Apostila CNC

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1 -Conceituação de Usinagem com Controle Numérico

O controle numérico é um gigante passo além do controle automático convencional, não um outro sistema.

Controle numérico é uma filosofia fundamental de comunicação.

Os equipamentos comandados com controle numérico se diferenciam basicamente dos convencionais, uma vez

que não necessitam de acessórios que proporcionem o controle dos movimentos da máquina, tais como gabaritos,

cames, limites fim de curso, etc. E mesmo interferência direta do operador.

Estes movimentos são comandados através de dados de entrada, que determinam os movimentos a serem

executados, proporcionando ao equipamento e a peça uma condição bastante favorável, quando comparado com

equipamento convencional, além do que, são maiores as garantias de uniformidade de qualidade de peça para peça e de

lote para lote.

As máquinas de controle numérico, além do objetivo inicial de solucionar usinagem de peças de grande

complexidade, vieram auxiliar na redução de tempos improdutivos, no posicionamento e retirada de ferramenta de

corte.

Porém, para que estes equipamentos de controle numérico desempenhem adequadamente as suas funções, são

necessários cuidados adicionais aos dispensados para os equipamentos convencionais. Inicialmente, é necessário

entender que este é um trabalho de detalhes e, portanto, não deve ser tratado generalizadamente, pois grandes

transtornos poderão ocorrer.

Uma vez decidida à aquisição e introdução de equipamentos com controle numérico, torna-se imprescindível

uma análise detalhada comparativa entre as necessidades para perfeita utilização dos equipamentos com controle

numérico e as reais possibilidades da empresa. O corpo técnico deverá estar perfeitamente consciente quando da

elaboração da seqüência de máquinas/ operações do processo de fabricação da peça. Com isto, o conceito de usinagem

com controle numérico deve estar presente em toda a definição sobre a usinagem parcial ou total com controle

numérico.

Os departamentos envolvidos, como Engenharia de Fabricação, Produção, Qualidade, Planejamento e

Manutenção, deverão contar com elementos devidamente treinados, caso contrário não haverá bom desempenho. O

trabalho de maximização de utilização de equipamentos de controle numérico exige, pelo alto valor de investimento,

um elevado nível de entrosamento entre os departamentos envolvidos, tendo como norma básica a minimização dos

tempos improdutivos para propiciar uma rápida amortização. Portanto, as horas paradas por problemas imprevisíveis

deverão ser mínimas, e não deverão existir paradas por problemas previsíveis, tais como falta de matéria-prima, falta de

ferramenta, falta de conjunto pré-montado etc.

Nota-se que especial atenção deve ser dada ao Departamento de Manutenção, no que tange à preparação de

planos para a manutenção preventiva.

É de fundamental importância a diferenciação entre a usinagem convencional e a com controle numérico, uma

vez que o adequado selecionamento das peças que deverão ser usinadas em controle numérico, proporcionarão a

utilização de todos os recursos técnicos disponíveis nestes equipamentos, possibilitando, portanto, rápido retomo de

investimento.

• Como regra geral, o selecionamento das peças para usinagem com controle numérico pode se enquadrar nos

seguintes requisitos básicos:

• peças geometricamente complexas e de precisão;

• peças com pequenos lotes de produção;

• menor espaço de tempo entre projeto e fabricação;

• produtos com vida curta.

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2 -Resumo Histórico do CN

1940 -Mark I: primeiro computador construído pelo HARVARD e pela IBM.

1949 -Contrato da PARSON com a USAF para se fabricarem máquinas com CN.

1952 -Demonstração da viabilidade técnica com protótipo funcionando pelo MIT.

1953 -Desenvolvimento do sistema de programação pelo MIT.

1956 -Desenvolvimento das bases para a linguagem APT, de programação para CN através do computador pelo MIT.

1957 -Início da comercialização do CN.

1957 -ATA desenvolve a linguagem APT para os computadores IBM.

1959 -Primeira máquina com trotador automático de ferramentas IBM-ENDICOTT .

1961 -A ElA publica as normas RS 244.

1962 -A BENDIX desenvolve o Comando Adaptativo.

1967 -Primeiras aplicações do CN no Brasil.

1970 -Aplicação dos primeiros comandos CNC.

1971 -Fabricado no Brasil o primeiro tomo com CN pela ROMI, com comando SLO-SYN.

1977 -Comandos Numéricos com CNC usando a tecnologia dos Micro-processadores.

1980 -Sistemas flexíveis de fabricação são aplicados em larga escala.

3 -O que é o Comando Numérico

No desenvolvimento histórico das Máquinas Operatrizes de Usinagem, sempre se buscaram soluções que

permitissem aumentar a produção com qualidades superiores e a minimização dos desgastes físicos na operação das

máquinas. Muitas soluções surgiram, mas até recentemente, nenhuma oferecia a flexibilidade necessária de uma mesma

máquina, na usinagem de peças com diferentes configurações e em lotes de números de peças reduzidos.

Um exemplo desta situação é o caso do tomo. A evolução do torno universal, levou à criação do tomo revólver,

do tomo copiador e do torno automático, com programação elétrica ou mecânica, com emprego de "CAMES". Em

paralelo ao desenvolvimento da máquina, visando o aumento dos recursos produtivos, outros fatores levaram à

evolução, que foram o desenvolvimento das ferramentas, desde as de aço ao carbono, ao aço rápido e às modernas

ferramentas com insertos de metal duro.

As condições de corte impostas pelas novas ferramentas, exigiram das máquinas novos conceitos de projetos, que

permitissem a usinagem com rigidez e dentro destes novos parâmetros.

Mas, as máquinas continuaram limitadas na possibilidade de mudança fácil de tipo de trabalho.

