Operação (Fresa) - CNC Proteo

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2 MCS Engenharia Operação (Fresa) - CNC Proteo V1.00 2

3 Manual de Programação - CNC Proteo MCS Engenharia Índice 1- INTRODUÇÃO Breve histórico da MCS Arquitetura Proteo Principais Características do CNC Proteo Breve descrição Componentes do sistema Tipos fundamentais de Máquina Ferramenta CNC Fresadoras e Centros de Usinagem Tornos e Centros de Torneamento PRINCIPAIS MODOS DE TRABALHO Inicialização: Sistema de detecção de falhas Busca de Referência Modo Manual Modo MDI Modo Programação Modo de Execução Contínua Modo de Execução Passo-a-Passo Modo de Execução On-Line Simulação Gráfica SISTEMA DE COORDENADAS Números Reais e unidades de trabalho Sistema de coordenadas retangulares Sistema de coordenadas polares Pontos de origem ESTRUTURA DE PROGRAMAÇÃO Termos fundamentais Caracteres Blocos Programa V1.00

4 MCS Engenharia Operação (Fresa) - CNC Proteo 4.5 Sub-Programa Macros ( ciclos fixos) PROGRAMAÇÃO ASSISTIDA PADRÃO MCS Comandos de Movimento Movimento Simples (um eixo por vez) Interpolações Lineares (movimento simultâneo de eixos) Interpolações Circulares (movimento simultâneo de eixos) Ciclos fixos Ciclo Fixo de RESET Ciclo Fixo de TEMPO Ciclo Fixo de FUNÇÃO AUXILIAR Ciclo Fixo de ROSCA Ciclo Fixo de PRESET Ciclo Fixo de VERIFICAÇÃO E/S Ciclo Fixo de DESVIOS Controle de fluxo Labels Sub-rotinas Repetições de partes do programa Sub-programas Ciclos de usuário Funções Matemáticas e Especiais PROGRAMAÇÃO ASSISTIDA PADRÃO ISO Comandos Preparatórios Descrição e propósito Aplicações típicas Códigos G Características e propriedades Tipos de comandos Comandos conflitantes Grupos de comandos Códigos G em um bloco Ordem de execução Descrição dos comandos Coordenadas Absolutas / Incrementais (G90 / G91) Origens: absoluta (G53), peça (G54 a G57) e incremental (G58, G59) Preset da origem corrente (G52) Plano: XY (G17), ZX (G18), YZ (G19) Movimento Rápido (G0) Interpolação Linear (G1) Interpolação Circular (G2 / G3) Interpolação Helicoidal (G2 / G3) Programação Polar Tempo de Espera (G4) Desvio (G4)...60 V1.00 4

5 Manual de Programação - CNC Proteo MCS Engenharia Fator de Escala (G5) Rotação de coordenadas (G5) Reset expressão (G6) Sistema de Coordenadas: Cartesianas (G15) / Polares (G16) Unidade de Coordenadas: Milímetros (G21) / Polegadas (G20) Round / Chanfro (G7) Ferramenta: Compensação de Comprimento (G43 / G49) Ferramenta: Compensação de Raio à esquerda ou direita (G40 / G41 / G42) Aproximação e Saída Tangenciais (G41 / G42 / G7 / G40) Movimento Preciso (G61) Movimento Contínuo - Transição Macia de Cantos (G64) Parada Precisa no bloco (G9) Avanço em mm/min ou rotação/min (G94) Avanço em mm/rotação (G95) Spindle: Giro do eixo árvore (M3 / M4 / M5 / S) Spindle: Velocidade de corte constante (G92 / G96 / G97) Spindle: Parada Indexada (M19) Spindle: Posicionamento com eixo árvore (M119) Spindle: Eixo Árvore Auxiliar (M45) Movimento de Rosca (passada única) (G32) Movimento com Transição de Avanço (M102) Acoplamento entre Eixos / Eixo Virtual Extensões MCS Expressões Execução Condicional: IF THEN Execução Condicional: IF GOTO Execução Condicional: WHILE... END Tabela de códigos G FUNÇÕES AUXILIARES (MISCELÂNEA: CÓDIGOS M ) Descrição e propósito Aplicações típicas Fresadoras e Centros de Usinagem Tornos e Centros de Torneamento Grupos de comandos Códigos M em um bloco Ordem de execução Tabela de códigos M PROGRAMA CNC: SEQÜÊNCIA DE BLOCOS Bloco de identificação de um programa Estrutura de um bloco Entrada de dados Sistema métrico x imperial Coordenadas absolutas x incrementais Tornos: dados longitudinais em raio x diâmetro Registradores auxiliares V1.00

6 MCS Engenharia Operação (Fresa) - CNC Proteo 8.5 Comentários Numeração de blocos: labels Repetição de parte de programa Sub-rotinas Desvios incondicionais Expressões Desvios condicionais: IF [ exp] then GOTO nnnnn Repetições condicionais: WHILE [ exp]... END Parametrização de comandos INTERPOLAÇÕES Descrição e propósito Aplicações típicas Fresadoras e Centros de Usinagem Tornos e Centros de Torneamento Interpolação Linear Interpolação Circular Interpolação Helicoidal Interpolação Spline Interpolação polinomial Rosca Cônica CONTROLE DE AVANÇO Movimentos Rápidos Avanço Modal Controle de avanço em mm/minuto Controle de avanço em mm/rotação Potenciômetro de avanço Aceleração / Desaceleração Modo de parada precisa ( cantos ) Modo de contorno aproximado ( desbaste ) Modo de contorno preciso ( acabamento ) Considerações sobre limites de avanço em contornos Avanço em interpolações lineares Avanço em interpolações circulares...81 V1.00 6

7 Manual de Programação - CNC Proteo MCS Engenharia FEED HOLD: bloqueio de avanço Bloqueio / Liberação de mudança de avanço EIXO ÁRVORE Descrição e propósito Aplicações típicas Fresadoras e Centros de Usinagem Tornos e Centros de Torneamento Rotação Programada Rotação Real Códigos M Velocidade de corte constante Ordem de execução Potenciômetro de comando de Rotação Parada Indexada Gamas de Rotação FUNÇÕES ASSOCIADAS ÀS FERRAMENTAS Descrição e propósito Aplicações típicas Fresadoras e Centros de Usinagem Tornos e Centros de Torneamento Troca de ferramenta manual Troca de ferramenta automática Códigos T Códigos D Geometria da Ferramenta Ferramentas de Torno Ferramentas de Fresa Função de confirmação de troca de ferramenta: M Compensação de Ferramenta Compensação das dimensões das Ferramentas de Torno Compensação das dimensões das Ferramentas de Fresa DESLOCAMENTOS DE ORIGEM Descrição e propósito Aplicações típicas V1.00

