Introdução a tecnologia CAM

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1 Introdução a tecnologia CAM

2 SUMÁRIO INTRODUÇÂO INTRODUÇÃO À TECNOLOGIA CAM Métodos de programação CN Metodologia CAD-CAM REVISÃO DE USINAGEM Movimentos e grandezas na usinagem Grandezas de avanço. Grandezas de penetração Influência da geometria da ferramenta na usinagem Ângulos da ferramenta INTERFACE DO PROGRAMA EDGECAM Ambiente de Design Ferramentas de desenho Linha Arco Ponto Polígono Retângulo Offset Ferramentas de edição. Entity Data Radius Trim Chamfer Integração com outros softwares de CAD Introdução a tecnologia CAM 2

3 FRESAMENTO Estratégias de usinagem Seleção de ferramentas de fresamento Faceamento. Desbaste Acabamento Furação GERAÇÃO DO CÓDIGO CNC GERAÇÃO DAS FOLHAS DE PROCESSO ESTUDO DE CASO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS EXERCÍCIOS EXTRAS Introdução a tecnologia CAM 3

4 INTRODUÇÃO Nos dias atuais, os recursos computacionais são extraordinários, temos a nossa disposição softwares para todos os gostos e aplicações. Em diferentes áreas do conhecimento o computador tornou-se indispensável, tanto que profissionais que não dominarem seu uso estão fora do mercado. Nas áreas tecnológicas o uso de computador é ainda mais necessário e fundamental. Na mecânica temos diversas aplicações da informática, por exemplo: nos dias de hoje não se encontra em nenhuma indústria metal-mecânica prancheta, aquelas mesas especiais para se desenhar, hoje todo mundo usa CAD. Na confecção de um componente mecânico, na maioria dos casos utilizamos a usinagem como processo de fabricação. As máquinas de usinagem há muito tempo são comandadas por controle numérico (máquinas CNC) e essas máquinas necessitam serem programadas de acordo com a geometria da peça. Neste cenário tem-se mais uma aplicação computacional na mecânica: a manufatura (fabricação) assistida por computador, que chamaremos pela sigla CAM (Computer Aided Manufactering). Nesta apostila utilizaremos o software EdgeCAM para entendermos o processo de a partir do desenho de uma peça feito no CAD, realizarmos a usinagem no software de CAM e por fim termos o programa CNC desta peça. Introdução a tecnologia CAM 4

5 INTRODUÇÃO À TECNOLOGIA CAM A Manufatura Assistida por Computador (CAM) consiste no uso de sistemas computacionais para planejamento, gerenciamento e controle de operações de uma fábrica. O CAM pode ser classificado em duas grandes categorias: a) Sistemas computadorizados de controle e monitoração: neste caso, o computador liga-se diretamente ao processo a ser monitorado ou controlado. b) Sistemas de suporte da produção: trata-se de uma aplicação indireta. O computador é utilizado como ferramenta de suporte para as atividades de produção, não havendo interface direta do computador com o processo de manufatura. Na primeira categoria a abrangência é grande, pois o CAM atua como suporte de manufatura, isto é, auxiliando na: programação CNC de peças por software; planejamento e programação da produção; planejamento de necessidades de material (MRP), de controle de chão de fábrica, coleta de dado (DNC), como também a tomada de decisão, plano operacional, etc. Apesar de toda esta abrangência, o termo CAM, às vezes, ainda é sinônimo da programação CN, conceito que ficou muito difundido com a sigla CAD/CAM, que representa módulos de programação CN em sistemas CAM. 1.1 Métodos de Programação CN a) Programação direta na máquina - MID (Material Data Input): Esse método de programação descreve a programação direto no chão de fábrica, sendo viabilizado devido aos recursos dos novos CNC. Neste método, o programador, com a geometria à disposição, define o percurso da ferramenta e transforma em linguagem (função de máquina). É utilizado em eventuais modificações, para otimização de programas na máquina, e na programação de peças relativamente simples em indústrias de manufatura. Introdução a tecnologia CAM 5

6 b) Programação manual: Neste caso, o programador interpreta o desenho da peça, calcula os pontos da trajetória da ferramenta, preenchendo um formulário que poderá ser digitado ou enviado diretamente ao operador da máquina, que digitará diretamente nela. Esse tipo de programação tem sido facilitado pela utilização de ciclos automáticos, sendo de fácil execução para geometrias não muito complexas. c) Programação auxiliada por computador: O mais tradicional método de programação auxiliada por computador é o que utiliza a linguagem APT ("Automatically Programmed Tool"). A função do programador, utilizando esse método, é escrever o programa fonte, aonde definisse a geometria da peça e/ou o percurso da ferramenta, via definição de forma padronizada pelas linguagens de entidades geométricas e funções auxiliares. Esse programa fonte é trabalhado por um processador, que realiza os cálculos geométricos, determina o contorno da ferramenta e gera um arquivo neutro (CLDATA ou CLFILE) independente da máquina. Posteriormente esse arquivo é pós-processado, gerando um arquivo específico para a máquina a ser utilizada. Um segundo método é aquele executado pelos modernos sistemas CAD/CAM, onde a entrada é o desenho da peça ou o percurso da ferramenta. Interativamente, no módulo CAM do sistema, inicia-se a programação CN que gerará um arquivo neutro. Num terceiro novo conceito de programação CN, conhecido na Alemanha como WOP ("Wertattsoriertierte Programminerung"), o usuário inicia a programação a partir de um sistema CAD e trabalha interativamente, definindo os parâmetros geométricos, de ferramentas e tecnológicos, através de ícones gráficos. Gera-se também um arquivo neutro, que posteriormente será pós-processado. 1.2 Metodologia CAD-CAM A metodologia CAD-CAM é baseada nestas duas ferramentas computacionais, onde no software de CAD o usuário desenha o produto/peça, este desenho poderá ser simplesmente um desenho 2D ou 3D, isto vai depender da complexidade da peça. Com o modelo feito no CAD o usuário carrega 1 este modelo no software de CAM, onde se inicia todo o processo de manufatura (usinagem) deste produto, nesta etapa o usuário informa parâmetros tecnológicos, como por exemplo: rotação da ferramenta, sobremetal, profundidade de corte, tipo de ferramenta a ser utilizada, etc. O software de CAM calcula o caminho que a ferramenta deve percorrer, esta é a etapa de processamento. Ao final este percurso de ferramenta, mais as informações tecnológicas são pós-processadas na linguagem da máquina a ser utilizada, ou em um arquivo neutro, como vimos anteriormente. Veja na Figura 1 a seqüência das etapas. 1 Em algumas soluções o CAD e o CAM rodam no mesmo ambiente. Introdução a tecnologia CAM 6

