parâmetros etc..
Seletor de Variação
Através dos Seletores de Variação é possível modificar (Diminuir /
Aumentar) valores referentes ao Rpm ou Avanço programado, dentro
de uma determinada faixa estipulada pelo fabricante.
Volante Eletrônico
Através do volante eletrônico pode-se operar manualmente a movimentação dos eixos da máquina.
Teclas de Função
As teclas de função são utilizadas quando da necessidade de aplicações específicas, tais como registros de parâmetros, inserções de
correção de ferramentas, movimentações manuais e outras.
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3-Comando de Trajetória
O comando de trajetória é o tipo mais completo de comando, pois realiza, instante por instante, o controle da posição da ferramenta na trajetória entre dois pontos. Garante o posicionamento
exato e controla a trajetória e o avanço da ferramenta, podendo os
carros ter movimentos simultâneos e perfeitamente conjugados, de
modo que se obtenham quaisquer ângulos ou perfis circulares com
qualquer raio.
Figura 2.
Parafuso de Esferas Recirculantes:
1- Parafuso
2- Porca de duas partes
3- Calço de espessura
4- Esferas
Transmissão de Movimento
Os fusos de esferas também chamados de esferas recirculantes, é atualmente o meio mais eficiente para se converter movimento rotativo em movimento linear e vice versa.
Os fusos de esferas podem ser utilizados em máquinas e
equipamentos dos mais variados setores propiciando assim uma
ampla aplicação de mercado.
Fuso com esferas recirculantes
Durante a usinagem de peças nas máquinas operatrizes
são realizados movimentos de peças, ferramentas e carros. O sistema de transmissão muito usado para este movimento é o sistema de
fuso e porca. O sistem a fuso-porca convencional tem o inconveniente
dos atritos significativos entre as roscas do parafuso e da porca que
provocam uma torção do parafuso, incompatível com as precisões de
usinagem requeridas, assim como um avanço repentino (solavanco)
a pequena velocidade (período de partida e parada dos carros).
A folga entre a rosca do parafuso e da porca também deve
ser levada em conta quando se inverte o sentido de deslocamento,
sob pena de imprecisão de cota e até ruptura de ferramentas. Numa
máquina convencional corrige-se essa folga manualmente, mas
numa máquina automática, isso não é possível.
As máquinas automáticas devem poder realizar acelerações e desacelerações consideráveis e rápidas, bem como deslocamentos regulares à velocidades lentas, por isso os sistemas parafuso-porca clássicos (folga e atrito) são excluídos dos sistemas de
comando das máquinas CNC.
Pelo motivo exposto anteriormente, mesmo sendo onerosos, os sistemas parafuso-porca de esferas recirculantes são os
usados (fig.1) isso permite transformar o atrito das roscas parafusoporca num rolamento. A folga é retirada utilizando porcas duplas
reconciliáveis por sistema de anéis roscados e de calço de espessura
(fig.2), podendo-se atingir assim uma alta e repetitiva precisão nos
movimentos dos carros.
Vantagens dos fusos de esferas recirculantes:
1- Alto Rendimento
A redução de atrito possibilita um rendimento mecânico em torno de
90%
Figura 1.
Parafuso de Esferas Recirculantes:
1- Goteira de reciclagem das esferas
2- Porca
3- Parafuso
4- Esferas
2- Movimento Regular
Os fusos de esferas possuem movimento regular também a
rotações muito baixas, eliminando possíveis trepidações características dos fusos de rosca comum (trapezoidal).
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Para o amortecimento de vibrações são adotados barramentos de alta rigidez com enchim ento de concreto ou areia do
macho de fundição. No caso de tornos, muitos modelos foram projetados com barramentos inclinados (Fig.5) para facilitar a rápida eliminação de cavacos, produzidos em elevado volume e altas temperaturas.
3- Folga Axial Zero
A alta eficiência do contato por esferas permite precarga eliminando por completo 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 manutenção após determinado período devido ao aparecimento de folga,
os fusos de esferas não necessitam de manutenção.
6- Receptividade de posição
A redução de desgaste por atrito permite a repetividade de
posicionamentos requeridos em certas máquinas, com 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
com óleo ou graxa para rolamentos.
Guias e Barramento
Motores
São elementos de vital importância em uma máquina operatriz, pois determinam toda a precisão geométrica da máquina. Cabe
a eles a responsabilidade de deslocar os carros porta-ferramentas de
forma precisa.
Varias formas de guias e barramentos foram utilizados,
sempre visando reduzir o atrito e desgaste. Com o evento das máquinas CNC, o problema complicou-se pois, além de reduzir o desgaste, o problema da inércia tornou-se ponto crítico pelo efeito
"STICK-SLIP", que é a tendência a saltos que ocorrem em baixa
velocidade de escorregamento, tanto em movimentos translatórios
como rotatórios. Em velocidades pequenas (5 a 20 mm/min), a película de óleo lubrificante é rompida e ocorre atrito estático. Os elementos de transmissão são deformados elasticamente até que o
atrito estático seja superado. O carro avança então rapidamente sob
a ação das forças elásticas, restabelecendo-se o atrito cinemático. O
jogo pode repetir-se, tornando-se especialm ente incomodo em baixas
velocidades de posicionamento final ou em pontos de inversão de
contornos.
A escolha de materiais adequados, tais como, guias de
plástico (Fig.3), ou aditivos no óleo (bissulfeto de molibdênio) podem
ajudar na solução do problema. Outra solução de guias de baixo
atrito e reduzido desgaste, é as guias de rolamentos (Fig.4) e guias
hidrostáticas.
Motor de acionamento da árvore
A rotação da peça nos tornos e a rotação da ferramenta
nas fresadoras é realizada pela árvore principal. O acionamento da
árvore é realizado através de motor de corrente alternada ou corrente
contínua.
Quando o acionamento é feito por motor de corrente alternada, a seleção de rotações é feita por uma caixa de engrenagens. A
gama de rotações disponíveis neste caso fica na dependência do
número de escalonamentos da caixa de engrenagens.
As árvores principais das máquinas CNC são geralmente
acionadas por motores de corrente contínua, onde as rotações podem ser realizadas sem escalonamento e controladas através de um
tacômetro.
Neste caso pode-se utilizar qualquer rotação desejada dentro do campo de rotações da máquina.
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Quando necessário, também podem ser programados posicionamentos da contra-ponta, avanço e retrocesso do mangote e
luneta, para uma melhor fixação de trabalho.
Em alguns tipos de usinagem, quando necessário atingir
um torque favorável ou modificar o campo de rotações, pode existir
no acionamento com motor de corrente contínua uma caixa de engrenagens com 2, 3 ou 4 escalonamentos.
Motor de acionamento dos fusos
Em geral são utilizados motores de corrente contínua para
o acionamento dos avanços, que são regulados por um circuito de
potência e podem acionar ou frear em ambas as direções de movimento.
Dispositivos de Troca de Ferramenta
Nos processos de usinagem são poucas as peças que podem ser usinadas sem a troca de ferram entas, como se procura
realizar o maior número de operações possíveis numa única sujeição, o sistema de troca de ferramentas em máquinas CNC, vem cada
vez mais sendo otimizados pelos fabricantes de máquinas.
Nos tornos CNC a troca de ferramentas pode ser realizado
manualmente ou automaticamente.
Na troca manual de ferramentas, temos os suportes portaferramentas de troca rápida . Neste sistema a troca de ferramentas é
feita pelo operador a cada parada de troca do program a executado.
Os movimentos de avanço devem ser realizados sem interferência de forças atuantes, por exemplo, força de corte, atrito estático etc. Para isso, os acionamentos desses movimentos devem ser
rígidos.
Os acionamentos do avanço atendem as exigências sobre
uniformidade dos movimentos e da rapidez de reação na alteração
de velocidades.
São adotadas medidas de segurança eletrônicas adicionais
para se evitar sobrecarga do motor decorrente de:
- Gume de corte da ferramenta gasto;
- Picos de carga durante a aceleração e a freagem;
- Bloqueio do movimento do carro.
Em máquinas CNC de concepção simples e menores exigências de precisão também são utilizados motores passo a passo
nos acionamentos do avanço. Para usinagem em altas velocidades é
necessário um elevado torque de partida e de freagem, não sendo
possível segurança no número de passos. Portanto sua aplicação é
restrita a pequenos torques.
Troca Rápida
Meios de Fixação da Peça
Numa forma de minimizar os tempos passivos durante a
execução de um trabalho
pode-se utilizar um suporte portaferramentas "GANG TOOLS". Neste sistema a troca das ferramentas
utilizadas são comandadas pelo program a CNC, necessitando apenas dos posicionamentos corretos das ferramentas, evitando assim
as paradas no programa para eventuais trocas manuais das mesmas.
Os meios de fixação de peças nas máquinas operatrizes
CNC podem ser acionados para abertura e fechamento através do
programa CNC contido no comando da máquina, como veremos a
seguir.
Nos tornos CNC em geral, é possível programar os movimentos de abertura e fechamento das castanhas, assim como, as
diferentes pressões de fixação.
A escolha da pressão deve-ser feita de acordo com a rotação da árvore devido à força centrífuga nas castanhas. Essa compensação é feita com aumento da pressão a medida que aumenta-se
a rotação, pois as máquinas CNC trabalham freqüentemente com
rotações muito altas. Devido a problemas de deformação das peças,
nem sempre é possível aumentar-se a pressão a qualquer valor, por
isso são utilizadas placas com compensação de força inercial. Estas
são construídas de tal forma que a força de fixação hidráulica resultante permanece constante nas castanhas para as altas rotações da
placa, não se alterando através da influência da força centrífuga.
GANG TOOLS
Na troca automática de ferramentas, os tornos possuem dispositivos
de concepções que se diferenciam em função da quantidade de
ferramentas a serem usadas.
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Magazine
No sistema magazine de m odo geral, a troca de ferramentas é realizado por um braço com duas garras. O programa posiciona
a próxim a ferramenta do magazine que entra em ação e interrompe a
usinagem. Um braço com duas garras entra em ação, tirando de um
lado a nova ferram enta do magazine e do outro lado a ferramenta
que estava operando na àrvore principal da máquina.
As posições das ferramentas se invertem pelo giro de 180
graus do braço de garras o qual logo após introduz as ferramentas
em seus lugares e são de modo geral comandados com lógica direcional.
Podemos assim destacar alguns desses dispositivos:
Torre elétrica
Neste sistema a troca automática de ferram entas é realizada através do giro da mesma que é comandado pelo programa CNC,
deixando a ferramenta na posição de trabalho.
Revolver
No sistema de revolver a troca é realizada com o giro ou
tombo do m esmo, que também é comandado pelo program a CNC,
até que a ferramenta desejada fique na posição de trabalho.
Os magazines de ferram entas podem ser projetados pelo
fabricante da máquina de várias maneiras para atender as necessidades do processo de usinagem, visando a maior flexibilidade possível, a seguir veremos alguns tipos de magazines que podem ser
projetados.
Tipos de magazines
Em se tratando de troca de ferramentas automática, nesses
sistemas são de modo geral comandados com lógica direcional, ou
seja, para o posicionamento da ferramenta é percorrido o caminho
mais curto de giro ou tombo.
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A maioria das máquinas CNC podem ser equipadas com
transportador automático de cavacos. Embora opcional, o transportador, que pode ser acionado pelo programa de usinagem, é fundamental quando o volume de cavaco produzido for grande. O transportador possibilita um trabalho contínuo sem necessidade de interrupção da usinagem para retirada manual de cavacos.
Sistema de Transmissão e Transporte de Cavaco
Como as máquinas CNC podem operar com altas velocidades de corte nas usinagens é exigido que estas possuam um
sistema de refrigeração que possibilite refrigerar, lubrificar e auxiliar
na remoção dos cavacos.
Esses sistemas geralmente, podem
trabalhar com dois valores de pressão (alta e baixa pressão), e alguns fabricantes ainda, adotam para torneamento, sistemas de ferramentas onde o fluído refrigerante é conduzido através de canais no
interior do suporte porta-ferramentas.
Sistema de Medição da Máquina
A medição das posições dos carros pode ser direta ou indireta.
Fluído refrigerante conduzido através do porta-ferramentas
Medição direta
Quando a medição for direta, utiliza-se uma escala e um
receptor/emissor, que são fixados, um no carro e outro no corpo da
máquina (figura abaixo).
Imperfeições nos eixos e nos acionamentos não influenciam nos resultados das medições. O sistema óptico de medição, faz a
leitura das divisões da escala de medição e transforma esta informação em sinal elétrico que é enviada ao comando.
Porém os sistemas com uso de mangueiras flexíveis também é muito usado, tanto em tornos como em centros de usinagem.
Essas providências melhoram muito a refrigeração no local do corte.
Fluído refrigerante conduzido por mangueira flexível
Medição Indireta
Na medição indireta de posicionamento o curso do carro é tom ado
pelo giro de um eixo (fuso) de esferas recirculantes.
O sistema de medição é rotativo e registra o movimento de giro de
um disco de impulso, que está montado no eixo de esferas recirculantes (Figura abaixo), onde o comando, levando em conta o passo
do eixo de esferas recirculantes, transforma os impulsos de giro em
deslocamento do carro.
Devido às altas pressões do fluído de corte, as máquinas CNC, são
equipadas de modo geral com portas protetoras contra respingos,
que possuem sistemas de segurança na sua abertura, aumentando
assim a segurança de trabalho.
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O sistema de medição conta cada número de campos claros-escuros, calculando assim a posição atual do carro pela diferença
em relação à sua posição anterior.
Para este procedimento de medição funcionar, após se ligar o comando, o carro deve ser conduzido à uma posição cuja distância do
ponto zero da máquina, seja conhecido, o que ocorre no referenciamento da máquina.
