Programação de Máquinas CNC

Transcrição

1 Programação de Máquinas CNC

2 CONSIDERAÇÕES GERAIS O que significa CNC? C= Comando N= Numérico C= Computadorizado

3 O que é Comando Numérico? O Comando Numérico (CN) é um equipamento eletrônico capaz de receber informações por algum meio de entrada, transformar estas informações em uma seqüência mecânica desejada.

4 Principais vantagens do comando numérico Maior flexibilidade; Repetibilidade; Menor desgaste físico do operador; Aumento da qualidade do serviço; Facilidade na confecção de perfis simples e complexos; Maior controle sobre desgaste das ferramentas; Redução do refugo; Menor movimentação da peça; Interpolações lineares e circulares; Usinagem de roscas paralelas e cônicas.

5 Quando surgiu? Fatores ligados à pesquisa durante a Segunda Guerra Mundial levaram a uma necessidade de adaptação aos conceitos de fabricação. O primeiro teste do CN aplicado em máquinas operatrizes foi em 1949, no laboratório de tecnologia de Massachustets (MIT).

6 Linguagens de programação? A fim de facilitar o processo de desenvolvimento de programas, foram desenvolvidas linguagens de programação que facilitam ao usuário ordenar aos computadores o que fazer. Criaram-se linguagens como: ISO (linguagem dos G's ) MAZATROL HEIDENHAIN

7 Tipos de máquinas, modelos e comandos Romi, Ergomat, Mazak, Index, Mori Seiki, Nardini, Traub, etc são exemplos de fabricantes de máquinas; Galaxy 10, TND 180, Centur 30 RV, Logic 195, Cosmos 10, Centur 30 D, etc são exemplos de modelos de máquinas; Fanuc, Siemens, Mach, Fagor, MCS, Heidenhain, Mazatrol, Mitsubishi, etc são exemplos de comandos.

8 Torno CNC Centur 30 RV Torno CNC Ergomat TND 180 Torno CNC Centur 30 R

9 Centro de Usinagem Torno CNC portátil Fresadora CNC Sinitron Retificadora CNC Eletroerosão a Fio 5 eixos

10 Comando Maxitec Siemens Comando Fanuc Oi M Comando Siemens 810 Comando Mach 8

11 Comando Diadur Comando Mach 5 Comando MCS Comando Fanuc 21i Comando Mitsubishi

12 Tipos de fixação das ferramentas Torre hidráulica; Torre elétrica; Fixação por Gang ; Troca rápida.

13 Torre elétrica Troca rápida Fixação por Gang Torre hidráulica

14 Tipos de fixação de peças Placa hidráulica; Placa pneumática; Placa manual.

15 Placa pneumática Placa manual Placa hidráulica

16 SISTEMA DE COORDENADAS Todas as máquinas-ferramenta CNC são comandadas por um sistema de coordenadas cartesianas na elaboração de qualquer perfil geométrico. Para que a máquina possa trabalhar com as posições especificadas, estas têm que ser declaradas em um sistema de referência, que corresponde aos sentidos dos movimentos dos eixos (X, Y, Z).

17 Regra da Mão Direita Para um sistema tridimensional, são utilizados três eixos perpendiculares (90 ) entre si, que podem ser designados através dos dedos da mão direita. Polegar : indica o sentido positivo do eixo imaginário, representado pela letra X. Indicador : aponta o sentido positivo do eixo Y. Médio : nos mostra o sentido positivo do eixo Z.

18 Regra da Mão Direita

19 Plano Cartesiano

20 Sistema Absoluto de Coordenadas eixo Y 40 P5 P4 30 P8 20 P6 P3 10 P7 0 P1 P2 eixo X origem

21 Sistema Incremental de Coordenadas eixo Y 40 P5 P4 30 P8 20 P6 P3 10 P7 0 P1 P2 eixo X origem

22 Exemplo Coordenada absoluta Pontos X Z P P P P P

23 Exemplo Coordenada incremental Pontos X Z P P P P P5 25 0

24 Quadrantes

25 Pontos de Referência

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27 Ponto de troca O ponto de troca é uma coordenada qualquer definida no programa cujo objetivo é: Servir de ponto de partida para posicionamentos rápidos. Servir como ponto de parada para troca de ferramentas. Local seguro para giro de torre elétrica ou virar peças na placa.

28 Ponto de troca Este procedimento visa evitar colisões indesejáveis de ferramentas, facilitar o trabalho por parte do operador da máquina e aumentar a sua segurança.

