53997414 Apostila de Centro de Usinagem a Cnc Versao Abril2011[1]

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA CELSO SUCKOW DA FONSECA DIRETORIA DE DESENVOLVIMENTO DESENVOLVIMENTO EDUCACIONAL EDUCACIONAL DEPARTAMENTO DEPARTAMENTO DE ENSINO MÉDIO COORDENADORIA COORDENADORIA DE MECÂNICA FUNÇÕES DE PROGRAMAÇÃO DO COMANDO MACH 9 E OPERAÇÃO DO CENTRO DE USINAGEM DISCOVERY 4022

Organizadores

Ezio Zerbone / Geraldo Geraldo Lima Lima

MATERIAL DE APOIO AOS ALUNOS DO CURSO TÉCNICO DE MECÂNICA NA DISCIPLINA AUTOMAÇÃO EM USINAGEM II

RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL Última atualização – Agosto/2011

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA – CEFET/RJ Object1

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SUMÁRIO 1 – CÁLCULO DE TEMPO EM UMA MATRIZ PARA FIXAR ALGUNS PARÂMETROS PARÂMETROS...............5 ...............5 1.1

C ÁLCULO DO DO AVANÇO AVANÇO PARA ROSCAR COM MACHO EM CENTRO DE USINAGEM........................................7

2 – PARÂMETROS DE CORTE PARA FRESAMENTO FRESAMENTO............ ........................ ......................... ......................... ........................ .................9 .....9 3 - ESCOLHA DAS CLASSES DE METAL DURO........... DURO....................... ......................... ......................... ........................ ........................15 ............15 31 – P ASSOS PARA ESCOLHA............................................................................................................16 4 – CODIFICAÇÃO ISO PARA PASTILHAS INTERCAMBIÁVEIS (INSERTOS).........................18 (INSERTOS).........................18 5 - DESGASTE DAS ARESTAS ARESTAS........... ....................... ......................... ......................... ........................ ......................... ......................... ..........................24 ..............24 QUEBRA.......................................................................................................................................25 L ASCAMENTO.................................................................................................................................25 DEFORMAÇÃO PLÁSTICA...................................................................................................................25 DESGASTE FRONTAL.......................................................................................................................25 CRATERIZAÇÃO...............................................................................................................................26 ARESTA POSTIÇA.............................................................................................................................26 6- CLASSIFICAÇÃO DAS FUNÇÕES DE PROGRAMAÇÃO............ PROGRAMAÇÃO........................ ........................ ...............................24 ...................24 FUNÇÃO SEQÜENCIAL.......................................................................................................................24 FUNÇÕES PREPARATÓRIAS.................................................................................................................24 FUNÇÕES DE POSICIONAMENTO ...........................................................................................................25 FUNÇÕES COMPLEMENTARES..............................................................................................................25 7 - DETALHAMENTO DAS FUNÇÕES............ FUNÇÕES ......................... ......................... ........................ ......................... ........................................25 ...........................25 FIXAÇÃO DO ZERO PEÇA (ORIGEM DO PROGRAMA). )................................................................................26 ...............................................................................26 C ARACTERE PARA FAZER COMENTÁRIOS NO PROGRAMA ( ; )......................................................................26 )......................................................................26 FUNÇÃO G99 – C ANCELAMENTO DE REFERÊNCIA TEMPORÁRIA –........................................................26 FUNÇÃO G92 – DESLOCAMENTO DE ORIGEM – (REFERÊNCIA TEMPORÁRIA)........................ ..................................... ..................27 .....27 FUNÇÃO G90 – SISTEMA DE COORDENADA COORDENADAS S ABSOLUTAS ABSOLUTAS –.........................................27 –.........................................27 FUNÇÃO G91 – SISTEMA DE COORDENADA COORDENADAS S INCREMENTAIS INCREMENTAIS –...................................28 FUNÇOES G17, G18 E G19 – SELEÇÃO DO PLANO DE TRABALHO –..............................28 –..............................28 FUNÇÕES G70 E G71 – SISTEMA DE PROGRAMAÇÃO –..................................................29 –..................................................29 FUNÇÕES - G41, G42, G40- CORREÇÃO DO RAIO DA FRESA -.........................................29 -.........................................29 FUNÇÕES – T / M06- NÚMERO DA FERRAMENTA E TROCA -...........................................30 - ...........................................30 FUNÇÃO – O - CORREÇÕES DA FERRAMENTA –...............................................................30 –...............................................................30 FUNÇÃO S - RPM DO MANDRIL MANDRIL -..........................................................................................30 -..........................................................................................30 FUNÇÃO F - VELOCIDAD VELOCIDADE E DE AVANÇO AVANÇO DO MANDRIL MANDRIL -............ -........................ ......................... ......................... ...............30 ...30 2

- LABORATÓRIO DE AUTOMAÇÃO DA MANUFATURA - C. DE USINAGEM A CNC -


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PERIGO 5 – COLISÃO POR OUTROS MOTIVOS DIVERSOS1

– CÁLCULO DE TEMPO EM UMA MATRIZ PARA PARA

FIXAR ALGUNS PARÂMETROS Antes de começar a trabalhar com os parâmetros parâmetros de corte para fresamento, vamos a partir de um exercício, apresentar alguns conceitos bem como fórmulas que serão úteis durante todo o período trabalhando com a disciplina Automação em Usinagem 2. O exercício que utilizaremos para esta aula será o cálculo de tempo em uma matriz de pontos com furos dispostos na linha e na coluna, a ser furada em um centro de usinagem a CNC. Observemos primeiro os dois desenhos abaixo: PL Y X Eixo PC

Fig.1 - Matriz de pontos

Fig.2 - Plano "XZ" de um dos furos

Para explicação detalhada deste exercício usaremos a seguinte nomenclatura: nomenclatura: 3



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•

Tc - Tempo de corte;

•

Lt - Comprimento Comprimento total que a ferramenta percorre em usinagem;

• • • • • • • • • • • •

NFC - Número de furos na linha (na figura 1 temos t emos 4); NFL - Número de furos na coluna (na figura 1 temos 5); PL - Passo na linha; PC - Passo na coluna; LP - Espessura da placa a ser furada (em mm); d - Diâmetro da broca; e - Dimensão da ponta da broca até o início do diâmetro; Vc - Velocidade de corte na furação; at - Avanço de trabalho para furação (em mm/min); aR - Avanço rápido na retirada da broca e nos deslocamentos deslocamentos (em m/min); A - Z inicial do furo; furo; B - Z final do furo.

Para facilitar a compreensão, dividiremos a resolução em partes. 1. Primeiro Primeiro iremos iremos calcul calcular ar o tempo que que a broca gasta gasta para para fazer fazer um único único furo O método tradicional de se calcular o tempo de corte “ Tc” Tc” em qualquer tipo de máquina operatriz, consiste em dividir o comprimento total que a ferramenta percorre “ Lt” Lt” expresso em mm, pelo avanço de trabalho “at “ at”” expresso em mm/min usado.

Tc = Lt / at O comprimento total que a ponta da broca percorre para fazer um furo será a distância que vai de "A" até "B", obtido através da seguinte soma: 2mm + Lp + 1mm + e. e. O valor de 2mm será o valor de segurança (Z1) e 1mm (Z2) será acrescentado para garantir que não tenhamos nenhuma rebarba ao final do furo. α/2 d/22 d α e /2 /22

O cálculo do valor de " e" (Z3) varia de acordo com o material usado e pode ser obtido usando a função trigonométrica tangente.

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Do desenho da ponta da broca, podemos extrair um triângulo onde conhecemos o valor de um lado (d/2) e um dos ângulos (α/2). Então usaremos a função tangente para calcular o valor de "e". Fazendo: tan α/2= d/2e temos que e=d/2tanα/2 . Ao invés de calcular, na prática usamos a tabela a seguir: Valor de α Valor de e Tipo de material

1200 0,3 x d Aços em geral

900 0,5 x d Ferro Fundido

600 0,85 x d Mat. Macios

Agora que encontramos todas as variáveis para calcular o valor de " Lt", falta encontrar a variável "at" que representa o avanço de trabalho. No centro de usinagem, quando estivermos usando uma ferramenta de aço rápido, usaremos a seguinte fórmula para cálculo de " at": at = 1100 * rpm * d

.

Para cálculo da rpm, usaremos a fórmula da Velocidade de corte (Vc = π * d* n1000). Após atingir o ponto final do furo (B), para completa-lo é necessário que a ferramenta volte ao ponto inicial (A), para executar um novo furo, ou seja, percorrer o mesmo trajeto subindo, só que usando a velocidade rápida. Então, o tempo gasto para descer e subir em apenas um furo será: Tu1 = 2 + Lp + 1 + eat+ 2 + Lp + 1 + eaR 2. O tempo gasto para descer e subir em todos os furos será: T1 = 2 + Lp + 1 + eat+ 2 + Lp + 1 + eaR*NFL*NFC 3. Como a fórmula apresentada serve para furar toda a matriz, falta agora calcular os tempos de deslocamento. Vamos primeiro ver o tempo que a ferramenta gasta para se deslocar de um furo até o furo seguinte em uma linha: Tu2=PLAr . Para se deslocar em todos os furos de uma linha teremos: Tu22=PLAr*NFL-1 Para se deslocar em todas as linhas da matriz teremos: T2=PLAr*NFL-1*NFC 4. É necessário agora calcular o tempo para a broca sair de uma linha para a linha seguinte: Tu3=PCaR . Para a soma dos tempos para mudar de linha em toda a matriz: T3=PCaR *NFC-1 Para achar o tempo total de usinagem, ou seja, o tempo gasto para descer e subir em todos os furos + o tempo gasto de deslocamento longitudinal em todas as linhas + o tempo gasto de deslocamento transversal para trocar de linha em toda a matriz será: Tt = T1 + T2 + T3

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1.1 Cálculo do avanço para roscar com macho em Centro de Usinagem Uma das operações mais difíceis e arriscada em um centro de usinagem é abrir rosca com um macho. A abertura de rosca na bancada é feita com um jogo de macho, fornecido em um estojo com 3 peças (macho desbastador, intermediário e acabador). No centro de usinagem usamos apenas um macho e este deve descer com um avanço que deve ser sincronizado com o passo do macho e a rpm usada e este é dado pela fórmula: F=at=0.9*passo*RPM . O valor do passo e o diâmetro da broca, será encontrado na página 59 da apostila da disciplina. O valor da rpm é encontrado usando a fórmula da velocidade de corte. A velocidade de corte é dada pela tabela a seguir: Diâmetro do Macho até 12mm de 13 a 25mm de 25mm a ......

Velocidade de corte 6 a 10m/min 4 a 7mm/min 2 a 3m/min

Vamos resolver uma questão de prova para demonstrar como achar a velocidade de corte para qualquer diâmetro de macho.

Questão 5 - Calcule o diâmetro da broca e o avanço de um macho de M8 (métrica normal) para ser usado em um centro de usinagem a CNC (Consulte a pág. 59 da apostila para resolver esta questão).

Consultando a página 59 da apostila e usando a primeira tabela (rosca métrica normal), verificamos que a broca a ser usada é de Ø6.8mm e que o passo do macho é de 1.25mm. Pela tabela de velocidade de corte para roscamento com o macho na página anterior encontramos 6m/min para um diâmetro de 12mm. Pegando a média aritmética entre 6 e 10m/min encontraremos uma velocidade de corte de 8m/min para um macho de 6mm de diâmetro. Dividindo o intervalo de 6mm (de 6 a 12mm) por 12, encontraremos o valor de 0,5mm para cada intervalo. Dividindo o intervalo de 2m/min (6 a 8m/min) por 12 encontraremos um valor de 0.167m/min para cada intervalo. diâmetro de 6mm

diâmetro de 12mm

Vc de 8m/min

Vc de 6m/min

O macho de 8mm esta 4 intervalos à direta de 8m/min, então teremos uma velocidade de corte de : Vc = 8m/min - (4x 0.167m/min) então Vc=7,33m/min. Verificamos ainda que o macho de 8mm está 8 intervalos à esquerda de 6m/min, então teremos um velocidade de corte de: Vc = 6m/min + 6



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(8x 0.167m/min), então Vc=7,33m/min. Em resumo: caminhando para direita subtraímos e caminhando para esquerda somamos. Encontraremos sempre os mesmos valores.

2 – PARÂMETROS DE CORTE PARA FRESAMENTO Considerando que a disciplina a ser trabalhada é uma continuação do período anterior, portanto grande parte das grandezas estudadas pode ser aproveitada quase que na íntegra. Por isso mostraremos apenas as diferenças dos parâmetros já apresentados e alguns conhecimentos tecnológicos que serão fundamentais para um bom aproveitamento na fresagem dos materiais. Para facilitar a assimilação de alguns conceitos em fresagem, deve-se imaginar uma fresa como sendo uma ferramenta composta de várias ferramentas (número de navalhas) de torno fixadas em volta do eixo de rotação.

Tipos de fresamento Fresamento de topo É aquele onde a superfície fresada é perpendicular ao eixo de rotação da ferramenta Fresamento tangencial É aquele onde a nova superfície gerada é paralela ao eixo de rotação da ferramenta Fresamento concordante O sentido de rotação da fresa é o mesmo do avanço da peça no ponto de contato. O corte inicia-se com a espessura máxima do cavaco e a força de corte tende a apertar a peça contra a mesa. É a forma menos indicada de fresamento. Fresamento discordante 7



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Nesta situação o sentido de rotação da fresa é contrário ao sentido de avanço da peças, no ponto de contato. Isto faz com que o corte do cavaco se inicie com a espessura mínima. A força de corte tende a levantar a peça da mesa. Se a peça for longa e estiver presa pelas extremidades poderá gerar vibrações indesejadas. Avanço Diferentemente do torneamento, na fresagem temos 3 tipos de avanço: avanço por faca (mm/faca), avanço por rotação (mm/rot) e avanço da mesa (mm/min). Fazendo uma analogia com o torneamento, o avanço/faca vezes o número de facas daria o avanço em mm/rot ao multiplicar pelo número de rotações, teríamos o avanço em mm/min.