7 Desenho no CAD Software de CAM Definição do material e bruto Dimensões Definição da ferramenta Parâmetros de corte Escolha da estratégia de usinagem Processamento Simulação Melhor forma da ferramenta usinar a peça Cálculos do caminho da ferramenta Informações sobre a usinagem Pós-processamento Programa CNC Edição do programa Comunicação com a máquina CNC Máquina CNC Figura 1: Fluxograma da geração de um programa CNC através do CAM. Nesta apostila utilizaremos a programação auxiliada por computador, com o software EdgeCAM, a entrada será o desenho da peça, desenho este feito em algum software de CAD ou no próprio EdgeCAM, que possui ferramentas para Design. Após será realizado as etapas da Figura 1 para as operações de torneamento e fresamento. Introdução a tecnologia CAM 7

8 REVISÃO DA USINAGEM 2.1 Movimentos e grandezas na usinagem Os movimentos entre a ferramenta e a peça é necessária para que ocorra a usinagem propriamente dita, isto é, a remoção de material da peça. Os movimentos podem ser de dois tipos: ativos e passivos. Os movimentos ativos são aqueles em que ocorre a remoção de material (cavaco), são eles: a) Movimento de corte: é o movimento entre a ferramenta e a peça e que juntamente com o movimento de avanço, promove a remoção de material durante uma única rotação ou um curso da ferramenta (Figura 2a). b) Movimento de avanço: é o movimento entre a ferramenta e a peça que, juntamente com o movimento de corte, possibilita uma remoção contínua de material, durante várias rotações ou cursos da ferramenta (Figura 2b). c) Movimento efetivo de corte: é o movimento entre a ferramenta e a peça, a partir do qual resulta o processo de usinagem. Quando o movimento de avanço é contínuo, o movimento efetivo é a resultante dos movimentos de corte e avanço (Figura 2c). Quando o movimento de avanço é intermitente, o movimento efetivo é o próprio movimento de corte. a) b) c) Figura 2: Movimentos no torneamento longitudinal. a) movimento de corte; b) movimento de avanço; c) movimento efetivo de corte. Os movimentos passivos são aqueles que, apesar de fundamentais para que ocorra a usinagem, não promovem a remoção de material, são eles: Introdução a tecnologia CAM 8

9 a) Movimento de ajuste: é o movimento entre a ferramenta e a peça, no qual é predeterminada a espessura da camada de material a ser removida. Nos processos de sangramento e furação, este movimento não existe, pois a espessura de material a ser removida é definida pela geometria da ferramenta. b) Movimento de correção: é o movimento entre a ferramenta e a peça, empregado para compensar alterações de posicionamento devidas, por exemplo, ao desgaste da ferramenta, variações térmicas, deformações plásticas, entre outras, que normalmente incidem durante a usinagem. c) Movimento de aproximação: é o movimento entre a ferramenta e a peça, com o qual a ferramenta, antes do início da usinagem, é aproximada da peça. d) Movimento de recuo: é o movimento entre a ferramenta e a peça, com o qual a ferramenta, após a usinagem, é afastada da peça. Grandezas de avanço São as grandezas que resultam do movimento de avanço. São elas: a) Avanço f é o percurso de avanço em cada volta ou em cada curso da ferramenta (Figura 3). b) Avanço por dente fz é o percurso de avanço por dente e por volta ou curso da ferramenta, medido na direção de avanço. Corresponde à distância entre duas superfícies de transição 2 consecutiva, considerada na direção do avanço. Tem-se a seguinte relação entre estas grandezas: f fz = [1] z Onde: z é o número de dentes da ferramenta Grandezas de penetração a peça. São as grandezas que descrevem geometricamente a relação de penetração entre a ferramenta e a) Profundidade ou largura de usinagem a p é a profundidade ou largura de penetração da ferramenta em relação à peça (Figura 3), medida perpendicularmente ao plano de trabalho 3. No torneamento cilíndrico e de faceamento, fresamento e retificação frontal, a p é denominada profundidade de 2 Superfície de transição: é a superfície que está sendo gerada pela ferramenta. 3 Plano de trabalho é o plano formado pelas direções dos movimentos de corte e de avanço. Introdução a tecnologia CAM 9