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31 Funções Preparatórias G00 Interpolação linear com avanço rápido G01 Interpolação linear com avanço programado G02 Interpolação circular no sentido horário G03 Interpolação circular no sentido antihorário G17 Seleção de plano de trabalho X-Y G18 Seleção de plano de trabalho X-Z

32 Funções Preparatórias G19 Seleção de plano de trabalho Y- Z G20 Programação em Polegada G21 Programação em Milímetro G40 Cancela compensação de raio G41 Compensação do raio da ferramenta à esquerda G42 Compensação do raio da ferramenta à direita

33 G53 Ativa Zero máquina G54 a G59 Ativa os Deslocamentos de Ponto Zero peça. G90 Programação em Coordenadas Absolutas G91 Programação em Coordenadas Incrementais G92 Limite de RPM G94 Programação em Avanço por minuto G95 Programação em Avanço por rotação G96 Programação em Velocidade de Corte Constante G97 Programação em RPM direta

34 Função G00 Posicionamento Rápido

35 Função G01 Interpolação Linear

36 Função G02 Interpolação Circular Sentido Horário

37 Função G03 Interpolação Circular Sentido Anti-Horário

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39 Função G18 Seleção do Plano X, Z A função G18 é utilizada nos Tornos CNC, onde o comando assume G18 como condição básica de funcionamento (Default), assim que a máquina é ligada.

40 Função G20 e G21 G20 Referência de unidade de medida (polegada) G21 Referência de unidade de medida (métrico)

41 Função G41e G42 Ativa a Compensação de Raio da Ferramenta

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45 Deslocamento de Ponto Zero Peça. A função G54, assim como G55, G56, G57, G58 e G59 são funções que definem na programação a origem Zero Peça. Observações: Uma peça poderá ter mais que uma origem zero peça "W", conforme a necessidade.

46 G90 - Coordenadas Absolutas A função G90 é Modal e prepara a máquina para executar operações em coordenadas absolutas. Observação: As máquinas ao serem ligadas já assumem G90 como condição básica de funcionamento.

47 G91 - Coordenadas Incrementais A função G91 é Modal e prepara a máquina para executar todas as operações em coordenadas incrementais.

48 G92 - Definição Limite de RPM Exemplo: N40 G92 S3000 M3 ; Estamos permitindo que o eixo-árvore gire até 3000 rpm no máximo.

49 G94 - Programação em Avanço por Minuto A função G94 é Modal e prepara o comando para computar todos os avanços programados em pol/min quando utilizado juntamente com a função G20 ou mm/min quando utilizado juntamente com a função G21.

50 G95 - Programação em Avanço por Rotação A função G95 é Modal prepara o comando para computar todos os avanços programados em pol/rot quando utilizado juntamente com a função G20 ou mm/rot quando utilizado juntamente com a função G21.

51 G96 - Programação em Velocidade de Corte Constante. A função G96 é Modal e seleciona o modo de programação em velocidade de corte constante, cujo objetivo é promover a variação calculada da rpm através da função auxiliar "S". Nota: A máxima rpm alcançada pela velocidade de corte constante pode ser limitada programando-se a função G92.

52 Exemplo: N40 G96 S200 ; (Prog. em velocidade de corte constante / valor de Vc) N50 G92 S3000 M4 ; (Limite máximo da rpm e sentido de giro).

53 G97 - Programação em RPM Direta A função G97 é Modal e seleciona o modo de programação em rpm direta, cujo valor é dado pela função auxiliar "S", desta forma não haverá variação de rotação. Exemplo: N65 G97 S2500 M4; (Prog. em rpm direta / Valor da rpm e sentido de giro)

54 Estruturas e Características do Programa CNC A estrutura de programação para tornos CNC utilizando a Norma ISO 6983, e será capaz de identificar um programa elaborado na linguagem EIA/ISO.

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57 O programa CNC é constituído de: Bloco de Dados : É uma série de palavras colocadas numa linha, finalizada pelo Caractere; (Exemplo: G01 X54 Y30 F.12;) Programa : É uma série de blocos de dados (Finalizada por M30). Caracteres especiais (;) - Fim de bloco : (EOB - End Of Block). Todo bloco deve apresentar um caractere que indique o fim do bloco. ( ) - Comentário : Os caracteres parênteses permitem a inserção de comentários. Os caracteres que vierem dentro de parênteses são considerados comentários e serão ignorados pelo comando.