8 MCS Engenharia Operação (Fresa) - CNC Proteo Fresadoras e Centros de Usinagem Tornos e Centros de Torneamento G53: Coordenadas Absolutas G54: Deslocamento de origem principal ( Zero Peça ) G55, G56, G57: Deslocamentos de origem alternativos G58: Deslocamento de origem INCREMENTAL principal G59: Deslocamento de origem INCREMENTAL alternativo MCS: cyc call 4, ciclo de preset Regras para trabalhar com deslocamento de origem TEMPO DE ESPERA Descrição e propósito Aplicações típicas Fresadoras e Centros de Usinagem Tornos e Centros de Torneamento G04: Tempo de espera MCS: cyc call 1 Tempo de espera Regras para trabalhar com ciclo de tempo SELEÇÃO DE PLANOS DE TRABALHO Descrição e propósito Aplicações típicas Fresadoras e Centros de Usinagem Tornos e Centros de Torneamento G17, G18 e G Seleção de plano para Interpolações circulares Seleção de plano para compensação de raio Seleção de plano para ciclos fixos Seleção de plano para rotação de coordenadas COMPENSAÇÃO DE COMPRIMENTO DE FERRAMENTA Descrição e propósito Aplicações típicas Fresadoras e Centros de Usinagem Tornos e Centros de Torneamento G43: Compensação positiva de comprimento...90 V1.00 8

9 Manual de Programação - CNC Proteo MCS Engenharia 16.4 G44: Compensação negativa de comprimento G49: desliga compensação de comprimento MCS: tool call Regras para trabalhar com compensação de comprimento de ferramenta COMPENSAÇÃO DE RAIO DE FERRAMENTA Descrição e propósito Aplicações típicas Fresadoras e Centros de Usinagem Tornos e Centros de Torneamento G40: Compensação de raio desligada G41: Compensação de raio à esquerda do contorno G42: Compensação de raio à direita do contorno Torno: Lado de corte Fresa: Compensação de avanço de corte Planos de compensação Arredondamento automático de cantos Entrada tangencial Saída tangencial Movimentos alternados de compensação Regras para trabalhar com compensação de raio de ferramenta TRANSFORMAÇÃO DE COORDENADAS Descrição e propósito Aplicações típicas Fresadoras e Centros de Usinagem Tornos e Centros de Torneamento Deslocamento coordenadas Fator de escala Rotação coordenadas Espelhamento COMENTÁRIOS, MENSAGENS E ALARMES Descrição e propósito Aplicações típicas V1.00

10 MCS Engenharia Operação (Fresa) - CNC Proteo Fresadoras e Centros de Usinagem Tornos e Centros de Torneamento Comentários Mensagens Alarmes Regras para trabalhar com comentários, mensagens e alarmes REGISTRADORES DE PONTO-FLUTUANTE Descrição e propósito Aplicações típicas Fresadoras e Centros de Usinagem Tornos e Centros de Torneamento Registradores e Expressões Utilizando Registradores em palavras de comando Registradores especiais: Variáveis RESERVADAS Tabela de Variáveis RESERVADAS Utilizando Registradores e Expressões para fazer desvios condicionais IF [ exp] THEN GOTO nnnnn Utilizando Registradores e Expressões para executar trechos de forma condicional: WHILE [ exp]...end MATEMÁTICA NA PROGRAMAÇÃO CNC Descrição e propósito Aplicações típicas Fresadoras e Centros de Usinagem Tornos e Centros de Torneamento Registradores em ponto-flutuante Registradores especiais: Variáveis reservadas Expressões Desvios condicionais Repetições condicionais estruturadas Parametrização de comandos CICLOS FIXOS Descrição e propósito Aplicações típicas Fresadoras e Centros de Usinagem Tornos e Centros de Torneamento...94 V

11 Manual de Programação - CNC Proteo MCS Engenharia 22.3 Principais diferenças entre sub-programas, ciclos fixos e macros Diretório de ciclos-fixos Macros Parametrização de macros Parametrização de comandos Expressões Comentários, Mensagens e Alarmes Níveis de encadeamento Retorno de ciclo Regras para trabalhar com ciclos fixos, sub-programas e macros CICLOS FIXOS DE TORNO Descrição e propósito CICLO FIXO DE FACEAMENTO Faceamento simples Faceamento de perfil CICLO FIXO DE DESBASTE Desbaste simples Desbaste de perfil CICLO FIXO DE ROSCA CICLO FIXO DE FORJADOS CICLO FIXO DE CANAL CICLO FIXO DE CANAL NA FACE CICLO FIXO DE FURAÇÂO CICLOS FIXOS DE FRESA Descrição e propósito Furação simples - G Furação com tempo - G Furação profunda - G Furação em linha - G Furação em linha com ângulo - G Furação em malha - G Furação em círculo - G V1.00

12 MCS Engenharia Operação (Fresa) - CNC Proteo Furação em arco - G Ciclo Fixo de Rosca Rosca Rígida - G Rosca em linha - G Rosca em linha com ângulo - G Rosca em malha - G Rosca em círculo - G Rosca em arco - G Exemplos de Programação Exemplo Exemplo Exemplo COMUNICAÇÃO ON-LINE Descrição e propósito Aplicações típicas Seleção de Programas Externos Comunicação com PC Expansão de Memória Execução de Programas Externos Modo Execução Contínua Modo Passo-a-Passo Interrupção de Execução Retomada de Ciclo Regras para trabalhar com programas externos MODO APRENDIZADO TEACH - IN Descrição e propósito Aplicações típicas Dispositivos de captura Operações Manuais Operações Automáticas Dados capturados Coordenadas dos eixos Dimensões de ferramenta Ciclos de medição CALCULADORA Descrição e propósito Aplicações típicas Formas de Acesso Operações V