O avanço usado nas fórmulas é o avanço da mesa que é dado pela fórmula:

a= az x nz x rpm Profundidade de Corte Do ponto de vista da economia de ferramenta deve-se escolher a maior profundidade de corte possível, ou seja, deve-se utilizar ao máximo o comprimento da aresta. Sabemos, entretanto que existem certos fatores que limitam a profundidade, como por exemplo, potência, rigidez da máquina, rigidez da peça e da fixação. Já que a potência disponível em uma fresadora a CNC limita o volume de cavaco removido, para cálculo da profundidade de corte vamos usar a formula do cálculo da potência partindo de um exemplo detalhado. Problema proposto: Calcular a profundidade de corte máxima na fresagem de uma peça em uma fresadora que possui uma potência no motor de 30Kw com os seguintes dados: - Fresa de facear de 200mm de diâmetro ( D ); - Largura do fresado de 140mm ( L ); - Material: aço carbono de 0.35% de carbono; - Velocidade de corte: 120m/min; 8



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- Avanço por faca de 0.3mm; - Rendimento da máquina: 0.5; - Ângulo de posição de 75 0 (Kr). A fórmula usada para cálculo de potência é: P

Pc x L x A x Ksm =

60 x 75x 1.36 x 1000 x η

Para se chegar ao cálculo da potência necessária, entre outros parâmetros, precisamos determinar a espessura média do cavaco e a força específica de corte com suas devidas correções.

1/10

0.05 0.05

0.1 0.10

Espessura média do cavaco (hm) em mm Avanço por faca Az em mm 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.19 0.29 0.38 0.48 0.58

2/10

0.05

0.10

0.19

0.29

0.38

0.48

0.57

0.76

0.95

3/10

0.05

0.09

0.19

0.28

0.38

0.47

0.56

0.75

0.94

4/10

0.05

0.09

0.19

0.28

0.37

0.47

0.56

0.74

0.93

5/10

0.05

0.09

0.18

0.28

0.37

0.46

0.55

0.74

0.92

6/10

0.04

0.09

0.18

0.27

0.36

0.44

0.53

0.71

0.89

7/10

0.04

0.09

0.17

0.26

0.35

0.43

0.52

0.70

0.87

8/10

0.04

0.08

0.16

0.25

0.33

0.41

0.49

0.66

0.82

9/10

0.04

0.08

0.15

0.23

0.31

0.39

0.46

0.62

0.77

1/1

0.03

0.07

0.12

0.18

0.24

0.31

0.37

0.49

0.61

L/D

0.8 0.77

1.0 0.96

I – Cálculo da espessura média do cavaco (hm). Usar a relação nas tabelas L D

140 =

200

7 =

10

Tabela 1 – Fresamento em faceamento em posição central e com âng. de posição de 75 0 Obs: Para ângulo de posição de 90 0 aumente os valores em 4% Para ângulo de posição de 60 0 aumente os valores em 10% Para ângulo de posição de 45 0 aumente os valores em 25% 9



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L/D 1/20 1/10 2/10 3/10 4/10 5/10 6/10 7/10 8/10 9/10 1/1

0.1 0.02 0.03 0.04 0.06 0.06 0.06 0.07 0.07 0.07 0.07 0.06

Espessura média do cavaco (hm) em mm Avanço por faca Az em mm 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 0.04 0.07 0.09 0.11 0.13 0.18 0.06 0.10 0.13 0.16 0.19 0.26 0.09 0.13 0.17 0.22 0.26 0.34 0.10 0.16 0.21 0.26 0.31 0.42 0.12 0.18 0.24 0.30 0.35 0.47 0.13 0.19 0.25 0.32 0.38 0.50 0.14 0.20 0.27 0.34 0.41 0.54 0.14 0.21 0.28 0.36 0.43 0.57 0.14 0.22 0.29 0.36 0.43 0.58 0.14 0.21 0.28 0.36 0.43 0.57 0.13 0.19 0.25 0.32 0.38 0.50

1.0 0.22 0.32 0.43 0.52 0.59 0.63 0.68 0.71 0.72 0.71 0.63

10



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Tabela 2 – (da página anterior) Fresamento em faceamento c/ fresa em posição lateral e com ângulo de posição de 900 ou com fresa de disco. Obs: Para ângulo de posição de 75 0 aumente os valores em 4% Para ângulo de posição de 60 0 aumente os valores em 14% Para ângulo de posição de 45 0 aumente os valores em 30% Como o problema diz que a fresa tem um ângulo de posição de 75 0, iremos utilizar a tabela 1. Entrando com o avanço por faca de 0.3mm na vertical e com a relação L/D = 7/10 encontramos o valor de hm= 0.26. Como o ângulo de posição da ferramenta é o mesmo usado na construção da tabela, não teremos que efetuar nenhuma correção.

II – Determinação da Força Específica de Corte (Ksm) De posse do dado referente ao material usado, usar a tabela 3 abaixo: Ksm

Material

Dureza HB

Aço carbono com 0.15% de carbono

125

275


150

300


250

330

Aço de baixa liga, recozido

125 - 200

320

Aço de baixa liga, temperado

200 - 450

390

Aço de alta liga, recozido

150 - 200

350

Aço de alta liga, temperado

250 - 500

410

Aço inox ferrítico - martensítico

175 - 225

360

Aço inox ferrítico - austenítico

150 - 200

390

225

260

Aço fundido de baixa liga

150 - 250

280

Aço fundido de alta liga (exceto inox)

150 - 300

320

Aço fundido sem liga

Kg/mm2

11



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Aço de alta dureza (manganês)

50 HRC

675

Ferro maleável de cavacos curtos

110 - 145

220

Ferro maleável de cavacos longos

200 - 250

200

FoFo cinzento de baixa dureza

150 - 225

140

FoFo cinzento de alta dureza ou ligado

200 - 300

180

Ferro fundido nodular, ferrítico

125 - 200

150

Ferro fundido nodular, perlítico

200 - 300

225

40 – 600 HRC

475

Ferro fundido coquilhado

Tabela 3 – Força específica de corte com hm=0.2mm e ângulo de saída= - 70

Verificamos na tabela que, de acordo com o material, aço carbono com 0.35%C e com espessura média de cavaco de 0.2mm e ângulo de saída da ferramenta de -7 0, a força específica de corte Ksm encontrada é de 300Kg/mm 2.

III – Correção do Ksm em função do ângulo de saída Como a tabela 3 foi construída com um ângulo de saída de -7 0 e a ferramenta proposta tem um ângulo de +2 0 temos que fazer a devida correção. Para cada grau do ângulo de saída, o valor de Ksm se modifica de 1.5% (ângulo de saída maior, temos um menor Ksm e ângulo de menor maior, temos um maior Ksm). Assim:

(

) = 260 Kg/mm

Ksm = 300 1-

2

9 x 1.5

IV – Correção do Ksm em função da espessura média do cavaco Como a tabela 3 foi construída com uma espessura média do cavaco de 0.2mm e o valor de hm encontrado na tabela 1 foi de 0.25, é necessário fazer uma segunda correção no valor de Ksm. Este correção (fh) pode ser feita de duas maneiras: a) usando a fórmula fh =

(

)0.29

b) Usando a tabela 4 a seguir:

0.2 hm

Espessura média do

Fator de correção

Hm em mm 0.05

fh 1.15

0,10

1.23

0.15

1.10

12



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0.20

1.00

0.25

0.90

0.30

0.89

0.35

0.85

0.40

0.81

0.45

0.79

0.50

0.76

0.60

0.72

0.70

0.69

0.80

0.66

0.90

0.64

1.00

0.62

Tabela 4 - Fatores de correção (fh) para Diversas espessura média de cavaco.

Para uma espessura de cavaco (hm) de 0.25mm de acordo com a tabela 4 teremos um fator de correção de 0.9, portanto:

Ksm = 0.9 x 260 = 234 K /mm2 Para se calcular a potência necessária é preciso calcular o avanço da mesa, portanto é preciso saber o valor da rpm usando a fórmula da velocidade de corte: -

N= VC

π . D.n =

1000

=

N = 191rpm 120 x1000

m / min

3.14 x 200

a = az x nz x rpm

a = 0.3 x 12 x 191

a = 690 mm/min

Usando a fórmula da potência

temos todas as variáveis menos a P

Pc x L x A x Ksm =

60 x 75x 1.36 x 1000 x η

profundidade de corte logo:

P = 4.78mm

= Pc

P x 60 x 75 x 1.36 x 1000 x =

0.5

30 x 60 x 75 x 1.36 x 1000 x 0.5

L x A x Ksm

140 x 690 x 234

Em resumo: Se usarmos uma profundidade de corte máxima de 4.78mm teremos certeza que de que a máquina não irá parar por falta de potência. 13



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Vou correndo para o final fazer os exercícios sobre este tema

3 - ESCOLHA DAS CLASSES DE METAL DURO A ORGANIZAÇÃO INTERNACIONAL DE PADRONIZAÇÃO (ISO) foi estabelecida para a elaboração de normas e padrões internacionais. Consiste em comissões repensáveis para certos ramos de atividades, compostas por membros dos países associados. Num processo de corte, as necessidades de tenacidade e resistência ao desgaste variam com o tipo de operação. Assim, a ISO resolveu classificar as várias classes de Metal Duro em diversos grupos, conforme as características do material usinado (se é aço, ferro fundido, etc.) e as condições da operação (acabamento, desbaste, corte interrompido, etc.), sem se importar com suas composições. Essa relação entre tenacidade e resistência ao desgaste sempre tem apresentado grandes problemas. Diferentes materiais e tipos de usinagem requerem vários tipos de classes de Metal Duro.

31 – Passos para escolha Primeiro passo – Identificação do Material Para começar, a ISO dividiu em três grandes campos de aplicação, conforme a figura a seguir onde as letras indicativas são: P

ISO M

K

P – Metal duro para usinagem de materiais ferrosos de cavacos longos: aços em geral, ferro fundido maleável, nodular ou ligado

M – Metal duro para a usinagem de materiais difíceis, tais como alguns tipos de aços inoxidáveis e ligas resistente a altas temperaturas; 14



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K – Metal Duro para usinagem de materiais ferrosos de cavacos curtos: ferro fundido cinzento, ferro fundido coquilhado; materiais não ferrosos: alumínio, bronze, latão, cobre, etc; materiais não metálicos:borracha, plástico, madeira, etc. Portanto, o primeiro passo para se definir a escolha da classe de Metal Duro é identificar o material que será usinado. Segundo passo – Identificação das condições de trabalho Após a separação em 3 grandes grupos de aplicação (P, M e K), a ISO subdividiu esses grupos em faixas de aplicação, variando de 01 a 50 (observe figura a seguir). P

ISO M

K

01 10 20 30 40 50

O valor crescente do número significa um tipo de Metal Duro mais tenaz; inversamente, o valor decrescente do número implica em um Metal Duro de maior dureza, ou seja, de maior resistência ao desgaste. A escolha da classe de Metal Duro mais tenaz ou mais resistente ao desgaste leva em consideração as condições a que a ferramenta será submetida durante a usinagem, ou seja, condições de trabalho favoráveis ou desfavoráveis. Chamamos de condições favoráveis aqueles em que pouca potência é exigida para o corte dos materiais existindo um maior estabilidade, como por exemplo: •

baixo avanço; pequena profundidade de corte;

•

alta velocidade de corte;

•

material uniforme (sem corte interrompido, dureza uniforme);

•

•

•

máquina rígida e estável (sem folgas e vibrações); fixação rígida da peça.

Nas condições favoráveis acima, a escolha da classe deverá recair num Metal Duro de grande resistência ao desgaste, ou seja, um número baixo dentro da codificação ISO. Qualquer condição de trabalho diferente destas e mantendo um uma ferramenta de grande resistência ao desgaste, poderá acarretar em quebra da pastilha. A composição química de uma determinada classe é inerente ao fabricante do Metal Duro, porém essa classe deverá estar obrigatoriamente enquadrada dentro da norma ISO. 15



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Em resumo, podemos dizer que a norma ISO não identifica pela composição o tipo de Metal Duro que será selecionado, mas sim, pelo tipo de material por usinar e pelas condições de operação.

Como ilustração, a seguir apresentamos uma parte de algumas classes de metal duro ISO

Classes Básicas

agrupados no campo de

Classes Suplementares

P Aço Ferro Fundido Aço inoxidável Ferro Fundido maleável de cavacos longos

de um

01 05

S1P GC 135

15

SM

dos

fabricantes nacionais.

10

20

P

aplicação

SM 30

25

30 35 40

S6

45

50

( Azul )

16



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4 – CODIFICAÇÃO ISO PARA PASTILHAS INTERCAMBIÁVEIS (INSERTOS) Para designação dos produtos de fresamento (fresas com incertos intercambiáveis), as empresas fornecedoras de Metal Duro utilizam um sistema próprio específico, pois não existe um sistema ISO para codificação das fresas. Observe o exemplo abaixo usado por um dos fabricantes.

A indústria mecânica de fabricação consome uma grande variedade de pastilhas, diferenciadas entre si pelos seguintes elementos: - formatos; - tamanhos; -

espessuras;

-

ângulos;

- tipos de Torna-se

quebra-cavacos, etc. necessário, portanto,

um código que delas e esse

identifique cada uma código deve obedecer

à mesma norma

dimensional no mundo

inteiro.

17



Object2

A ORGANIZAÇÃO INTERNACIONAL DE PADRONIZAÇÃO – ISO estabelece uma chave de código de pastilhas intercambiáveis, composta de campos, conforme é mostrado a seguir.

S

P

K

N

12

03

ED

R

1

2

3

4

5

6

7

9

Vamos mostrar, tomando como exemplo a figura mostrada, como funciona esta chave de código.

CAMPO 1 – FORMATO DA PASTILHA Este campo identifica somente o formato da pastilha, independentemente do tamanho, espessura, quebra-cavaco. Assim, uma pastilha de formato triangular recebe a letra S. A pastilha exemplificada no esquema com a letra S tem o formato de um quadrado (square).

18



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CAMPO 2 – ÂNGULO DE FOLGA DA PASTILHA Numa vista lateral da pastilha, podemos encontrar diversos ângulos de folga. Assim, uma pastilha de 7 0 de ângulo de folga receberá a letra C. Todas as pastilhas que em que o ângulo de folga for maior que 0 0 serão consideradas positivas e aquelas que tiverem 0 0 (código N) serão consideradas pastilhas negativas. No exemplo dado, a letra P representa uma pastilha com um ângulo de folga de 11 0.