58 Funções de posicionamento O comando trabalha em milímetros para palavras de posicionamento com ponto decimal. Função X Aplicação: Posição no eixo transversal (absoluta) X20 ; ou X-5 ; Função Z Aplicação: Posição no eixo longitudinal (absoluta) Z20 ; ou Z-20 ; Função U Aplicação: Posição no eixo transversal (incremental) U5 ; ou U-5 ; (Usado em programação feita em coordenadas absolutas) Função W Aplicação: Posição no eixo longitudinal (incremental) W5 ; ou W-5 ; (Usado em programação feita em coordenadas absolutas)

59 Funções especiais Função O (usada no comando GE Fanuc 21i) Todo programa ou sub-programa na memória do comando é identificado através da letra O composto por até 4 digitos, podendo variar de 0001 até Para facilitar a identificação do programa, recomenda-se inserir um comentário, observando-se o uso dos parênteses. Ex.: O5750 (Flange do eixo traseiro);

60 Funções especiais Função N Define o número da seqüência. Cada seqüência de informação pode ser identificada por um número de um a quatro dígitos, que virá após a função N. Esta função é utilizada em desvios especificados em ciclos, e em procura de blocos. Exemplo: N50 G01 X10 ; N60 G01 Z10 ; Não é necessário programar o número de seqüência em todos os blocos de dados.a sequência aparecerá automaticamente após a inserção de cada bloco de dados, a não ser que seja feita uma edição fora da seqüência do programa ou após sua edição completada.

61 Funções especiais Função F Geralmente nos tornos CNC utiliza-se o avanço em mm/rotação, mas este também pode ser utilizado em mm/min. O avanço é um dado importante de corte e é obtido levando-se em conta o material, a ferramenta e a operação a ser executada. Ex : F0.3 ; ou F.3 ;.

62 Funções especiais Função F Geralmente nos tornos CNC utiliza-se o avanço em mm/rotação, mas este também pode ser utilizado em mm/min. O avanço é um dado importante de corte e é obtido levando-se em conta o material, a ferramenta e a operação a ser executada. Ex : F0.3 ; ou F.3 ;. Função T A função T é usada para selecionar as ferramentas informando à máquina o seu zeramento (PRE-SET), raio do inserto, sentido de corte e corretores. Programa-se o código T acompanhado de no máximo quatro dígitos.

63 Funções especiais Função F Geralmente nos tornos CNC utiliza-se o avanço em mm/rotação, mas este também pode ser utilizado em mm/min. O avanço é um dado importante de corte e é obtido levando-se em conta o material, a ferramenta e a operação a ser executada. Ex : F0.3 ; ou F.3 ;. Função T A função T é usada para selecionar as ferramentas informando à máquina o seu zeramento (PRE-SET), raio do inserto, sentido de corte e corretores. Programa-se o código T acompanhado de no máximo quatro dígitos.

64 Os dois primeiros dígitos definem a localização da ferramenta na torre e seu zeramento (PRE-SET), e os dois últimos dígitos definem o número do corretor de ajustes de medidas e correções de desgaste do inserto. Exemplo: T0202 ; Podem-se programar até 12 ferramentas e 32 corretores. O giro de torre e o movimento dos carros não podem estar no mesmo bloco que a função T, ela deve ser programada em uma linha de maneira isolada. Importante: O raio do inserto (R) e a geometria da ferramenta (T) devem ser inseridos somente na página de geometria de ferramentas.

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68 Faça os programas utilizando ciclo de desbaste e ciclo de acabamento, G71 e G7o respectivamente. Faça o programa das peças abaixo com os dados: T0101=Ferramenta externa vc=200m/min, f 0,2 e rotação máxima de T0303=Ferramenta interna Vc= 150m/min, f0,15 e rotação de 3000.

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70 Exercícios

71 Exercícios

72 Exercícios

73 Ciclos Automáticos de Usinagem Comando Fanuc 21iT G70 Ciclo de Acabamento G71 Ciclo de Desbaste Longitudinal G72 Ciclo de desbaste transversal G74 Ciclo de Torneamento G74 Ciclo de Furação G75 Ciclo de Canais G76 Ciclo de roscamento automático G83 Ciclo de Furação Axial

74 G71 Ciclo de Desbaste Longitudinal Este ciclo permite a usinagem de desbaste completa da peça, utilizando-se apenas de dois blocos de programação.

75 NOTAS: Após a execução do ciclo, a ferramenta retorna automaticamente ao ponto posicionado. Não é permitida a programação da função Z no bloco que define o perfil a ser usinado

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77 G70 Ciclo de Acabamento Este ciclo é utilizado após a aplicação de ciclos de desbaste G71, G72 para dar o acabamento final sem a necessidade de repetição de toda a seqüência do perfil a ser executado.

