1. Controle numérico computadorizado 2. Programação 3. Manufatura auxiliada por computador I. Título.

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2 Ficha catalográfica Azevedo, Domingos Flávio de Oliveira Linguagem de programação CNC: Torno e centro de usinagem / Domingos Flávio de Oliveira Azevedo. Mogi das Cruzes:, p. Bibliografia. ISBN: 1. Controle numérico computadorizado 2. Programação 3. Manufatura auxiliada por computador I. Título. CDD - Índices para catálogo sistemático: Controle numérico computadorizado: Engenharia Manufatura auxiliada por computador: Engenharia Direitos exclusivos para a língua portuguesa Copyright 2013 by Domingos Flávio de Oliveira Azevedo domingos_prof@yahoo.com.br Reservados todos os direitos. É proibida a duplicação ou reprodução deste trabalho, no todo ou em parte, sob quaisquer formas ou por quaisquer meios (eletrônico, mecânico, gravação, fotocópia, distribuição na Web ou outros), sem permissão do autor.

3 PREFÁCIO Este trabalho foi elaborado para estudantes de graduação, escrito para dar apoio à disciplina de CADD/CAM e introduzir o conhecimento sobre a linguagem de programação das máquinas ferramentas de controle numérico computadorizado. Tendo-se em mente que, este trabalho não tem como objetivo substituir os manuais de operação das máquinas e sim, auxiliar os alunos dos cursos de engenharia e tecnologia neste assunto tão importante e atual nas indústrias mecânicas. As informações aqui introduzidas permitem que este seja utilizado como um guia para entendimento da estrutura da linguagem de programação, das principais instruções e comportamento da máquina CNC para cada instrução dada. Ao iniciar a leitura, o aluno inicialmente terá um breve esclarecimento de conceitos elementares do sistema de controle, das características construtivas das máquinas CNC, das vantagens de sua utilização, do planejamento da programação e dos termos básicos da linguagem de programação, sua estrutura e organização, além de tabelas dos códigos necessários à programação, no capítulo primeiro. Nos dois capítulos seguintes, ou seja, segundo e terceiro capítulos, são descritas as principais instruções dos tornos e centros de usinagem, respectivamente. Cada uma das instruções que se seguirão, terá sua descrição, sendo que, as instruções iniciais de cada um destes capítulos são as mais importantes no contexto e serão utilizadas em todos os programas escritos, e as instruções que se seguem a esta, terão descrições exclusivas. No quarto capítulo são descritas as interfaces dos simuladores Denford Fanuc para torno e centro de usinagem, que embora possua recursos gráficos limitados, atende ao objetivo de apoio à este trabalho, que é a introdução ao aluno destes assuntos. e CAM. No quinto capítulo encontra-se uma breve explanação histórica do CADD, CNC No sexto capítulo encontram-se as fontes bibliográficas utilizadas para elaboração deste trabalho, que podem servir ao aluno como um meio de aprimorar ou se aprofundar em algum dos assuntos abordados aqui com brevidade. Toda e qualquer crítica a este trabalho será bem vinda para que se possa efetuar sua correção e melhoria. Bons estudos.

4 SUMÁRIO... 9 PREFÁCIO SUMÁRIO LISTA DE ILUSTRAÇÕES INTRODUÇÃO SISTEMA DE CONTROLE Sistemas de transmissão de dados CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS DAS MÁQUINAS CNC TERMOS BÁSICOS DE PROGRAMAÇÃO CNC IDENTIFICAÇÃO DO PROGRAMA SEQUÊNCIA E ESTRUTURA DOS BLOCOS PROGRAMAÇÃO DE TORNOS CNC TRAJETO DA FERRAMENTA GRUPOS DE INSTRUÇÕES INSTRUÇÕES DE CÓDIGO G Grupo 01 Movimento e corte G00 Deslocamento rápido G01 Interpolação linear G02 / G03 - Interpolação circular (SF) G04 - Tempo de espera (SF) G20 - Sistema de unidades em polegadas (SF) G21 - Sistema de unidades em milímetros (SF) G28 - Retorno ao ponto de referência (SF) G98 - Avanço da ferramenta em milímetros / minuto (SF) G99 - Avanço da ferramenta em milímetros / rotação (SF) G96 Velocidade de corte constante do eixo árvore (SF) G97 Rotação constante do eixo árvore (SF) G50 Limita a rotação máxima do eixo árvore (SF) G41 / G42 Compensação de raio de corte G40 Cancelamento da compensação de raio de corte TORNEAMENTO EXTERNO E INTERNO Instrução ferramenta Ciclos de torneamento G90 Ciclo de desbaste simples* (SF) G94 Ciclo de faceamento simples (SF) G71 Ciclo de desbaste longitudinal (SF) G70 Ciclo de acabamento contornando o perfil (SF)... 61

5 G72 Ciclo de faceamento (desbaste na transversal) (SF) G73 Ciclo de desbaste paralelo ao perfil (contorno) (SF) CICLOS PARA CANAIS E DESBASTE TRANSVERSAL G75 Ciclo de faceamento paralelo ou canais G81 Ciclo de canais (sf) CICLOS FIXOS PARA FURAÇÃO G81 Ciclo de furação (SF) G74 Ciclo de furação (sf) CICLOS FIXOS PARA ROSCAMENTO Características gerais das roscas torneadas G76 Ciclo de roscamento automático (SF) G92 Ciclo de roscamento simples (SF) PROGRAMAÇÃO DE FRESADORAS E CENTROS DE USINAGEM CNC ORIENTAÇÃO DOS EIXOS EM UM CENTRO DE USINAGEM SISTEMAS DE COORDENADAS FORMATOS DOS NÚMEROS PARA COORDENADAS CONTROLE DO EIXO ÁRVORE (SPINDLE) SENTIDO DA ROTAÇÃO DO EIXO ÁRVORE (SPINDLE) POSIÇÃO DA FERRAMENTA NO CARROSSEL OU MAGAZINE PONTOS DE REFERÊNCIA DESLOCAMENTOS COM INTERPOLAÇÃO LINEAR G00 - DESLOCAMENTO RÁPIDO G01 - DESLOCAMENTO COM AVANÇO CONTROLADO F - CONTROLE DE AVANÇO CICLOS FIXOS REGRAS GERAIS DESCRIÇÃO DOS CICLOS FIXOS DO SIMULADOR G81 - Ciclo de Furação comum e de centros (SF) G82 - Ciclo de Furação de rebaixamento (SF) G83 - Ciclo de Furação profunda com descarga de cavacos (SF) G73 - Ciclo de Furação com quebra cavaco (SF) G84 - Ciclo de Roscamento com macho à direita (SF) G74- Ciclo de Roscamento com macho à esquerda (SF) G85 - Ciclo de Mandrilhamento de furos (SF) G86 - Ciclo de Mandrilhamento de furos (SF) G87 - Ciclo de Mandrilhamento de furos por debaixo (SF) G89 - Ciclo de Mandrilhamento com tempo de espera (SF) G76 - Ciclo de Mandrilhamento de exatidão (SF)

6 G80 - Cancelamento de Ciclo Fixo (SF) PADRÕES DE FURAÇÃO OPERAÇÕES DE FRESAMENTO FRESAGEM POR FACEAMENTO INTERPOLAÇÃO CIRCULAR FRESAMENTO HELICOIDAL CONTORNANDO A PEÇA SUBPROGRAMAS: CHAMADA E EXECUÇÃO INTERFACE DOS SIMULADORES DENFORD FANUC INTERFACE PRINCIPAL DO SIMULADOR ÁREA DE EDIÇÃO DO SIMULADOR ÁREAS DE SIMULAÇÃO ÁREA DE MENSAGENS E MENUS DO SIMULADOR MENU HELP DO SIMULADOR MENU SIMULATION MAIN MENU MENU PRINCIPAL DIRETIVAS DE PROGRAMAÇÃO Desenho da peça - Exemplo 1: Desenho da peça - Exemplo 2: HISTÓRIA DO CNC, CADD E CAM REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1.1: Painéis de controle e operação Fanuc de torno e centro de usinagem Figura 1.2: Painel de controle de um torno CNC com controle GE Fanuc Série 16-M. (1) Figura 1.3: Fluxo convencional de informação entre CADD/CAM/CNC via ethernet Figura 1.4: Configuração Direct Numerical Control. (3) Figura 1.5: Configuração Switching network (Rede de comutação) DNC. (3) Figura 1.6: Configuração Local area network (LAN) (Rede de comunicação local) DNC. (3) Figura 1.7: a) Placa hidráulica e torre porta ferramentas, b) Cabeçote e barramento. (4) Figura 1.8: Mesas de centro de usinagem. (4) Figura 1.9: Servomotores de acionamento dos fusos Figura 1.10: Tipos de fusos de esferas recirculantes Figura 1.11: Posicionamento dos encoders, régua ótica e encoder Figura 1.12: Esquemas de componentes dos encoders e réguas óticas Figura 1.13: Trocador de ferramentas automático, tipo torre elétrica Figura 1.14: Trocador de ferramentas automático tipo revolver Figura 1.15: Sistema Gang Tools. (4) Figura 1.16: Trocadores de ferramentas automáticos tipos: a) magazine b) carrossel Figura 1.17: a) Fluído conduzido pelo interior da torre; b) Fluído conduzido pelo interior da ferramenta Figura 1.18: Sensores de desgaste de ferramentas tipos: a) contato b) laser Figura 1.19: Formato da notação para programação CNC. (1)... 23

7 Figura 1.20: Planos cartesianos definidos pelos eixos principais X, Y e Z Figura 1.21: Pontos nos quadrantes do plano X e Y Figura 1.22: Orientação dos eixos do sistema de coordenadas cartesianas Figura 1.23: Posições de zeros em tornos CNC Figura 1.24: Posição dos campos em tornos CNC Figura 1.25: Configuração do programa (modificada). (7) Figura 2.1: Pontos de trajeto da ferramenta no desbaste Figura 2.2: Instrução G00 para deslocamento rápido Figura 2.3: Instrução G01 de interpolação linear com avanço controlado Figura 2.4: Exemplo de interpolação linear com avanço controlado Figura 2.5: Instrução G02 de interpolação circular com avanço controlado Figura 2.6: Instrução G03 de interpolação circular com avanço controlado Figura 2.7: Exemplos de interpolação circular com arcos vetores I, K e parâmetro R Figura 2.8: Exemplo de interpolação circular Figura 2.9: Ponto de referência da ferramenta e Raio á ser compensado Figura 2.10: Efeito da ponta da ferramenta na peça sem compensação Figura 2.11: Numeração e orientação das pontas, com posição no campo atrás em +X e +Z Figura 2.12: Compensação do raio em torneamento externo G41 / G Figura 2.13: Compensação do raio em torneamento de campo à frente com G Figura 2.14: Significado da instrução ferramenta Figura 2.15: Esquema de correção da posição geométrica da ferramenta Figura 2.16: Esquema do ciclo de desbaste simples paralelo externo G Figura 2.17: Exemplo de peça para desbaste interno Figura 2.18: Esquema para desbaste interno com G Figura 2.19: Exemplo de peça com cônico Figura 2.20: Semelhança entre triângulos Figura 2.21: Esquema do ciclo de desbaste cônico externo G Figura 2.22: Desenho de peça e esquema do ciclo de faceamento simples G Figura 2.23: Esquema do ciclo de desbaste externo longitudinal G Figura 2.24: Desenho de peça, exemplo para ciclo de desbaste G71 - externo Figura 2.25: Esquema do ciclo de desbaste interno longitudinal G Figura 2.26: Desenho de peça, exemplo para ciclo G71- interno Figura 2.27: Esquema do ciclo G70 para acabamento externo Figura 2.28: Esquema do ciclo G70 para acabamento interno Figura 2.29: Desenho de peça e esquema de ciclo de faceamento G Figura 2.30: Esquema de ciclo de desbaste paralelo ao perfil G Figura 2.31: Desenho de peça (repetido) e esquema do ciclo de faceamento paralelo G Figura 2.32: Desenho de peça e esquema do ciclo de canais G Figura 2.33: Referência de bedame para a programação NC (zero da ferramenta) Figura 2.34: Esquema do ciclo de furação G Figura 2.35: Esquema do ciclo de furação G Figura 2.36: Sentido de roscamento M04 Z Figura 2.37: Tipos de penetração no roscamento Figura 2.38: Posição das entradas em roscas Figura 2.39: Diferenciação entre passo e avanço Figura 2.40: Relação entre passo e avanço Figura 2.41: Cálculos de angularidade em roscas Figura 2.42: Sentidos de I para roscas cônicas Figura 2.43: Detalhes de programação para roscamento Figura 2.44: Exemplo de roscamento G Figura 2.45: Desenho do trajeto da ferramenta para roscamento externo Figura 2.46: Avanço rápido e controlado no roscamento externo

8 Figura 2.47: Exemplo de roscamento externo G Figura 3.1: Representação esquemática de um centro de usinagem vertical Figura 3.2:Sistema de coordenadas absolutas adotado para furação de uma peça Figura 3.3: Sistema de coordenadas incrementais adotado para furação de uma peça Figura 3.4: Sentido horário de corte e rotação determinado pela ferramenta e código M Figura 3.5: Esquema de carrossel com os alojamentos numerados de ferramentas Figura 3.6: Métodos de definição de distância para as ferramentas Figura 3.7: Ponto de referência da máquina e orientação dos eixos e planos. [1] Figura 3.8: Vista superior da mesa de trabalho da máquina vertical Figura 3.9: Vista frontal da mesa de trabalho da máquina vertical Figura 3.10: Posicionamento do zero peça com orientação dos eixos XY Figura 3.11: Zero peça definido no centro da furação a ser realizada Figura 3.12: Referências das ferramentas Figura 3.13:Desvio de movimentação rápida em dois eixos, G00. (1) Figura 3.14: Movimento de interpolação linear simultâneo em três eixos, G01. (1) Figura 3.15: Vista com os trajetos de movimentação da broca na operação de furação Figura 3.16: Vista superior da peça a ser furada com furos em padrão retangular e tabela Figura 3.17: Vista com os níveis de posição da broca na operação de furação Figura 3.18: Sequência do ciclo fixo G83 usado tipicamente para furos profundos. (1) Figura 3.19: Sequência do ciclo fixo G73 usado tipicamente para quebra de cavacos. [1] Figura 3.20: Sequência do ciclo fixo G84 usado para roscamento á direita. [1] Figura 3.21: Sequência de movimentos do ciclo G87 para mandrilhamento por debaixo Figura 3.22: Exemplo de peça a ser furada no padrão em linha Figura 3.23: Exemplo de peça a ser furada no padrão angular Figura 3.24: Exemplo de peça a ser furada no padrão com cantos Figura 3.25: Exemplo de peça a ser furada no padrão grelha reta Figura 3.26: Exemplo de peça a ser furada no padrão grelha inclinada Figura 3.27: Exemplo de peça a ser furada no padrão em arco Figura 3.28: Exemplo de peça a ser furada no padrão em círculo Figura 3.29: Cabeçotes de fresamento Sandvik Coromant Figura 3.30: Cabeçotes de fresamento com diferentes tipos e posições de insertos Figura 3.31: Esquemas de corte com cabeçote de fresamento. (1) Figura 3.32: Ângulos de entrada do cabeçote na peça. (1) Figura 3.33: Modos de deslocamento, a) neutro, b) concordante e c) discordante Figura 3.34: Largura de corte recomendada no faceamento Figura 3.35: Esquemas de movimentação bidirecional da ferramenta para faceamento. (1) Figura 3.36: Representação de trajeto para manter faceamento concordante. (1) Figura 3.37: Definição de ângulos e sentidos em máquinas CNC Figura 3.38: Arcos vetores I e J e suas designações em diferentes quadrantes do plano XY. (1) 121 Figura 3.39: Arco orientado para fresamento no primeiro quadrante com a instrução G Figura 3.40: Desenho de peça com canal de circunferência completa Figura 3.41: Desenho exemplo para rebaixamento circular Figura 3.42: Vistas do trajeto da ferramenta na interpolação helicoidal Figura 3.43: Desenho exemplo para interpolação helicoidal de canal Figura 3.44: Trajetória da ferramenta sem e com compensação do raio. (1) Figura 3.45: Compensação do raio da ferramenta em fresadoras G41 / G Figura 3.46: Trajetória da ferramenta relacionada ao contorno da peça. (1) Figura 3.47: Modos de fresagem, concordante e discordante com rotação horária Figura 3.48: Exemplo de peça a fresar o contorno externo Figura 3.49: Contorno da peça com trajetória definida por sequência de pontos Figura 3.50: Exemplo de compensação do raio da ferramenta em usinagem interna Figura 3.51: Desenho com as dimensões da peça para os dois próximos exemplos

9 Figura 3.52: Detalhe esquemático da aproximação e trajeto da ferramenta para o externo Figura 3.53: Detalhe esquemático da aproximação e trajeto da ferramenta para o interno Figura 3.54: Fluxo de processamento com um subprograma simples Figura 3.55: Desenho de peça como exemplo para subprograma Figura 4.1: Interface principal do simulador de centro de usinagem Figura 4.2: Área de edição do simulador Figura 4.4: Área de simulação do simulador de torno Figura 4.5: Área de simulação do simulador de fresadora Figura 4.6: Área de mensagens e barra de menus do simulador Denford Fanuc Figura 4.7: Janela inicial do menu de ajuda com seus sub menus Figura 4.8: Janela CNC instructions para acesso às instruções de códigos e diretrizes Figura 4.9: Janelas do menu de simulação de torno e fresadora, respectivamente Figura 4.10: Janelas do sub menu Set Tooling relação numérica, o desenho e finalidade Figura 4.11: Main menu (Menu Principal) Figura 4.12: Sub menu settings (Configurações personalizadas) Figura 4.13: Desenho da peça para o exemplo Figura 4.14: Desenho da peça para o exemplo Figura 5.1: Colossus Mk2 sendo operado Figura 5.2: John T. Parsons (* ) idealizador do controle numérico. (11) Figura 5.3: Primeira máquina NC com os gabinetes dos controladores numéricos Figura 5.4: Exemplos de fita perfurada utilizada para armazenar informações dos programas. 157 Figura 5.5: Unidade Aritmética Whirlwind, á esquerda sala de controle, á direita alguns dos gabinetes. (10) Figura 5.6: Cinzeiro sendo usinado na primeira fresadora NC com a linguagem APT II á esquerda e pronto á direita. (14) Figura 5.7: Dr. Patrick J. Hanratty O pai do CADD/CAM. (19) Figura 5.8: Dr. Ivan E. Sutherland está na área de operação do computador TX-2 (10) (17) Figura 5.9: Pierre Étienne Bezier (* ) Figura 5.10: Primeiro microprocessador disponível comercialmente. (24) (25) Figura 5.11: Quantidade de transistores de cada processador Intel ao longo do tempo. (Fora de escala)

10 10 A peça usinada em uma máquina ferramenta, certamente foi concebida, sintetizada, e detalhada durante as fases de um projeto qualquer e neste processo de desenvolvimento de projeto, o detalhamento pode compreender o desenho com definições de medidas, tolerâncias, materiais, e até os processos de fabricação pelos quais a peça deve passar antes estar pronta para utilização. As características geométricas da peça a ser usinada determinam os processos e operações de usinagem necessárias para a sua conclusão, bem como, o percurso da ferramenta. O tipo de material da peça e as ferramentas de usinagem determinam os parâmetros de usinagem tais como, velocidade de corte, rotação, avanço e profundidade a serem utilizadas para sua fabricação. O processo de desenvolvimento de componentes mecânicos tem obtido, com grande frequência, o auxílio de equipamentos eletrônicos de controle, computadorizados ou não, desde a segunda metade do século XX, seja na concepção inicial do componente idealizado na fase de projeto, passando pela fase de detalhamento com os desenhos de fabricação até a execução do componente. Na fase de fabricação dos componentes, os computadores têm contribuído de maneira significativa para que se alcance o alto nível de qualidade desejado através de softwares de CAM. Como os softwares de CAM, se produzem programas com uma série de instruções que devem ser interpretadas pelo sistema de controle numérico e traduzidas em movimentos da ferramenta e comportamento funcional da máquina. Neste contexto são importantes o desenho e suas especificações, bem como, as melhores condições de usinagem para sejam obtidas as peças, conforme definidos em projeto. Então o programa escrito para o sistema de controle numérico da máquina deve contemplar muitas destas informações. O Controle Numérico, NC acrônimo inglês de Numerical Control, pode ser definido como a operação de máquinas ferramentas por meio de instruções codificadas especificamente para o sistema de controle da máquina (1). A diferença fundamental entre NC e CNC, Controle Numérico Computadorizado é que, o primeiro não permite alteração em um programa diretamente na máquina pelo operador, mas o CNC permite este tipo de alteração. A linguagem de programação de um sistema de controle determina as regras com as quais se deverão criar os programas de CNC e as bases da linguagem de programação usada atualmente, nos sistemas de controle CNC são normalizadas. (1) Os programas de CAM podem simplesmente permitir a escrita e simulação do programa NC ou nas versões mais recentes permitir que o usuário especifique os parâmetros de usinagem, as ferramentas a serem utilizadas, as operações a serem executadas, simular a fabricação em 3D e especificar a máquina a ser usada e o próprio software pode produzir o programa NC especificamente para aquela máquina. As máquinas CNC mais recentes permitem que o programa a ser utilizado seja criado e simulado na própria máquina, embora esta não seja a melhor estratégia de utilização da máquina, pois eventualmente, implicaria na parada da máquina para produção do programa. Programação manual O programa NC de peças de pouca complexidade pode ser realizado diretamente na máquina ou em qualquer computador, facilmente e a baixo custo. Também permite total liberdade ao programador no desenvolvimento, embora exija que o programador compreenda totalmente o sistema de controle e os detalhes da estrutura dos programas. Os programas feitos manualmente geralmente são mais curtos e simples que àqueles elaborados por softwares de CAM, pois o programador utiliza muito dos ciclos fixos disponíveis no sistema de controle do comando numérico.

11 11 Entretanto, existem desvantagens na programação manual, entre elas, a maior possibilidade de erros, a necessidade de realizar cálculos manuais e o consumo de tempo na execução, verificação e correção do programa NC. Programação com software de CAM A utilização de softwares de CAM permite maior rapidez e exatidão nos programas NC executados, isto é uma grande vantagem principalmente na execução de peças complexas. Os softwares de CAM podem serem instalados em computadores de uso geral. Estes computadores também podem ter um gerenciamento do estoque de ferramentas, banco de dados de programas NC das peças, informações de melhores parâmetros para cada material, acesso ao banco de dados dos desenhos de CADD, e informações das características das máquinas NC, estas informações são uteis para garantia de qualidade dos programas elaborados. A grande maioria dos softwares de CAM reconhece os arquivos de desenho produzidos atualmente pelos softwares de CADD ou aceitam os arquivos de transferência DXF (Drawing Exchange Files), IGES (Initial Graphics Exchange Specification files) ou STEP (Standard for the Exchange of Product model data) produzidos especialmente para esta finalidade. E com os arquivos DXF, IGES, STEP ou nativo do software de desenho no CAM pode-se elaborar os programas NC. A evolução dos softwares de CAM com o passar dos anos trouxe muitos recursos que permitem resolver casos complexos que seriam impossíveis realizar manualmente, mas certamente, a programação manual não irá desaparecer, pois, as características deste processo favorecem sua existência. Nos softwares mais recentes de CAM a interface gráfica é intuitiva, sendo possível também com estes softwares: Visualizar a matéria prima Definir meios de fixação da peça Configurar as ferramentas a serem utilizadas e os melhores parâmetros de usinagem Verificar se no trajeto da ferramenta haverá colisão com a peça Verificar se com a utilização das ferramentas selecionadas restará algum material a remover da peça ao final do programa Visualizar rapidamente a simulação da usinagem permitindo que o programador teste várias estratégias e escolha a melhor para cada peça. Prever com grande exatidão o tempo de usinagem Visualizar a peça pronta Vantagens qualitativas de programas CAM Melhoria na qualidade dos programas NC Maior satisfação dos operadores das máquinas Mais previsibilidade no tempo de execução na execução Ganhos na competição mundial com redução de custos Redução no tempo do ciclo projeto e manufatura Maior garantia de desempenho do produto Melhor confiabilidade e utilização de recursos de capital Redução de estoque de peças SISTEMA DE CONTROLE Atualmente as máquinas CNC possuem controladores que, por serem computadorizados, permitem não só ler e executar os programas, mas também escrever ou editar estes programas. Alguns

12 12 destes controladores permitem também realizar a simulação através do acesso ao sistema de controle com as teclas, botões e tela de exibição. Vide figura a seguir. Figura 1.1: Painéis de controle e operação Fanuc de torno e centro de usinagem. Além do painel de controle, as máquinas CNC são dotadas de painéis de operação para intervir diretamente no processo e na operação manual da máquina para sua preparação, permitindo definir o zero peça, executar correções ou troca das ferramentas, etc. Vide figura anterior. O acesso aos programas através do painel do sistema de controle viabiliza a seleção destes programas na memória do CNC, bem como, sua edição, escrita e outras configurações da máquina, essenciais para a sua operação. Vide figura a seguir o painel de controle de um torno CNC GE Fanuc Série 16-M. TELA DE EXIBIÇÃO TECLA DE AJUDA TECLA DE REINÍCIO TECLADO DE ENDEREÇAMENTO TECLAS DE EDIÇÃO TECLADO DE NUMÉRICO MENU DE INSTRUÇÕES BOTÕES LIGA / DESLIGA TECLAS DE ATALHO MENU DE OPERAÇÃO TECLA SHIFT TECLAS DE PAGINAÇÃO TECLAS DE SELEÇÃO TECLAS DE CURSORES TECLA DE FIM DE BLOCO TECLA CANCELAMENTO TECLA DE ENTRADA Figura 1.2: Painel de controle de um torno CNC com controle GE Fanuc Série 16-M. (1)

13 13 Sistemas de transmissão de dados Antigamente a transmissão de dados era feita através de cartões ou fitas perfuradas que continham o programa de controle numérico, depois passaram a ser utilizadas as fitas magnéticas e mais tarde os disquetes, também magnéticos. Atualmente podem-se utilizar vários meios de registro e transmissão de informações dos programas para máquinas, que em sua maioria são CNC. Entre estes meios tem-se: as memórias sólidas (pendrives) via USB, cartões de memória (micro discos) SD, bluetooth e conexões por rede ethernet, intranet e até internet. Vide figura a seguir. Integração convencional entre CADD/CAM/CNC Máquina ferramenta CNC Sistema CADD Sistema CAM Figura 1.3: Fluxo convencional de informação entre CADD/CAM/CNC via ethernet. A escolha mais adequada, do tipo de transmissão de dados depende das características da própria máquina, da quantidade de máquinas existentes e também da distância entre o computador em que se produzem os programas e a máquina NC. Segundo Tavares (2012), a transmissão serial via cabo RS 232 é segura apenas através de cabos de até 6 metros e assim como a conexão USB e o cartão de memória (SD) são ineficientes se o fluxo de informações é alto. O sistema de conexão bluetooth que se faz sem fios, não dispensa um computador para alimentar as máquinas com o programa e está limitado a distâncias de até 100 metros (2). Se não houver barreira física ou interferências na sua frequência de atuação. Provavelmente o meio mais frequentemente utilizado para transmissão é o DNC. Existem duas configurações do sistema DNC, a saber: Direct numerical control (DNC) em português, Controle Numérico Direto - Controle de múltiplas máquinas ferramentas por apenas um computador através de conexão direta e em tempo real. Tecnologia dos anos 1960 Dois sentidos de comunicação Distributed numerical control (DNC) em português, Controle Numérico Distribuído - Rede que consiste de um computador central conectado a várias unidades de controle de máquinas, que são obrigatoriamente CNC.

14 14 Tecnologia atual Dois sentidos de comunicação Figura 1.4: Configuração Direct Numerical Control. (3) Na configuração (Direct Numerical Control) a conexão era feita com o leitor de fita perfurada e em tempo real, de um computador central aos leitores de fita (BTR) da MCU (Machine Control Unit) das máquinas NC. A seguir duas possíveis configurações Distributed numerical control (DNC), Nos sistemas NC distribuídos, programas inteiros são transferidos para cada MCU, que é CNC ao invés de NC convencional. Figura 1.5: Configuração Switching network (Rede de comutação) DNC. (3) Figura 1.6: Configuração Local area network (LAN) (Rede de comunicação local) DNC. (3) Os sistemas DNC Distribuídos necessitam que cada máquina tenha um terminal que estará conectado ao computador do setor de programação, isto permite utilizar programas NC sempre

15 15 atualizados, pois o computador envia o programa armazenado no banco de dados do servidor diretamente à memória do controlador de cada uma das máquinas e está livre dos problemas citados anteriormente. O sistema DNC não está totalmente livre de eventuais problemas, pois eventualmente a quantidade de máquinas pode ser excessiva para arquitetura de rede utilizada, e se a rede for utilizada para outras necessidades da empresa, também pode ocorrer demora de entrega dos dados à máquina. Pós-processamento Para que a máquina NC consiga entender as informações que o software CAM produz, usam-se softwares denominados pós-processadores, que realizam a tradução para o controlador de uma máquina específica. Os formatos dos arquivos CAM padronizados pela ISO (internacional) ou padronizados conforme a ANSI ou EIA dos Estados Unidos são diferentes dos formatos aceitos pelas máquinas NC. Os softwares de CAM produzem arquivos denominados CLData e o pós processador traduz as informações nele contida utilizando os recursos disponíveis no controlador, resumindo a movimentação da ferramenta pela utilização de instruções especiais e reduzindo o número de blocos de programa necessários. Muitos pós-processadores podem também, analisar o arquivo CLData e indicar eventuais problemas, validar ou corrigir o programa NC. De certa forma os padrões ISO, ANSI e EIA têm muito em comum entre si quanto ás instruções principais, mas os fabricantes de controladores numéricos sempre criam novos recursos que aperfeiçoam a usinagem, facilitam a programação ou contribuem de alguma maneira para qualidade ou redução dos tempos envolvidos. Desta forma, os softwares de CAM ficam desatualizados e passam a necessitar de um pós-processador para aproveitar os novos recursos do controlador. CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS DAS MÁQUINAS CNC. As máquinas ferramentas CNC sejam tornos ou centros de usinagem necessitam ter características construtivas relativamente diferentes das máquinas convencionais, pois, o seu funcionamento, a qualidade daquilo que nelas é fabricado, a produtividade e outras dependem diretamente destas características. As características mais comuns às máquinas ferramentas CNC são: Barramento ou estrutura base rígida; Carros ou mesa rígida e estável quanto a altas cargas e vibrações; Motores elétricos com elevada potência e capacidade de torque; Eixos árvores com capacidade de altas rotações e variação contínua; Dispositivo trocador de ferramentas automático; Fusos de esferas recirculantes para movimentação dos carros ou mesas; Servomotores para acionamento dos fusos; Guias lineares com patins sob as mesas de fresadoras e centros de usinagem; Sistema de refrigeração; Sensor de posição dos carros ou mesas (encoders ou réguas óticas); Sensor de desgaste de ferramentas (Tool eye).

16 16 Acionamento da máquina As transmissões de rotação para a peça nos tornos são realizadas pelo eixo-árvore. O acionamento da árvore é realizado através de um motor de corrente alternada ou de corrente contínua. Para a grande maioria dos tornos o motor transmite a rotação ao eixo árvore através de polias e correias enquanto que fresadoras e centros de usinagem podem muitas vezes ter os motores acoplados diretamente no eixo árvore. Alguns modelos de tornos possuem caixas de mudanças de rotação exclusivamente manuais ou com faixas selecionáveis de rotação, por exemplo, baixa e alta ou ainda baixa, média e alta nestes casos o operador é requisitado a alterar manualmente a rotação. Nos tornos mais recentes as rotações são alteradas automaticamente. A medição da rotação é feita através de tacômetros ou discos de encoder. Os motores elétricos de alta potência e torque, conjugados com os eixos árvores apoiados em mancais de ótima qualidade, possibilitam grande remoção de cavacos e variações contínuas de rotações. a) b) Figura 1.7: a) Placa hidráulica e torre porta ferramentas, b) Cabeçote e barramento. (4) FUSO DE ESFERAS MESA DE TRABALHO Figura 1.8: Mesas de centro de usinagem. (4) As máquinas CNC necessitam de barramento ou base, mesas ou carros rígidos para suportar as altas cargas e vibrações do processo de usinagem e assim, manter sua estabilidade geométrica para

17 17 garantir boa qualidade de acabamento superficial, dimensional e geométrica das peças a produzir, maior durabilidade da máquina e das ferramentas de corte. Acionamento dos fusos Os movimentos de avanço devem ser realizados de forma a gerar a geometria desejada da peça atendendo exigências de uniformidade de movimentos e de rapidez de reação na alteração de velocidades. A interferência de forças externas, como a força de avanço e de atrito, provoca erros nos movimentos dos carros. Isso aumenta a dificuldade do controle dos movimentos pelo CN e de acionamento dos motores. Para controlar adequadamente os movimentos são usados motores elétricos denominados servomotores para o acionamento dos fusos, regulados por um circuito de potência e podem acionar ou frear em ambas as direções de movimento. Figura 1.9: Servomotores de acionamento dos fusos. Fusos de esferas recirculantes O sistema de transmissão de movimento para os carros porta-ferramentas é o sistema de fuso e porca, que permite converter a rotação de um motor em um movimento linear. No caso das maquinas CNC, faz-se o uso dos sistemas parafuso/porca com esferas, chamados de fusos de esferas recirculantes. Figura 1.10: Tipos de fusos de esferas recirculantes. Nos tornos convencionais a transmissão de movimento é realizada por fusos trapezoidais que necessitam de lubrificação e manutenção constante e possuem baixo rendimento devido ao atrito entre as partes fuso e porca, isto restringe sua utilização para aplicações de baixa rotação.

18 18 Nos fusos de esferas recirculantes ocorre a rolagem das esferas nos canais da rosca, proporcionando baixo atrito e alto rendimento, consequentemente é possível utilizar altas rotações com pouco desgaste das partes, reduzindo a necessidade de manutenção frequente. Vantagens da utilização de fusos de esferas: 1. Alto Rendimento: A redução de atrito possibilita um rendimento mecânico em torno de 90%; 2. Movimento Regular: Os fusos de esferas possuem movimento regular também a rotações muito baixas, eliminando possíveis trepidações (efeito stick-slip ) características dos fusos de rosca trapezoidal; 3. Folga Axial Zero: A alta eficiência do contato por esferas permite pré-carga reduzindo bastante a folga axial; 4. Maior velocidade permitida: Os fusos de esferas permitem maior velocidade de rotação e possuem ponto de velocidade crítica muito superior aos fusos trapezoidais. 5. Maior vida útil: Os sistemas com fusos trapezoidais necessitam de mais intervenções de manutenção devido ao aparecimento de folga devido ao desgaste; 6. Repetitividade de posição: A redução de desgaste por atrito e as folgas muito pequenas permite a repetitividade de posicionamentos requeridos em certas máquinas de alta precisão; 7. Mínima Lubrificação: Os fusos de esferas eliminam a necessidade constante de lubrificação, característica dos fusos de rosca comum (trapezoidal). A lubrificação é feita somente na montagem da máquina conforme instrução dos fabricantes. Indicadores de posição (encoders) Os encoders são transdutores de movimento capazes de converter movimentos lineares ou angulares em informações elétricas que podem ser transformadas em informações binárias e trabalhadas por um programa que converta as informações passadas em algo que possa ser entendido como distância, velocidade, rotação, etc. Os servomotores geralmente são dotados de discos de encoders e em algumas máquinas são utilizadas réguas óticas fixadas próximas ao barramento para a mesma função. Figura 1.11: Posicionamento dos encoders, régua ótica e encoder.

19 19 Figura 1.12: Esquemas de componentes dos encoders e réguas óticas. Dispositivos para troca de ferramentas As torres ou trocadores de ferramentas permitem que todo o processo de usinagem seja automatizado com exatidão de posicionamento das ferramentas e também um tempo consistente de produção. Os dispositivos mais comuns para troca de ferramenta em tornos são: De troca rápida Torre elétrica Revolver Gang tools Os dispositivos de troca rápida permitem a troca manual de ferramentas em até quatro posições distintas em guias especiais. As torres elétricas permitem a colocação de seis a oito ferramentas simultaneamente para serem utilizadas conforme requisição da programação. Neste sistema a troca automática é realizada através do giro da torre que é comandado pelo programa CNC, deixando a ferramenta necessária na posição de trabalho. Figura 1.13: Trocador de ferramentas automático, tipo torre elétrica.