Após este procedimento, o sistema de medição pode utilizar a escala da régua graduada para realizar as medições de posicionamento.
Ainda em função dos tipos de escala adotado, diferencia-se
a medição de posicionamento em absoluta ou incremental.
Medição Absoluta
Na medição absoluta, é utilizado uma escala de medição
codificada, (figura abaixo), que a cada momento mostra a exata
posição do carro com referência ao Zero máquina (o ponto zero
máquina é um ponto de referência fixo na mesma, que define a origem de seu sistema de coordenadas). Importante é que o campo de
leitura da escala de medição estende-se pelo campo total de trabalho.
A codificação da escala de medição é realizada em forma
binária. Com isto, o comando pode em cada posição determinar um
valor numérico correspondente.
A palavra "absoluto" em correspondência à medição de posicionamento, significa que os dados da posição são sempre mensuráveis independente da condição da máquina e do comando, pois
eles sempre se baseiam em um ponto-zero fixo.
A palavra "Incremental" (incremento = a comprimentos iguais, pequenos percursos) significa, na medição de posicionamento,
que são m ensuráveis os aumentos e diminuições dos comprimentos
dos cursos de movimento.
O comando conta para cada movimento o número de incrementos (por exemplo, traços divisórios), sendo que cada nova
posição se diferencia da última.
Esses sistemas de medição, normalmente eletro-indutivo
ou óptico, são de alta precisão , capazes de resistir ao ambiente
industrial e às vibrações.
Transmissão da Dados
Uma vez de posse do programa CNC, pode-se transferir os
dados de programação para o comando de várias m aneiras, tais
como: Através da inserção manual de dados (A); Através de Fitas
perfuradas (B); Através de Fitas cassetes (Fitas magnéticas) (C);
Através de Disquetes (D); Através da utilização de Cabo de comunicação RS232C (E), cuja evolução e desenvolvimento visou principalmente minimizar a margem de erros de digitação e tempos perdidos com a máquina parada para a inserção desses dados.
Medição Incremental
Na medição de posição incremental é utilizada uma escala
de medição com uma simples régua graduada, (figura abaixo). Esta
régua é composta de campos claros-escuros, cuja a leitura é efetuada pelo sistema de medição através do movimento de avanço do
carro.
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Figura - 3
Muitas máquinas CNC, permitem o movimento rotativo da
mesa de trabalho e do cabeçote da árvore (fig.4), dando maior flexibilidade à máquina que pode através disso usinar diversos lados da
peça com diferentes ângulos de posicionamento.
Esses eixos rotativos da mesa e do cabeçote, possuem
comandos próprios e independentes dos eixos direcionais básicos
dos carros.
Os eixos rotativos são designados conforme a norma DIN,
com letras A, B, e C, primeiras letras do alfabeto, e os eixos principais de avanço com as letras X, Y, e Z, últimas letras do alfabeto.
Para peças especiais são usadas máquinas com mais eixos além dos três básicos principais (fig.4, 5, e 6). Os centros de
usinagem são um exemplo disso pois, além dos eixos básicos principais de avanço, eixos rotativos da mesa e cabeçote freqüentemente
possuem um eixo de avanço adicional.
Eixos de avanço adicionais aos eixos X, Y e Z, são designados de maneira geral pelas letras U, V e W.
Programando em CNC – Linguagem ISO – DIN
Os movimentos das máquinas operatrizes CNC que dão origem a geom etria da peça, são comandados e controlados pelo
comando da máquina. Para que isso seja possível, o comando deve
receber a informação que permite a ele reconhecer qual dos carros,
mesas, cabeçotes ou árvores de rotação ele deve comandar e controlar num dado instante.
O programa CNC é quem fornece essas informações, através de designações normalizadas das direções e sentido dos
movimentos dos componentes da máquina (fig.1,2 e 3). As direções
e sentidos dos movimentos são designados conforme norma DIN
66217.
Figura - 4
Figura - 1
Figura - 5
Figura - 2
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Nas máquinas-ferramenta, o sistema de coordenada determinado pela regra da mão direita pode variar de posição em função do tipo de máquina, mas sempre respeitará a norma onde os
dedos apontam o sentido positivo dos eixos imaginários, com o eixo
"Z" coincidente ou paralelo ao eixo da árvore principal.
Para o comando de avanço e penetração nos tornos, bastam apenas dois eixos imaginários.
Estes são designados pelas letras X e Z, onde o eixo X relaciona-se com o diâmetro da peça, e o eixo Z, relaciona-se com as
dimensões longitudinais da peça, (fig. 6 e 7 ).
Figura - 6
Figura - 6
Regra da Mão Direita
As designações dos eixos básicos principais e dos eixos de
rotação são interdependentes, ou seja, obedecem a uma convenção
fixada pela regra da mão direita e pela seqüência das letras do alfabeto.
Todos os sistemas de coordenadas das máquinas CNC,
respeitam a regra da mão direita (fig.5). Para um sistema tridimensional, são utilizados três eixos perpendiculares entre si, que podem
ser designados com auxílio dos dedos da mão direita onde:
Polegar:
Indicador:
Médio:
Figura - 7
Indica o sentido positivo do eixo imaginário X.
Indica o sentido positivo do eixo imaginário Y.
Indica o sentido positivo do eixo im aginário Z.
Embora a origem do eixo "X", seja no centro de rotação da
peça, a maioria dos com andos interpretam os valores nesse eixo
como sendo já o diâm etro da peça.
Para outros eixos de avanço, atribui-se o nome de eixos de
coordenadas Rotativas, e eixos de coordenadas Adicionais, com
suas designações correspondentes.
Eixos de avanço Rotativo
Aos eixos, designado por eixos rotativos, é atribuído letras
que os identificam junto ao comando, sendo elas as seguintes:
Eixo A: eixo de rotação em torno de X
Eixo B: eixo de rotação em torno de Y
Eixo C: eixo de rotação em torno de Z
As medidas dos giros são fornecidas e interpretadas pelo
comando através de ângulos.
Nas máquinas, onde a peça ou a ferramenta pode ser comandada em movimentos giratório, designa-se os eixos giratórios,
pelos ângulos de rotação A, B, C (fig.8, 9 e 10).
Figura - 5
O eixo de giro na mesma direção do eixo (X), é designado
como (A), na mesma direção do eixo (Y), é designado como (B), e na
mesma direção do eixo (Z) é designado como (C).
Ou seja, a disposição dos eixos conforme a norma DIN
66217 são:
Avanços Lineares
Avanços Rotativos
Avanços Adicionais
X
A
U
Y
B
V
Z
C
W
Figura - 8
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Quadrantes
Os quadrantes são definidos a partir de uma origem pré determinada, que no caso do torno é determinado por uma linha perpendicular a linha de centro do eixo árvore, e obedecem sempre a
mesma ordem independente do tipo de torre utilizada (torre Traseira
ou torre Dianteira), portanto o sinal positivo ou negativo introduzido
na dimensão a ser program ada é dado em função do quadrante onde
a ferramenta atuará.
Torre Traseira
Figura - 9
Figura - 10
O giro é positivo (+) quando, olhando-se do ponto-zero em
direção ao sentido positivo do eixo, o giro se realizar no sentido
horário (fig.11).
Figura -11
Eixos de avanço Adicional
Aos eixos, designado por eixos Adicionais , é atribuído letras que os identificam junto ao comando, sendo elas as seguintes:
Eixo U: eixo co-direcional ao eixo X
Eixo V: eixo co-direcional ao eixo Y
Eixo W: eixo co-direcional ao eixo Z
11
o
Automação – CNC
3 Ciclo de Técnico em Mecânica
No Torno para a programação CNC, o sistema de coordenadas utilizado compõe-se de dois eixos (X e Z), cujo ponto de intersecção corresponde a origem, ou seja, ao ponto zero do sistema, e
toma como referência a linha de centro do eixo árvore da máquina,
onde todo movimento transversal a ele corresponde ao eixo de coordenadas X (em geral relativo a diâmetro), e todo m ovimento longitudinal corresponde ao eixo Z (comprimento).
Torre Dianteira
Na Fresadora é necessária a representação espacial da
peça, para isso o sistema de coordenadas utilizado compõe-se de
três eixos (X,Y,Z), cujo ponto de intersecção corresponde a origem,
ou seja, o ponto zero do sistema, que geralmente é definido em um
canto da peça, através do qual será tomada as medidas dimensionais.
Sistema de Coordenadas Absolutas
Neste sistema, na origem pré-estabelecida como sendo X0,
Z0, o ponto X0 é definida pela linha de centro do eixo árvore, e Z0 é
definida por qualquer linha perpendicular à linha de centro do eixo
árvore.
Este processo é denominado "ZERO FLUTUANTE", ou seja pode-se flutuar em relação ao eixo Z, porém, uma vez definida a
origem ela se torna uma Origem Fixa, ou seja não muda mais.
Durante a programação normalmente a origem (X0,Z0), é
pré-estabelecida no fundo da peça (encosto da castanha) fig. 1, ou
na face da mesma fig. 2, conforme ilustração abaixo:
Origem (X0,Z0)
Sistemas de Coordenadas
Toda geometria da peça é obtida com o auxílio de um sistema de coordenadas.
O sistema de coordenadas é definido, por linhas retas que
se cruzam perpendicularmente determinando em sua intersecção
uma origem, ou seja o "Ponto Zero".
Obedecendo a regra da mão direita, e uma origem determinada, tais retas representam os eixos de movimento da máquina
(X,Y,Z), através dos quais serão tomadas as medidas dimensionais
das peças utilizadas para a programação.
Figura - 1
12
o
Automação – CNC
3 Ciclo de Técnico em Mecânica
Exemplo:
Figura -2
Exemplo:
Exercícios de Fixação
Preencher as coordenadas em branco
Sistema de Coordenadas Incrementais
A origem no sistem a de Coordenadas Incrementais é estabelecida em cada movimento da ferram enta.
Qualquer deslocamento efetuado irá gerar uma nova origem , ou seja
qualquer ponto atingido pela ferramenta, a origem das coordenadas
passará a ser o ponto alcançado.
Todas as medidas são feitas através da distância a ser deslocada.
Note-se que o ponto A é a origem do deslocamento para o
ponto B, e B será a origem para o deslocamento até o ponto C, e
assim sucessivam ente.
Coordenadas Absolutas
Movimentos Coordenadas
Para
X
Z
A
A
B
B
C
C
D
D
E
E
F
F
G
G
H
13
o
Automação – CNC
3 Ciclo de Técnico em Mecânica
Pontos de Referência
Os movimentos das ferramentas na usinagem de uma peça
exigem do comando um domínio total da área de trabalho da máquina, e para que isso ocorra é necessário que ele reconheça alguns
pontos básicos:
Ponto Zero Peça W
O ponto zero peça "W", é o ponto que define a origem
(X0,Z0) do sistema de coordenadas da peça. Este ponto é definido
no program a através de um código de função preparatória "G", e
determinado na máquina pelo operador na preparação da mesma
(Preset), levando em consideração apenas a medida de comprimento
no eixo "Z", tomada em relação ao zero máquina.
Ponto de Trajetória N
O ponto de trajetória "N" é um ponto no espaço (fig. 2). Porém, uma vez referenciada a máquina suas coordenadas de posicionamento dentro da área de trabalho são reconhecidas pelo comando,
e servirá como referência na obtenção dos balanços das ferramentas
(bX, bZ), quando montadas na máquina durante a preparação da
mesma, (ver ponta útil da ferramenta).
Figura - 2
Ponto Comandado da Ferramenta P (Ponta útil)
É o ponto de atuação da ferramenta no perfil programado.
Porém para que isso ocorra é necessário definir os valores de balanço em X e Z das ferramentas operantes, tendo como referência nas
tomadas de medidas o ponto de trajetória "N" (fig. 3). Tais valores
introduzidos no comando durante a preparação da máquina, servem
para efetuar os cálculos necessários para que o ponto de trajetória
"N" se dê afastado do perfil programado, permitindo assim a atuação
da ponta útil das ferramentas (P) na usinagem da peça (fig.4).
Figura - 1
Ponto de Referência de Máquina R
O ponto de Referenciamento é uma coordenada definida
na área de trabalho através de chaves limites e cames, que servem
para a aferição e controle do sistema de medição dos eixos de movimento da máquina Tal coordenada é determinada pelo fabricante
da máquina.
Ponto Zero Máquina M
Figura - 3
O ponto Zero da máquina é o ponto Zero para o sistema de
coordenadas da máquina (X0, Z0), e também o ponto inicial para
todos os demais sistemas de coordenadas e pontos de referência
existentes. Geralmente é determinado após o referenciamento da
máquina.
14
o
Automação – CNC
3 Ciclo de Técnico em Mecânica
Funções Auxiliares
As funções auxiliares formam um grupo de funções que
completam as informações transmitidas ao comando através das
funções preparatórias e funções de posicionamento, principalmente
com informações tecnológicas.
Dentre as funções auxiliares podemos destacar as seguintes:
Função N
Cada bloco ou sentença de informação é identificado pela
função "N", seguida de até 4 dígitos.
A função "N" deverá ser informada no início do bloco ou
sentença.
Se usada, esta função deveria ser incrementada com valores por exemplo, de 5 em 5 ou 10 em 10, deixando assim espaço
para possíveis modificações no programa.
Figura - 4
Tipos de Função de Programação
Um programa CNC é composto de várias funções de programação que deverão ser reconhecidas pelo comando, e que terão
por objetivo fazer com que cada instrução recebida seja executada
dentro do processo de usinagem.
Tais instruções deverão orientar o comando quanto ao O
que Fazer? Onde Fazer? e Como Fazer ? através de funções
codificadas.