10 usinagem. No fresamento e retificação tangencial, a p é denominada largura de usinagem. Na furação em cheio a p corresponde ao raio da broca. b) Penetração de trabalho ae é a penetração da ferramenta em relação à peça, medida paralelamente no plano de trabalho. Esta grandeza tem importância nos processos de fresamento e na retificação. Figura 3. Avanço f e profundidade de usinagem ap no torneamento. Fonte: (1). Figura 4. Profundidade de usinagem ap e penetração de trabalho ae no fresamento frontal. Fonte: (1). Introdução a tecnologia CAM 10

11 Figura 5. ap e ae no fresamento tangencial. Fonte: (1). 2.2 Influência da geometria da ferramenta na usinagem Ângulos da ferramenta Figura 6. Superfícies de uma ferramenta monocortante e nomenclatura para os gumes. Fonte: Ângulos medidos no plano de referência Figura 7. Ângulos medidos no plano de referência. Fonte: Introdução a tecnologia CAM 11

12 Influência na usinagem Κ r este ângulo varia entre 45ºa 90º e influencia na espessura do cavaco, considerando a mesma ap e o mesmo avanço f. Quanto maior este ângulo maior a espessura do cavaco, maior calor gerado, maiores forças de usinagem. Quanto menor gera maior vibração. Ângulos medidos no plano do gume Figura 8. Ângulos medidos no plano do gume. Fonte: Influência na usinagem λ s influencia na deformação do cavaco. Este ângulo varia de +6º a 6º, o que denomina de ferramenta positiva ou negativa (na figura acima este ângulo é negativo). Quanto menor este ângulo, maior a deformação do cavaco, maior força necessária na usinagem, porém torna a ferramenta mais rígida, o que em operações de desbaste e em materiais de ferramenta frágeis é uma boa opção de ferramenta. Ângulos medidos no plano de trabalho Figura 9. Ângulos medidos no plano de trabalho. Fonte: Introdução a tecnologia CAM 12

13 Influência na usinagem α r Este ângulo tem seu valor em torno de 6º a 8º. Sua finalidade é diminuir o atrito entre o flanco principal da ferramenta e a superfície de transição da peça. Valores muito grandes deste ângulo além de não produzir um efeito significativo na diminuição da força da usinagem deixa a ferramenta frágil. β r ângulo responsável pela facilidade ou dificuldade da ferramenta realizar o corte. Quanto maior deixa a ferramenta mais resistente, porém exige maiores potências de corte. γ r este ângulo é o principal ângulo da usinagem, ele influencia a deformação do cavaco. Este ângulo pode ser positivo ou negativo (na figura temos um ângulo positivo). Quanto menor produz maior calor, maior força e deixa a ferramenta mais rígida. O valor deste ângulo está de acordo com: o material da ferramenta, o material da peça, o tipo de operação (acabamento, desbaste, etc.), condições da máquina e condições de fixação. Introdução a tecnologia CAM 13

14 INTERFACE DO PROGRAMA EDGECAM Ambiente de design O software de CAM EdgeCAM possui basicamente dois ambientes principais: o ambiente de design e o de manufatura, o primeiro serve para desenharmos a geometria da peça que iremos usinar, o programa possui algumas ferramentas de CAD 2D e 3D, o segundo ambiente é o da manufatura, isto é, onde usinaremos a peça. Se o modelo do produto foi desenhado em outro software de CAD, abrimos este arquivo no ambiente de design. A figura 10 mostra a tela do EdgeCAM versão Figura 10. Interface do EdgeCAM versão 9. Introdução a tecnologia CAM 14

15 1 Barra de título 2 Barra de menu 3 Barras de ferramentas (toolbars) 4 Área gráfica 5 CPL 6 Janela dos Layers 7 Janela de feedback (onde retornam informações que o usuário solicitou) 8 Vista atual 9 Coordenadas 10 Barra de status Para visualizarmos ou ocultarmos barras de ferramentas e janelas: Figura 11. Procedimento para exibir ou ocultar barras de ferramentas ou janelas no EdgeCAM. No EdgeCAM temos dois ambientes de trabalho: o ambiente no plano XY, para fresamento e o ambiente ZX, para torneamento. Para alterarmos entre um e outro, preceda de seguinte maneira: Menu: Options < XY environment < ZX environment Figura 12. Configurando o ambiente de trabalho. Introdução a tecnologia CAM 15

16 Ferramentas de desenho Linha podemos desenhar os seguintes tipos de linhas: linha simples, linha horizontal, vertical e polilinha. Menu: Geometry < Line Toolbar: Design Exemplo: Menu < Geometry < Line. Utilizando o comando Line sempre aparecerá a caixa de diálogo e nela podemos configurar o tipo de linha. Caixa de diálogo Line : 1 1 Tipo de linha que desejamos desenhar; 2 Informações adicionais quando necessário 2 OBS.: Quando nenhum tipo de linha estiver selecionado, o tipo de linha que desenharemos é a simples. Figura 13. Caixa de diálogo para a construção de linhas. Após pressionarmos o botão OK, na barra de status será solicitada start point of line, demos um clique na tela, então será solicitado End point of line demos um segundo clique na tela e a linha será desenhada. Para encerrarmos o comando pressionamos o botão direito do mouse o a tecla enter. Veja os exemplos abaixo: Linha simples Linha horizontal Linha vertical Introdução a tecnologia CAM 16