20 20 No sistema de revólver a troca é realizada com o giro do dispositivo, que também é comandado pelo programa CNC, até que a ferramenta desejada fique na posição de trabalho. Geralmente posicionado a frente da peça ou em barramento inclinado atrás da peça. Eventualmente o torno pode ter neste sistema ferramentas rotativas na direção do eixo Z ou X. Figura 1.14: Trocador de ferramentas automático tipo revolver. O sistema Gang Tools permite posicionamento dos suportes de ferramentas em linha, oferecendo flexibilidade de montagem de ferramentas para múltiplas aplicações. Alguns tipos também permitem utilização de ferramentas rotativas, tais como brocas, fresas e machos. Figura 1.15: Sistema Gang Tools. (4) Os dispositivos mais comuns para troca de ferramenta em centros de usinagem são: De troca manual Carrossel Magazine Os dispositivos de troca manual são comuns as fresadoras CNC, mas quase todos os centros de usinagem possuem sistemas de troca automática de ferramentas do tipo magazine ou carrossel. No sistema magazine ou no carrossel as ferramentas são armazenadas em locais numerados. Cada máquina é dotada de um sistema de troca que pode ser; direta ou com um braço. Na troca o braço duas garras em forma de ganchos tira: de um lado a nova ferramenta do magazine ou carrossel e do outro lado a ferramenta que estava operando na árvore da máquina e gira em seu próprio eixo invertendo a posição.

21 21 a) b) Figura 1.16: Trocadores de ferramentas automáticos tipos: a) magazine b) carrossel. Nos centros de usinagem, principalmente, são comuns as guias lineares e patins, pois permitem deslocamentos rápidos e exatos mesmo em grandes velocidades e acelerações devido ao baixo coeficiente de atrito entre os trilhos. O sistema de refrigeração garante a manutenção de níveis baixos de temperatura na usinagem e assim, mantém à estabilidade geométrica e dimensional da peça, aumenta a vida útil da ferramenta, pois, retira os cavacos das proximidades, lubrifica a região para o corte e reduz o seu desgaste, além de preservar a máquina de distorções de alinhamento e aumentar sua vida útil. a) b) Figura 1.17: a) Fluído conduzido pelo interior da torre; b) Fluído conduzido pelo interior da ferramenta. Outros equipamentos opcionais podem ser utilizados na máquina para melhoria de seu desempenho, auxílio na preparação ou limpeza, etc. Entre os principais equipamentos opcionais utilizados estão os sensores de desgaste e quebra de ferramentas. Estes sensores detectam diferenças na aresta cortante permitindo que a posição da ferramenta seja corrigida ou trocada. Os sensores comuns são aqueles de contato e laser. a) b) Figura 1.18: Sensores de desgaste de ferramentas tipos: a) contato b) laser.

22 22 A utilização de máquinas CNC permite ao usuário obter várias vantagens se comparadas a máquinas convencionais, entre elas; Redução no tempo de preparação da máquina; Redução do tempo não produtivo; Redução no tempo de usinagem; Redução de não conformidades e sucateamentos; Redução da necessidade de estocagem de peças (menos espaço ocupado); Maior conjunção de exatidão e repetitividade; Possibilita a usinagem de formas complexas, mais facilmente; Reduz a necessidade de inspeções dimensionais; Assegura simplificação do ferramental e trabalho; Tempo de corte consistente (mais homogêneo); Reduz a necessidade de habilidade manual do operador; As mudanças de engenharia são mais fáceis de fazer; Aumento geral da produtividade. entre elas; Algumas desvantagens de máquinas CNC se comparadas a máquinas convencionais, Custo mais elevado da máquina; Alto custo de manutenção preventiva e corretiva; Manutenção capacitada em eletromecânica (mão de obra e equipamentos); Necessita de fundações especiais; Necessita de instalações especiais com alimentação elétrica isenta de ruídos, alimentação pneumática, etc.; Preferivelmente devem-se utilizar ferramentas intercambiáveis; Necessita de programadores qualificados; Necessita investir tempo em novas peças (A repetição de ordens de serviço é mais fácil, pois o programa da peça já está pronto); Requer utilização frequente. Tipos de máquinas ferramentas CNC mais comuns: Fresadoras e Centros de usinagens Tornos e Centros de torneamento Furadeiras Mandrilhadoras e Perfiladoras Máquinas de eletro-erosão Puncionadoras e Guilhotinas Máquinas de corte por chama Roteadores Máquinas de corte à laser e água Retificadoras cilíndricas Máquinas de soldagem Dobradeiras, enroladeiras, etc.

23 23 Planejamento da programação O desenvolvimento de qualquer programa de CNC se inicia com um cuidadoso planejamento do processo. A seguir têm-se os procedimentos a serem executados na forma mais comum e numa sequência lógica de tarefas para a programação CNC (1). 1. Estudar das informações iniciais (desenhos e métodos); 2. Avaliar o material a ser utilizado (fundido, forjado, laminado, etc.); 3. Conhecer as especificações da máquina ferramenta (capacidades e demais características); 4. Conhecer as características do sistema de controle (instruções especiais, limitações, etc.); 5. Estabelecer a sequência das operações de usinagem; 6. Realizar a seleção das ferramentas de corte e estabelecer seu arranjo na máquina; 7. Realizar a preparação da peça (corte, fixação, etc.); 8. Estabelecer os melhores parâmetros de usinagem (velocidades, avanços, etc.); 9. Realizar os cálculos matemáticos e rascunhos de trabalho (para as roscas, cones, concordâncias, etc.); 10. Determinar o percurso das ferramentas (coordenadas de contorno e aproximação); 11. Escrever o programa; 12. Testar o programa no simulador e realizar as correções necessárias; 13. Preparar a transferência de dados; 14. Testar o programa na máquina, e realizar os ajustes necessários; 15. Documentar o programa NC (identificar o programa associando-o com a peça). A única meta no planejamento da programação é obter um programa que resulte na execução de uma usinagem eficiente, sem erros e modo seguro. Eventualmente, podem ser adotadas algumas alterações na sequência dos procedimentos apresentados. Formato da notação de programação CNC Na tabela a seguir encontram-se cada uma das letras de endereço com suas descrições e formatação, geralmente aceita pelos controladores, na figura a seguir tem-se um exemplo de formatação com a indicação do significado de cada caractere. Figura 1.19: Formato da notação para programação CNC. (1) De acordo com a norma DIN (equivalente à ISO/DIS 6983 e à ISO/DP 6983), complementados com instruções de comando FANUC, as letras de A á Z têm o seguinte significado no torneamento e fresadora ou centros de usinagem na tabela que se segue.

24 24 Os números junto às letras na notação correspondem a quantidade máxima de algarismos antes e após o ponto separador de decimais, conforme mostrado figura anterior. Quando houver duplicidade na notação, está formatado para unidade inglesa e em unidade métrica entre parênteses. TABELA LETRAS DE ENDEREÇAMENTO, NOTAÇÃO E DESCRIÇÃO (1). ENDEREÇO NOTAÇÃO DESCRIÇÃO PARA TORNOS DESCRIÇÃO PARA FRESADORAS A A±5.3 Movimento de Rotação (unidade graus) ou movimento sobre um eixo paralelo a X. A3 Ângulo do filete de roscas para G76. B B±5.3 Movimento de Rotação (unidade graus) ou movimento sobre um eixo paralelo a Y. C C±4.4 (C±5.3) Chanfro. D D2 Raio de corte D4 Número de divisões em G73. D±4.4 (D±5.3) Profundidade de corte em G71 e G72. Folga em G74 e G75. Profundidade do primeiro filete em G76. E E2.6 Exatidão do avanço no roscamento. F F2.6 Velocidade de avanço da ferramenta. F5.3 Velocidade de avanço da ferramenta. G G2 Instrução Geral ou Preparatória (movimento, unidades, etc.). Instrução Geral ou Preparatória (movimento, unidades, etc.). H H3 Memória do offset da correção automática do comprimento ou posição da ferramenta I J K I±4.4 (I±5.3) J±4.4 (J±5.3) K±4.4 (K±5.3) Parâmetro da interpolação circular (arco vetor), paralelo ao eixo X. Altura da conicidade em X para ciclos. Folga na direção do eixo X em G73. Direção de chanframento. Quantidade de movimento no eixo X em G74. Parâmetro da interpolação circular (arco vetor), paralelo ao eixo Z. Altura da conicidade em Z para ciclos. Folga na direção do eixo Z em G73. Parâmetro da interpolação circular (arco vetor), paralelo ao eixo X. Altura da conicidade em X para ciclos. Parâmetro da interpolação circular (arco vetor), paralelo ao eixo Y. Altura da conicidade em Y para ciclos. Parâmetro da interpolação circular (arco vetor), paralelo ao eixo Z.

25 25 Direção de chanframento. Quantidade de movimento no eixo Z em G75. Profundidade da rosca em G76. L L4 Contador de repetição de subprogramas. Contador de ciclos de repetição. Contador de repetição de subprogramas. M M2 Instruções Auxiliares Instruções Auxiliares N N4 Número de bloco ou número de Número de bloco ou número de sequência sequência. O 04 Número do programa. Número do programa. P P4 Chamada de subprograma Chamada de macro Bloco inicial de contorno com G70, G71, G72 e G73. Chamada de subprograma Chamada de macro P5.3 Temporizador em milissegundos Temporizador em milissegundos P5 Número do bloco no programa Número do bloco no programa principal quando usado com M99. principal quando usado com M99. Q Q±4.4 (Q±5.3) Profundidade de penetração em ciclos fixos G73 e G83 Q±4.4 (Q±5.3) Valor de deslocamento em ciclo fixo G76 e G87 Q5 Número do bloco final em G70, G71, G72 e G73. R R±4.4 (R±5.3) Raio de arco Ponto de retração em ciclo fixo, ou designação do raio de arco. S S5 Velocidade de corte (m/min) ou Rotação por minuto (rpm) rotação por minuto (rpm) T T4 Ferramenta (número) Ferramenta (número) U V W X Y Z U±4.4 (U±5.3) Movimento incremental paralelo ao eixo X. (U5.3) Temporizador com G04. V±4.4 (V±5.3) W±4.4 Movimento incremental paralelo (W±5.3) ao eixo Z. X±4.4 Movimento absoluto no eixo X. (X±5.3) X±5.3 Temporizador quando usado com G04 Y±4.4 (Y±5.3) Z±4.4 (Z±5.3) Movimento absoluto no eixo Z Movimento paralelo ao eixo Y. Movimento paralelo ao eixo X Temporizador quando usado com G04 Movimento paralelo ao eixo Y Movimento paralelo ao eixo Z

26 26 TABELA 1.2 SÍMBOLOS NA PROGRAMAÇÃO DE COMANDOS FANUC (1), (5) e (6) DIRETIVA DESCRIÇÃO UTILIZAÇÃO. Ponto decimal. Separador de decimais + Sinal de soma. Valor positivo ou sinal de adição em macros Fanuc. - Sinal de menos. Valor negativo ou sinal de subtração em macros Fanuc. * Asterisco. Sinal de multiplicação em macros Fanuc. / Barra inclinada. Símbolo para omitir bloco ou sinal de divisão em macros Fanuc. ( ) Parênteses Comentários e mensagens no programa. % Porcentagem Sinal de final do arquivo de programa. : Dois pontos. Designação de número do programa., Vírgula Usado apenas em comentários. ; Ponto e vírgula. Símbolo de final de bloco EOB (End-Of-Block) # Número Definição de variável ou chamada em macros Fanuc. = Igual Igualdade em macro Fanuc. [ Colchete Utilizado antes de diretivas do simulador Fanuc.! Exclamação Mostra a mensagem na janela tutorial sem a parada do programa NC do simulador Fanuc. -!INÍCIO DA USINAGEM!? Interrogação Mostra a mensagem na janela tutorial com a pausa do programa NC e aguarda que o operador pressione uma tecla para continuar. (simulador Fanuc)?DESEJA INICIAR A TORNEAMENTO? Coordenadas cartesianas Os planos cartesianos XY, YZ e XZ se definem por retas orientadas que se denominam eixos principais X, Y e Z, o ponto comum destes eixos se denomina origem. Sendo eixos orientados, as setas dos eixos indicam o sentido positivo crescente de coordenadas a partir da origem e decrescente negativo após a origem. Figura 1.20: Planos cartesianos definidos pelos eixos principais X, Y e Z.

27 27 Cada um dos planos desta forma terá quatro quadrantes numerados de I a IV nos quais os pontos de contorno da peça e posição da ferramenta de usinagem estarão localizados. Na figura a seguir são mostrados os quadrantes do plano cartesiano X, Y com pontos dispersos sobre estes. Quadrante II X- Y Quadrante I X+ Y+ P2 P P P4 Quadrante III X- Y P5 Quadrante IV X+ Y- Coordenadas dos pontos Origem = X0 Y0 P3 = X-4 Y2 P1 = X2 Y3 P4 = X-5 Y-4 P2 = X6 Y5 P5 = X3 Y-7 Figura 1.21: Pontos nos quadrantes do plano X e Y. As máquinas ferramentas CNC possuem orientação de coordenadas cartesianas preestabelecidas por norma técnica e com designação conforme mostradas na figura a seguir, conhecida como regra da mão direita. Esta orientação estabelece valores positivos crescentes conforme direção e sentido dos eixos X, Y e Z, bem como, rotação A, B e C, horária ou anti-horária, em torno de cada um dos eixos respectivamente. Figura 1.22: Orientação dos eixos do sistema de coordenadas cartesianas.

28 28 Nas máquinas ferramentas CNC existem três posições de zero, a saber, zero da máquina, de trabalho e das peças. Na Figura a seguir são mostradas eventuais posições dos zeros em um torno. Figura 1.23: Posições de zeros em tornos CNC. Em tornos horizontais CNC é normatizada a posição de dois eixos principais X e Z, conforme mostrado na figura a seguir, e se tem dois campos possíveis de trabalho á frente e atrás e a orientação positiva do eixo X será o quadrante em que se encontra a ferramenta principal da máquina, conforme mostrado na figura a seguir. -X -Z +Z +X Figura 1.24: Posição dos campos em tornos CNC. TERMOS BÁSICOS DE PROGRAMAÇÃO CNC Na programação CNC cada programa é subdividido em blocos, estes em palavras e estas em caracteres. Caractere Palavra Bloco Programa CNC Caractere O caractere é a menor parte de um programa CNC e pode estar em três formas: algarismo, letra ou símbolo. Os algarismos são dez, de 0 até 9, permitindo-se criar números usados nos programas. Os algarismos podem ser usados de dois modos: como valores inteiros (sem ponto decimal) ou como números reais (com o ponto decimal), note que sempre será necessário usar o ponto como separador de decimais e não a vírgula como é comum no Brasil. Os números obtidos podem ser positivos ou negativos, neste caso é necessária a utilização do sinal de menos (-). Podem ser usadas 26 letras que fazem parte do alfabeto (obs. não é permitida a utilização da cedilha ç ou acentuação). Nem todos os controladores aceitam letras minúsculas, portanto, na dúvida use letras maiúsculas.

29 29 Muitos símbolos são usados para a programação junto aos caracteres e letras, os mais comuns são o ponto decimal, o sinal de menos, o sinal de porcentagem, o parêntesis e outros, dependendo do controlador. Palavra Uma palavra no programa é uma combinação alfanumérica de caracteres, criando instruções para o sistema de controle. Normalmente cada palavra inicia com uma letra seguida por um número que representa um código ou valor. O número que segue a letra da palavra pode ser exclusivamente inteiro ou aceitar ponto decimal, bem como, pode não aceitar valor negativo ou aceitar, como ocorre em muitos casos. Geralmente as palavras indicam os eixos de posição, avanço, velocidade, comandos preparatórios, instruções miscelâneas e outras definições. Bloco O bloco é usado para múltiplas instruções. Um programa inteiro consiste de linhas individuais de instruções em ordem de sequência lógica, cada linha é denominada bloco e pode ser composta por uma ou mais palavras. Inicia-se com a letra N, seguida por um número inteiro. Programa A estrutura de programação de uma peça varia de um controlador para outro, mas a lógica necessária não muda. Um programa de CNC geralmente inicia com um número de programa ou uma identificação similar, seguida por instruções em uma ordem lógica. O programa termina com um código de parada ou um símbolo de terminação do programa, como o símbolo de porcentagem %. A identificação de um programa se faz com a letra O seguida de um número com até quatro algarismos inteiros positivos. Os blocos de programa consistem num conjunto de palavras de programa que, por sua vez, são compostas por uma letra de endereço seguida de uma sequência de algarismos. Exemplos: N25, G01, F150, S1400. As palavras de programa empregam-se como instruções ou como condições suplementares, dependendo da letra de endereço com que a palavra começa. IDENTIFICAÇÃO DO PROGRAMA A identificação do arquivo do programa se faz com um número precedido da letra O e em alguns controladores por um nome. Os controladores Fanuc permitem números de 1 á 9999 e programas com identificação O0 ou O0000 não são permitidos. A supressão de zeros antes dos números é permitida, pois o controlador irá interpretar os programas O01, O001 e O0001 como válidos e todos como programa número um. A identificação no programa propriamente não é obrigatória, mas é recomendável e se faz na primeira linha. Não deve ser usado ponto ou vírgula na identificação do programa ou dos blocos. Cabeçalho do programa Comentários e mensagens podem ser colocados nos programas sempre entre parênteses. Note-se que não se deve usar acentuação ou cedilha. Por exemplo:

30 30 O1234 (IDENTIFICACAO DO PROGRAMA) (NOME..O1234.FNC) (DATA ) (PROG.DOMINGOS) (MAQ..CENFANUC) (DESNUM.DF-1234) (UNIDADE...MM) (BIL.X132.Y50.Z20) (ZERO.. X0-Y0-Z0) Para alguns simuladores e máquinas CNC não é necessário fechar o parêntesis. E em sua maioria suportam até dezesseis caracteres incluindo espaços e quaisquer outros símbolos. SEQUÊNCIA E ESTRUTURA DOS BLOCOS Após o cabeçalho devem-se introduzir os primeiros parâmetros. No simulador cada linha deve ser um bloco iniciado pela letra N, seguida de um número inteiro e finalizado com ;. Obs. Muitos controles numéricos não aceitam este símbolo. Início Preparação Programa NC Bloco Bloco : : Sequência de execução do programa Bloco Figura 1.25: Configuração do programa (modificada). (7) Os programas necessitam de muitos blocos e estes de várias palavras. Alguns controladores limitam a quantidade de palavras em um mesmo bloco. Teoricamente os blocos poderiam estar em qualquer ordem, mas grande maioria dos controladores e a boa prática recomenda que se siga a ordem numérica crescente de cima para baixo e precedido da letra N. Vide figura anterior. As linhas de programa sem a identificação de bloco podem, em alguns casos, serem utilizadas e pertencerão ao bloco imediatamente anterior. Os valores numéricos de cada bloco são endereços de sequência e permitem omissões, ou seja, podem seguir como: N1, N2, N3, etc. ou qualquer intervalo entre estes, N05, N10, N15, etc. ou mesmo, N10, N20, N30, etc. Usam-se, geralmente, intervalos entre blocos de 2, 5 ou 10 durante a programação para evitar que sendo necessário inserir um bloco em qualquer parte do programa tenha-se que renumerar todo o programa. TABELA 1.4 DE SEQUÊNCIAS E INCREMENTOS DE BLOCOS (1). Incremento Número do primeiro bloco Exemplos de sequências de programas 1 N1 N1, N2, N3, N4,...

31 31 2 N2 N2, N4, N6, N8,... 5 N5 N5, N10, N15, N20, N10 N10, N20, N30, N40, N100 N100, N200, N300, N400,... Os controles numéricos entendem blocos escritos N1 ou N0001 como iguais e para a grande maioria dos sistemas de controle um programa pode ser programado até o bloco N9999, controladores mais novos permitem escrita até o bloco N Na programação de peças com menos detalhes podese usar intervalos maiores e se a peça tiver mais detalhes á executar terá seguramente mais linhas de programação e se recomenda intervalos menores. A letra de endereço de instrução mais importante é a G. As instruções G(G00 a G99) controlam principalmente os deslocamentos de ferramenta (por isso, também são designadas por instruções gerais ou preparatórias ). As letras de endereço para as instruções suplementares ou auxiliares são: X, Y, Z, A, B, C, etc.: dados relativos a coordenadas; F: velocidade de avanço; S: velocidade de corte ou rotação. No manual linguagem de programação do sistema de controle CNC, o fabricante especifica: Quais instruções podem ser programadas; Quais instruções gerais ou preparatórias são possíveis juntar a instruções individuais; Quais letras de endereço e sequências de números formam as instruções e as instruções auxiliares. Quando se introduz um programa de CNC, o sistema de controle verifica se foram respeitadas as regras da linguagem de programação (por exemplo, se podem adicionar instruções suplementares a uma instrução). Contudo, a introdução pelo programador de coordenadas erradas apenas se podem detectar durante a execução do programa, simulação ou, muitas vezes no controle dimensional da peça. Um bloco pode ser composto de algumas instruções, exemplo: N G X, Y F S T M ; Número Sequência Instrução Geral Preparatória Coordenadas Avanço de corte Rotação da árvore Número da ferramenta Instrução Auxiliar Final do bloco

32 32 A seguir nas tabelas têm-se as relações de códigos G e M normalizados e também para comandos Fanuc. As instruções marcadas com asterisco (*) e em vermelho estão disponíveis no simulador Denford Fanuc Turning v1.11. TABELA 2.1- CÓDIGOS G (GERAL OU PREPARATÓRIO) PARA TORNOS E CENTROS DE TORNEAMENTO PELO PADRÃO ISO 1056, DIN E NBR 11312, COMPLEMENTADOS COM INSTRUÇÕES DE COMANDO FANUC (1), (5) E (6). CÓDIGO DESCRIÇÃO G00 Posicionamento rápido (Cancela G01, G02 e G03)* G01 Interpolação linear (Cancela G00, G02 e G03)* G02 Interpolação circular no sentido horário (CW) (Cancela G00, G01 e G03)* G03 Interpolação circular no sentido anti-horário (CCW) (Cancela G00, G01 e G02)* G04 Temporização / Tempo de espera (Dwell)* G05 Usinagem de Alta Velocidade (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) G06 Interpolação parabólica G07 Interpolação hipotética de eixo (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) G08 Aceleração G09 Desaceleração ou Verificação de parada exata (um bloco apenas) G10 Entrada de dados programável (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A), Gerenciador de vida da ferramenta (GE Fanuc 21i) G11 Cancelamento de modo de entrada de dados programada G12.1 Modo de interpolação por coordenadas polares (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180imodelo A) G13.1 Cancelamento do modo de interpolação por coordenadas polares (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) G14 Não registrado G15 Cancelamento de comando de coordenadas polares G16 Comando de coordenadas polares G17 Seleção do plano XY (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) G18 Seleção do plano ZX (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) G19 Seleção do plano YZ (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) G20 Coordenadas em sistema Inglês (Polegadas) (Cancela G21)* G21 Coordenadas em sistema Internacional (Milímetros) (Cancela G20)* G22 Curso armazenado Ligado, Área de segurança (GE Fanuc 21i) G23 Curso armazenado - Desligado G24 Não registrado G25 Detecção de flutuação da velocidade no eixo árvore Desligado. G26 Detecção de flutuação da velocidade no eixo árvore Ligado. G27 Verificação da posição de Zero máquina. G28 Retorna a posição de referência 1 (Zero máquina)* G29 Retorna da posição de Zero máquina. G30 Retorna a posição de referência 2 (Zero máquina) G31 Suprimir ou omitir instrução G32 Roscamento de avanço constante G33 Ciclo de Roscamento passo a passo. Corte em linha, com avanço constante. G34 Corte em linha, com avanço acelerando, Ciclo de roscamento com avanço variável (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A)

33 33 G35 Corte em linha, com avanço desacelerando, Roscamento circular sentido horário G36 Roscamento circular sentido anti-horário G37 Sistema de compensação automática de ferramenta (GE Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A e 21i) G38 Permanentemente não registrado G39 Interpolação circular de cantos (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) G40 Cancelamento da compensação do raio de ponta da ferramenta G41 Compensação do raio de ponta da ferramenta (Esquerda) G42 Compensação do raio de ponta da ferramenta (Direita) G43 Compensação do comprimento da ferramenta (Positivo) G44 Compensação do comprimento da ferramenta (Negativo) G45 Compensações de posição incremento simples G46 Compensações de posição decremento simples G47 Compensações de posição - incremento dobrado G48 Compensações de posição - decremento dobrado G49 Cancelamento de compensação do comprimento da ferramenta. G50 Definição de máxima rotação com S (não usar com outras palavras)* ou Registrador de posição da ferramenta com X Z ou Cancelamento da instrução de dimensionamento. G50.2 Cancelamento de torneamento poligonal (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelos A, B e C) G51.2 Torneamento poligonal (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelos A, B e C) G51 Instrução de dimensionamento G52 Fixação do sistema de coordenadas locais G53 Cancelamento das configurações de posicionamento fora do zero fixo e retorno ao sistema de coordenadas da máquina. G54 Zeragem dos eixos fora do zero fixo 01 G55 Zeragem dos eixos fora do zero fixo 02 G56 Zeragem dos eixos fora do zero fixo 03 G57 Zeragem dos eixos fora do zero fixo 04 G58 Zeragem dos eixos fora do zero fixo 05 G59 Zeragem dos eixos fora do zero fixo 06 G60 Posicionamento exato (Fino) G61 Posicionamento exato (Médio) G62 Posicionamento (Grosseiro) G63 Zeramento de ferramentas com leitor de posição, Habilitar óleo refrigerante por dentro da ferramenta ou Ciclo de roscamento com macho. G64 Modo de corte G65 Chamada de macro (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) G66 Chamada modal de macro (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) G67 Cancelamento de chamada modal de macro (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) G68 Compensação da ferramenta por dentro do raio de canto, ou Imagem espelho para torres duplas. G69 Compensação da ferramenta por fora do raio de canto ou Cancelamento de imagem espelho para torres duplas. G70 Ciclo de acabamento (GE Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A e B)* G71 Ciclo de desbaste horizontal direção do eixo Z (GE Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180imodelo A e B)*

34 34 G72 Ciclo de desbaste transversal (faceamento) direção do eixo X (GE Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A e B)* G73 Ciclo de padrão repetitivo (GE Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A e B) ou Ciclo de desbaste paralelo ao perfil* ou Ciclo de furação em alta rotação para furos profundos. G74 Ciclo de furação com quebra de cavaco ou Ciclo de roscamento à esquerda. G75 Ciclo de faceamento e canais ou furação no diâmetro externo/interno (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) G76 Ciclo de roscamento automático com múltiplas passadas*. G77 Ciclo de furação no diâmetro externo/interno (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo C) G78 Ciclo de roscamento semiautomático ou Ciclo de roscamento automático com múltiplas entradas (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo C) G79 Ciclo de faceamento paralelo e cônico G80 Cancelamento dos ciclos fixos (furação) (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) G81 Ciclo de furação ou canais* G82 Ciclo de furação local. G83 Ciclo de furação na face (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) G84 Ciclo de roscamento com macho na face (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) ou Ciclo de roscamento à direita. G85 Não registrado G86 Ciclo de mandrilhamento na face (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) G87 Ciclo de furação no lado (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) G88 Ciclo de roscamento com macho no lado (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) G89 Ciclo de mandrilhamento no lado (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) G90 Ciclo de torneamento simples*, Posicionamento absoluto (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelos B e C)ou Ciclo de corte. G91 Posicionamento incremental (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo B) G92 Ciclo de Roscamento*, Limite de rotação ou Zeragem de eixos (mandatório sobre os G54...) ou Registrador de posição de ferramenta. G93 Avanço dado em tempo inverso (Inverse Time). G94 Ciclo de faceamento paralelo e cônico* ou Avanço em milímetros por minuto (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelos B e C). G95 Avanço em milímetros por revolução (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelos B e C). G96 Velocidade de corte constante em m/min (Cancela G97)*. G97 Rotação constante do eixo árvore em RPM com o parâmetro S (Cancela G96)*. G98 Taxa de avanço em milímetros por minuto com o parâmetro F (Cancela G99)*. G99 Taxa de avanço em milímetros por revolução com o parâmetro F (Cancela G98)*. Notas: (1) Na tabela anterior que contém as instruções G para tornos, os códigos são mais comuns para controles GE FANUC da série T (Turning). (2) Nem todas as instruções para os controles GE Fanuc estão especificadas na tabela, para qualquer caso em particular deve-se ler o manual do fabricante específico para o controle. (3) Estão especificados os controles GE Fanuc junto a algumas destas instruções, quando estas instruções são mais comuns para estes e menos comuns para outros modelos de controles da GE Fanuc. (4) As instruções marcadas com asterisco (*) e em vermelho estão disponíveis no simulador Denford Fanuc Turning v1.11.

35 35 TABELA CÓDIGOS M (MISCELANEOUS) PARA TORNO PELO PADRÃO ISO 1056, DIN E NBR 11312, COMPLEMENTADOS COM INSTRUÇÕES DE COMANDO FANUC (1), (6) E (5). Código M DESCRIÇÃO M00 Parada do programa M01 Parada opcional do programa M02 Fim de programa (usualmente sem retorno ao início) M03 Liga o eixo árvore no sentido horário (CW) M04 Liga o eixo árvore no sentido anti-horário (CCW) M05 Desliga o eixo árvore M06 Mudança automática de ferramenta M07 Liga sistema de refrigeração numero 2 M08 Liga sistema de refrigeração numero 1 M09 Desliga sistema de refrigeração M10 Abre a placa do torno M11 Fecha a placa do torno M12 Avança o ponto do cabeçote móvel do torno M13 Liga a árvore no sentido horário e o refrigerante Recua o ponto do cabeçote móvel do torno M14 Liga a árvore no sentido anti-horário e o refrigerante M15 Desliga sistema de refrigeração e Desliga o eixo árvore Movimentos positivos (aciona sistema de espelhamento) M16 Movimentos negativos M17 Avança a torre indexada M18 Retorna a torre indexada, Cancela modo de posicionamento do eixo árvore (GE Fanuc 21i) M19 Orientação do eixo árvore M20 Aciona alimentador de barras. M21 Para alimentador de barras, ou Avança o ponto do cabeçote móvel do torno. M22 Recua o ponto do cabeçote móvel do torno M23 Saída gradual da rosca LIGADA M24 Placa do torno travada. Saída gradual da rosca DESLIGADA. M25 Avanço do contra ponto Placa do torno destravada. M26 Recuo do contra ponto (GE Fanuc 21i) M27 Avança contra ponto (GE Fanuc 21i) M28 a M29 Permanentemente não registrado. M30 Fim de programa com retorno ao seu início. M31 Ligando o "Bypass" M32 a M35 Não registrados. M36 Acionamento da primeira gama de velocidade dos eixos, Abre a porta automática (GE Fanuc 21i) M37 Acionamento da segunda gama de velocidade dos eixos, Fecha a porta automática (GE Fanuc 21i) M38 Abre porta, Avança aparador de peças ou Acionamento da primeira gama de velocidade de rotação. M39 Fecha porta, Retrai aparador de peças ou Acionamento da segunda gama de velocidade de rotação.

36 36 M40 a M45 Mudanças de engrenagens se usada, caso não use, Não registrados. M40 Ativa o modo de fixação interna da placa (GE Fanuc 21i) M41 Ativa o modo de fixação interna da placa, Seleção de engrenagens com baixa rotação ou Ativa o modo de fixação externa da placa (GE Fanuc 21i) M42 Ativa o modo de fixação externa da placa. Seleção de engrenagens com média rotação 1. Liga a limpeza automática de placa (GE Fanuc 21i) M43 Seleção de engrenagens com média rotação 2 ou Desliga a limpeza automática de placa (GE Fanuc 21i) M44 Seleção de engrenagens com alta rotação. M45 Liga proteção do sistema de limpeza de cavacos (GE Fanuc 21i) M46 Desliga proteção do sistema de limpeza de cavacos (GE Fanuc 21i) M46 e M47 Não registrados. M48 Cancelamento de sobrescrita de avanço (Ligando o "Bypass") M49 Troca de barras. Cancelamento de sobrescrita de avanço (Desligando o "Bypass") M50 Liga sistema de refrigeração numero 3, Retrai leitor de posição de ferramenta (Tool eye) (GE Fanuc 21i) M51 Liga sistema de refrigeração numero 4, Avança leitor de posição de ferramenta (Tool eye) (GE Fanuc 21i) M52 a M54 Não registrados. M55 Reposicionamento linear da ferramenta 1 M56 Reposicionamento linear da ferramenta 2 M57 a M59 Não registrados M60 Mudança de posição de trabalho ou de pallet M61 Reposicionamento linear da peça 1 M62 Liga a saída auxiliar 1 Reposicionamento linear da peça 2 M63 Liga a saída auxiliar 2 M64 Desliga a saída auxiliar 1 M65 Desliga a saída auxiliar 2 M66 Aguarda que a entrada 1 seja ligada M67 Aguarda que a entrada 2 seja ligada M68 a M70 Não registrados. M71 Reposicionamento angular da peça 1 M72 Reposicionamento angular da peça 2 M73 a M89 Não registrados. M76 Aguarda que a entrada 1 seja desligada Contador de peças (GE Fanuc 21i) M77 Aguarda que a entrada 2 seja desligada M78 Fechamento do eixo B (não padronizado) M79 Abertura do eixo B (não padronizado) M86 Liga o transportador de cavacos (GE Fanuc 21i) M87 Desliga o transportador de cavacos (GE Fanuc 21i) M90 a M97 Permanentemente não registrados M98 Chamada de Subprograma M99 Final de Subprograma Notas: (1) Na tabela anterior que contém as instruções M para tornos, os códigos são mais comuns para controles GE FANUC da série T (Turning).

37 37 (2) Nem todas as instruções para os controles GE Fanuc estão especificadas na tabela, para qualquer caso em particular deve-se ler o manual do fabricante específico para o comando. (3) Estão especificados os controles GE Fanuc junto á algumas destas instruções, quando estas instruções são mais comuns para estes e menos comuns para outros modelos de controles da GE Fanuc. (4) As instruções marcadas em vermelho estão disponíveis no simulador Denford Fanuc Turning v1.11. Na tabela anterior de códigos M, os códigos que estão descritos como não registrados indicam que a norma ISO não definiu nenhuma instrução para o código, os fabricantes de máquinas e controles tem livre escolha para estabelecer uma instrução para estes códigos, isso também inclui os códigos acima de M99. TRAJETO DA FERRAMENTA Na usinagem com tornos CNC cada um dos trajetos da ferramenta deve ser programado, exceto quando se utilizam os ciclos de torneamento. Estes trajetos são determinados por pontos pelos quais a ferramenta deve ir. A localização dos pontos é feita através das coordenadas na direção dos eixos X e Z, quando absolutas e U e W, respectivamente, se em coordenadas incrementais, e devem entrar no programa na mesma sequência que a ferramenta deve percorrer e após a instrução que especifique o tipo de interpolação, seja linear ou circular. Na operação de desbaste de torneamento retiram-se várias camadas de material até que as dimensões se aproximem às dimensões finais da peça, deixando-se apenas a quantidade de material suficiente para que seja feito o acabamento. As várias camadas são retiradas através de passadas sucessivas conforme as definições dos parâmetros de usinagem de profundidade, avanço e rotação. Mas em todos os casos se faz a aproximação e afastamento da ferramenta em avanço rápido com a instrução G00 enquanto não há contato com o material a ser usinado. Durante cada passada enquanto houver contato entre a ferramenta e o material o avanço deve ser controlado. No exemplo da figura a seguir estão indicados quatro pontos que correspondem a sequência do trajeto da ferramenta para a primeira passada retirando uma camada de material da peça. AVANÇO RÁPIDO G00 AVANÇO CONTROLADO G01 P3 P4 P2 P1 PLACA DO TORNO TOTAL DE MATERIAL A SER RETIRADO MATERIAL A SER RETIRADO NA PRIMEIRA PASSADA Figura 2.1: Pontos de trajeto da ferramenta no desbaste.