CAMPO 3 – TOLERÂNCIAS DIMENSIONAIS DA PASTILHA Este campo é caracterizado pela tolerância com que as pastilhas são fabricadas, devendo ser enquadradas nas diversas classes de tolerância. Se a tolerância é muito grande, ao fazer a troca do incerto, deve-se atuar no corretor relativo a ela. No exemplo dado a letra K representa uma tolerância de 0.025mm na espessura da pastilha.

Tolerâncias em "S" e "d" (espessura e círculo inscrito).

19



Object2

Tolerâncias em mm

Símbolo

s 0.025

A

±

±

F

d 0.025

0.025 ±

±

C

0.025

0.025 ±

H

0.025 ±

0.025 ±

E

0.025 ±

0.025

0.025 ±

±

G

0.13 ±

0.025 ±

0.05 J

0.025

±

±

0.13 ±

0.05 K

0.025

±

±

0.13 ±

0.05 L

0.025

±

±

0.13 ±

0.05 M

0.13

±

±

0.13 ±

0.08 U

0.13

±

±

0.25 ±

20



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CAMPO 4 – QUEBRA CAVACO E/OU TIPO DE FIXAÇÃO DA PASTILHA Este campo identifica uma pastilha pelo tipo de quebra-cavaco e/ou pelo tipo de fixação. As pastilhas indicadas com as letras F, N e R são fixadas apenas com grampo, enquanto que aquelas indicadas com as letras A, G e M são fixadas por parafusos.

K 3

CAMPO PASTILHA

5 – TAMANHO DA

Este campo é utilizado para indicar o tamanho da aresta de corte da pastilha. A dimensão da pastilha é dada em polegadas, e para efeito de código ISO a medida deve ser sempre arredondada para um valor inteiro abaixo. Este campo deve ser preenchido com dois dígitos. Exemplos: Para I = 25.4 (1”) ------------- O campo 5 receberá o código 25 Para I = 12.7 (1/2”) ---------- O campo 5 receberá o código 12 Para I = 9.525 (3/8”) ---------- O campo 5 receberá o código 09 Obs: A prática tem demonstrado que o valor máximo a ser usado da aresta é ¾ de seu valor.

12 21



Object2

CAMPO 6 – ESPESSURA DA PASTILHA Este campo é utilizado para indicar a espessura da pastilha. A dimensão real da pastilha é dada em polegadas, e para efeito de código ISO a medida deve ser sempre arredondada para um valor inteiro abaixo. Este campo deve ser preenchido com dois dígitos. Exemplos: Para S = 3.18 (1/8”) ---------- O campo 6 receberá o código 03 Para S = 6.35 (1/4”) ---------- O campo 6 receberá o código 06

CAMPO 7 – ÂNGULO DE POSIÇÃO E FOLGA DA PASTILHA Aqui devemos fazer uma distinção entre pastilhas intercambiáveis para usadas no torneamento entre aquelas usadas no fresamento: - pastilhas para torneamento → na ponta possuem raio; - pastilhas para fresamento

→ na ponta possuem chanfro.

22



Object2

CAMPO 8 – DIREÇÃO DO AVANÇO DA PASTILHA Código R → Pastilha direita; Código L → Pastilha esquerda; Código N → Pastilha neutra.

Obs: O código ISO para identificação de pastilhas é composto de nove campos, onde os campos 8 e 9 serão usados somente quando forem necessários. O fabricante pode, ainda, acrescentar mais alguns ao código ISO símbolos, utilizando um hífen (Por identificar o desenho do quebra cavaco).

exemplo para


5 - DESGASTE DAS ARESTAS Em fresamento, a aresta de corte de uma pastilha de metal duro sofre esforços diferentes daqueles que aparecem no torneamento. O corte é intermitente, ou seja, a aresta encontra-se no corte efetivo durante a menor parte de uma rotação, além da espessura do cavaco ser variável. Quando a aresta entra no corte, a temperatura eleva-se rapidamente até aproximadamente 6000 C. Em razão da espessura variável do cavaco, a distribuição da temperatura na aresta é irregular. Durante o tempo no qual a aresta não corta, o contato com o ar causa um esfriamento. 23



Object2

Essas variações de temperaturas e o esforço mecânico da aresta no momento da entrada no corte proporcionam o aparecimento de vários tipos de desgate, cada um com suas característica própria.

Quebra A quebra na aresta de corte é ocasionada por causa das variações de temperatura e forças de corte aliadas a certas circunstâncias desfavoráveis anteriormente mencionadas. Uma refrigeração intermitente pode agravar ainda mais este tipo de fenômeno ocorrido. Para se evitar tal fenômeno, deve-se escolher uma classe de metal duro menos sensível a este tipo de desgaste (uma classe especial para fresamento ou uma classe mais tenaz) ou então reduzir os esforços, diminuindo os dados de corte.

Lascamento Se os esforços mecânicos na aresta são grandes demais, pode ser possível que pequenas lascas sejam arrancadas da aresta.

Deformação Plástica Se a temperatura na aresta de corte aumenta demasiadamente, pode acontecer que os esforços mecânicos deformem a aresta. Neste caso é necessário reduzir a temperatura, diminuindo os dados de corte ou usar uma classe de metal duro mais resistente à deformação.

Desgaste Frontal O desgaste frontal é

proveniente da abrasão mecânica que resulta de cavacos com

espessura muito pequenas (baixo avanço). Com o crescente desgaste frontal, aumenta as forças de corte, e o acabamento piora. Para amenizar este inconveniente, é necessário aumentar o avanço de corte. O desgaste frontal é o critério normalmente usado para indicar o fim da vida útil de uma aresta

24



Object2

Craterização Em fresamento, este tipo de desgaste aparece em casos excepcionais. Para evitá-lo, é necessário escolher uma classe mais resistente a este desgaste, ou reduzir a velocidade de corte.

Aresta postiça Quando a temperatura na zona de corte se processa baixa demais, o cavaco não se desenvolve de maneira correta, e parte do cavaco se solda acima da aresta, o que caracteriza o aparecimento da chamada aresta postiça. O resultado é o mau acabamento da superfície usinada e o maior consumo de potência. Para se evitar este tipo de problema, é necessário aumentar os dados de corte, ou escolher uma pastilha com maior ângulo de corte para facilitar a formação dos cavacos.

Sabendo que para um profissional iniciante na área de usinagem é difícil escolher a intervenção adequada para cada tipo de desgaste apresentado, a seguir apresenta-se uma planilha onde é mostrado na horizontal os tipos de problemas e na vertical as possíveis soluções.

25



Object2

26


CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA – CEFET/RJ


TIPOS DE SOLUÇÕES A SEREM ADOTADAS

Use

Use

Aument

Redu

Aumen

Reduza

Troqu

Troque

Face

metal

metal

ea

za a

te o

o

ea

a fresa

plana

ir

duro

duro

velocid

veloc

avanço

avanço

fresa

(maiore

larga

mais

mais

ade de

idade

por

por

(geo

s

resist

tenaz

corte

de

faca

faca

metri

bolsões

a)

)

x

x

x

x

x

ente

corte

Reduz Aume

Usa

Verifi

R

ntar a

r um

que a

rc

ângul

rigide

vola

fixaçã

a

dema

o de

z

nte

o da

is

posiçã

fresa

o

n

ao desg aste

PROBLEMAS uebra da aresta

x

camento da aresta

x

x

ido desgaste frontal

x

x

pida craterização

x

x

Aresta postiça

x

x x

x

x

x

x

x

x

x x x

x x

mpastamento de

x

cavacos x

Vibrações u acabamento da superfície bra nos cantos da

x

x x

x

c

x

x

peça

6- CLASSIFICAÇÃO DAS FUNÇÕES DE PROGRAMAÇÃO Para que possamos colocar uma máquina a CNC em funcionamento é necessário que se estabeleça um diálogo com o equipamento. Todo comando acoplado em uma máquina a CNC necessita de um meio de comunicação entre o programador e a máquina. Essa comunicação é feita por meio de códigos ou símbolos padronizados e recebe o nome de linguagem de programação. São os seguintes os elementos que compõem a linguagem de programação: 24


x

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA – CEFET/RJ • Caractere: é um número, letra ou símbolo utilizado para uma informação ( 1, G, % ) • Endereço: é representado por uma letra que identifica um tipo de instrução ( G, X, Y, Z ); • Palavra: é constituída de um endereço, seguido de um valor numérico. (G01, X50, F0.2 ); • Bloco: É um conjunto de palavras que identificam uma operação. ( N10 G00 X120 Z240 ); Sendo as funções a base de toda a programação de máquinas a CNC, é indispensável o conhecimento das mesmas, para que se tenha condição de programar, e que o programa utilize todos os recursos que a unidade possua para a execução de uma peça. Essas funções de programação podem ser divididas em quatro classes:

Função seqüencial Tem a finalidade de numerar os blocos do programa, para facilitar o acompanhamento do mesmo. A função seqüencial é representada pela letra N seguidos de algarismos que representam sua posição no programa. Exemplo: N40 (significa bloco número 40)

Funções preparatórias São as funções que definem para o comando da máquina O QUE FAZER, preparando-o para uma determinada operação (deslocamento linear, deslocamento circular, etc.). As funções preparatórias são representadas pela letra G seguidas de dois algarismos, porém os zeros à esquerda podem ser omitidos (vai de G00 até G99). Exemplo:

N40 G00 ...... (significa que no bloco 40 será executado um movimento rápido nos eixos). Funções de posicionamento São as funções que definem para o comando ONDE FAZER, ou seja, as coordenadas do ponto que se deseja alcançar e são programadas com a indicação do sinal algébrico, de acordo com a sua posição em relação ao sistema de referência. As funções de posicionamento são representadas pelas letras X, Y e Z. Para tornos a CNC - X (eixo transversal - diâmetros) e Z (eixo longitudinal - comprimentos ). Para centros de usinagem – X (longitudinal), Y (transversal) e Z (vertical). Exemplo:

N40 G00 X25 Z100 (o bloco 40 executará um movimento linear em rápido para um diâmetro de 25mm e um comprimento de 100mm).

24



Funções complementares São funções que definem para o comando COMO FAZER determinada operação, complementando as informações dos blocos na programação. As funções complementares são representadas pelas letras F, S, T e M. Exemplo:

N40 G01 X25 Z100 F.3 (o bloco 40 irá executará um movimento linear em lento com um avanço de deslocamento de 0,3mm por rotação). As funções podem também ser classificadas como MODAIS ou NÃO MODAIS. MODAIS: São as funções que uma vez programadas permanecem na memória do comando, valendo para todos os blocos posteriores, a menos que modificados por outra função ou a mesma. NÃO MODAIS: São as funções que todas as vezes que requeridas, devem ser programadas, ou seja, são válidas somente no bloco que as contém.

7 - DETALHAMENTO DAS FUNÇÕES Considerações: •

As funções de programação que serão detalhadas a seguir não estão em ordem numérica por uma questão meramente didática. Elas serão apresentadas em ordem de uso dentro de um programa.

•

Visto que o material didático é usado como apoio ao aluno do curso técnico de mecânica e não como um manual para um programador, serão detalhadas apenas as funções mais usadas. Para conhecer todas as funções da unidade de comando MACH 9 da ROMI, você deverá recorrer ao manual do fabricante.

Fixação do Zero Peça (Origem do programa). Uma máquina dirigida por controle numérico, é preciso ter definidos os seguintes pontos de origem e de referência: •

Ponto de referência. É um ponto da máquina, geralmente no final de curso dos eixos, fixado pelo fabricante sobre o qual o sistema fixa seu ponto de partida. Através de uma rotina estabelecida, o controle posiciona os eixos sobre este ponto pressionando uma chave de final de curso. Enviar a máquina para o ponto de referência, é o primeiro procedimento operacional ao ligar o equipamento.

•

Zero peça Antes de iniciar a programação para uma máquina a CNC é necessário primeiramente fixar a localização do sistema de coordenadas a ser utilizado, que pode ser definida de várias maneiras. Chamamos de zero peça ao ponto pertencente ao campo de 24


CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA – CEFET/RJ trabalho da máquina, no qual o controle assumirá como ponto de origem, ou seja, referência inicial para definição de coordenadas.

Caractere para fazer comentários no programa ( ; ) O caractere ponto e vírgula permitem a introdução de um comentário que pode aparecer em qualquer parte do programa. Após este caractere, tudo que for escrito é considerado comentário e é ignorado como função pelo controle.

FUNÇÃO G99 – Cancelamento de Referência Temporária – A função G99 remove o efeito de todos os G92 anteriores. G99 define a origem do sistema de coordenada absoluta na posição do Zero Peça referenciada pelo operador antes do início da execução do programa. Esta função é geralmente usada no primeiro bloco do programa.

FUNÇÃO G92 – Deslocamento de Origem – (Referência temporária) Com a função G92 pode-se, no meio de um programa, deslocar a origem para uma posição diferente do Zero Peça previamente referenciado pelo operador. Vejamos como ficaria a aplicação desta função se desejarmos deslocar a origem em X30mm e Z50mm. Modo 1

Neste modo, em relação à posição atual, o Zero Peça

N50....

está localizado em um ponto a 30mm no sentido em X

N60 G92 X30 Y50

e 50mm no sentido negativo em Y.

Modo 2 N50.... N60 G99 - Cancela-se primeiro a função G92; N70 G00 X30 Y50 - Desloca-se em rápido para o ponto onde se deseja fixar a nova origem; N80 G92 X0 Y0

- Define-se a o novo Zero Peça na posição; 25



FUNÇÃO G90 – SISTEMA DE COORDENADAS ABSOLUTAS – Nesta função, todos os valores das funções de posicionamento são programadas em consideração a uma única origem estabelecida (Zero Peça).

FUNÇÃO G91 – SISTEMA DE COORDENADAS INCREMENTAIS – No sistema incremental, ao deslocar uma distância nos eixos, esse novo ponto torna-se novamente uma origem, ou seja, X=0 e Y=0. A referência é mudada a cada deslocamento. Na introdução de cotas no sistema incremental, o valor numérico da informação de deslocamento ao caminho a percorrer. O sinal indica a direção do deslocamento.

24



FUNÇOES G17, G18 e G19 – SELEÇÃO DO PLANO DE TRABALHO – No início do programa, antes de se efetuar qualquer delocamento, linear, circular ou ativar a correção de raio de fresa (assunto que veremos mais à frente), torna-se necessária definir o plano de trabalho no qual estaremos executando o programa, de acordo com as funções:

•

•

•

G17, coordenadas definidas nos eixos X e Y G18, coordenadas definidas nos eixos X e Z G19, coordenadas definidas nos eixos Y e Z

Obs: Caso o plano de trabalho seja G17, pode ser omitido na programação (defalt).