17 Podemos inserir coordenadas cartesianas, polares e angulares. Exemplo: desenhar uma linha com 100mm de comprimento com início na origem e na extermidade desta um segmento com 50mm de comprimento e 30 de inclinação: a) Menu: Geometry < Line b) Na caixa de diálogo Line pressione OK sem preencher nada c) Na toolbar Input pressione o botão co-ordinate input d) Na caixa de diálogo Enter Co-ordinates, preencha os campos X, Y e Z com valores 0,0,0, e pressione OK; Figura 14. Caixas de diálogos para inserção de coordenadas. e) Irá surgir um símbolo na origem do sistema; f) Para inserir as coordenadas do ponto final da linha acesse o Co-ordinate input, mas agora apenas pressione a tecla X do teclado, isto fará a caixa de diálogo aparecer novamente e preencha agora a linha de comando (Command) assim: x100y0z0 e pressione OK; Introdução a tecnologia CAM 17

18 Para a caixa de diálogo ficar deste tamanho foi pressionado o botão More Figura 15. Caixa de diálogo Enter Co-ordiantes na forma reduzida g) Na linha de Status está sendo solicitado o Start point of line, utilize os Intellisnap (pontos de precisão). Para utilizar pontos de precisão (Intellisnap) das entidades basta passar o mouse sobre a entidade já desenhada, veja na figura abaixo: Figura 16. Mostra os pontos de precisão (Intellisnap) numa linha. A figura 16 mostra a criação de uma outra linha no end-point da primeira. Veja que a linha fica destacada e é mostrado um tooltip de identificação. Para configurarmos quais pontos de precisão irão estar funcionando clique em: Menu: Options < Preferences, Guia: Selection Os Intellisnap s que estão disponíveis: Endpoints Arc centre Vertex Midpoint Arc Quadrant Cylinder Figura 17. Como configurar os Intellisnap para que atuem de forma automática. OBS.: Podemos acionar o comando Intellisnap de forma que fique ativo, para isso, pressione o botão direito do mouse na área gráfica. Com este comando ativo, toda vez que o mouse passar sobre uma entidade será mostrado a caixa Tooltip com informações sobre a entidade. Introdução a tecnologia CAM 18

19 h) Agora na linha de Status é solicitado o End point of line, acesse a caixa de diálogo Enter Co-ordinate, mas agora digite a letra R e digite na linha de comando R50A30, que siginifica Raio = 50 e Ângulo=30. A linha é criada. Quando o mouse passa sobre uma entidade e caso exista outra entidade próximo ou sobre a entidade selecionada irá surgir um ícone e para alternarmos a seleção entre as entidades basta pressionar a tecla TAB. Veja na figura abaixo: Figura 18: A função Intellisnap ativada e há duas linhas uma sobre a outra. Observe no Tooltip que mostra a numeração 1/2 e o tipo de objeto (Line), para selecionarmos a outra linha (2/2) basta pressionarmos o botão do teclado TAB. Exercício 1: Conclua o desenho formando um retângulo de 100x50. Figura 19. Exercício para utilizar as ferramentas de desenho. Introdução a tecnologia CAM 19

20 Arcos podemos criar arcos de três maneiras diferentes: 3 pontos, ponto central e raio e através de parâmetros (caixa de diálogo): Caixa de diálogo Arco com 3 pontos Centro e raio Figura 20. Comandos de construção de arcos. Figura 21. Arco com três pontos, o arco é sempre desenhado no sentido anti-horário. Se acionarmos o comando Arc pelo menu Geometry, surgirá a caixa de diálogo Arc. Caixa de diálogo para desenhar arcos Figura 22. Caixa de diálogo com os parâmetros para desenhar arcos. Introdução a tecnologia CAM 20

21 Exercício 2. No desenho anterior complete conforme desenho abaixo: Figura 23. Desenho do exercício Pontos pontos são entidades que tanto servem como referência para outras entidades como também pode servir como localização de um furo a ser usinado. Menu: Geometry < Point Toolbar: Design Figura 24. Caixa de diálogo para desenhar pontos. Exercício 3: Criar um ponto distante 40mm do centro do círculo de 20mm, desenhado anteriormente. a) Acesse o comando point; b) Na barra de status o EdgeCAM solicita Position for point, neste momento vamos entrar com um ponto de referência que é o centro do círculo, na toolbar Input clique no botão Reference input c) Clique no centro do círculo Figura 25. Ponto de referência para desenhar outra entidade de desenho. Introdução a tecnologia CAM 21

22 d) Na caixa de diálogo Enter Co-ordinates digite x40 e pressione OK; e) Para concluir pressione Enter Polígonos Menu: Geometry < Polygon Toolbar: Design Caixa de diálogo Polígon Por exemplo: se desejarmos desenhar um sextavado de 20mm, devemos preencher em Dimension = 20 e em Number of sides = 6 Figura 26. Caixa de diálogo para desenhar um polígono. Exercício 4. Desenhar um sextavado com 20mm e o centro deste polígono deve coincidir com o ponto desenhado anteriormente. Figura 27. Desenho do exercício 4. Introdução a tecnologia CAM 22

23 Retângulo Menu: Geometry < Rectangle Toolbar: Design Caixa de diálogo Rectangle Length comprimento Width largura Depth profundidade (eixo Z) Corner Radius raio de canto Figura 28. Caixa de diálogo Rectangle. Exemplos: (a) (b) (c) Figura 29. Tipos de retângulos: a) retângulo simples; b) retângulo com raio de arredondamento; c) retângulo com profundidade no eixo Z Offset este comando copia uma entidade ou várias entidades há uma determinada distância da entidade selecionada. Menu: Geometry < Offset Toolbar: Design Introdução a tecnologia CAM 23