38 38 No exemplo da figura anterior, a ferramenta é movimentada até o ponto um (P1) em avanço rápido com a instrução G00 a partir de uma posição qualquer, o ponto um (P1) é de aproximação, de um a dois (P2) o avanço é controlado com a instrução G01, de dois a três (P3) continua em avanço controlado afastando-se da peça, de três ao ponto quatro (P4) o avanço é rápido. A próxima movimentação da ferramenta ainda será rápida para a aproximação determinando a profundidade de corte da segunda passada. Supondo-se as seguintes dimensões: diâmetro inicial 50 mm, comprimento 60 mm, profundidade de corte 1,5 mm e sobremetal para acabamento de 0,5 mm, ter-se-iam as seguintes linhas de programa. N10 G00 X47 Z2; (N10 Bloco número 10.) (G00 Move a ferramenta rapidamente para a posição de aproximação para a primeira passada X47 Z2, ponto um (P1)) N15 G01 Z-59.5; (N15 Bloco número 15.) (G01 Move a ferramenta com avanço controlado para o ponto dois) N20 X52; (N20 Bloco número 20.) (X52 Move a ferramenta com avanço controlado para o ponto três afastando-a da peça.) N25 G00 Z2; (N25 Bloco número 25.) (G00 Move a ferramenta rapidamente para a posição de aproximação para o ponto quatro) N30 X44; (N30 Bloco número 30.) (X44 Move a ferramenta rapidamente para a posição de aproximação para a segunda passada X44) GRUPOS DE INSTRUÇÕES As instruções são separadas em grupos de 00 a 25. Todas as instruções preparatórias do grupo 00 e não são modais, portanto, podem coexistir em um mesmo bloco. As instruções modais do mesmo grupo não podem coexistir no mesmo bloco. As instruções modais de mesmo grupo continuam sendo válidas até que outras instruções de mesmo grupo sejam executadas em qualquer bloco subsequente, ou seja, a instrução anterior é automaticamente cancelada e substituída pela nova. TABELA GRUPOS DE INSTRUÇÕES PARA CONTROLADORES FANUC (1), (6) E (7) Grupo Descrição Código G Máquina: Torno (T) ou Fresadora (F) 00 Códigos não modais G04 G05 G07 G08 G09 G10 G11 G27 G28 G29 G30 G31 G37 G45 G46 G47 G48 G52 G53 G65 T (1) / F(2) G51 G60 G92 F G50 G74 G75 G76 T (1) 01 Códigos de movimento e ciclos de corte G00 G01 G02 G03 T (1) / F(2) G32 G35 G36 G90 G92 G94 T (1) 02 Seleção de plano G17 G18 G19 F 03 Modo de dimensionamento G90 G91 (Incrementais U e W para tornos) F(2) T(1) 04 Curso armazenado G22 G23 T / F

39 39 05 Avanço G93 G98 G99 G94 G95 T (1) / F(2) 06 Unidade de medida G20 G21 T (1) / F(2) 07 Compensação de raio G40 G41 G42 T / F(2) 08 Compensação de comprimento da ferramenta G43 G44 G49 F 09 Ciclos fixos G73 G74 G76 G80 G81 G82 G83 G84 G85 G86 G87 G88 G89 F(2) G70 G71 G72 G73 G74 G75 G76 G80 G81 10 Modo de retorno G98 G99 F(2) 11 Cancelamento de escalonamento G50 G51 12 Modo macro G66 G67 T / F 13 Tipo de velocidade (rotação) G96 G97 T(1) F T(1) / F 14 Sistema de coordenadas G54 G55 G56 G57 G58 G59 T / F 15 Modo de corte G61 G62 G63 G64 T/ F 16 Rotação de coordenadas G68 G69 F 17 Entrada Polar G15 G16 F 19 Controle de direção G40 G41 G42 F 22 Espelhamento G68 G69 F 24 Supervisão de velocidade do eixo árvore G25 G26 Notas: (1) Instruções para tornos, alguns destes códigos são mais comuns para máquinas GE FANUC da série T (Turning), As instruções marcadas em vermelho e (1) para torno ou (2) para centro de usinagem estão disponíveis no simulador Fanuc. Os demais códigos são mais comuns para máquinas fresadoras GE FANUC da série M (Milling): 16i, 18i, 160i e 180i, 21i e 210i. As instruções marcadas em vermelho estão disponíveis no simulador Denford Fanuc. A relação entre os grupos tem sentido em todos os casos. Uma possível exceção é o grupo 01 para comandos de movimento e o grupo 09 para ciclos fixos. A relação entre estes dois ciclos é esta: Se um código do grupo 01 é especificado em qualquer dos ciclos fixos do grupo 09, o ciclo é imediatamente cancelado, mas o oposto não é verdade. Em outras palavras, um comando de movimento ativo não é cancelado por ciclo fixo. O grupo 01 não é afetado por códigos G do grupo 09 (1). Se for necessário usar o mesmo código G do grupo 00, mesmo não sendo modais, devem ser repetidos em novos blocos, formando novos comandos com outros parâmetros. Por exemplo: N750 X80 Z-120 G04 X2000 N760 X100 Z0 G04 X1000 No exemplo acima o bloco 750 com o comando G04 X2000 especifica o tempo de espera de 2000 milissegundos e o bloco seguinte 760 especifica um novo tempo de espera em 1000 milissegundos. T / F

40 Ø25 40 INSTRUÇÕES DE CÓDIGO G As instruções de código G são separadas em grupos conforme sua finalidade, sendo que as instruções não modais, por necessidade do próprio programa, geralmente aparecerem isoladas de outras instruções de código G no bloco. As instruções modais estabelecem um comportamento da máquina perante a programação que virá e eventualmente são acompanhadas apenas de algum parâmetro. As instruções marcadas com (SF) podem ser usadas no Simulador Denford Fanuc. OBSERVAÇÕES IMPORTANTES PARA PROGRAMAÇÃO EM TORNOS CNC: Todas as coordenadas devem ser especificadas na ordem X e depois Z. Os valores das coordenadas especificadas são válidos até que se substitua por outro valor. Todas as coordenadas do eixo X devem ser especificadas como diâmetro. Deve-se usar o ponto como separador de decimais. Todas as instruções modais são canceladas ou substituídas por outra instrução de mesmo grupo. A grande maioria das instruções de código G (preparatórias) e as instruções de código M (Miscelâneas) são válidas até que outra instrução de mesmo grupo seja utilizada. As instruções de código G geralmente são declaradas no início do bloco e as de código M no final. Grupo 01 Movimento e corte O grupo 01 (modal) contém as instruções de movimento e corte da ferramenta, as mais utilizadas são G00, G01, G02 e G03. G00 Deslocamento rápido Usa-se a instrução G00 para realizar o deslocamento da ferramenta até o ponto especificado na máxima velocidade de cada um dos eixos da máquina, ou seja, não é necessário especificar o avanço, pois a máxima velocidade será utilizada para alcançar a coordenada. Esta instrução é utilizada para afastar ou aproximar a ferramenta da peça sem encostá-la, pois ao encostar-se a grande velocidade a ferramenta pode se quebrar, deslocar a peça do centro de giro e até mesmo retirá-la da placa no impacto. Uma das vantagens de se realizar deslocamentos rápidos é reduzir o tempo de fabricação. N10 G00 X25 Z2 +X 2 +Z Figura 2.2: Instrução G00 para deslocamento rápido.

41 Ø25 41 G01 Interpolação linear Usa-se a instrução G01 para realizar o deslocamento linear da ferramenta controlado de acordo com a velocidade estabelecida com parâmetro F até o ponto especificado na programação. Em tornos, geralmente o avanço definido pelo parâmetro F está em milímetros por revolução do eixo árvore. Obviamente os avanços controlados só devem ser especificados na programação após a peça estar em movimento, pois são movimentos de corte de material. Quando a ferramenta já se encontra em determinada coordenada não é necessário repetir a coordenada, como mostrado no bloco N15 da figura a seguir. N10 G00 X25 Z2 N15 G01 Z-26 F X +Z Figura 2.3: Instrução G01 de interpolação linear com avanço controlado. Exemplo de interpolação linear Neste exemplo, para remover o material da região indicada e assim reduzir o diâmetro de 40mm para 30mm com várias passadas de uma ferramenta desbastando-se com a profundidade adequada. Figura 2.4: Exemplo de interpolação linear com avanço controlado.

42 42 Supondo-se a profundidade seja de 1mm haverá a redução de 2mm no diâmetro a cada passada. No exemplo de programa a seguir foi dada ênfase apenas ao trajeto da ferramenta, desprezando-se demais instruções. O2901 (O Número do programa.) N05 G21; (N05 Bloco número 5.) (G21 - Estabelece unidade de medida, milímetro.) N10 G28; (G28 Move a ferramenta para local de troca.) N15 M06 T07; (M06 Realiza a troca da ferramenta pela T07 (Desbaste Externo).) N20 G00 X38 Z2 G97 M03 S800; (G00 Move a ferramenta rapidamente para a primeira posição de usinagem X38 Z2) (G97 Estabelece rotação constante) (M03 Liga árvore no sentido horário.) (S800 Define a rotação em 800 rpm.) N25 G99 F0.15 G01 Z-20; (G99 Define o avanço em mm/rotação.) (F0.15 Especifica o avanço em 0.15 mm/rotação.) (G01 Executa avanço controlado por F0.15.) (Z-20 Posição final de desbaste no comprimento.) N30 X41; (X41 Afasta a ferramenta da peça para o diâmetro X41.) N35 G00 Z2; (G00 Move rapidamente a ferramenta até posição inicial no comprimento.) N40 X36; (X36 Move rapidamente a ferramenta até posição inicial para a próxima passada.) N45 G01 Z-20; (G01 Executa avanço controlado da ferramenta por F até Z-20.) N50 X41; (X40 Afasta a ferramenta da peça para o diâmetro X41.) N55 G00 Z2; (G00 Move rapidamente a ferramenta até posição inicial no comprimento.) N60 X34; (X34 Move rapidamente a ferramenta até posição inicial no próximo diâmetro á ser desbastado.) N65 G01 Z-20; (G01 Executa avanço controlado da ferramenta por F até Z-20.) N70 X41; N75 G00 Z2; N80 X32; N85 G01 Z-20; N90 X41; N95 G28 M05; (G28 Move a ferramenta para local de troca.) (M05 Desliga o eixo árvore.) N100 M30; (M30 Finaliza o programa e retorna ao início.) No exemplo anterior algumas coordenadas são omitidas nos blocos, pois, a ferramenta já se encontra na posição desejada. G02 / G03 - Interpolação circular (SF) As instruções G02 e G03 realizam a usinagem com interpolação circular e velocidade de avanço controlado através dos parâmetros de usinagem especificados. O avanço pode ser no sentido Horário (G02) ou Anti-Horário (G03), conforme o deslocamento realizado em torno do ponto central do arco mostrado nas figuras abaixo em azul, especificando-se o raio ou a posição do centro do arco com as distâncias dadas pelos arcos vetores I (paralelo a X) e K (paralelo a Z). Horário N20 G02 X... Z... R... Horário N20 G02 X... Z... I... K-... +X R K- I+ +Z Figura 2.5: Instrução G02 de interpolação circular com avanço controlado.

43 Ø42 Ø25 Ø X Anti-Horário - N20 G03 X... Z... R... Anti-Horário - N20 G03 X... Z... I... K... I+ K+ R +Z Figura 2.6: Instrução G03 de interpolação circular com avanço controlado. Nas linhas exemplo da figura anterior foi especificada a instrução G02 ou G03 e devem ser especificadas as coordenadas do último ponto a ser alcançado pelo arco (em vermelho) e o raio. Quando são utilizados os arcos vetores especifica-se a instrução G02 ou G03, as coordenadas do último ponto a ser alcançado do arco (vermelho na figura anterior) e as distâncias entre o ponto inicial do arco (verde na figura anterior) e o centro do arco (azul na figura anterior) paralelamente aos eixos. Se os sentidos dos arcos vetores (azul na figura anterior) coincidirem com os sentidos dos eixos X e Z, os arcos vetores terão valores positivos, mas se divergirem terão valores negativos. O valor do arco vetor I não deve ser especificado como diâmetro. Nas figuras a seguir se tem exemplos de programação com indicação do centro através dos parâmetros I, K ou R. N15 G01 Z-26 F0.2 N20 G02 X35 Z-31 I5 ou N20 G02 U10 W-5 I5 ou N20 G02 X35 Z-35 R5 +X +X +Z +Z 31 N15 G01 X25 Z-31 F0.2 N20 X32 N25 G03 X42 Z-36 K-5 ou N25 G03 U10 W-5 K-5 ou N25 G03 X42 Z-36 R5 +X +X +Z +Z 36 Figura 2.7: Exemplos de interpolação circular com arcos vetores I, K e parâmetro R.

44 44 Exemplo de interpolação circular No exemplo da figura a seguir se tem dois programas NC para usinagem da peça mostrada, um destes com uso das instruções G02 e G03 e a especificação das coordenadas do último ponto do arco (em vermelho) e o raio do arco. Logo abaixo, outro programa para usinagem da mesma peça com uso dos arcos vetores I e K. Programa NC com o parâmetro R: N15 G01 X26 Z0 F0.2 N20 G03 X33.5 Z R6 N25 G02 X Z R10 N30 G03 X50 Z R8 N35 G01 Z-50 Programa NC com os arcos vetores I e K: N15 G01 X26 Z0 F0.2 N20 G03 X33.5 Z K-6 N25 G02 X Z I6.25 K N30 G03 X50 Z I K N35 G01 Z-50 Figura 2.8: Exemplo de interpolação circular. No segundo programa NC da figura anterior, onde se usam os arcos vetores pode-se perceber que é imprescindível a utilização dos algarismos após o ponto decimal até o milésimo, pois caso contrário, ocorreria erro na execução. E como não há coincidência entre os centros dos arcos e os eixos principais aparecem valores para I e K. Lembrete: Os valores dos parâmetros I e K devem ser incrementais e ter sinal negativo ou positivo conforme concordância com o sentido dos eixos principais X e Z, respectivamente. G04 - Tempo de espera (SF) Com esta instrução pode-se ter um tempo especificado de espera antes de iniciar o bloco seguinte. G04 P... ou G04 U... ou G04 X... (SF) U especifica-se o tempo de espera em segundos. X ou P especifica-se o tempo de espera em milissegundos (Obs. Não é permitido usar separador de decimais). Esta instrução pode ser utilizada, por exemplo, para aguardar a parada da máquina antes que se envie o comando para abertura da placa em um torno e se retire a peça. Veja-se o exemplo abaixo. N500 M08 Desliga o fluido de corte. N510 G00 X150 Z180 M05 Afasta a ferramenta de peça e desliga o eixo árvore. N520 G04 X3000 Especifica o tempo de espera de 3 milissegundos. N530 M10 Abre a placa do torno para retirar a peça. N540 M30 Finaliza o programa e retorna ao seu início. G20 - Sistema de unidades em polegadas (SF) Com a instrução G20 atuando, o sistema de programação interpretará todos os valores de comprimento programados em polegadas e válidos para o posicionamento da ferramenta, velocidade de avanço, etc. Além de cancelar a instrução G21.

45 45 G21 - Sistema de unidades em milímetros (SF) Com a instrução G21 atuando, o sistema de programação interpretará todos os valores de comprimento programados em milímetros e válidos para o posicionamento da ferramenta, velocidade de avanço, etc. Além de cancelar a instrução G20. G28 - Retorno ao ponto de referência (SF) Com a instrução G28 haverá o posicionamento da ferramenta com avanço máximo para as coordenadas estabelecidas ou para o ponto de referência. Sintaxe: N G28 X Z - para coordenadas absolutas N G28 U W - para coordenadas incrementais Os parâmetros X e Z ou U e W são as coordenadas do ponto para onde a ferramenta se desloca para a posição segura de troca. Para máquinas que fazem a troca automática de ferramentas não é necessário especificar as coordenadas. Exemplo: N40 G28 U2 W-25 A ferramenta irá se deslocar com avanço máximo para o ponto cuja coordenada é (2, -25) a partir da atual posição até a posição segura de troca. G98 - Avanço da ferramenta em milímetros / minuto (SF) Junto ao comando deve haver a letra F e um valor numérico que especifica a velocidade de avanço em milímetros por minutos (mm/min), esta instrução é modal e será desativada se a instrução G99 ocorrer. Esta instrução é menos utilizada para tornos. Sintaxe: N G98 Se a Máquina Ferramenta foi configurada com o comando G20 Feedrate = polegadas/min Se a Máquina Ferramenta foi configurada com o comando G21 Feedrate = milímetros/min Exemplo: N10 G20 (Unidade polegada) N10 G21 (Unidade milímetro) N15 G98 F10 (avanço em polegadas/min) N15 G98 F254 (avanço em milímetros/min) G99 - Avanço da ferramenta em milímetros / rotação (SF) Junto ao comando deve haver a letra F e um valor numérico que especifica a velocidade de avanço em milímetros por rotação (mm/rot), esta instrução é modal e será desativada se a instrução G98 ocorrer. Esta instrução é mais utilizada em tornos. Sintaxe: N G99 Se a Máquina Ferramenta foi configurada com o comando G20 Feedrate = polegadas/rot Se a Máquina Ferramenta foi configurada com o comando G21 Feedrate = milímetros/rot Exemplo: N10 G20 (Unidade polegada) N10 G21 (Unidade milímetro) N15 G99 F0.05 (avanço em polegadas/rotação)

46 46 N15 G99 F0.15 (avanço em milímetros/rotação) G96 Velocidade de corte constante do eixo árvore (SF) Geralmente em tornos e mandrilhadoras que possuem sistemas de controle automático de rotação é possível manter uma velocidade de corte constante para qualquer diâmetro, variando-se a rotação em instrução da posição da ferramenta em relação ao centro geométrico. Sintaxe: N G96 S Exemplo: N20 G96 S245 (velocidade de corte constante de 245m/min) A Máquina Ferramenta irá trabalhar com velocidade de corte constante de 245m/min Cálculo da velocidade de corte: Onde: Vc é a velocidade de corte [m/min]. D é o diâmetro a ser torneado [mm]. n é a rotação da máquina [rpm]. Se o diâmetro da peça aumenta, o controlador diminui a rotação do eixo árvore. Se o diâmetro da peça diminui, o controlador aumenta a rotação do eixo árvore. Importante: por questão de segurança é recomendável limitar a rotação máxima no programa usando a instrução G50 S G97 Rotação constante do eixo árvore (SF) Esta instrução é utilizada para cancelar a instrução G96 e estabelecer uma rotação constante. Sintaxe: N G97 S Exemplo: N23 G97 S400 A Máquina Ferramenta irá trabalhar com rotação constante do eixo árvore em 400 RPM G50 Limita a rotação máxima do eixo árvore (SF) Esta instrução é utilizada para evitar rotações muito elevadas em instrução do uso da instrução G96, quando a ferramenta se aproxima do centro em diâmetros muito pequenos. Sintaxe: N G50 S Exemplo: N40 G50 S2000. D. n Vc 1000 A rotação do eixo árvore não excede as 2000 RPM Vc Cálculo da rotação: n. D Esta instrução não deve ser utilizada com outras palavras. A instrução G50 também pode ser usada para criar um novo sistema de coordenadas para troca de ferramentas, por exemplo: G50 X0 Z0 G50 U-40 G41 / G42 Compensação de raio de corte Estas instruções são utilizadas para compensar o raio de ponta da ferramenta evitando que as dimensões e a forma da peça fiquem incorretas, a compensação do raio de ponta pode ser à esquerda ou à direita, conforme sentido de deslocamento da ferramenta e sua posição em relação à peça. Instruções disponíveis apenas no simulador de centro de usinagem no Simulador Denford Fanuc.

47 47 Os erros geométrico e dimensional que podem ocorrer, pois o programa NC é feito com as coordenadas correspondentes ao contorno da peça e a ferramenta faz o trajeto deste contorno com o ponto de referência e não com necessariamente com a aresta cortante da ponta. Vide figura a seguir. Referência zero do eixo Z Ponta da ferramenta Ponto de Referência Raio Referência zero do eixo X Figura 2.9: Ponto de referência da ferramenta e Raio á ser compensado. Em todas as superfícies da peça que não forem paralelas aos eixos haverá sobremetal, ou seja, nas superfícies de arcos e cones. Vide figura a seguir. Ponto de referência Superfícies que terão excesso de material Figura 2.10: Efeito da ponta da ferramenta na peça sem compensação. Para que o controlador faça a compensação correta do raio da ferramenta é necessário especificar onde, efetivamente, a ferramenta estará posicionada. Orientação da ponta da ferramenta Os controladores Fanuc estabelecem para as ferramentas de tornos identificação para as nove posições possíveis da ponta da ferramenta através de números inteiros de 0 a 8. A identificação das pontas com os respectivos valores de raio de ponta permite realizar a compensação do raio durante a usinagem, segundo sua posição efetiva, evitando que o material da peça seja cortado incorretamente.

48 48 Figura 2.11: Numeração e orientação das pontas, com posição no campo atrás em +X e +Z. A numeração mostrada na figura anterior segue regras arbitrárias associadas à posição que uma ferramenta pode ocupar no campo de usinagem atrás de um torno e dentro do quadrante entre +X e +Z com a superfície de saída de cavacos aparente na figura. Os controladores Fanuc entenderão que a ponta de ferramenta ocupa a posição central se receber identificação 0 ou 9. Como se pode observar nas figuras a seguir, tendo-se como a referência o sentido de deslocamento, a instrução G41 compensa o raio com a ferramenta á esquerda da peça e a instrução G42 compensa o raio com a ferramenta á direita da peça. Figura 2.12: Compensação do raio em torneamento externo G41 / G42. Torneamento em Campo à frente G41 Figura 2.13: Compensação do raio em torneamento de campo à frente com G41. G40 Cancelamento da compensação de raio de corte Esta instrução é modal e cancela as instruções G41 e G42 que são utilizadas para compensação do raio de corte. Instrução disponível apenas no simulador de centro de usinagem Denford Fanuc.

49 49 TORNEAMENTO EXTERNO E INTERNO Instrução ferramenta Na programação de tornos CNC o endereçamento para a instrução ferramenta é feito através da letra T acompanhada de quatro algarismos que especificam a ferramenta a ser utilizada e os valores de compensação da ferramenta a serem utilizados. T ENDEREÇAMENTO NÚMERO DO CORRETOR NÚMERO DE IDENTIFICAÇÃO Figura 2.14: Significado da instrução ferramenta. Na instrução ferramenta os dois primeiros algarismos referem-se ao número que identifica e diferencia uma ferramenta das demais no carrossel e também sua posição em relação ao zero peça. Os dois últimos algarismos identificam o corretor de desgaste da ferramenta a ser utilizado pelo controle. Vide figura anterior. Na grande maioria dos tornos CNC não há troca automática de ferramentas, ATC (Automatic Tool Change), pois as ferramentas são colocadas manualmente nas torres sempre que necessário, mas nas máquinas mais produtivas e versáteis esta troca é automática. Em qualquer dos dois tipos de tornos é necessária a identificação, posicionamento e correção por desgaste de cada uma das ferramentas. Exemplos: T0114 onde: 01 é o número de identificação da ferramenta e 14 é o corretor. T1106 onde: 11 é o número de identificação da ferramenta e 06 é o corretor. T0303 onde: 03 é o número de identificação da ferramenta e 03 é o corretor. Os três exemplos dados estão corretos, mas o último dos exemplos é o mais recomendado e comumente mais utilizado, pois evita confusão entre as identificações e corretores quando muitas ferramentas são utilizadas em um mesmo programa. A identificação da ferramenta deve ser única para um programa NC, mas o controlador irá considerar como a mesma ferramenta quando identificada como T0303 ou T303, onde o corretor de desgaste é identificado nos dois casos como 03. Para evitar erros nas identificações de ferramentas e corretores, recomenda-se que ambas sejam feitas com dois algarismos sem a omissão de zeros. Definição do zero peça Após colocar uma ferramenta na torre ou carrossel e identificá-la, é necessário corrigir a sua posição, para que a diferença entre o zero peça (em X e Z), determinado pelo programa NC, e o zero máquina seja registrada na memória do CNC. Ao compensar a diferença entre os dois zeros nos cálculos de posição o controlador utilizará a posição efetiva da ferramenta no programa NC. Esta correção de posição, normalmente, é feita apenas uma vez antes da usinagem de um lote de peças e estará associada ao número de identificação da ferramenta. Vide figura a seguir com esquema de correção. Além desta correção geométrica da posição da ferramenta, existe também a correção quanto ao desgaste que a ferramenta poderá apresentar após ser utilizada para usinar algumas peças. Esta correção de desgaste, geralmente é pequena, variando apenas alguns centésimos de milímetro e irá garantir que as dimensões efetivas da peça estejam dentro da tolerância especificada no desenho.

50 50 A correção do desgaste pode se dar várias vezes em um lote de peças conforme se apresente o desgaste pela variação das dimensões da peça. Os dois últimos algarismos na instrução ferramenta representam o corretor utilizado e estará associado a este. PLACA DO TORNO Torre na posição de zero máquina Correção de posição em Z Correção de posição em X Figura 2.15: Esquema de correção da posição geométrica da ferramenta. A correção da posição geométrica da ferramenta em relação à peça se faz operando o torno manualmente retirando-se uma pequena porção de matéria-prima em sua face e em seu diâmetro. Após retirar o material da face entra-se com o valor da distância até o zero peça, se o zero peça deve ser estabelecido na face frontal o valor a ser inserido no controle é 0.000, insere-se o valor medido no registrador de posição do controle definindo assim, o zero peça em Z. Entretanto, se o local do zero peça for outro qualquer, se mede a distância até a face usinada e insere-se o valor medido no registrador de posição do controle. Para definir o zero peça no eixo X, usina-se o diâmetro, operando manualmente, através dos controles retirando-se uma fina camada da matéria-prima, suficiente para que se possa medir. Após medir, insere-se o valor medido no registrador de posição do controle. A tela do controlador irá mostrar uma tabela com aspecto similar ao mostrado a seguir, onde estarão identificadas as ferramentas por seus números, sua posição geométrica relativa, raio da ponta e posição da ponta (TIP). Obs. Não aparecerão as figuras mostradas no exemplo de posição. Número da Ferramenta Eixo X Eixo Z Raio da ponta Ponta N X AXIS Z AXIS RADIUS TIP ou 9 Exemplo de Posição

51 Ø52 Ø42 51 Ciclos de torneamento Frequentemente os tornos são utilizados para retirar grandes quantidades de material em superfícies cilíndricas e cônicas, externas e internas da matéria-prima na usinagem de peças. Quando programadas bloco a bloco, estas operações de desbaste e acabamento das peças requerem grande quantidade de blocos, pois cada movimento da ferramenta deve ocupar um bloco que contenha: sua identificação, as coordenadas da próxima posição e o tipo de movimento discriminado com G00, G01, G02 ou G03. Quanto mais complexo for o contorno que a ferramenta tenha a percorrer, mais extenso será o programa, portanto, demandando mais tempo na programação, além de mais suscetíveis a erros e outros problemas. Todos os modernos controles possuem ciclos fixos que simplificam a elaboração de programas NC, pois permitem que vários tipos de operações sejam realizados com poucos blocos de programa. As operações mais comuns entre os ciclos de usinagem em tornos são: desbaste, acabamento, furação e roscamento. Os parâmetros associados a cada ciclo podem variar de ciclo para ciclo, mas na maioria dos casos a ferramenta se moverá em avanço controlado especificado por F quando em contato com a peça, substituindo G01 e em avanço rápido quando não houver contato substituindo G00, sem a necessidade de escrevê-los no programa. G90 Ciclo de desbaste simples* (SF) Este ciclo é pode ser utilizado para o torneamento em desbaste cilíndrico ou cônico, externo ou interno em poucos blocos de programa. Este ciclo termina sempre com a ferramenta na mesma coordenada de Z. A instrução G90 requer: N G90 X(U) Z(W) R F. Inicialmente devem-se especificar as coordenadas de aproximação para que a ferramenta ocupe a posição para qual possa se deslocar rapidamente sem contato com a peça. Esta posição será repetidamente utilizada a cada nova passada. No bloco seguinte devem-se especificar as coordenadas finais da primeira passada, ou seja, posição final em Z e diâmetro da passada em X, também podem ser especificados em coordenadas incrementais utilizando-se U e W. As instruções G00 ou G29 desativam o ciclo. AVANÇO RÁPIDO G00 AVANÇO CONTROLADO G90 (G01) Trajeto de retorno Coordenada de aproximação Coordenada da passada 1,5 1,5 1,5 Material a ser removido 50 Figura 2.16: Esquema do ciclo de desbaste simples paralelo externo G90.

52 52 Neste mesmo bloco pode-se utilizar o parâmetro R se a superfície a ser produzida for cônica e omitida ou ter valor zero se não for cônica, e o avanço com o parâmetro F, se este não foi especificado em bloco anterior. Da figura anterior tem-se uma peça que deverá ser desbastada no comprimento até 49mm e diâmetro de 43mm deixando-se então, 1mm de sobremetal no diâmetro para acabamento posterior. Supondo-se que cada uma das passadas retire 3mm no diâmetro serão necessárias três passadas para se chegar a medida desejada. Vide exemplo abaixo. Note-se no programa a seguir, que para cada passada é necessário especificar o diâmetro de desbaste com a coordenada absoluta em X ou coordenada incremental em U- tendo-se como referência a posição de aproximação. O programa NC para execução do ciclo de desbaste terá o seguinte aspecto: O4400 (Exemplo de ciclo de desbaste paralelo externo) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T07; N20 G97 M03 S800 G99 M08; N25 G00 X52 Z2; (X52 Z2 Coordenadas de aproximação) N30 G90 X49 Z-49 R0 F0.15; (G90 Ciclo de desbaste simples.) (X49 Z-49 Coordenadas da primeira passada) (R0 Não há variação no diâmetro. (pode ser omitido)) (F0.15 Especifica o avanço em 0.15 mm/rotação.) N35 X46; (N35 U-6) (X46 Coordenada da segunda passada.) N40 X43; (N40 U-9) N75 G28 M05 M09; (X43 Coordenada da terceira passada.) (G28 Move a ferramenta para local de troca.) (M05 Desliga o eixo árvore.) (M09 Desliga a refrigeração.) (M30 Finaliza o programa e retorna ao início.) N80 M30; No exemplo de programa anterior alguns blocos foram omitidos. Desbaste interno com G90 A seguir tem-se na figura o desenho de peça para desbaste interno. Figura 2.17: Exemplo de peça para desbaste interno.

53 53 Para realizar o desbaste interno é necessário haver um furo com diâmetro adequado por onde a ferramenta irá passar na primeira passada. A posição de aproximação terá coordenada em X menor que a coordenada final, conforme mostrado na figura a seguir. A sintaxe na programação é igual, porém os demais blocos terão a diferença no sinal quando forem utilizadas coordenadas incrementais. Vide programa a seguir. AVANÇO RÁPIDO G00 AVANÇO CONTROLADO G90 (G01) Coordenada de aproximação Coordenada da passada Material a ser removido Trajeto de retorno Figura 2.18: Esquema para desbaste interno com G90. O programa NC para execução do ciclo de desbaste interno terá o seguinte aspecto: O4500 (Exemplo de ciclo de desbaste paralelo interno) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T05; N20 G97 G98 G00 X0 Z2 M04 M08 S350; (X0 Z2 Coordenadas de centralização) N25 G81 Z-5 F20; (G81 Z-5 Instrução e Coordenadas de furação) N30 Z-15; (Z-15 Furação) N35 Z-25; (Z-25 Furação) N40 Z-35; (Z-35 Furação) N45 Z-40; (Z-40 Furação - término) N50 G28; N55 M06 T06; N60 G97 M03 S800 G99 M08; N65 G00 X12 Z2; (X12 Z2 Coordenadas de aproximação) N70 G90 X15 Z-20 F0.15; (G90 Ciclo de desbaste simples.) (X15 Z-20 Coordenadas da primeira passada) (F0.15 Especifica o avanço em 0.15 mm/rotação.) N75 X18; (N75 U6) (X18 Coordenada da segunda passada.) N80 X21; (N80 U9) (X21 Coordenada da terceira passada.) N85 X24; (N85 U12) (X24 Coordenada da quarta passada.)... N105 G28 M05 M09; (G28 Move a ferramenta para local de troca.) (M05 Desliga o eixo árvore.) (M09 Desliga a refrigeração.) N110 M30; (M30 Finaliza o programa e retorna ao início.) No exemplo de programa anterior alguns blocos foram omitidos.

54 54 Desbaste cônico com G90 O ciclo de desbaste simples G90 pode ser utilizado para produzir superfícies cônicas com a especificação de um valor diferente de zero ao parâmetro R. Este ciclo certamente, não é a melhor opção para a maioria dos casos para produzir cônicos, pois o trajeto da ferramenta pode se afastar em muito da superfície de usinagem. Em decorrência disto, perde-se um precioso tempo com a ferramenta movendo-se em vazio. O valor a ser especificado para R deve ser a diferença radial entre o diâmetro inicial e o diâmetro final, quando o sentido que determina a profundidade for contrário ao eixo X o valor de R deve ser negativo. Em alguns modelos de controles numéricos pode-se utilizar o parâmetro I. Outro inconveniente deste tipo de operação é a necessidade de se realizar cálculos matemáticos para determinar a posição da ferramenta, pois na posição inicial não deve estar em contato com a peça. Veja-se a seguir o seguinte exemplo de um torneamento externo cônico. Figura 2.19: Exemplo de peça com cônico. O valor da variação, V é a metade da diferença dos diâmetros 80 e 62, ou seja, 9mm. Supondo que a posição de aproximação da ferramenta deva ser à 2mm da face da peça. Pode-se calcular o valor de R através do método de semelhança de triângulos. Figura 2.20: Semelhança entre triângulos.

55 55 O ciclo de desbaste terá o aspecto mostrado na figura a seguir, supondo-se que a profundidade de cada passada seja de 2mm e se atinja a dimensão de 62mm, a posição de aproximação da ferramenta deverá ser o diâmetro maior, xR = = 98.9mm. AVANÇO RÁPIDO G90 (G00) AVANÇO CONTROLADO G90 (G01) Coordenada da passada Coordenada de aproximação Material a ser removido Figura 2.21: Esquema do ciclo de desbaste cônico externo G90. O programa da peça do exemplo anterior terá o seguinte aspecto: O4600 (Exemplo de ciclo de desbaste cônico externo) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T07; N20 G97 M03 S800 G99 M08; N25 G00 X98.9 Z2; (X98.9 Z2 Coordenadas de aproximação) N30 G90 X94.9 Z-40 R-9.45 F0.15; (G90 Ciclo de desbaste simples.) (X94.9 Z-40 Coordenadas da primeira passada) (R-9.45 Variação no diâmetro sentido contrário a X) (F0.15 Especifica o avanço em 0.15 mm/rotação.) N35 X90.9; (N35 U-8) (X90.9 Coordenada da segunda passada.) N40 X86.9; (N40 U-12) (X86.9 Coordenada da terceira passada.) N45 X82.9; (N45 U-16) (X82.9 Coordenada da quarta passada.) N50 X80; (N50 U-18.9) (X80.0 Coordenada da quinta passada.) N55 G28 M05 M09; (G28 Move a ferramenta para local de troca.) (M05 Desliga o eixo árvore.) (M09 Desliga a refrigeração.) N60 M30; (M30 Finaliza o programa e retorna ao início.) Neste exemplo de programa deve-se perceber que a posição de aproximação é extremamente importante, e que também a última passada deve ter a coordenada final desejada. Se for necessário deixar sobremetal para acabamento, pode-se simplesmente alterar a coordenada adicionando o sobremetal desejado. *(Obs. em algumas máquinas, como fresadoras ou centros de usinagem e até alguns tornos esta instrução é usada para coordenadas absolutas).