O Comando Numérico, aplicado à máquina operatriz de usinagem é um dos últimos desenvolvimentos

alcançados neste campo e, além de preencher a lacuna existente nos outros sistemas, ainda reúne as características dos

demais. Resumidamente, pode-se dizer que o "Comando Numérico" não se limita às formas comumente encontradas em

peças mecânicas e é perfeitamente viável sua aplicação em usinagem de lotes com quantidade média, ou em peças,

embora em pouca quantidade, mas de alta complexidade.

4 -Definição de Comando Numérico

O "Comando Numérico" é um equipamento eletrônico capaz de receber informações por meio de entrada

própria, compilar estas informações e transmiti-las em forma de comando à máquina operatriz, de modo que esta, sem a

intervenção do operador, realize as operações na seqüência programada. O Comando Numérico é composto de unidade

de recepção de informações que pode ser leitora de fitas, de cartões (em desuso), leitoras de fitas magnéticas, "cassets",

unidade de disco ou alimentação direta de uma central de computação.



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Uma unidade calculadora onde estes dados são processados e transmitidos às unidades de força e ao circuito, que

integra a máquina operatriz ao comando. Este sistema integrado à Máquina Operatriz de Usinagem, forma os centros de

torneamento e os centros de usinagem, e ainda pode formar as máquinas simples com funções mais específicas, tais

como puncionadeiras, equipamentos de corte oxi-gás, etc.

5 -Centros de Torneamento

Consistem os Centros de Torneamento de tomos com grande capacidade de remoção de cavaco, equipados com

Comando Numérico, Diz-se Centro de Torneamento porque um tomo com CN consegue-se fazer todas as operações

possíveis em torneamento, como tornear, facear, fazer canais, roscar, contornos, operações internas e externas etc. Além

destas capacidades os Centros de Torneamento possuem grande precisão e repetibilidade.

Para se conseguir este alto grau de precisão, estas máquinas devem ser de construção rígida e sólida.

Figura 1 -Foto de um Centro de Torneamento Romi. 6 -Máquinas Simples com Comando Numérico

Constitui este grupo de máquinas com posicionamento automático e preciso controlado através de Comando

Numérico, máquina esta de funções limitadas e específicas, tais como: furadeira, puncionadeira, soldadora de circuito

elétrico, máquinas especiais de montagem, etc.

Figura 2 – Furadeira simples com comando ponto-a-ponto.



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7 -Centros de Usinagem

Consistem os Centros de Usinagem de máquinas horizontais ou verticais, de grande capacidade de remoção de

cavacos equipadas com Comando Numérico. São capazes de fazer as operações de faceamento, mandrilhamento,

furação, roscamento, alargamento, operação de abrir canais, rasgos, contornos, superfícies em dois ou mais planos etc.

Além destas capacidades os Centros de Usinagem possuem grande precisão e repetibilidade.

Assim, como nos Centros de Torneamento, os Centros de Usinagem devem possuir alto grau de rigidez para se

conseguir estes recursos de precisão.

8 -Comando Numérico Ponto a Ponto (CN)

Este grupo de comando de concepção mais simples permite o posicionamento dos eixos comandados de

máquinas dentro do intervalo de precisão e repetibilidade previstos, porém, em movimento rápido e sem uma trajetória

pré-determinada e controlada.

Portanto, esses comandos são largamente empregados em máquinas simples onde o interesse básico consiste no

posicionamento exato da peça para o trabalho, ou na repetição de um grande número de ciclos de operação.

Atualmente, com o grande desenvolvimento da Eletrônica e a aplicação da tecnologia dos microprocessadores,

que de certa forma tomem os CN mais viáveis e com mais recursos, existe a tendência do CN ponto a ponto deixar de

existir.

9 -Comando Numérico Contínuo (CN)

O Comando Numérico Contínuo garante além do posicionamento preciso da peça segundo os eixos comandados,

também uma trajetória perfeitamente definida tanto na sua forma quanto na velocidade de avanço.

Entre esses dois grupos, pode-se interpor um sistema intermediário.

Muitos especialistas o definem também como controle ponto a ponto. São os comandos que possuem avanços

controlados nos carros, porém só se movimentam segundo as direções principais dos eixos de coordenadas.

Pode-se também gerar retas a 450 quando se movimenta com os dois carros simultaneamente. Como a

velocidade dos carros só pode ser igual, o vetor resultante será a 450 das direções principais ortogonais entre si.

10 -Comandos Numéricos com Minicomputador ou Microprocessadores (CNC)

Assim como na aviação, os motores com pistão cederam lugar aos motores com turbinas (os jatos), da mesma

forma na aplicação do comando numérico nas máquinas operatrizes de usinagem a tendência atual constitui na

aplicação dos modernos CNC em substituição aos comandos constituídos e projetados para a função específica. A

grande diferença consiste em que para o primeiro caso existe um minicomputador interno que é o comando. Portanto, se

for necessário acrescer um recurso a mais no sistema, este recurso vem geralmente em forma de um programa. No

segundo caso, ou seja, para os comandos numéricos comuns, um aumento de recursos requerido implica em aumento de

circuitos eletrônicos e componentes, em outras palavras, este recurso vem através de um aumento físico do comando.

Por outro lado, outra característica essencial dos CNC é a sua capacidade elevada de arquivo de programa.

Voltando a comparação com a aviação tem-se que os aviões movidos a motor com pistão serão ainda usados por

longo tempo, porém os novos, estes motores já serão mais raros. Assim está ocorrendo com os CNC, que ultimamente

vêm substituindo os CN nas novas máquinas vendidas, e nas máquinas recondicionadas.