24 Caixa de diálogo Offset : Continuous se estiver selecionada, os objetos selecionados no comando serão uma única entidade. Offset distância do offset. Type determina como será a intersecção se duas linhas forem selecionadas. Default Offset Side determina qual o lado do offset, se para dentro ou para fora. Figura 30. Caixa de diálogo do comando offset. Exercício 5 Fazer o offset do retângulo para fora numa distância de 10 e com os cantos vivos. a) Acionar o comando. b) Na caixa de diálogo preencher conforme a figura abaixo e pressionar OK. Figura 31. Caixa de diálogo Offset com os parâmetros para o exercício 5. c) Selecionar todas as linhas do retângulo e pressionar ENTER, para selecionarmos todas as linhas do retângulo basta dar um clique duplo sobre uma linha; d) Clicar com o mouse para que a seta indique o lado de fora: Introdução a tecnologia CAM 24

25 A seta no canto deverá estar para o lado de fora, isto indica o lado do offset. e) Pressionar Enter; Ferramentas de edição As ferramentas de edição do EdgeCAM estão no menu Edit. Figura 32. Comandos do menu Edit do EdgeCAM. Introdução a tecnologia CAM 25

26 Entity Data Este comando permite alterarmos a cor, layer e outras propriedades. Apply to All aplica as alterações para os vários objetos selecionados; Individual para objetos individualmente; Match seleciona-se um objeto base e transfere-se suas propriedades para outro objeto. Figura 33. Comando Entity Data Exemplo: Vamos alterar o Layer e a cor do círculo: a) Menu: Edit < Entity Data < Individual b) Selecionar o círculo e pressionar Enter; c) Na caixa de diálogo Arc fazer as alterações: Em Layer preencher com o nome Círculo Em Colour definir a cor Red. As propriedades do círculo foram alteradas, veja na figura abaixo: Figura 34. Círculo com as propriedades alteradas. Janela dos Layers exibindo o novo layer criado. OBS.: Surgiu um novo Layer, se dermos um duplo clique em Yes, os objetos deste layer não serão visíveis. Para um layer ficar ativo basta dar um duplo clique no ícone ao lado do nome do layer. Introdução a tecnologia CAM 26

27 Layer corrente Layer visível na tela Figura 35. Janela mostrando o layer ativo Radius Este comando serve para arredondar cantos. O cuidado que se teve ter é que o raio é formado no sentido anti-horário: Menu: Edit < Radius Toolbar: Edit Caixa de diálogo Edit Radius Dynamic faz o fillet de forma automática Trim corta as extremidades das linha envolvidas Radius o valor do raio Figura 36. Caixa de diálogo Edit Radius. Após dar um clique em OK na janela acima, seleciona a primeira linha (P1) e depois a segunda linha (P2). P1 P2 Figura 37. Procedimento para criarmos um raio de arredondamento. Introdução a tecnologia CAM 27

28 Uma opção mais prática é acionar o check box Dynamic na caixa de diálogo Edit Radius: Raio sendo feito com a opção Dynamic, quando o mouse se aproxima das duas linha é identificado automaticamente o raio e é só confirmar com o clique do botão esquerdo do mouse. Figura 38. Comando Fillet com a opção Dynamic ativa. Trim O comando Trim serve para apagar uma parte da entidade e que está sendo interseccionada por outra entidade. Menu: Edit < Trim Toolbar: Edit Caixa de diálogo Trim First marca esta caixa para trimar a primeira entidade selecionada; Second para trimar a segunda entidade selecionada. Break esta opção quebra a entidade em duas entidades. Multiple com esta opção poderemos selecionar várias entidades. Figura 39. Caixa de diálogo Trim. Veja nas figuras abaixo a seqüência do uso do comando com as opções First e Second habilitadas: P1 P1 P2 P2 Figura 40. Seqüência de utilização do comando Trim. Introdução a tecnologia CAM 28

29 Chamfer Menu: Edit < Chamfer Toolbar: Edit Caixa de diálogo Chamfer Trim First Entity faz o trim na primeira linha selecionada; Angle especifica o ângulo do chanfro; Length especifica o comprimento do chanfro; Lead especifica o comprimento da primeira linha selecionada; Trail especifica o comprimento da segunda linha selecionada; OBS.: Se somente um dos parâmetros (Lead ou Trail) for configurado o chanfro será simétrico. Figura 41. Janela do comando Chanfer. Exercício 6: Faça os chanfros e os raios de arredondamento conforme desenho abaixo, desenhe o rasgo de 9x17 no retângulo interno. Crie os layers conforme tabela e atribua aos elementos geométricos correspondentes. Figura 42. Desenho do exercício 6. Introdução a tecnologia CAM 29

30 Integração com outros softwares de CAD compatíveis: Sólidos Superfícies O EdgeCAM pode abrir diversos arquivos de CAD, a lista abaixo são as extensões de arquivos EdgeCAM Part Modeler Autodesk Inventor CATIA V5 SolidWorks Solid Edge Pro/Desktop Pro/Engineer Wildfire, Wildfire 2 Native Parasolids Native ACIS VDA-FS IGES CATIA V4 DWG DXF Wireframe VDA-FS IGES CATIA V4 DWG DXF STL Figura 43. Exemplo de outros modelos de CAD. Introdução a tecnologia CAM 30

31 Exemplo para abrir um arquivo do AutoCAD: Menu: File < Open Figura 44. Caixa de diálogo do comando abrir o EdgeCAM. Em tipo de arquivo está configurado para AutoCAD Drawing. OBSERVAÇÕES: Um sólido modelado no Mechanical Desktop, deverá ser exportado com o formato *.ACIS para que o EdgeCAM reconhaça as Features; Um sólido modelado no Inventor abrirá sem maiores problemas, o mesmo vale para o SolidWorks. Introdução a tecnologia CAM 31