56 56 G94 Ciclo de faceamento simples (SF) Esta instrução é similar a G90, porém é utilizada para remover grande quantidade de material no faceamento da peça, portanto o trajeto da ferramenta é sempre paralelo ou diagonal ao eixo X, portanto não deve haver arcos no perfil. Sabe-se que a melhor condição para retirada de grandes quantidades de material na face de uma peça no torno é através da usinagem em que a ferramenta faz o trajeto da periferia em direção ao centro da peça. Após a execução do ciclo, a ferramenta retorna automaticamente ao ponto inicial do ciclo. E o ciclo pode ser cancelado com a instrução G00 ou G28. Vide figura a seguir. A instrução G94 requer: N _ G94 X _ Z _ R _ F _; onde: X = diâmetro final do faceamento Z = posição final R = inclinação em relação ao eixo X F = avanço de trabalho N W- N W- Próxima passada Próxima passada AVANÇO RÁPIDO G94 (G00) AVANÇO CONTROLADO G94 (G01) Coordenadas de aproximação Material a ser removido Trajeto de retorno Coordenadas da passada Figura 2.22: Desenho de peça e esquema do ciclo de faceamento simples G94. No exemplo da figura anterior, a ferramenta aproxima-se da peça em avanço rápido e ao iniciar este ciclo de usinagem, o controle faz ferramenta executar várias passadas com avanço controlado, conforme definidas pelas coordenadas dos blocos posteriores. Supondo-se que se deseje retirar 2mm da face a cada passada, o programa da peça do exemplo anterior terá o seguinte aspecto:

57 57 O4800 (Exemplo de ciclo de faceamento simples) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T07; N20 G97 M03 S800 G99 M08; N25 G00 X102 Z2; (X102 Z2 Coordenadas de aproximação) N30 G94 X21 Z-2 R0 F0.15; (G94 Ciclo de faceamento simples.) (X21 Z-2 Coordenadas da primeira passada) (R0 Variação na face (Não sendo inclinada deve ser zero ou omitida)) (F0.15 Especifica o avanço em 0.15 mm/rotação.) N35 Z-4; (N35 W-4) (Z-4 Coordenada da segunda passada.) N40 Z-6; (N40 W-6) (Z-6 Coordenada da terceira passada.) N45 Z-8; (N45 W-8) (Z-8 Coordenada da quarta passada.) N50 Z-10; (N50 W-10) (Z-10 Coordenada da quinta passada.) N85 G28 M05 M09; N90 M30; (G28 Move a ferramenta para local de troca.) (M05 Desliga o eixo árvore.) (M09 Desliga a refrigeração.) (M30 Finaliza o programa e retorna ao início.) G71 Ciclo de desbaste longitudinal (SF) Este ciclo é utilizado para automatizar as várias passadas removendo grande quantidade de material, sem que o programador necessite repetir o procedimento para todas as linhas de contorno do perfil. Este ciclo deve ser programado em dois blocos subsequentes, conforme mostrado a seguir. A instrução G71 no primeiro bloco requer: N _ G71 U _ R _ ; onde: U = valor da profundidade máxima de corte durante o ciclo (diferença no raio) R = valor do afastamento no eixo transversal X antes do retorno ao Z inicial (raio) A instrução G71 no segundo bloco requer: N _ G71 P _ Q _ U _ W _ F _ S _; onde: P = número do bloco que define o início do perfil Obs. Uma das instruções G01, G02 ou G03 deve aparecer no bloco que define o início do perfil junto a coordenada em X, mas a coordenada em Z não deve aparecer nesta linha. Q = número do bloco que define o final do perfil U = sobremetal para acabamento no eixo X (positivo para o diâmetro externo e negativo para o interno) W = sobremetal para acabamento no eixo Z F = avanço de trabalho S = rotação ou velocidade de corte para acabamento O perfil da peça pode conter retas e arcos, porque a máquina ao executar este ciclo de usinagem vai respeitar o contorno, deixando o sobremetal que for especificado para acabamento posterior. Inicialmente o desbaste é realizado com passadas longitudinais paralelas ao eixo Z que podem

58 58 formar degraus no contorno, mas que serão retirados pela ferramenta na última passada pelo contorno do perfil, mantendo exatamente o sobremetal especificado. A cada passada determinada pelo parâmetro U, a ferramenta retira uma camada de material, depois a ferramenta se afasta da peça, determinado pelo parâmetro R, para evitar avarias e outros problemas, tais como riscos na peça e retorna a posição Z inicial. Vide esquema do ciclo a seguir. AVANÇO RÁPIDO G71 (G00) AVANÇO CONTROLADO G71 (G01, G02 ou G03) Recuo R Trajetos de retorno Profundidade da passada U Coordenada de aproximação Coordenadas de contorno Material a ser removido Figura 2.23: Esquema do ciclo de desbaste externo longitudinal G71. Figura 2.24: Desenho de peça, exemplo para ciclo de desbaste G71 - externo. Supondo-se que se deseje a profundidade de 1,5mm a cada passada, um recuo de 1mm, sobremetal 0,5mm no diâmetro e comprimentos da peça, o programa NC da peça do desenho anterior terá o seguinte conteúdo:

59 59 O5000 (Exemplo de ciclo de desbaste longitudinal G71) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T07; N20 G97 M03 S1200 G99 M08; N25 G00 X150 Z2; N30 G71 U1.5 R1; (X150 Z2 Coordenadas de aproximação) (G71 Ciclo de desbaste longitudinal.) (U1.5 Profundidade da passada) (R1 Recuo para retorno) N35 G71 P40 Q70 U0.5 W0.5 F0.15; (P40 Bloco inicial do contorno do perfil.) (Q70 Bloco final do contorno do perfil.) (U0.5 Sobremetal no diâmetro do perfil.) (W0.5 Sobremetal no comprimento do perfil.) (F0.15 Avanço da ferramenta.) N40 G01 X66; (G01 Interpolação linear e X66 Coordenada em X do primeiro ponto do perfil.) N45 Z0; (Z0 Coordenada em Z do primeiro ponto do perfil.) N50 Z-10; (Z-10 Coordenada do segundo ponto do perfil.) N55 G02 X78 Z-16 R6; (G02 Interpolação circular e Coordenada do terceiro ponto do contorno.) N60 G01 X104.1 Z-48.2; (G01 Interpolação linear e Coordenada do quarto ponto do contorno.) N65 G02 X130 Z-57 R14; (G02 Interpolação circular e Coordenada do quinto ponto do contorno.) N70 G01 X150; (G01 Interpolação linear e Coordenada do sexto e último ponto do contorno.)... N95 G28 M05 M09; N100 M30; Este ciclo quando utilizado para desbaste interno terá invertida a posição de aproximação, pois a ferramenta, inicialmente estará na posição de menor valor do eixo X, próxima ao diâmetro do furo. E os parâmetros R, de recuo no primeiro bloco e U de sobremetal no segundo bloco terão valor negativo. AVANÇO RÁPIDO G71 (G00) AVANÇO CONTROLADO G71 (G01, G02 ou G03) Coordenadas de contorno Coordenada de aproximação Profundidade da passada U Recuo R Trajetos de retorno Material a ser removido Figura 2.25: Esquema do ciclo de desbaste interno longitudinal G71.

60 60 Figura 2.26: Desenho de peça, exemplo para ciclo G71- interno. O5200 (Exemplo de ciclo de desbaste INTERNO G71) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T05; (M06 T05 Troca ferramenta por broca) N20 G97 M04 S450 G98 M08; (Preparação para furação) N25 G00 X0 Z2; (G00 X0 Z2 Coordenadas de aproximação para furação) N30 G81 Z-10 F100; (G81 Furação) N35 Z-20; (Z-20 Coordenada de Furação)... (Blocos omitidos Coordenadas de Furação) N65 Z-80; (Z-80 Última Coordenada de Furação) N70 G28 M05; (G28 M05 Posição de troca e parada da árvore) N75 M06 T06; (M06 T06 Troca de broca por ferramenta de torn. interno) N80 G97 M03 S1200 G99 M08; (Preparação para torneamento interno) N85 G00 X12 Z2; N90 G71 U1.5 R-1; (G00 X12 Z2 Coordenadas de aproximação) (G71 Ciclo de desbaste longitudinal. Primeiro bloco) (U1.5 Profundidade da passada) (R-1 Recuo negativo para retorno) (F0.15 Especifica o avanço em 0.15 mm/rotação) N95 G71 P100 Q125 U-0.5 W0.5 F0.15;(P100 Bloco inicial do contorno do perfil) (Q125 Bloco final do contorno do perfil) (U-0.5 Sobremetal no diâmetro do perfil negativo) (W0.5 Sobremetal no comprimento do perfil) (F0.15 Avanço da ferramenta) N100 G01 X46; (G01 Interpolação linear e X46 Coordenada em X do primeiro ponto do perfil.) N105 Z0; (Z0 Coordenada em Z do primeiro ponto do perfil.) N110 Z-18; (Z-18 Coordenada do segundo ponto do perfil.) N115 X33.7 Z-47.1; (X33.7 Z-47.1 Coordenada do terceiro ponto do perfil.) N120 G03 X18 Z-53.4 R8; (G03 Interpolação circular e Coordenada do quarto ponto do contorno.) N125 G01 X11; (X11 Coordenada do quinto ponto do perfil.) N130 G70 P100 Q125 F0.05; (G70 Ciclo de acabamento descrito a seguir.) N135 G28 M05 M09; N140 M30;

61 61 G70 Ciclo de acabamento contornando o perfil (SF) Este ciclo é utilizado após a aplicação do ciclo de desbaste G71 para dar o acabamento à peça sem que o programador necessite repetir todos os blocos utilizados no ciclo de desbaste. Ao final do acabamento, a ferramenta se posicionará no ponto de aproximação. Obs. Uma das instruções G01, G02 ou G03 deve aparecer no bloco que define o início do perfil junto à coordenada em X, mas a coordenada Z não deve aparecer na linha. A instrução G70 requer apenas um bloco: N _ G70 P _ Q _ F _ S _; onde: P = número do bloco que define o início do perfil Q = número do bloco que define o final do perfil F = taxa de avanço e S = rotação ou velocidade de corte para acabamento (opcionais) Note nos programas exemplo a seguir que, se o desbaste já foi realizado com o ciclo G71, é necessário apenas repetir os mesmos números dos blocos que definem o perfil da peça utilizados no ciclo de desbaste e especificar o avanço desejado. Antes do bloco do ciclo G70 devem-se especificar as coordenadas de aproximação mais próximas do início do perfil, pois já não há material naquela região. Vide figura e programa a seguir. Material removido no desbaste Trajeto de acabamento Coordenada de aproximação Figura 2.27: Esquema do ciclo G70 para acabamento externo. O5000 (REPETIDO vide desenho da figura do ciclo de desbaste externo com G71) (Exemplo de ciclo de acabamento G70 - externo) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T07; N20 G97 M03 S1200 G99 M08; N25 G00 X150 Z2; N30 G71 U1.5 R1; N35 G71 P40 Q70 U0.5 W0.5 F0.15; N40 G01 X66; N45 Z0; N50 Z-10; N55 G02 X78 Z-16 R6; N60 G01 X104.1 Z-48.2; N65 G02 X130 Z-57 R14; N70 G01 X150; N75 G28; (G28 Movimenta para a posição de troca) N80 M06 T01; (M06 T01 Troca de ferramenta para acabamento)

62 62 N85 G97 M03 S1400 G98 M08; (Preparação para acabamento) N90 G00 X66 Z2; (X66 Z2 Coordenadas de aproximação de acabamento) N95 G70 P40 Q70 F0.05; (G70 Ciclo de acabamento.) (P40 Bloco inicial do contorno do perfil) (Q70 Bloco final do contorno do perfil) (F0.05 Avanço de acabamento) N100 G28 M05 M09; N105 M30; A posição de aproximação do ciclo G70 deve ter as coordenadas mais próximas do início do perfil. Vide figura e programa a seguir. Trajeto de acabamento Coordenada de aproximação Material removido no desbaste Figura 2.28: Esquema do ciclo G70 para acabamento interno. O5200 (REPETIDO vide desenho da figura do ciclo de desbaste interno com G71) (Exemplo de ciclo de acabamento G70 - interno) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T05; N20 G97 M04 S450 G98 M08; N25 G00 X0 Z2; N30 G81 Z-10 F100; N35 Z-20;... (Blocos omitidos Coordenadas de Furação) N65 Z-80; N70 G28 M05; N75 M06 T06; N80 G97 M03 S1200 G99 M08; N85 G00 X12 Z2; N90 G71 U1.5 R-1; N95 G71 P100 Q125 U-0.5 W0.5 F0.15; N100 G01 X46; N105 Z0; N110 Z-18; N115 X33.7 Z-47.1; N120 G03 X18 Z-53.4 R8; N125 G01 X11; (Não houve troca de ferramenta, o acabamento será realizado com a mesma do desbaste) N130 G70 P100 Q125 F0.05; (G70 Ciclo de acabamento.) (P100 Bloco inicial do contorno do perfil) (Q125 Bloco final do contorno do perfil)

63 63 (F0.05 Avanço de acabamento) N135 G28 M05 M09; N140 M30; G72 Ciclo de faceamento (desbaste na transversal) (SF) Este ciclo é utilizado para facear a peça removendo grande quantidade de material sem que o programador necessite especificar todas as coordenadas e instruções a cada passada. Este ciclo de usinagem é semelhante ao ciclo G71, porém é utilizado para o desbaste nas faces. Comparado com o ciclo G94, este ciclo possui a vantagem de percorrer todo o perfil especificado deixando apenas o sobremetal especificado, não importando se o perfil possui ou não arcos e cones. A instrução G72 requer dois blocos: N G72 W R ; onde: W = profundidade de corte do desbaste R = Recuo da ferramenta em cada corte N G72 P Q U W F S ; onde: P = número do bloco que define o início do perfil Q = número do bloco que define o final do perfil U = sobremetal para acabamento no eixo X W = sobremetal para acabamento no eixo Z F = avanço de trabalho e S = rotação ou velocidade de corte (opcionais) Coordenada de aproximação Material a remover Figura 2.29: Desenho de peça e esquema de ciclo de faceamento G72.

64 64 O5600 (Exemplo de ciclo de faceamento G72) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T07; N20 G97 M03 S1200 G99 M08; N25 G00 X144 Z2; N30 G72 W1.5 R1; (X144 Z2 Coordenadas de aproximação) (G72 Ciclo de faceamento.) (W1.5 Profundidade da passada) (R1 Recuo para retorno) N35 G72 P40 Q80 U0.5 W0.5 F0.15; (P40 Bloco inicial do contorno do perfil.) (Q80 Bloco final do contorno do perfil.) (U0.5 Sobremetal no diâmetro do perfil.) (W0.5 Sobremetal no comprimento do perfil.) (F0.15 Avanço da ferramenta.) N40 G01 Z-25; (G01 Interpolação linear e Z-25 Coordenada em Z do primeiro ponto do perfil.) N45 X142; (X142 Coordenada em X do primeiro ponto do perfil. Obs. Deve ser diferente da coordenada de aproximação) N50 X136 Z-21; (X136 Z-21 Coordenada do segundo ponto do perfil.) N55 X100; (X100 Coordenada do terceiro ponto do contorno.) N60 Z-16; (Z-16 - Coordenada do quarto ponto do contorno.) N65 X35.4; (X35.4 Coordenada do quinto ponto do contorno.) N70 G03 X25 Z-13 R6;(G03 Interpolação circular, X25 Z-13 Coordenada do sexto ponto do contorno e R6 raio do arco) N75 G01 X10 Z0; (G01 Interpolação linear e X10 Z0 Coordenada do sétimo ponto do perfil.) N80 X0; (X0 Coordenada do oitavo e último ponto do contorno.)... (Blocos omitidos Instruções de acabamento)... N100 G28 M05 M09; N105 M30; G73 Ciclo de desbaste paralelo ao perfil (contorno) (SF) Este ciclo é utilizado especificamente para usinagem de peças do tipo forjada ou fundida, que já tenham as dimensões de contorno em bruto, próximas ás dimensões finais. Atenção: não se deve utilizar este ciclo se a matéria-prima estiver em barras e houver grande quantidade de material a remover, pois há risco de colisão entre a ferramenta e a peça. Este ciclo causa o deslocamento do perfil conforme os valores especificados no primeiro bloco do ciclo em U para o diâmetro e W para o comprimento, e usinagem é realizada com a ferramenta acompanhando o contorno da peça. Este ciclo também difere dos ciclos de desbaste citados anteriormente por necessitar de especificação da quantidade de passadas. Este ciclo deve ser programado em dois blocos subsequentes. A instrução G73 no primeiro bloco requer: N G73 U W R ; onde: U = sobremetal para o ciclo de desbaste no raio W = sobremetal para o ciclo de desbaste no comprimento R = número de passadas

65 65 A instrução G73 no segundo bloco requer: N _ G73 P _ Q _ U _ W _ F _ S _; onde: P = número do bloco que define o início do perfil Q = número do bloco que define o final do perfil U = sobremetal para acabamento no eixo X (positivo para diâmetro externo e negativo para o interno) W = sobremetal para acabamento no eixo Z F = avanço de trabalho S = rotação ou velocidade de corte AVANÇO RÁPIDO G73 (G00) AVANÇO CONTROLADO G73 (G01, G02 ou G03) Trajetos de retorno Material a ser removido no desbaste Deslocamento em X Coordenadas de contorno Sobremetal para acabamento Coordenada de aproximação Deslocamento em Z Figura 2.30: Esquema de ciclo de desbaste paralelo ao perfil G73. O programa exemplo a seguir refere-se ao desenho mostrado anteriormente do ciclo G71 em desbaste externo. O5700 (Exemplo de ciclo de desbaste paralelo ao perfil G73) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T07; N20 G97 M03 S1200 G99 M08; N25 G00 X75 Z2; N30 G73 U4 W4 R5; (X75 Z2 Coordenadas de aproximação) (G73 Ciclo de desbaste paralelo ao perfil.) (U4 Sobremetal para desbaste em X no raio) (W4 Sobremetal para desbaste em Z) (R5 Quantidade de passadas) N35 G73 P40 Q70 U0.5 W0.5 F0.15; (P40 Bloco inicial do contorno do perfil.) (Q70 Bloco final do contorno do perfil.) (U0.5 Sobremetal no perfil para acabamento no raio.) (W0.5 Sobremetal no perfil para acabamento no comprimento.) (F0.15 Avanço da ferramenta durante o ciclo.) N40 G01 X66; ponto do perfil.) (G01 Interpolação linear e X66 Coordenada em X do primeiro

66 66 N45 Z0; (Z0 Coordenada em Z do primeiro ponto do perfil.) N50 Z-10; (Z-10 Coordenada do segundo ponto do perfil.) N55 G02 X78 Z-16 R6; (G02 Interpolação circular e Coordenada do terceiro ponto do contorno.) N60 G01 X104.1 Z-48.2; (G01 Interpolação linear e Coordenada do quarto ponto do contorno.) N65 G02 X130 Z-57 R14; (G02 Interpolação circular e Coordenada do quinto ponto do contorno.) N70 G01 X150; (G01 Interpolação linear, Coordenada do sexto e último ponto do contorno.) N95 G28 M05 M09; N100 M30;

67 67 CICLOS PARA CANAIS E DESBASTE TRANSVERSAL As principais características destes ciclos é a possibilidade de interrupção do corte para quebra de cavacos e repetição de movimentos da ferramenta em posições próximas, geralmente na transversal, mas que eventualmente podem ser executados na longitudinal. A interrupção do corte na execução de canais previne a ocorrência de travamento do cavaco nas laterais do canal com subsequente descentralização da peça e quebra da ferramenta. G75 Ciclo de faceamento paralelo ou canais Este ciclo pode ser utilizado para facear ou acanalar peças, sem que o programador necessite repetir toda a sequência de movimentação da ferramenta, o trajeto da ferramenta é geralmente paralelo ao eixo X. Após a execução do ciclo, a ferramenta retorna automaticamente ao ponto inicial do ciclo. Vide figura a seguir. milímetros) A instrução G75 requer dois blocos para quebra de cavacos ou um bloco sem quebra: N G00 X Z (coordenadas de aproximação para o primeiro canal) N G75 R R = afastamento no eixo transversal para quebrar cavaco (raio) N G75 X(U) Z(W) P Q(K) R F ; onde: X(U) = diâmetro final do faceamento ou do canal Z(W) = posição final do faceamento ou canal no eixo Z P = incremento de corte no eixo X, (milésimos de milímetros) Q(K) = passo de corte no eixo Z, distância entre canais (em milésimos de R = recuo ou afastamento no eixo longitudinal Z para retorno ao X inicial (raio), R deve ser zero para canais na face. F = avanço de trabalho AVANÇO RÁPIDO G75 (G00) AVANÇO CONTROLADO G75 (G01) Passo de corte Q Afastamento R Coordenadas de aproximação Incremento de corte P Coordenadas finais Recuo R Figura 2.31: Desenho de peça (repetido) e esquema do ciclo de faceamento paralelo G75.

68 68 No programa exemplo abaixo se admite sobremetal de 0,5mm. O6000 (Exemplo de ciclo de faceamento paralelo G75) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T07; N20 G97 M03 S600 G99 M08; N25 G00 X100 Z-2; faceamento ou canal) N30 G75 R1; (X100 Z-2 Coordenadas de aproximação para o primeiro (G75 Ciclo de faceamento paralelo.) (R1 Quebra de cavaco) N35 G75 X21 Z-15.5 P10000 Q2000 R1 F0.15; (X21 e Z-15.5 Coordenadas finais para o faceamento.) (P10000 Incremento de corte.) (Q2000 Passo de corte.) (R1 Recuo da ferramenta em Z para reposicionar.) (F0.15 Avanço da ferramenta durante o ciclo.) N40 G00 X105 Z100; (Movimento e Coordenadas para afastar a ferramenta.) N45 G28 M05 M09; N50 M30; O ciclo G75 torna-se prático, principalmente, na execução de múltiplos canais igualmente espaçados, quando a ferramenta tem a mesma largura dos canais, pois todos os canais serão realizados com grande simplificação da rotina necessária. Neste caso, o valor de R no segundo bloco deverá ser zero. Se nos canais não forem igualmente espaçados, para cada canal será necessário repetir os blocos dos ciclos. O mesmo ocorrerá se os canais forem mais largos que a ferramenta. Figura 2.32: Desenho de peça e esquema do ciclo de canais G75. Normalmente a referência da ferramenta para canais (bedame) utilizada para programação é o canto mais próximo da peça, como mostrado na figura a seguir. Referência Figura 2.33: Referência de bedame para a programação NC (zero da ferramenta).

69 69 O programa exemplo abaixo refere-se a peça do desenho anterior. O6100 (Exemplo de ciclo de múltiplos canais G75) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T03; N20 G97 M03 S400 G99 M08; N25 G00 X42 Z-17; N30 G75 R1; (X42 Z-17 Coordenadas de aproximação para o primeiro canal) (G75 Ciclo de canais.) (R1 Quebra de cavaco) N35 G75 X30 Z-50 P2000 Q11000 R0 F0.15; (X21 e Z-15.5 Coordenadas finais para o canal.) (P2000 Incremento de corte.) (Q11000 Passo de corte.) (R0 Sem Recuo da ferramenta em Z para reposicionar.) (F0.15 Avanço da ferramenta durante o ciclo.) N40 G00 X50 Z50; N45 G28 M05 M09; N50 M30; G81 Ciclo de canais (sf) (Movimento e Coordenadas para afastar a ferramenta.) Este ciclo pode ser utilizado para furar ou acanalar peças, o trajeto da ferramenta é paralelo ao eixo X quando se faz canais. Para cada canal será necessário reposicionar a ferramenta com G00 ou G01 e depois repetir o ciclo. Em canais profundos é recomendável a quebra de cavacos que se faz especificando nova coordenada em X no bloco seguinte para aprofundar o canal. Após a execução do ciclo, a ferramenta retorna automaticamente ao ponto inicial do ciclo. Vide figura a seguir. A instrução G81 requer um bloco: N G00 X Z ;(coordenadas de aproximação para o primeiro canal) N G81 X(U) F ; X = diâmetro a ser alcançado no eixo transversal. F = avanço de trabalho N G00 X(U) Z(W) ; onde: X(U) = diâmetro de aproximação do próximo canal Z(W) = posição de aproximação do próximo canal no eixo Z O programa exemplo abaixo refere-se a peça do desenho anterior com o ciclo G81, sem quebra de cavacos. O6102 (Exemplo de ciclo de múltiplos canais G81) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T03; N20 G97 M03 S400 G99 M08; N25 G00 X42 Z-17; N30 G81 X30 F0.15; (X42 Z-17 Coordenadas de aproximação para o primeiro canal) (G81 Ciclo de canais.) (X30 Coordenada do diâmetro para o primeiro canal.) (F0.15 Avanço da ferramenta durante o ciclo.)

70 70 N35 G00 W-11; N40 G81 X30 F0.15; N45 G00 W-11; N50 G81 X30 F0.15; N55 G00 W-11; N60 G81 X30 F0.15; N60 G00 X50 Z50; N75 G28 M05 M09; N80 M30; CICLOS FIXOS PARA FURAÇÃO G81 Ciclo de furação (SF) (G00 Avanço rápido para o segundo canal.) (W-11 (Z-28) Coordenada para o segundo canal.) (G81 Ciclo de canais.) (W-11 (Z-39) Coordenada para o terceiro canal.) (G81 Ciclo de canais.) (W-11 (Z-50) Coordenada para o quarto canal.) (G81 Ciclo de canais.) (Movimento e Coordenadas para afastar a ferramenta.) Este ciclo é utilizado para realizar furos profundos em peças de maneira automatizada com parada da broca para quebrar o cavaco e retirada para esvaziar o furo, sem que o programador necessite repetir toda esta sequência. Após a execução do ciclo, a ferramenta retorna automaticamente ao ponto inicial do ciclo que tem as coordenadas de aproximação. Vide figura a seguir. Esta instrução é cancelada com instruções de movimentação, geralmente usa-se G00. A instrução G81 requer: N G00 X0.0 Z (coordenadas de aproximação). N G81 Z penetração. X = posição de furação no eixo X (geralmente no centro, X=0) Z = posição de aproximação. Z = posição de penetração no eixo Z (também pode ser usado W - ), primeira N Z Z = Se necessário, pode-se especificar outros valores nos blocos subsequentes até que a broca alcance a profundidade desejada. Obs. Este ciclo pode ser utilizado para usinar canais no diâmetro da peça trocando-se as coordenadas Z por X ou U. Exemplo: N G81 X Pontos de retorno para descarga de cavacos Coordenadas de aproximação Figura 2.34: Esquema do ciclo de furação G81.

71 71 O programa exemplo a seguir refere-se a peça do desenho anterior com o ciclo G81, com quebra de cavacos e esvaziamento do furo. O6300 (Exemplo de ciclo de furação G81) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T03; N20 G97 M04 S600 G99 M08; (M04 Sentido de rotação anti-horário) N25 G00 X0.0 Z3; (X0.0 Z3 Coordenadas de aproximação para furação) N30 G81 Z-5 F0.15; (G81 Ciclo de furação.) (Z-5 (W-8) Coordenada de penetração inicial.) N35 Z-10; (Z-10 (W-13) Coordenada para a segunda penetração.) N40 Z-15; (Z-15 (W-18) Coordenada para a terceira penetração.) N45 G00 X50 Z50; N50 G28 M05 M09; N55 M30; G74 Ciclo de furação (sf) (Movimento e Coordenadas para afastar a broca e cancelar o ciclo.) Este ciclo é utilizado para furar a peça de maneira automatizada com o recuo da broca para quebrar o cavaco, sem que o programador necessite repetir toda esta sequência. Após a execução do ciclo, a ferramenta retorna automaticamente ao ponto inicial do ciclo. Neste ciclo de furação não há esvaziamento do furo, apenas quebra do cavaco. Vide figura a seguir. A instrução G74 requer dois blocos: N G00 X Z (coordenadas de aproximação). N G74 R X = posição de furação no eixo X (geralmente no centro, X=0) R = recuo incremental no eixo Z para quebra de cavaco N G74 Z Q R F ; onde: Z = posição final de furação. Q = incremento de furação a cada penetração (em milésimos de milímetros). R = variação de posição no eixo X no final do furo, geralmente este valor é zero. F = avanço de trabalho. OBSERVAÇÃO: Obrigatoriamente Q deve ser maior que R do primeiro bloco. Pontos de parada e quebra de cavacos Coordenadas de aproximação Figura 2.35: Esquema do ciclo de furação G74.

72 72 O programa exemplo abaixo refere-se a peça do desenho anterior com o ciclo G74, com quebra de cavacos. O6400 (Exemplo de ciclo de furação G74) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T04; N20 G97 M04 S600 G99 M08; (M04 Sentido de rotação anti-horário) N25 G00 X0.0 Z3; N30 G74 R1; (X0.0 Z3 Coordenadas de aproximação para furação) (G74 Ciclo de furação.) (R1 Recuo para quebra de cavaco após parâmetro Q.) N35 G74 Z-15 Q5000 R0 F0.15; (G74 Ciclo de furação.) (Z-15 (W-18) Coordenada de penetração total.) (Q5000 Comprimento de penetração até quebra de cavaco.) N40 G00 X50 Z50; (Movimento e Coordenadas para afastar a broca e cancelar o ciclo.) N45 G28 M05 M09; N50 M30; CICLOS FIXOS PARA ROSCAMENTO Características gerais das roscas torneadas Existe uma grande quantidade de códigos de roscamento que eventualmente pode ser usado dependendo da máquina, do fabricante e modelo. Na tabela abaixo são citados alguns destes códigos. TABELA 2.3 INSTRUÇÕES DE ROSCAMENTO COMUNS PARA TORNOS CNC (1) (6) (8) Código G Descrição Fabricante / Modelo G32 Roscamento simples e passada por passada GE FANUC / série TA do grupo 01 G33 Roscamento simples e passada por passada GE FANUC / série M, série TB e TC do grupo 01 e 21i, MACH e Mitsubishi / TX-8 G34 Roscamento com passo variável GE FANUC / série TA, TB e TC do grupo 01 G35 Roscamento circular horário GE FANUC / série TA, TB e TC do grupo 01 G36 Roscamento circular anti-horário GE FANUC / série TA, TB e TC do grupo 01 G37 Ciclo automático de roscamento MACH G63 Ciclo de roscamento com macho ou cossinete Siemens G76 Ciclo automático de roscamento com chanfro na saída e repetição múltipla GE FANUC / Séries TA e TB do grupo 00 e 21i, MACH e Mitsubishi / TX-8 G82 Ciclo de roscamento com macho ou cossinete Mitsubishi / TX-8 G86 Ciclo automático de roscamento Mitsubishi / TX-8 G92 Ciclo de roscamento básico com chanfro na saída e GE FANUC série T do grupo A passada por passada, grupo tipo A (*) CYCLE 97 Ciclo automático de roscamento Siemens CICLO 03 Roscamento simples e passada por passada MCS CICLO 33 Ciclo automático de roscamento MCS Notas:

73 73 (1) As instruções marcadas com asterisco (*) e em vermelho estão disponíveis no simulador Denford Fanuc Turning v1.11 Sentido de roscamento A orientação de sentido das roscas pode ser definida pela combinação do sentido de giro do eixo árvore e do sentido deslocamento da ferramenta. Na figura a seguir tem-se rotação no sentido anti-horário com a instrução M04 e deslocamento para à esquerda com a ferramenta no campo à frente, resulta em uma rosca direita. ROSCA À DIREITA M04 Z- Figura 2.36: Sentido de roscamento M04 Z-. Nas mesmas condições para obter uma rosca esquerda bastaria inverter o sentido de deslocamento para +Z ou +K na extremidade da rosca. TABELA SENTIDO DE ROSCAMENTO SEGUNDO O CAMPO DE TRABALHO Campo Rotação do eixo árvore Sentido do Deslocamento Sentido da Rosca À frente M03 - Horário +Z Direita À frente M03 - Horário -Z Esquerda Atrás M03 - Horário +Z Direita Atrás M03 - Horário -Z Esquerda À frente M04 Anti-Horário +Z Esquerda À frente M04 Anti-Horário -Z Direita Atrás M04 Anti-Horário +Z Esquerda Atrás M04 Anti-Horário -Z Direita Penetração da ferramenta A maneira de entrada da ferramenta de roscar no material pode ser programada através de alguns comandos, os métodos mais comuns são: a penetração radial ou penetração composta. A penetração radial não requer qualquer programação, mas a penetração composta é bem mais trabalhosa. A penetração radial é mais adequada para materiais macios tais como, alguns tipos de alumínio, latão, etc., mas pode causar danos às ferramentas nos cortes de materiais duros (1).

74 74 Figura 2.37: Tipos de penetração no roscamento. Roscas com várias entradas Em alguns casos é necessário produzir roscas com várias entradas e a posição de cada entrada deverá ser igualmente espaçada, vide figura a seguir. Figura 2.38: Posição das entradas em roscas. Este tipo de rosca com várias entradas requer cuidados especiais para se obterem resultados corretos, pois conforme é mostrado na figura anterior o posicionamento de cada entrada deve ser equidistante angularmente. O passo deve ser multiplicado pelo número de entradas para se obter o avanço F adequado. Vide figuras a seguir. Passo Avanço Figura 2.39: Diferenciação entre passo e avanço.

75 75 Figura 2.40: Relação entre passo e avanço. Na figura acima em (a) tem-se rosca de uma entrada, sendo o avanço F = passo, (b) rosca de duas entradas, F = 2 passos e (c) rosca de três entradas, F = 3 passos. Para execução da rosca é necessário que seja definido um método adequado, normalmente a rosca de múltiplas entradas pode ser feita por dois métodos distintos; abrindo uma entrada de cada vez até o seu final ou alternando entre uma entrada e outra. Destes dois métodos aquele que necessita menos blocos é o primeiro método. Podem ser usados os comandos G32 e G92. Roscas cônicas O procedimento para usinar roscas cônicas não é significativamente diferente do que para roscas paralelas. O movimento simultâneo de dois eixos durante o roscamento é o mesmo que em eixo. Para o cálculo de roscas cônicas podem ser usado um de dois métodos. Um dos métodos usa o comprimento da rosca e o ângulo de conicidade e pode ser calculado por aplicação de trigonometria. E o outro método define a conicidade como a relação entre os lados do triângulo. Vide figura a seguir. Figura 2.41: Cálculos de angularidade em roscas. A dimensão 2.5 mostrada no exemplo da figura acima refere-se a distância entre a ponta da ferramenta e a peça, que também deve ser levada em conta. No cálculo da relação se encontra o valor que pode ser usado nos cálculos de ciclos automáticos de roscamento, tais como, G92. m m

76 Z Final Z Inicial 76 Externo Interno Centro da peça Figura 2.42: Sentidos de I para roscas cônicas. G76 Ciclo de roscamento automático (SF) Este ciclo é utilizado para roscar na peça de maneira automática, o trajeto da ferramenta é sempre coincidente com o vão entre os filetes da rosca e produz um amortecimento na saída da rosca. Ao contrário dos ciclos G32 e G92 que necessitam de quatro ou cinco blocos de programação e mais para cada uma das passadas, o ciclo G76 atualmente necessita de apenas dois blocos de programação para executar uma rosca, por ser um ciclo repetição múltiplo (1) (5). Este ciclo de roscamento é considerado complexo, não por causa da dificuldade de programação, mas por causa das poderosas características internas, sendo utilizado pelos comandos GE Fanuc em dois formatos conforme o modelo do torno, o formato aqui descrito é usado nas máquinas recentes; 10T, 16T e 18T, necessitando de dois blocos (1). Vide figuras a seguir. m (entre 0 e 99) r r F m m (entre 0 e 99) Figura 2.43: Detalhes de programação para roscamento.

77 77 Parâmetros iniciais para corte da rosca (primeiro bloco) P = Necessariamente deve constar seis algarismos, em três pares, conforme relação abaixo. m = 1 e 2 algarismos - Número de passadas em vazio no final da rosca (passadas de acabamento). r = 3 e 4 algarismos Quantidade de filetes para o chanfro de saída no final da rosca pode ser de 0,0 á 9,9 vezes o passo, não se deve usar ponto decimal, portanto o valor deve ser entre 00 e 99, respectivamente (saída em ângulo de 45 ). a = 5 e 6 algarismos - Ângulo das rosca com dois algarismos, por exemplo, 60, 55, etc. Q = Mínima profundidade de corte, o valor deve estar em milésimos de milímetros (valor positivo no raio sem ponto decimal). R = Sobremetal para o passe de acabamento o valor deve estar milímetros (valor positivo no raio com ponto decimal) Parâmetros subsequentes para corte da rosca (segundo bloco). X, Z = Coordenadas absolutas - finais da rosca. U, W = Coordenadas incrementais. R = Diferença radial entre as posições inicial e o final da rosca. Em roscas paralelas mais comuns usa-se R0 ou pode-se omitir o parâmetro, em roscas cônicas haverá uma diferença radial, o valor deve estar em milímetros. P = Altura do filete, o valor deve ser positivo e estar em milésimos de milímetros. Q = Profundidade de corte na primeira passada definida pela quantidade de passadas o valor deve ser positivo e estar em milésimos de milímetros. F = Passo da rosca, em milímetros. Para calcular a altura do filete utilizado junto a letra P use-se o seguinte procedimento: Passo da rosca x constante (para rosca métrica ISO triangular = 0,6495 ou 0,866 para rosca triangular em polegadas com ângulo de 55 ). Vide exemplo rosca M20 x 1,5 ( ) Para calcular o diâmetro menor, X da rosca externa subtrai-se altura do filete x 2 do diâmetro maior da rosca externa. Obs. as unidades de medidas devem ser compatíveis. Para calcular a profundidade, Q da primeira passada divide-se a altura do filete pela raiz quadrada da quantidade de passadas (deve estar em milésimos de milímetros), o valor calculado é máximo, portanto pode-se usar valor menor que este. Obs. as unidades de medidas devem ser compatíveis.

78 78 Exemplo: G97 S800 M03 T0303 G00 X30 Z5.0 T0303 G76 P Q100 R100 G76 X18.05 Z-20.0 P974 Q308 F1.5 G00 X50.0 Z-20.0 G76 P Q100 R100 G76 X38.05 Z-52.0 P974 Q308 F1.5 G00 X200.0 Z200.0 T0300 M30 Figura 2.44: Exemplo de roscamento G76. G92 Ciclo de roscamento simples (SF) Este ciclo é utilizado para roscar na peça de maneira simples de única passada, e produz um chanfro na saída da rosca. Pode ser utilizada para roscas paralelas ou cônicas, de uma ou mais entradas. A instrução G92 requer: N G92 U W F ; onde: U = diâmetro final do roscamento W = posição final na direção paralela ao eixo Z F = passo da rosca Ø Inicial Ø Final da rosca Zero peça L = Comprimento total da rosca C = Folga frontal Z = Comprimento da rosca Figura 2.45: Desenho do trajeto da ferramenta para roscamento externo.