13 Manual de Programação - CNC Proteo MCS Engenharia Aritméticas Trigonométricas Captura de dados Memórias Como utilizar os resultados V1.00

14 MCS Engenharia Operação (Fresa) - CNC Proteo 1- Introdução 1.1 Breve histórico da MCS A MCS tem cerca de mil CNCs operando no Brasil e exterior. No início da década de oitenta, na vigência da reserva de mercado para produtos de informática, três especialistas em CNC - de sobrenomes Montineri, Casagrande e Sobral - deixaram a Diadur e criaram a MCS Engenharia, para prestar serviços de manutenção. Em pouco tempo seus clientes solicitaram comandos CNC para equipar máquinas simples com 1 ou 2 eixos onde os equipamentos disponíveis eram muito caros e com muitos recursos desnecessários. Foram desenvolvidos os comandos CNC100 e CNC200 para atender estas solicitações. O passo seguinte foi o desenvolvimento do CNC210 e o CNC300 com funções para tornos e fresas respectivamente. Hoje, a MCS é a única fabricante nacional de comandos numéricos. Já são mais de quinze mil CNCs operando no Brasil e no exterior. A MCS sempre ouviu seus clientes buscando entender o que ele deseja para a sua máquina, independente da quantidade de comandos envolvida. Além de uma grande proximidade com os clientes, esta característica permite maior flexibilidade e versatilidade à MCS, fundamentais para a execução de produtos sob encomenda. Nossos CNCs permitem que o nosso cliente desenvolva programas próprios para melhorar o desempenho da máquina, oferecemos recursos para que o cliente integre CLP ao CNC e faça a customização que quiser. Hoje em dia, diversos fabricantes de máquinas no Brasil exportam máquinas com comandos MCS. O desenvolvimento próprio de software e hardware funciona como um gerador de conhecimentos, possibilitando que a MCS ofereça suporte técnico de altíssimo nível, e na área de Comandos Numéricos com certeza o mais abrangente disponível no Brasil. V

15 Manual de Programação - CNC Proteo MCS Engenharia 1.2 Arquitetura Proteo O Projeto do CNC Proteo foi iniciado em Desde o início a MCS procurou desenvolver um novo conceito em CNC, uma verdadeira revolução em termos relativos, especialmente quando comparado aos CNCs disponíveis no Brasil. Aplicamos nossa experiência no desenvolvimento de aplicações especiais para criar uma arquitetura capaz de comandar máquinas de forma flexível e inteligente, com a melhor relação custo beneficio possível. Projetamos um comando com arquitetura modular, adotamos a interface digital CANopen por razões técnicas e econômicas. Investimos no processamento paralelo distribuído, módulos dedicados para tratamento de sinais de entrada / saída e centralizamos o controle numa CPU com grande poder de processamento. A integração com o PC via rede ethernet padrão TCP/IP é parte integrante do CNC Proteo. Soluções complexas exigem normalmente componentes caros. Atacamos o problema prevendo uma conexão rápida, segura e de baixo custo, prevendo soluções integradas com softwares de gerenciamento de produção e geração automática de programas. Dedicamos uma CPU 32 bits para fazer esta conexão com o PC e os resultados foram excelentes: baixo custo, alta confiabilidade, compatibilidade com Windows e ferramentas de desenvolvimento mais acessíveis. 15 V1.00

16 MCS Engenharia Operação (Fresa) - CNC Proteo 1.3 Principais Características do CNC Proteo Breve descrição CNC Proteo comanda máquinas de 1 a 8 eixos com até 256 pontos de entradas e saídas. Sua CPU Dual conta com 2 processadores de 32 bits trabalhando em paralelo para garantir melhor desempenho, eficiência e robustez de comando. Existem várias opções de terminais compactos (Série SLIM), versões com displays tipo LCD ou TFT coloridos escolhidas de acordo com as necessidades de cada aplicação. Sua arquitetura modular reduz significativamente o espaço de armário simplificando a fiação da máquina, facilitando a montagem e reduzindo custos. No software de desenvolvimento, ATIVO, estão integradas ferramentas para configurar e fazer a interface com a máquina. Com o ATIVO, o CNC Proteo pode ser configurado de acordo com as necessidades, auxiliar no desenvolvimento e testes do PLC, customizando telas, funções e ciclos de trabalho para cada tipo de aplicação. Informações Técnicas CPU Proteo DUAL ARM+DSP, Memória FLASH 8Mb, Memória RAM 16Mb, Ethernet, CANopen, RS232 CNC trajetória contínua, até 8 eixos por CPU Comando Digital protocolos CANopen, MODbus, MCSbus PLC integrado para interface lógica com a máquina: Módulos CANopen até 256 pontos E/S. Terminal Inteligente, TFT colorido 10.4 e softkeys verticais e horizontais, 16E:4S+2PT+2MV. Painel Auxiliar CANopen com teclado, botões de apoio, start,stop, emergência, potenciômetros de avanço e rotação e manivela eletrônica. Programação: ISO Padrão, MCS conversacional e modo MACH. Interpolações lineares(até 6 eixos simultãneos), circulares (2D), helicoidal (3D), spline (3D). Inserção de Arredondamentos (ROUND) e Chanfros. Banco de dados de ferramentas para programação das dimensões e características geométricas e também de corte. Configuração Torno x Fresa independentes, selecionadas via parâmetros de maquina. Compensação de raio e comprimento de ferramenta (2D) com inserção automática de círculos para corrigir problemas de contorno. Aproximação de contorno Tangencial ( gota ) ou perpendicular. Módulos CANopen para comando de E/S remotos 1 Mb/s : 16E:16S, 32E:32S, MIX 16E:16S + 4 eixos ANA ( 4xencoders + 4xANA + 4xLIB), MIX Temperatura ( 3, 5 e 10 canais tipo J), Teclado remoto CANopen com botões Start/Stop, Emergência, Pots. F e S e Manivela Eletrônica, Terminal remoto com Manivela e botões de seleção de escala,eixo e sentido de movimento. V