Os Comandos Numéricos com Computador começaram a ser usados por volta de 1970, sendo que hoje é

perfeitamente viável e economicamente vantajoso em todos os aspectos.

Os CNC começaram com a incorporação de um minicomputador.



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Hoje alguns tipos de CNC já não adotam mais os minicomputadores e sim os microprocessadores (2 ou 3

microprocessadores independentes conseguiram reunir as características dos minicomputadores).

O microprocessador leva à diminuição de custo, aumento das capacidades, redução do tamanho (o

minicomputador requer um compartimento relativamente grande e um sistema de ar condicionado, o que não se faz

necessário quando se aplicam os microprocessadores).

11 -Comando Numérico Controlado por uma Unidade Central de Computador (DNC )

Este sistema já usado por algumas empresas no mundo, é um sistema que consiste em se ter várias máquinas com

CN, sendo que estes CN estão ligados a um computador central, o qual pode atuar de duas formas.

11.1 -Primeiro Método: Comando Numérico Distribuído (DNC)

Só os chamados sistemas de arquivos de programa onde o computador central, tem em seu arquivo, todos os

programas feitos para as máquinas, as quais estão a este interligadas. Estas máquinas, portanto, não possuem leitoras de

fitas, recebendo a informação do arquivo central, quando requisitada pelo operador. O programa vem à máquina e é

arquivado na memória do CNC, o qual é executado bloco a bloco, como se fosse uma fita perfurada.

O computador desta maneira pode controlar várias máquinas simultaneamente, operando com programas e peças

diferentes. Cada máquina operatriz desta possui seu próprio CNC sem leitora, conectado à central.

11.2 -Segundo Método: Comando Numérico Direto (DNC)

Neste caso, um complexo sistema de máquinas está interligado a um computador central que além de conter

arquivado todos os programas, ainda controla diretamente cada máquina, englobando, portanto, a unidade de entrada de

dados e a unidade de controle. Neste caso, como todo sistema de programação está diretamente dependente do

computador, aumenta-se muito os recursos de programação, recursos de versatilidade nas correções e os recursos

operativos. Da mesma forma, a unidade central pode estar colocada em local remoto.

12 -Os Comandos Adaptativos (CNA)

Estes tipos de Comando Numérico apareceram por volta de 1962; onsistem em um sistema que integra no

controle as funções normais do CN comum adicionando a esta, a função adaptativa, ou seja, a função de correção de

uma série de variáveis possíveis de medição contínua. São portanto, estes comandos dotados de servomecanismos que

além de controlar uma específica função, fazem a medição, comparando-a com o modelo ideal e corrigem, se

necessário.

Figura 3 -Esquema do Fluxo de Ação de um C.N.A.



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As variáveis mais comumente controladas nos CNA são: a velocidade de corte, o avanço, a medida de peças (em

tomo), a rigidez (vibração), o posicionamento etc.

13 - Meios de Entrada e Saída de Dados e suas Novas Tendências

13.1 --Unidades de Comando Numérico

Das unidades que compõem o Comando Numérico, a que tem maior importância para o usuário durante a

operação do conjunto máquina-comando, é sem dúvida a unidade de entrada e saída de dados, pois através dela é feito o

diálogo entre o operador e a máquina, a níveis mais profundos, â medida que o sistema seja mais evoluído.

O CN é composto das unidades:

• Unidade de Processamento (calculadora)

• Unidade de Força (motores e circuitos de acionamento)

• Unidade de Ligação (interface)

• Unidade de Retorno de Informações (feedback)

• Unidade de Entrada e Saída de Dados

13.2 -Elementos de Entrada de Dados

Consistem nos meios pelos quais um programa entra para o comando.As operações realizadas por uma máquina

com Comando Numérico são definidas pelo programa, o qual pode ser entrado manualmente ou por meio de cartões

perfurados, fitas perfuradas, fitas magnéticas, discos magnéticos ou diretamente de um sistema de computador.

Serão descritos cada um destes meios. 14 - Conceitos Básicos de Programação e Operação

14.1 -Recursos do Comando Numérico

Definição

Como definição, tem-se que recurso de um CN é a capacidade de comandar uma operação para a máquina, que

substitua a ação direta do operador, de um dispositivo ou de um componente da própria máquina. São também os

diversos componentes do comando que o fazem mais versátil, mais fácil de operar ou mais comunicativo com o

operador. No primeiro grupo temos os "Recursos Operativos" e no segundo os "Recursos Complementares".

Exemplos :

• Troca de ferramenta automática, que substitui a ação direta do operador.

• Possibilidade de se obter contornos em fresamento ou torneamento, que substitui a ação de um copiador.

• Possibilidade de corte de rosca em tomos, que substitui a ação dos mecanismos de recâmbio e caixa de rosca.

• Versatilidade: Possibilidade de operar em polegadas ou em milímetros.

• Facilidade de operação: Pontos de referência FIXOS, que permitem "zerar" a máquina a qualquer instante.

Comunicativo: Mostradores ativos durante toda execução, que mostram a cada instante todas as condições atuantes,

quer seja de posição, de velocidade etc.

14.2 -O Conjunto das "Máquinas Operatrizes e CN"

O conjunto de uma "Máquina CN" é composto geralmente de três unidades principais, a saber:

1 -Parte Mecânica: Formada pela máquina operatriz propriamente dita, incluindo as unidades motoras, hidráulicas e

pneumáticas, e, ainda, os sistemas de refrigeração, transportadores de cavaco e outros.