78 Função G70 Aplicação: Ciclo de acabamento. Este ciclo é utilizado após a aplicação dos ciclos de desbaste G71, G72 e G73 para dar o acabamento final da peça sem que o programador necessite repetir toda a sequência do perfil a ser executado. A função G70 requer: G70 P _ Q _ ; onde: P = número do bloco que define o início do perfil Q = número do bloco que define o final do perfil

79 As funções F, S e T especificadas nos blocos G71, G72 e, mas as especificadas entre o bloco de início do perfil (P) e final do perfil (Q) são válidas durante a utilização do código G70. NOTAS: Após a execução do ciclo, a ferramenta retorna automaticamente ao ponto posicionado.

80 Exemplo N10 G21 G40 G90 G95; N20 G0 X200 Z200 T00; N30 T0101 (Desbaste); N40 G55; N50 G96 S200; N60 G92 S2500 M4; N70 G0 X80 Z75; N80 G71 U2.5 R2; N90 G71 P100 Q200 U1 W0.2 F0.25; N100 G0 X16; N110 G42; N120 G1 Z70 F.2; N130 X20 Z68; N140 Z55; N150 G2 X30 Z50 R5; N160 G1 X50; N170 Z40; N180 X80 Z25; N190 G40; N200 G1 X85; N210 G70 P100 Q200; N220 G0 X200 Z200 T00; N230 M30;

81 G75 Ciclo de Canais Este ciclo permite o sangramento de canais eqüidistantes, com quebra de cavacos, programados com apenas dois blocos de programação.

82 G75 Ciclo de Canais Aplicação: Ciclo de canais. A função G75 como ciclo de canais requer: G75 R _ ; G75 X _ Z _ P _ Q _ F _ ; onde: R = retorno incremental para quebra de cavaco (raio) X = diâmetro final do canal Z = posição final (absoluto) P = incremento de corte (raio / milésimo de milímetro) Q = distância entre os canais (incremental / milésimo de milímetro) F = avanço de trabalho

83 G75 Ciclo de Canais NOTAS: Neste ciclo os canais deverão ser eqüidistantes, com exceção do último. Após a execução do ciclo, a ferramenta retorna automaticamente ao ponto posicionado.

84 Exemplo O0075 (Ciclo de canais); N10 G21 G40 G90 G95; N20 G0 X200 Z200 T00; N30 T0808 (canais); N40 G54; N50 G96 S130; N60 G92 S3000 M4; N70 G0 X75 Z67; N80 G75 R2; N90 G75 X50 Z25 P7500 Q14000 F.2; N100 G0 X200 Z200 T00; N110 M30;

85 G74 e G83 Ciclo de Furação Axial A aplicação da função G74 como ciclo de furação, realiza furações com quebra de cavacos, e G83 com descarga de cavaco

86 G83 Ciclo de Furação

87 G83 - Ciclo de Furação Axial A função G83, realiza furações com descarga de cavacos.

88 G74 Ciclo de Furação Aplicação: Ciclo de furação. A função G74 como ciclo de furação requer: G74 R _ ; G74 Z _ Q _ F _ ; onde: R = retorno incremental para quebra de cavaco no ciclo de furação Z = posição final (absoluto) Q = valor do incremento no ciclo de furação (milésimo de milímetro) F = avanço de trabalho

89 G74 Ciclo de Furação NOTAS: Após a execução do ciclo a ferramenta retorna automaticamente ao ponto posicionado. Quando utilizarmos o ciclo G74 como ciclo de furação não poderemos informar as funções X e U no bloco.

90 Exemplo O0074 (Ciclo de furação); N10 G21 G40 G90 G95; N20 G0 X200 Z200 T00; N30 T0606 (Broca 12 mm); N40 G54; N50 G97 S1200 M3; N60 G0 X0 Z80; N70 G1 Z73 F1 M8; N80 G74 R2; N90 G74 Z-4 Q15000 F0.08; N100 G0 X200 Z200 T00 M9; N110 M30;

91 G74 Ciclo de Desbaste Longitudinal A função G74 pode ser utilizada como ciclo de torneamento paralelo ao eixo Z, o qual executa a usinagem com sucessivos passes até o diâmetro desejado.

92 G76 Ciclo de Roscamento Automático Esta função executa o roscamento automático, através de duas linhas de programação.

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104 FRESAMENTO

105 Sistema de Coordenadas. Funções Preparatórias. Sistema de Referência e Ffixação de Ferramentas. Controle Linear e Circular de Deslocamento. Lógica de Repetição. Ciclos Automáticos de Usinagem. Compensação do Raio de Corte.