17 Manual de Programação - CNC Proteo MCS Engenharia Processamento de blocos antecipado de até 1000 blocos (ARM) e até 250 segmentos de trajetória ( DSP ). Processamento de até 500 blocos/segundo ( Linear 3D sem compensação de raio: 2 ms / bloco). Editor de programas amigável, supervisiona edição de blocos e ciclos, orientando o programador, conferindo limites e com apoio gráfico interativo. Edição em segundo plano ( background ). Organização de programas em subdiretórios: raiz e subdiretórios criados pelo programador (programas principais), diretório específico para sub-programas (sub.dir), diretório específico para ciclos fixos (cyc.dir). Cálculo de expressões : =, +, -, *, /, sin, cos, tan, atan, aços, asin,, dist Comparações lógicas: EQ, NE, GT, GE, LT, LE, ==,!=, >, >=, <, <= Comandos lógicos estruturados : IF [ exp ] then [exp] Desvios condicionais: IF [ exp ] goto n Desvios condicionais: IF [ exp ] goto n Loops condicionais: WHILE [ exp]...end Simulação Gráfica com esvaziamento de superfície em vistas planas e perspectiva em modo traço para representação do caminho da ferramenta em usinagens 3D. Ampla biblioteca de ciclos fixos e recursos para que o usuário modifique ou crie os seus próprios ciclos: o Furação simples, profunda, em linha, em círculos, em grade. o Ciclos de pentear roscas internas e externas, roscas paralelas ou inclinadas e roscas encadeadas. o Ciclo de torneamento de canais com arredondamentos ou chanfro de cantos. Encadeamento de canais para confecção de polias. o Ciclos de desbaste para Torno, com ou sem mergulho, aplicação de sobremetal independente para cada eixo. o Fresamento e acabamento de cavidades circulares e retangulares com aproximação vertical, helicoidal ou em zig-zag. Transformação de coordenadas: deslocamento paralelo, fator de escala, rotação e espelhamento. Eixos lineares, rotativos, eixos virtuais e eixos vinculados: grande flexibilidade para aplicações especiais. Captura de posição: Entradas rápidas de captura para posição dos eixos utilizadas nos ciclos de medição, centragem, alinhamento e correção de desgaste de ferramentas. Execução on-line para programas longos gerados por CAD/CAM. O programa é automaticamente paginado e transmitido ao CNC. Durante a execução o CNC trabalha com 4 páginas armazenando até 1Mb de informação. A comunicação se dá via rede ethernet, de forma totalmente transparente para o usuário. O programa pode vir de um PC ou da unidade de expansão de memória MCSlink. Retomada de ciclo, permite re-iniciar o programa no meio de uma execução retomando o ponto calculado a partir do estado escolhido pelo operador. Na interrupção de um programa o operador pode optar por memorizar a condição atual ou selecionar uma outra condição e retomar a execução do ponto desejado. 17 V1.00

18 MCS Engenharia Operação (Fresa) - CNC Proteo Principais Aplicações Tornos, fresas, retíficas, centros de usinagem e máquinas-ferramenta em geral. Automação de processos e máquinas e dispositivos especiais com até 8 eixos: comando de servo-acionamentos, inversores de freqüência, motores de 2 velocidades e motores de passo. Medição e modelagem. Eletro-erosão a fio de 2 até 5 eixos. Máquinas para usinar Moldes com execução on-line de programas longos. Prensas de repuxo, dobradeiras e guilhotinas CNC. Injetoras de plástico. Puncionadeiras. Guilhotinas de papel. Têmperas por indução Tornos automáticos multi-canais Máquinas de corte de chapas: oxicorte, plasma e jato de água. Máquinas de dobrar tubos. Retrofitting de Máquinas Ferramenta em geral. V

19 Manual de Programação - CNC Proteo MCS Engenharia Componentes do sistema Terminais de Operação O CNC Proteo possui dois tipos de terminais de operação: Terminal Inteligente Integrado, TFT colorido 10.4 e softkeys verticais e horizontais, 16E:4S+2PT+2MV. Painel Auxiliar CANopen com teclado, botões de apoio, start,stop, emergência, potenciômetros de avanço e rotação e manivela eletrônica. Terminal Integrado incorpora CPU Dual ( ARM + DSP ) 32 bits e se comunica com Módulos Proteo, Drivers Inteligentes, Inversores de Freqüência. Possui também comunicação Serial RS232 / MODbus. A CPU do comando está embutida no terminal e se comunica com os módulos Proteo via interface digital CANopen ou via rede Ethernet utilizando os protocolos TCP/IP, FTP e UDP. O CNC possui Memória NOR-FLASH (8Mbytes ), Memória DRAM ( 16Mbytes ), Memória SRAM ( 512kbytes ) - mantida por bateria e Memória EXTENDIDA via SD Card até 2Gbytes. O Terminal Inteligente nas versões Integrado ou Remoto possui softkeys horizontais(8) e verticais(9), 45 teclas dedicadas a programação alfanumérica, navegação entre campos e páginas e edição inteligente de comandos com sistema sensível ao contexto que minimiza o uso de teclas de dupla função. Entradas e saídas auxiliares integradas ao terminal facilitam a ligação ao painel da máquina. O CNC Proteo possui dois conjuntos de softkeys, 8 horizontais e 9 verticais, que podem operar em conjunto ou de forma independente. As árvores de softkeys são definidas de acordo com o tipo de máquina (principal ou alterantiva) e ainda todos os textos associados 19 V1.00