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2 -Interface: Sistema elétrico-eletrônico que distribui e comanda os diversos elementos da máquina, que são os motores

principais do eixo árvore, motores das bombas hidráulicas e comandam também abertura e fechamento de válvulas

solenóides atuantes em sistema hidráulicos e pneumáticos.

3 -Comando Eletrônico: e. o comando numérico que recebe as informações em seu painel e atua no "interface", que por

sua vez transmite às máquinas as operações requeridas.

O CN atua nos motores de avanço, através de uma outra unidade de força do comando, própria para estes motores, que

são os responsáveis pelo movimento dos carros.

14.3 -Modos de Operação

Para atuar em uma máquina através do CN, podem-se introduzir informações de três maneiras, a saber:

-Manual: Atuando nos contactadores a ação é direta. Exemplificando, se desejar ligar a árvore no sentido horário, basta

comprimir o botão correspondente. Na maioria das vezes em operação manual se atua diretamente no "Interface" ou na

unidade de força do CN, responsável pelos movimentos dos motores de avanço.

-Automática: O comando somente obedece às informações escritas na fita, as quais são lidas pelo dispositivo leitor e

processadas na área do CN própria.

-M.D./.: Entrada manual de dados (Manual Data Input) com as mesmas funções usadas para se escrever o programa,

introduz-se, manualmente, no painel as informações requeridas. Em outras palavras, o comando recebe as mesmas

informações que poderiam ser introduzidas por fita ou outra via de entrada.

O M.D.I. é usado normalmente na preparação da máquina ou para introduzir um dado adicional corretivo, quando se

"roda" pela primeira vez um programa. Existe nos comandos um teclado próprio onde se escrevem as informações

diretamente.

OBS.: Os três modos são geral e mutuamente exclusivos, tornando inoperantes dois, enquanto que um está ativo.

14.3.1 -O Que se pode Fazer em "Manual"

Abaixo estão listadas algumas possibilidades de atuar manualmente em uma máquina com CN. Como exemplo um

torno com CN:

Ligar e desligar o motor principal;

Girar o eixo árvore em ambos os sentidos;

Ligar fluido de corte;

Virar a torre de ferramentas;

Movimentar o suporte de ferramentas no sentido longitudinal, no transversal ou no vertical, através do JOG;

Em um Centro de Usinagem

Ligar ou desligar o eixo árvore;

Ligar ou desligar o fluido de corte;

Trocar ferramentas;

Girar a mesa indexável;

Movimentar qualquer carro em "JOG";

Girar o magazine de ferramentas.

14.3.2 -O Que é JOG

-JOG Contínuo: Esta função, através de quatro botões direcionais, movimenta a mesa nos sentidos: direita, esquerda,

para dentro e para fora continuamente, enquanto o botão estiver sendo comprimido ou ainda explicando de outra



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maneira, a cada eixo da máquina selecionado existe um JOG que se movimenta neste eixo, no sentido positivo ou

negativo.

-JOG Incremental: Idêntico ao caso anterior, só que o deslocamento é discreto e com um valor FIXO, para cada vez em

que o botão é acionado.

O avanço para estes deslocamentos é selecionado no painel. Normalmente existe um avanço rápido e um lento, podendo

sofrer variações percentuais.

14.3.3 -O Que se pode Fazer em "Automático"

O que se pode fazer em automático são todas as operações e funções possíveis de serem programadas, que são

compatíveis com os recursos da máquina associadas ao CN.

14.3.4 -O Que se pode Fazer em "M.D.I."

Todos os recursos usados para a operação em modo "Automático", podem ser introduzidos ao comando através do

"M.D.I." (Manual Data Input), usando-se as mesmas funções e linguagem de programação automática.

Este recurso é largamente usado na preparação da máquina, e em testes com novos programas, pois permitem introduzir

correções que posteriormente devam ser corrigidas na fita.

14.4.4 -Sistemas de Coordenadas

Dois critérios existem para se definir as funções de posicionamento no plano de trabalho.

I -Sistema de Coordenada Absoluto: é aquele em que todos os pontos são definidos no plano através de um sistema de

coordenadas ortogonal, onde a intersecção dos eixos é chamada de origem.

Ao eixo horizontal normalmente está implícita a direção do movimento longitudinal da máquina operatriz de usinagem,

e ao eixo vertical está associado o movimento transversal de máquina, não se importando que componentes da máquina

se movimentem.

Figura 4 -Eixos de Coordenadas do Plano de Trabalho. Praticamente estabelece-se que a peça está sempre parada e a ferramenta é que percorre as posições no plano de

trabalho.

Os dois eixos definem quatro regiões do plano, que são os 4 quadrantes de programação.



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Figura 5 – Quadrantes de Programação.

-Os pontos contidos no quadrante I têm coordenadas horizontais e verticais positivas.

-Os pontos contidos no quadrante II têm coordenadas horizontais negativas e as verticais positivas.

-Os pontos contidos no quadrante III têm coordenadas horizontais e verticais negativas.

-Os pontos contidos no quadrante IV têm coordenadas horizontais positivas e verticais negativas.

Quanto ao ponto de origem do sistema de coordenadas absolutas existem dois tipos de máquinas com CN, ou seja,

aquelas que possuem ponto de origem fixo e aquelas com ponto de origem flutuante. (Zero fixo ou zero flutuante).

Zero FIXO significa que para todas as peças o sistema de referência é sempre o mesmo, definido pejo sistema da

máquina operatriz de usinagem e o comando.

-Ponto de Origem Flutuante: Significa que o ponto zero pode ser definido em qualquer ponto contido no plano de

trabalho. Para cada peça pode-se ter um ou mais pontos zeros convenientes para a programação ou produção, de modo

que, a localização desta fica menos dependente da precisão de dispositivos de fixação. A mudança do sistema de

referência (mudança de origem) é feita pelo próprio programa através de funções com estas finalidades.