FUNÇÕES G70 e G71 – SISTEMA DE PROGRAMAÇÃO – Estas funções definem qual será o sistema de programação a ser usado. Se as coordenadas introduzidas na programação são em milímetros, usa-se G71 ou em polegadas G70.

FUNÇÕES - G41, G42, G40- CORREÇÃO DO RAIO DA FRESA - Se a programação for feita sem a compensação do raio da fresa, o programador deverá definir com trajetória, o caminho percorrido pelo centro da ferramenta. Se a programação for feita com a compensação do raio da fresa, a trajetória de programa a ser definida será o contorno da peça (idêntico ao indicado no desenho), e o resultado será a trajetória tracejada (eqüidistante da trajetória programada em valor igual ao raio da ferramenta).

26



- G41: Correção de raio à esquerda do sentido de usinagem (percurso da ferramenta); - G42: Correção de raio à direita do sentido de usinagem (percurso da ferramenta); - G40: Cancela a correção da ferramenta.

FUNÇÕES – T / M06- NÚMERO DA FERRAMENTA E TROCA - A função T determina o número da ferramenta que será usada na usinagem. Os dois dígitos junto à letra T identificam a posição da ferramenta no magazine. A função T não executa a operação de troca da ferramenta, mas apenas seleciona a ferramenta desejada. Para executar a troca da ferramenta, deve-se programar a função M06 após a função T. Ex: N100 T12 M06 (Seleciona e troca a ferramenta número 6).

FUNÇÃO – O - CORREÇÕES DA FERRAMENTA – Para calcular os movimento durante a usinagem, o comando precisa de dados sobre as medidas dos comprimentos das ferramentas. Estas podem ser obtidas diretamente na máquina encostando-se a ponta da ferramenta na peça, na face de referência. Em alguns equipamentos, para se fazer uma regulagem prévia da ferramenta é usado um dispositivo conhecido como “pré-seting”, que mede os comprimentos das ferramentas. A correção da ferramenta (função O) deve ser programada logo após a chamada e troca da mesma, juntamente com os parâmetros a serem usados. EX.: N10 T1 M6; (seleciona a ferramenta 1 e faz a troca) N20 O1 S1000 F230. M3 26



FUNÇÃO S - RPM DO MANDRIL - Com a função S é possível programar-se a RPM do mandril e a posição angular de parada do mesmo. Ex.: N100 S1000 N101 M19 S90

(o mandril gira a 1000 RPM) (o mandril para na posição 90 graus)

FUNÇÃO F - VELOCIDADE DE AVANÇO DO MANDRIL - A função F quando programada em um bloco de posicionamento determina o avanço para os movimentos. Todos os eixos se movimentam simultaneamente à velocidade individuais de modo que a velocidade ao longo da trajetória é efetiva e igual a velocidade F programada. - Polegada por minuto (pol/min com formato 4.1) se estiver usando a funçãoG70; - Milímetro por minuto (mm/min com formato 5.1) se estiver usando a função G71.

FUNÇÕES M03, M04, M05, M19 - SÃO FUNÇÕES RELACIONADAS C/ EIXO-ÁRVORE - - M03, sentido de giro do mandril à direita; - M04, sentido de giro do mandril à esquerda; - M05, parada do mandril; - M19, parada do mandril com orientação angular.

FUNÇÃO M00 - PARADA PROGRAMADA (incondicional) A função M00 possibilita parar o programa para, por exemplo, fazer medição na peça. Após acionar o botão “cycle start” do painel do operador o programa continua a ser executado.

FUNÇÃO M01 - PARADA PROGRAMADA (condicional) A função M01 atua como M00 mas só quando no painel de operação da máquina estiver acionada a tecla de parada opcional na página REFER. TRABALHO .

FUNÇÃO M30 - FIM DE PROGRAMA Funciona para finalizar um programa, sendo que em máquinas antigas com leitura de programa por fita perfurada, ordena também o rebobinamento desta.

24



FUNÇÕES M07, M08 e M09 – São funções ligadas com refrigeração-

M07 - Refrigeração A ALTA PRESSÃO (por dentro da ferramenta). Brocas de pastilhas ou inteiriças de metal duro furadas.

M08 - Refrigeração externa. M09 - Desliga refrigeração. Este comando está incluso na subrotina de troca de ferramenta . FUNÇÃO G00 - MOVIMENTO EM AVANÇO RÁPIDO NOS EIXO (sem usinagem) . O deslocamento programado com G00 se realiza com a máxima velocidade possível (avanço rápido da máquina), sem usinagem e sobre uma reta (interpolação linear). A máxima velocidade de avanço para cada eixo depende do projeto de cada fabricante.

Ex.:

N10 G00 X30. Y20.

FUNÇÃO G01 - MOVIMENTO COM AVANÇO PROGRAMADO NOS EIXO (em usinagem) Com o uso desta função, a ferramenta desloca-se com um avanço determinado sobre uma reta até o ponto de destino. Para o cálculo da trajetória da ferramenta, o controle executa uma interpolação linear. Exemplo 1:Fresado paralelo ao eixo com uso das funções G00 e G01:

N50

T1

M6

- Seleciona a ferr. 1 e troca;

N60

01

S800 F100. M03 - Corretor 1 e parâmetros da ferramenta;

G00 G00 X70.

Y25. Z2.

- Posiciona em rápido sobre p1;

N70

G01 Z-5.

F60.

- Aprofunda o valor de 5mm;

N80

X20. F100.

- Fresa em X até p2; 24



N90

G00 Z2.

- Afasta para Z de 2 acima da face;

N100 G Z 0

- Vai para a posição de troca;

N110 X-25. Y50.

- Afasta para um ponto fora da peça;

N120 M30

- Término do programa.

Exemplo 2: Fresado inclinado aos eixos com uso das funções G00 e G01:

N20 G0 X30. Y20. Z2. - Aproximação da Pos. de Início N30 G1 Z-5. F60. - Avanço à Profundidade N40 X8.0 Y65. - Interpolação Linear N50 G0 Z2. - Retrai Ferramenta N60 G0 X-20. Y100. - Retrai para Troca N70 G Z O – Vai à pos. de troca N80

M30 Fim de Programa e Retorno ao Início

FUNÇÃO G73 - POSICIONAMENTO PRECISO A função G73 é similar à função G01, exceto que o Controle espera um sinal “ em posição” antes de continuar com o próximo movimento. Isto elimina o arredondamento de contorno quando se deseja ter cantos vivos em movimentos consecutivos em torno de uma peça. Exemplo: N25 G73 X40. Y50.

FUNÇÕES G02/G03 - INTERPOLAÇÃO CIRCULAR Nestas funções, A ferramenta desloca-se segundo uma trajetória circular usinando um arco no sentido horário ou anti-horário sendo: - G02, no sentido horário. - G03, no sentido anti-horário. As condições de deslocamento G02 e G03 são modais, ou seja, permanecem programadas até que uma outra função do mesmo grupo seja programada.

26



- Parâmetros de interpolação circular (I, J, K) no uso das funções G02 e G03 Os parâmetros de interpolação I, J e K são usados para expressar o raio do arco ou círculo a ser usinado, sendo que: •

•

Se programado I, J e K (MAIÚSCULAS) estes representam a coordenada do centro do arco em relação à origem – Programação absoluta; Se programado i, j e k (minúsculas) elas representam a projeção da distância que vai do ponto inicial do arco até o cento do arco nos eixos X, Y e Z – Programação incremental.

•

Vejamos estas duas diferentes formas de programação em um exemplo

Programação em incremental

Programação em incremental

N1 G00 X10. Y25. Z1. S1250 M3

N1 G00 X10. Y25. Z1. S1250 M3

N2 G01 Z-5. F100.

N2 G01 Z-5. F100.

N3 G02 X10. Y25. i20. j0 F125.

N3 G02 X10. Y25. I30. J25. F125.

N4 G00 Z100. M5

N4 G00 Z100. M5

N5 X-20.

N5 X-20.

N6 M30

N6 M30 24



FUNÇÕES G22/G23 - INTERPOLAÇÃO HELICOIDAL A interpolação helicoidal é possível entre 3 eixos lineares, perpendiculares entre si. Neste tipo de interpolação se programa em uma seqüência um arco e uma reta perpendicular a seu ponto final. Na elaboração do programa se enquadram os movimentos dos carros dos eixos de forma que a ferramenta descreva uma linha helicoidal com passo constante. A velocidade de avanço programada se mantém ao longo da trajetória efetiva da ferramenta.

G22 – Para movimento circular no sentido horário, no plano selecionado. G23 – Para movimento circular no sentido anti-horário, no plano selecionado.

N1 G00 X0 Y-25. Z1. S800 M3 N2 G01 Z-20. F150. N3 G22 X0. Y-25. I0 J0 K20. N4 G00 Z100. M5 N5 M30 X e Y - são as coordenadas do ponto final do círculo da hélice; I e J - são as coordenadas do centro do círculo; K

- é o passo da hélice e mesmo que o círculo não seja de 360 graus, deve ser programado equivalente a um círculo de 360 graus.

FUNÇÃO G04 – TEMPO DE ESPERA Esta função serve para parar a ferramenta por um intervalo de tempo programado, para por exemplo, dar acabamento em um furo com um fundo plano. O tempo de parada se programa com a letra F e não é modal. Em uma seqüência com tempo de espera (G04) não se devem programar outras funções. Ex.: N.. G04 F5.5 (tempo de espera de 5.5 segundos) 26



8 - CICLOS FIXOS (SUB-PROGRAMAS ou SUB-ROTINAS) Ao programar um centro de usinagem para executar uma série de furos em uma matriz de pontos, seria necessário a cada furo repetir a coordenada final do furo e o ponto de retorno para se deslocar para um novo furo. Nestes tipos de operações clássicas onde algumas coordenadas se repetem muitas vezes no mesmo programa, usa-se ciclos de usinagem que são chamados sub-programas ou sub-rotinas permanentemente memorizados. Todo centro de usinagens moderno possui este tipo de recurso. Na maioria dos CNC, estes ciclos são programados com as funções G81 a G86 a saber: - G81, ciclo de furar (furação rasa) - G82, ciclo de escarear (com tempo de espera G04) - G83, ciclo de furar (furação profunda) - G84, ciclo de rosquear c/ macho - G85, ciclo de mandrilar e alargar - G86, ciclo de mandrilar de acabamento (sem giro do mandril na saída da ferramenta) - G80, ciclo de cancelamento de ciclo fixo - G81 - Ciclo de furação - furação rasa (até 3 x Diâm da broca) Esta função pode ser usada para operações simples de furação e o ciclo será executado tantas vezes quanto forem os movimentos em rápido no plano XY até o seu cancelamento com a função G80. No bloco onde é programada a função G81, o valor de R é o plano de referência de parada da ferramenta e o Z é a profundidade final de furação, ambos em coordenadas absolutas . N100 G Z30. N101 G81 R2. Z-25. F57. N102 X20. Y30. N103 X50. Y15. N104 G80

G82 - Ciclo para escarear Esta função pode ser usada para operações de alargamento de um furo já existente com a finalidade de alojar a cabeça de um parafuso. Esta operação é idêntica a função G81 com a diferença de um tempo de permanência da ferramenta ao final da cota Z. A variável D programada no bloco que contém a função G82 representa o tempo de permanência da ferramenta ao final da cota Z.

25


CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA – CEFET/RJ N100 G Z30. N101 G82 R2. Z-25. D5. F57. N102 X20. Y30. N103 X50. Y15. N104 G80

G83 ciclo de furação com descarga - profunda (mais do que 3 x Diâm da broca) Esta função pode ser usada para operações de furação com parada ou retirada da broca para extração do cavaco. Para materiais de cavacos curtos basta apenas a parada da broca, porém, para materiais de cavacos curtos é necessário a retirada total da broca.

Exemplo (Permanência quebra cavaco e retração) N100 G Z30. # N101 G83 R2. Z-58. I15. J5. K5. U30. D1. F57. # N102 X20. Y30. # N103 X50. Y15. # N104 G80 # Onde: I = profundidade máxima (incremental) abaixo do plano de referência (primeira penetração da broca), para retrocesso da broca para alívio de cavaco e refrigeração. O I será sempre um movimento no sentido negativo, porém será programado com valor positivo; J = decréscimo nas demais penetrações (I-J para a segunda descida); K = é o mínimo valor de penetração da broca; U = é a profundidade (incremental) que comandará um retorno da broca. U é a máxima profundidade a partir da qual ocorrerá uma retração em rápido da ferramenta para o plano R. Deve ser programado com valor positivo ( ver tabelas para aços e F.Fundido); D = representa um tempo de espera após cada penetração da broca. Obs.:

24



Depois da retração, a ferramenta voltara em rápido, à profundidade anteriormente atingida menos um valor de 2mm.

G84 ciclo de roscar c/ macho Esta função possibilita a execução de um roscamento à direita em um furo com a utilização de um macho para roscar. Ao usar este ciclo devem ser tomados alguns cuidados: •

•

Observar sempre nas tabelas o valor do diâmetro da broca para furar; Usar sempre mandril com dupla compensação;

•

O macho a ser usado deve ser próprio para máquina automática (maior hélice); O valor do avanço será: F = passo do macho x RPM x 0.9;

•

Deixar os potenciômetros de avanço e RPM em 100%;

•

Não executar a operação em bloco a bloco [ BLK/ BLK].

•

N100 G Z30.

Dados:

N101 G84 R5. Z-15. F429.3. N102 X25. Y20.

RPM = 318; Passo = 1.5mm

N103 X40. Y30.

F = 0.9 x 318 x 1.5 F = 429.3mm/min.

N104 G80

G85 - ciclo de mandrilar e alargar O ciclo G85 possibilita a execução de uma operação de mandrilamento (alargamento de um furo com ferramenta do tipo “bailarina”). A diferença do ciclo de furação é que a subida após alargamento é feita com avanço programado e não em rápido, por se tratar de uma operação de calibragem. 26


CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA – CEFET/RJ N100 G Z30. N101 G85 R2. Z-25. F40. V100. N102 X20. Y30. N103 X50. Y15. N104 G80 V = avanço de retrocesso da ferramenta. Caso V não seja programado o avanço de retrocesso será o de valor F.