20 MCS Engenharia Operação (Fresa) - CNC Proteo consideram também o idioma parametrizado. As softkeys podem conter desenhos e textos e são apresentadas na tela em forma de botões alinhados com as teclas correspondentes. Os botões podem ser com ou sem travamento e ainda os textos e desenhos podem mudar conforme o estado do botão ( com ou sem retenção). As propriedades das softkeys bem como a navegação pretendida estão definidas em arquivo tipo script ( proteo.sfk ) e desenhos associados. A navegação via softkeys fica portanto definida fora do corpo do PLC. Os textos e desenhos bem como a navegação são interpretados e compilados sempre que o arquivo de configuração for carregado. Via software ATIVO, o arquivo script pode ser depurado no ambiente do PC e uma vez definido pode então ser transferido ao CNC na sua versão final. Módulos auxiliares de comando CANopen Módulo misto para 16 entradas 24V opticamente isoladas + 16 saídas 24V / PNP / 05A opticamente Isoladas. Módulo misto para 32 entradas 24V opticamente isoladas 32E:32S + 32 saídas 24V / PNP / 05A opticamente Isoladas + 5 Temp + 5 Canais de Temperatura Módulo I/O 16E:16S Módulo MIX I/O MÓDULOS PROTEO Módulo MIX I/O 32E:32S Módulo MIX 16E:16S Módulo misto para 32 entradas 24V opticamente isoladas + 32 saídas 24V / PNP / 05A opticamente Isoladas. Módulo Misto: 16 Entradas Dig. / 16 Saídas Dig. + 4 EIXOS ANALÓG. 4 Canais de Contagem de Eixos + 4 Analógicas 0~10V. Módulo Misto: 16 Entradas Dig. / 16 Saídas Dig. + TEMP 3 CN 8 Entradas Analógicas / 8 Saídas Analógicas Módulo MIX 16E:16S Módulo MIX 16E:16S Módulo Misto: 8 Entradas Dig. / 8 Saídas Dig. + TEMP 5 CN 8 Entradas Analógicas / 8 Saídas Analógicas Módulo TEMP 3 CN Módulo TEMP 5 CN Módulo TEMP 10 CN Módulo de Temperatura 3 Canais Módulo de Temperatura 5 Canais Módulo de Temperatura 10 Canais Terminal Inteligente com CPU integrada, utiliza conexão CAN com drivers inteligentes e módulos E/S via cabos blindados finos e com grande imunidade a ruídos. Os módulos ocupam muito pouco espaço no quadro elétrico da máquina. O protocolo CANopen para funcionar adequadamente também exige cuidados com a qualidade dos cabos e nas suas ligações, os módulos e também a CPU do CNC são todos isolados entre si o que facilita muito o combate aos ruídos presentes em todas as máquinas. A CPU Integrada ao terminal elimina cabo externo de vídeo. Seus Módulos compactos ocupam menos espaço no quadro elétrico e facilitam a ligação distribuída de sinais, reduzindo cabeamento, eliminando conectores, bornes e réguas de passagem. Comunicação digital com acionamentos elimina cabos de sinais analógicos, liberação, sensores de falhas e cabos de encoder. V

21 Manual de Programação - CNC Proteo MCS Engenharia Dispositivos auxiliares (1) Manivelas eletrônicas O CNC Proteo pode trabalhar com até 3 manivelas eletrônicas para comandar os movimentos manuais da máquina. Sempre sob supervisão do PLC integrado, o operador consegue selecionar o eixo comandado e também a escala de movimento, associando cada pulso de contagem da manivela eletrônica com um deslocamento correspondente no eixo associado. (2) Unidade de comando remoto O Módulo remoto de comando manual possui uma manivela eletrônica, botões de seleção de eixos e seleção de escala e fica conectado ao comando via cabo flexível. O Comando remoto permite que o operador movimente os eixos via manivela eletrônica, executando movimentos mais rápidos ou movimentos muito lentos de acordo com a escala desejada. Desta forma o operador consegue prestar atenção ao deslocamento da ponta da ferramenta comandando de forma prática o movimento dos eixos da máquina, um de cada vez. Um botão de segurança precisa estar sempre acionado para permitir o movimento da máquina. Isto obriga o operador a utilizar as duas mãos enquanto utiliza o módulo remoto, para a sua própria segurança. (3) Painel auxiliar O Terminal inteligente pode ser integrado, isto é, ter o teclado integrado ao módulo com o vídeo LCD, ou pode ter o teclado destacado do terminal de vídeo. Em ambas as opções existem ainda entradas auxiliares para receber botões auxiliares e potenciômetros de Override de avanço e rotação. A utilização inteligente de softkeys e botões auxiliares reduz muito número de fios e por tanto o tempo e o custo de montagem. 1.4 Tipos fundamentais de Máquina Ferramenta CNC Os tornos e centros de usinagem CNC dominam o número de instalação na Indústria, e praticamente possuem faixas de participação de mercado muito semelhantes Fresadoras e Centros de Usinagem Fresadoras e Centros de Usinagem CNC caracterizam-se por ter 3 eixos principais (XYZ) e a ferramenta gira ( Eixo árvore S ) enquanto a peça fica fixa na mesa. A troca de ferramenta pode ser manual ou automática, a peça pode ainda estar montada sobre um quarto eixos. Centros de usinagem mais complexos podem ter mais eixos auxiliares para permitir usinagens mais complexas, mas a grande maioria das máquinas deste tipo respeita esta configuração fundamental Tornos e Centros de Torneamento Tornos CNC caracterizam-se por ter 2 eixos principais (XZ), a peça gira ( Eixo árvore S ) enquanto a ferramenta normalmente fica fixa. A peça é fixada ao eixo árvore através de um cabeçote de fixação, com castanhas que se movem em uma placa que pode ser mecânica ( fixação manual ) ou hidráulica ( fixação mais rápida ). A peça ainda pode ser sustentada na outra ponta por um contra-ponto, muito útil no caso de peças longas. 21 V1.00