2 -Sistema de Coordenadas Incremental: É aquele em que todos os pontos são definidos no plano de trabalho, plano este

definido também por duas direções ortogonais, porém as coordenadas do ponto meta são dadas sempre em função do

ponto de partida (ponto anterior). Coordenada incremental é portanto, a medida projetada sobre as direções principais

entre o ponto de partida e a meta.

As direções ortogonais são também definidas pelas direções dos movimentos longitudinal e transversal.

O sinal da coordenada é definido pela direção do movimento. Se o movimento é no mesmo sentido do eixo que define a

direção principal então o sinal é positivo, caso contrário o sinal será negativo.

Para este sistema não tem significado dizer que existe uma origem, pois a mesma se repete a cada ponto e, portanto, não

existe a classificação flutuante ou fixa. Não existe também significado para quadrantes de definição de pontos.



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Figura 6 -Sistema de Coordenadas Incremental.

14.4.5 -Exemplos de Sistema de Coordenadas

A Figura 7 a seguir apresenta uma peça que será executada em um "Centro de Usinagem" onde se supõe que o percurso

da ferramenta será contínuo de A até E, seqüencialmente.

O programa terá que definir as coordenadas das metas dos segmentos do percurso e isto pode ser feito tanto usando o

sistema absoluto como o incremental.

14.4.6 -Funções Auxiliares ou Complementares

São aquelas que complementam as informações contidas em um bloco, de modo que o bloco e o programa fiquem

perfeitamente definidos em todos os seus parâmetros. Estas funções são as que definem basicamente ao programa: o

avanço de trabalho, a velocidade de corte, a troca automática de ferramentas, as funções miscelâneas com muitas

aplicações etc.

Como exemplo pode-se citar a função que define o avanço de trabalho "f". A função preparatória define que o avanço

será em mm/ min, as coordenadas dão o ponto meta para o percurso e esta função auxiliar "f” define qual é o avanço

com que a ferramenta deve caminhar para atingir a meta.

Para concluir a classificação das funções definem-se ainda duas funções "sui-generis" iguais praticamente para todos os

comandos, as quais poderiam também ser enquadradas nas auxiliares e que são as seguintes.

EXEMPLO DE COORDENADAS ABSOLUTAS E INCREMENTAIS



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Figura 7 – A comparação entre Sistema absoluto e Incremental

14.4.7 -Função Número da Seqüência

É a função que define o número do bloco na programação e que tem como endereço (símbolo) a letra "n".

É programada em ordem crescente, podendo ter sua numeração aumentada de dez em dez para possíveis intercalações

de blocos.



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Além de orientar o processador sobre a seqüência, serve também para a operação na máquina com GN quando se

precisa executar uma determinada operação. Pelo número de seqüência, o operador procura pelo comando esta

operação, localizando-a na fita ou no programa memorizado.

14.4.8 -Função Fim de Bloco -EOB

É simplesmente um caractere que é perfurado a cada fim de bloco que é usado:

Primeiro =>Retomar o carro da máquina de escrever e perfurar fitas para nova linha (parágrafo).

Segundo => Separar fisicamente os blocos de programação na fita gravada.

Terceiro -Ponto de parada da leitora de fita quando da execução do programa.

14.5 -Quadro Resumo 14.5.1 -Funções de Programação Dentro do Programa. Regras de Procedência Dentro do Bloco. CONCEITO Função Específica Regras de Implicações Memória Modais Não Modais Funções Preparatórias Plano de Trabalho Absoluta (G90) Incremental (G91) Funções de Posicionamento Eixo das Profundidades TIPOS Auxiliares Funções Auxiliares Fim de Bloco Funções diversas Nº de seqüência 15 -Programação para as Máquinas com Comando Numérico

A seguir serão vistos os conceitos básicos da programação de máquinas equipadas com CN, de maneira ampla e de

certa forma bastante genérica, pois serão desenvolvidos modelos de máquinas e comandos e a partir destes, é que toda a

programação será baseada. Nestes modelos estarão todos os recursos possíveis de programação.

15.1 Eixos em Máquinas NC

Uma definição para um eixo de uma máquina NC pode ser descrita como: Eixo é uma direção (linear ou rotacional)

segundo a qual pode-se programar os movimentos relativos entre ferramenta e peça de forma contínua e controlada. Os

eixos de movimento coincidem com os eixos do sistema de coordenadas cartesianas (X, Y e Z), cujos sentidos e

direções podem ser determinados pela regra da mão direita (Figura 8).

A cada eixo cartesiano está associado um eixo de rotação, sendo:

- eixo A: rotação em torno do eixo X;

- eixo B: rotação em torno do eixo Y;

- eixo C: rotação em torno do eixo Z.

Na Figura 9 visualiza-se os eixos de programação, salientando o sentido de giro dos eixos de rotação. Adicionalmente

aos eixos X, Y e Z, pode-se apresentar eixos paralelos a estes, aumentando ainda mais a versatilidade das máquinas.

Para cada eixo X, Y e Z poderá existir um eixo paralelo com as denominações U, V e W, respectivamente.



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Existem máquinas NC com 2, 3, 4, 5, e alguns casos com mais de cinco eixos. O número de eixos de uma máquina

CNC (2, 3, 4, 5 ou mais eixos) geralmente refere-se ao número de eixos que são possíveis de serem programados

simultaneamente. A disposição espacial dos eixos nas máquinas-ferramenta depende do tipo de máquina, mas sempre

seguindo o sistema de coordenadas cartesianas (ângulo de 90 graus em relação a cada eixo). A seguir, são apresentadas

algumas dicas práticas para se identificar a disposição dos eixos em uma máquina CNC.