79 79 R = Retorno rápido F = Avanço controlado EXEMPLO: Figura 2.46: Avanço rápido e controlado no roscamento externo. Figura 2.47: Exemplo de roscamento externo G92.

80 80 A seguir nas tabelas têm-se as relações de códigos G e M normalizados para comandos Fanuc de fresadora e centros de usinagem. As instruções marcadas com asterisco (*) e em vermelho estão disponíveis no simulador Denford Fanuc Milling v1.43. (6) TABELA CÓDIGOS G (GERAL OU PREPARATÓRIO) PARA FRESADORA E CENTROS DE USINAGEM PELO PADRÃO ISO 1056, DIN E NBR 11312, COMPLEMENTADOS COM INSTRUÇÕES DE COMANDO FANUC (1), (5) E (6). CÓDIGO G DESCRIÇÃO G00 * Posicionamento rápido G01 * Interpolação linear G02 * Interpolação circular no sentido horário (CW) G03 * Interpolação circular no sentido anti-horário (CCW) G04 *Temporização / Tempo de espera (Dwell) G05 Ciclo de usinagem em alta velocidade (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) G06 Coordenadas polares (GE Fanuc Séries M: 16i,18i,160i e 180i) G07 Interpolação hipotética de eixo (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) G08 Controle por antecipação (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) G09 Verificação de parada exata (um bloco apenas) G10 Entrada de dados programável G11 Cancelamento de modo de entrada de dados G12 a G14 Não registrado G15 Cancelamento de comando de coordenadas polares G16 Comando de coordenadas polares G17 Seleção do plano XY G18 Seleção do plano ZX G19 Seleção do plano YZ G20 * Coordenadas em sistema Inglês (Polegadas) G21 * Coordenadas em sistema Internacional (Métrico - milímetros) G22 Verificação de armazenamento de curso - Ligado G23 Verificação de armazenamento de curso - Desligado G24 Não registrado G25 Detecção de flutuação da velocidade no eixo árvore Desligado. G26 Detecção de flutuação da velocidade no eixo árvore Ligado. G27 Verificação da posição de Zero máquina. G28 * Retorna para a posição de referência 1 (Zero máquina) G29 Retorna da posição de Zero máquina. G30 Retorna a posição de referência 2 (Zero máquina) G31 Suprimir ou omitir instrução G33 Ciclo de corte (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) e 21i G37 Medição automática da ferramenta (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) G39 Interpolação circular de cantos (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) G40 * Cancelamento da compensação do diâmetro da ferramenta G41 * Compensação do diâmetro da ferramenta (Esquerda) G42 * Compensação do diâmetro da ferramenta (Direita) G43 Compensação do comprimento da ferramenta (Positivo) G44 Compensação do comprimento da ferramenta (Negativo) G45 Compensações de posição incremento simples G46 Compensações de posição decremento simples

81 81 G47 G48 G49 G50 G51 G52 G53 Compensações de posição - incremento dobrado Compensações de posição - decremento dobrado Cancelamento de compensação do comprimento da ferramenta. Cancelamento da instrução de dimensionamento. Instrução de dimensionamento Fixação do sistema de coordenadas locais Cancelamento das configurações de posicionamento fora do zero fixo e retorno ao sistema de coordenadas da máquina. G54 Zeragem dos eixos fora do zero fixo (01) G55 Zeragem dos eixos fora do zero fixo (02) G56 Zeragem dos eixos fora do zero fixo (03) G57 Zeragem dos eixos fora do zero fixo (04) G58 Zeragem dos eixos fora do zero fixo (05) G59 Zeragem dos eixos fora do zero fixo (06) G60 Posicionamento exato (Fino) G61 Posicionamento exato (parada) (Médio) G62 Posicionamento (Grosseiro) G63 Zeramento de ferramentas com leitor de posição ou Ciclo de roscamento com macho (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) G64 Modo de corte G65 Chamada de macro (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) G66 Chamada modal de macro (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) G67 Cancelamento de chamada modal de macro (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) G68 Rotação de coordenadas (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) G69 Cancelamento da rotação de coordenadas (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) G73 *Ciclo de furação com quebra cavacos ou Ciclo de furação em alta rotação para furos profundos. G74 G76 G80 G81 G82 G83 G84 G85 G86 G87 G89 G90 G91 G92 G94 G95 G98 G99 *Ciclo de roscamento à esquerda com macho *Ciclo de mandrilhamento fino. *Cancelamento dos ciclos fixos de furação e de (G00, G01, G02 ou G03). *Ciclo de furação de centros e comum. *Ciclo de furação de rebaixos. *Ciclo de furação profunda com descarga de cavacos. *Ciclo de roscamento à direita com macho *Ciclo fixo de mandrilhamento. *Ciclo fixo de mandrilhamento. *Ciclo fixo de mandrilhamento por debaixo. *Ciclo fixo de mandrilhamento com espera. *Posicionamento absoluto. *Posicionamento incremental. *Registrador de posição de ferramenta. *Avanço em milímetros por minuto. *Avanço milímetros por revolução. *Retorno ao nível inicial em um ciclo fixo. *Retorno ao ponto R em um ciclo de furação. Notas: (1) Os códigos da tabela anterior são mais comuns para máquinas fresadoras ou centros de usinagem GE FANUC da série M (Milling). (2) Nem todas as instruções para os comandos GE Fanuc estão especificadas na tabela, para qualquer caso em particular deve-se ler o manual do fabricante específico para o comando.

82 82 (3) Estão especificados os comandos GE Fanuc junto a algumas destas instruções, quando estas instruções são mais comuns para estes e menos comuns para outros modelos de comando da GE Fanuc. (4) As instruções marcadas com asterisco (*) e em vermelho estão disponíveis no simulador Denford Fanuc Milling v1.43. As instruções de código M na tabela a seguir em cor preta indicam instruções comuns para fresadoras e centros de usinagem para comandos GE Fanuc da série M. As instruções marcadas com asterisco (*) e em vermelho estão disponíveis no simulador Denford Fanuc Milling v1.43. TABELA CÓDIGOS M (MISCELANEOUS) INSTRUÇÕES DE COMANDO FANUC PARA FRESADORA E CENTROS DE USINAGEM E DO SIMULADOR FANUC (1) (6) (5). Código M DESCRIÇÃO M00 Parada do programa M01 Parada opcional do programa M02 Fim de programa (usualmente sem retorno ao início) M03 Liga o eixo árvore no sentido horário (CW) entre 100 e 3000 rpm M04 Liga o eixo árvore no sentido anti-horário (CCW) entre 100 e 3000 rpm M05 Desliga o eixo árvore (Spindle) M06 Mudança automática de ferramenta M07 Liga sistema de refrigeração numero 2 M08 Liga sistema de refrigeração numero 1 M09 Desliga sistema de refrigeração 1 M10 Abre o grampo de fixação M11 Fecha o grampo de fixação M13 Liga a árvore no sentido horário e o refrigerante M14 Liga a árvore no sentido anti-horário e o refrigerante M19 Orientação do eixo árvore M20 Move o braço de troca automática de ferramenta para dentro M21 Move o braço de troca automática de ferramenta para fora M22 Move o braço de troca automática de ferramenta para baixo M23 Move o braço de troca automática de ferramenta para cima M24 Trava o braço de troca automática de ferramenta M25 Libera o braço de troca automática de ferramenta M30 Fim de programa e retorno ao seu início. M32 Rotaciona o braço de troca automática de ferramenta no sentido horário M33 Rotaciona o braço de troca automática de ferramenta no sentido anti-horário M48 Cancelamento de sobrescrita de avanço (Desligando o "Bypass") M49 Cancelamento de sobrescrita de avanço (Ligando o "Bypass") M60 Mudança de posição de trabalho ou de pallet M62 Aciona saída auxiliar 1 M63 Aciona saída auxiliar 2 M64 Desliga saída auxiliar 1 M65 Desliga saída auxiliar 2 M66 Espera a entrada auxiliar 1 ligar M67 Espera a entrada auxiliar 2 ligar M70 Define espelhamento do eixo X a partir da posição atual M71 Define espelhamento do eixo Y a partir da posição atual M76 Espera a entrada auxiliar 1 desligar M77 Espera a entrada auxiliar 2 desligar

83 83 M78 Fechamento de grampo do eixo B (não padronizado) M79 Abertura de grampo do eixo B (não padronizado) M80 Desabilita espelhamento do eixo X M81 Desabilita espelhamento do eixo Y M98 Chamada de Subprograma M99 Final de Subprograma TABELA GRUPOS DE APLICAÇÃO DE CÓDIGOS DE INSTRUÇÃO M (MISCELANEOUS) PARA TORNOS, FRESADORAS E CENTROS DE USINAGEM DIVIDIDOS POR APLICAÇÃO (1). Grupo Instruções M típicas Programa M00 M01 M02 M30 Eixo árvore M03 M04 M05 M19 Mudança de ferramenta M06 Refrigeração M07 M08 M09 Acessórios M10 M11 M12 M13 M17 M18 M21 M22 M78 M79 Roscamento M23 M24 Faixa de Rotações M41 M42 M43 M44 Avanço M48 M49 Subprogramas M98 M99 Pallet M60 A tabela anterior não mostra todas as instruções M ou todos os possíveis grupos, nem distingue as instruções por maquina. As instruções de mesmo grupo não devem ser programadas no mesmo bloco, pois são modais. Se uma instrução miscelânea é programada em um bloco sem uma informação suplementar, apenas a instrução será executada. Ao contrário das instruções preparatórias (códigos G), apenas uma instrução M pode estar isolada em um bloco. Algumas instruções M serão executadas no início do bloco e algumas serão executadas no final do bloco. No exemplo a seguir a instrução M08 liga a refrigeração no início do bloco. N56 G00 X12 Y9 M08. No exemplo a seguir a instrução M00 de parada do programa será executada após o término do movimento. N320 G01 Z-12 F20 M00 Algumas instruções M são completadas em apenas um bloco é o caso de M00, M01, M02, M06, M30 e M60. Outras instruções como M03, M04, M05, M07, M08 e M09 estarão ativas até que outra instrução a cancele ou altere. A maioria das instruções miscelâneas é usada para alguma ação física de acessórios da máquina ferramenta. Instruções conhecidas como o controle de refrigeração, troca de marchas para rotação, troca de ferramentas, troca de pallets entre outras podem ser opcionais para algumas máquinas, pois dependem da existência ou não do acessório, do tipo e fabricante do comando.

84 84 TABELA 3.4 INSTRUÇÕES M PARA ACESSÓRIOS DAS MÁQUINAS, FRESADORAS E CENTROS DE USINAGEM (1), (6). Instrução M Descrição Existência do acessório na máquina M06 Troca automática de ferramenta (ATC) Grande parte M08 / M09 Refrigeração da máquina (Liga / Desliga) Comum à quase todas M10 / M11 M78 / M79 Grampo de fixação (Abre / Fecha) Algumas M07 Refrigeração 2 da máquina (Liga / Desliga) Algumas M20 á M25 M32 / M33 Movimentação de braço p/ troca de ferramenta Algumas M60 Troca automática de pallet (APC) Algumas M62 á M67 M76 / M77 Gerenciamento de entradas e saídas Comum à quase todas M98 / M99 Chamada de subprograma / Fim de subprograma Todas ORIENTAÇÃO DOS EIXOS EM UM CENTRO DE USINAGEM Na figura a seguir tem-se a representação esquemática de um centro de usinagem vertical com sua orientação de eixos do cabeçote do eixo árvore principal e matéria-prima colocada sobre sua mesa. EIXO ÁRVORE FRESA PEÇA MESA Figura 3.1: Representação esquemática de um centro de usinagem vertical.

85 85 SISTEMAS DE COORDENADAS Nas figuras a seguir têm-se os dois tipos de sistemas de coordenadas, absoluta e incremental respectivamente da furação de uma peça que possui quatro furos com Ø6mm e três furos com Ø8mm. Se os furos com Ø6mm forem executados na sequência alfanumérica mostrada e somente depois de trocada a broca os furos com Ø8mm fossem executados ter-se-iam as coordenadas conforme mostradas nas respectivas tabelas. Podem ser utilizados os sinais + ou para diferenciar o quadrante em as coordenadas se encontram. Vide o exemplo a seguir. N470 G90 G00 X12 Y12 nos eixos X e Y para furo A1). Figura 3.2:Sistema de coordenadas absolutas adotado para furação de uma peça. (G90 Posiciona a ferramenta a 12mm distante do zero absoluto Conforme mostrado na figura a seguir, pode-se perceber que tendo a furação na sequência alfanumérica somente os furos A1 com Ø6mm e B1 com Ø8mm possuem coincidência com as coordenadas absolutas, pois são os primeiros furos a serem executados de cada tamanho. Os demais furos têm como referência o último furo executado e como consequência tem o deslocamento relacionado a este, podendo ser um valor positivo ou negativo conforme este sentido de deslocamento paralelo aos eixos X e Y. COORDENADAS INCREMENTAIS DOS FUROS FURO X Y DESCRIÇÃO A Ø6 PASSANTE A Ø6 PASSANTE A Ø6 PASSANTE A Ø6 PASSANTE B ,5 Ø8 PASSANTE B Ø8 PASSANTE B ,6 Ø8 PASSANTE Figura 3.3: Sistema de coordenadas incrementais adotado para furação de uma peça.

86 86 Vide o exemplo a seguir. N470 X96 Y00 (G91 Estando na posição absoluta X12 Y12 ao término do furo A1, desloca a ferramenta a 96mm distante desta posição para o próximo furo, A2). FORMATOS DOS NÚMEROS PARA COORDENADAS Quando se trabalha em unidades inglesas (polegadas) o formato é ± 4.4, ou seja, são permitidos quatro algarismos antes do ponto decimal e quatro após o ponto e para unidade métrica (milímetros) ± 5.3, ou seja, cinco algarismos antes do ponto decimal e três após o ponto. O comando CNC irá interpretar igualmente os valores X e X9.4 por exemplo, quando for utilizado o ponto decimal. Quando utilizado o sistema métrico com o código G21 pode-se obter a resolução de 0,001mm (um milésimo de milímetro). CONTROLE DO EIXO ÁRVORE (SPINDLE) O controle do eixo árvore (spindle) na programação é feito pelo endereço S. Para quase todos os sistemas de comandos CNC pode-se utilizar até quatro algarismos para formar o número na faixa entre 1 e O ponto decimal não é permitido. Para muitas máquinas CNC de altas velocidades pode-se utilizar até cinco algarismos, na faixa de 1 até A limitação da velocidade é sempre determinada pela máquina e não pelo controlador. SENTIDO DA ROTAÇÃO DO EIXO ÁRVORE (SPINDLE) O sentido de rotação é orientado do ponto de vista do cabeçote em horário ou anti-horário. O sentido de rotação horário para maioria das máquinas é normal e anti-horário o reverso. O sentido correto para uma operação qualquer é determinado pelo sentido de corte da ferramenta. Brocas, fresas e alargadores normalmente possuem corte com sentido horário, exceção se faz as ferramentas especiais que podem ter sentido de corte reverso. Vide figura a seguir. Figura 3.4: Sentido horário de corte e rotação determinado pela ferramenta e código M3. Devem-se programar os códigos M03 ou M04, horário e anti-horário, respectivamente, junto ao endereço S de velocidade ou depois deste e nunca antes. Vide o exemplo a seguir. O0049 N05 G21 G40 G80 (O Número do programa) (N05 Bloco 05 do programa) (G21 Especificando unidade milímetros) (G40 Cancelando compensação de raio) (G80 Cancelando ciclos fixos)

87 87 [BILLET X100.0 Y90.0 Z20.0 (BILLET Especifica-se as dimensões da matéria prima necessária) N15 G90 G00 X12 Y12 (G90 Sistema de coordenadas absolutas) (G00 Deslocamento rápido) (X12 Y12 Especificando Coordenadas) N20 S600 M03 (S600 Especificando Valor de rotação) (M03 Especificando sentido de rotação) O exemplo acima mostra o formato comum de programação e igualmente popular é o formato do exemplo abaixo. N15 G90 G00 X12 Y12 S600 M03 POSIÇÃO DA FERRAMENTA NO CARROSSEL OU MAGAZINE A designação das ferramentas em centros de usinagem e fresadoras com a letra T acompanhada de até dois algarismos que formam o número de posição da ferramenta no carrossel, torre ou magazine, por exemplo, T01, T02, T03, etc. ou T1, T2, T3, etc. Para a designação completa da ferramenta pode utilizar até quatro algarismos, sendo que os dois à esquerda representarão a posição no carrossel ou identificação e os dois algarismos à direita representarão o corretor de posição, por exemplo, a ferramenta com a designação T0103 é identificada como a ferramenta 01 ou aquela que ocupa o alojamento 01, utilizando o corretor de posição 03. Na figura, a seguir pode-se ver um esquema representativo de um carrossel de centro de usinagem com os seus alojamentos identificados numericamente. ALOJAMENTOS DAS FERRAMENTAS POSIÇÃO DE ESPERA DA FERRAMENTA EIXO ÁRVORE Figura 3.5: Esquema de carrossel com os alojamentos numerados de ferramentas. Todos os centros de usinagem possuem a característica denominada Automatic Tool Changer, Trocador Automático de Ferramentas, abreviado como ATC. Responsável pela troca da ferramenta acoplada no eixo árvore por outra que se encontre no magazine ou carrossel o ATC é comum em centros de usinagem, mas não em fresadoras CNC onde, geralmente, a troca é feita manualmente. Existem dois tipos básicos de seleção de ferramentas nos centros de usinagem, aqueles de seleção fixa e de seleção de memória randômica.

88 88 As máquinas que possuem seleção fixa identificam a ferramenta por sua posição no carrossel, por exemplo, identificada pela programação como T01 ocupa o alojamento 1 do carrossel e a ferramenta T05 ocupa a posição 5 do carrossel. Os centros de usinagem mais modernos utilizam seleção de memória randômica e armazenam as ferramentas no magazine longe da área de trabalho e enquanto uma ferramenta está sendo utilizada na usinagem a próxima ferramenta é colocada em espera, isto acontece simultaneamente. O endereço T usada para identificar a ferramenta é associado à sua posição no magazine randomicamente. O controlador CNC saberá a posição em que se encontra a extremidade de corte da ferramenta através da programação. Para a maioria dos controladores Fanuc a letra H acompanhada de até dois algarismos formam o número que representa a diferença até a ponta de corte da ferramenta. Esta diferença pode ser estabelecida entre a linha de referência da máquina e a ponta da ferramenta ou entre a ponta e a superfície da peça. Geralmente a linha de referência da máquina se localiza na extremidade inferior do cabeçote. Referência da máquina H01 Ferramenta T01 Mesa da máquina H01 Referência Z0 da peça Figura 3.6: Métodos de definição de distância para as ferramentas. No simulador Fanuc é necessário especificar o comprimento e diâmetro através da diretiva Tooldef conforme segue. O comprimento é a distância da extremidade do eixo árvore até a ponta de corte da ferramenta. Não deve haver quaisquer códigos G ou M junto à diretiva. Mas, antes desta diretiva deve-se especificar a unidade de medida através do código G20 (polegada) ou G21 (milímetros). Exemplo: G21 [TOOLDEF T1 D8 L65 Neste exemplo tem-se a instrução TOOLDEF que deve ser seguida pela especificação da ferramenta T1, do diâmetro D8 (8mm) e da distância L65 (65mm) da ferramenta. Pode-se usar a letra L ou a letra Z para o prefixo de distância. Para usinagem completa de uma peça na fresadora muitas vezes é necessário trocar a ferramenta para que outras operações e detalhes sejam executados corretamente segundo especificação de desenho.

89 89 A troca de ferramentas se dá através da instrução M06, mas é importante parar o eixo árvore antes desta troca com a instrução M05. As especificações de ferramentas, diâmetros e comprimentos se faz no início do programa usando a diretiva TOOLDEF. N10 G21 (G21 Especifica a unidade de medida como milímetros) [TOOLDEF T1 D10 L65 (TOOLDEF Especifica as dimensões da ferramenta 1) [TOOLDEF T02 D5 L80 (TOOLDEF Especifica as dimensões da ferramenta 2) [BILLET X200 Y100 Z20 (BILLET Especifica as dimensões da matéria prima) N15 G28 M05 (G28 Especifica movimentação para o magazine) (M05 Realiza a parada do eixo árvore) N20 M06 T1 (M06 Realiza a troca de ferramenta para ferramenta 1) N25 G90 G00 X10 Y10 (G90 e G00 Movimenta a ferramenta rapidamente para a posição inicial para usinagem usando coordenadas absolutas) N55 G28 M05 (G28 Especifica movimentação para o magazine) (M05 Realiza a parada do eixo árvore) N60 M06 T02 (M06 Realiza a troca de ferramenta para ferramenta 02) N65 G00 X190 Y90 M03 (G00 Movimenta a ferramenta para a posição de fresagem) (M03 Liga o eixo árvore no sentido horário) M70 G01 Z-5... PONTOS DE REFERÊNCIA ZERO MÁQUINA O ponto de referência onde se localiza o zero dos três eixos principais da máquina é denominado simplesmente zero máquina. Este local pode variar entre modelos e fabricantes, mas a maior diferença existe entre centros de usinagem vertical e horizontal. Em geral as máquinas podem ter dois, três ou mais eixos dependendo do tipo e modelo da máquina. Cada um dos eixos terá um trajeto máximo e fixo definido pelo fabricante. Ao religar a máquina esta posição de zero máquina sempre será mesma. Tipicamente as máquinas utilizam de sistema de coordenadas com o volume de trabalho ocupando os lados negativos dos eixos. Vide figura a seguir.

90 90 Ponto de Referência da Máquina Cubo de Trabalho Figura 3.7: Ponto de referência da máquina e orientação dos eixos e planos. [1]. Na figura anterior é possível ver o ponto de referência da máquina, a orientação dos eixos formando os planos XY, XZ e YZ e o cubo que delimita o volume de trabalho de uma máquina vertical. A mesa da máquina é paralela ao plano XY e o eixo árvore da máquina é paralelo ao eixo Z. Vide figuras a seguir. Eixo X da Máquina Zero dos Eixos XY da Máquina ÁREA SUPERIOR DA MESA DE TRABALHO Eixo Y da Máquina Figura 3.8: Vista superior da mesa de trabalho da máquina vertical. Eixo Árvore da Máquina Zero dos Eixos XYZ da Máquina Eixo Z da Máquina VISTA FRONTAL DA MESA DE TRABALHO Figura 3.9: Vista frontal da mesa de trabalho da máquina vertical.

91 91 Comparando-se a vista frontal, superior e do cubo de trabalho mostradas nas figuras anteriores pode-se perceber que o volume de trabalho disponível encontra-se entre a ponta do eixo árvore e a mesa da máquina dos centros de usinagem vertical. ZERO PEÇA Para a maior parte dos casos a referência zero do programa não será o zero máquina e a definição do zero a ser utilizado depende de fatores como, a exatidão da usinagem, a conveniência de preparação e operação, e também das condições de segurança de trabalho. No desenho esta posição deve ser definida e identificada claramente para que a programação seja feita tendo-se por base esta referência. Tipicamente utiliza-se a posição de zero peça no local mostrado na figura a seguir, isto permite colocar todo o contorno dentro da área positiva dos eixos facilitando a programação. Figura 3.10: Posicionamento do zero peça com orientação dos eixos XY. Eventualmente podem-se estabelecer outros locais para posicionamento do zero peça tornando a programação mais fácil. Um exemplo de colocação do zero peça em local especial é visto na figura a seguir. O zero peça está colocado no centro da furação à ser realizada, pois irá facilitar a programação do ciclo de furação. Zero Peça Figura 3.11: Zero peça definido no centro da furação a ser realizada.

92 92 ZERO FERRAMENTA O zero ferramenta na fresagem é tipicamente definido ao longo do eixo Z na ponta da ferramenta, pois é necessário estabelecer esta referência para que o sistema de controle numérico ao executar o programa avance na direção da peça na profundidade correta, seja para furar, facear, fresar ou qualquer outra operação. Esta referência da ferramenta pode ser determinada com o comando G92 X... Y... Z..., esta posição será registrada na memória do sistema de controle. PONTAS DE FERRAMENTAS PARA FRESAGEM Zero da Ferramenta Figura 3.12: Referências das ferramentas. DESLOCAMENTOS COM INTERPOLAÇÃO LINEAR Existem dois tipos de deslocamentos lineares, deslocamento rápido e deslocamento com avanço controlado, G00 e G01 respectivamente. G00 - DESLOCAMENTO RÁPIDO O posicionamento rápido é utilizado para reduzir o tempo de usinagem total da peça, através da redução do tempo de deslocamento da ferramenta quando esta não está retirando cavaco. Ao se deslocar rapidamente com o comado G00 a ferramenta passa pelos pontos especificados interligandoos. Durante a execução deste comando a máquina utiliza a máxima velocidade de cada eixo e estas velocidades podem ser iguais ou não, dependendo do sistema de controle e capacidade da máquina. Podem-se alcançar velocidades superiores à mm/min com máquinas mais antigas e acima de mm/min em grandes máquinas grandes e modernas. O deslocamento rápido é realizado nas seguintes situações: Da posição de troca da ferramenta até a peça Da peça até a posição de troca de ferramenta Para desviar de obstáculos Entre diferentes posições sem contato com a peça Teoricamente o deslocamento é linear interligando dois pontos quando dois ou mais eixos se movem a mesma distância entre estes pontos em cada um dos eixos, mas na prática se houver deslocamento simultâneo em dois ou mais eixos ambos desenvolverem a mesma velocidade com distâncias diferentes ou velocidades diferentes, a ligação entre estes dois pontos não será uma diagonal. Vide figura a seguir.

93 93 Trajeto programado Trajeto executado Velocidade de deslocamento para ambos os eixos = 15 m/min Figura 3.13:Desvio de movimentação rápida em dois eixos, G00. (1). A figura anterior mostra um exemplo de desvio entre o trajeto programado e aquele efetivamente praticado pela ferramenta quando as velocidades dos eixos são iguais e o sistema de controle não compensa as respectivas velocidades segundo as distâncias para cada eixo. G01 - DESLOCAMENTO COM AVANÇO CONTROLADO Os deslocamentos lineares controlados, ou interpolação linear, são executados através do código G01 com a finalidade de remover material da peça nas várias operações de fresagem tais como, contornar, rebaixar, facear e outras. O movimento descrito pela ferramenta com o código G01 sempre é reto desde a posição inicial até a posição final e pode ser programado para apenas um eixo ou múltiplos eixos. Vide figura a seguir. Figura 3.14: Movimento de interpolação linear simultâneo em três eixos, G01. (1). F - CONTROLE DE AVANÇO Os controles de avanço em fresadoras e centros de usinagem podem ser feitos pelos códigos G94 e G95 no sistema métrico com avanço em milímetros por minuto ou milímetros por revolução, respectivamente. Para o sistema métrico com os comandos Fanuc especifica-se o valor numérico junto á letra F para avanço em milímetros por minuto, em até mm/min, por exemplo, um avanço de 200 mm/min. pode ser especificado no programa como G94 F200.0 ou G94 F200. A programação em milímetros por revolução é mais comum aos tornos CNC e utiliza o formato com até cinco ou seis casas decimais para unidade métrica, dependendo do comando utilizado. No simulador Fanuc é possível programar o valor F como uma relação entre a rotação do eixo árvore (spindle) e o avanço, por exemplo.

94 94 N15 G95 S1200 minuto) G01 X12 Y12 F0.3 (G95 Especifica avanço em relação a rotação e S1200 Rotação por (G01 Deslocamento linear até X12 Y12 e F0.3 Relação de avanço) Esta configuração do exemplo anterior obtém 360 rotações por milímetro de 1200 x 0.3, portanto, se a rotação for alterada, o avanço também será alterado. CICLOS FIXOS Na utilização de fresadoras e centros de usinagem os ciclos fixos são para execução de furos, roscamento e mandrilhamento. As indústrias tradicionalmente utilizam estes tipos de elementos ou características no projeto de peças e componentes eletrônicos, instrumentação, óticos, moldes metálicos, etc. sendo, portanto, vitais para estas peças. A usinagem de furos, principalmente, pode ser ponto à ponto ou através de ciclos fixos. Com a usinagem ponto à ponto os programas são mais extensos que através de ciclos fixos pois, mais blocos são necessários para execução dos furos. A estrutura de programação básica pelo método ponto à ponto possui quatro etapas: Etapa 1 Movimento rápido de posicionamento até o local do furo ao longo dos eixos X e/ou Y. Etapa 2 Movimento rápido de posicionamento até próximo do furo ao longo ao longo do eixo Z. Etapa 3 Movimento controlado de posicionamento até a profundidade especificada ao longo do eixo Z. Etapa 4 Retorno de posicionamento até o local livre acima do furo ao longo do eixo Z. Ao término de cada furo as quatro etapas descritas se repetem. 1 Movimentação até o local Broca 2 - Aproximação da posição Nível de referência - Z0 3 - Penetração Profundidade Final Peça a ser furada Figura 3.15: Vista com os trajetos de movimentação da broca na operação de furação.

95 95 Figura 3.16: Vista superior da peça a ser furada com furos em padrão retangular e tabela. Os ciclos fixos são pequenos programas internos do sistema de controle CNC que executam estritamente uma rotina determinada resumindo procedimentos que de outra forma exigiriam muitas linhas de programação. Estes ciclos fixos existem em todos os controladores CNC, mas com características que podem se diferenciar entre si na programação CNC ou no comportamento da máquina. REGRAS GERAIS O tipo de coordenadas para deslocamento pode ser absoluta ou incremental e programadas antes ou junto ao ciclo fixo. Se um ou mais dos eixos de coordenadas for omitido na programação o comando CNC manterá a posição atual como ponto inicial para a execução do ciclo fixo. Se os códigos G98 ou G99 não forem programados estabelecendo o nível de retorno da ferramenta em ciclos de furação junto ao ciclo fixo, o sistema de comando CNC irá utilizar o ciclo padrão que geralmente é o comando G98. Podem-se usar dois níveis de referência para retorno da broca nos ciclos de furação, conforme mostrado da figura a seguir, nível inicial de posicionamento e nível R. Broca Nível Inicial G98 Nível de referência R G99 Referência - Z0 Retorno Final do furo Peça furada Figura 3.17: Vista com os níveis de posição da broca na operação de furação.

96 96 DESCRIÇÃO DOS CICLOS FIXOS DO SIMULADOR A seguir tem-se a descrição de cada um dos ciclos fixos utilizados no simulador Fanuc para furação, mandrilhamento e roscamento. Cada um dos ciclos possui particularidades estabelecidas por palavras que são descritas junto a cada comando de ciclo. Veja a seguir descrição do ciclo de furação G81 e outros. G81 - Ciclo de Furação comum e de centros (SF) Com a instrução G81 haverá o posicionamento da ferramenta com avanço máximo para as coordenadas estabelecidas e depois para o ponto de referência. O código G99 pode ser colocado no início do bloco para que a broca seja retraída até a posição R especificada. Sintaxe: N G99 (G98) G81 X Y R Z P K F. X Y - coordenadas do primeiro furo. R - posição de retorno da ferramenta fora da peça. (coordenadas absolutas em Z). Z - posição de profundidade do furo (coordenadas absolutas). milissegundos. P - tempo de espera no fundo do furo antes do retorno ao nível R, em K - quantidade de repetições. (Opcional). F - avanço a ser utilizado na furação. (Opcional, se já foi especificado anteriormente). Após o primeiro furo outros furos podem ser executados, contanto que estes sejam executados com mesma broca, tenham a mesma profundidade. Exemplo: Vide figuras anteriores. N45 G99 G81 X30 Y15 R6 Z-15 P2000 K1 F100 N46 X100 N47 X170 (posição do segundo furo) (posição do terceiro furo) N48 Y50 N49 X100 N50 X30 N51 Y85 N52 X100 N53 X170 N54 G28 M30 (move a broca para posição de troca, desliga a máquina e finaliza o programa. A ferramenta irá se deslocar para o ponto cuja coordenada é (X30, Y15) fará a furação retornará ao nível R e depois irá para a próxima posição de furação. E assim, sucessivamente em todas as coordenadas especificadas até que outro comando G o substitua na programação, ou seja, usado o G80.

97 97 G82 - Ciclo de Furação de rebaixamento (SF) efeito. O ciclo de furação G82 pode ser programado da mesma forma que o ciclo G81 e terá o mesmo G83 - Ciclo de Furação profunda com descarga de cavacos (SF) Com a instrução G83 haverá a furação nas coordenadas estabelecidas para o posicionamento da ferramenta e a interrupção da furação para quebra e retirada de cavaco esvaziando o furo. Geralmente utilizado para furação profunda. O ponto de retorno é estabelecido por Q (milímetros) com retorno rápido ao ponto R estabelecido por coordenada do eixo Z. Depois do retorno a broca esta penetra rapidamente o furo e continua aquele furo a partir da última posição e prossegue até que a distância estabelecida por Q seja novamente atingida repetindo o ciclo ou até que a profundidade total especificada por Z seja completada. Vide figura a seguir. O código G98 pode ser colocado no início do bloco para que a broca seja retraída até a posição R especificada. Sintaxe: N G83 X Y Z Q P K R F. X Y - coordenadas do primeiro furo. Z - posição de profundidade do furo. Q - profundidade máxima de furação que depois de atingida promove o retorno da ferramenta para fora da peça e continuando a furação a partir do ponto alcançado até que a profundidade total, definida por Z, seja completada ou novamente atinja-se o valor de Q. P - tempo de espera no fundo do furo antes do retorno ao nível R, em milissegundos. (Opcional). K - quantidade de repetições. (Opcional). R - posição de retorno da ferramenta fora da peça. (coordenadas absolutas em Z). F - avanço a ser utilizado na furação. (Opcional, se já foi especificado anteriormente). Após o primeiro furo outros furos podem ser executados, contanto que estes sejam executados com mesma broca, tenham a mesma profundidade e suas coordenadas sejam absolutas. Exemplo: Vide figuras anteriores. N45 G98 G83 X30 Y15 Z-15 Q5 P1000 R3 F100 N46 X100 N47 X170 (posição do segundo furo) (posição do terceiro furo) N48 Y50 N49 X100 N50 X30 N51 Y85 N52 X100 N53 X170 N54 G28 M30 (move a broca para posição de troca, desliga a máquina e finaliza o programa)

98 98 A ferramenta irá se deslocar para o ponto cuja coordenada é (X30, Y15) fará a furação retornará ao nível R e depois irá para a próxima posição de furação. E assim, sucessivamente em todas as coordenadas especificadas até que outro comando G o substitua na programação, ou seja, usado o G80. Profundidade do furo Figura 3.18: Sequência do ciclo fixo G83 usado tipicamente para furos profundos. (1) Na figura anterior é mostrada a sequência de quebra cavacos do ciclo G83 durante a furação, as setas indicam da esquerda para a direita a sequência de penetração e retornos para fora da peça. A distância de furação é preestabelecida por Q e o retorno é preestabelecido por R. A distância d mostrada na figura não requer programação e tem a finalidade de reduzir a velocidade de avanço rápido quando a broca penetra novamente, para continuar o furo a partir da posição de interrupção anterior com avanço controlado. G73 - Ciclo de Furação com quebra cavaco (SF) Com a instrução G73 igual comportamento do ciclo G83, porém não haverá esvaziamento do furo haverá apenas a quebra de cavacos. Vide figura a seguir e compare a sequência utilizada com a figura anterior. A distância d mostrada na figura não requer programação e tem apenas a finalidade de promover um pequeno retorno para a quebra de cavacos. As palavras do ciclo devem ser programadas conforme G83. Profundidade do furo Figura 3.19: Sequência do ciclo fixo G73 usado tipicamente para quebra de cavacos. [1]. TABELA 3.6 CÓDIGOS DE ROSCAMENTO COMUNS PARA CENTROS DE USINAGEM OU FRESADORAS CNC (1) (6). Código G Descrição Fabricante / Modelo G63 Ciclo de roscamento com macho GE FANUC / série M grupo 15 G74 Ciclo de roscamento á esquerda GE FANUC / série M grupo 09 G84 Ciclo de roscamento á direita GE FANUC / série M grupo 09

99 99 G84 - Ciclo de Roscamento com macho à direita (SF) Com a instrução G84 é possível realizar o roscamento à direita de furos com machos. Este ciclo é baseado na rotação normal do eixo árvore quando M03 é especificado. Obviamente só deve ser executado após a furação. Ao atingir a profundidade especificada o sentido de rotação se inverte e o macho sai do furo até a posição R especificada. Sintaxe: N G84 X Y Z R P K F. X Y - coordenadas do primeiro furo. Z - posição de profundidade da rosca. R - posição de retorno da ferramenta fora da peça. (coordenadas absolutas em Z). P - tempo de parada no fundo antes do retorno ao nível R, em milissegundos. K - quantidade de repetições. (Opcional). F - passo da rosca à realizar. (Substitui qualquer valor anterior de avanço, se já foi especificado anteriormente). Após roscar o primeiro furo, os outros furos podem ser executados, contanto que estes sejam executados com o mesmo macho, tenham a mesma profundidade e suas coordenadas sejam absolutas. Exemplo: N45 G99 G84 X30 Y15 Z-15 R3 P1000 F1.5 N46 X100 N47 X170 (posição do segundo furo) (posição do terceiro furo) N48 Y50 N49 X100 N50 X30 N51 Y85 N52 X100 N53 X170 N54 G28 M30 (move o macho para posição de troca, desliga a máquina e finaliza o programa) A ferramenta irá se deslocar para o ponto cuja coordenada é (X30, Y15) fará o roscamento no furo existente e retornará ao nível R e depois irá para a próxima posição de roscamento. E assim, sucessivamente em todas as coordenadas especificadas até que outro comando G o substitua na programação, ou seja, usado o G80.