As funções de programação podem ser divididas da seguinte forma:
Exemplo:
:
N50 G00 X130. Z140. #
N55 G01 X132. Z138. F.2 #
:
Função # (EOB - END OF BLOCK)
PROGRAMAÇÂO-CNC
A função auxiliar "EOB", é representado pelo caractere "#",
e é utilizada no final de cada bloco ou sentença com o intuito de
finaliza-la para que outra possa ser aberta.
Exemplo:
Funções
Preparatórias – G
N10 G1 X45. Z66. F.15 #
G00
G01
.
.
.
Função S
Através desta função o comando recebe informações quanto ao valor da velocidade de corte de duas maneiras diferentes:
DIRETA:
Quando utilizado junto com a função G96, o valor da função auxiliar "S", entra como valor de velocidade de corte constante,
com o qual o comando executa os cálculos de rpm em função do
diâmetro da peça, ocasionando assim uma variação de rotação
durante a usinagem.
Deve-se limitar o rpm máxim o alcançado em função da velocidade de corte requerida, programando-se a função G92 seguida
da função auxiliar "S", entrando neste caso como valor máximo de
rotação à atingir.
Funções de
Posicionamento
Principal
Auxiliar
Funções
Complementares
Exemplo:
G96# (Programação em velocidade de corte constante)
S 200.# (Valor da velocidade de corte)
G92 S3000 M03 # (Limitação de rpm máximo e sentido de giro)
Auxiliar:
N
F
S
T
P
L
H
/
EOB
...
INDIRETA:
Quando utilizado com a função G97 o valor da função auxiliar "S", entra apenas como valor de rotação constante a ser usada
da máquina, com um formato de função S4 (4 dígitos).
Exemplo:
G97 # ( Programação em rpm direta )
S3000 M3# ( rpm constante e sentido de giro )
Miscelâneas (M):
M00
M02
...
15
o
Automação – CNC
3 Ciclo de Técnico em Mecânica
Função T
Exemplo:
A função "T" é usada para selecionar as ferramentas na
torre informando para a máquina o seu zeramento ( PRE-SET ), raio
do inserto, sentido de corte e corretores.
N00 ;EIXO #
:
H70
N30 T0101;BROCA #
N35 G54 #
N40 G00 X30. Z75.#
:
N70 T0202; DESBASTE INTERNO#
:
N200 M30 #
Exemplo:
N40 T 01 01 #
Onde:
O primeiro numeral (01), representa qual ferramenta será usada.
O segundo numeral (01), representa o corretor usado para as medidas e desgaste do inserto.
Portanto: O comando ao ler a função H70 desvia automaticamente
para a sentença N70.
Função P
Função /
A função "P" identifica programas e sub-programas na
memória do comando.
Todo programa existente no comando é identificado através da
função auxiliar "P", pela qual poderá ser chamado no diretório de
programas, renumerados ou até mesmo apagados.
(Barra)
Utilizamos a função ( / ) barra quando for necessário inibir a
execução de blocos no programa, sem alterar a programação.
Se o caractere "/" for digitado na frente de alguns blocos,
estes serão ignorados pelo comando, desde que o operador tenha
selecionado a opção "INIBE BLOCOS" na página de "REFERÊNCIAS DE TRABALHO".
Caso a opção INIBE BLOCOS não seja selecionado, o comando executará os blocos normalmente, inclusive os que contiverem o caractere "/".
Nota: Se um sub-programa é renumerado, as referências a este
programa contidas em outros, não são automaticamente atualizadas.
Função F
Exemplo:
Através da função "F" programa-se a velocidade de avanço
para o trabalho em usinagem. Este avanço poderá ser em pol/rot
(quando utilizada as funções G70 com G94), com formato de função f
2.4, ou em mm/rot (quando utilizada as funções G71 com G95), com
formato de função f 2.2
/ N90 M08 #
:
Nota: Na maioria dos comandos, ligou a máquina ela já assume G71
com G95 (mm/rot) como condição básica de funcionamento.
Funções Miscelânea
Exemplo:
As funções Miscelâneas "M" formam um grupo de funções
que abrangem os recursos da máquina não cobertos pelas funções
preparatórias, posicionamento, auxiliares e especiais, ou seja são
funções complementares.
Estas funções têm formato M2 (2 dígitos), e são determinados de acordo com a máquina.
As funções Miscelâneas estão definidas de acordo com a
norma DIN 66025 dentre as quais podem os destacar as seguintes:
N10 G1 X45. Z66. F.15 #
Função L
A função "L" define o número de repetições que uma determinada operação deve ser executado.
M00 - Parada programada
Exemplo:
O código "M00" causa parada imediata do programa, refrigerante de corte, eixo árvore, e um aviso de "AGUARDANDO INÍCIO" é mostrado no vídeo ao operador.
O início é dado novamente por intervenção manual, através
do botão "CYCLE START".
:
N80 P10 L3 # (Esta sentença define que o subprograma 10 será
repetido 3 vezes)
Pode-se cham ar um sub-program a para múltiplas repetições, programando-se um bloco contendo a função "P" (com o número do sub-programa) e "L" (com o número de vezes que o subprograma deverá ser executado).
Função H
A função auxiliar "H" precedida de um valor numérico, executa desvios incondicionais no programa e deverá ser programado
em um bloco separado.
Esta função deve ser usada em programas contendo números seqüenciais "N", pois o desvio ocorre para um determinado
bloco que contenha uma seqüência, onde "N" tem um valor exatamente igual ao determinado na função "H".
A função M00 é programada geralmente para que o operador possa virar a peça na placa, trocar a ferramenta manualmente,
trocar faixas de rotações, etc.
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Automação – CNC
3 Ciclo de Técnico em Mecânica
M02 - Final de programa
M06 - Libera o giro da torre para a troca automática da ferramenta
Esta função é usada para indicar o fim de programa existente na memória do comando.
Em máquinas que possuam troca automática de ferramentas, toda vez que se seleciona uma determinada face da torre, através da função "T", esta deve ser acompanhada da função M06 que
permite o giro da torre, para que haja a troca das mesmas.
M03 - Sentido horário de rotação do eixo árvore
Esta função gira o eixo árvore no sentido horário olhandose frontalmente.
Necessariamente, a função M06 não precisa vir no mesmo
bloco da função "T".
M07 - Liga o refrigerante de corte (alta pressão)
Este código aciona o motor da bomba de refrigerante de
corte e cancela-se por M09, M00, M02, M30.
A função M03 é cancelada por: M00, M02, M05 e M30.
M04 - Sentido anti-horário de rotação do eixo árvore
Esta função gira o eixo árvore no sentido anti-horário olhando-se frontalmente.
M08 - Liga o refrigerante de corte (baixa pressão)
Este código aciona o motor da bomba de refrigerante de
corte e é cancelado por M09, M00, M02, M30.
A função M04 é cancelada por: M00, M02, M05 e M30.
M05 - Desliga o eixo árvore sem orientação
M09 - Desliga o refrigerante de corte
Esta função quando program ada para imediatam ente a rotação do eixo árvore, cancelando as funções M03 ou M04.
Este código desliga o motor da bomba do refrigerante de corte e
está ativo ao inicia-se o programa.
A função M05 ao iniciar-se o programa já está ativa e é
cancelada pelas funções M03 e M04.
17
o
Automação – CNC
3 Ciclo de Técnico em Mecânica
M10 - Faixa de rotação
M26 - Recua o mangote da contra ponta
Esta função tem por finalidade indicar a faixa de rotação a
ser utilizada dentro da etapa de usinagem.
Portanto deve-se observar por parte do programador os valores de rotação mínima e máxima da faixa a ser utilizada, e por parte
do operador as posições das alavancas na máquina, de acordo com
as especificações do fabricante da mesma.
Esta função quando ativada efetua o recuo da manga do
contra-ponto.
M27 - Avança o mangote da contra ponta
Esta função quando ativada efetua o avanço da m anga do
contra-ponto.
M11 - Faixa de rotação
Exemplo:
M11 # ( rpm de 18 a 475, Faixa I, posições A C)
M12 - Faixa de rotação
Exemplo:
M12 # (rpm de 28 a 750, Faixa I I, posições B C)
M30 - Final do programa
Esta função tem a mesma aplicação da função M02 para
comandos que trabalham com memória, ou seja fim de programa.
M13 - Faixa de rotação
Exemplo:
M13 # (rpm de 75 a 1900, Faixa I I I, posições B C)
M14 - Faixa de rotação
Exemplo:
M14 # (rpm de 118 a 3000, Faixa I V, posições B C)
Funções Preparatórias G
M24 - Abre a placa de fixação
As funções Preparatórias "G" formam um grupo de funções
que definem à máquina O que fazer, preparando-a para executar um
tipo de operação, ou para receber uma determinada informação.
O formato da função é g2 (dois dígitos numéricos), e vai de
g00 a g99. Abaixo veremos alguns exemplos de funções preparatórias.
O código "M24" abre a placa de fixação da peça.
Funções "G"
G00
G01
G02
G03
G04
G20
G21
G33
G40
G41
G42
G53
G54
G55
G70
G71
G90
G91
M25 - Fecha a placa de fixação
O código "M25" fecha a placa de fixação da peça.
18
Interpolação linear rápida
Interpolação linear com avanço program ado
Interpolação circular Horária
Interpolação circular Anti-horária
Tempo de permanência
Programação em diâmetro
Programação em raio
Ciclo básico de roscamento
Cancela compensação do raio da ponta da ferramenta
Compensação do raio da ponta da ferramenta (à esquerda)
Compensação do raio da ponta da ferramenta (à direita)
Cancela todos os deslocamentos de ponto zero (DPZ´s)
Ativa o primeiro deslocamento de ponto zero da peça (1º DPZ)
Ativa o segundo deslocamento de ponto zero da peça(2º DPZ)
Programação em Polegada
Programação em Milímetros
Programação em coordenadas absolutas
Programação em coordenadas incrementais
o
Automação – CNC
G94
G95
G96
G97
G99
3 Ciclo de Técnico em Mecânica
Estabelece a programação em avanço por minuto
Estabelece a programação em avanço por rotação
Programação em velocidade de corte constante
Programação em RPM direta
Define a programação em função do zero máquina.
As funções Preparatórias "G", podem ser MODAIS ou
NÃO MODAIS.
MODAIS: São as funções que uma vez program adas permanecem
na memória do comando, valendo para todos os blocos posteriores, a
menos que modificadas por uma outra função ou a mesma, com
parâmetros diferentes. Dentre as várias instruções modais podemos
citar as funções G00 (interpolação linear com avanço rápido), G01
(interpolação linear com avanço programado) e F (valor de avanço de
corte).
NÃO MODAIS: São as funções que todas as vezes que requeridas,
devem ser programadas, ou seja, são válidas somente no bloco que
as contém. Dentre as várias instruções não m odais podemos citar as
funções G02 (interpolação circular horária) e G03 (interpolação circular anti-horária).
Onde:
X...
Z...
M...
#
No exemplo abaixo, temos duas condições diferentes de
digitação, descrevendo o mesmo trecho de um programa, onde a
diferença está na utilização da condição Modal, que permite uma
programação mais enxuta.
- Definição de posicionamento final no eixo X (diâmetro)
- Definição de posicionamento final no eixo Z (comprimento)
- Definição de Função Miscelânea (opcional)
- Fim de bloco ou sentença
Exemplo:
N10 G00 X95. Z70. #
Exemplo:
Programação onde não se fez uso da condição Modal.
Observações:
- A função G00 é Modal portanto cancela (G01,G02,G03).
- Graficam ente é representada por linhas tracejadas e é dada em
metros por minuto.
- Utilizar a função G00 somente para posicionam entos sem nenhum
tipo de usinagem.
- Função entre parênteses é opcional.
:
N40 G00 X150. Z150.
N45 G00 X21. Z72.
N50 G01 X21. Z70. F.25
N55 G01 X25. Z68. F.25
N60 G01 X25. Z40. F.25
N65 G02 X35. Z35. R5.
N70 G03 X45. Z30. R5.
N75 G01 X50. Z30. F.1
:
G01 Interpolação linear com avanço programado
Conclusão: Nesta condição foram efetuadas sucessivas repetições
de parâmetros, onde um dos maiores problemas é o de carregar
mais rápida a memória do comando.
A função G01, realiza movimentos retilíneos com qualquer
ângulo, calculado através das coordenadas de posicionamento descritas, utilizando-se de uma velocidade de avanço (F) prédeterminada pelo programador.
Programação onde se fez uso da condição Modal.
Sintaxe da sentença: G01 X... Z... F... (M...) #
:
G00 X150. Z150.
X21. Z72.
G01 Z70. F.25
X25. Z68.
Z40.
G02 X35. Z35. R5.
G03 X45. Z30. R5.
X50. F.1
:
(Não Modal)
(Não Modal)
Conclusão: Nesta condição enquanto a instrução modal não for
modificada ou cancelada, ela permanecerá na memória do comando
não havendo necessidade de sucessivas repetições parâmetros.
Grupo das Funções Preparatórias
onde:
G00 Interpolação linear com avanço rápido
X...
Z...
F...
M...
#
A função G00, realiza movimentos nos eixos da máquina
com a maior velocidade de avanço disponível, portanto, deve ser
utilizada somente para posicionamentos sem nenhum tipo de usinagem.
A velocidade de avanço pode variar para cada modelo de máquina, e
é determinada pelo fabricante da mesma.