G86 - ciclo de mandrilar com retrocesso da ferramenta sem giro no mandril O ciclo G86 possibilita também a execução da operação de mandrilamento porém com a saída do eixo Z parado. Neste ciclo, o mandril desce em rápido ao plano R, vai em velocidade de avanço até a profundidade especificada, atua um tempo de permanência opcional, o eixo pára de girar e então o mandril retorna ao plano R de início.

N100 G Z25. N101 G86 R2. Z-25. F40. V100. N102 X20. Y30. N103 X50. Y15. N104 G80 V = avanço de retrocesso da ferramenta. Caso V não seja programado o avanço de retrocesso será em avanço rápido . Vou correndo para o final fazer os exercícios sobre este tema

24



9 - AUTO ROTINAS No item anterior observamos que os ciclos fixos memorizavam apenas determinadas coordenadas que se repetiam em várias coordenadas. Neste item iremos abordar um determinado grupo de funções que são denominadas Auto Rotinas que programam movimentos complexos da máquina através de um único bloco. Em termos práticos, quando a unidade de comando lê o bloco que contém a função complexa monta um programa para executar a usinagem solicitada através das variáveis contidas no bloco.

G22 - Interpolação Helicoidal em sentido Horário Com o uso da função G22 é possível formar uma hélice e para isso, a unidade de comando movimenta dois eixos em um arco, e o terceiro eixo em linha reta como se estivesse abrindo uma “rosca”. Para usarmos esta função é necessário tomar alguns cuidados: •

A compensação do raio não é permitida durante um movimento helicodal;

•

A função G40 deve ser programada antes da função G22;

•

A função que define o plano de trabalho de ser sempre definida no programa. Exemplo de interpolação helicoidal no plano XY

; Hélice em XY N10 G90 N20 G17 N30 G40 N50 O1 N60 G00 X0. Y100. Z10. N70 F120. 26


CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA – CEFET/RJ N80 G22 I50. J100. Z-75. K20. N90 G01 X50. Y100. N100 G Z O N110 M02

G31 - Espelhamento de imagem nos eixos A função G31 é usada para estabelecer o espelhamento de movimentos nos eixos. Por espelhamento entende-se como a inversão do sinal da coordenada programada. Para execução desta função, devem ser tomados os seguintes cuidados: •

O espelhamento de eixos não podem ser aplicado para eixos rotacionais; Um bloco com G31 inverte o sentido de direção dos eixos nele especificados;

•

G31 é modal e permanece ativo até ser cancelado com G30, M02 ou M30;

•

Enquanto o espelhamento estiver ativo, o camando exibirá na página de STATUS a letra M

•

evidenciada à direita do eixo; •

G30 programada sem especificar nenhum eixo, cancela espelhamento para todos os

•

eixos; Para que se possa programar o espelhamento é necessário criar antes um sub-programa que é o percurso da imagem que se deseja espelhar.

•

Sub-programa P2

Programa Principal

N05 ... N10

G91

N10 G0 X50. Y50. Z5.

N15

G

N20

G1 Z-10. F100.

N20 G31 X

N25 N30

Y30. X30.

N25 P2 N30 G31 XY

N35

Y-10.

N35 P2

X10. Y10.

N15 P2

24


CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA – CEFET/RJ N40

Y-20.

N40 G30

N45

X-20.

N45 G31 Y

N50 G0 Z10.

N50 P2

N55 X-10. Y-10.

N55 G30

N60 M02

N60 ....

G89 - Restaura e executa o último ciclo A função G89 é usada para restaurar e executar o último ciclo cancelado com a função G80. Este procedimento é usado em alguns casos onde é necessário cancelar o ciclo fixo para poder movimentar os eixos em XY evitando assim uma colisão com algum tipo de obstáculo, por exemplo, um grampo de fixação.

N60 .... N65

T3

M6

N70

03 1000 M03

N75

Z30.

N80

G81 Z-3. R5. F150.

N85

G00 X-10. Y-15.

N90

X-60.

N95

G80

N100 G0

Z25.

N110 Y-55. N120 G89 N125 X-10. N130 G80 N135 G Z 0 M5 N140... G24 - Retículo circular Esta função é usada para executar uma série de furos dispostos em um circulo com espaçamentos regulares entre eles. Para a execução desta Auto-rotina é necessário conhecer e programar as seguintes variáveis: I e J – Coordenada do centro do círculo nos eixos X e Y respectivamente; •

•

X e Y – Coordenada do ponto inicial do retículo circular; R Define o raio do círculo onde estão disposto os furos com formato +/- 3.3;

•

C define o ângulo inicial do primeiro furo medido a partir do eixo X positivo com formato

•

3.3; •

W – Especifica o número total de pontos em um circulo completo. A direção pode ser no sentido horário (W -) ou anti-horário (W). O número máximo de pontos é de 127 furos; 26



•

B – Define o espaçamento angular igual para os pontos no círculo. A direção pode ser no sentido horário (B -) ou anti-horário (B). O formato de B é de +/-3.3. Se B não for programado, W definirá indiretamente o espaçamento entre furos;

•

L – Especifica o número total de pontos em que os auto-ciclos, sub-programa ou subrotinas serão executados. O valor de pode ser menor do que o número total de pontos definidos por W ou B. Seu formato é 3;

Obs: Para especificar o centro do círculo e a posição inicial do primeiro furo pode-se utilizar as combinações no bloco de dados com a função G24 a saber: ✔

Se forem programados I e J – A posição atual (antes do bloco G24) será considerada como a posição do primeiro furo e o centro é definido com as funções I e J no bloco que contém G24;

✔

Se forem programados X e Y – A posição atual será o centro do círculo e a posição inicial do círculo será um movimento feito a um ponto definido pelas funções X e Y;

✔

Se forem programados I e J – X e Y – O Centro é definido por I e J e a posição inicial por X e Y;

✔

Se forem programados I e J – R e C – O centro é definido por I e J e a posição inicial por R e C.

Usando I e J (1)

. .

Usando I e J – X e Y (3)

. . 24



. N70 N75 N80 N85 .

G00 X50. Y100. Z30. G81 Z-12. R2. F100. G24 I50. J60. L5 W5 G80

. N70 N75 N80 N85 .

G00 Z30. G81 Z-12. R2. F100. G24 X50. Y100. I50. J60. L5 W5 G80

Usando X e Y (2)

Usando I e J – C e R (4)

. . N70 N75 N80 N85 .

. . N70 N75 N80 N85 .

G00 X50. Y60. Z20. G81 Z-12. R2. F100. G24 X50. Y100. L5 W5 G80

G00 Z30. G81 Z-12. R2. F100. G24 R40. C90. I50. J60. L5 W5 G80

Obs.: No exemplo 1, a ferramenta se desloca para o primeiro furo e em G24 é programado o centro

do círculo; No exemplo 2, a ferramenta se desloca para o centro do círculo e em G24 é programado a coordenada do primeiro furo; No exemplo 3, a ferramenta pode estar posicionada em qualquer ponto, pois em G24 é programado a coordenada do primeiro furo (com X e Y) e o centro do círculo (com I e J); No exemplo 4, a ferramenta pode estar posicionada em qualquer ponto, pois em G24 é programado a coordenada do primeiro furo (com C de 90 graus R de 40mm) e o centro do

círculo (com I e J); G25 - Retículo linear Esta função permite executar uma série de furos dispostos em uma linha, uma coluna, em uma matriz de pontos quadrada ou retangular. A linha ou a matiz deve ser sempre paralalela aos eixos X ou Y. Para a execução desta Auto-rotina é necessário conhecer e programar as seguintes variáveis: •

•

X - Especifica o valor do passo na linha e a direção dos furos a serem executados; Y - Especifica o valor do passo na coluna e a direção dos furos a serem executados;

•

I – Define o número de pontos dispostos na linha;

•

J - Define o número de pontos dispostos na coluna 26



•

F - Especifica o avanço dos movimentos entre os pontos em casos onde a distância entre pontos é muito pequena. Caso F não seja especificado, o avanço entre os pontos será em rápido;

•

•

P – Especifica o número de um sub-programa previamente armazenado no comando, a ser executado em cada ponto. Esta variável é facultativa; H – Especifica o número do bloco inicial da sub-rotina.

Espessura da placa de 10mm

N50 G0 X100. Y100. N55 G81 Z-15. R2. F150. N60 G25 X30. Y-20. I5 J3 N65 G80

.

O valor negativo de Y no bloco N60, significa que após fazer os cinco primeiros furos (P1 a P5) a ferramenta irá se deslocar em Y no sentido negativo para P6.

G26 - Fresamento de um alojamento Esta função permite desbastar e dar acabamento automaticamente em alojamentos retangulares quadrados ou circulares com apenas uma única linha de programação. Em alojamentos retangulares, é possível especificar um raio nos cantos usando uma função R, que deve ser maior do que o raio da fresa usada para usinagem do alojamento. O último movimento da auto-rotina é um movimento de saída tangencial. Quando a unidade de comando lê a linha que contém a função G26, internamente será montada uma sub-rotina para execução do alojamento de acordo com as seguintes variáveis: •

X e Y – Coordenadas do canto oposto do alojamento nos eixos X e Y (à direita e em cima);

•

Z – Profundidade final do alojamento;

•

I, J e K – Sobremetal para acabamento ao longo do eixo X, Y e Z;

•

Q – Especifica o paio de saída à 90 0 ; 24



•

U – Profundidade de corte no eixo Z de cada passada de desbaste. Se U não for programado o comando usa a função L para calcular a profundidade de corte;

•

L – Determina o número de passadas para o eixo Z. L é sempre um número inteiro e se não for programado o comando usa a função U para detrminar a profundidade de corte;

•

W – Determina a largura de corte ao longo dos eixos X e Y. - Se W não for programado a largura de corte é determinada pela função D. - Se o valor de W for muito grande, ficará material no meio do alojamento. Por experiência podemos adotar um valor máximo para o valor de W como sendo : W ≤ (diâmetro da fresa) – (0.3 raio da fresa);

- Se W for maior que o diâmetro da fresa o comando bloqueará a execução;

•

D – Determina o número de passes para os eixos X e Y. Se não for programado nem W nem D o comando assumirá como largura de corte o raio da fresa;

•

F – Determina o avanço de desbaste (negativo para corte concordante);

•

H – Determina o avanço de penetração em Z (negativo para corte concordante);

•

V – Determina o avanço de desbaste. Se omitido o avanço F será usado;

•

R – determina o raio nos cantos;

•

O – Número do corretor para compensação do raio

Algumas restrições quanto ao uso da função G26 ➢

A função G26 não requer que se programe todas as função descritas;

➢

Se a função X for omitida será executado um rasgo com um comprimento de Y;

➢

Se a função Y for omitida será executado um rasgo com um comprimento definido por X e com uma largura especificada por 2 x R;

➢

Se as funções X e Y forem omitidas será executado um alojamento circular com um raio especificado por R;

➢

Se for omitido o sobremetal I o comando usara o valor de J para o eixo X;

➢

Se for omitido o sobremetal J o comando usara o valor de I para o eixo Y;

➢

Se forem omitidos as funções I e J, todos os passes em X e Y serão de desbaste e a última passada será executada com avanço de acabamento;

➢

Se for omitida a função K, todos os passe em Z serão de desbaste; 24



➢

Se forem omitidas as funções U e L, apenas um passe em Z será executado (perigoso);

N35 .... N40 G0 X20. Y Z5. N45 G26 X100. Y45. Z-3. I.5 J.5 K.5 U1.25 L2 W5 F150. H100. V50. N50 ...

N35 .... N40 G0 X20. Y30. Z5. N45 G26 X100. Y90. Z-5. I.5 J.5 K.5 U2.25 L2 W8 F150. H100. V50. N50 ...

N35 .... N40 G0 X60. Y70. Z5. 24



N45 G26 R40. Z-3. I.5 J.5 K.5 U1.25 L2 W5 F150. H100. V50. N50 ... Obs.: 1. Orientado pelo próprio fabricante, não é aconselhável usar um valor de Z de aproximação muito afastado do zero peça em Z, pois a unidade de comando pega este valor e soma com o valor colocado na função Z colocada em G26 e usa esta soma para dividir pelo número de passadas e em alguns casos isto gerar passada em vazio; 2. Embora os exemplos mostrem L e U sendo programados, o ideal seria colocar apenas o número de passadas e deixar que o comando calcule a profundidade por passada;

G27 - Fresamento ao redor de uma área especificada Para usar esta função é válida toda a consideração feita para a função G26. A área especificada será definida pelos parâmetros X e Y, se não for programada a função R, o fresamento será retangular e os cantos do fresado serão retos; Caso R seja programado, os cantos terão um raio igual a R. O comando deverá conhecer a distância até a área de usinagem, portanto, D deverá ser programada. Cálculo de W e D

Para eixo X

Para eixo Y

D = [(AX – I – 2.RF) / W] +1 I = AX – 2.RF – [(D – 1) . W]

D = [(AY – J – 2.RF) / W ] +1 I = AY – 2.RF – [ (D – 1) . W ]

W = AX – I – 2.RF / (D-1)

W = AY – J– 2.RF / (D-1)

Onde D = número de passadas nos eixos X e Y

N50 G0 X70. Y60. Z5. 26



N55 G27 X130. Y100. Z-4. I2. J2. K2. L2 D5 W6.5 F150. H100. V50.

N50 G0 X28. Y28. Z5. N55 G27 X116. Y70. Z-4. I.5. K.5 L2 D3 W3. F150. H100. V50.

N50 G0 X Y Z5. N55 G27 R13. Z-4. I.5. J.5 K.5 L2 D3 W8.75. F150. H100. V50. G72 - Fator de escala Esta função través de um fator de multiplicação que varia de 0.5 a 20, reduz ou aumenta um perfil programado. Os valores dos corretores de ferramenta, movimentos manuais e corretores de fixação não são afetados pelo fator de escala. Para usar G72 necessita das seguintes funções: X – Fator de escala para o eixo X. O valor programado afeta a função I pelo mesmo valor; Y - Fator de escala para o eixo Y. O valor programado afeta a função J pelo mesmo valor; Z - Fator de escala para o eixo Z. O valor programado afeta a função K pelo mesmo valor. EXEMPLO: N70

G99

- Cancela G92 26


CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA – CEFET/RJ N80

G0 X Y

- Movimento rápido para o zero peça

N90

G91

- Coordenada incremental

N100 G72 X.5 Y.5

- Determina o fator de escala de 0.5 para os eixos X e Y

N110 G1 X20. F120.