1- O eixo Z é, com poucas exceções, paralelo ao eixo árvore da máquina, ou seja, que contém o

movimento principal de corte.

2- O eixo X está contido geralmente no plano horizontal, paralelo à mesa da máquina, e longitudinal a mesma. O eixo

Y se obtém utilizando a regra da mão direita.

3- O sentido de giro positivo (anti-horário do relógio) ou negativo (horário) dos eixos A, B e C, obtém-se olhando

sempre normal ao eixo cartesiano correspondente, no sentido negativo do mesmo. Outra forma de identificar o sentido

de giro é colocar o polegar na direção e sentido positivo do eixo principal, que se deseja identificar o eixo de rotação, e

ao encolhermos os quatros dedos restantes, eles indicarão o sentido positivo de giro (Figura 9).

Figura 8 – Tradicional Regra da mão direita.

Figura 9 – Eixos de programação e sentido de giro dos eixos de rotação .

15.2 Sistemas de Referência

Sistemas de referências são as origens que o CNC utiliza para executar os movimentos dos eixos. As referências padrão

de uma máquina CNC são apresentadas a seguir. Uma origem do sistema é definida pela interseção dos eixos de

coordenadas principais.

Zero Máquina: é um ponto fixo na máquina-ferramenta NC, onde se encontra a origem do sistema de coordenadas

cartesianas (interseção dos eixos) conforme Figura 10. A posição do ZM na estrutura da máquina é determinada pelo

fabricante da mesma.



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Zero Peça: sistema de coordenadas cuja origem é determinada pelo programador da maneira mais conveniente, sobre o

desenho da peça (sua posição vai depender da maneira com que o desenho vem cotado).

Figura 10 – Zero Máquina em um centro de usinagem.

Normalmente, na programação, não se trabalha com as coordenadas da peça em relação ao ZM, já que quando o

desenho de uma peça é feito não se sabe ainda em que máquina NC ela será fabricada ou a posição que a peça vai

ocupar sobre a mesa da máquina. Dessa forma, é mais conveniente trabalhar com o ZP. Se o desenho vem todo cotado a

partir de três faces, por exemplo, certamente o programador irá escolher o ZP na junção dos três planos da peça (Figura

11).

Uma prática aconselhável na definição do ZP é definir a origem do eixo Z na face da peça, de forma que qualquer

coordenada negativa em Z esteja dentro da peça (“usinando”). Introdução à Tecnologia CNC e à Programação Manual

de Torno e Fresadora.

A distância entre o ZP e o ZM é uma informação importante para a realização da usinagem, sendo obtida diretamente na

máquina pelo operador e introduzida no controle de acordo com a peça.

Figura 11 – Zero Peça.

Zero Ferramenta: origem localizada no eixo que contém a ferramenta (árvore), próximo da entrada do alojamento do

cone do porta ferramenta. Este ponto é fixo e normalizado, coincidindo com o ponto localizado na parte de maior

diâmetro do cone porta ferramenta, quando a ferramenta esta montada. A partir do ZF é que se mede o comprimento e o

raio das ferramentas, informações muito importantes para o CNC calcular automaticamente a trajetória da ponta da

ferramenta (compensação do comprimento) e do centro do raio da ferramenta ou raio de quina (compensação do raio).

A Figura 12 mostra a localização do ZF na árvore de uma fresadora.



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Figura 12 – Zero Ferramenta na arvore de uma fresadora.

15.3 Centro de Torneamento e Sua Programação

São tornos com grande capacidade de remoção de cavaco, grande rigidez e alta precisão e equipados com CNC.

Possuem a capacidade de realizar todas as operações possíveis em torneamento, com a possibilidade de usinar roscas de

qualquer passo, trocar ferramentas automaticamente, dando mais recursos que um torno revolver, coordenar os

movimentos dos eixo permitindo executar desenhos complexos, com mais possibilidades do que um torno copiador.

Algumas características adicionais são:

- parada da árvore em uma ou mais posições angulares bem definidas;

- acionamento da árvore pelo motor principal ou por servo-motor comandado pela unidade CNC, passando a funcionar

como uma máquina-ferramenta de três eixos (X, Z e C).

Os centros de torneamento que possuem o eixo C dispõem das chamadas ferramentas acionadas ou ativas, isto é,

ferramentas com acionamento giratório no cabeçote revolver, possibilitando operações usinagem fora de centro

(furação, alargamento, mandrilamento, roscamento com macho, etc.) e fresamento, tanto radial quanto axial.

Alguns centros de torneamento mais modernos já possuem o eixo Y, aumentando ainda mais a sua versatilidade. Alguns

centro de torneamento possuem duas torres que podem trabalhar simultaneamente, aumentando ainda mais a sua

produtividade. Um acessório que também pode ser adicionado a um centro de torneamento é o alimentador automático

de barra reduzindo ainda mais o tempo de preparação e permitindo a usinagem com pouca supervisão.

15.4 Operações que Podem Ser Desenvolvidas em Centros de Torneamento



16

15.5 Códigos Universais CNC

Dentre os códigos mais corriqueiramente utilizados tem-se:

Retirar material da apostila 3 do CNC Néri pg 34 e 35 códigos mais universais (pdf protegido)

sajkdfhsjkfhsjkfh

15.6 Características da Máquina

Estes dados são importantes no auxilio a programação da máquina:

- Controle: CNC;

- Potencia: XX HP (CC);

- Curso Longitudinal: como por exemplo 1000mm;

- Curso Transversal: como por exemplo 300mm (conforme esquema abaixo);

- Programação com zero flutuante;

- Resolução mínima programável: 0,002mm.