Sintaxe da sentença:
- Definição de posicionamento final no eixo X (diâmetro)
- Definição de posicionamento final no eixo Z (comprimento)
- Avanço programado
- Definição de Função Miscelânea (opcional)
- Fim de bloco ou sentença
Exemplo:
:
N25 G01 X20. Z42. F.1#
G00 X... Z... (M...) #
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o
Automação – CNC
3 Ciclo de Técnico em Mecânica
G00 X31. Z37. #
(Posicionamento para o 2º passe)
G01 X31. Z20.2 #
(Segunda Passada)
G00 X36. Z37. #
(Recuo angular)
G00 X26. Z37. #
(Posicionamento para o 3º passe)
G01 X26. Z20.2 #
(Terceira Passada)
G00 X31. Z37. #
(Recuo angular)
G00 X21. Z37. #
(Posicionamento para o 4º passe)
G01 X21. Z20.2 #
(Quarta Passada)
G00 X26. Z37. #
(Recuo angular)
G00 X0 Z37. #
(Posicionamento para início do acaba/o)
G01 X0 Z35. F.15 #
(Aproximação da ferram enta)
G01 X20. Z35. #
(Faceamento)
G01 X20. Z20. #
(Torneamento do rebaixo)
G01 X41. Z20. #
(Faceamento do rebaixo)
G01 X41. Z12. #
(Torneamento do diâmetro externo)
G01 X45. Z12. #
(Afastamento da ferramenta)
G00 X150. Z150. M09# (Ponto de troca final e desliga refrig.)
M30 #
(Final de Programa)
Observações:
-O avanço é um dado importante de corte e é obtido levando-se em
conta o material, a ferramenta e a operação a ser executada.
-Geralmente nos tornos CNC utiliza-se o avanço em mm/rotação,
mas também pode ser utilizado mm/min.
-A função G01 é Modal portanto cancela (G00,G02,G03) .
-A função Miscelânea "M..."., é opcional .
Exemplo da função G01
Objetivo:
Usinar a peça abaixo usando as funções G00 e G01.
- Desbastar a peça com passes de 5 mm no diâmetro.
- Deixar um sobremetal para acabam ento de 1 mm no diâmetro e 0,2
mm na face.
- Efetuar o desbaste e o acabamento com a mesma ferramenta.
G02 - G03 Interpolação circular
Desenho da peça:
Material: Aço O 41mm X 35 mm
Nas interpolações circulares a ferramenta deve deslocar-se
entre dois pontos, executando a usinagem de arcos pré-definidos,
através de um a movimentação apropriada e simultânea dos eixos.
A interpolação circular é regida pela regra da mão direita e
deslocará a ferramenta da seguinte forma:
A - Ao longo de uma circunferência, definida pelo tipo de torre utilizada (dianteira ou traseira) e pelo sentido de corte da usinagem.
- No sentido horário G02
- No sentido anti-horário G03
Ferramenta
Programa de Execução:
EIXO #
( Nome )
T0101 #
(Chamada da ferramenta e Corretores)
G54 #
(Origem Zero peça)
M13 #
(Faixa de rotação)
G96 #
(Programação em Velocidade de corte constante Vc)
S180. #
(Valor de Vc)
G92 S1000 M03 # (Lim. máx de rpm e sent. de giro do eixo árv.)
G00 X150. Z150. #
(Ponto de troca inicial)
G00 X36. Z37. M08 #
(Posiciona/o para o 1º passe e liga refrig.)
G01 X36. Z20.2 F.25 # (Primeira passada)
G00 X41. Z 37. #
(Recuo angular)
B - Em um plano de trabalho selecionado (XY, XZ ou YZ).
- G17 plano X - Y
- G18 plano X - Z
- G19 plano Y - Z
20
(torno)
o
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3 Ciclo de Técnico em Mecânica
Exemplo da Função G02 ou G03 com R
Objetivo:
Aplicar as funções de Interpolação Circular G02/G03, usando a função "R", somente como acabamento.
1. DESENHO DA PEÇA
C - Do ponto inicial (P1) até o ponto final (P2) descrevendo uma
trajetória circular.
A Interpolação circular pode ser efetuada da seguinte forma:
2. FERRAMENTA
⇒ 1- Através da definição do valor do raio, pela função "R" de forma
Absoluta.
G01 X... Z... #
(Ponto inicial P1)
Sintaxe da Sentença: G02 / G03 X... Z... R... # (Ponto final P2)
3. PROGRAMA:
: Desbaste anterior
N40 T0202; ACABAMENTO # Chamada de ferramenta e Corretor
N45 G54 # Origem zero peça
N50 M13 # Faixa de rotação
N55 G96 # Prog. em Vc constante
N60 S180. # Valor de Vc
N65 G92 S1500 M03 # Limite de RPM e Sent. de giro do eixo árv.
N70 G00 X0 Z82. M08 # Posicionamento rápido
N75 G42 # Compensação do raio da ferram enta
N80 G01 X0. Z80. F.2 # Aproximação
N85 G01 X21. Z80. # Faceia
N90 G01 X24. Z78.5 # Interpola chanfro
N95 G01 X24. Z50. # Torneia diâmetro menor
N100 G02 X44. Z40. R 10. # Interpola raio anti-horário
N105 G01 X50. Z25. # Interpola o ângulo
N110 G01 X74. Z25. # Faceia
N115 G03 X80. Z22. R 3. # Interpola o raio horário
N120 G01 X80. Z12. # Torneia o diâmetro maior
N125 G40 # Descompensação do raio da ferramenta
N130 G01 X84. Z12. # Afasta a ferram enta
N135 G00 X150. Z150. M09 # Pto de troca final e Desliga o refrig.
N140 M30 # Final de program a
Onde:
X - Definição do posicionamento final no eixo X (diâmetro).
Z - Definição do posicionamento final no eixo Z (comprimento).
R - Raio
# - Fim de bloco
Exemplo:
N20 G01 X30. Z25. #
(Ponto inicial P1)
N25 G03 X40. Z30. R5. # (Ponto final P2)
Obs:
As funções G02 e G03 não são modais, cancelam a função G00 e só
autorizam o código G01 para movimentos subseqüentes.
21
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3 Ciclo de Técnico em Mecânica
⇒ 2- Através das coordenadas do centro do arco, pelas funções "I"
e "K", de forma Absoluta.
1. DESENHO DA PEÇA:
G01 X... Z... #
(Ponto inicial P1)
Sintaxe da Sentença: G02 / G03 X... Z... I... K... # (Ponto final P2)
2. FERRAMENTAS:
Onde:
X - Definição do posicionamento final no eixo X (diâmetro).
Z - Definição do posicionamento final no eixo Z (comprimento).
I - Coordenada do centro do arco, co-direcional paralela ao eixo X
(em diâmetro).
K - Coordenada do centro do arco, co-direcional paralela ao eixo Z
(em relação ao Zero Peça).
# - Fim de bloco
As funções I e K são programadas tomando-se como referência a distância entre os centros do arco no eixo "X", e a distância
entre o centro do arco em relação a origem do sistema de coordenadas da peça, no eixo “Z”.
3. PROGRAMA:
Exemplo:
: Desbaste anterior
N40 T0202; ACABAMENTO # Chamada de ferramenta e Corretor
N45 G54 # Origem zero peça
N50 M13 # Faixa de rotação
N55 G96 # Prog. em Vc constante
N60 S180. # Valor de Vc
N65 G92 S1500 M03 # Limite de RPM e Sentido de giro do eixo
árvore
N70 G00 X0 Z82. M08 # Posicionamento rápido
N75 G42 # Compensação do raio da ferram enta
N80 G01 X0. Z80. F.2 # Aproximação
N85 G01 X21. Z80. # Faceia
N90 G01 X24. Z78.5 # Interpola chanfro
N95 G01 X24. Z50. # Torneia diâmetro menor
N100 G02 X44. Z40. I44. K50. # Interpola raio anti-horário
N105 G01 X50. Z25. # Interpola o ângulo
N110 G01 X74. Z25. # Faceia
N115 G03 X80. Z22. I74. K22. # Interpola o raio horário
N120 G01 X80. Z12. # Torneia o diâmetro maior
N125 G40 # Descompensação do raio da ferramenta
N130 G01 X84. Z12. # Afasta a ferramenta
N135 G00 X150. Z150. M09 # Ponto de troca final e Desliga o
refrigerante
N140 M30 # Final de program a
N20 G01 X30. Z25. #
(Ponto inicial P1)
N25 G03 X40. Z30. I30. K20. # (Ponto final P2)
:
Notas:
A função "I" deve ser programada em diâmetro.
Caso o centro do arco ultrapasse a linha de centro deveremos dar o sinal correspondente ao quadrante.
O sentido de execução da usinagem do arco define se este
é horário ou anti-horário.
Observações:
No caso de termos ferramentas trabalhando em quadrantes
diferentes, no eixo transversal (quadrante negativo), devem os inverter o código de interpolação circular ( G02 e G03 ) em relação ao
sentido da ferramenta.
Antes da execução do bloco contendo a interpolação circular o comando verifica automaticamente o arco e se for geometricamente impossível a execução, o com ando pára, m ostrando a mensagem G02/G03 -DEF.ILEGAL.
Exemplo da Função G02 ou G03 com I e K
G04 Tempo de permanência
Objetivo:
Aplicar as funções de Interpolação Circular G02/G03, usando as
funções " I e K ", somente como acabamento.
A função G04, é a função que determina um tempo de
permanência da ferram enta parada.
Com esta função entre um deslocamento e outro da ferramenta, pode-se programar um determinado tempo para que a mesma permaneça sem movimento. A função G04 executa essa permanência parada, cuja duração é definida por um valor "D" associado,
que define o tempo em segundos ( 00,01 a 99,99 segundos ).
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o
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Sintaxe da Sentença: G04 D... #
A função G17 é utilizada nas Fresadoras e Centros de Usinagem CNC, onde o comando assume G17 com o condição básica
de funcionamento (Default), assim que a máquina é ligada.
Onde:
D - Tempo de permanência em segundos.
A função G17 é modal e cancela G18 e G19.
Exemplo 01 (Canal)
Função G18 Seleção do Plano X, Z
:
N30 G00
N35 G01
N40 G04
N45 G00
N50 G00
:
A função G18 seleciona o plano de trabalho que envolve os
eixo X e Z, obedecendo a regra da mão direita, no qual se pretende
executar interpolações circulares e/ou se fazer compensações do
raio da ferramenta.
A função G18 é utilizada nos Tornos CNC, onde o comando assume G18 como condição básica de funcionamento (Default),
assim que a máquina é ligada.
A função G18 é modal e cancela G17 e G19
X29. Z-20. M08 #
X20. Z-20. F .05 #
D1. #
X29. Z-20. #
X150. Z50. M09 #
Exemplo 02 (Furo de centro)
Função G19 Seleção do Plano Y, Z
A função G19 seleciona o plano de trabalho que envolve
os eixos Y e Z, obedecendo a regra da mão direita, no qual se
pretende executar interpolações circulares e/ou se fazer compensações do raio da ferramenta.
A função G19 é modal e cancela G17 e G18.
:
N30 G00 X0 Z2. M08 #
N35 G01 X0 Z-1. F .05 #
N40 G04 D1. #
N45 G01 X0 Z-6.5 #
N50 G04 D1. #
N55 G00 X0 Z2. #
N60 G00 X150. Z50. M09 #
:
Obs:
- Na primeira vez que um bloco com G04 aparece no programa, a
função "D" deve ser incluída no bloco
- A função G04 não é MODAL porém os novos tempos usados nos
blocos seguintes e que tiverem o mesmo valor da função "D", podem
ser requeridos apenas com a programação da função G04.
Função G17 Seleção do Plano X,Y
A função G17 seleciona o plano de trabalho que envolve os
eixos X e Y , obedecendo a regra da mão direita, no qual se pretende executar interpolações circulares e/ou se fazer compensações do
raio da ferramenta.
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G20 Programação em Diâmetro
N35 G41 #
N40 G01 X... Z... F... #
ção)
Esta função define o valor dimensional associado com o eixo X especificado em diâmetro, e aplica-se aos códigos de programação X, I e U.
(Este bloco será utilizado para a compensa-
Compensação do raio da ferramenta G42 (à direita)
A função G42 é Modal portanto cancela G40 e implica em
compensação similar a G41, exceto que a direção de compensação à
direita da peça a ser usinada, vista em relação ao sentido de avanço
de corte.
Como na função G41 a função G42 deverá ser program ada
em um bloco separado e ser seguido por um bloco de aproximação.
A função G20 é um comando Modal e encontra-se ativa
quando ligamos a máquina, caso necessário acioná-la deverá ser
programada em um bloco separado, antes de qualquer movimento
relativo à programação em diâmetro.
Ela cancela qualquer função G21 anterior (programação
em raio).
Pode-se verificar na pagina de "STATUS" da máquina, a
função comandada em destaque.
Exemplo:
N35 G42 #
N40 G01 X... Z... F... #
ção)
(Este bloco será utilizado para a compensa-
Observações:
1. A escolha do código G41 ou G42 adequado para cada caso, será
feito em função do sentido longitudinal de corte na usinagem.
2. Nunca se deve usar o código G00 (avanço rápido) quando se
estiver compensando o raio da ferram enta (comando Mach 8L).
G21 Programação em Raio
Esta função define o valor dimensional associado com o eixo X especificado em raio, e aplica-se aos códigos de programação
X,I e U.
3. Os ciclos fixos não são possíveis quando estiver compensando o
raio da ferramenta.
4. A função "L" (lado de corte da ferramenta para compensação), e
"R" (raio do inserto), deverá ser informado ao com ando pelo operador
no Pre-Set da máquina.
Cancela a compensação do raio da ferramenta
G40
A função G40 é Modal e cancela as funções de compensação previamente solicitadas G41 ou G42, e esta ativa quando a máquina é
ligada.
A função G40 deve ser programada em um bloco separado, e quando solicitada pode utilizar o bloco posterior com avanço linear G01
para efetuar a descompensação, onde se recomenda que não haja
nenhum tipo de usinagem
A função G21 é um comando Modal e deve ser program ada em um bloco separado, antes de qualquer movimento relativo à
programação em raio.
Ela cancela qualquer função G20 anterior e será mostrada
na página de "STATUS" em destaque.