- Estes bloco e o três seguintes, produzirão um quadrado de 10mm;

N120 Y-20. N130 X-20. N140 Y20. N150 G72 N160 M2

- Cancela o fator de escala - Fim de programa

Vou correndo para o final fazer os exercícios referentes a este tema

10 - Programação assistida por computador para máquinas a CNC Para a usinagem de uma peça em uma máquina a CNC, o programa pode ser elaborado de maneira manual (já visto anteriormente) ou automática (programação assistida por computador). Em uma fresadora convencional o profissional do planejamento e controle de produção cria uma folha de operação onde é montado um roteiro que o operador deve seguir (delineamento da peça). A programação manual requer que o programador calcule e registre todos os movimentos a serem efetuados, ou seja, o programa funciona tal como o delineamento feito em um sistema convencional. Além de lenta, este tipo de programação é mais passível de erro, visto que para cada coordenada é preciso efetuar cálculos. Essa dificuldade torna-se mais evidente quando o grau de complexidade da geometria da peça aumenta. Observe a figura 9.1:

26



Figura 9.1 – Chapa Perfilada

Antes de iniciar a programação desta peça para ser confeccionada em um centro de usinagem a CNC, o programador precisará calcular o valor de cada cota que está faltando (P1, P2,P3 e P4) e para isso precisará utilizar uma vasta gama de conhecimentos de geometria e trigonometria adquiridos em sua fase de ensino fundamental. A cada valor calculado tem-se a possibilidade de um erro. Na programação manual, o operador precisa se lembrar do formato de cada função (como ele deve ser escrita) a ser programada ou deve fazer consultas frequentes ao manual. Isto se intensifica no caso de se usar um ciclo fixo (recursos existente em unidades de comando mais modernas que permite que com apenas uma linha de programa fazer vários movimentos) onde a quantidade de parâmetros a serem inscritos é ainda maior (RELVAS, 2002). A desatenção na programação pode ter como consequência uma colisão da ferramenta contra a peça, afetando a estrutura da máquina, comprometendo assim sua precisão e repetibilidade.

10.1 – Programação Automática para Centro de Usinagem a CNC Como vimos em "Automação da Usinagem 1", programação automática, às vezes também conhecida por programação assistida por computador, é aquela executada com o auxílio do computador, e tem como objetivo ajudar o programador a superar as dificuldades que ocorrem normalmente na programação manual (JANSEN; FERREIRA e AHRENS, 1998). Uma linguagem de Programação Assistida por Computador para Centro de Usinagem a CNC é também dividida em três módulos: o processador, o pós-processador e módulo de transmissão (COSTA, L. S. S. e CAULIRAUX, H. M. (Org.), 1995). De acordo com a figura abaixo, vamos analisar cada um desses módulos:

26



33 3mm de prof. c/ Ø12mm neste plano 15 furos 3mm (Rebaixo de 3mm) 2. 4

Figura 9.2 – Desenho da Tarefa RESTA 1

Processador - Neste módulo, o programador ao examinar o desenho, define, através de pontos, linhas, círculos e perfis catalogados o perfil da peça acabada. Esta é a fase geométrica. Em seguida são definidos os parâmetros tecnológicos: Escolha e características da ferramenta e usinagem (fresagem, furação, abertura de rosca, etc). O processador interpreta as instruções 26


CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA – CEFET/RJ inscritas pelo programador, controla a sintaxe (erros de formato) e executa todos os cálculos geométricos e tecnológicos necessários. Nesta fase o programa pode ser considerado universal, pois é independente do tipo de máquina-ferramenta e do tipo de unidade de comando na qual a peça será usinada (ZERBONE, 1995). Apresentamos a seguir a programação automática (com explicação resumida dos blocos) com o uso do software UNICAM - Módulo Fresa (usado no laboratório de automação da manufatura do CEFET-RJ) de acordo com a figura 9.2.

ID = Tarefa RESTA 1

(Identificação do programa)

PECA = MAT 3, ESP 30 'Material: ALUMÍNIO (Identificação da peça)

PF1, CIR, D152.4, (0, 0) (Perfil do círculo externo)

PF2, CIR, D146.4, (0, 0) (Perfil do círculo interno)

CONJ1 = MATRIZ, (-20, -60), NPB3, DB20, ANGB0, NPA7, DA20, ANGA90 (Matriz c/ 3 furos na linha e 7 na coluna)

CONJ2 = MATRIZ, (40, -20), NPB2, DB20, ANGB0, NPA3, DA20, ANGA90 (Matriz c/ 2 furos na linha e 3 na coluna)

CONJ3 = MATRIZ, (-60, -20), NPB2, DB20, ANGB0, NPA3, DA20, ANGA90 (Matriz c/ 2 furos na linha e 3 na coluna)

CONJ4 = SOMA, CONJ1, ATE, CONJ3 (Soma das 3 matrizes)

FERR 1 = FRDESB, MD, DIAM 16, AV 259, RPM 2388, DS 2, PRI 1 (Características da fresa de desbastar)

CONT=PF1, PROF-.5, PINIP(0, -106.2), PFIN(0, -106.2), PLAZ23, ZAR25, ZRR25 (Usinagem de contorno com a ferramenta 1)

ESVA=PF2, PROF-3, PINIP(0, 0), DEP10, CONC, OFFSET8, ZAR24.5, AVZ100,PLAZ22.5, NREP2 (Execução de uma cavidade de 3mm de profundiade com a ferramenta 1)

FERR 2 = BRCENT, DIAM 6, AV 96, RPM 1600, DS 2, PRI 2 (Características da broca de centro)

CENTRA = CONJ4, PROF -4, ZRR 21.5, PLAZ 19.5 (Execução de furos de centros nas 3 matrizes)

FERR 3 = BRHELI, DIAM 12, AV 800, RPM 96, DS 2, PRI 3 (Características da broca helicoidal de 12mm))

FURA = CONJ4, PROF -3.6, ZRR 21.5, PLAZ 19.5

(Execução de furos de 12mm c/ broca de 12mm nas matrizes)

Pós-processador – Este é um módulo específico para adaptar a solução geral fornecida pelo processador aos diversos tipos de máquinas-ferramenta a CNC. Pode-se então dizer que o pós27


CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA – CEFET/RJ processador depende do tipo de máquina e do comando nos quais será usinada determinada peça. Em resumo, este módulo converte o que foi escrito na linguagem do software usado, para uma linguagem ISO reconhecida pela unidade de programação. A seguir temos trechos do programa pós processado feito em linguagem UNICAM e transformado para linguagem ISO inteligível pela máquina a CNC (comando Mach9).

;Tarefa.RESTA.1 N5 G99 N10 G90 N15 G17 N20 G71 N25 G40 N30 T1 M6 ;(**.FRESA.P/.DESBASTE.DIAM..16.**) N35 O1 S2388 M3 F259. N45 G0 X0. Y-106.2 N50 Z25. N55 G1 Z22.5 N60 Y-76.2 N65 G3 X-0. Y-76.2 I-0. J0. . . N270 T2 M6 ;(**.BROCA.DE.CENTRO.DIAM..6.**) N275 O2 S1600 M3 F96. N285 G0 X-20. Y-60. N290 G0 Z21.5 N295 G81 Z15.5 R21.5 F96 N300 X-20. Y-60. . . N485 T3 M6 ;(**.BROCA.HELICOIDAL.DIAM..12.**) N490 O3 S800 M3 F96 N500 G0 X-20. Y-60. N505 G0 Z21.5 N510 G81 Z15.9 R21.5 F96. N515 X-20. Y-60.

25


CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA – CEFET/RJ Módulo de Transmissão (DNC) - Este módulo serve para transmitir o programa pós-processado (linguagem ISO), para a memória do CNC através de uma interface de comunicação, como por exemplo, uma porta serial RS232. Esta comunicação pode ser feita do computador onde foi elaborado o programa para a máquina a CNC ou vice-versa (figura 9.3). Isto é útil para se memorizar o programa transmitido com as correções durante a usinagem do lote de peças (HELLENO, A. L. e SCHÜTZER, K., 2003).

Figura 9.3 – Métodos de geração do programa CNC Fonte – Usinagem em Altíssima velocidade, pág. 175

Figura 9.4 – Módulo de transmisão do UNICAM-Fresa Fonte – Manual do usuário da GHL - pág.56

Vantagens da programação automática: a) Visto que na programação manual todos os deslocamentos que eram feitos pelo programador (funções ISO), agora ficam sob responsabilidade do módulo processador do software e os prováveis erros podem ser detectados e eliminados com o uso do simulador gráfico; ocorrendo assim uma sensível redução dos erros de programação; b) Redução do tempo de programação; c) Menor tempo de preparação do programador do que na programação manual. Desvantagem da programação automática em casos específicos : Quando fazemos a programação de uma peça para ser usinada em um centro de usinagem e lançamos mão de sub-rotinas, podemos efetuar a modificação alterando apenas os valores dos parâmetros usado. O pós processador ao transformar para linguagem ISO, não usa sub-rotinas ou seja a quantidade de blocos é muito grande, caso ocorra um erro, é necessários fazer as alterações no módulo de processamento, transformar o programa para linguagem ISO e transmitilo de novo. Neste caso o tempo na programação automática é maior.

26



11 - PREPARAÇÃO DA EMPRESA PARA IMPLANTAR TECNOLOGIA A CNC Após a decisão de implantar uma tecnologia nova dentro da empresa, é necessário que o gestor envolvido na inovação tome algumas medidas que assegure que este novo investimento tenha o sucesso esperado e o retorno financeiro desejado. Salvo raras exceções, a maioria das implantações é feita com pouca ou nenhuma preparação para o recebimento da mesma. Esta preparação que antecede a aquisição precisa ser pensada sob dois aspectos fundamentais: a infraestrutura dentro da empresa e o pessoal envolvido com este tipo de inovação de processo. A inexistência desta iniciativa pode gerar um ambiente que seja propício para o fenômeno de rejeição, já que todo ser humano de certa forma tem a tendência a reagir a mudanças. ANTONIO NEVES (2001) cita esta possibilidade quando diz que “o homem fica cada vez mais desnorteado diante das rápidas inovações tecnológicas que vão sendo incorporadas à vida cotidiana ” (NEVES, 2001, P.137).

BESSANT, PAVITT e TIDD (2001) em uma de suas pesquisas sugerem que para inovar, os negócios precisam ser proativos e o profissional deve ser capaz examinar o ambiente para identificar mudanças e oportunidades, deve estar aberto a desafio, e deve estar preparado para novas experiências. O mais importante de tudo: aprender é fundamental. Discutir com os profissionais que possivelmente poderão ser envolvidos com a tecnologia a ser adquirida, mesmo antes da chegada do equipamento, com o objetivo de despertar interesse, é uma prática que tem se mostrado bastante eficiente para aquelas empresas que projetam a implantação. Uma estratégia a ser adotada nesta fase é o de promover palestras participativas com todas as pessoas, que serão a princípio, os clientes deste novo sistema. Deve-se ressaltar as vantagens que este tipo de inovação irá gerar para o crescimento da empresa, como por exemplo, um novo posicionamento em relação à competitividade; porém nunca esquecendo de ressaltar as limitações, pois acontece frequentemente ser cultivado pela alta gerência a ideia de que o Comando Numérico deve ter o compromisso de resolver todos os problemas de manufatura com facilidade, já que se trata de uma máquina cara e de alta tecnologia. Embora não seja vital que gerência participe dos cursos de programação e operação, é muito importante que eles recebam um treinamento básico em CNC, pois assim poderão ver as vantagens e entender que é necessário investir também em todas as tecnologias afins a esta nova área. Como exemplo, pode-se citar o uso de tecnologia de corte com ferramentas de “metal duro” (carboneto de tungstênio). Atualmente empregam-se ferramentas de carboneto de tungstênio, que operam com altíssimas velocidades de corte (Santos, et al., 2003). Para fazer uma boa aquisição de uma máquina a CNC é necessário, a priori, fazer uma pesquisa de mercado para identificar as características técnicas que cada equipamento pode oferecer. Isto é consideravelmente mais complexo do que fazer uma escolha para adquirir um equipamento convencional. Com a grande aceitação existente no mercado para este tipo de tecnologia, atualmente existe uma grande variedade de máquinas a CNC que podem fazer o 24


CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA – CEFET/RJ mesmo tipo de usinagem, portanto a escolha deve ser criteriosa para não se gastar mais do que é necessário e direcionar a compra sempre que possível para um sistema personalizado. Uma maneira para determinar se um sistema (ferramenta/máquina–ferramenta/dispositivo de fixação) está em condições de fabricar determinada peça de acordo com as exigências requeridas é o levantamento de sua capabilidade (Filho, J., 2003). A grande vantagem de se conhecer o índice de capabilidade de um sistema está no fato de se saber antecipadamente a possibilidade ou não de obter determinado grau de qualidade, ou seja, saber que condições de fabricação que estão à disposição. Existe ainda uma grande dificuldade por parte dos empresários de entenderem que um sistema a CNC deve ser usado preferencialmente para a produção de pequenos e médios lotes. A partir do momento em que a característica principal desejada para o sistema a ser adquirido é apenas o grande aumento da produção, o ideal seria direcionar a compra para uma máquina dedicada (automática) e não uma máquina a CNC que é considerado um sistema flexível usado para lotes menores. Quando se trabalha exclusivamente para terceiros (a empresa não tem um produto próprio), a velocidade de atendimento aos clientes que contratam o serviço é um parâmetro de grande relevância, por isso deve-se procurar saber se o “set-up” da máquina (tempo de preparação para usinagem) é uma rotina fácil de ser executada. O tempo de set-up ou preparação consiste em quatro componentes básicos aplicados a máquinas e linhas de produção: (i) preparação e acabamento; (ii) montagem e remoção de ferramentas e acessórios; (iii) calibragem, medição e ajustamento; e (iv) testes e ajustamento (TIGRE, 2006). Considerando que para pequenos lotes o tempo de usinagem acaba sendo insignificante quando comparado com o tempo de preparação de máquina (que é o mesmo tanto para pequenos e grandes lotes) e que um grande volume de peças acarreta em um custo menor por unidade, conclui-se que a escolha de peças a ser usinada no CNC está necessariamente ligada a uma geometria complexa, para que se justifique um preço maior (COSTA; ZEILMANN e SCHIO, 2004). Além de analisar cada fase da inovação tecnológica, pode-se também estudar a Viabilidade Técnica e Econômica da utilização da tecnologia a CNC, que é útil para se tomar uma decisão de investir ou não nesta tecnologia para a manufatura de peças. Olhando a decisão sobre uma ótica puramente técnica, alguns questionamentos seriam muito úteis no momento de inovação do processo (ZERBONE, 1991):

As peças são complexas? Este questionamento conduz a seguinte reflexão: se as peças não são complexas, não se pode cobrar um custo maior do que aquele que é cobrado quando elas são confeccionadas em uma máquina convencional, logo um equipamento sofisticado estaria sendo subutilizado quando usado para usinagem de peças simples. 25



As velocidades de corte são elevadas ? Um equipamento convencional, devido ao projeto de sua estrutura, não foi concebido para trabalhar em alta velocidade de corte. A utilização de ferramentas de corte modernas (metal duro) usadas em CNCs é a combinação perfeita para uma melhor otimização do processo. O tempo de usinagem é elevado ? O grande ganho que se obtém na utilização de equipamentos a CNC está na otimização dos tempos mortos. Em um sistema convencional o operador deslocaria a ferramenta com uma velocidade em torno de 1m/min. Em uma máquina a CNC este deslocamento seria feito a 10m/min, o que reduz sensivelmente o tempo total de usinagem. As peças têm tolerâncias difíceis de serem obtidas em máquinas convencionais ? Para se obter tolerâncias rigorosas em um sistema convencional, fica-se na dependência da experiência do profissional. Já em um sistema automatizado elimina-se ao máximo a interferência do operador nos elementos construtivos deste sistema, que são bastante precisos. Os lotes são pequenos ou médios ? Se o tamanho do lote é grande, ao invés de se optar por CNC, deve-se usar um sistema que foi construído para esta finalidade (máquina automática ou transfer). Os lotes se repetem ? Há necessidades de mudanças freqüentes nas peças ? A facilidade de se preparar a máquina para usinagem de um lote que se repete com freqüência é muito maior quando se usa tecnologia a CNC, pois com os recursos da informática, todos os programas podem ser armazenados e utilizados quando convier.