22 MCS Engenharia Operação (Fresa) - CNC Proteo 2. Principais Modos de Trabalho 2.1 Inicialização: Sistema de detecção de falhas Ao ligar, o CNC Proteo executa uma série de testes enquanto apresenta na tela a seqüência que está seguindo. Nesta fase a CPU e seus periféricos são testados e os resultados armazenados em forma de arquivo LOG. Se os resultados forem todos positivos, o CNC passa a próxima etapa e examina os diversos arquivos de configuração, preparando as telas e carregando na memória dinâmica todos os objetos gráficos que constituem as telas de operação do CNC Proteo. 2.2 Busca de Referência Quando este modo é acionado, o CNC age conforme os parâmetros de configuração correspondentes determinam. O CNC pode estar configurado para trabalhar com encoders incrementais ou absolutos. No caso de acionamentos e servos inteligentes com interface digital CANopen, os encoders dos servos são absolutos e o CNC utiliza os mesmos para determinar a posição dos eixos ao ligar, eliminando a busca de referência tradicional. No caso de encoders incrementais, o CNC executa a chamada busca de referência, movimentando os carros buscando sensores e posteriormente buscando a marca de referência e esperando o pulso de referência no eixo correspondente. 2.3 Modo Manual Neste modo o operador tem a sua disposição comandos via botões, softkeys e unidade de comando remota para comandar o movimento dos eixos manualmente. Além dos eixos, o operador consegue acionar o giro do eixo árvore para um sentido ou para o outro e também parar o movimento do mesmo. Operações de troca de peça ou ferramenta podem exigir que o operador atue manualmente sobre os diversos elementos da máquina. O CNC apresenta com destaque as coordenadas dos eixos, bem como todas as informações referentes ao estado da máquina. 2.4 Modo MDI O Modo MDI permite ao operador comandar a máquina programando blocos em um pequeno programa que pode ser executado imediatamente. Este programa normalmente pode ser bem simples e conter um único bloco ou ter vários blocos e até mesmo a chamada de um ciclo fixo. 2.5 Modo Programação O preparador da máquina tem a sua disposição um poderoso editor de programas CNC com apoio gráfico e orientações contínuas sobre as opções disponíveis em cada fase da preparação do programa. Desde a seleção do programa onde o preparador pode listar programas existentes e criar programas novos onde irá inserir comandos e comentários descrevendo as operações na peça e especificando a seqüência das operações da máquina durante a confecção da peça. Este comandos incluem o movimento dos eixos em avanço rápido ou de usinagem, execução de trocas de ferramenta automáticas ou manuais, comandos de rotação do eixo árvore e sistemas auxiliares como o comando de refrigeração por exemplo. A edição de um programa novo ou já existente, pode ser feita V

23 Manual de Programação - CNC Proteo MCS Engenharia durante a execução de outra peça, respeitando-se a limitação de não alterar o programa que está sendo executado ao mesmo tempo. 2.6 Modo de Execução Contínua O programa CNC possui as informações necessárias para a execução da peça. Estas instruções são processadas na ordem estabelecida pelo programa. No modo de execução contínua, uma vez a instrução ( ou bloco ) executada com sucesso, o CNC passa adiante e executa instrução seguinte do programa. Este processo continua até a conclusão do programa. A execução contínua de um programa pode ser interrompida por um comando (tecla) STOP externo ou uma instrução que interrompe temporariamente ou até mesmo encerra o programa definitivamente. O programa também pode ser interrompido por um erro de execução. Durante a execução do programa o CNC apresenta informações de status pertinentes a execução, como o bloco e programa corrente, as coordenadas dos eixos e outras informações referentes aos estado modais da execução, como o tipo de movimento executado, o giro do eixo árvore, potenciômetros de override de avanço e rotação, dentre outros. 2.7 Modo de Execução Passo-a-Passo O Modo de execução passo-a-passo diferencia-se do modo de execução contínua principalmente porque a execução do programa é interrompida a cada bloco que o CNC executa com sucesso. Todos os outros aspectos discutidos no modo de execução contínua são válidos neste modo também. 2.8 Modo de Execução On-Line A execução ON-LINE de um programa CNC é muito semelhante aos modos de execução anteriores ( Contínua ou Passo-a-Passo ), no entanto o programa CNC fica armazenado em cartão de memória auxiliar ( SD card até 2 Gbytes ) ou em um computador tipo PC que se comunica via rede Ethernet com o CNC Proteo. Neste modo a edição do programa fica bloqueada. 2.9 Simulação Gráfica Os recursos de simulação gráfica de execução do CNC Proteo são muito úteis para testar a execução dos programas durante a fase de preparação da máquina. Neste modo, o CNC mostra na sela uma simulação dos movimentos e operações das ferramentas sobre a peça. O preparador pode visualizar de forma muito prática a execução dos movimentos da máquina e verificar eventuais equívocos que tenha cometido no programa. Durante a execução real do programa da peça, o operador utiliza os recursos de simulação gráficos do CNC para monitorar o andamento da execução do programa. Isto pode ser muito útil em condições de forte refrigeração onde fica muito difícil acompanhar visualmente o que está ocorrendo com a peça durante a execução. 23 V1.00

24 MCS Engenharia Operação (Fresa) - CNC Proteo 3. Sistema de Coordenadas 3.1 Números Reais e unidades de trabalho Os campos programáveis utilizam valores introduzidos pelo usuário em formatos variados. Destacaremos aqui os tipos mais utilizados. Para coordenadas: +/- nnnnnn.nnnnn valores em mm ou polegadas Exemplos: 0 ; ; ;.1 ; 1000; ; ; Para Avanços: F nnnnn.nnnn valores em mm/min ou mm/rot Exemplos: 0 ; ; 10000; 5000; 2. ; Para Rotações: S nnnnn.nnnn valores em r.p.m. ou m/min ( Corte Constante) Exemplos: 1000 ; ; 20000; 1200 Memórias de ponto flutuante: #nnnn = +/-ffffffff.fffffff[e+/-fff] ; Hnnnn = +/-ffffffff.fffffff[e+/-fff] Exemplos: #100 = ; H200 = e-4 ; #0 = Sistema de coordenadas retangulares O sistema cartesiano é muito utilizado para descrever elementos geométricos como pontos, linhas e círculos que dão origem a um perfil 2D ou 3D que são básicos para a grande maioria dos programas CNC. Os eixos X,Y e Z são chamados eixos principais e podem ser agrupados 2 a 2 para formar os planos de programação. Em centros de usinagem verticais nos referimos freqüentemente ao plano XY principal uma vez que a ferramenta opera na direção Z, ortogonal ao plano XY. Já em um torno, trabalhamos no plano XZ devido a convenção aceita na maioria das máquinas onde a ferramenta é perpendicular ao plano XY e o eixo Y normalmente não existe em um torno. 3.3 Sistema de coordenadas polares Em determinados casos é mais fácil definir os elementos de uma trajetória utilizando o sistema de coordenadas polares. Neste sistema, um elemento (ponto, linha ou circulo) pode ser definido a partir de um ponto de referência ( origem das coordenadas polares), um raio e um ângulo. 3.4 Pontos de origem Normalmente o programa CNC baseia-se em pontos de referência da própria peça. Estes pontos de referências são definidos durante a preparação do programa e podem variar de peça para peça. Já o Fabricante da máquina utiliza pontos de referência da própria máquina que permanecem fixos e servem como base para definir os fins de curso dos eixos, posições de troca de ferramenta e outras zonas de segurança da máquina. O CNC Proteo possui uma tabela de pontos de origem e operações de preset que facilitam a definição do sistema de coordenadas tanto para o usuário quanto para o fabricante da máquina. V