17

16 -Descrição das Funções

16.1 -Função Número de Seqüência "n"

É a função que numera a seqüência dos blocos de programação, a qual possui o formato n4,

podendo programar sem precisar repetir desde o bloco n 0001 até ao bloco n 9999.

16.2 -Funções Posicionamento

As funções de posicionamento para o tomo equipado em Comando

Numérico que estão sendo descritas, são de duas espécies. São as funções de posicionamento

propriamente ditas e as funções de posicionamento auxiliares.

1ª. Espécie - Funções de posicionamento propriamente ditas.

Funções de posicionamento propriamente ditas são aquelas definidas pelo sistema de coordenadas

ortogonal incremental ou absoluto, cujos eixos têm as direções dos dois movimentos principais da

máquina, ou seja, o longitudinal e o transversal.

A função de posicionamento x± 33 é medida em um eixo na direção transversal. É a função que

define o raio da peça (diâmetro), visto que é de extrema praticidade programar o "eixo x" tendo

como origem a linha de centro do torno.

Conforme já visto no esquema de curso da máquina, máximo "x" programável, tomando como

origem a linha de centro do tomo e tomando a linha de centro da torre como referência será x +

240,000 mm, ou seja, a peça poderia ter até 480,000 mm de diâmetro, isto se as características de

capacidade permitirem.

Nestas condições x pode variar desde x -60,000 mm até x + 240,000 mm.

Em função da resolução, o comando aceita programação até a terceira casa decimal variando de

0,002 mm. Exemplo: 128,314 mm.

Notar que pelo formato da função poderia ser programado desde x + 999,998 até x -999,998, o que

não é permitido tendo vista as limitações impostas pelas características físicas da máquina.

A função de posicionamento z± 33 é medida em um eixo na direção longitudinal. É a função que

define o comprimento da peça. Pelo esquema da máquina z max. = 1000 mm medido a partir de 200

mm da face do eixo.

O "zero" em "z" é flutuante, podendo ser colocada a origem do sistema de coordenadas em qualquer

ponto da linha de centro do eixo árvore, em função somente da conveniência do programador.

A função "z" tem como unidade o milímetro e o formato z± 33 quando programada sob os modos

preparatórios g01, g02, g03, g33 e g92.



18

Figura 16 – Esquema dos eixos principais.

É interessante salientar que quase todos os comandos possuem a opção de programar em milímetro

ou em polegada. A seleção destas possibilidades pode ser interna do controle ou através de botão;

portanto, de forma manual ou ainda programável através de fita.

Se a função tiver a unidade de medida em polegada, o formato vai ser conseqüentemente diferente.

Isto é válido para todas as funções que têm como unidade o milímetro.

Neste caso, se "z" tem formato z± 33 para milímetro, para polegada teria z± 24.

2ª. Espécie -Funções de Posicionamento Auxiliares

i 33 é a função auxiliar de posicionamento co-direcional com "x". A função "i" tem dupla finalidade

auxiliar, dependendo, é claro, da regência exercida pelo modo preparatório.

Primeira -Quando programada sob o modo preparatório de interpolação circular g02 e g03

esta função "i" indica a distância entre o ponto de partida da trajetória circular e o centro do arco,

distância esta projetada sobre o eixo "x", É portanto, o raio projetado em "x" do círculo da trajetória

descrita pela ferramenta,

Segunda -Quando programada sob o modo preparatório de roscamento g33, esta função "i"

vai indicar o valor do passo da rosca medido sobre o eixo "x", ou seja, é o valor da projeção do

passo segundo o eixo"x".

Em ambos os casos a função tem como unidade o milímetro no formato i 33, sempre positivo

portanto.

k 33 é função auxiliar de posicionamento co-direcional com "z", Possui as aplicações dadas à

função "i", porém tomando agora como eixo de medidas o eixo longitudinal "z".

r 33 é função auxiliar de posicionamento co-direcional com "x", para programação de velocidade de

corte constante.



19

Figura 17 – Esquema da Função "r".

O comando sob o modo preparatório de programação g96 faz com que a velocidade de corte em

metro/minuto, programada pela função "s", permaneça constante em qualquer raio no qual se

encontra a ponta da ferramenta, obedecendo somente ao limite máximo da rotação que não deve ser

ultrapassada.

Para definir ao comando a posição (raio inicial) onde se encontra a ponta da ferramenta usa-se a

função auxiliar de posicionamento "r". Esta função, sob este modo, tem a unidade milímetro e o seu

formato é o r 33.

16.3 -Funções Preparatórias "g"

São as funções que vão definir ao tomo o modo de trabalho. Possuem o formato g2 e nesta máquina

estão definidas de acordo com a descrição apresentada a seguir e também tabeladas de forma

resumida.



20

Tabela das Funções Preparatórias

Descrição das Funções Preparatórias

g0l -Interpolação Linear

O modo de programação em "Interpolação Linear" é programado por g01. Sob este modo de

operação um ou dois eixos podem ser programados para moverem-se em linha reta.

A velocidade de avanço do carro será constante ao longo de todo o percurso e será sempre na

direção tangente a este caminho descrito pela ferramenta. O valor do avanço será sempre o avanço

programado.

g02 -Interpolação Circular Sentido Horário

A interpolação circular no sentido horário é programada por g02. Sob este modo de operação os

dois eixos s[o programados para mover simultaneamente de modo que a resultante do percurso da

ferramenta seja um segmento de círculo. Este percurso tem o sentido horário.