O controle de qualidade é demorado e muito caro ? Como a intervenção do operador é pequena, seu tempo ocioso pode ser utilizado para efetuar o controle das medidas capitais, o que diminui o controle de qualidade. A repetibilidade do sistema também contribui bastante neste item. OBS: Para cada questionamento relacionado, seria possível tecer uma série de considerações pertinentes justificando o porque dela fazer parte desta lista, porém de um modo geral, pode-se dizer que se a maioria das respostas forem afirmativas, a tendência será o uso do CNC, se resultado possuir poucas respostas afirmativas, é necessário um estudo mais profundo. As vezes o empresário, fascinado pela tecnologia a CNC investe neste tipo de equipamento e não percebe que o que ele precisa é de um profissional mais qualificado

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DIÂMETRO DE FUROS PARA ROSCAR

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24



Exercícios sobre todo o conteúdo ministrado ara fixar o 1. Exercício referente ao estudo dos parâmetros de corte para fresagem. Segundo os passos desenvolvidos no exemplo detalhado e de acordo com os dados apresentados abaixo, pede-se calcular: - O número de rotações/min da fresa; - O avanço da mesa; - A potência necessária para realizar o corte na peça;

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Ø125

Dados:

•

Ferramenta: Fresa T-Max R265.4 –125M-10; Número de facas: 10;

•

Fresa em posição lateral com ângulo de posição de 90 graus;

•

•

Ângulo de saída da pastilha de 2 0;

•

Diâmetro da fresa de 125mm;

•

Largura fresada de 40mm;

•

Profundidade de corte de 4mm; Material da peça = aço de baixa liga, recozido;

•

Velocidade de corte = 120m/min;

•

•

•

Avanço por faca = 0.2mm; Rendimento da máquina = 0.5

1. Exercício referente ao estudo dos parâmetros de corte para fresagem. Calcular o avanço a ser programado (av. em mm/min) em uma fresa de diam. 160mm, com 10 navalhas, que trabalhará com VC = 150m/min e avanço por navalha de 0,08 mm/nav. 2. Exercício referente ao estudo dos parâmetros de corte para fresagem No exemplo apresentado, se a profundidade de corte fosse de 6mm, qual seria a potência necessária para o fresamento? 4 . Exercício referente ao estudo dos parâmetros de corte para fresagem 24


CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA – CEFET/RJ Qual deverá ser o avanço da mesa, ao fresar um canal com uma fresa de topo de 12mm de diâmetro com duas navalhas em um material com uma velocidade de corte de 30m/min. Sabese que avanço por navalha usado é de 0.1mm. 5. Calcule o diâmetro da broca e o avanço de um macho de M9 (métrica normal) para ser usado em um centro de usinagem a CNC (Consulte a pág. 50 da apostila para resolver esta questão). 6. Calcular o tempo de usinagem para furação de uma placa contendo 15 furos na linha e 14 furos na coluna em um centro de usinagem a cnc, sendo dados : a) material da placa : Aço b) espessura da placa c) Ø da broca

: :

18mm 8mm

d) passo na linha

:

15mm

e) passo na coluna

:

17mm

f) velocidade de corte g) avanço rápido :

:

30m/min 7m/min

7 - Exercício referente ao estudo sobre Desgastes e avarias Enumere os tipos de desgaste ocasionados nas pastilhas de metal duro identifique os dois mais nocivos e enumere suas causas. 8. Exercício referente ao estudo sobre Sistema de coordenadas para programação.

Complete os quadros abaixo com as coordenadas absolutas e incremental

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9. Exercício referente ao estudo sobre Desgastes e avarias Usando a tabela da página 23 deste fascículo, enumere 3 tipos de soluções para o fenômeno conhecido como aresta postiça.

10. Observe o quadro da pág. 23 da apostila: Sabendo que está ocorrendo na pastilha de metal duro o fenômeno conhecido como

QUEBRA DA ARESTA, dentre os TIPOS DE SOLUÇÕES A SEREM ADOTADAS enumere 3 delas que são mais viáveis economicamente.

11. Exercício referente ao estudo sobre cálculo de pontos para programação Calcular as coordenadas X e Y dos pontos de inflexões dos arcos da figura abaixo para se fazer a programação de um centro de usinagem a CNC. Usar todo o material de revisão de matemática usado no período anterior.

12. Exercício referente ao estudo sobre cálculo de pontos para programação 26


CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA – CEFET/RJ Calcular as coordenadas X e Y dos pontos P1, P2, P3 e P4 da figura abaixo para se fazer a programação de um centro de usinagem a CNC. Usar todo o material de revisão de matemática usado no período anterior.

13. Exercício referente ao estudo sobre classificação de pastilhas. Escreva em cada campo o seu significado, com o respectivo valor, quando for o caso, observando o código ISO da pastilha de metal duro especificada. Código

S

N

K

N

19

06

EN

R

Campo

1

2

3

4

5

6

7

9

CAMPO 1 -

CAMPO 2 -

CAMPO 3 -

CAMPO 4 -

----------------------------------

CAMPO 5 – -----------------------------------

----------------------------------

-----------------------------------

----------------------------------

-----------------------------------

----------------------------------

CAMPO 6 – ------------------------------------

-------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------

-----------------------------------

CAMPO 7 – ------------------------------------

-----------------------------------

------------------------------------

-----------------------------------

------------------------------------

---------------------------------------------------------------------

CAMPO 9 – -----------------------------------------------------------------------

-----------------------------------

-----------------------------------24


CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA – CEFET/RJ 14. Exercício referente ao estudo sobre Ciclos fixos (de G81 até G86). Pudemos observar que cada um dos ciclos fixos descritos, que são programados com as funções Gs, tem uma função específica. Analisando cada um deles, indique qual ou quais seriam usados para executar uma operação com o uso do alargador helicoidal. Para resolver a questão basta lembrar como se usa o alargador na bancada com o auxílio do desandador. 15. Exercício referente ao estudo sobre Ciclos fixos (de G81 até G86). Sabendo-se que nos furos de diâmetro de 8mm da peça abaixo, serão executadas em um centro de usinagem a abertura de rosca com o uso de um macho de 10mm, analise o programa apresentado e identifique os erros existentes para este roscamento usando o ciclo fixo G84.

N100 G Z30. N101 G84 R5. Z-20. F450. N102 X20. Y30. N103 X50. Y15. N104 G80

16. Exercício referente ao estudo sobre Ciclos fixos (de G81 até G86). Para fazer a programação de uma furação em um centro de usinagem, usando uma broca de aço rápido de 12mm em uma placa de aço, necessitamos calcular o valor da “ rpm ” para colocar na função S e o avanço de trabalho “ a ” para colocar na função F. Calcule estes valores usando uma velocidade de corte de 30m/min. 17. Exercício referente ao estudo sobre Ciclos fixos (de G81 até G86). Usando uma broca de 5mm em uma placa de aço de 50mm de espessura especificar quais as paradas a serem feitas durante a furação (usar tabela para resolver)?

18. Exercício referente ao estudo sobre a auto-rotina G72. Monte a parte de um programa para usinar o quadrado de 30mm x 30mm a partir do quadrado menor.

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B) - Qual será a coordenada “ Z final ” da ponta da broca a ser programada para furar a placa (furo passante) da figura a seguir, considerando que o material da placa é ferro fundido.

19. Exercício referente ao estudo sobre função para retículo circular A) - De acordo com o desenho abaixo, fazer a parte de um programa para executar o retículo circular usado pela função G55.

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ANEXO I

Quando um empresário investe (+/- R$ 450.000) em um equipamento a CNC, a última coisa esperada é uma grande colisão, pois se sabe que depois de uma colisão a máquina pode perder em grande parte sua precisão. Um bom operador de CNC é aquele que toma todos os cuidados para evitar uma colisão usando assim todos os recursos disponíveis para isso. Embora esta sessão tenha sido colocada como um anexo seria de

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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA – CEFET/RJ (*) Fernando A. Cassaniga é tecnólogo de Processos, instrutor de treinamento da Heller e autor dos livros: "Fácil Prog Progra rama maçã ção o do Contr ontrol ole e Num Numéric érico" o" e "Fác "Fácilil Pro Program gramaç ação ão do Contr ontro ole www.cnctecnologia.com.br; e-mail: [email protected]. Fone: (15) 3232-2982.

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12 - COLISÕES : CAUSAS, SITUAÇÕES E MEDIDAS PREVENTIVAS PREVENTIVAS INTRODUÇÃO Colisão é um choque provocado entre partes da máquina em movimento descontrolado, com dispositivos de fixação de peças, ferramentas de corte e outros. Na maioria das vezes, isto acontece na pior situação, ou seja, quando há um deslocamento na velocidade máxima da máquina. Com os movimentos em deslocamento rápido (G00) cada vez mais velozes a cada novo projeto, aliadas a guias de deslocamentos mais sensíveis para evitar atritos, facilitando o deslocamento das guias, cada vez mais uma colisão pode ser catastrófica para a geometria e funcionamento do equipame equipamento. nto. Analisa Analisando ndo os recursos recursos que as unidades unidades atuais atuais disponib disponibiliz ilizam am para evitar um acidente acidente pode-se afirmar afirmar com certeza que os recursos recursos para se evitar evitar colisão colisão são muitos. muitos. Este risco tem tirado o sono daqueles que confiam grandes investimentos em mãos de colaboradores dos quais indiretamente tornam-se reféns. Uma colisão acontece quando o operador da máquina libera um movimento que considera estar sob controle, ou seja, considera que a seqüência de movimentos se desenvolverá por percursos conhecidos conhecidos e sem obstrução, e que por uma razão lógica previsível, realiza um movimento brusco inesperado, inesperado, provocando a colisão.

12.1 - SITUAÇÕES NAS QUAIS ACONTECE AS COLISÕES Colisão com Movimentos em JOG. Movimento em JOG é uma movimentação movimentação manual, selecionando-se um determinado eixo para ser movimentado. Através da seleção de uma tecla específica(X/Y/Z/B/C...), e depois através do acionamento de teclas que indicam o sentido do eixo (+/-), ocorre o movimento no sentido indicado. A colisão ocorre quando há uma distração do operador que acaba apertando o sentido invertido, ou não observa que o caminho do deslocamento esta obstruído, ou aperta junto às teclas +/- a tecla de movimento rápido, fazendo que o movimento seja com um avanço maior que o JOG normal, não dando tempo de ver que tem obstrução de percurso.

Teste de programa Existem duas situações de processamento de programas que podem ser consideradas consideradas em teste. t este. 26


CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA – CEFET/RJ A primeira é quando o programa é totalmente novo e todas as sentenças são de processamento em nível de teste. Nesta situação, ao ser processado, o programa é considerada considerada situação de risco do primeiro ao último bloco. Um segundo caso é quando um programa já aprovado e testado em trabalho, em operação de produção, e por alguma razão, por exemplo, otimização, alteração de produto ou processo, ou outra qualquer, recebe uma alteração numa simples palavra até em diversas sentenças. Neste caso, mesmo que seja apenas uma simples palavra alterada, passa a ser considerada uma sentença em teste. Todas as sentenças onde houve alguma alteração, por pequena e simples que seja também é considerada em teste, portanto situação de risco. A colisão pode ocorrer em qualquer um dos dois casos. Existe caso em que se considera que a programação da sentença em processamento está corretamente escrita e que o deslocamento esta livre de colisão, mas na realidade há algum erro que coloca um movimento num percurso obstruído. Este tipo de colisão acontece, por exemplo, em centros de usinagem em que é necessária colocação de garras para fixar a peça na mesa.