25 Manual de Programação - CNC Proteo MCS Engenharia 4. Estrutura de Programação A preparação de um programa CNC requer planejamento lógico, organização e método. Primeiramente o preparador deve conhecer os dados do material bruto, em seguida estabelecer as tarefas que a máquina deve executar. Em seguida o preparador precisa ordenar estas operações e definir o ferramental necessário. Um bom conhecimento tecnológico sobre a capacidade de remoção de material da máquina com as ferramentas selecionadas também é fundamental. O desenho técnico da peça fornecerá as informações geométricas mais importantes, porem o programa CNC descreve o caminho de cada ferramenta que acaba resultando na peça propriamente dita. Se o preparador dispõe de um software tipo CAD/CAM ele entra com todas as informações pertinentes a peça, ao ferramental disponível e a capacidade de usinagem da máquina e o próprio software irá calcular a trajetória das ferramentas gerando o programa CNC. Mas se um software CAD/CAM não está disponível então o preparador terá de descrever as trajetórias das ferramentas bem como informar todos os dados de avanço e rotação sempre respeitando os limites da própria máquina e ferramental. 4.1 Termos fundamentais Programa CNC = Descrição da seqüência de operações que a máquina deve fazer para produzir uma determinada peça a partir de um material bruto com dimensões apropriadas. Estas operações são constituídas por blocos de informações que podem ocupar um ou mais linhas do programa. Bloco = Uma sentença de um programa que pode conter uma ou mais informações relevantes as operações que deve ser realizadas pela máquina. Palavra = uma unidade de informação contida em um bloco. Pode descrever por exemplo a coordenada de um determinado eixo, o avanço ou a rotação do eixo árvore. Endereço = identifica o tipo de dado contido em uma palavra de um determinado bloco. Dado = conteúdo editável de uma palavra. Pode ser um dado numérico ou alfanumérico. Registrador = variável da memória do CNC que pode ser utilizada para armazenar valores temporários, receber resultados de cálculos e servir como dado em palavras de um bloco. 25 V1.00

26 MCS Engenharia Operação (Fresa) - CNC Proteo 4.2 Caracteres O programa CNC pode conter a maioria dos caracteres ASCII : Letras : ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz Números : Sinais : + - * / Símbolos : ( ) [ ] : ; $ & = ^ < > Quebra de linha: \n \r Tabulação : \t 4.3 Blocos Um bloco é qualquer sentença de um programa CNC. O CNC Proteo basicamente pode processar programas com dois tipos de blocos: 1 blocos que utilizem delimitadores ( : ) Ex.: :pos x a 10 f 1000 :cyc call 88 ( furação profunda ) Xinic Yinic Dist.Seg 0.5 Tempo 1 :M3 S1200 :G90 G1 X 10 F2000 :M30 : 2 blocos sem delimitadores pos x a 10 f 1000 cyc call 88 ( furação profunda ) \ Xinic Yinic \ Dist.Seg 0.5 Tempo 1 M3 S1200 G90 G1 X 10 F2000 M30 Cada bloco pode conter várias informações e ocupar uma ou mais linhas. No caso do uso de delimitadores, o CNC entende um bloco com uma ou mais informações contidas entre dois delimitadores consecutivos. No caso sem delimitadores, um bloco que ocupe mais de uma linha tem que utilizar o caracter \ no final de cada linha do bloco, exceto a sua última linha. V

27 Manual de Programação - CNC Proteo MCS Engenharia 4.4 Programa Um programa CNC contém uma seqüência de blocos que descrevem as operações da máquina para produzir a pela. Estes blocos são executados normalmente em seqüência, um após o outro. Alguns comandos são capazes de quebrar a ordem normal de execução dos blocos, estes comandos podem produzir desvios que podem ser condicionais ou incondicionais. O CNC Proteo entende comandos estruturados, normalmente encontrados em linguagens de programação de mais alto nível. Os comandos mais comuns são os de movimento, por exemplo, movimentos dos eixos um a um ou em conjunto no caso das interpolações lineares, circulares, helicoidais ou polinomial ( spline ). Também são muito comuns os comandos de rotação, troca de ferramenta e refrigeração. Os comandos contidos nos blocos do programa são supervisionados pelo CNC e podem gerar mensagens, alarmes e falhas que interrompam o programa. 4.5 Sub-Programa Funções e sub-rotinas muito usadas podem ser gravadas em um subprograma que fica armazenado no diretório de subprogramas do Proteo. Na verdade a diferença entre um subprograma e um programa CNC nem sempre é destaque devido ao fato de um subprograma CNC poder executar praticamente todos os comandos que um programa normal também pode. 4.6 Macros ( ciclos fixos) Historicamente, os CNCs fornecem a seus usuários subprogramas prontos que executam operações muito utilizadas e que facilitam a elaboração dos programas. Estes subprogramas utilizam recursos que permitem aos usuários passar dados e parâmetros da usinagem, informando ao ciclo que tipo de operações realizar. Por tanto, MACROS são subprogramas paramétricos ( ciclos fixos ) utilizados pelo usuário para executar operações padronizadas e especificadas pelos dados na chamada do ciclo fixo ( MACRO). Estes ciclos ficam armazenados no diretório CYC. 27 V1.00