Exemplo:
Códigos de Compensação do raio da Ferramenta
N35 G40 #
N40 G01 X... Z... F... #
pensação)
Funções de compensação do raio da ferramenta
G41,G42,G40
(Este bloco será utilizado para a descom-
Códigos de compensação do raio da ferramenta
Torre traseira
As funções de compensação G41 e G42, se baseiam na
regra da mão direita, e selecionam o valor do raio da ponta da ferramenta, estando ela à esquerda ou à direita da peça a ser usinada,
vista em relação ao sentido do avanço de corte da ferramenta, para
os devidos cálculos de compensação, devendo após sua utilização
ser canceladas pela função G40.
Compensação do raio da ferramenta G41 (à esquerda)
A função G41 é Modal portanto cancela G40 e seleciona o
valor do raio do inserto para os cálculos de compensação, estando à
esquerda da peça a ser usinada, vista em relação ao sentido de
avanço de corte.
A função da compensação deve ser programada em um
bloco separado e ser seguido por um bloco de aproximação em
movimento linear G01, para que o comando possa fazer a compensação de raio da ferramenta dentro deste movim ento, onde se recomenda que não haja nenhum tipo de usinagem.
Exemplo:
24
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Obs: Quadrante negativo invertem-se os códigos.
Códigos de compensação do raio da ferramenta
Torre Dianteira
Porém em situações de usinagem como torneamentos de
superfícies cônicas ou curvilíneas, há necessidade de se fazer a
compensação do raio da ferramenta, para que não haja distorções de
dimensionamento final da peça, em função do ponto comandado não
equivaler à ponta útil da ferram enta.
Torneamento cônico
Obs: Quadrante negativo invertem-se os códigos.
Compensação do Raio da Ferramenta
Nas máquinas CNC, o comando entende como ponta da
ferramenta o ponto comandado da mesma.
O ponto comandado é um ponto no espaço que se encontra no cruzam ento das linhas X e Z que tangenciam o raio do inserto.
Porém a ponta útil da ferramenta, na verdade são todos os pontos de
contato que tangenciam o raio do inserto.
Torneamento curvilíneo
Em algumas situações de usinagem o ponto comandado não interfere no dimensionam ento final da peça, como no caso de faceamentos
e torneamentos cilíndricos.
Nesses casos o ponto comandado equivale a ponta útil da ferram enta, ou seja o ponto de contato tangencial do raio do inserto.
Nestas situações de usinagem a compensação do raio da
ferramenta se dá através de cálculos efetuados pelo comando, em
função do valor do raio do inserto determinado no ajuste da máquina
para cada ferramenta operante, transferindo com esses cálculos o
ponto comandado para a ponta útil da ferramenta.
Nas figuras abaixo podemos ver claramente a aplicação da
compensação do raio da ferramenta.
Torneamento cilíndrico
Sem compensação:
Faceamento
25
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Com compensação:
A função G54, assim como G55, são funções que definem
na programação a origem Zero Peça. Na preparação da máquina, ela
representa uma distância pré-determinada por A (para G54), e B
(paraG55), entre o ponto zero máquina "M", e o ponto zero peça
"W", e seus valores referem-se somente ao eixo "Z".
A função G53 cancela os valores determinados pelas funções G54 e G55, retornando-os ao ponto zero máquina "M".
Para efetuarmos a compensação do raio da ferramenta, é necessário
informar ao comando através do programa o código de compensação
e na preparação da máquina o lado de ataque da ferramenta.
Lado de Ataque da Ferramenta
O ponto zero peça "W" como origem do sistema de coordenadas da peça (X0,Z0), pode ser definido na face de encosto da
castanha (fig.1) ou na face da própria peça (fig.2), sendo chamado no
programa através das funções G54 ou G55 definido pelo programador, e determinado na máquina pelo operador na preparação da
mesma.
O lado de corte "L" é um dado definido pelo operador na
preparação da máquina (Pre-Set), informando ao comando o lado de
ataque das ferram entas operantes durante a usinagem.
Esta definição se dá através de códigos, levando-se em
consideração a orientação dos eixos, e é um dado essencial para
que o comando faça os cálculos de compensação.
Caso o comando não receba esta informação ele fará uso
de seu valor padrão "L00" o que pode acarretar em distorção dimensional da peça.
Códigos:
Observações:
Uma peça poderá ter mais que uma origem zero peça "W",
conforme a necessidade.
Os códigos G54 e G55, quando utilizados, devem ser programados para todas as ferramentas do programa que exijam a
confirmação da mudança do zero peça, a não observância deste
detalhe em certas condições, como por exemplo uma usinagem
iniciando no meio do programa onde o com ando levará em consideração o zero máquina poderá acarretar em colisões indesejáveis.
Obs: Os códigos acima se aplicam tanto para torre traseira como
para torre dianteira.
G70 Programação em Polegada
G53 G54 G55 - Deslocamento de Ponto Zero
Esta função prepara o comando para computar todas as
entradas de dados dimensionais em polegada.
Deslocamento de ponto zero "DPZ" G54, G55, G53
G54 (1º DPZ)
G55 (2º DPZ)
G53 (Cancela)
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G90 Programação em Coordenadas Absolutas
A função G90 é Modal e prepara a máquina para executar
operações em coordenadas absolutas, que usam como referência
uma origem ( Zero Peça W ), pré-determinada para programação.
A função G70 é Modal e quando utilizada deve ser programada em um bloco separado.
G71 Programação em Milímetro
Observação:
As máquinas ao serem ligadas já assumem G90 como
condição básica de funcionamento.
Esta função prepara o comando para computar todas as
entradas de dados dimensionais em milímetros.
G91 Programação em Coordenadas Incrementais
A função G91 é Modal e prepara a máquina para executar
todas as operações em coordenadas incrementais. Assim todas as
medidas são feitas através da distância a se deslocar.
Neste caso, a origem das coordenadas de qualquer ponto é o ponto
anterior ao deslocamento.
A função G71 é Modal, e se necessário, deverá ser programado em um bloco separado.
G73 Interpolação Linear Ponto a ponto
A função G73 informa aos eixos para se movimentarem ao
longo de uma linha reta, com uma velocidade específica programada
com a função F. Ela é similar ao modo G01, exceto que o Controle
espera um sinal "em posição", antes de continuar com o próximo
movimento. Isto elimina o arredondam ento de contorno, quando se
deseja ter cantos vivos em uma peça.
A função G73 é modal e cancela G00 e G01.
Sintaxe da sentença:
G92 Definição de Origem temporária / Limite de
RPM
G73 X... Z... M... #
O código G92 é utilizado como dupla função, Origem de
sistema de coordenadas absolutas e Limite de rotação do eixo árvore.
1. G92 como: Nova origem do sistema de coordenadas
A função G92 acompanhada das funções de posicionamento X e Z estabelece na memória do comando, uma nova origem do
sistema de coordenadas absolutas (X0,Z0), através da qual efetuará
os cálculos dos posicionamentos posteriores.
Exemplo:
N30 G92 X150. Z150. #
Onde:
X... - Definição de posicionamento final no eixo X (diâmetro)
Z... - Definição de posicionamento final no eixo Z (comprimento)
M... - Definição de Função Miscelânea (opcional)
# - Fim de bloco ou sentença
Exemplo:
:
N10 G73 X95. Z70. #
:
A função G92 é Modal e deve ser dada no início de cada
programa podendo ser cancelada pela função G99.
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G96 Programação em Velocidade de Corte Constante
Os valores da função G92 podem ser positivos ou negativos, dependendo do quadrante utilizado pela ferram enta.
A função G96 é Modal e seleciona o modo de programação
em velocidade de corte constante por minuto, cuja objetivo é promover a variação calculada da rpm em função do diâmetro. Ela deverá
ser programada em bloco separado precedido pela função auxiliar
"S", a qual entra como um valor de velocidade de corte.
O valor da velocidade de corte dado pela função auxiliar
"S" é computado pelo comando em pés/minuto quando utilizado
juntamente com a função G70 ou metros/minuto quando utilizado
juntamente com a função G71, para efeito dos cálculos da rotação.
O cancelamento da função G96 se da pela função G97.
O cálculo da rotação é feito em função do diâmetro usinado
e do valor da velocidade de corte requerida pela função "S", deste
modo a velocidade de corte é mantida variando-se apenas a rotação,
à medida que se varia o diâmetro usinado.
2. G92 como: Limite máximo de rotação do eixo árvore G92
Quando utilizarmos o código G92 junto com a função auxiliar S 4 ( 4 dígitos ), estaremos limitando a rotação do eixo-árvore.
Exemplo:
N40 G92 S3000 M3 #
Fórmulas:
Estamos permitindo que o eixo-árvore gire até 3000 rpm no máximo.
Onde:
N = RPM
Vc = Velocidade de corte
D = Diâmetro usinado
G94 Programação em Avanço por minuto
A função G94 é Modal e prepara o comando para computar
todos os avanços programados pela função auxiliar ‘f’ em pol/min
quando utilizado juntamente com a função G70 ou mm/min quando
utilizado juntamente com a função G71.
Obs:
Quanto maior o diâmetro menor o rpm, e quanto menor o
diâmetro maior o rpm.
A modificação manual da rpm, poderá ser feita através do
seletor de variação da rpm do painel de comando da máquina, que
varia de 50% até 125% da rpm programada.
Após definição de aplicação encontraremos o seguinte formato para a função ‘f’:
f 3.1 formato para pol/min (G94 com G70)
f 4 formato para mm/min (G94 com G71)
Após definição de aplicação encontraremos o seguinte formato para
função "S".
S 4.1 para pés/minuto (G96 com G70)
S 3.1 para metros por minuto (G96 com G71)
G95 Programação em Avanço por rotação
A função G95 é Modal prepara o comando para computar
todos os avanços programados pela função auxiliar ‘
f’ em pol/rot quando utilizado juntam ente com a função G70 ou
mm/rot quando utilizado juntamente com a função G71.
Nota
A máxima rpm alcançada pela velocidade de corte constante pode
ser limitada programando-se a função G92.
Exemplo:
:
N40 G96 # (Programação em velocidade de corte constante)
N45 S 200.# (Valor da velocidade de corte )
N50 G92 S3000 M3 # (Limitação máxima da rpm e sentido de giro
da placa ).
:
G97 Programação em RPM direta
A função G97 é Modal e seleciona o modo de programação
em rpm direta, cujo valor é dado pela função auxiliar "S" usando um
formato S4 (4 dígitos), desta forma não haverá variação de rotação.
A função G97 é Modal e é cancelada pela função G96, e
deve ser program ada em bloco separado.
A modificação manual da rpm, poderá ser feita através do
seletor de variação da rpm do painel de comando da máquina, que
varia de 50% até 125% da rpm programada.
Após definição da aplicação encontraremos o seguinte formato para função ‘f’:
f 2.4 formato para pol/rot (G95 com G70)
f 2.2 formato para mm/rot (G95 com G71)
Muitas máquinas ao serem ligadas já assumem G95 com a
função G71 como condição básica de funcionam ento.
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Exemplo:
:
N65 G97# (Programação em rpm direta)
N70 S2500 M3 # (Valor da rpm e sentido de giro)
:
Fórmulas:
H = ALTURA DO FILETE
H = (0,65 x Passo) x 2
G99 Cancela Definição de Origem Temporária
X = DIÂMETRO FINAL
H = Diâmetro inicial - Altura do filete.
Esta função quando solicitada cancela o efeito de nova origem dada pela Função G92, retornando a origem do sistema de
coordenadas absolutas para o Zero Máquina.
A função G99 é Modal, porém, não é provida de movimentos nos eixos.
Pn = PENTRAÇÃO POR PASSADA
Pn = H / nº de passadas
Observação:
-O posicionamento inicial (P1), é dado pelo programador.
-Optar pelo número de passadas.
-A altura do filete é dada em diâmetro.
G33 - Exemplo de Fixação
Objetivo:
Usar na peça abaixo a função G33 como Ciclo de Roscamento Básico com 4 passadas
1. DESENHO DA PEÇA:
Material: Aço O 50mm X 80 mm
Também podemos encontrar dentro das funções preparatórias "G", os ciclos automáticos de usinagem, que nos ajudam na
execução de operações complexas.
Ciclos automáticos de usinagem
Os ciclos automáticos, consistem em uma série de funções
preparatórias pré-determinadas, que executam operações de usinagem através de uma única sentença de programação.
Estas sentenças de programação, comandam automaticamente os movimentos de todos os eixos e a utilização das funções
auxiliares nelas contidas.
Os ciclos automáticos ajudam assim na execução de operações complexas tais como, desbaste, roscamentos, furações e
outras, pois, eliminam a necessidade de informações repetitivas de
programação.
Dentre os ciclos automáticos podemos destacar os seguintes:
G33 - Ciclo básico de roscamento
Esta função executa o roscamento no eixo X e Z em cada
penetração dada a ferram enta, e é program ada explicitamente em
bloco separado.
2. FERRAMENTAS:
Suporte: Rosca Externa Direita 60º
Sintaxe da sentença: G33 Z... K... #
Onde:
Z - Posição final do comprimento da rosca (absoluta).
K - Passo da rosca (milímetro ou polegada) (incremental).