Retomada de ciclo Quando um programa esta sendo processado, diversas funções de atuação modal vão sendo memorizadas. As características de atuação de uma função modal depois de memorizada, passa a valer para a sentença programada e nas sentenças posteriores, até que outra função do mesmo grupo seja processada e se sobreponha a anterior. Por diversas razões pode haver uma interrupção do processamento do programa, como parada de energia elétrica, supervisão de ferramentas (quebra, desgaste, vida útil), correção do programa etc, ou com ação da tecla "reset". Com isto voltam a valer as funções básicas. Se a retomada do ciclo acontecer sem critério na seleção correta da linha de programa que seja apropriada para uma retomada segura, e um "ciclo start" (partida do processamento) for acionado, o processamento pode partir da sentença em que parou, desprezando as modais anteriores que necessitariam estar atuando. Neste momento, deveriam estar atuando diversas funções que não mais mais estão, estão, por por exempl exemplo: o: ponto ponto de orige origem m das coorde coordenad nadas, as, compen compensaç sação ão da ferram ferramen enta ta (comprimento/raio), (comprimento/raio), plano de trabalho, e outras. Se, Se, por por exem exempl plo, o, com com o sist sistem ema a de orig origem em de coor coorde dena nada dass erra errado do,, have haverá rá coli colisã são o no deslocamento, ou se a ferramenta não estiver com o comprimento compensado, o deslocamento de penetração não é mais referência pela ponta da ferramenta e sim pelo nariz da árvore em ferramentas rotativas, ou na face da torre em ferramentas estáticas. Então estes locais serão movimentados movimentados para posicionamento posicionamento na coordenada de penetração programada, colidindo colidindo a ponta da ferramenta ao dispositivo ou na peça. 26



Substituição de ferramenta no processo Durante uma produção normal em ciclo automático de processamento de um programa que trabalha em produção, sempre ocorre desgaste ou quebra de ferramenta que deve ser substituída por outra. Quando a nova ferramenta é colocada em operação, passa a ser um elemento de risco, pois poderá haver erro na alimentação dos dados de correção para sua compensação. Pode haver erro na medição. Se a medição é correta, pode haver erro ao anotar o valor medido, ou se medição e anotação do valor são corretos, poderá haver erro na digitação no painel da máquina. Isto faz com que colisões possam ocorrer pela diferença de medidas consideradas nos ajustes e as medidas reais das ferramentas. Neste caso, ao aproximar a ferramenta da peça ou do dispositivo, haverá colisão da ponta da ferramenta que é considerada menor, mas na realidade é maior.

Outros tipos de situações Raramente ocorrem situações de riscos não consideradas nas observações anteriores, porém o defeit defeito o na máqui máquina na pode pode ser uma nova situaç situação ão,, e outro outross que pode, pode, ser consid considera erado doss são considerados considerados insignificantes. insignificantes. Obs: Estimamos que em torno de 2% dos casos de colisão acontecem na primeira situação (JOG), enquanto 97,9% se enquadram nas situações 2 (Teste de Programa), 3 (Retomada de Ciclo) e 4 (Substitu (Substituição ição de Ferramen Ferramenta) ta) e apenas apenas 0,1% na quinta quinta situação situação (defeitos (defeitos de máquina). Este último pode ser previstos com manutenções preventivas.

12.2 - MEDIDAS PREVENTIVAS PARA PARA SE EVITAR AS COLISÕES Diante do investimento que envolve a aquisição de uma máquina CNC, operá-la é uma ação de muita responsabilidade. Diante disso, o operador CNC deve ser bem treinado e muito bem pago para realizar esta tarefa. " Operar uma máquina CNC é como dirigir um automóvel. Não se deve ter medo e sim muito cuidado e atenção”

PERIGO 1 - Colisão com Movimentos em JOG Ação Preventiva Diversos cuidados são necessários neste momento. Ao movimentar um eixo, o operador deve visualizar com muita atenção para onde o mesmo se movimenta, e se existe alguma obstrução que possa provocar colisão. Fazer uma movimentação em JOG sem este cuidado é o mesmo que dirigir um automóvel olhando para os lados.

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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA – CEFET/RJ Se não for possível visualizar o movimento, no caso de o dispositivo estar na frente obstruindo a visão, abre-se a porta e efetua-se a checagem visual de dentro da área de trabalho da máquina. Como em uma máquina CNC não é permitido trabalhar como a porta na área de trabalho aberta, exceto em modo especial, deve-se interromper o movimento, abrir a porta, observar, fechá-la e continuar o movimento. Nunca confiar na sorte. A movimentação só de deve ser realizada quando se certeza de que tudo está sob controle. Outro cuidado que se deve ter na operação em JOG é quando for apertada uma das teclas de seleção do sentido do eixo de deslocamento deslocamento (+/-), deve-se fechar potenciômetro fechar potenciômetro avanço ( para a posição zero), retendo qualquer movimentação do avanço do eixo selecionado. Com a tecla + ou - aper aperta tada da,, abre abre-s -se e lent lentam amen ente te o pote potenc nciô iôme metr tro o e cuid cuidad ados osam amen ente te obse observ rvaa-se se o deslocamento. Nunca apertar logo no início de movimento em JOG, simultaneamente com a tecla "+" ou "–" a tecla de avanço rápido. Fazer isto apenas quando o deslocamento lento já tenha se iniciado, e o operador já tenha observado que o deslocamento esta fora de risco de colisão, e que pode ser feito de forma rápida. Nunca aplicar este recurso, no movimento de aproximação "rápida" de ferramenta com peça e dispositivo de fixação, utilizar apenas em afastamento livre de colisão.

PERIGO 2 – Teste de programa Ação Preventiva A execução em "TESTE" de um programa deve ser feita com os mesmos cuidados, tanto num programa "novo", quanto num "alterado". Quando se tratar de um programa novo (try-out), os cuidados descritos adiante devem ser observados da primeira à última sentença em execução. Já no programa alterado, esse cuidado se restringe á região onde existirem sentenças alteradas. - Mant Manter er o pote potenc nciô iôme metro tro de avan avanço ço semp sempre re fech fechad ado o na posi posiçã ção o zero zero,, com com isto isto nenh nenhum um movimento movimento acontecerá acontecerá de surpresa surpresa.. Se houver houver alguma alguma sentença sentença que contenha contenha uma ação de deslocamento, os movimentos ficarão retidos e os valores a serem deslocados serão mostrados na tela de operação na indicação de "Deslocamento Restante". Esta chave reduz ou aumenta proporcionalmente os avanços programados, rotacionando-a em dois sentidos. No sentido antihorário, é feita a diminuição diminuição do avanço programado até o ponto de fechamento total de avanço em zero. No sentido horário, os avanços são aumentados até o valor máximo (normalmente 120% do programado). Se o deslocamento observado estiver correto, no sentido adequado e livre, abre-se o avanço para o deslocamento completo. - Ao testar um programa novo, escolher sempre a opção bloco a bloco [BLK / BLK] . Com esta tecla ativada, após o acionamento da "Partida" [CYCLE START], é liberada a execução de apenas uma sentença do programa que, após a conclusão da mesma, automaticamente é realizado um ciclo de parada (Stop). A próxima sentença só será executada com o acionamento acionamento de nova "Partida", e assim sucessivamente as sentenças vão sendo processadas uma a uma. 26


CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA – CEFET/RJ Nesse caso, são mostrados na tela os valores a serem deslocados nos respectivos eixos. Como os movimentos ficam retidos, a sentença não é concluída, neste caso o operador poderá observar qual eixo vai se movimentar, quanto e para onde vai ocorrer o deslocamento. O operador deve observar visualmente. Caso isso não seja possível, deverá abrir a porta de trabalho e verificar diretamente na área de usinagem, se vai ou não vai ocorrer colisão. Somente após ter "certeza" de que a movimentação vai ocorrer de acordo com previsto, o potenciômetro de avanço deve ser cuidadosamente aberto até completar os deslocamentos dos eixos previstos na sentença. Nessa movimentação de eixos, os valores de "Deslocamento Restante" mostrados na tela vão sendo reduzidos de acordo com a redução da distância entre a posição atual e a posição final programada, até atingir a posição final, quando são zerados todos os eixos. Ao usar a opção bloco a bloco [BLK / BLK], lembrar que para bloco executado um novo "Stop" é realizado e o seletor de avanço deve ser novamente fechado na posição zero, e a cada nova "Partida" tudo se repete, sentença por sentença, com os mesmos cuidados Somente após serem observadas todas as sentenças do programa, e que foram testadas na seqüência exata do processo, sem nenhuma modificação, e processadas de forma segura, é que o programa deve ser liberado do modo [BLK / BLK], e o potenciômetro aberto a 100%. Qualquer dúvida interromper e reavaliar a situação.

DICAS ESPECIAIS Nunca acreditar que tudo está correto sem que tenha sido testado. Nunca acreditar que um programa foi escrito sem nenhum erro ou coisa parecida. Nunca acreditar que, pelo fato de tudo ter dado certo até determinado ponto do teste, que daí para frente também estará correto. Por exemplo, num processo de 18 ferramentas já passaram pelo teste de programa 17, e tudo estava OK. Não acreditar que a última também esta OK. Prosseguir com o teste, sentença por sentença, da primeira até a última. Em nenhum momento, a "Partida" deve ser acionada com o potenciômetro de avanço fora da posição "zero". Em nenhum momento o potenciômetro de avanço deve ser aberto para movimentação de eixo, sem que se tenha observado para onde vai ocorrer o deslocamento, e se poderá ocorrer alguma colisão. Somente abrir o potenciômetro de avanço com a certeza que tudo está sob controle. Um ciclo automático contínuo somente deverá ser liberado depois que todas as sentenças já foram processadas na seqüência do programa, e que tudo esteja "correto".

PERIGO 3 – Retomada do ciclo Ação Preventiva 26


CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA – CEFET/RJ - Ao interromper o ciclo, deve-se de imediato afastar na distância máxima possível as partes (peça / dispositivos / ferramentas); - A retomada deve ser feita em uma sentença especialmente escolhida, onde se possa dar continuidade a usinagem sem nenhum prejuízo ao processo.

PERIGO 4 – Substituição de ferramentas no processo Ação Preventiva Se uma ferramenta do processo desgastar-se ou quebrar, deverá ser substituída por outra para a realização do mesmo trabalho. Ao introduzir uma ferramenta nova no magazine, ou na torre, devese informar em uma tela apropriada os novos valores de correção (geometria de pre-set) para que a usinagem a ser realizada pela mesma obtenha as dimensões desejadas, ou pelo menos próxima disso, para que após medições da peça usinada, se possa realizar um ajuste posterior. Para a obtenção dos valores de correção de uma ferramenta, dependendo do método de medição, correr-se-á maior ou menor risco de erro como: Pode-se medir certo, mas realizar a leitura do aparelho de medição de forma errada e anotar em etiqueta o valor lido errado de forma certa. Com isto, o resultado final estará errado; Pode-se medir errado, mas realizar a leitura do aparelho e a anotação de medição de forma certa os valores medidos errados. Com isto, o resultado final estará errado; Ao digitar os valores no painel da máquina, pode-se ler corretamente os valores da etiqueta e digitar errado na tela. Com isto, o resultado final também estará errado; ou ainda: pode-se ler erroneamente os valores da etiqueta e digitar certo na tela os valores lidos errados. Com isto, o resultado final estará errado; Pode-se ler errado os valores da etiqueta e digitá-los incorretamente na tela. Com isto, o resultado final estará errado.

PERIGO 5 – Colisão por outros motivos diversos Ação Preventiva Alguns motivos independem da parte operacional, referindo-se mais ao processo e à manutenção da máquina. Colisões por falha de sensores eletrônicos, falha de processamento de CLPs, software ou similar, dispositivo que soltou a peça na usinagem etc., podem ser evitadas via manutenção preventiva com pessoal qualificado. No caso de peças carregadas automaticamente por robô ou mesmo pelo operador, pode-se supervisionar a exata localização e assento da peça na placa do torno ou dispositivo de fixação em centros de usinagem. Esta técnica consiste em supervisionar-se a peça, devidamente encostada em uma superfície de referência do dispositivo. 26


CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA – CEFET/RJ A fixação da peça e ferramenta realizadas pelo operador devem ser rigorosamente controladas, para que esteja de acordo com a necessidade do processo. Quando for selecionar um programa para ser processado em usinagem, através da seleção direta, ou da memória de palett, o operador deverá ter um cuidado rigoroso para que não seja selecionado um programa errado. Neste caso é colisão certa, exceto se os cuidados com potenciômetro de avanço e [BLK/BLK] tenham sido utilizados no início do processamento do ciclo. Uma máquina a CNC é constituída de muitos componentes mecânicos que pode apresentar defeitos sem avisar. O operador deve operar o equipamento da mesma maneira que está dirigindo o mesmo carro todo dia. Se for detectado alguma irregularidade deve parar para analisar. Por exemplo, Se está repetindo uma peça e nota-se que em determinada passada a profundidade de corte aumentou, a torre pode estar solta. Para evitar esta colisão, não se deve permitir que pessoas não habilitadas naveguem no painel do comando. Ao efetuar qualquer ajuste, utilizar os recursos de proteção do potenciômetro de avanço e [BLK/BLK], descritos anteriormente por diversas vezes. Se toda vez que houver qualquer intervenção no painel da máquina, e a próxima execução for realizada em [BLK/BLK], com os recursos do potenciômetro de avanço, até que a operação esteja "dominada", é impossível uma colisão.

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TAREFA 01 - Quadrado inscrito

Usando as funções da unidade de comando MACH 9 para o Centro de Usinagem Discovery 4022,fazer uma programação para usinagem da peça desenhada abaixo. Usar os seguintes parâmetros de corte: •

Velocidade de corte de 110m/min. para a fresa de metal duro de 50mm;

•

Velocidade de corte de 30m/min. para a broca de centro de HSS;

•

Profundidade de corte de 1.5mm para formar o quadrado;

•

Usar a função G81 combinada para fazer os furos de centro

Obs: Antes de iniciar a programação, fazer uma memória de cálculo (parâmetros de corte e cálculo do lado do quadrado)

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4 furos 3mm dede pro centro f. neste c/ Ø6mm plano 40 15 (Rebaixo de 3mm para formar o 2. quadrado) 4

TAREFA 02 - Jogo: Resta 1

Usando as funções da unidade de comando MACH 9 para o Centro de Usinagem Discovery 4022,fazer uma programação para usinagem da peça desenhada abaixo. Usar os seguintes parâmetros de corte: •

Velocidade de corte de 110m/min. para a fresa de metal duro de 16mm;

•

Velocidade de corte de 30m/min. para a broca de centro e broca helicoidal de HSS;

•

Profundidade de corte de 1mm para cada passada para fazer o rebaixo de 3mm;

•

Usar a função G81 combinada com a função G25 para furar as matrizes de pontos;

•

Usar a função G26 para desbastar e acabar o rebaixo de 3mm.

•

Obs: Antes de iniciar a programação, fazer uma memória de cálculo (parâmetros de corte e cálculo do lado do quadrado)

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53997414 Apostila de Centro de Usinagem a Cnc Versao Abril2011[1]

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