28 MCS Engenharia Operação (Fresa) - CNC Proteo 5. Programação Assistida Padrão MCS 5.1 Comandos de Movimento Movimento Simples (um eixo por vez) Com esta sentença programa-se o movimento de um eixo para a cota desejada, em modo absoluto ou incremental, a velocidade de avanço em mm/min ou mm/rotação e uma função auxiliar. Para inicializar esta função, pressionar a tecla referente ao eixo que se deseja movimentar, em seguida digitar a posição desejada seguida do avanço. Pressione a tecla referente a qualquer um dos eixos. A seguinte janela será aberta. Pressionar ENT e a seguinte janela será aberta. Digite o valor para o campo desejado e a cada campo tecle ENT, para finalizar o comando tecle END. Para selecionar o modo incremental pressione a tecla MOD, com isso a letra A após o eixo X (ou o eixo que está sendo utilizado) será mudada para I. Depois de efetuado esta seqüência, a sentença aparecerá da seguinte forma no programa: POS X A ; movimento simples eixo X move para cota absoluta POS Y I ; movimento simples eixo Y movimento incremental de POS Z A F 2000 ; move eixo Z para com avanço 2000 mm/minuto. POS X ; move eixo X para , ABS x INC depende do estado modal (G90/G91) Interpolações Lineares (movimento simultâneo de eixos) Com esta sentença programa-se o movimento simultâneo de dois ou mais eixos em interpolação linear para um ponto desejado, em modo absoluto ou incremental, a velocidade de avanço e uma função auxiliar. Pressione as teclas referentes aos eixos desejados (X e Y, por exemplo), a seguinte janela será aberta. V

29 Manual de Programação - CNC Proteo MCS Engenharia Pressione ENT, a seguinte janela será aberta. Digite o valor para cada campo, tecle ENT ou com o cursor, selecione outros campos como F ou M se necessário. Para finalizar o comando tecle END. Depois de efetuado esta seqüência, a sentença aparecerá da seguinte forma no programa: POS L X A Y A ; movimenta eixos X e Y em interpolação linear POS L X A Z A F1000 ; move eixos X e Z com avanço 1000 mm/min. POS L X A Z A F 0.75 ; move eixos X e Z com avanço 0.75 mm/rotação. POS T X I Y I Z I F1000 ; move 3 eixos X, Y e Z cotas incrementais POS L X A Y A Z A / U A V A W A F1000 ; linear com 4 ou mais eixos X,Y,Z,U,V,W Interpolações Circulares (movimento simultâneo de eixos) Interpolações Circulares (centro definido via POLO) Na linguagem MCS, para executar este tipo de função, devemos primeiramente definir o pólo. Pressione a tecla PONTO. A seguinte janela será aberta. Digite as teclas dos eixos que compõem o plano onde será realizada a interpolação circular, seguido de ENT. A seguinte janela será aberta. 29 V1.00

30 MCS Engenharia Operação (Fresa) - CNC Proteo Digite os valores para cada campo e em seguida pressione END. Em seguida pressione 9 (CIR) e a seguinte janela será aberta. Pressione as teclas dos eixos do plano no qual será executada a interpolação e tecle ENT, a seguinte janela será aberta. Digite os valores do ponto final e se necessário outras funções. Deixar o campo R(raio) vazio. Para finalizar pressione END. Nesta sentença programa-se além dos pontos do plano de interpolação, o sentido "H" horário ou "AH" anti-horário de interpolação, o avanço e uma função auxiliar M. A escolha do sentido de interpolação é feita teclando-se 1 para sentido horário ou 0 para sentido antihorário. Depois de efetuado esta seqüência, a sentença aparecerá da seguinte forma no programa: POL X A Y A ; centro para circulo X,Y em (0,0) POS C H X A Y A ; move eixos X e Y em circulo sentido horário POS C AH X A Y A ; move eixos X e Y em circulo sentido anti-horário POS C H X A Z A F1000 ; circular horário X e Z com avanço 1000 mm/min. POS C AH X I Y I F0.50 ; circular anti-horário X, Y cotas incrementais ; com avanço 0.5 mm/rotação Interpolações Circulares (centro calculado dado o raio) Neste caso, o arco de circunferência fica definido pelo ponto atingido antes da execução da sentença de interpolação circular e pelo ponto final e raio da circunferência programados nesta sentença. V

31 Manual de Programação - CNC Proteo MCS Engenharia Na linguagem MCS, pressione 9(CIR) e a seguinte janela será aberta. Pressione as teclas dos eixos do plano no qual será executada a interpolação e tecle ENT, a seguinte janela será aberta. Digite os valores do ponto final, o raio e se necessário outras funções. Para finalizar pressione END. Nesta sentença programa-se além dos pontos do plano de interpolação, o sentido "H" horário ou "AH" anti-horário de interpolação, o avanço e uma função auxiliar M. A escolha do sentido de interpolação é feita pressionando a tecla 1 para sentido horário ou a tecla 0 para sentido anti-horário. Depois de efetuado esta seqüência, a sentença aparecerá da seguinte forma no programa: POS C H X A Y A R 1000 ; move eixos X e Y em círculo horário, raio POS C AH X I Y I R 1000 ; move eixos X e Y, cotas incrementais em círculo ; anti-horário, raio POS C H X A Y A R 1000 F1000 ; move eixos X e Y em círculo horário, ; raio , avanço 1000 mm/minuto POS C H X A Y A R 1000 F0.500 ; move eixos X e Y em círculo horário, ; raio , avanço 0.5 mm/rotação POS C AH X I Y I R 1000 ; move eixos X e Y, cotas incrementais em círculo ; anti-horário, raio Interpolações Helicoidais (centro definido via POLO) Para executar este tipo de função, devemos primeiramente, definir o pólo como visto anteriormente no item Interpolações Circulares Feito isso, pressione a tecla 9 e a tecla H seqüencialmente, a seguinte janela será aberta. 31 V1.00

32 MCS Engenharia Operação (Fresa) - CNC Proteo Pressione ENT e a seguinte janela será aberta. Digite os valores para cada campo e em seguida pressione END. Deixar o campo R(raio) vazio. Nesta sentença programa-se além dos pontos do plano de interpolação, o sentido "H" horário ou "AH" anti-horário de interpolação, o avanço e uma função auxiliar M. A escolha do sentido de interpolação é feita pressionando a tecla 1 para sentido horário ou a tecla 0 para sentido anti-horário. Depois de efetuado esta seqüência, a sentença aparecerá da seguinte forma no programa: POL X A Y A ; centro para hélice plano X,Y em (0,0) POS H H X A Y A Z A ; move eixos X e Y em circulo sentido horário ; move simultaneamente o eixo Z da hélice. POS H AH X A Y A Z A ; move eixos X e Y em circulo sentido anti- ; horário enquanto move o eixo Z da hélice Interpolações Helicoidais (centro calculado dado o RAIO) Pressione a tecla 9 e a tecla H e a seguinte janela será aberta. Pressione ENT e a seguinte janela será aberta. V