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OBSERVAÇÕES:
- O posicionam ento inicial em Z é o comprimento da peça mais 2
vezes o passo da rosca e em X é o diâmetro inicial da rosca mais 5
mm
- O número de passadas é você quem estipula
CÁLCULOS:
H = Altura do Filete (em diâmetro)
H = ( 0.65 x P ) x 2
H = ( 0.65 x 1.5 ) x 2
H = 1.95
X = Diâmetro Final
X = inicial -Altura do filete (em diâmetro)
X = 30 - 1.95
X = 28.05
ROSCAR COM 4 PASSADAS
Pn = Penetração por passada
Pn= H / nº de passadas
Pn= 1.95 / 4 = 0.49 Por passada
Programa de Execução:
: (Usinagem anterior)
T0404; Ferra.de.Roscar #
G54 #
M13 #
G97 #
S 1000 M03 #
G00 X35. Z83. M08 #
G00 X29.51 Z83. #
G33 Z48.5 K1.5 # 1 Passada
G00 X35. Z48.5 #
G00 X35. Z83. #
G00 X29.02 Z83. #
G33 Z48.5 K1.5 # 2 Passada
G00 X35. Z48.5 #
G00 X35. Z83. #
G00 X28.53 Z83. #
G33 Z48.5 K1.5 # 3 Passada
G00 X35. Z48.5 #
G00 X35. Z83. #
G00 X28.05 Z83. #
G33 Z48.5 K1.5 # 4 Passada
G00 X35. Z48.5 #
G00 X35. Z83. M09 #
G00 X150. Z150. #
M30 #
Onde:
X... - Profundidade final de roscamento (diâmetro) (absoluto)
X= Diâmetro Externo - Altura do filete
G37 - Ciclo automático de roscamento
H = Altura do filete (diâmetro)
H = (0,65 x passo) x 2
A função G37 permite abrir roscas em diâmetros externos e
internos, roscas paralelas e cônicas, simples ou de múltipla entrada
com apenas um bloco de informação, sendo que o comando fará o
cálculo de quantas passadas serão necessário para o roscamento,
mantendo sempre o mesmo volume de cavaco da primeira passada.
Z... - Posição final do comprimento da rosca (absoluto )
(I...) - Conicidade incremental no eixo X para rosca cônica (diâmetro)
(incremental)
Obs: No caso de rosca cônica interna, o valor da função "I" deverá
ser negativo
Sintaxe da função:
G00 X... Z... # (Posicionamento Inicial Pi)
G37 X... Z... (I...) K... D... E... (A...) (B...) (W...) (U...) (L...) #
K... - Passo da rosca (incremental)
D... - Profundidade da 1ª passada
D = H / (Raiz quadrada do nº de passes)
Observação: Funções entre parênteses são opcionais.
E... - Distância de aproximação para início de roscamento (incremental) (diâmetro)
E= Diâmetro posicionado - Diâmetro externo (usinagem externa)
E= Diâmetro da crista - Diâmetro posicionado (usinagem interna)
(A...) - Abertura angular entre entradas da rosca (graus)
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Programa de Execução:
Obs: O valor dado a "K" é o passo nominal multiplicado pelo nº de
entrada da rosca.
: ( Usinagem anterior)
T0404 # (Chamada da ferramenta e Corretores)
G54 # (Origem Zero peça)
M13 # (Faixa de rotação)
G97 # (Programação em rpm direto)
S700 M03 # (rpm e sentido de giro do eixo árvore)
G00 X25. Z65. M08 # (Posiciona/o inicial da rosca e liga refrig.)
G37 X16.75 Z28.5 K2.5 D.98 E5. U.05 L2 # (Ciclo autom. de rosca)
G00 X150. Z150. M09# (Ponto de troca final e desliga refrigerante)
M30 # (Final de Programa)
(B...) - Ângulo de alimentação para roscamento (graus)
(W...) - Parâmetros para ângulo de saída de rosca
W0 - 90 graus, W1 = 30 graus, W2 = 45 graus, W3 = 60 graus
(U...) - Profundidade do último passe da rosca (diâmetro) (increm ental)
(L...) - Número de repetições do último passe da rosca (acabamento)
G37 - Exemplo de fixação externo
G37 - Exemplo de fixação interno
Objetivo:
Usar na peça abaixo a função G37 como ciclo de roscamento com 11 passadas.
Objetivo:
Usar na peça abaixo a função G37 como ciclo de roscamento com 11 passadas.
Desenho da peça:
Material: Aço O 40mm X 60 mm
Desenho da peça:
Material: Aço O 40mm X 60 mm
Ferramenta:
Suporte: Rosca Interna Direita 60º
Cálculos:
H = (0.65x 2.5) x 2 = 3.25
X = 40 - 3.25 = 36.75 (Diâmetro do furo)
D = Profundidade da 1ª passada = 3.25 / 3.31= 0.98
E = 36.75 – 31.75 = 5
Programa de Execução:
Ferramenta:
Suporte: Rosca Externa Direita 60º
: ( Usinagem anterior)
T0404 # (Chamada da ferramenta e Corretores)
G54 # (Origem Zero peça)
M13 # (Faixa de rotação)
G97 # (Programação em rpm direto)
S700 M03 # (rpm e sentido de giro do eixo árvore)
G00 X31.75 Z45. M08 # (Posiciona/o inicial da rosca e liga refrig.)
G37 X40. Z-5. K2.5 D.98 E5. U.05 L2 # (Ciclo autom. de rosca)
G00 X150. Z150. M09# (Ponto de troca final e desliga refrigerante)
M30 # (Final de Programa)
Cálculos:
H = (0.65x 2.5) x 2 = 3.25
D = Profundidade da 1ª passada = 3.25 / 3.31= 0.98
E = 25-20 = 5
X = 20 - 3.25 = 16.75 (Diâmetro interno)
G37 - Exemplo de fixação com Múltipla entrada
Objetivo:
Usar na peça abaixo a função G37 como ciclo de roscamento com 11
passadas.
Desenho da peça:
Material: Aço O 40mm X 60 mm
31
o
Automação – CNC
3 Ciclo de Técnico em Mecânica
Onde:
X = Diâmetro de referência para início de torneamento (vide regra de
posicionamento)
Z = Comprim ento de referência para início de torneam ento (vide
regra de posicionamento)
I = Sobremetal para acabamento no eixo X
K = Sobrem etal para acabamento no eixo Z
(U1) = Pré-alisamento paralelo ao perfil final, mantendo as dimensões pré-estabelecidas
W = Incremento por passada no diâmetro
P = Sub-programa que contém as dimensões de acabamento do
perfil final da peça
F = Avanço programado para desbaste
Exemplo:
N50 G66 X75. Z82 I1. K.2 U1 W3. P10 F.2 #
Notas:
- Na função G66 o sub-programa não aceita inversões de cotas nos
eixos "X" e "Z".
- A função G66 não é Modal e requer um sub-programa com as
dimensões de acabamento da peça .
- Sempre o último valor de ‘X’ do sub-program a (Externo ou Interno),
deverá informar o diâmetro bruto do material, no caso de furos informar seu diâmetro.
Ferramenta:
Suporte: Rosca Externa Direita 60º
Regra de posicionamento para os eixos X e Z
Cálculos:
Externo
- A regra para posicionamento inicial do ciclo de desbaste externo
deverá seguir as seguintes condições:
H = (0.65x 2.5) x 2 = 3.25
D = Profundidade da 1ª passada = 3.25 / 3.31= 0.98
E = 25-20 = 5
X = 20 - 3.25 = 16.75 (Diâmetro interno)
(K) Passo real = Passo nominal x nº de entradas
K= 2.5 x 2 = 5
X = Maior diâmetro da peça em bruto + 4 mm
Z = Comprimento da peça em bruto + 2 mm
Interno
- A regra para posicionam ento inicial do ciclo de desbaste interno
deverá seguir as seguintes condições:
Programa de Execução:
: ( Usinagem anterior)
T0404 # (Chamada da ferramenta e Corretores)
G54 # (Origem Zero peça)
M13 # (Faixa de rotação)
G97 # (Programação em rpm direto)
S700 M03 # (rpm e sentido de giro do eixo árvore)
G00 X25. Z65. M08 # (Posic. inicial da rosca e liga refrigerante)
G37 X16.75 Z28.5 K5. D.98 E5. U.05 L2 A0 # (1ª entrada)
G37 X16.75 Z28.5 K5. D.98 E5. U.05 L2 A180. # (2ª entrada)
G00 X150. Z150. M09# (Pto de troca final e desliga refrigerante)
M30 # (Final de Program a)
X = Menor diâmetro da peça em bruto - 4 mm
Z = Comprimento da peça em bruto + 2 mm
Observações:
Para utilizarmos o mesmo sub-programa de desbaste, no
acabamento da peça, utilizando-se ferramentas diferentes, será
necessário que ambas estejam no mesmo quadrante.
As funções "G" admissíveis no sub-programa são G1,G2,G3,G4 e
G73.
G66 - Ciclo automático de desbaste longitudinal
Comportamento do ciclo G66
Este ciclo permite a usinagem de desbaste completa da peça, utilizando-se apenas de um bloco de program ação, contendo apenas os
parâmetros necessários para sua execução.
1- Partindo do posicionamento inicial (P1) o ciclo efetua passes de
desbaste Longitudinais respeitando os parâmetros program ados na
função.
Sintaxe da função: G66 X... Z... I... K... ( U1 ) W... P... F... #
32
o
Automação – CNC
3 Ciclo de Técnico em Mecânica
2- Uma vez programado o parâmetro U1 o ciclo realiza um préalisamento paralelo ao perfil final, mantendo o sobrem etal.
2. FERRAMENTAS:
Suporte: PCLNR 2020 K-12
Programa de Execução:
PROGRAMA PRINCIPAL
3- Após executar o ciclo de desbaste a ferramenta retornará automaticamente ao ponto inicial (P1) programado no bloco G66
; EIXO #
Nome do programa
T0101;DESB. / ACAB.# Selec. Ferr. e corretor
G54 # Origem zero peça
M13 # Faixa de rotação
G96# Progr. em V C cte
S180. # Valor de V C
G92 S1500 M03 # rpm e sentido de giro
G00 X150. Z150. # Ponto de troca
G00 X85. Z70. M08 # Posic. rápido / Refrig.
G00 X-1. Z70. F.1 # Faceamento
G66 X84. Z72. I1. K.3 U1 W4. F.25 P10 # Ciclo de desbaste
G00 X16. Z72. # Posicionamento rápido
G42 # Compensação do raio da ferramenta
P10 # Chama sub-programa
G40# Descompensação do raio da ferramenta
G01 X84. Z25. M09 #
Descompensação
G00 X150. Z150. # Ponto de troca
M30 # Fim de programa
SUB-PROGRAMA ( P 10 )
;EIXO_SB # Nome do sub-programa
G01 X16. Z70. F.15 # Aproximação usada p/ compensar
G01 X20. Z68. # Interpola do chanfro
G01 X20. Z55. # Torneia rebaixo
G02 X30. Z50. R 5.# Interpola raio
G01 X50. Z50. # Faceia o rebaixo
G01 X50. Z40. # Torneia rebaixo
G01 X80. Z25. # Interpola chanfro
M02 # Final do sub-programa
G66 - Exemplo de fixação externo
Objetivo:
Usar a função G66 (ciclo de desbaste longitudinal), usando
o seu sub-programa para o acabamento com a mesma ferramenta.
Obs: material com 0,5mm sobre metal no comprimento.
1. DESENHO DA PEÇA:
Material: Aço O 80mm X 70.5 mm
33
o
Automação – CNC
3 Ciclo de Técnico em Mecânica
G66 - Exemplo de fixação interna
G67 - Ciclo automático de desbaste transversal
Objetivo:
Este ciclo permite a usinagem de desbaste completa da
peça, utilizando-se apenas de um bloco de programação contendo os
parâmetros necessários para sua execução.
Aplicar a função G66 (ciclo de desbaste) internamente.
Considerar:
A peça já vem com o furo de 22 mm de diâmetro, por 25
mm de comprimento.
Usinar utilizando apenas 1 (uma ) ferramenta.
Utilizar sub-programa para dar o acabamento.
Sintaxe da sentença: G67 X... Z... I... K... ( U1 ) W... P... F... #
1. DESENHO DA PEÇA:
Material: Aço O 65mm X 40 mm
Onde:
X = Diâmetro de referência para início de torneamento (vide regra de
posicionamento)
Z = Comprimento de referência para início de torneam ento (vide
regra de posicionamento)
I = Sobremetal para acabamento no eixo X
K = Sobrem etal para acabamento no eixo Z
(U1) = Pré-alisamento paralelo ao perfil final, mantendo as dimensões pré-estabelecidas
W = Incremento por passada no comprimento
P = Sub-programa que contém as dimensões de acabamento do
perfil final da peça
F = Avanço programado para desbaste
2. FERRAMENTAS:
Suporte: S25T - PCLNR –12
Exemplo:
N50 G67 X75. Z82 I1. K.2 U1 W1.5 P10 F.2 #
Notas:
Programa de Execução:
Na função G67 o sub-programa não aceita inversões de cotas nos eixos "X" e "Z".
A função G67 não é Modal e requer um sub-programa com
as dimensões de acabament o da peça .
Sempre o último valor de ‘X’ do sub-program a (Externo ou
Interno), deverá informar o diâmetro bruto do material, no caso de
furos informar seu diâmetro.
PROGRAMA PRINCIPAL
; CANECA
T0101; FERRAMENTA INTERNA #
G54 #
M13 #
G96 #
S180. #
G92 S1500 M03 #
M08 #
G66 X16. Z2. I1. K.2 U1 W1. P11 F.15 #
G00 X46. Z2. #
G41 #
P11 #
G40 #
G01 X18. Z-21. #
G00 X18. Z50. #
G00 X100. Z50. M09 #
M30 #
Regra de posicionamento para os eixos X e Z
- A regra para posicionamento inicial do ciclo de desbaste externo
deverá seguir as seguintes condições:
X = Maior diâmetro da peça em bruto + 4 mm
Z = Comprimento da peça em bruto + 2 mm
- A regra para posicionam ento inicial do ciclo de desbaste interno
deverá seguir as seguintes condições:
X = Diâmetro do furo da peça em bruto - 4 mm
Z = Comprimento da peça em bruto + 2 mm
SUB-PROGRAMA
Observações:
Para utilizarmos o mesmo sub-programa de desbaste, no
acabamento da peça, utilizando-se ferramentas diferentes, será
necessário que ambas estejam no mesmo quadrante.