32 FRESAMENTO Antes de começarmos as estratégias de usinagem de fresamento, faça o desenho da peça abaixo: Figura 89. Desenho para usinagem de uma peça nas operações de fresamento. Introdução a tecnologia CAM 32

33 OBS.: Desenhe o perfil 2D e para tornar o modelo em 3D utilize o comando Project do menu Edit e opção Transform. Figura 90. Desenho 3D (modelo aramado wireframe) da figura anterior. Defina o material com as seguintes características: Automatic Stock Shape: Box Layer: material Colour: Slate Blue X Min: 10 X Max: 10 Y Min: 10 Y Max: 10 Z Min: 0 Z Max: 3 Com estas dimensões o blank terá 10mm de sobremetal nas laterais e 3mm de sobremetal na espessura. conforme figura abaixo: Passe para o modo de Manufatura e preencha a caixa de diálogo Machining Sequence, Figura 91. Caixa de diálogo Seqüência de usinagem. Introdução a tecnologia CAM 33

34 Estratégias de usinagem Nesta peça serão utilizadas as seguintes estratégias; Faceamento Desbaste do perfil Acabamento do perfil Fresamento do alojamento circular Furação Seleção das ferramentas No fresamento a seleção de ferramentas se procede da mesma maneira que no torneamento, claro que as opções de ferramentas são diferentes. Selecione a primeira ferramenta: Figura 92. Caixa de diálogo mostrando o banco de dados de ferramentas. Faceamento Nesta operação iremos retirar os 3mm que estão maior na espessura. Da mesma forma que no torneamento há no EdgeCAM um menu que apresenta ciclos de fresamento (Mill Cycles) e outro que apresenta operações de fresamento (Operations). O resultado final não é diferente, e como este é um treinamento básico iremos trabalhar com ciclos de fresamento. Introdução a tecnologia CAM 34

35 Menu: Mill Cycles Toolbar: Mill Caixa de diálogo Face Milling Guia: General Mill Type tipo de fresamento: Climb fresamento dicordante; Conventional fresamento concordante; Optimised otimizado. % Stepover porcentagem que a fresa se deslocará lateralmente (ae) Angle ângulo das passadas Offset sobremetal Cut Increment incremento de corte (ap) Figura 93. Caixa de diálogo da operação de faceamento no fresamento. Feed Velocidades Feedrate velocidade de avanço Plunge Feed velocidade de mergulho Speed rotação. Guia: Depth Clearance altura absoluta que a ferramenta pode se deslocar livremente no plano XY; Level altura absoluta que a usinagem irá começar; Depth profundidade total da uusinagem em relação ao Level. Figura 94. Caixa de diálogo de faceamento e as opções de profundidades. Introdução a tecnologia CAM 35

36 Ao pressionar OK será solicitado: Status Bar: Digitise containment boundary entities (Return for none): temos que selecionar o perfil do material. Clique duplo na linha do material. Pressione Enter. Figura 95. Seleção do material em bruto na operação de faceamento. O caminho da ferramenta é calculado. Verifique na simulação o resultado. Faça alterações: Troque o tipo de fresamento Altere o stepover; Altere as alturas (profundidade, clearance, etc..). Como controlar a entrada e a saída da ferramenta no material: A figura 96 mostra como a ferramenta está entrando no material, perceba que a distância até o material é menor que o raio, logo a ferramenta entra uma parte na peça durante o mergulho. Para melhorar a entrada e a saída, edite a estratégia. Figura 96. Entrada na ferramenta no material na operação de faceamento. Guia: Lead Percentage Feed controla a velocidade de avanço na entrada e saída, é um valor em porcentagem da velocidade configurada na guia General Equal Lead Moves - se marcado a entrada e a saída da ferramenta serão iguais, se desmarcar podemos configurar a entrada e a saída separadamente Lead In entrada Angle a entrada será em ângulo Radius antes de tocar o material a ferramenta fará um raio Length comprimento de entrada. Figura 97. Caixa de diálogo exibindo as configurações de entrada e saída da ferramenta. Introdução a tecnologia CAM 36

37 Faça as seguintes alterações e verifique na simulação: Angle: 45º Radius: 20 Length: 100 Desbaste Nesta etapa vamos usinar o perfil externo da peça, para isto, a estratégia a ser utilizada é a Roughing. Para esta operação carregue uma fresa tipo Endmill de 30mm de diâmetro. Menu: Mill Cycles < Roughing Toolbar: Mill Caixa de diálogo Roughing Guia: General Parâmetros Importantes: Model Type (Tipo de modelo) Wireframe modelo somente de linhas (aramado) Strategy (tipo de estratégia) Offset sobremetal Stock Type tipo de blank, no nosso caso é necessário configurar profile; Feed velocidades. Figura 98. Caixa de diálogo de desbaste no fresamento. Introdução a tecnologia CAM 37