106 Regra da mão direita

107 Localização dos Pontos de Referência da Máquina Onde: M W - Ponto Zero Máquina - Ponto Zero Peça LS - Limite de Software P - Ponto comandado Obs: Nas fresadoras a Posição do Ponto Zero Máquina "M" pode variar de acordo com o fabricante da mesma.

108 Funções Preparatórias G00 Interpolação linear rápida G01 Interpolação linear com avanço programado G02 Interpolação circular no sentido horário G03 Interpolação circular no sentido anti-horário G17 Seleção de plano X-Y G18 Seleção de plano X-Z G19 Seleção de plano Y-Z G40 Cancela compensação do raio da ponta da ferramenta G41 Compensação do raio da ferramenta (esquerda)

109 G42 Compensação do raio da ferramenta (direita) G70 Admite programação em polegada G71 Admite programação em milímetro G90 Programação em coordenadas absolutas G91 Programação em coordenadas incrementais G92 Definição de origem temporária G94 Programação do avanço por minuto G99 Cancela definição de origem temporária

110 Função G00 - Posicionamento rápido

111 Função G01 Interpolação Linear com Avanço Programado

112 Função G02/G03 Interpolação Circular (Horária/Anti-Horária) G02 / G03 X.. Y.. I.. J. # Onde: X - Ponto final no eixo X (absoluto). Y - Ponto final no eixo Y (absoluto). I - Centro do arco em relação ao eixo X. J - Centro do arco em relação ao eixo Y.

113 Compensação do Raio da Ferramenta G41 Ferramenta à esquerda da peça em função do sentido de usinagem.

114 Compensação do Raio da Ferramenta G42 Ferramenta à direita da peça em função do sentido de usinagem.

115 FUNÇÕES AUXILIARES FUNÇÕES : O, S, T, M6 Exemplo: T01 Chama a ferramenta nº1; M06 Habilita a troca; O1 Ativa o corretor de altura nº 1; S1500 M3 Liga a rotação do eixo-árvore a 1500 RPM.

116 Ciclos Automáticos de Usinagem Função G24 Auto rotina de Círculo de Furos Função G25 Auto rotina de Retângulo de Furos Função G26 Auto rotina para alojamento Interno(Cavidade) Função G81 Ciclo de furação simples Função G83 Ciclo de furação com descarga de cavacos Função G84 Ciclo de roscamento

117 G24 Auto-Rotina de Círculo de Furos A função G24, executa automaticamente um padrão circular de pontos (furos) igualmente espaçados, com no máximo 128 vezes.

118 G25 Auto-Rotina de Retângulo de Furos

119 A função G26 é uma auto-rotina para fresamento de alojamentos internos e podem ser retangulares, quadrados ou circulares.

120 G81 Ciclo de Furação Simples

121 G83 Ciclo de Furação com Descarga de Cavacos

122 G84 Ciclo de Roscamento

123 Estrutura Básica de Programação ; NOME # (Nome do Programa) N10 G99 # (Cancela novas origens) N20 G94 # (Avanço de corte em mm/min) N30 G90 # (Programação no Sistema de Coordenadas Absolutas) N40 G71 # (Programação em Milímetros) N50 G17 # (Plano de trabalho X,Y)

124 CHAMADA DE FERRAMENTA: N60 T01 M06 ; FRESA DE TOPO DE 10 MM # (Chamada de Ferramenta e Liberação para a troca de posição no Magazine) N70 O01 S2500 M03 # (Ativa o corretor da ferramenta, a rotação desejada e o sentido e giro do eixo árvore). N80 M08 # (Liga refrigerante de corte)

125 BLOCOS DE USINAGEM N150 G00 X50. Y45. # (Posicionamento rápido) N160 G01 X80. F400 # (Interpolação linear com avanço programado)

126 TROCAS DE FERRAMENTAS N240 M09 # (Desliga refrigerante de corte) N250 GZO M05 # (Ponto de troca, cancela corretor de ferramenta e desliga o eixo árvore) N260 T02 M06; BROCA HELICOIDAL 5MM # (Chama a nova ferramenta e libera para a troca de posição no magazine) N270 O02 S3000 M03 # (Ativa o corretor da nova ferramenta, a rotação desejada e o sentido de giro). N280 M08 # (Liga refrigerante de corte)

127 FINAL DE PROGRAMA N930 M09 # (Desliga refrigerante de corte) N940 GZO M05 # (Ponto de troca, cancela corretor de ferramenta e desliga o eixo árvore) N950 T00 M06 # (Descarrega o eixo árvore) N960 M30 # (Final de programa)