As funções "G" admissíveis no sub-program a são
G1,G2,G3,G4 e G73.
; CANECA SB #
G01 X46. Z0 F.15 #
G02 X42. Z-2. R2. #
G03 X32. Z-7. I32. K-2. #
G01 X32. Z-16. #
G01 X20. Z-21. #
M02 #
34
o
Automação – CNC
3 Ciclo de Técnico em Mecânica
1. DESENHO DA PEÇA:
Material: Aço O 90mm X 47 mm
Comportamento do ciclo G67
1- Partindo do posicionamento inicial (P1) o ciclo efetua passes de
desbaste transversais respeitando os parâmetros programados na
função.
2- Após o desbaste, uma vez programado o parâmetro U1 a ferramenta retorna ao ponto inicial (P1), se posiciona novamente e realiza
um pré-alisamento paralelo ao perfil final, mantendo o sobremetal.
2. FERRAMENTAS:
Suporte: PCLNR 2020 K12
PROGRAMA PRINCIPAL
;EIXO #
Nome do programa
T00;T0101DESB./ACAB. # Cancela corretores
G54 # Origem zero peça
G00 X150. Z150. # Ponto de troca
T0101;DESB.ACAB.# Selec. Ferr. e corretor
M13 # Faixa de rotação
G96# Progr. em V C cte
S180. # Valor de V C
G92 S1500 M03 # rpm e sentido de giro
M08 # Liga Refrigerante.
G67 X94. Z49. I1. K.2 U1 W2. F.10 P10 # Ciclo de desbaste
G00 X11. Z49. # Posicionamento rápido
G42 # Compensação do raio da ferramenta
P10 # Chama sub-programa
G40 # Descompensação do raio
G01 X94. Z15. M09 # Descompensação
T00;T0101DESB./ACAB. # Cancela corretores
G54 # Origem zero peça
G00 X150. Z150. # Ponto de troca
M30 # Fim de programa
3- Após executar o ciclo totalmente a ferramenta retornará automaticamente ao ponto inicial (P1) programado no bloco G67.
G67 - Exemplo de fixação externo
Objetivo:
Usar a função G67 (Ciclo de desbaste Transversal ), usando o seu sub-programa para o acabamento com a mesma ferramenta.
Obs: material com 0,5 mm de sobre metal no comprimento.
35
o
Automação – CNC
3 Ciclo de Técnico em Mecânica
SUB-PROGRAMA ( P 10 )
SUB-PROGRAMA
; EIXO_SB. # Nome do sub-programa
N10 G01 X11. Z47. F.15 # Aproximação usada p/ compensar
N20 G01 X15. Z45. # Interpola chanfro
G01 X15. Z35. # Torneia rebaixo
G01 X50. Z35. # Faceia o rebaixo
G01 X50. Z25. # Torneia rebaixo
G01 X60. Z20. # Interpola chanfro
G01 X80. Z20. # Faceia o rebaixo
G03 X90. Z15. R5. # Interpola o raio
M02 # Final do sub-program a
; TAMPA SB
N10 G01 X120 Z65. F.15 #
N20 G01 X102.68 Z50. #
N30 G01 X60. Z50. #
N40 G01 X60. Z30. #
N50 G03 X40. Z20. R10. #
N60 G01 X30. Z20. #
N70 G01 X30. Z-2. #
N80 G01 X25. Z-2. #
N90 M02 #
G67 - Exemplo de fixação interno
G74 - Ciclo automático de torneamento
Objetivo:
A função G74 exerce dupla função, ou seja, o mesmo código executando operações diferentes, sendo diferenciada apenas pela
sua sintaxe.
A função G74 pode ser utilizada com o ciclo de torneamento
paralelo ao eixo Z, o qual executa a usinagem com sucessivos passes até o diâmetro desejado, utilizando-se das informações contidas
na sentença.
Aplicar a função G67 (ciclo de desbaste Transversal) internamente.
Considerar:
A peça já vem com o furo de 28 mm .
Usinar utilizando apenas 1 (uma ) ferramenta.
Utilizar sub-programa para dar o acabamento.
G00 X... Z... # (Posicionamento Inicial Pi)
Sintaxe da sentença: G74 X... Z... I... U1 F... #
1. DESENHO DA PEÇA:
Material: Aço O 65mm X 40 mm
Onde:
2. FERRAMENTAS:
Suporte: S25T - PCLNR - 12
X... - Diâmetro final (absoluto)
Z... - Posição final (absoluto)
I... - Incremento por passada no diâmetro (incremental)
U1 - Recuo angular da ferramenta (opcional)
F... - Avanço
Exemplo:
N40 G00 X57. Z80. M08 # (Posicionamento inicial do ciclo)
N50 G74 X33. Z28. I3. U1 F.2 #
Nota:
- Se a função "U1" for programada no ciclo de torneam ento, a cada
passada efetuada o comando fará um retorno em X, no sentido contrário à penetração e com valor da função "I" , de onde fará a nova
penetração da ferramenta .
PROGRAMA PRINCIPAL
; TAMPA #
T0101 #
G54 #
M14 #
G96 #
S180. #
G92 S1500 M03 #
G00 X200. Z100. M08 #
G67 X21. Z67. I1. K.2 U1 W2.5 P10 F.25 #
G00 X120. Z67. #
G42 #
P10 #
G40 #
G01 X21. Z-2. #
G00 X21. Z100. #
G00 X200. Z100. M09 #
M30 #
Observação:
- O posicionamento inicial do ciclo G74, é que define se o torneamento é externo ou interno.
G74 - Exemplo de fixação para torneamento
Objetivo:
Usinar a peça abaixo usando a funções G74.
- Desbastar a peça com passes de 3 mm no diâmetro.
Desenho da peça:
Material: Aço O 60mm X 80 mm
36
o
Automação – CNC
3 Ciclo de Técnico em Mecânica
Onde:
X= Diâmetro final (absoluto)
Z= Posição final (absoluto)
K= Incremento por passada em Z (incremental)
(U1)= Recuo angular da ferram enta (incremental)
F= Avanço
Observação:
Se houver a função "U1" no ciclo de faceamento, então a cada passada o comando fará um retorno no eixo Z, no sentido contrário à
penetração, com valor da função K até a posição inicial X.
G75 - Exemplo de fixação para faceamento
Objetivo:
Program ação da função G75 como ciclo de Torneamento Transversal
(Faceamento).
Ferramenta:
Suporte: PCLNR 2020 K12
1. DESENHO DA PEÇA:
Material: Aço O 90 mm X 30 mm
Programa de Execução:
;EIXO # ( Nome)
T0101 # (Chamada da ferramenta e Corretores)
G54 # (Origem Zero peça)
M13 # (Faixa de rotação)
G96 # (Programação em Velocidade de corte constante Vc)
S180. # (Valor de Vc)
G92 S1000 M03 # (Limite máx. de rpm e sentido giro eixo árvore)
G00 X150. Z150. # (Ponto de troca inicial)
G00 X57. Z82. M08 # (Posiciona/o para o 1º passe e liga refrig.)
G74 X33. Z28. I 3. U1 F.25 # ( Ciclo automático de Desbaste)
G00 X150. Z150. M09# (Ponto de troca final e desliga refrigerante)
M30 # (Final de Programa)
G75 - Ciclo automático de faceamento
2. FERRAMENTA:
Suporte: PCLNR 2020 K12
A função G75 pode ser utilizada como ciclo de torneam ento paralelo
ao eixo X, auxiliando nos trabalhos de desbaste como ciclo de faceamento.
G00 X... Z.... # (Posicionamento incial Pi)
Sintaxe da função: G75 X... Z... K... (U1) F... #
3. PROGRAMAÇÃO:
; TAMPA # Nome
T0101; FACEAR # Selec.ferr./corretores
G54 # Origem zero peça
M13 # Faixa de rotação
G97 # Progr. em rpm direta
S800 M03 # rpm/sentido de giro
G00 X150. Z150. # Ponto de troca
G00 X95. Z28. M08 # Posic. inicial
G75 X25. Z15. K2. U1 F.2 # Ciclo de faceamento
M09 # Desliga refrigerante
G00 X150. Z150.# Ponto de troca
M30 # Fim de programa
37
o
Automação – CNC
3 Ciclo de Técnico em Mecânica
G74 - Ciclo automático de furação
A aplicação da função G74 como ciclo de furação, realiza furações
com descarga de cavacos, evitando com esse procedimento uma
possível quebra da broca utilizada.
G00 X.... Z.... # (Posicionamento inicial P1)
Sintaxe da função: G74 Z... ( W... ) F... #
3. PROGRAMAÇÃO:
A função G74 não é MODAL
;BUCHA # Nome
T0101;Broca centro# Selec.ferr./corretores
G54 # Origem zero peça
M13 # Faixa de rotação
G97 # Progr.em rpm direta
S1000 M03 # rpm/sentido de giro
G00 X150. Z150. # Ponto de troca
G00 X0 Z75. M08 # Posic. rápido
G01 X0 Z69. F.05 # Ref. de centro
G04 D1. # Parada
G01 X0 Z60. # Abre o furo de centro
G04 D1. # Parada
G00 X0 Z75. # Recuo
G00 X150. Z150. M09 # Ponto de troca
M00 # ou M06 # Parada no Programa para a troca de ferra/a
T0202; Broca 15mm # Selec.ferr./corretores
G54 # Origem zero peça
M13 # Faixa de rotação
G97 # Progr.em rpm direta
S650 M03 # rpm/sentido de giro
G00 X0 Z75. M08 # Posic. inicial
G74 Z-5. W 15. F.15 # Ciclo de furação
G00 X150. Z150. M09 # Ponto de troca
M30 # Fim de programa
Observação:
Na ausência da função W, o eixo Z avança para o ponto final em
movimento contínuo.
Exercício:
Onde:
Z = Posição Final. ( absoluto )
(W) = Distância para quebra de cavacos. ( incremental )
F = Avanço programado para furação.
Nota
Usinar a peça abaixo
Exemplo:
30
o
2 x 45
Objetivo:
Programação da função G74 ( como ciclo de furação)
o
2 x 45
1. DESENHO DA PEÇA:
φ 40
φ 15
φ 70
Material: Aço O 50mm X 70 mm
100
Usar a função M27 e M26
Observação: No último passe de penetração, a broca retorna ao
ponto inicial.
2. FERRAMENTAS:
Broca de centro
Broca Helicoidal 15 mm
38
o
Automação – CNC
3 Ciclo de Técnico em Mecânica
G75 - Ciclo automático de canais
Este ciclo permite o sangramento de canais eqüidistantes, com quebra de cavacos, programados em um único bloco de programação.
G00 X... Z.... # (Posicionamento inicial Pi)
Sintaxe da função: G75 X... Z... ( W...) K... ( D... ) F... #
3. PROGRAMAÇÃO
; EIXO COM CANAIS# Nome do programa
T 0101 ; CENTRO # Selec.ferr / corretor
G54 # Origem zero peça
M13 # Faixa de rotação
G97 # Rpm direto
S1000 M03 # Rpm / sent. de giro
G00 X150. Z150. M08 # Ponto de troca inicial
G00 X0 Z102. # Posicionamento inicial
G01 X0 Z99. F.1 #
G04 D1. #
G01 X0 Z92. #
G04 D1. #
G00 X0 Z102. #
G00 X150. Z150. M09 # Ponto de troca
M00 # Parada no programa
M27 # Avança a Manga
M06 # Libera o giro da torre
T 0202 ; DES./ACAB. # Selec.ferr / corretor
G54 # Origem zero peça
M13 # Faixa de rotação
G97 # Rpm direto
S1500 M03 # Rpm / sent. de giro
G00 X68. Z102. M08 # Posicionamento inicial
G74 X61. Z81.2 I4. U1 F.25 #
G00 X54. Z102. #
G01 X54. Z100. #
G01 X60. Z97. #
G01 X60. Z81. #
G01 X75. Z81. #
G00 X150. Z150. M09 # Ponto de troca
M06 #
T 0303 ; CANAL # Selec.ferr / corretor
G54 # Origem zero peça
M13 # Faixa de rotação
G97 # Rpm direto
S1000 M03 # Rpm / sent. de giro
G00 X75. Z67. M08 # Posicionamento inicial
G 75 X60. Z25. K14. F.1 D1. W5. #
G00 X150. Z150. M09 # Ponto de troca
M00 # Parada no programa
M26 # Recua a Manga
M30 # Fim de programa
Onde:
X = Diâmetro Final. (absoluto)
Z = Posição Final. (absoluto) Obs: último canal
(W) = Distância para quebra de cavacos. (incremental) Obs: no diâmetro
K = Incremento por passada em Z. (incremental) Obs: distância
entre canais
(D) = Tempo de permanência. (segundos)
F = Avanço.
Notas:
A função G75 não é Modal:
Na ausência do parâmetro "W" , o eixo "X" avança para o diâmetro
final com movimento contínuo.
Observações:
Somente usar o ciclo para canais eqüidistantes.
G75 - Exemplo de fixação para canais
Objetivo:
Usar a função G 75 (como ciclo de canal ).
1. DESENHO DA PEÇA:
Material: Aço O 70 mm X 100 mm
Composição de um programa CNC
A composição de um programa CNC baseia-se nas informações geom étricas e tecnológicas necessárias para a execução de
uma determinada peça. Tal composição deverá ser estruturada com
os seguintes elementos:
1. Cabeçalho
Através do cabeçalho do programa são introduzidos o nome do programa e as funções que determinam os modos de programação, necessários a execução do programa, tais como o sistema
de coordenadas empregado, o plano de trabalho desejado, o sistema
de medição e etc.