38 Guia: Depth Configure os valores da janela ao lado. Intermediate Slices ( camadas intermediárias) Flat Land (áreas planas) Figura 99. Caixa de diálogo mostrando as profundidades na operação de desbaste. Após pressionar OK as informações necessárias para o software são: Status Bar: Digitise line/arc/continuous/curve as profile: selecione o perfil a ser usinado Pressione ENTER Status Bar: Digitise Stock Profile: selecione o perfil do blank Pressione ENTER Status Bar: Digitise containment boundary entities (Return for none): selecionar entidades que limitarão a usinagem (enter para nenhuma) O desbaste é calculado. sugestões de mudanças: Faça alterações no desbaste e verifique na simulação os efeitos das mudanças, algumas Tipo de fresamento Estratégia Profundidade ap (verifique o tempo de usinagem) Acabamento Nesta operação vamos dar acabamento no perfil externo da peça, para isto, a estratégia a ser utilizada é a Profiling. Para esta operação carregue uma fresa tipo Endmill de 20mm de diâmetro. Menu: Mill Cycles < Profiling Toolbar: Mill Introdução a tecnologia CAM 38

39 Caixa de diálogo Profiling Guia: General Model Type (tipo de modelo) Mill Type (tipo de fresamento) Offset (sobremetal) Z Offset (sobremetal em Z) NC Output: como será a saída das informações no programa CN: Feed tudo em G1; Line Arc Smooth G2 e G3; Spline se a comando CN suportar programação em Splines; Feed (velocidades) Compensation (compensação do raio da ferramenta) Figura 100. Caixa de diálogo de acabamento no fresamento. Guia: Depth Parâmetros novos: Cusp Height (altura de crista) Especifica a altura de crista entre uma passada no eixo Z. Figura 101. Caixa de diálogo das profundidades no acabamento Introdução a tecnologia CAM 39

40 Após pressionar OK, as informações necessárias são: Status Bar: Digitise line/arc/continuous/curve as profile: selecione o perfil a ser usinado Pressione ENTER Status Bar: Digitise new start point for profile chain (or Finish): defina se a ferramenta passa por fora ou por dentro do perfil Na figura ao lado mostra que a fresa passará por dentro do perfil, devemos dar um clique com o botão esquerdo do mouse para que a seta amarela inverta o sentido. Figura 102. Ponto de início da usinagem e o sentido da ferramenta. Pressione ENTER Status Bar: Digitise start/end point to alter: definir outro ponto de início e fim, se pressionar ENTER o ponto não é alterado. Pressione ENTER Status Bar: Digitise containment boundary entities (Return for none): selecionar entidades que limitarão a usinagem (enter para nenhuma); Faça alterações no desbaste e verifique na simulação os efeitos das mudanças, algumas sugestões de mudanças: Tipo de fresamento Profundidade de corte que foi configurada em 5mm e o acabamento será dado em várias passadas, configure a profundidade total (para dar um passe somente) verifique o tempo antes e após Altere a estratégia de acabamento (na Guia: Control) as opções são: Round, Sharp, Twizzle, High Speed Introdução a tecnologia CAM 40

41 Furação As estratégias de furação no EdgeCAM contemplam uma série de operações de furação (furos lisos, rebaixadas, alargadas, furos roscados, etc.). Nesta operação vamos dar furar os cinco furos de 10mm o furo de 12 e o rebaixo de 20 x 10 de profundidade. A estratégia a ser utilizada é a Hole. Para esta operação carregue uma broca tipo Drill de 10mm de diâmetro. Menu: Mill Cycles < Hole Toolbar: Mill Caixa de diálogo Hole Cycle. Guia: General Strategy: Drill furo simples, a broca fura até a profundidade final sem quebra de cavaco ou eliminação de cavaco. Chipbreak quebra de cavaco. Ream alargador. Bore ao final da profundidade o eixo árvore é parado, ideal para operações de alargamento. Figura 103. Caixa de diálogo de furação no fresamento. Dwell time: tempo de parada em segundos no fundo do furo (ideal para operações de rebaixamento ou alargamento) Optimise Path: otimização do caminho, isto é, como a ferramenta se deslocará entre um furo e outro; Tap Cycle: ciclo de rosca (rosca direita ou esquerda) Tap Type: tipo de macho (mandril de flutuação ou macho rígido) Introdução a tecnologia CAM 41

42 Guia: Depth Figura 104. Caixa de diálogo mostrando as profundidades na furação. Após pressionar OK as informações que o software solicita são: Status Bar: Digitise location for hole center: digite a localização do centro do furo. Pressione ENTER Figura 105. a) Caminhos da ferramenta na furação. b) Imagem da peça após a simulação. Exercício 10: Faça o furo de 12 (utilize uma broca tipo drill); Faça o rebaixo de 20 x 10 profundidade (crie uma nova ferramenta a partir de uma broca drill e ajuste o Tip Angle para 180º). Nesta operação defina 5 segundos que a ferramenta deverá parar no fundo. Introdução a tecnologia CAM 42

43 GERAÇÃO DO CÓDIGO CNC Depois de termos todas as estratégias para a fabricação da peça podemos transformar todos os caminhos das ferramentas em linguagem que a máquina CNC entenda, isto é, o programa CNC. Esta etapa também é chamada de pós-processamento. de hardware. No EdgeCAM esta etapa não pode ser feita com a versão Student Edition, é necessário a chave Esta operação é bastante simples, veja a seqüência: Menu: File < Generate Code Toolbar: Main Caixa de diálogo Generate CNC Code CNC Name (nome do arquivo CNC) Botão Browse serve para escolhermos uma pasta e um determinado disco onde será gravado este arquivo. Pressione OK. Figura 106. Caixa de diálogo para a geração do código CNC. Serão feitas algumas perguntas que irão como comentários no programa CNC. No final do pósprocessamento um Editor de programas CNC que acompanha o EdgeCAM será aberto com o programa gerado conforme o pós-processador definido no início da usinagem na caixa de diálogo Machining Sequence. Introdução a tecnologia CAM 43