100 100 Rotação M03 Profundidade do furo Inversão da Rotação M04 Figura 3.20: Sequência do ciclo fixo G84 usado para roscamento á direita. [1]. G74- Ciclo de Roscamento com macho à esquerda (SF) Com a instrução G74 é possível realizar o roscamento à esquerda de furos com machos. Este ciclo é baseado na rotação reversa do eixo árvore quando M04 é especificado. Obviamente só deve ser executado após a furação. Este ciclo é exatamente igual ao G84, porém com rosca à esquerda. G85 - Ciclo de Mandrilhamento de furos (SF) Com a instrução G85 é possível realizar o mandrilhamento de furos e assim obter acabamento superficial melhor do que obtido na furação, permitindo também, um melhor controle dimensional do furo e melhor concentricidade. Para esta operação utilizam-se ferramentas especiais, geralmente com apenas um ou dois cortes. Obviamente só deve ser executado após a furação com dimensão ligeiramente menor que a medida final a ser obtida com o mandrilhamento. Ao atingir a profundidade especificada o sentido de rotação se inverte e o macho sai do furo até a posição R especificada. Sintaxe: N G85 X Y Z P R K F. X Y - coordenadas do primeiro furo. Z - posição de profundidade da ferramenta (coordenadas absolutas). P - tempo de parada no fundo antes do retorno ao nível R, em milissegundos. R - posição de retorno da ferramenta fora da peça. (coordenadas em Z). K - quantidade de repetições. (Opcional). F - avanço de acabamento a realizar. (Substitui qualquer valor anterior de avanço, se já foi especificado anteriormente). Após mandrilar o primeiro furo, os outros furos podem ser mandrilados, contanto que estes sejam executados com a mesma ferramenta, tenham a mesma profundidade e suas coordenadas sejam absolutas. Exemplo: N45 G98 G85 X30 Y15 Z-15 P1000 R3 K1 F20 N46 X100 N47 X170 (posição do segundo furo) (posição do terceiro furo) N48 Y50 N49 X100

101 101 N50 X30 N51 Y85 N52 X100 N53 X170 N54 G28 M30 (move a ferramenta para posição de troca, desliga a máquina e finaliza o programa) A ferramenta irá se deslocar para o ponto cuja coordenada é (X30, Y15) fará o mandrilhamento no furo existente, retornará ao nível R com o mesmo avanço controlado da penetração e depois irá para a próxima posição de mandrilhamento. E assim, sucessivamente em todas as coordenadas especificadas até que outro comando G o substitua na programação, ou seja, usado o G80. G86 - Ciclo de Mandrilhamento de furos (SF) A instrução G86 é igual ao ciclo G85, diferente apenas quanto ao retorno, pois ao final do furo a ferramenta para de girar e sai rapidamente de dentro do furo retornando até o nível R. Como este ciclo pode deixar risco de ferramenta no furo durante a saída geralmente, é utilizado para desbaste apenas. G87 - Ciclo de Mandrilhamento de furos por debaixo (SF) Com a instrução G87 é possível realizar o mandrilhamento de furos por debaixo da peça, sem que haja necessidade de virar a peça para a execução. Isto permite que sejam obtidas características especiais conforme definidas em projeto, com tolerâncias mais apertadas tendo-se então, um melhor controle dimensional do furo e também obter acabamento superficial, melhor do que obtido na furação simples, mas exige fixação especial que permita a entrada da ferramenta antes do início do mandrilhamento. Para esta operação utilizam-se ferramentas especiais, com apenas um corte. Obviamente só deve ser executado após a furação com dimensão suficientemente maior que a ferramenta e menor que a medida final a ser obtida com o mandrilhamento. O deslocamento depende do diâmetro da ferramenta de mandrilhamento, pois a quantidade necessária para se chegar a posição do furo será determinada por deslocamento do centro do furo, com a palavra Q, definida na programação. Depois de feito o deslocamento da posição central a ferramenta penetra no furo, retorna à posição central, realiza o mandrilhamento debaixo para cima até a posição especificada por Z, desloca-se novamente do centro e retorna até a posição inicial. Vide figura a seguir. Sintaxe: N G87 X Y Z P R Q K F. X Y - coordenadas do primeiro furo. Z - posição de profundidade final de mandrilhamento (coordenadas absolutas). P - tempo de parada na posição Z, em milissegundos. R - posição inferior para início do mandrilhamento. Q - deslocamento da ferramenta do centro do furo. (coordenadas incrementais). K - quantidade de repetições. (Opcional). F - avanço de acabamento a realizar. (Substitui qualquer valor anterior de avanço, se já foi especificado anteriormente).

102 102 Após mandrilar o primeiro furo, os outros furos podem ser mandrilados, contanto que estes sejam executados com a mesma ferramenta, tenham a mesma profundidade. Exemplo: N49 G98 G87 X100 Y50 Z-15 P300 R-19 Q5 K1 F20 N46 X100 N47 X170 (posição do segundo furo) (posição do terceiro furo) N48 Y50 N49 X100 N50 X30 N51 Y85 N52 X100 N53 X170 N54 G28 M30 (move a ferramenta para posição de troca, desliga a máquina e finaliza o programa) A ferramenta irá se deslocar para o ponto cuja coordenada é (X30, Y15) fará o mandrilhamento no furo existente, retornará ao nível inicial e depois irá para a próxima posição de mandrilhamento. E assim, sucessivamente em todas as coordenadas especificadas até que outro comando G o substitua na programação, ou seja, usado o G80. APENAS Profundidade do Final Início do mandrilhamento Profundidade inicial Figura 3.21: Sequência de movimentos do ciclo G87 para mandrilhamento por debaixo. G89 - Ciclo de Mandrilhamento com tempo de espera (SF) Com a instrução G89 é possível realizar o mandrilhamento de furos exatamente como no ciclo G85, porém com um tempo de espera no fundo do furo determinado por P. Sintaxe: N G85 X Y Z P R K F. X Y - coordenadas do primeiro furo. Z - posição de profundidade da ferramenta (coordenadas absolutas). P - tempo de parada no fundo antes do retorno ao nível R, em milissegundos. R - posição de retorno da ferramenta fora da peça. (coordenadas absolutas em Z). K - quantidade de repetições. (Opcional).

103 103 F - avanço de acabamento a realizar. (Substitui qualquer valor anterior de avanço, se já foi especificado anteriormente). G76 - Ciclo de Mandrilhamento de exatidão (SF) Com a instrução G76 é possível realizar o mandrilhamento de furos e assim obter acabamento superficial melhor do que obtido na furação, permitindo também, um melhor controle dimensional do furo e melhor concentricidade. Para esta operação utilizam-se ferramentas especiais com apenas um corte. Obviamente só deve ser executado após a furação com dimensão ligeiramente menor que a medida final a ser obtida com o mandrilhamento. Ao atingir a profundidade especificada a ferramenta para, se desloca conforme valor especificado por Q e sai do furo retornando até a posição especificada. Sintaxe: N G76 X Y Z P R Q K F. X Y - coordenadas do primeiro furo. Z - posição de profundidade da ferramenta (coordenadas absolutas). P - tempo de parada no fundo antes do retorno ao nível R, em milissegundos. R - posição de retorno da ferramenta fora da peça. (coordenadas absolutas em Z). Q - deslocamento da ferramenta do centro do furo. (coordenadas incrementais). K - quantidade de repetições. (Opcional). F - avanço de acabamento a realizar. (Substitui qualquer valor anterior de avanço, se já foi especificado anteriormente). Após mandrilar o primeiro furo, os outros furos podem ser mandrilados, contanto que estes sejam executados com a mesma ferramenta, tenham a mesma profundidade. Exemplo: N45 G98 G85 X30 Y15 Z-15 P1000 R3 K1 F20 N46 X100 N47 X170 N48 Y50 N49 X100 N50 X30 N51 Y85 N52 X100 N53 X170 N54 G28 M30 programa) (posição do segundo furo) (posição do terceiro furo) (move a ferramenta para posição de troca, desliga a máquina e finaliza o A ferramenta irá se deslocar para o ponto cuja coordenada é (X30, Y15) fará o mandrilhamento no furo existente, cessa a rotação, desloca com o valor de Q, retorna ao nível inicial ou R com o avanço rápido, desloca-se retornando a posição inicial com o valor de Q e depois vai para a próxima posição de mandrilhamento. E assim, sucessivamente em todas as coordenadas especificadas até que outro comando G o substitua na programação, ou seja, usado o G80.

104 104 G80 - Cancelamento de Ciclo Fixo (SF) No simulador com a instrução G80 é possível cancelar qualquer ciclo fixo ou as instruções G00, G01, G02 ou G03, em alguns outros sistemas de controle numérico é possível utilizar a instrução G00 automaticamente após o cancelamento. PADRÕES DE FURAÇÃO Existem várias operações de usinagem que são realizadas ponto a ponto tais como, furação, roscamento, mandrilhamento, etc. principalmente, a furação arranjada com um determinado padrão regular nas peças. A maioria destes furos possui as mesmas características dimensionais como o diâmetro e a profundidade, isto favorece a programação que se torna mais fácil com os ciclos de repetição. Para tanto, usa-se a palavra K ou L para alguns comandos, e coordenadas incrementais com G91. No simulador Fanuc é possível obter repetições de ciclos em determinada coordenada usandose K seguido da quantidade de repetições desejadas, por exemplo, K3 irá produzir duas repetições do ciclo a partir da coordenada atual, se programado com coordenadas incrementais. Por exemplo: N45 G98 G81 X100 Y50 Z-19 P1000 R3 K1 N46 G91 X20 K3 Depois de realizada a primeira furação com a instrução G81 a ferramenta se move para a próxima posição, segundo coordenadas incrementais estabelecidas por G91, ou seja, 20mm na direção positiva de X, repete a furação nesta posição e depois a cada 20mm no total de quatro furos. Os arranjos de furos mais comuns são: Padrão em Linha; Padrão Angular; Padrão com Cantos; Padrão Grelha Reta; Padrão Grelha Inclinada; Padrão em Arco; Padrão em Círculo. Além destes padrões, existe o padrão aleatório que não terá qualquer solução razoável de programação tendo-se que programar um a um. Todos os exemplos de padrões de furos a seguir podem ser executados no simulador Fanuc. PADRÃO EM LINHA Quando a disposição dos furos segue o padrão em linha na direção paralela de X ou Y com igual espaçamento, pode-se proceder a programação facilmente, conforme necessário para usinagem da peça no exemplo a seguir. A direção e sentido da furação são mostrados pela seta a partir do primeiro furo.

105 105 Ø8 (7x) profundidade 15mm A seguir programa comentado. Figura 3.22: Exemplo de peça a ser furada no padrão em linha. O6900 (O Número do programa.)!furação COM PADRÃO EM LINHA (! Envia nova mensagem.) N1 G21 (N1 Bloco número 1.) (G21 Especifica unidade em milímetros) [BILLET X150 Y20 Z20 (A diretiva [BILLET X Y Z define o tamanho da matéria prima para simulação, sendo X150 na horizontal, Y20 na vertical e Z20 na altura) [TOOLDEF T01 D8 L100 (A diretiva [TOOLDEF T D L define a ferramenta, diâmetro e seu comprimento.) [CLEAR!OPERADOR-INICIO ([CLEAR Limpa a área de mensagens.) (! Envia nova mensagem.) N2 G40 G80 (G40 Cancela qualquer compensação da ferramenta) (G80 Cancela qualquer ciclo fixo anterior) N3 G28 (G28 Envia a ferramenta para o local de troca) N4 M06 T01 (M06 Realiza a troca da ferramenta por T01) N5 G90 G00 X15 Y10 Z5 M03 S600 M08 (G90 Estabelece coordenadas absolutas) (G00 Movimenta a ferramenta rapidamente até a primeira posição de furação, em X15, Y10 e Z5) (S600 Estabelece rotação de 600 rpm) (M03 Liga o eixo árvore no sentido horário) (M08 Liga o sistema de refrigeração) N6 G99 G81 R3 Z-15 F20 (G99 Define a posição de retorno até R) (G81 Estabelece o ciclo de furação a ser usado) (R3 Determina a coordenada em Z para retorno) (Z-15 Determina a profundidade do furo) (F20 Determina o avanço em 20 mm/minuto) N7 G91 X20 K6 (G91 Estabelece movimentação em coordenadas incrementais) (X20 Determina a distância de deslocamento na direção X) (K6 Determina a quantidade de furos a serem feitos) N8 G80 M09 (G80 Cancela qualquer ciclo fixo anterior)

106 106 N9 G28 M05 N10 M30 (M09 Desliga a refrigeração) (G28 Envia a ferramenta para o ponto de troca) (M05 Desliga o eixo árvore) (M30 Finaliza o programa com retorno ao início) Note que na programação o primeiro furo é posicionado através de coordenadas absolutas com G90 e a partir do segundo furo segue em coordenadas incrementais, com G91. O endereço K é usado para a repetição do ciclo, reduzindo a quantidade de blocos do programa com as coordenadas de cada um dos outros furos, não sendo também, necessário calcular estas coordenadas. Isto somente é possível porque o espaçamento é igual entre todos os furos. A quantidade de repetições estabelecida refere-se a quantidade de espaços entre os furos e não a quantidade de furos. PADRÃO ANGULAR O padrão angular é uma da variação do padrão em linha reta. A diferença entre eles é que a variação de posição dos furos não é em apenas uma coordenada, mas nas duas simultaneamente. É importante que se saiba a posição de coordenadas de um dos furos nas extremidades e que os demais sejam igualmente espaçados, como no exemplo a seguir. As distâncias nas coordenadas X e Y devem ser calculadas por trigonometria, conforme abaixo. X = 30. cos 15 = mm mm Y = 30. sen 15 = mm 7.765mm Os valores a serem utilizados no programa devem ser arredondados até a casa milesimal. Obviamente, os arredondamentos geram acumulo de erros, mas isto se torna inevitável. Se as tolerâncias envolvidas forem muito estreitas é necessário realizar um estudo para verificar se os erros irão posicionar os furos em local incorreto. Neste caso, outro método de programação deve ser utilizado. Ø10 (6x) prof. 15mm Figura 3.23: Exemplo de peça a ser furada no padrão angular.

107 107 A seguir programa comentado. O7000 (O Número do programa.)!furação COM PADRÃO ANGULAR (! Envia nova mensagem.) N1 G21 (N1 Bloco número 1.) (G21 Estabelece a unidade em milímetros) [BILLET X200 Y150 Z20 (A diretiva [BILLET X Y Z define o tamanho da matéria prima para simulação, sendo X200 na horizontal, Y150 na vertical e Z20 na altura) [TOOLDEF T01 D10 L100 (A diretiva [TOOLDEF T D L define a ferramenta, diâmetro e seu comprimento.) [CLEAR!OPERADOR-INICIO ([CLEAR Limpa a área de mensagens.) (! Envia nova mensagem.) N2 G40 G80 N3 G28 (G40 Cancela qualquer compensação da ferramenta) (G80 Cancela qualquer ciclo fixo anterior) (G28 Envia a ferramenta para o local de troca) N4 M06 T01 (M06 Realiza a troca da ferramenta por T01) N5 G90 G00 X18 Y20 Z5 M03 S500 M08 (G90 Estabelece coordenadas absolutas) (G00 Movimenta a ferramenta rapidamente até a primeira posição de furação, em X18, Y20 e Z5) (S500 Estabelece rotação de 500 rpm) (M03 Liga o eixo árvore no sentido horário) (M08 Liga o sistema de refrigeração) N6 G99 G81 R3 Z-15 F20 (G99 Define a posição de retorno em R) (G81 Estabelece o ciclo de furação a ser usado) (R3 Determina a coordenada em Z para retorno) (Z-15 Determina a profundidade do furo) (F20 Determina o avanço em 20 mm/minuto) N7 G91 X Y7.765 K5 (G91 Estabelece movimentação em coordenadas incrementais) N8 G80 M09 N9 G28 M05 N10 M30 (X Determina a distância de deslocamento na direção X) (Y7.765 Determina a distância de deslocamento na direção Y) (K5 Determina a quantidade de furos a serem feitos) (G80 Cancela qualquer ciclo fixo anterior) (M09 Desliga a refrigeração) (G28 Envia a ferramenta para o ponto de troca) (M05 Desliga o eixo árvore) (M30 Finaliza o programa com retorno ao início) Note que na programação o primeiro furo é posicionado através de coordenadas absolutas com G90 e a partir do segundo furo segue em coordenadas incrementais em X e Y, com G91. O endereço K é

108 108 usado para a repetição do ciclo, reduzindo a quantidade de blocos do programa com as coordenadas em X e Y de cada um dos outros furos, não sendo também, necessário calcular estas coordenadas. Isto somente é possível porque o espaçamento é igual entre todos os furos. A quantidade de repetições estabelecida refere-se a quantidade de espaços entre os furos e não a quantidade de furos. PADRÃO COM CANTOS O padrão de furação com cantos nada mais é que a combinação dos padrões em linha e angular, combinados. Portanto as regras aplicadas nos dois casos também são válidas para este padrão. A diferença principal é que duas linhas de programação (blocos) são acrescentadas redirecionando a furação. Ø8 (13x) profund. 15mm Figura 3.24: Exemplo de peça a ser furada no padrão com cantos. A seguir programa comentado nas linhas que se diferem dos exemplos anteriores. O7200!FURAÇÃO COM PADRÃO COM CANTOS N1 G21 [BILLET X200 Y100 Z20 [TOOLDEF T01 D8 L100 [CLEAR!OPERADOR-INICIO N2 G40 G80 N3 G28 N4 M06 T01 N5 G90 G00 X22 Y45 Z5 M03 S600 M08 N6 G99 G81 R3 Z-15 F20 N7 G91 X16.5 Y17.5 K2 (K2 Determina a quantidade em novas coordenadas) N8 X20 K6 N9 Y-15 K4 (K6 Determina a próxima quantidade em novas coordenadas) (K4 Determina a terceira quantidade em novas coordenadas)

109 109 N10 G80 M09 N11 G28 M05 N12 M30 O endereço K é usado para a repetição do ciclo três vezes, na primeira vez em que é utilizado, depois de feito o primeiro furo nas coordenadas absolutas, X22 e Y45 com G90, o comando G91 estabelece as coordenadas incrementais em X16.5 e Y17.5 para os próximos dois furos que formam um ângulo com os eixos. Na segunda utilização do endereçamento K os furos alinhados em paralelo com o eixo X são realizados com o espaçamento de 20mm e na terceira vez os furos alinhados em paralelo com o eixo Y são feitos com espaçamento de 15mm. Note a instrução G91 não é mais repetida na segunda e terceira vez, pois, as coordenadas para os deslocamentos desejados ainda são incrementais e a instrução G91 é modal. PADRÃO GRELHA RETA O padrão como grelha também pode ser denominado Padrão Retangular e pode ser definido como um conjunto de furos alinhados na vertical e horizontal com igual espaçamento em direção paralela a X e/ou Y. A estratégia mais adequada para execução dos furos deve ser estabelecida conforme análise da peça e a configuração que se encontram os furos. Uma pequena quantidade de blocos de programação para a execução dos furos será a melhor escolha. Deve-se levar em conta também, que a menor quantidade de deslocamentos entre furos e deslocamentos com menores distâncias resultarão em menos tempo de execução. Na maioria dos casos de padrão grelha pode-se realizar a furação inteira de uma linha (horizontal) ou coluna (vertical) e passar para o furo mais próximo da linha ou coluna seguinte. Esta estratégia é utilizada no exemplo a seguir. Ø8 (54x) prof. 15mm Figura 3.25: Exemplo de peça a ser furada no padrão grelha reta.

110 110 A seguir programa comentado nas linhas que se diferem dos exemplos anteriores. O7400!FURAÇÃO COM PADRÃO GRELHA RETA N1 G21 [BILLET X200 Y150 Z20 [TOOLDEF T01 D8 L100 [CLEAR!OPERADOR-INICIO N2 G40 G80 N3 G28 N4 M06 T01 N5 G90 G00 X20 Y15 Z5 M03 S600 M08 (G00 Determina a posição do primeiro furo) N6 G99 G81 R3 Z-15 F20 N7 G91 X20 K8 (K8 Determina a quantidade e o espaçamento entre furos, X20 da primeira linha) N8 Y24 (Y24 Determina a coordenada na vertical da segunda linha e realiza o primeiro furo desta linha) N9 X-20 K8 (K8 Determina a quantidade, espaçamento e sentido de deslocamento da segunda linha e realiza os furos, X20) N10 Y24 (Y24 Determina a coordenada na vertical da terceira linha e realiza o primeiro furo desta linha) N11 X20 K8 N12 Y24 N13 X-20 K8 N14 Y24 N15 X20 K8 N16 Y24 N17 X-20 K8 N18 G80 M09 N19 G28 M05 N20 M30 Posicionada a ferramenta nas coordenadas absolutas, X20 e Y15 com G90, no bloco N5. No bloco N6 é declarado o ciclo de furação com G81 e feito o primeiro furo. No bloco N7 o comando G91 estabelece a coordenada incremental em X20 para o espaçamento entre os furos da série que forma a primeira linha, o endereço K é usado para a repetição do ciclo oito vezes. No bloco seguinte, N8, o deslocamento na vertical do Y24 posiciona a ferramenta e faz o primeiro furo da segunda série de furos que forma a segunda linha. No bloco N9, a coordenada incremental X-20 estabelece o deslocamento da ferramenta da direita para esquerda espaçando os furos igualmente com 20mm. O endereçamento K é usado para a repetição do ciclo oito vezes, os furos estarão alinhados em paralelo com o eixo X.

111 111 O procedimento de programação se repete até que seja feito o último furo. Note que a instrução G91 não é mais repetida, pois, as coordenadas para os deslocamentos desejados ainda são incrementais. PADRÃO GRELHA INCLINADA O padrão grelha inclinada pode ser definida como um conjunto de furos alinhados angularmente com a vertical e/ou horizontal com igual espaçamento em direção inclinada a X e/ou Y. Se necessário, as distâncias nas coordenadas X e Y devem ser calculadas por trigonometria, no exemplo a seguir, deve-se calcular a variação de posição em X, conforme abaixo. X = 20. tan 15 = mm 5.359mm Os valores a serem utilizados no programa devem ser arredondados até a casa milesimal. Obviamente, os arredondamentos geram acumulo de erros, mas isto se torna inevitável. Se as tolerâncias envolvidas forem muito estreitas deve-se verificar se o arredondamento não irá prejudicar a o posicionamento dos furos. Figura 3.26: Exemplo de peça a ser furada no padrão grelha inclinada. A seguir programa comentado nas linhas que se diferem dos exemplos anteriores. O7500!FURAÇÃO COM PADRÃO GRELHA INCLINADA N1 G21 [BILLET X120 Y100 Z20 [TOOLDEF T01 D6 L80 [CLEAR!OPERADOR-INICIO N2 G40 G80 N3 G28

112 112 N4 M06 T01 N5 G90 G00 X14 Y10 Z5 M03 S600 M08 (G00 Determina a posição do primeiro furo) N6 G99 G81 R3 Z-15 F20 N7 G91 X12 K6 (K6 Determina a quantidade e o espaçamento entre furos, X12 na horizontal da primeira linha) N8 X5.359 Y20 (X5.359 Determina a coordenada na horizontal e Y20 na vertical da segunda linha e realiza o primeiro furo desta linha) N9 X-12 K6 (K6 Determina a quantidade, espaçamento e sentido de deslocamento da segunda linha e realiza os furos, X-12) N10 X5.359 Y20 (X5.359 Determina a coordenada na horizontal e Y20 na vertical da terceira linha e realiza o primeiro furo desta linha) N11 X12 K6 N12 X5.359 Y20 N13 X-12 K6 N14 X5.359 Y20 N15 X12 K6 N16 G80 M09 N17 G28 M05 N18 M30 Posiciona-se a ferramenta nas coordenadas absolutas, X14 e Y10 com G90, no bloco N5. No bloco N6 é declarado o ciclo de furação com G81 e feito o primeiro furo. No bloco N7 o comando G91 estabelece a coordenada incremental em X12 para o espaçamento entre os furos da série que forma a primeira linha, o endereço K é usado para a repetição do ciclo seis vezes. No bloco seguinte, N8, o deslocamento na vertical do Y20 e horizontal X5.359 posiciona a ferramenta em coordenadas incrementais e faz o primeiro furo da segunda série de furos que forma a segunda linha. No bloco N9, a coordenada incremental X-12 estabelece o deslocamento da ferramenta da direita para esquerda espaçando os furos igualmente com 12mm. O endereçamento K é usado para a repetição do ciclo oito vezes, os furos que estarão alinhados em paralelo com o eixo X. O procedimento de programação se repete até que seja feito o último furo. Note que a instrução G91 não é mais repetida, pois, as coordenadas para os deslocamentos desejados ainda são incrementais. PADRÃO EM ARCO Furos em padrão de um arco igualmente espaçados são também comuns em alguns tipos de peças. Observando-se o exemplo a seguir com o centro do padrão deslocado da posição de zero peça tem-se uma situação bem comum de várias peças. Para qualquer disposição de furos em arco será necessário calcular a posição de cada um dos furos nos dois eixos de coordenadas, exceto se houver uma tabela como aquela mostrada ao lado do desenho no exemplo a seguir, que fornece as coordenadas absolutas dos furos.

113 113 No exemplo de programação a seguir não será considerada a tabela, demonstrando-se, assim, o procedimento de cálculo. Recomenda-se iniciar a furação pelo furo localizado mais a direita e seguir em sentido antihorário. Calcular a posição em X e Y do primeiro furo e depois para os demais, conforme abaixo. Primeiro Furo A1 X = cos15 = Y = sen15 = Segundo Furo A2 X = cos45 = Y = sen45 = Terceiro Furo A3 X = cos75 = Y = sen75 = Quarto Furo A4 X = cos105 = Y = sen105 = Figura 3.27: Exemplo de peça a ser furada no padrão em arco. A seguir programa comentado nas linhas que se diferem dos exemplos anteriores. O7700!FURAÇÃO COM PADRÃO EM ARCO N1 G21 [BILLET X100 Y80 Z20 [TOOLDEF T01 D8 L100 [CLEAR

114 114!OPERADOR-INICIO N2 G40 G80 N3 G28 N4 M06 T01 N5 G90 G00 X Y Z5 M03 S600 M08 (Posiciona para o primeiro furo) N6 G99 G81 R3 Z-15 F20 N7 X Y N8 X Y N9 X N10 G80 M09 N11 G28 M05 N12 M30 (G81 Estabelece o ciclo de furação a ser usado) (Posiciona para o segundo furo e repete o ciclo) (Posiciona para o terceiro furo e repete o ciclo) (Posiciona para o quarto furo e repete o ciclo) Posiciona-se a ferramenta nas coordenadas absolutas, X e Y com G90, no bloco N5. No bloco N6 é declarado o ciclo de furação com G81 e feito o primeiro furo. Nos blocos seguintes se estabelecem as coordenadas dos demais furos. Note-se que as coordenadas continuam sendo absolutas. No bloco N9, o deslocamento na vertical pode ser omitido, pois o terceiro e o quarto furo estão na mesma altura de Y. PADRÃO EM CÍRCULO As mesmas considerações feitas para o padrão em arco também são válidas para este tipo e aqui são repetidas. Furos em padrão de um círculo igualmente espaçados são também comuns em alguns tipos de peças. Observando-se o exemplo a seguir com o centro do padrão deslocado da posição de zero peça tem-se uma situação bem comum de várias peças. As quantidades comuns de furos equidistantes são: 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12, 16, 18, 20, 24. Para qualquer disposição de furos em círculo será necessário calcular a posição de cada um dos furos nos dois eixos de coordenadas, exceto se houver uma tabela como aquela mostrada ao lado do desenho no exemplo a seguir, que fornece as coordenadas absolutas dos furos. No exemplo de programação a seguir não será considerada a tabela, demonstrando-se, assim, o procedimento de cálculo para apenas o primeiro furo e que são válidas para os demais. Recomenda-se iniciar a furação pelo furo localizado mais a direita e seguir em sentido antihorário. Calcular a posição em X e Y do primeiro furo e depois para os demais, conforme exemplo a seguir. Primeiro Furo A1 X = cos30 = Y = sen30 = O mesmo procedimento deve ser utilizado para os demais furos.

115 115 Figura 3.28: Exemplo de peça a ser furada no padrão em círculo. A seguir programa comentado nas linhas que se diferem dos exemplos anteriores. O7900!FURAÇÃO COM PADRÃO EM ARCO N1 G21 [BILLET X120 Y100 Z20 [TOOLDEF T01 D6 L80 [CLEAR!OPERADOR-INICIO N2 G40 G80 N3 G28 N4 M06 T01 N5 G90 G00 X Y70 Z5 M03 S600 M08 (Posiciona para o primeiro furo) N6 G99 G81 R3 Z-15 F20 N7 X60 Y90 N8 X Y70 N9 Y30 N10 X60 Y10 N11 X Y30 N12 G80 M09 N11 G28 M05 N12 M30 (G81 Estabelece o ciclo de furação a ser usado) (Posiciona para o segundo furo e repete o ciclo) (Posiciona para o terceiro furo e repete o ciclo) (Posiciona para o quarto furo e repete o ciclo) (Posiciona para o quinto furo e repete o ciclo) (Posiciona para o sexto furo e repete o ciclo) Posiciona-se a ferramenta nas coordenadas absolutas, X e Y70 com G90, no bloco N5.

116 116 No bloco N6 é declarado o ciclo de furação com G81 e feito o primeiro furo. Nos blocos seguintes se estabelecem as coordenadas dos demais furos. Note-se que as coordenadas continuam sendo absolutas. No bloco N9, o deslocamento na horizontal pode ser omitido, pois o terceiro e o quarto furo estão na mesma posição em X. SISTEMA DE COORDENADAS POLARES Uma maneira de evitar arredondamentos que levam a um acúmulo de erros e também, evitar cálculos trigonométricos é a utilização de instruções do sistema de coordenadas polares. furos. Para utilizar estas instruções é necessário conhecer a posição do centro, raio e ângulo entre Observação; estas instruções não se encontram no simulador. G15 Cancela o sistema de coordenadas polares G16 Habilita o sistema de coordenadas polares Segue abaixo um novo programa do mesmo exemplo padrão em arco porém em coordenadas polares. O7701 N1 G21 [BILLET X100 Y80 Z20 [TOOLDEF T01 D8 L100 N2 G40 G80 N3 G28 N4 M06 T01 N5 G90 G00 X35 Y20 Z5 M03 S600 M08 (Determina o ponto central dos furos) N6 G16 (G16 Habilita o sistema de coordenadas polares) N7 G99 G81 X50 Y15 R3 Z-15 F20 (G81 Estabelece o ciclo de furação a ser usado e) (X50 Informa o raio, Y15 Informa o ângulo em relação ao eixo X) N8 X50 Y45 (X50 Informa o raio, Y45 Informa o ângulo em relação ao eixo X) N9 X50 Y75 (X50 Informa o raio, Y75 Informa o ângulo em relação ao eixo X) N10 X50 Y105 (X50 Informa o raio, Y105 Informa o ângulo em relação ao eixo X) N11 G15 N12 G80 M09 N13 G28 M05 N14 M30 (G15 Desabilita o sistema de coordenadas polares)

117 117 OPERAÇÕES DE FRESAMENTO Existe vários tipo de operações de fresamento cada qual deixa na peça uma característica diferente na peça entre estas operações tem-se: faceamento, furação, roscamento, etc. A seguir são descritas algumas destas operações e as suas particularidades quando executadas em máquinas CNC. FRESAGEM POR FACEAMENTO A fresagem por faceamento é a operação de usinagem que controla a altura da peça e certamente é a mais simples das operações de fresagem. O cortador utilizado, geralmente, possui múltiplas arestas cortantes e é denominado cabeçote de fresamento. Este cabeçote de fresamento é dotado de vários insertos intercambiáveis que efetivamente tem a instrução de corte do material da peça. Os cabeçotes de fresamento podem ter quantidades de insertos que variam de dois até dezenas, estes insertos podem estar em posições diversas e ter também, geometrias diversas, adequando-se a necessidade de usinagem. Vide as figuras a seguir. Figura 3.29: Cabeçotes de fresamento Sandvik Coromant. Figura 3.30: Cabeçotes de fresamento com diferentes tipos e posições de insertos. A seleção do tipo de cabeçote de fresamento depende de alguns fatores, tais como: Condições da máquina CNC; Material da peça; Método de preparação e integridade de fixação; Método de montagem; Tipo de desenho de construção do cabeçote; Diâmetro do cabeçote (Dc); Geometria do inserto. O diâmetro nominal do cabeçote varia conforme seu desenho construtivo e tipo e posição do inserto utilizado, vide figura anterior, e a geometria do inserto pode ser bem variada também, sua forma pode ser quadrada, triangular, redonda, octogonal, etc. Além disto, os insertos podem ter ângulos de saída positivos ou negativos. Na operação de faceamento é recomendável que se tomem algumas precauções para que o resultado da usinagem seja apropriado ao que se deseja. Principalmente quanto à integridade da peça e acabamento superficial.

118 118 Como a ferramenta irá entrar na peça e fará o corte na sua face são muito importantes. Vide figuras a seguir. Figura 3.31: Esquemas de corte com cabeçote de fresamento. (1) Na figura anterior três tipos de esquemas de corte são mostrados relacionando o diâmetro de corte do cabeçote e a largura da peça. Das três opções mostradas apenas o item a é recomendado, pois não deixará rebarbas em nenhum dos lados da peça. Porém, mais importante que a posição de passagem sobre a peça é a o ângulo de entrada do cabeçote conforme mostrado na figura a seguir. Ângulo de entrada negativo Ângulo de entrada positivo Figura 3.32: Ângulos de entrada do cabeçote na peça. (1) Se o deslocamento relativo entre o cabeçote e peça é concordante, assim como mostrado na figura anterior, um ângulo de entrada negativo pode causar a quebra da última porção da peça e eventualmente, até o inserto, se a quantidade de material a ser removida for grande, normalmente este método não é recomendado. Um ângulo de entrada positivo no desbaste pode eventualmente puxar a peça contra o cabeçote de faceamento e também forçar a quebra do inserto. Para a operação de desbaste no faceamento, ou seja, remoção de grandes quantidades de material, recomenda-se deslocamento discordante positivo, e para operação de acabamento, recomenda-se deslocamentos concordantes tanto positivos quanto negativos.

119 119 Direção programada Direção da mesa Direção programada Direção da mesa Direção programada Direção da mesa Figura 3.33: Modos de deslocamento, a) neutro, b) concordante e c) discordante. Podem-se ver no esquema da figura anterior os três modos de faceamento, neutro, concordante e discordante. Este último é o modo convencional de faceamento geralmente utilizado para desbaste e o modo concordante é mais recomendado para o acabamento. Quando o cabeçote de faceamento tem diâmetro de corte menor que a largura a facear recomenda-se que entre 25% á 30% do cabeçote esteja fora da peça, conforme mostrado na figura a seguir. Largura de corte Do diâmetro de corte Figura 3.34: Largura de corte recomendada no faceamento.