2. FERRAMENTAS:
Observação: A largura da ferramenta de bedame, deverá estar na
medida.
39
o
Automação – CNC
3 Ciclo de Técnico em Mecânica
É permitida a programação sem numeração de bloco, porém, neste caso não será possível o adiantamento do programa para
um bloco intermediário nem a utilização de instruções de salto.
2. Comentários
O caractere que define um comentário é o ponto e vírgula
( ; ).
O texto de um comentário deverá estar logo após o caractere ";" através do qual é possível passar instruções ou informações
ao operador.
Os comentários devem ser inseridos no final do bloco ou
em blocos isolados, jamais no meio do bloco.
Um comentário poderá ter até 120 caracteres dos quais
apenas 43 serão apresentados no campo de comentários da tela.
5. Ponto de troca
O ponto de troca é um posicionamento definido na programação para promover as trocas de ferramentas necessárias à execução da peça.
Lembramos que para isso deve-se desligar o eixo árvore
(através de M00 para troca manual ou M06 para troca automática) , e
normalmente é efetuado através da sintaxe T00 seguida pelo Zero
Peça e posicionamento desejado (Vide Estrutura Básica de Programação).
Obs: O com entário inserido no início do program a sem o núm ero de
bloco (função N), será apresentado ao lado do número do programa
no diretório de programas do com ando, caracterizando assim o nome
do mesm o.
3. Chamada de ferramenta
A chamada das ferramentas operantes é feita através da
função auxiliar "T" (formato T4, quatro dígitos), cujo os dígitos numéricos definem o número da ferramenta e corretor, e também pelas
instruções inerentes a sua utilização tais como definição de Zero
Peça, Faixa de rotação, Definição de rpm e Sentido de giro.
Lembramos que na troca de ferramenta automática é efetuada pela função "T", seguida pela função miscelânea "M06" que
libera o giro de Torre.
6. Final de Programa
O final do programa será representado por uma função
miscelânea específica entendida pelo comando, e tal instrução deverá estar sozinha na sentença e na última linha de programação, a
qual promoverá o retorno ao início do programa.
Estrutura básica de programação
3.1. Origem Zero peça
Um programa CNC, deverá ser estruturado basicam ente pelos seguintes elementos:
Através da função preparatória G54 ou G55 define-se a origem zero (X0,Z0), do sistema de coordenadas da peça.
Cabeçalho de Programa
Atenção: Este é um dado muito importante, pois caso queira iniciar
uma usinagem no meio do program a, por exemplo para uma correção de medida, na falta da origem G54 ou G55 a ferramenta procura
o zero máquina, e ai a colisão é inevitável.
; Eixo # (Nome do Programa)
N10 G99 # (Retorno ao Zero máquina)
N20 G95 # (Programação de avanço por rotação)
N30 G90 # (Programação no Sistema de Coordenadas Absolutas)
N40 G71 # (Programação em Milímetros)
N50 G20 # (Programação em diâmetro)
N60 G18 # (Plano de trabalho X,Z)
:
3.2. Faixa de rotação
As funções auxiliares de "M10 a M14" , determinam as faixas de rotação que poderão ser utilizadas dentro das etapas de
usinagem.
FAIXA I
FAIXA II
FAIXA III
FAIXA IV
M11
M12
M13
M14
rpm
rpm
rpm
rpm
18 a 475
28 a 750
75 a 1900
118 a 3000
A
B
A
B
Obs: Na maioria dos comandos estas funções de programação são
"Default", ou seja, são condições básicas de funcionamento.
C
C
D
D
Chamada de ferramenta
:
N70 T00; T0101 DESBASTE # (Cancela corretores e avisa qual
ferramenta vai entrar)
N80 G54 # (Origem Zero Peça).
N90 G00 X150. Z150. # (Posicionamento do Ponto de troca)
N100 T0101 ; DESBASTE # (Chamada de ferramenta e corretores)
N110 M06 # (Libera o giro de torre em caso de troca automática)
:
Obs: As faixas acima referem-se a máquina CENTUR 20 RV
3.3. Definição do RPM e Sentido de giro
Na definição da rotação a função preparatória G96 deverá
ser utilizada, quando se deseja promover a variação do rpm dentro
de uma determinada faixa de rotação, caso contrário, deve-se usar a
função G97 ou seja rpm direto.
Aplicando-se a função G96, através da função auxiliar "S"
determina-se o valor de Vc utilizado, com o qual o comando fará os
devidos cálculos de variação de rpm, de acordo com os diâmetros
usinados. Caso tenha sido feito o uso da função G97, a função auxiliar "S" determina apenas o valor de rpm a ser utilizado.
A função G92 deverá ser utilizada sempre que for feita a
programação usando a função G96, pois ela tem por finalidade limitar
a rpm máxima aplicada, indiferente do diâmetro usinado. Já a função
miscelânea M03 (sentido horário de giro) ou M04 (sentido anti-horário
de giro) definem o sentido de giro da placa, visto frontalmente.
Definição de rotação (com variação de rotação)
:
N120 M13 # (Define a faixa de rotação a ser utilizada)
N130 G96 # (Programação em velocidade de corte constante Vc)
N140 S180. # (Valor de Vc)
N150 G92 S1500 M03 # (Limite máximo de rpm e sentido de giro)
:
ou
(sem variação de rotação)
:
N120 M13 # (Define a faixa de rotação a ser utilizada)
N130 G97 # (programação em rpm direto)
N140 S1500 M03 # (Valor de rpm e sentido de giro)
:
4. Blocos de Usinagem
Um bloco de usinagem contém todas as informações necessárias à execução de um a etapa do programa. Está limitado em
43 caracteres por linha e pode ser subdividido em várias linhas de
programação.
O número do bloco pode ser escolhido livremente, obedecendo a uma ordem de aparecimento na programação, porém, não
deverá haver mais de um bloco com o mesmo número.
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Automação – CNC
3 Ciclo de Técnico em Mecânica
Blocos de usinagem
Utilização da função "T00" na determinação do Ponto de Troca
:
N160 G00 X50. Z45. M08 # (Posicionamento rápido e liga refrigerante)
N170 G01 X80. Z60 F.25 # (Interpolação linear com avanço programado)
:
Na determinação do ponto de troca a função "T00", seguida da função de origem Zero peça (G54 ou G55) e de um posicionamento pré estabelecido, tem participação fundamental no posicionamento da torre, pois ela cancela os balanços das ferramentas
fazendo com que a torre, independente da ferram enta utilizada
sempre pare no mesma posição.
No bloco contendo a função T00 recomenda-se que se coloque como comentário sempre a ferramenta desejada.
Trocas de ferramentas
(manual)
:
N200 T00 ; T0202 ACABAMENTO # (Cancela corretores e avisa
qual ferramenta vai entrar)
N210 G54 # (Origem Zero Peça).
N220 G00 X150. Z150. # (Posicionamento do Ponto de troca)
N230 M00 # (Parada no programa em caso de troca manual)
N240 T0202 ; ACABAMENTO # (Chamada de ferramenta e corretores)
:
ou
Exemplo de utilização da função T00 na determinação do ponto
de troca.
:
T00 ; T0101 FERRA/a DE DESBASTE # (Canc. corretores, e avisa
qual ferramenta vai entrar)
G54 # (Origem zero peça)
G00 X150. Z50. # (Ponto de Troca)
T0101 ; FERRAMENTA DE DESBASTE # (Chamada de ferramenta
e corretor)
:
T00 ; T0202 FERRA. INTERNA # (Cancela corretores, e avisa qual
ferramenta vai entrar)
G54 # (Origem zero peça)
G00 X150. Z50. # (Ponto de Troca)
T0202 ; FERRA. INTERNA # (Chamada de ferram enta e corretor)
:
M30 # (Fim de Programa)
(automática)
:
N200 T00 ; T0202 ACABAMENTO # (Cancela corretores e avisa
qual ferramenta vai entrar)
N210 G54 # (Origem Zero Peça).
N220 G00 X150. Z150. # (Posicionamento do Ponto de troca)
N230 T0202 ; ACABAMENTO # (Chamada da ferramenta e corretores)
N240 M06 # (Libera o giro de torre em caso de troca automática)
:
Obs: Na busca de uma determinada ferramenta, para início no meio
do programa, que essa busca seja feita somente através da função
T00 até que se encontre a ferram enta desejada.
Obs: Lembramos que a busca de uma determinada ferramenta, para
início no meio do programa, deverá ser feita através da função "T00"
até que a mesma seja encontrada.
Ilustração da utilização da função T00 na determinação do ponto de troca.
Final de programa
:
N300
N310
N320
N340
T00 ; Final # (Cancela corretores de ferramenta)
G54 # (Origem Zero Peça).
G00 X150. Z150. # (Posicionamento do Ponto de troca)
M30 # (Final de programa)
Ponto de Troca de Ferramenta
O ponto de troca é uma coordenada qualquer definida no
programa cujo objetivo é:
- Servir de ponto de partida para posicionamentos rápidos.
- Servir como ponto de parada para troca de ferramentas.
- Local seguro para giro de torre elétrica ou virar peças na placa.
- Paradas de programa, etc.
Este procedimento visa evitar colisões indesejáveis de ferramentas, facilitar o trabalho por parte do operador da máquina e
aumentar a sua segurança.
Não utilizando a função "T00" na determinação do Ponto de
Troca.
Caso não se utilize a função T00 na determinação do ponto
de troca, o comando levará em consideração os balanços das ferramentas envolvidas, fazendo com que a ponta útil das ferramentas
pare na mesma posição, porém, a torre irá parar em posições diferentes.
Obs: Neste caso aconselha-se a colocar a origem zero peça, após a
chamada da ferramenta
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Automação – CNC
3 Ciclo de Técnico em Mecânica
Exemplo de ponto de troca, sem a utilização da função T00.
:
T0101; FERRA. DE DESBASTE # (Chamada de ferra/a e corretor)
G54 # (Origem zero peça)
:
G00 X 150. Z50. # (Ponto de Troca)
:
T0202 ; FERRA INTERNA # (Chamada de ferra/a e corretor)
G54 # (Origem zero peça)
:
G00 X150. Z50. # (Ponto de Troca)
:
M30 # (Fim de Programa)
Ilustração da determinação do ponto de troca sem a utilização da
função T00.
Onde:
Z = Posição Final. ( absoluto )
(W) = Distância para quebra de cavacos. ( incremental )
F = Avanço programado para furação.
Nota
A função G74 não é MODAL
Observação:
Na ausência da função W, o eixo Z avança para o ponto final em
movimento contínuo.
Exemplo:
Objetivo:
Program ação da função G74 ( como ciclo de furação)
1. DESENHO DA PEÇA:
Material: Aço O 50mm X 70 mm
Tabela para Elaboração de um Programa
Bloco
Função
N
Prep.
Posiciona/o
Eixo X
Eixo Z
Funções
Analise
Auxiliares
N05
N10
N20
N30
N40
Observação: No último passe de penetração, a broca retorna ao
ponto inicial.
N50
N60
2. FERRAMENTAS:
Broca de centro
Broca Helicoidal 15 mm
N70
N80
N90
N100
G74 - Ciclo automático de furação
A aplicação da função G74 como ciclo de furação, realiza furações
com descarga de cavacos, evitando com esse procedimento uma
possível quebra da broca utilizada.
G00 X.... Z.... # (Posicionamento inicial P1)
Sintaxe da função: G74 Z... ( W... ) F... #
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3 Ciclo de Técnico em Mecânica
3. PROGRAMAÇÃO:
;BUCHA # Nome
T0101;Broca centro# Selec.ferr./corretores
G54 # Origem zero peça
M13 # Faixa de rotação
G97 # Progr.em rpm direta
S1000 M03 # rpm/sentido de giro
G00 X150. Z150. # Ponto de troca
G00 X0 Z75. M08 # Posic. rápido
G01 X0 Z69. F.05 # Ref. de centro
G04 D1. # Parada
G01 X0 Z60. # Abre o furo de centro
G04 D1. # Parada
G00 X0 Z75. # Recuo
G00 X150. Z150. M09 # Ponto de troca
M00 # ou M06 # Parada no Programa para a troca de ferra/a
T0202; Broca 15mm # Selec.ferr./corretores
G54 # Origem zero peça
M13 # Faixa de rotação
G97 # Progr.em rpm direta
S650 M03 # rpm/sentido de giro
G00 X0 Z75. M08 # Posic. inicial
G74 Z-5. W 15. F.15 # Ciclo de furação
G00 X150. Z150. M09 # Ponto de troca
M30 # Fim de programa
Exercício:
Usinar a peça abaixo
30
2 x 45o
o
φ 40
φ 15
φ 70
2 x 45
100
Usar a função M27 e M26
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Tabela para Elaboração de um Programa
Bloco
N
Função
Prep.
Funções
Auxiliares
Posiciona/o
Eixo X
Eixo Z
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Analise
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Parâmetros de utilização da Ferramenta
Os dados sobre os suportes de ferramentas e pastilhas de
metal duro, são muito importantes , principalmente os referentes às
informações sobre as pastilhas (insertos), para a otimização do processo de usinagem. Tais informações deverão ser obtidas através de
catálogos dos fabricantes, viabilizando da melhor maneira o trabalho
a ser executado.
Qual é
Qual é
Qual é
Qual é
Qual é
Qual é
Qual é
o tipo do Inserto ?
a Classe da Pastilha ?
o raio da Pastilha ?
o rpm adequado ?
a velocidade de corte especificada ?
o tipo de Suporte porta-ferramenta ?
o tipo de lubrificação adequada ?
Chave de código de Pastilha
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ETE “Cel. Fernando Febeliano da Costa”
AUTOMAÇÃO
CNC
3o Ciclo de
Técnico em Mecânica
Prof. Eng. Mec. Claudinei Bigaton
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