44 Veja na Figura 107 a janela do Editor com o programa CNC da peça. O programa está de acordo com a linguagem FANUC. Figura 107. Interface do Editor de programas CNC que acompanha o EdgeCAM. Neste editor o programa poderá ser editado pelo usuário antes de mandar para a máquina CNC. Mas o ideal é que o pós-processador esteja configurado corretamente, a fim de evitar perdas de tempo editando programas. Introdução a tecnologia CAM 44

45 GERAÇÃO DAS FOLHAS DE PROCESSO As folhas de processo são documentos extremamente importantes para que o operador tenha uma visão geral de toda a fabricação da peça, pois nas folhas de processo estão informações do tipo: ferramentas utilizadas, se a peça já foi aprovada para a fabricação, etc. No EdgeCAM as folhas de processos denominam de Job Reports e são documentos em HTML, podem ser visualizados no navegador da internet (ou intranet da empresa). Para habilitar o Job Report: Execute o programa Job Manager em: Iniciar < Programas < EdgeCAM < Job Manager No Menu de Controle da janela do Job Manager, clique em Job Reports < Enabled, como mostra a figura ao lado. Figura 108. Janela do aplicativo Job Manager. Para criar um Job Report: Clique em Create no Job Manager, será aberto a janela conforme Figura 109. Preenche os campos necessários conforme. Pressione OK, o novo Job será criado e fará parte da lista de Job s no Job Manager. Introdução a tecnologia CAM 45

46 Guia: General Description: Descrição; Comment: comentário; Family: família; Status: status do produto, se está aprovado, não aprovado, etc. Sequence: nome da seqüência de usinagem; Machine tool: pós-processador; Customer: cliente Programer: programador; Material: material da peça; CAD File: local e nome onde está armazenado o arquivo CAD; CAM File: local e nome do arquivo EPF ou PPF; NC File: local e nome do arquivo CN. Figura 109. Interface do Job Manager, onde está sendo criado um Job Report. Este Job deverá ser definido na seqüência de usinagem do EdgeCAM. Porque a usinagem que definimos não foi até o momento configurado nenhum Job para ela. O procedimento é este. Na Janela Sequence edite a seqüência de usinagem, veja na figura abaixo: Será aberta a janela Machine Parameters, vá até a guia Job Data e preenche os campos conforme figura abaixo: Figura 110. Janela da seqüência de usinagem. Procedimento para incluirmos um Job Reports na usinagem. Introdução a tecnologia CAM 46

47 Em Job Name coloque o nome do Job Reports criado no Job Manager. Pressione OK. Figura 111. Guia Job Data, onde configuramos o Job Reports na usinagem. OBS.: A criação do Job Report poderia ser feita no início da usinagem, quando passamos do Design para a manufatura, na caixa de diálogo Sequence Machining, há uma guia Job Data. Para criar uma imagem da peça usinada e colocar no Job Reports, simule a usinagem da peça após o término da usinagem clique em: Menu: File < Save Job Images OBS.: Cuide para que a imagem da peça na janela de simulação esteja do mesmo tamanho da área gráfica do EdgeCAM. Será aberta a janela Job Image coloque um nome para a imagem. OBS.: Esta janela está atrás da janela de simulação. Introdução a tecnologia CAM 47

48 Abra o Job Reports: Iniciar < Programas < EdgeCAM < Job Reports Será aberto o Internet Explorer Clique no link do Job Report Peça fresada. Figura 112. Interner Explorer mostrando os Job Reports. São exibidas informações da usinagem da peça (estas informações são editadas e criadas no Job Manager ). OBS.: Se as figuras não aparecerem no Internet Explorer, vá no Job Manager, clique no menu Caixa de Controle, em seguida clique em Job e por último em Purge. Volte ao Internet Explorer e atualize a página (clique na tecla F5). No Job Manager podemos preencher outros campos importantes para o plano de processo. Figura 113. Job Report da peça fresada apresentando informações sobre o processo (Job Notes), informações sobre a fixação da peça (Fixture & Gauge Notes) e informações sobre o material (Stock Notes). Introdução a tecnologia CAM 48

49 Estas informações são inseridas no Job Manager, nas guias apropriadas a cada assunto. Observe que os arquivos que foram preechidos os campos com o nome do arquivo e o local onde se encontram gravados surgem no Job Report na forma de um link. No caso o arquivo de CAM e o arquivo NC. Figura 114. Job Report da peça que usinamos e suas informações. Introdução a tecnologia CAM 49

50 ESTUDO DE CASO De acordo com as instruções do professor quanto ao desenho da peça, dimensões do material em bruto, ferramentas disponíveis, pós-processador a ser utilizado, faça a usinagem da peça no EdgeCAM e gere o arquivo CNC. Introdução a tecnologia CAM 50

51 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. DINIZ, Anselmo E.; MARCONDES, Francisco C.; COPPINI, Nivaldo L. Tecnologia da usinagem dos materiais. 2. ed. São Paulo: Aranda, MACHADO, Aryoldo. Comando numérico: aplicado às máquinas ferramenta. 4. ed. São Paulo: Ícone, p. 3. Manuais do EdgeCAM versão OMURA, George. Dominando o AutoCAD Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, p. 5. STEMMER, Caspar E. Ferramentas de corte. 2. ed. Florianópolis: UFSC, v. 2. Introdução a tecnologia CAM 51

52 EXERCÍCIO Introdução a tecnologia CAM 52

53 Bibliografia: SKA RENDER WORKS Apostilas de treinamento EDGECAM Manuais Técnicos EDGECAM 12.5.