120 120 Desbaste Acabamento Figura 3.35: Esquemas de movimentação bidirecional da ferramenta para faceamento. (1) Na figura anterior, são mostrados dois métodos de movimentação da ferramenta para faceamento múltiplo. A letra S indica o início do faceamento e a letra E indica a posição final. No desbaste, como não há preocupação com riscos deixados pelas pontas da ferramenta sobre a peça, pode ser feita a movimentação sobre a peça, já no acabamento, a cada passagem a ferramenta deve sair de cima da peça antes de ser movimentada. Nas duas operações da figura anterior, desbaste e acabamento, o esquema mostrado vai alternar nos modos de deslocamentos, ora discordante, ora concordante. Um método para manter o modo de deslocamento sempre concordante é mostrado na figura a seguir. Figura 3.36: Representação de trajeto para manter faceamento concordante. (1) Os números na figura anterior mostram a sequência de posicionamento da ferramenta estabelecendo o trajeto necessário para manter o modo concordante de faceamento, tendo-se em vista que o sentido de giro da ferramenta é horário. Se necessário utilizar o modo discordante o trajeto deve-se iniciar na extremidade à direita, onde esta identificada pela posição de número 4 e seguir o sentido contrário do trajeto, ou seja, a sequência: 4, 3, 2, 1, 8, 7, 6 e 5 ou 2, 1, 4, 3, 6, 5, 8 e 7.

121 121 INTERPOLAÇÃO CIRCULAR A interpolação circular é uma das operações comuns de fresamento e que requer atenção especial em sua programação nas máquinas CNC. As instruções G02 e G03 utilizadas para interpolação circular correspondem respectivamente, aos trajetos nos sentidos horário (CW) e anti-horário (CCW). Sentido Anti-Horário Quad. II Quad. I Ângulo positivo Quad. III Quad. IV Ângulo negativo Sentido Horário Figura 3.37: Definição de ângulos e sentidos em máquinas CNC. Na figura anterior é mostrada a orientação de sentidos horário (CW) e anti-horário (CCW) associados aos ângulos negativo e positivo, respectivamente. Note-se que a partir da horizontal à direita do ponto central tem-se ângulo zero e que seguindo no sentido anti-horário os valores positivos de ângulos devem crescer. Também são mostradas as denominações utilizadas para os quadrantes. Figura 3.38: Arcos vetores I e J e suas designações em diferentes quadrantes do plano XY. (1) Na figura anterior são mostrados os arcos vetores I e J com os seus respectivos sinais conforme posicionados os pontos iniciais dos trajetos utilizando-se as instruções G02 e G03, e conforme os quadrantes.

122 J- 122 O arco vetor I é a distância entre o ponto inicial do arco e o centro do arco, na direção paralela ao eixo X. O arco vetor J é a distância entre o ponto inicial do arco e o centro do arco, na direção paralela ao eixo Y. A distância entre o ponto inicial do arco e o ponto de centro do arco é quase sempre medida em coordenadas incrementais e devem ser acompanhadas do sinal negativo quando for necessário. R CCW Ponto Inicial Ponto central do arco I- Figura 3.39: Arco orientado para fresamento no primeiro quadrante com a instrução G03. Se a posição do ponto inicial coincidir com a vertical ou horizontal que separam os quadrantes o valor do vetor é zero. A seguir tem-se um exemplo de aplicação de arcos vetores para a execução do canal em forma completa de uma circunferência em uma peça O8600 N1 G21 [BILLET X100 Y100 Z20 [TOOLDEF T01 D8 L100 N2 G40 G80 N3 G28 N4 M06 T01 Figura 3.40: Desenho de peça com canal de circunferência completa. (Exemplo de aplicação de arcos vetores) N5 G90 G00 X85 Y50 Z5 M03 S600 M08 (Move a ferramenta para a posição inicial) N6 G94 G01 Z-10 F50 ferramenta até Z-10) 50 (G94 Estabelece o avanço em mm/minuto G01 Penetra a N7 G02 X85 Y50 I-35 J0 F20 (G02 Realiza a usinagem do círculo no sentido horário e)

123 123 vetores) Y50. N8 G00 Z1 N9 G80 M09 N10 G28 M05 N11 M30 (X85 e Y50 Coordenadas da posição final, I-35 e J0 Arcos (G00 Desloca a ferramenta para fora da peça) No bloco N5 tem-se o posicionamento rápido nas coordenadas iniciais da circunferência, X85 e No bloco N7 tem-se o comando G02 de interpolação circular, no sentido horário, com indicação da posição final, X85 e Y50, e a indicação do ponto central do círculo tendo como referência a posição atual e quadrante, I-35 e J0, além do avanço F20. Um tipo comum de rebaixo que se realiza em fresadoras e centros de usinagem é o rebaixo circular. Entenda-se rebaixo circular como toda forma circular, rebaixada totalmente fechada ou parcialmente aberta. A maneira de aproximação e de usinagem destes tipos de rebaixo depende da existência ou não de furos centrais e outros detalhes. Depende também da relação de diâmetro da ferramenta e do rebaixo. A estratégia de usinagem, aqui proposta assume a premissa de que a ferramenta terá diâmetro bem menor que o rebaixo. O fresamento do próximo exemplo segue os princípios de rampa helicoidal, porém fará com que a ferramenta descreva uma espiral a partir do centro da peça. Vide o exemplo a seguir para execução no simulador Denford GE Fanuc sem especificação do plano de trabalho, pois neste simulador não há esta instrução e todos os programas devem ser feitos para o plano XY. Figura 3.41: Desenho exemplo para rebaixamento circular.

124 124 O1200 (Exemplo de aplicação de rebaixamento circular, com círculos concêntricos, sem compensação de raio) N1 G21 [BILLET X100 Y100 Z20 [TOOLDEF T01 D20 L100 N2 G40 G80 N3 G28 N4 M06 T01 N5 G90 G00 X10 Y0 Z2 N6 G94 M03 S600 M08 F50 N7 G01 Z-2 N8 G91 G02 I-10 J0 (Move a ferramenta para a posição inicial) (G94 Estabelece o avanço em mm/minuto) (G01 Z-2 A fresa penetra 2mm na peça) (G91 Estabelece coordenada incremental) (G02 Estabelece Interp. circular em sentido horário) (I-10 Estabelece a distância do centro em X) (J0 Estabelece a distância do centro em Y) N9 G01 X10 (G01 Deslocamento linear de 10mm em X) N10 G02 I-20 (G02 Realiza o segundo círculo com raio 20mm) N11 G01 X10 (G01 Deslocamento linear de 10mm em X) N12 G02 I-30 (G02 Realiza o terceiro círculo com raio 30mm) Até este ponto do programa foram usinados três círculos concêntricos, cada um maior que o anterior até a medida final do diâmetro, desconsiderando-se a necessidade ou não de acabamento lateral do rebaixo. Com os blocos seguintes, são realizados três círculos concêntricos, cada um menor que o anterior até o centro. E assim sucessivamente até o final do programa. N13 G01 Z-2 N14 G02 I-30 (G01 A fresa penetra 2mm na peça) (G02 Realiza o círculo com raio 30mm) N15 G01 X-10 (G01 Deslocamento linear de 10mm em X) N16 G02 I-20 (G02 Realiza o círculo com raio 20mm) N17 G01 X-10 (G01 Deslocamento linear de 10mm em X) N18 G02 I-10 (G02 Realiza o círculo com raio 10mm) N19 G01 Z-2 N20 G91 G02 I-10 N21 G01 X10 N22 G02 I-20 N23 G01 X10 N24 G02 I-30 N25 G01 Z-2

125 125 N26 G02 I-30 N27 G01 X-10 N28 G02 I-20 N29 G01 X-10 N30 G02 I-10 N31 G01 Z-2 N32 G91 G02 I-10 N33 G01 X10 N34 G02 I-20 N35 G01 X10 N36 G02 I-30 N37 G01 Z-2 N38 G02 I-30 N39 G01 X-10 N40 G02 I-20 N41 G01 X-10 N42 G02 I-10 N43 G90 G00 Z2 N44 G40 G80 M09 N45 G28 M05 N46 M30 Assim como nas laterais foi desconsiderada a eventual necessidade de acabamento na superfície plana do fundo do rebaixo. FRESAMENTO HELICOIDAL O fresamento helicoidal é um método para aperfeiçoar a usinagem através da interpolação helicoidal. A formação da hélice se dá, através da utilização da interpolação circular com deslocamento simultâneo de três eixos de coordenadas. Normalmente, este tipo de operação está disponível apenas em algumas máquinas CNC como uma instrução especial. No fresamento helicoidal usam-se arcos e círculos combinados com uma interpolação linear simultaneamente durante o movimento, e escritos no mesmo bloco. Na interpolação circular dois eixos de coordenadas primários usados com um plano selecionado. Por exemplo, o plano XY é estabelecido com a instrução G17. No plano XY usa-se G17 e a terceira dimensão é o eixo Z. No plano ZX usa-se G18 e a terceira dimensão é o eixo Y.

126 126 No plano YZ usa-se G19 e a terceira dimensão é o eixo X. Usando-se os arcos vetores I, J e K para o movimento horário ou anti-horário, têm-se: G02 X Y I J F G03 X Y I J F Usando-se o raio R para o movimento horário ou anti-horário, têm-se: G02 X Y R F G03 X Y R F Nota-se que o eixo de coordenada Z não é programado, em qualquer dos casos. Se for incluso no mesmo bloco para interpolação circular, não irá trabalhar corretamente. Isto só poderá ser feito junto á instruções especiais, se estas existirem para o sistema de controle. Para a interpolação helicoidal, nos dois eixos do plano selecionado ocorrerá a interpolação circular e no terceiro eixo haverá deslocamento linear simultaneamente. Figura 3.42: Vistas do trajeto da ferramenta na interpolação helicoidal. TABELA 3.5 INSTRUÇÕES PARA SELEÇÃO DE PLANO, EIXOS E ARCO VETORES. Plano selecionado Movimento circular Movimento linear Arco vetores G17 X e Y Z I e J G18 X e Z Y I e K G19 Y e Z X J e K A interpolação helicoidal é usada para fresamento de roscas, perfis helicoidais e fresamento com rampa helicoidal. A seguir é descrito o procedimento para a programação de fresamento com rampa simples helicoidal. Muitas destas etapas do procedimento não são obrigatórias, mas facilitam a programação.

127 127 Se deve usar as instruções G17, G18 ou G19 para definir o plano de trabalho quando e se o sistema de controle requerer. É recomendável estabelecer a origem dos eixos no centro do círculo. Em círculos completos, preferencialmente, se posiciona a ferramenta coincidente com um ou mais eixos. Pode-se usar a compensação do raio da ferramenta ou não. Pode-se programar em coordenadas absolutas ou incrementais, mas usando-se coordenadas incrementais torna o programa mais simples. Vide o exemplo a seguir para execução no simulador Denford GE Fanuc sem especificação do plano de trabalho, pois neste simulador não há esta instrução e todos os programas devem ser feitos para o plano XY. Figura 3.43: Desenho exemplo para interpolação helicoidal de canal. O1180 N1 G21 [BILLET X100 Y100 Z20 [TOOLDEF T01 D12 L100 N2 G40 G80 N3 G28 N4 M06 T01 N5 G90 G00 X36 Y0 Z2 N6 G94 M03 S600 M08 F50 (Exemplo de aplicação de rampa helicoidal, sem compensação de raio) (Move a ferramenta para a posição inicial) (G94 Estabelece o avanço em mm/minuto) (F50 Estabelece a taxa de avanço em 50mm/min)

128 128 N7 G91 G02 I-36 J0 Z-2 (G91 Estabelece coordenada incremental) (G02 Realiza a usinagem do círculo no sentido horário) (I-36 e J0 Arco Vetores que especificam o centro do arco, Z- 2 deslocamento linear de aproximação) N8 I-36 Z-2 linear com a profundidade 2mm) N9 I-36 Z-2 linear com a profundidade 2mm) N10 I-36 Z-2 linear com a profundidade 2mm) (I-36 e Z-2 Realiza o primeiro corte circular e deslocamento (I-36 e Z-2 Realiza o segundo corte circular e deslocamento (I-36 e Z-2 Realiza o terceiro corte circular e deslocamento N11 I-36 (I-36 Realiza o quarto corte circular, sem o deslocamento linear para que o fundo do canal fique plano com 6mm) interpolação) N12 G90 G00 Z1 N13 G80 M09 N14 G28 M05 N15 M30 (G90 Estabelece coordenadas absolutas) (G00 Desloca a ferramenta para fora da peça e cancela a CONTORNANDO A PEÇA O contorno em uma peça é normalmente programado para fresagem posicionando-se a ferramenta na profundidade correta no eixo Z, para desbaste ou acabamento, e depois, movendo-a ao longo do eixo X, do eixo Y ou de ambos simultaneamente. A trajetória da ferramenta deve seguir o contorno da peça deixando ao final da usinagem as dimensões corretas deste contorno. A trajetória pode ser feita sem compensação do raio da ferramenta, neste caso, deve-se programar sua trajetória acrescentando-se o valor do raio às medidas do desenho, ou com a compensação do raio da ferramenta deve-se programar sua trajetória com as distâncias conforme estabelecidas em desenho. Obviamente, a programação com compensação de raio torna-se bem mais fácil, pois se reduz a quantidade de cálculos a serem feitos e a possibilidade de erros. Ø FERRAMENTA TRAJETÓRIA DA FERRAMENTA SEM COMPENSAÇÃO CONTORNO DA PEÇA TRAJETÓRIA DA FERRAMENTA COM COMPENSAÇÃO CENTRO DA FERRAMENTA Figura 3.44: Trajetória da ferramenta sem e com compensação do raio. (1)

129 129 Existem duas possibilidades de trajetórias de contorno, externo ou interno de uma peça. Isto é de suma importância na programação, pois a compensação do raio deve ser feita considerando-se a posição da ferramenta em relação à peça. A ferramenta pode estar em posição à esquerda ou à direita da peça conforme o sentido de sua trajetória. Figura 3.45: Compensação do raio da ferramenta em fresadoras G41 / G42. Figura 3.46: Trajetória da ferramenta relacionada ao contorno da peça. (1) a) Contorno externo b) Contorno interno c) Ferramenta movendo-se à esquerda da peça. G41 d) Ferramenta movendo-se à esquerda da peça. G41. e) Ferramenta movendo-se à direita da peça. G42. f) Ferramenta movendo-se à direita da peça. G42.

130 130 A compensação do raio da ferramenta pode ser feita utilizando-se o código G41 para compensação do raio da ferramenta à esquerda da peça ou G42 para compensação do raio da ferramenta à direita da peça. A instrução G40 cancela a compensação de raio. PEÇA PEÇA CONCORDANTE G41 DISCORDANTE G42 Figura 3.47: Modos de fresagem, concordante e discordante com rotação horária. Ao programar a fresagem de um contorno da peça deve-se estabelecer se a ferramenta estará operando em modo concordante ou discordante e o desenho trará a informação da geometria e dimensões a ser fresada definindo se a usinagem será externa ou interna. O sentido de rotação é estabelecido segundo a geometria da ferramenta. De posse destas informações se deduz a instrução correta à utilizar, se G41 ou G42. Vide exemplo a seguir. A peça do desenho apresentado na figura a seguir, deve ser usinada por uma ferramenta que deve girar em sentido horário (M03) em modo concordante e estará sempre à esquerda da peça, portanto, será utilizada a instrução G Figura 3.48: Exemplo de peça a fresar o contorno externo. Os pontos de mudança de direção que definem o contorno são mostrados na figura à esquerda na sequência numérica que definem o trajeto da ferramenta. A peça corresponde a parte interna e a ferramenta deve estar no lado externo conforme mostrado na figura à direita. 20

131 131 Figura 3.49: Contorno da peça com trajetória definida por sequência de pontos. A coordenada Y do ponto P3 não é conhecida, portanto, deve-se calculá-la. P3 Y = * tan 18 = tabela a seguir: e as coordenadas absolutas dos demais pontos estão na TABELA 3.6 COORDENADAS DOS PONTOS DO EXEMPLO DE CONTORNO EXTERNO. Pontos Coordenadas em X Coordenadas em Y P1 0 0 P P P P Considerando-se a profundidade de 10 mm para o contorno e uma ferramenta com 12 mm de diâmetro, para a peça das figuras anteriores tem-se o seguinte programa: O8800 N1 G21 [BILLET X60 Y52 Z20 [TOOLDEF T01 D12 L100 N2 G40 G80 N3 G28 N4 M06 T01 (Exemplo de compensação de raio à esquerda) (G40 Cancela a compensação de raio) (G80 Cancela qualquer ciclo fixo) (G28 Move a ferramenta para o ponto de troca) N5 G90 G00 X-7 Y-7 Z2 M03 S600 M08 (Move a ferramenta para a posição inicial próxima da peça) N6 G94 G01 Z-10 F50 N7 G41 X0 (G94 Estabelece o avanço em mm/minuto) (G01 Penetra a ferramenta até Z-10) (G41 Estabelece a compensação de raio à esquerda)

132 132 N8 Y32 (Y32 P2) (X0 Aproxima a ferramenta até a posição de usinagem lateral) N9 X56 Y (X56 Y P3) N10 Y20 (Y20 P4) N11 G02 X36 Y0 R20 (X36 Y0 R20 P5) N12 G01 X0 N13 G00 Z1 N14 G40 M09 N15 G28 M05 N16 M30 (X0 P1) (G00 Desloca a ferramenta afastando-a da peça) (G40 Cancela a compensação de raio) REGRAS IMPORTANTES PARA A COMPENSAÇÃO DO RAIO As regras aqui expostas são importantes para a utilização das instruções G40, G41 e G42, porém, qualquer caso particular deverá ser objeto de estudo. Nunca inicie ou cancele a compensação de raio com G02 ou G03. Entre um bloco de início e o bloco de final é permitido normalmente. Certifique-se o raio de corte é sempre menor que o raio menor dentro do contorno da peça. No modo de cancelamento G40, mova a ferramenta para uma área livre distante da peça. Aplique a compensação de raio com G41 ou G42 com um movimento rápido ou linear controlado com G00 ou G01. Atinja a profundidade de fresamento com G40 (cancelamento de compensação de raio). Dê preferência para a aproximação com apenas um eixo. Certifique-se saber onde exatamente a ponta da ferramenta estará quando a compensação for aplicada ao longo de dois eixos. Preste atenção para blocos que não contêm um movimento de eixo. Se possível, evite estes blocos que não possuam movimento. Cancele a compensação com G40 com um movimento linear G00 ou G01, preferencialmente com movimento em apenas um eixo. Retraia a ferramenta de furos antes de cancelar a compensação de raio. Certifique-se que a compensação de raio ocorra no plano de trabalho correto. As instruções G28 ou G30 que retornam a ferramenta para a posição de zero máquina ou ponto de troca não cancelam a compensação de raio. Exemplo: A cavidade da peça do desenho apresentado na figura a seguir, deve ter acabamento com uma ferramenta que deve girar em sentido horário (M03) em modo discordante e estará sempre à direita da peça, portanto, deverá ser utilizada a instrução G42.

133 133 Figura 3.50: Exemplo de compensação do raio da ferramenta em usinagem interna. IMPORTANTE: Note que, na utilização das instruções G41 e G42 para compensar o raio da ferramenta, no caso de usinagem de rebaixos fechados é necessário iniciar a partir da parte interna da peça. Isto ocorre porque a compensação do raio só ocorre após o primeiro movimento da ferramenta em cada eixo. Neste exemplo também é mostrado como realizar uma aproximação correta da ferramenta junto à parede interna do rebaixo. TABELA COORDENADAS DOS PONTOS EXEMPLO DE CONTORNO INTERNO. Pontos Coordenadas em X Coordenadas em Y P P P P P P Final Considerando-se a profundidade de 10 mm para o contorno e uma ferramenta com 10 mm de diâmetro, para a peça da figura anterior tem-se o seguinte programa: O8900 N1 G21 (Exemplo 2 de compensação de raio direita) [BILLET X100 Y60 Z20 [TOOLDEF T01 D10 L80 N2 G40 G80 (G40 Cancela a compensação de raio) N3 G28 N4 M06 T01 (G80 Cancela qualquer ciclo fixo) (G28 Move a ferramenta para o ponto de troca) N5 G90 G00 X50 Y30 Z2 M03 S600 M08 (Move a ferramenta para o ponto inicial)

134 134 N6 G94 G01 Z-10 F50 (G94 Estabelece o avanço em mm/minuto) N7 G42 X55 Y30 (G01 Avanço controlado com 50 mm/min) (Z-10 - Penetra a ferramenta até Z-10 P1) (G42 Estabelece a compensação de raio à direita) N8 Y7.2 (Y7.2 Desloca a ferramenta até Y7.2 P2) N9 X12 (X12 Desloca a ferramenta até X12 P3) N10 Y52.8 (Y52.8 P4) N11 X88 (X88 P5) N12 Y7.2 (Y7.2 P6) N13 X40 N14 G00 Z1 N15 G40 M09 N16 G28 M05 N17 M30 (X40 FINAL DO CONTORNO) (G00 Desloca a ferramenta afastando-a da peça) (G40 Cancela a compensação de raio M09 Desliga Refrig.) Nos exemplos a seguir é mostrado como realizar aproximações da ferramenta corretamente junto à parede externa e interna do rebaixo. Ø80 Figura 3.51: Desenho com as dimensões da peça para os dois próximos exemplos. Na figura a seguir é mostrado detalhe esquemático da aproximação feita pela ferramenta, inicialmente, distante da peça com a instrução G41, o seu trajeto no contorno externo á esquerda da peça, bem como, seu retorno à posição inicial com a instrução G40. Note que o zero peça foi definido no centro da peça.

135 135 RAIO DE COMPENSAÇÃO POSIÇÃO INICIAL POSIÇÃO COMPENSADA 50 NA APROXIMAÇÃO NO RETORNO 40 TRAJETO DA FERRAMENTA Ø80 Figura 3.52: Detalhe esquemático da aproximação e trajeto da ferramenta para o externo. Considerando-se a profundidade de 10 mm para o contorno e uma ferramenta com 20 mm de diâmetro, para a peça do desenho anterior tem-se o seguinte programa: O9100 N1 G21 (Exemplo 3 de compensação de raio à esquerda) [BILLET X100 Y100 Z20 [TOOLDEF T01 D20 L120 N2 G40 G80 (G40 Cancela a compensação de raio) N3 G28 N4 M06 T01 (G80 Cancela qualquer ciclo fixo) (G28 Move a ferramenta para o ponto de troca) N5 G90 G00 X0 Y50 Z2 M03 S600 M08 (Move a ferramenta para o ponto inicial) N6 G94 G01 Z-10 F100 (G94 Estabelece o avanço em mm/minuto) N7 G41 X0 Y40 N8 G02 J-40 N9 G01 G40 Y50 N10 G00 Z2 (G01 Avanço controlado com 100 mm/min) (Z-10 - Penetra a ferramenta até Z-10 Posição inicial) (G41 Estabelece a compensação de raio à esquerda) (G02 - Interpolação Circular com centro em J-40) (G40 Cancela a compensação de raio e retorna até ponto inicial) (G00 Desloca a ferramenta acima da peça) O programa continua com a usinagem interna, a seguir. Na figura a seguir é mostrado detalhe esquemático da aproximação feita pela ferramenta, inicialmente, do centro da peça com a instrução G41, o seu trajeto no contorno interno á esquerda da peça, bem como, seu retorno à posição inicial com a instrução G40. Note que o zero peça foi definido no centro da peça.

136 136 TRAJETO DA FERRAMENTA RAIO DE COMPENSAÇÃO POSIÇÃO COMPENSADA 30 NA APROXIMAÇÃO NO RETORNO Ø60 POSIÇÃO INICIAL Figura 3.53: Detalhe esquemático da aproximação e trajeto da ferramenta para o interno. Considerando-se a mesma profundidade para o contorno e a mesma ferramenta, para fresagem da peça do desenho anterior tem-se a seguinte continuação do programa O9100. N11 G90 G00 X0 Y0 Z2 M03 S600 M08 (Move a ferramenta para o ponto inicial) N12 G94 G01 Z-10 F100 (G94 Estabelece o avanço em mm/minuto) N13 G41 X0 Y30 F50 N14 G03 J-30 N15 G01 G40 Y0 N16 G00 Z2 N17 G28 M05 M09 N18 M30 (G01 Avanço controlado com 100 mm/min) (Z-10 - Penetra a ferramenta até Z-10 Posição inicial) (G41 Estabelece a compensação de raio à esquerda) (G03 Interpolação Circular Anti-Horária com centro em J-30) (G40 Cancela a compensação de raio e retorna até ponto inicial) (G00 Desloca a ferramenta acima da peça)

137 137 SUBPROGRAMAS: CHAMADA E EXECUÇÃO Um programa é uma série de instruções atribuídas para diferentes ferramentas e operações. Se um programa qualquer inclui duas ou mais repetições de instruções, sua estrutura poderia ser modificada de um único programa para dois programas menores separados. Cada instrução repetitiva é escrita apenas uma vez no subprograma e pode ser chamado pelo programa principal sempre necessário. Um subprograma é útil sempre que na usinagem houver: Padrões repetitivos de furos; Canais e rasgos; Mudanças de pallets; Instruções especiais, etc. Vantagens da utilização de subprogramas: Redução do tamanho do programa principal; Redução da possibilidade de erros; Redução no tempo e esforço de programação; Facilidade de realizar alterações nos programas. Identificação do subprograma Um subprograma deve ser identificado de maneira única para ser reconhecido pelo sistema de controle como um subprograma e não como um programa principal. Preferencialmente usam-se todos os quatro dígitos para sua identificação. A distinção entre os tipos subprograma e programa principal na programação, se faz pelo uso da instrução M98 de chamada do subprograma e utilizada no programa principal e a instrução M99 utilizada no subprograma para finalizar este e retornar ao programa principal. Algumas instruções preparatórias tornam-se desnecessárias no subprograma, pois certamente estarão no programa principal. Geralmente utiliza-se coordenadas incrementais nas instruções de posicionamento, G91, por exemplo, ou direções de eixos auxiliares paralelos U, V, W. Chamada de subprograma A instrução M98 faz a chamada de um subprograma existente conforme especificado pelo parâmetro P. O parâmetro P terá um número à esquerda identificando a quantidade de repetições e junto a estes o número de identificação do subprograma de até quatro dígitos. Por exemplo, o parâmetro P30025 especifica três repetições do programa Se um subprograma tiver de ser executado apenas uma vez, não será necessário especificar a quantidade de repetições, por exemplo, se o subprograma do exemplo anterior tiver de ser executado apenas uma única vez pode-se escrever o parâmetro como P0025. Deve-se dar preferência para identificação dos subprogramas iniciados por 0 e assim, evita-se que a combinação de quantidade e número do programa aponte para o programa incorreto. Não é se deve utilizar a letra O na identificar o subprograma junto ao parâmetro P. Obs. no simulador Denford Fanuc existe uma diretiva que permite chamar subprogramas com identificação não numérica. Por exemplo: [SUBPROGRAM 2 FRED

138 138 M98 P2 No exemplo citado o programa de nome FRED é identificado como programa 2 pela diretiva [SUBPROGRAM e chamado com a instrução M98. Final de subprograma O final de um subprograma se faz com a instrução M99 em lugar de M30 ou M02. Nunca se deve usar M30 ou M02 para terminar um subprograma, pois, todos os programas serão imediatamente cancelados. Com a utilização da instrução M99 o subprograma é finalizado e ocorre o retorno ao bloco subsequente do programa principal. Eventualmente pode-se usar o parâmetro P para especificar o bloco para qual deve ocorrer o retorno. Por exemplo, M99 P85 faz o controlador voltar para o bloco N85 do programa principal. Note que não se deve usar o endereçamento com a letra N. Vide a seguir figura com o fluxo de processamento com um subprograma. (PRINCIPAL) Figura 3.54: Fluxo de processamento com um subprograma simples Figura 3.55: Desenho de peça como exemplo para subprograma.

139 139 Programa principal da peça do desenho na figura anterior. Note que há um padrão de furação que se repete nos quatro cantos da peça. Isto tornaria o programa principal muito extenso, portanto, pode-se usar um subprograma para repetir o padrão de furação em grelha quatro vezes tendo-se como referência um dos furos de cada grupo e assim simplificar a programação. O9500 N1 G21 (Exemplo de programa principal com chamada do subprograma) [BILLET X200 Y150 Z20 [TOOLDEF T01 D20 L100 (Define a ferramenta T01 para fresar canal central) [TOOLDEF T02 D8 L80 (Define a ferramenta T02 para furações) [TOOLDEF T03 D12 L100 (Define a ferramenta T03 para fresar canais menores) [SUBPROGRAM 9501 O9501 (Identifica o arquivo O9501 como 9501) N2 G40 G80 (G40 Cancela compensação de raio - G80 Cancela qualquer ciclo fixo) N3 G28 N4 M06 T01 (G28 Move a ferramenta para o ponto de troca) (M06-T01 Troca a ferramenta para fresa) N5 G90 G00 X100 Y20 Z2 M03 S400 M08 (Move a ferramenta para a posição inicial) N6 G94 G01 Z-5 F50 N7 Y130 N8 Z2 N9 G28 (G94-G01 Estabelece o avanço controlado e penetra até Z-5) (Y130 Avança até final do canal central) (Z2 Posiciona a ferramenta acima da peça) (G28 Envia a ferramenta para o ponto de troca) N10 M06 T02 (M06-T02 Troca a fresa pela broca T02) N11 G90 G00 X15 Y15 (G90-G00 Posiciona a broca para realizar o primeiro furo) N12 M98 P9501 (M98 P9501 Chama o subprograma 9501) N13 G90 G00 X125 Y15 (G90-G00 Posiciona para furar no segundo grupo) N14 M98 P9501 (M98 P9501 Chama novamente o subprograma 9501) N15 G90 G00 X15 Y95 (G90-G00 Posiciona para furar no terceiro grupo) N16 M98 P9501 (M98 P9501 Chama novamente o subprograma 9501) N17 G90 G00 X125 Y95 (G90-G00 Posiciona para furar no quarto grupo) N18 M98 P9501 (M98 P9501 Chama novamente o subprograma 9501) N19 G28 (G28 Move a ferramenta para o ponto de troca) N20 M06 T03 (M06-T03 Troca a broca pela fresa T03) N21 G90 G00 X21 Y75 M03 S500 M08 (Move para a posição de fresar canais menores) N22 G94 G01 Z-10 F50 (G94-G01 Estabelece o avanço e penetra até Z-10) N23 X69 N24 Z3 N25 G00 X131 (X69 Avança até final do primeiro canal menor) (Z3 Posiciona a ferramenta acima da peça) (G00 X131 - Move para a posição de fresar 2 canal menor) N26 G94 G01 Z-10 F50 (G94-G01 Estabelece o avanço controlado e penetra até Z-10) N27 X179 N28 Z3 N29 G28 M09 M05 N30 M30 (X179 Avança até final do segundo canal menor) (Z3 Posiciona a ferramenta acima da peça) (M30 Finaliza o programa e retorna ao início)

140 140 Todas as instruções modais terão efeito no programa principal e subprograma até que sejam alterados. Por este motivo o tipo de posicionamento por coordenadas utilizadas no programa principal são absolutas (G90). Outras instruções modais como o sentido de rotação do eixo árvore, o valor parâmetro da rotação S, o tipo de interpolação linear ou circular, refrigeração, etc. também devem ser reescritas com os valores corretos, se forem diferentes daquelas estabelecidas no outro programa. No subprograma as coordenadas, geralmente, devem ser incrementais (G91) para que o subprograma seja executado a partir do local em que a ferramenta está posicionada. A seguir o subprograma comentado para execução dos grupos de furos do desenho anterior. O9501 [CLEAR (Exemplo de subprograma)!execução DO SUBPROGRAMA DE FURAÇÃO EM GRELHA RETA N1 M03 S600 M08 N2 G99 G81 R3 Z-15 F20 (G81 Inicia o ciclo de furação e faz o primeiro furo na posição) N3 G91 X20 K3 (G91 Estabelece movimentos em coordenadas incrementais) (K3 Determina a quantidade) (X20 - Espaçamento entre furos da primeira linha) N4 Y20 (Y20 Determina a coordenada na vertical da segunda linha e realiza o primeiro furo desta linha) N5 X-20 K3 (K3 Determina a quantidade, espaçamento e sentido de deslocamento da segunda linha e realiza os furos, X20) N6 Y20 (Y20 Determina a coordenada na vertical da terceira linha e realiza o primeiro furo desta linha) N7 X20 K3 (K3 Determina a quantidade, espaçamento e sentido de deslocamento da terceira linha e realiza os furos, X20) N8 G80 [CLEAR N9 M99 (M99 Retorna ao programa principal (9500) no bloco subsequente) Os subprogramas podem ser aninhados em outros subprogramas de tal maneira que um programa principal pode ser o subprograma de outro programa principal e assim sucessivamente.

141 141 Os simuladores Denford Fanuc Turning v1.11 e Milling v1.43, simuladores de torno e Fresadora, respectivamente, têm por finalidade permitir que se crie, salve, edite e simule programas CNC. (5) Os simuladores rodam em modo MS DOS, mas podem ser executados no Windows XP através dos seus arquivos executáveis FANUCL.EXE (Torno) e FANUCM.EXE (Fresadora) das suas respectivas pastas, FANUCL e FANUCM. Obs. Todo o programa encontra-se na língua inglesa. INTERFACE PRINCIPAL DO SIMULADOR Ao acessar o executável abre-se a interface principal do simulador mostrada na figura a seguir. Esta interface se divide em quatro áreas: área de edição, área de simulação, área de mensagens e barra de menus. ÁREA DE EDIÇÃO ÁREA DE SIMULAÇÃO ÁREA DE MENSAGENS BARRA DE MENUS Figura 4.1: Interface principal do simulador de centro de usinagem. ÁREA DE EDIÇÃO DO SIMULADOR Na área de edição há um cabeçalho que indica a posição do cursor através do número da linha e coluna, e indica o tipo de inclusão de caracteres, inserindo ou sobrescrevendo um caractere. CABEÇALHO ÁREA DE PROGRAMAÇÃO E EDIÇÃO Figura 4.2: Área de edição do simulador.

142 142 ÁREAS DE SIMULAÇÃO A área de simulação mostra a matéria prima na placa do torno CNC e na região mais abaixo, as coordenadas futuras da ferramenta em X e Y. E durante a simulação irá mostrar a ferramenta. MATÉRIA PRIMA FERRAMENTA PLACA DO TORNO POSIÇÃO FUTURA DA FERRAMENTA Figura 4.4: Área de simulação do simulador de torno. A área de simulação mostra inicialmente a matéria prima sobre a mesa do centro de usinagem e na lateral vista de frente em corte, e ao executar um programa CNC irá mostrar o tamanho proporcional da matéria prima, a movimentação da ferramenta e na região mais abaixo, as coordenadas da ferramenta em X, Y e Z. E durante a simulação irá mostrar a trajetória da ferramenta. MATÉRIA PRIMA EM VISTA SUPERIOR MATÉRIA PRIMA VISTA DE FRENTE EM CORTE POSIÇÃO DA FERRAMENTA Figura 4.5: Área de simulação do simulador de fresadora. ÁREA DE MENSAGENS E MENUS DO SIMULADOR Na figura a seguir tem-se a área Tutorial onde mensagens programadas irão aparecer e mais abaixo a barra de menus indicando quais teclas utilizar para acessar os respectivos menus. Figura 4.6: Área de mensagens e barra de menus do simulador Denford Fanuc.

143 143 Os menus e os suas respectivas finalidades são: F1 help Menu principal de ajuda que dá acesso a varias opções de auxílio ao simulador. Ctrl+F1 G/M help - Pressionadas simultaneamente, estas teclas dão acesso rápido a ajuda sobre uma instrução G ou M selecionada previamente do programa CNC. F2 save Salva o arquivo de programa CNC ativo ou possibilita nomear o novo arquivo. F3 load Permite especificar e abrir um arquivo existente. F9 simulate Permite acesso a várias opções relacionadas à simulação. F10 main menu Permite acesso ao menu principal onde se encontram opções diversas. MENU HELP DO SIMULADOR O menu help descreve através dos sub - menus como utilizar o simulador Denford Fanuc, vide figura a seguir. Para selecionar uma das opções disponíveis neste menu usam-se as setas do teclado e a tecla Enter ou para confirmar a opção selecionada e para fechar este ou qualquer outro menu tecla-se Esc (Escape) Figura 4.7: Janela inicial do menu de ajuda com seus sub menus. Os sub menus Screen display, Hot Keys, Edit Keys e CNC instructions informam respectivamente: Screen display Descreve cada área da tela do programa simulador. Hot Keys Descreve cada uma das instruções das teclas de atalho dos menus da barra no simulador de torno. No simulador de fresadora menu desativado. Edit Keys - Indica quais teclas podem ser utilizadas e seu efeito durante a edição. CNC instructions Abre outra janela com acesso à sub menus relacionados a instruções, códigos CNC G/M e diretivas do simulador. As teclas de edição e sua instrução estão descritas abaixo TABELA EDIT KEYS TECLAS DE EDIÇÃO (5) TECLAS Setas Del Backspace Insert Home End DESCRIÇÃO DA INSTRUÇÃO Movem o cursor nas respectivas direções Exclui o caractere selecionado Exclui o caractere à esquerda do cursor Alterna entre Insert e overwrite (Inserir ou sobrescrever caractere) Move o cursor para o início da linha Move o cursor para o final da linha

144 144 Page Up Ctrl+Page up Ctrl+Page down Ctrl+Y Ctrl+N Ctrl+R F7 F8 Alt+D Alt+M Alt+C Move o cursor uma página acima Move o cursor para primeira linha do programa Move o cursor para última linha do programa Exclui tudo da linha atual Insere uma nova linha em branco Restaura uma linha editada (somente possível se você não saiu da linha) Define o início de área de marcação de seleção de texto do programa Define o final de área de marcação de seleção de texto do programa Exclui a área seleção marcada Move a área de seleção marcada para posição atual do cursor Copia a área marcada para a posição atual ATENÇÃO PARA A ORTOGRAFIA Mantenha o endereçamento junto aos números ou sinal de menos (-) sem espaço entre eles, por exemplo, G01 e não G 01 ou X-123 e não X Não utilize caracteres ou acentuação nos programas CNC, por exemplo, Ç, ^, ~, $, &, *, etc. Não utilize vírgula como separador de decimais, deve-se usar o ponto para isto. SUB MENU CNC INSTRUCTIONS O sub menu CNC instructions dá acesso a descrição de cada um dos códigos G, códigos M, Diretivas do simulador e instruções sobre comentários. Para selecionar uma das opções disponíveis neste menu usam-se as setas do teclado e a tecla Enter ou para confirmar a opção selecionada e para fechar este ou qualquer outro menu tecla-se Esc (Escape). Figura 4.8: Janela CNC instructions para acesso às instruções de códigos e diretrizes.

145 145 MENU SIMULATION Através do menu Simulation se tem acesso à opções relacionadas a simulação, conforme mostrado na figura a seguir. Este menu pode ser acessado ao teclar F9. Figura 4.9: Janelas do menu de simulação de torno e fresadora, respectivamente. O menu Simulation possui as opções listadas a seguir. Para selecionar uma das opções disponíveis neste menu usam-se as setas do teclado e a tecla Enter ou para confirmar a opção selecionada e para fechar este ou qualquer outro menu tecla-se Esc (Escape): Check syntax Verificação da sintaxe do programa CNC. Se houver erros será mostrada uma mensagem e o cursor se posicionará na linha do programa CNC que requer alteração. Run Program Realiza a simulação do programa CNC mostrando na área de simulação da tela a execução da usinagem. Em caso de erros o programa é interrompido na linha correspondente. Dry run Verifica se o programa será executado sem mostrar na tela sua execução. Se houver erros será mostrada uma mensagem e o cursor se posicionará na linha do programa CNC que requer alteração. Set Tooling Mostra a relação de ferramentas disponíveis para simulação em torno. Vide figura adiante. Set datum Permite acesso a alterações de posição do zero peça através das setas para os eixos X e Y, e teclas U e D para o eixo Z. Set view Permite alterar a área de visualização da peça, aproximando ou afastando através das setas do teclado. 3D view Permite visualizar a peça em 3D, sem simulação. Postprocess Permite executar um pós-processador se estiver instalado e salvar um novo arquivo no último local acessado, caso contrário não terá efeito. Figura 4.10: Janelas do sub menu Set Tooling relação numérica, o desenho e finalidade.

146 146 MAIN MENU MENU PRINCIPAL O Main Menu (menu principal) permite navegar entre as mais comuns opções do software de simulação Denford Fanuc. Vide figura a seguir. Para acessar o Main menu deve-se pressionar a tecla F10. Para selecionar uma das opções disponíveis neste menu usam-se as setas do teclado e a tecla Enter ou para confirmar a opção selecionada e para fechar este ou qualquer outro menu tecla-se Esc (Escape). As opções deste menu são: Figura 4.11: Main menu (Menu Principal). Edit only Esta opção irá mostrar a área de edição em tela cheia facilitando a visualização das linhas do programa CNC mais longas. A simulação não estará disponível, mas é possível verificar a sintaxe do código CNC. O programa CNC pode ser alterado nesta opção. Edit and Simulate Esta opção permite que as áreas de edição, simulação e mensagens apareçam na tela simultaneamente. O programa CNC pode ser alterado também nesta opção. Simulate only Esta opção permite que a área de simulação seja visualizada em tela cheia junta com a área de mensagens. Link to controller Esta opção permite à um arquivo CNC ser descarregado ou carregado de um controlador CNC via uma conexão serial RS 232. (NÃO DISPONÍVEL). CNC Files Esta opção dá acesso à um sub menu permitindo que arquivos CNC sejam carregados, salvos, excluídos e diretórios de drives sejam alterados. Print Esta opção irá imprimir o arquivo atualmente carregado em vários formatos. (NÃO DISPONÍVEL). Remote Link Esta opção dá acesso á um sub menu permitindo que a máquina controladora tenha um link com equipamento externo, tal como, impressora para a transferência do arquivo CNC. (NÃO DISPONÍVEL). Settings Esta opção dá acesso à um sub menu permitindo muitas opções listadas acima serem personalizadas e configuradas. Utilities Esta opção permitirá acesso á outros softwares utilitários que rodem através do MS DOS (NÃO DISPONÍVEL). Quit Esta opção irá fechar o programa de simulação Denford Fanuc. SETTINGS - CONFIGURAÇÕES Através do Main menu chega-se a opção Settings que permite acesso à várias opções de configuração do simulador Denford Fanuc. Vide figura a seguir.

147 147 Para selecionar uma das opções disponíveis neste menu usam-se as setas do teclado e a tecla Enter ou para confirmar a opção selecionada e para fechar este ou qualquer outro menu teclase Esc (Escape). Quando todas as opções estiverem configuradas, estas devem ser salvas em disco. Cada vez que o software for iniciado ele irá carregar as configurações personalizadas que foram salvas. (NÃO ESTARÃO DISPONÍVEIS PARA SALVAMENTO NO DRIVE DA UMC). Figura 4.12: Sub menu settings (Configurações personalizadas). Este sub menu oferece as seguintes opções e suas instruções estão descritas abaixo: Editor Esta opção permite que a janela do editor de arquivos CNC seja personalizada. Simulation Esta opção permite que os gráficos e visualizações do simulador sejam personalizados Print device Esta opção permite qualquer impressora conectada ao computador na entrada paralela LPT1 seja configurada. Print page layout Esta opção permite que o leiaute da impressão seja personalizado. Controller link Esta opção permite que os protocolos de comunicação entre o pc onde o software simulador está rodando e um controlador externo Fanuc sejam configurados. (NÃO DISPONÍVEL SEM UM CONTROLADOR CONECTADO VIA REDE). Remote link Esta opção permite que os protocolos de comunicação entre o pc onde o software simulador está rodando e um equipamento externo sejam configurados. (NÃO DISPONÍVEL SEM UM CONTROLADOR CONECTADO VIA REDE). Miscellanious - Esta opção permite que as unidades de medida, nome do usuário e tamanho do texto sejam personalizados. Load settings Esta opção permite várias configurações de carregamento de um disco. Save settings Esta opção permite várias configurações de salvamento em disco. Para alterar as sub opções tecla-se Enter ou e para fechar este ou qualquer outro menu tecla-se Esc (Escape). Para confirmar a opção selecionada quando todas as opções estiverem configuradas, estas devem ser salvas em disco. Cada vez que o software for iniciado ele irá carregar as configurações personalizadas que foram salvas em Save settings no Main menu. (NÃO ESTARÃO DISPONÍVEIS PARA SALVAMENTO NO DRIVE DO PROGRAMA NA UMC).

148 148 DIRETIVAS DE PROGRAMAÇÃO No simulador FANUCL (LATHE) utilizado para simulação de usinagem em tornos e no simulador FANUCM (MILL) utilizado para simulação de fresadoras e centros de usinagem é necessário usar algumas diretivas, seja para especificar o tamanho da matéria prima, seja para inserir comentários. Vide na tabela a seguir as diretivas disponíveis suas respectivas finalidades. TABELA 4.2 DIRETIVAS DE PROGRAMAÇÃO (5) DIRETIVA DESCRIÇÃO DA DIRETIVA EXEMPLO DE SINTAXE [BILLET Permite que a matéria prima mostrada no simulador tenha o tamanho correto. [BILLET X30 Z65 (tornos) [BILLET X120 Y150 Z35 (fresadoras) [CLEAR Limpa a janela tutorial de mensagens. [CLEAR [STEP Executa o programa passo a passo após a diretiva aparecer no programa, exigindo que se pressione uma tecla para continuar. [STEP [NOSTEP Desabilita a diretiva [STEP. [NOSTEP [SHOW Habilita que as operações sejam mostradas na área de simulação. [SHOW [NOSHOW Desabilita a simulação. [NOSHOW [EDGEMOVE Move o canto inferior esquerdo da matéria prima para a coordenada especificada. [EDGEMOVE X10 Y-20 (Apenas para fresadoras - FANUCM) [TOOLDEF Definição do número, diâmetro e comprimento da ferramenta. Deve ser declarada no início do programa NC [TOOLDEF T1 D8 L65 [TOOLDEF T(número) D(diâmetro) L(comprimento) [SUBPROGRAM Permite que um programa que não tenha um nome exclusivamente numérico seja chamado como subprograma e se atribua um número a este programa que deverá ser chamado quando necessário. A diretiva deve aparecer no início do programa. No programa ao utilizar a instrução M98 o endereçamento P deve conter o número atribuído. [SUBPROGRAM 2 FURAR (No cabeçalho) Neste exemplo é atribuído o número 2 ao subprograma que tem o nome FURAR. M98 P2 (No programa)! Mostra a mensagem na janela tutorial sem a parada do programa NC.? Mostra a mensagem na janela tutorial com a pausa do programa NC e aguarda que o operador pressione uma tecla para continuar. ( Comentários iniciados com parênteses podem ser utilizados para anotações e serão ignorados quando o programa é executado.!início DA USINAGEM?INICIAR A TORNEAMENTO (PROGRAMA DA PECA 123

149 Ø40 Ø Neste simulador FANUCL (LATHE) utilizado para simulação de usinagem em tornos devem-se utilizar apenas as ferramentas disponíveis no carrossel (magazine) conforme descritas na tabela a seguir: TABELA NUMERAÇÃO DAS FERRAMENTAS E OPERAÇÕES DE CORTE. FERRAMENTA OPERAÇÃO T01 ACABAMENTO EXTERNO T02 T03 T04 ROSCAS EXTERNAS BEDAME PARA CANAIS EXTERNOS BROCA Ø4mm T05 T06 BROCA Ø12mm DESBASTE INTERNO A PARTIR DE Ø11mm T07, T08 e T09 DESBASTE EXTERNO Vide exemplo a seguir. Tendo-se em mãos o desenho da peça e conhecendo-se as características da máquina ou simulador, podem-se estabelecer a sequência de operações, os parâmetros de usinagem, os percursos das ferramentas, etc. Desenho da peça - Exemplo 1: Figura 4.13: Desenho da peça para o exemplo 1. Sequência de operações e Parâmetros de usinagem Sequência Operação Ferramenta Rotação (rpm) Avanço 1 Desbaste T mm/min 2 Acabamento T mm/min 3 Furação (Broca 12mm) T mm/min Exemplo 1: O2801 (O Número do programa.)!primeiro-programa-cnc (! Envia nova mensagem.) N10 G21; (N10 Bloco número 10.) (G21 - Ajusta o sistema de medidas, no caso, métrico milímetros.)

150 150 [BILLET X40 Z35 (A diretiva [BILLET X Z define o tamanho da matéria prima para simulação, sendo X40 o diâmetro e Z35 o comprimento) [CLEAR ([CLEAR Limpa a área de mensagens.)!operador-inicio (! Envia nova mensagem.) N20 G28; (G28 Move torre para local de troca da ferramenta.) N30 M06 T07; (M06 Realiza a troca da ferramenta pela T07 (Desbaste Externo.) N40 G00 X38 Z2 M13 S800; (G00 Move a ferramenta rapidamente para a primeira posição de usinagem X38 Z2) (M13 Liga árvore no sentido horário e liga a refrigeração.) (S1200 Define a rotação em 1200 rpm.) N50 G98 F200 G01 Z-20; (G98 Define o avanço em mm/min.) (F200 Especifica o avanço em 200 mm/min.) (G01 Executa avanço controlado por F200.) (Z-20 Posição final de desbaste no comprimento.) N55 X40; (X40 Afasta a ferramenta da peça para o diâmetro X40.) N60 G00 Z2; (G00 Move rapidamente a ferramenta até posição inicial no comprimento.) N65 X36; (X36 Move rapidamente a ferramenta até posição inicial no próximo diâmetro á ser desbastado.) N70 G01 Z-20; (G01 Executa avanço controlado da ferramenta por F até Z-20.) N75 X40; (X40 Afasta a ferramenta da peça para o diâmetro X40.) [CLEAR ([CLEAR Limpa a área de mensagens.)!desbastando (! Envia nova mensagem.) N80 G00 Z2; (G00 Move rapidamente a ferramenta até posição inicial no comprimento.) N85 X34; (X34 Move rapidamente a ferramenta até posição inicial no próximo diâmetro á ser desbastado.) N90 G01 Z-20; (G01 Executa avanço controlado da ferramenta por F até Z-20.) N95 X40; N100 G00 Z2; N105 X31; N110 G01 Z-20; N115 X40; [CLEAR ([CLEAR Limpa a área de mensagens.)! TROCA_FER. ACABAMENTO (! Envia nova mensagem.) N120 G28; (G28 Move torre para local de troca da ferramenta.) N125 M06 T01; (M06 Realiza a troca da ferramenta pela T01 (Acabamento.) N130 G00 X30 Z2; (G00 Move a ferramenta rapidamente próximo á peça para o acabamento diâmetro X30.) N135 G98 F150 S1200; N140 G01 Z-20; N145 G00 X40; [CLEAR!TROCANDO-FERRAMENTA N150 G28; (G28 Move torre para local de troca da ferramenta.) N155 M06 T05; (M06 Realiza a troca da ferramenta pela T05 (Broca Ø12mm.) N160 G00 X0 Z2; (G00 Move a broca rapidamente para a posição de furação.) [CLEAR?DESEJA_FURAR? (? Espera o operador pressionar botão para iniciar furação.) N165 G81 F150 M14 S250; (G81 Executa ciclo de furação com F150 (150mm/min) em movimento pica-pau com 250 rpm em sentido anti-horário.) [CLEAR ([CLEAR Limpa a área de mensagens.)!furando (! Envia nova mensagem.)

151 151 N170 Z-2; (Z-2 Move a broca com avanço controlado para a posição Z-2 e depois recua até sair da peça.) N175 Z-6; (Z-4 Move a broca com avanço controlado para a posição Z-4 e depois recua até sair da peça.) N180 Z-10; N185 Z-14; N190 Z-18; [CLEAR ([CLEAR Limpa a área de mensagens.)!usinagem_terminada (! Envia nova mensagem.) N195 G28; (G28 Move torre para local de troca da ferramenta.) N200 M13; (M13 - Desliga o eixo árvore e refrigeração.) N205 M30 (M30 Fim de programa.) Desenho da peça - Exemplo 2: Figura 4.14: Desenho da peça para o exemplo 2. Sequência de operações e parâmetros de usinagem Sequência Operação Ferramenta Rotação (rpm) Avanço 1 Desbaste T mm/min 2 Acabamento T mm/min 3 Furação (Broca 12mm) T mm/min 4 Canal e Corte (bedame 3mm) T mm/volta Para alguns simuladores e máquinas CNC não é necessário fechar o parêntesis. Após o cabeçalho devem-se introduzir os primeiros parâmetros. No simulador cada linha deve ser um bloco iniciado pela letra N, seguida de um número inteiro e finalizado com ;. Obs. Muitos comandos não aceitam este símbolo. Vide linhas de programação a seguir. Exemplo 2

152 152 O2602 (O Número do programa.) N10 G21; (N10 Bloco número 10. ) (G21 - Ajusta o sistema de medidas, no caso métrico milímetros.) [BILLET X55 Z90 (A diretiva [BILLET X Z o tamanho da matéria prima para simulação, sendo X55 o diâmetro e Z90 o comprimento) [CLEAR ([CLEAR - Limpa a tela de exibição.)!operador - INÍCIO DA USINAGEM EXTERNA (! Envia mensagem ao operador.) N20 G28; (G28 - Move torre para local de troca da ferramenta.) (U0 e W0 Especificam a posição em relação a X e Z.) N30 M06 T01; (M06 - Executa a troca de ferramenta.) (T01 Especifica a ferramenta a ser usada.) N40 G00 X53 Z2 M13 S3500; (G00 Desloca rapidamente a ferramenta para a posição inicial de corte X53 Z2.) (M13 - Liga o eixo árvore e a bomba de óleo.) (S3500 Determina a rotação da árvore.) N50 G98 F200 G01 Z-70; (G98 - Ajusta o feedrate ou vel. de avanço para mm/min.) (F200 Determina o avanço em 200 mm/min.) (G01 - Determina a execução de avanço linear conforme F.) (Z-70 Determina até que posição em Z deve ser feito o desbaste.) N51 G00 X55; (G00 X55 Afasta-se rapidamente do diâmetro.) N52 Z2; (Z2 Aproxima-se rapidamente da posição inicial.) N53 X51; (X51 Aproxima-se rapidamente do diâmetro.) N54 G01 Z-70; (Z-70 Determina até que posição em Z deve ser feito o desbaste.) N55 G00 X55; N56 Z2; N57 X49; N58 G01 Z-48; N59 G00 X50; N60 Z2; N61 X47; N62 G01 Z-47; (REPETE POSICIONAMENTO CONTORNANDO PERFIL DO EIXO.) (N70 G98 F200 G01 W-17;) (U e W são os endereços incrementais para X e Z respectivamente) (NO CASO F=200 mm/min) N80 X40 Z-45; (OU) (N60 U20 W-30;) N90 G02 X50 Z-50 R5; (OU) (N70 G02 U10 W-5 R5;) N100 G01 W-15; (ou) (N100 G01 Z-65;) N110 G28 M05; (M05 DESLIGA O EIXO ARVORE PARA A TROCA SEM DESLIGAR A REFRIGERAÇÃO) (G28 - Move torre para local de troca da ferramenta) [CLEAR!OPERADOR - INICIO FURACAO N120 M06 T02; (TROCA A FER. PELA BROCA DE 12 MM DE DIAMETRO) N130 G00 X0 Z2 M03 S2500; (POSICIONA BROCA NO CENTRO DA PECA E LIGA O EIXO ARVORE)

153 153 N140 F150 G01 Z-15; (Não será necessário repetir a instrução G98, pois ela foi programada anteriormente, no bloco N50, portanto ele é modal.) N150 G00 Z2; N160 G28 M05; [CLEAR!OPERADOR - INÍCIO DO CANAL N170 M06 T03; (BEDAME DE 3MM PESCOÇO) N180 G00 X22 Z-8 M03 S2000; N190 G99 F0.05 G01 X16; (G99 cancela G98 para feedrate (AVANÇO) por volta da peça, no caso F=0,05mm/volta) (Lembre-se que para cancelar uma instrução G, apenas outra pertencente ao mesmo grupo o faz.) N200 G00 X57; N210 Z-68; (COMPENSAMOS 3MM DA LARGURA DO BEDAME SOBRE O COMPRIMETO DA PECA 65MM) N220 G01 X0; N230 G00 X57; N240 G28 M15; (M15 DESLIGA ARVORE + BOMBA DE REFRIGERAÇÃO) N250 M30; (FIM DO PROGRAMA)

154 154 Sabe-se que entre o projeto da peça e a peça pronta tem-se o desenho e a fabricação como etapas do processo para sua obtenção. Estas etapas devem ser mais breves possíveis para que o custo não seja muito elevado, inviabilize a venda da peça e também coloque a peça disponível para entrega, o mais breve possível ao cliente, na quantidade e qualidade especificadas. Considerando-se a urgência de conclusão destas etapas, iniciaram-se as pesquisas para utilizar o computador como meio de auxiliar na execução dos desenhos e fabricação, e assim, no final da década de 1950 e início de 1960 foram desenvolvidos os primeiros softwares com estas finalidades. Os programas para desenho no computador são atualmente denominados CADD abreviatura da frase em inglês Computer Aided Drafting and Design com o significado em português de Projeto e Desenho Auxiliado pelo Computador. E os programas para simulação e geração de programas com os códigos para os sistemas de controle das máquinas ferramentas são denominados CAM, que é a abreviatura da frase em inglês Computer Aided Manufacturing, com o significado em português de Manufatura Auxiliada pelo Computador ou Fabricação Auxiliada pelo Computador. Estas áreas e muitas outras utilizam atualmente o computador como ferramenta para melhoria dos processos à que se relacionam, mas o desenvolvimento do computador com diversos componentes eletrônicos como conhecemos hoje teve seu início com o Colossus em 1943 na Inglaterra quando as forças aliadas utilizaram-no para decifrar as mensagens enviadas pelos alemães na segunda guerra mundial com o codificador denominado Enigma. Figura 5.1: Colossus Mk2 sendo operado. Terminada a segunda guerra mundial várias instituições educacionais e grandes empresas passaram a desenvolver computadores para usos diversos, seja em instituições financeiras, governamentais, ou científicos. O computador Eniac (Electronic Numerical Integrator and Computer, ou seja, computador integrador numérico eletrônico) desenvolvido entre 1943 e 1945 começou a funcionar em 1946 foi um destes primeiros computadores pelos cientistas norte-americanos John Eckert e John Mauchly, da Electronic Control Company. A ideia era construir um computador para quebrar códigos de comunicação e realizar vários tipos de cálculos de artilharia para ajudar as tropas aliadas durante a Segunda Guerra Mundial. Porém, o ENIAC acabou sendo finalizado depois do final da guerra e foi usado nos primeiros anos da Guerra Fria, contribuindo, por exemplo, no projeto da bomba de hidrogênio. (9) Segundo Groover (2007), o trabalho de desenvolvimento inicial em controles numéricos é creditado a John T. Parsons, um mecânico e vendedor da empresa de usinagem de seu pai a Parsons Corporation. (10)

155 155 Figura 5.2: John T. Parsons (* ) idealizador do controle numérico. (11) Ao procurar a Sikorsky Aircraft, fabricante de hélices e rotores de helicópteros na época, para obter um possível trabalho, logo conseguiu um contrato para fabricar longarinas de madeira. O projeto fornecido pela Sikorsky à Parsons possuía uma série de 17 pontos que definiam o contorno. Parsons, em seguida, teve que interligar os pontos com uma curva francesa para gerar um esboço. Durante o processo de fabricação ele encontrou vários problemas e considerou a possibilidade de utilizar metal estampado em vez de madeira, pois estas longarinas seriam mais resistentes e mais fáceis de fazer, eliminaria o trabalho complexo, a cola e os parafusos de madeira. Parsons consultou Frank Stulen, chefe da divisão do Laboratório de Propulsores (Propeller Lab Rotary Ring Branch) do campo de treinamento e pesquisas aeronáuticas, Wright Field. Ao perceber que Stulen tinha grande conhecimento do assunto contratou Stulen para auxiliá-lo em Abril de O irmão de Stulen, que trabalhava na Curtis Wright Corporation e estava utilizando cartões perfurados para cálculos de engenharia. Parsons disse a Stulen que, se pudessem ser usados os cartões perfurados para gerar 200 pontos, em vez de apenas 17 para as posições da ferramenta de corte na fresadora, iria produzir um contorno relativamente preciso. Entretanto, seriam necessários três operadores para executar o trabalho, pois um destes faria a leitura dos cartões e cada um dos outros moveria um dos eixos X e Y para posicionar a ferramenta no local indicado. Parsons imaginou, então, que se a leitura dos cartões e os movimentos fossem executados pela própria máquina, eventuais erros de leitura seriam evitados, bem como, erros de posicionamento, além de possibilitar inserir um grande número de pontos para definir o contorno. A Lockheed estava encarregada de projetar uma máquina para fazer as asas dos aviões, Parsons procurou-a, mas ela não se interessou na ideia, pois já havia comprado uma caríssima, máquina copiadora de cinco eixos para copiar os modelos. Os modelos utilizados pela Lockheed não tinham a mesma exatidão que aqueles produzidos por Parsons, portanto, não conseguiria produzir as asas com a exatidão necessária. Em 1949 a força aérea norte americana (U. S. Air Force) propôs á Parsons um financiamento para este construísse suas próprias máquinas. Nos primeiros trabalhos com a Snyder Machine & Tool Corporation experimentou um sistema de comando diretamente dos motores, mas não conseguiu obter um corte liso do contorno, pois diferentes forças significavam a mesma quantidade de potência, mas não produziam a mesma quantidade de movimento nos controles da máquina. Parsons percebeu que seria necessário ter algum tipo de sistema de retorno (feedback) para medir os erros e compensá-los.

156 156 Diante da difícil tarefa de construir um sistema desse tipo, Parsons procurou o Laboratório de servomecanismos no MIT (Massachusetts Institute of Technology). O MIT que era líder em computação mecânica e sistemas de feedback, e que durante a segunda guerra mundial havia construído uma série de dispositivos motorizados para armas e o sistema de radar, para que desenvolvesse o sistema de feedback para sua máquina. Um acordo foi firmado entre Parsons, MIT e a U. S. Air Force. O contrato precia a construção de duas Card-A-Matic Milling Machines, um protótipo e um sistema de produção. Em vez disso, em 1950 o MIT comprou a fresadora Hydro-Tel da Cincinnati Milling Machine Company e fez um contrato diretamente com a U. S. Air Force, sem a participação de Parsons no desenvolvimento. Mais tarde, Parsons viria a comentar Nunca sonhei que alguém tão respeitável como o MIT iria deliberadamente, assumir e prosseguir com meu projeto. Em 5 de maio de 1952, Parsons pediu uma patente de sua máquina Motor Controlled Apparatus for Positioning Machine Tool (Dispositivo Controlador de Motor para Posicionamento de Máquina Ferramenta) e recebeu a patente nos EUA em 14 de janeiro de 1958, vendeu licenças da patente para a Bendix, IBM, Fujitsu e General Electric para que estas pudessem continuar a produzir seus controladores. (12) O MIT, diferente de Parsons que utilizava cartões perfurados, utilizou uma fita perfurada com sete faixas para a entrada de instruções. Três faixas foram utilizadas para controlar os diferentes eixos da máquina, enquanto que as outras quatro continham outras informações de controle. O controlador consistia de cinco gabinetes, tão grandes como refrigeradores, em que três desses gabinetes continham os controladores dos motores e dois gabinetes para o sistema de leitura digital, conforme mostrado nas figuras a seguir. Figura 5.3: Primeira máquina NC com os gabinetes dos controladores numéricos.

157 157 Figura 5.4: Exemplos de fita perfurada utilizada para armazenar informações dos programas. O sistema foi demonstrado publicamente em setembro de 1952, aparecendo na revista Scientific American do mês. A exatidão e repetitividade do sistema de controle NC do protótipo teve um desempenho melhor do que com os métodos manuais de usinagem até então disponíveis. Na época o custo do projeto apresentado para a U. S. Air Force, alcançou US$ , em torno de US$ em A possibilidade de redução do tempo não produtivo na usinagem era evidente. Entretanto os fabricantes de máquinas ferramentas não estavam dispostos a investir grandes somas de dinheiro para desenvolver produtos baseados em controle numérico. A partir de 1952, a Machine Tool Monarch desenvolveu um torno controlado numericamente através de fitas perfuradas que foi demonstrado em Em 1955, muitos da equipe do MIT formaram a Concord Controls com apoio da Giddings and Lewis Machine Tools Company que tinha captado o desenvolvimento do MIT, pois o contrato com a U. S. Air Force havia se encerrado em A Concord Controls produziu o controlador Numericord substituindo a fita perfurada por um leitor de fita magnética desenvolvida pela General Electric. No MIT com o desenvolvimento do computador Whirlwind (Abr./1951), John Runyon criou uma série de sub-rotinas para produzir as fitas utilizadas pelo computador reduzindo o tempo para produzir a lista de instruções e a peça a ser fresada, de oito horas para quinze minutos. (10) O computador Whirlwind possuía de válvulas e sua capacidade inicial era de apenas 256 palavras de memória interna, que posteriormente foi aumentada para palavras, consumia 150kwatts e ocupava em torno de 230 metros quadrados. (10) Figura 5.5: Unidade Aritmética Whirlwind, á esquerda sala de controle, á direita alguns dos gabinetes. (10)

158 158 E em 1956, a força aérea americana decidiu patrocinar o desenvolvimento de máquinas ferramentas NC e encorajar as pesquisas no MIT para desenvolvimento de uma linguagem de programação para as máquinas de controle numérico. (13) Esta pesquisa resultou no desenvolvimento de padronização APT Automatically Programmed Tooling como uma linguagem de programação que o usuário pode escrever com instruções de usinagem em inglês, que codificadas, são interpretadas por um sistema de controle numérico. Figura 5.6: Cinzeiro sendo usinado na primeira fresadora NC com a linguagem APT II á esquerda e pronto á direita. (14) Segundo Machado (1987), em 1959 é criada a primeira máquina com trocador automático de ferramentas IBM ENDICOTT. (15) O Dr. Patrick J. Hanratty conhecido como O pai do CADD/CAM por sua contribuição pioneira no campo de utilização do computador como auxílio para desenho e manufatura, enquanto trabalhava para a General Electric desenvolveu o primeiro sistema comercial de programação de controle numérico (NC), em 1957, o programa denominado PRONTO e escrito em linguagem Fortran. Em 1961 Dr. Patrick J. Hanratty foi transferido para os laboratórios de pesquisa da General Motors, onde auxiliou no desenvolvimento do programa DAC, (Design Augmented by Computer) Desenho Aumentado por Computador, o primeiro sistema CADD/CAM a usar gráficos interativos (16), (17), (18). Figura 5.7: Dr. Patrick J. Hanratty O pai do CADD/CAM. (19) Em 1960, Ivan E. Sutherland (* ) usando um computador TX-2 no Lincoln Laboratory do MIT com o apoio das forças armadas norte americanas para produzir o SKETCHPAD, que é considerado o primeiro passo para a indústria de CAD. O desenvolvimento do programa fez parte da sua tese de

159 159 doutorado que era "Sketchpad: A Man-Machine Graphical Communications System, ( Sketchpad: Um sistema de comunicação gráfica Homem-máquina ). (17) (20) Figura 5.8: Dr. Ivan E. Sutherland está na área de operação do computador TX-2 (10) (17). O computador TX-2 era a versão transistorizada do Wirlwind e considerado na época, um equipamento de baixo custo. Jack St. Claire Kilby (* ). criou o primeiro circuito integrado na Texas Instruments em Setembro de 1958, para provar que resistências e condensadores podem existir na mesma peça de material semicondutor. Seu circuito consistia de uma lasca de germânio, com cinco componentes ligados por fios. Seu pedido de patente foi feito em Maio de 1959 e possibilitou que se substituíssem as válvulas que consumiam muita potência, queimavam com facilidade e ocupavam muito espaço, entre outros problemas. A produção um chip de cristal que reunia componentes antes separados, como transístores, resistores e capacitores viabilizou a idealização dos microprocessadores. (21) Em 1961 a EIA (Electronic Industries Association) Avaliação de Impacto Ambiental publica as normas RS 244 e a ASCII (American Standard Code for Information Interchange) Norma Americana de Códigos para Intercâmbio de Informações. Em 1968, Dr. David Evans e Dr. Ivan E. Sutherland, professores de ciência da computação, da Universidade de Utah nos Estados Unidos fundaram a empresa Evans & Sutherland, dando início a indústria de computação gráfica. Desenvolvendo sistemas de computadores para simuladores visuais a Evans & Sutherland tornou a líder da indústria de simulação para a aviação comercial pela alta qualidade e realismo. (22) Nos anos da década de 1980 a empresa Evans & Sutherland iniciou o desenvolvimento de sistemas digitais de projetores para planetários e aplicações de entretenimento, tais como, projeção em cinema em domos. Em 1971 é fabricado no Brasil o primeiro torno com CN pela Romi, com comando SLO-SYN. (15) Os primeiros a utilizar os programas de CAD foram as grandes empresas das áreas automotivas e aeroespaciais, pois somente estas conseguiam arcar com os altos custos dos computadores necessários. Algumas empresas projetaram seus próprios programas de CAD é o caso do Unisurf que foi projetado por Pierre E. Bezier em 1971 para a Renault. Pierre Étienne Bezier ( ) trabalhou na Renault entre 1933 e 1975 e criou o método NURBS (Non Uniform Rational Basis Splines) Curvas Complexas

160 160 Racionais Não Uniformes de Base usada inicialmente para desenho de lataria dos automóveis e atualmente em diversos tipos de programas gráficos de computador. Figura 5.9: Pierre Étienne Bezier (* ). Ainda em 1971 Dr. Patrick J. Hanratty funda a MCS (Manufacturing and Consulting Services Inc.) e escreve o programa ADAM (Automated Drafting And Machining) Manufatura e Desenho Automatizado, e mais tarde fornece códigos fontes do software para empresas como McDonnell Douglas que desenvolve o Unigraphics, a Computervision (CADDS), entre outras. (23) Os computadores que até o início da década de 1960, usavam válvulas de vácuo, eram enormes e caríssimos. Com o advento dos transístores, os computadores tiveram seu tamanho e custo reduzidos e aumento de capacidade de processamento e de memória, o mesmo ocorreu depois com os circuitos integrados e microprocessadores na década de O microprocessador Intel C 4004 que é uma Unidade Central de Processamento com 4-bits. Fabricado pela Intel Corporation em 1971, foi o primeiro microprocessador em um chip simples, disponível comercialmente. Possuía frequência de clock de 108 khz, 2300 transistores e trilhas de 10 µm de espessura. (24) Embora projetado originalmente para ser um componente de calculadoras, o 4004 logo encontrou muitos usos. A Intel iniciou um processo que logo fez alguns outros fabricantes de chips a embarcar em projetos para desenvolverem firmemente os microprocessadores mais capazes, o que gerou a tendência que criou as indústrias multibilionárias dos microprocessadores e dos microcomputadores atuais. (25) Figura 5.10: Primeiro microprocessador disponível comercialmente. (24) (25) Com a redução dos custos de fabricação de seus componentes houve também, a redução do preço dos computadores que se tornaram mais acessíveis, a maior capacidade de processamento, de armazenamento de dados e as grandes vantagens do uso de computadores nos mais diversos ramos de atividades industriais, comerciais e domésticas, e causou o aumento da demanda pela ampliação do mercado consumidor.

161 Número de transistores em um circuito integrado 161 ±1 Bilhão de transistores Haswell DEZ/2013 I3, i5 e i milhões de transistores Ano Figura 5.11: Quantidade de transistores de cada processador Intel ao longo do tempo. (Fora de escala). Nas décadas de 1960 e 1970 vários sistemas de desenho CADD foram criados, por exemplo, Intergraph, IBM Intergraph IGDS e CATIA. Mesmo com o avento de computadores para o processo de definição da geometria, a transferência de dados entre projetistas e fabricantes permaneceu difícil. A indústria norte-americana trabalhava em soluções para resolver este problema. (16) Em 1972, uma organização sem fins lucrativos foi formada por um grupo de indústrias, instituições educacionais, e agências governamentais. Este grupo denominou-se Computer-Aided Manufacturing International ou CAM-I, reunindo seus conhecimentos e recursos para iniciar a resolução de problemas de fabricação. Usuários de CAD / CAM iniciaram tentativas de resolver os problemas comuns a eles e para avanço da tecnologia, coisa que de outra forma teria custo altíssimo e proibitivo. (16) Isoladamente empresas elas mesmas iniciaram a formação grupos de apoio de CAD/CAM para que os bancos de dados de programas de computador fossem acumulados, algumas normas poderiam ser criadas, os sistemas poderiam ser mantidos, e o pessoal que usava poderia ser treinado. (16) Durante o período entre 1973 e 1979, uma equipe de programadores e analistas desenvolveu um sistema gráfico de alto nível de propósitos gerais com um equipamento de gráficos inteligentes para interligação computacional, armazenamento e gerenciamento de dados com grande sucesso. Uma importante mudança na filosofia de CAD/CAM tomou lugar. Os gráficos interativos marcaram o início de uma nova época no projeto auxiliado por computador, pois permitiam que os projetistas interagissem com o computador e obtivessem resultados imediatos de seu trabalho. O CAM havia nascido e em compasso, não só com o NC, mas também com planejamento, controle e monitoramento da produção, gerenciamento de materiais, e programação de produção. Novas formas de acrônimos são criadas: CNC