A velocidade de avanço será constante em todo o percurso e de valor igual ao valor programado,

isto graças ao sincronismo feito pelo comando atuando nos motores de avanço. A direção da

velocidade de avanço será sempre tangente ao percurso circular.



21

Para a maioria dos comandos uma interpolação é feita de modo que a meta programada não

ultrapasse um quadrante do círculo interpolado, ou seja, o ponto de partida e a meta devem estar

contidos em um mesmo quadrante.

g03 -Interpolação Circular Sentido Anti-Horário

Esta função preparatória é exatamente a função anterior (g02) invertendo-se somente o sentido

percorrido pela ferramenta.

Exemplos de Programação com Interpolação

Para se conseguir fazer contornos circulares em máquinas com CN a programação deve seguir

regras:

Nota: Supõe-se que a ferramenta está em dada posição e deva ir a outra, formando um arco.

Primeira: Qual o sentido do percurso da ferramenta, horário ou anti-horário?

Resposta: O sentido é definido através das funções g02 e g03.

Segunda: Qual é a meta que a ferramenta deve atingir, ou seja, qual é o ponto final do arco?

Resposta: P. dada através das funções "x" e "z", que definem as coordenadas da meta.

Terceira: Qual é o raio do círculo?

Resposta: O raio do círculo é definido através das funções "i" e "k".

Em relação ao ponto de partida, as funções "i" e "k" definem a distância ao centro do arco

(incremental) medida nos eixos "x" e "z".

Exemplos:

Figura 18 - Exemplo de Programação de Contorno Circular

Percurso de AB -Sentido anti-horário: g03

Meta B -Coordenadas x 000000. z 020000

Raio 20mm - Distância AO i 020000 k 00000

g03 x 0 z 20000 i 20000 k 0



22


Percurso de AB -Sentido horário: g02

Meta B -Coordenadas x 080000 z 060000

Raio 50mm - Distância AO i 030000 k 040000

g02 x 80000 z 60000 i 30000 k 40000

Nos comandos normais a interpolação circular só é permitida em um só quadrante de 90°. Se o arco

a ser programado ultrapassa um quadrante, o programa deve ser feito em dois blocos de

informações, ou seja, dividir o arco em dois. Isto é motivado pela inversão do sentido de

movimento em um dos eixos de coordenadas. Existem comandos onde a interpolação pode ser feita

a 360° em um só bloco de informação.

Exemplo:


O programa para o arco AC ilustrado na figura será:

g02 x 80000 z 60000 i 30000 k 40000 (arco de A até 8)

g02 x 30000 z 10000 i 50000 (arco de 8 até C)



23

A inversão de movimento se dá no eixo x, quando se atinge a meta B.

A programação de contorno circulares pode sofrer pequenas alterações em função do tipo ou

modelo de comando. Existem comandos, conforme já citado, que podem interpolar arcos que

ultrapassem os quadrantes do percurso, ou seja, podem-se programar arcos com até 3600 (contorno

circular completo). Neste caso é válido só para programação absoluta.

No exemplo feito anteriormente, considerando este tipo de comando, a programação ficaria mais

simples e em um único bloco de programação.

O programa para o arco AC ilustrado anteriormente será:

Percurso AC -Sentido horário –g02

Meta C -Coordenadas x 30000 z 10000

Raio 50mm -Distância AO i 30000 k 40000

g02 x 30000 z 10000 i 30000 k 40000.

Outra variação possível na programação é quanto a definição do raio do círculo programado através

das funções "i" e "k". Muitos comandos em lugar de definir "i" e "k", como sendo o raio do círculo

projetado sobre os eixos principais de programação tomando o ponto de partida do círculo para

posicionar este raio, definem através de "i" e "k" as coordenadas do centro do arco em relação â

origem do sistema adotado. Neste caso as funções "i" e "k" precisam ter sinal mais e menos no

formato.

Voltando ao exemplo anteriormente desenvolvido, se o comando tiver estas duas variações

previstas, a programação ficará:

Percurso AC -Sentido horário – g0l

Meta C -Coordenadas x 30000 z 10000

Raio 50mm - Coordenadas do centro do arco i 30000 k 60000

g0l x 30000 z 10000 i 30000 k 60000

Neste caso o comando numérico através de sua programação interna vai calcular o valor do raio

usado para a interpolação.

A seguir é apresentada uma série de exercícios sobre interpolação circular para serem resolvidos,

usando-se primeiramente a opção normal de "i" e "k" e depois usando a opção que define em "i" e

"k" as coordenadas do centro do arco em relação a origem do sistema adotado. Resolver novamente

os mesmos problemas usando também o sistema de coordenadas incremental.



24

Figura 21 – Exercício Sobre Interpolação Circular

16.4 – g04 - Permanência

É a função preparatória que define a condição de programar tempo de permanência, normalmente

em segundos, no qual o programa fica parado.

Para indicar quantos segundos o programa deve permanecer parado usa-se uma função

complementar com g04.

Para este comando que está sendo tomado como modelo adota-se que a função "x", quando

programada sob este modo preparatório, tenha o formato x24 e possua o segundo como unidade.

Exemplo:

Para programar 2 segundos de parada seria:

g04 x 20000

Outros comandos adotam a função complementar "f", ou ainda nenhuma função complementar,

indicando neste caso que a cada vez que aparece a função g04 o programa permanece parado um

certo valor, em segundos, pré-determinado.

Existe ainda a possibilidade de se programar a permanência em outra unidade como o número de

rotações. Este caso é o mais freqüente nos tornos onde o tacômetro no eixo árvore é indispensável,

conforme ver-se-á no corte de roscas.

Mais uma vez a função complementar pode entrar através das funções

"x" ou "f" ou ainda "s". Exemplificando:

-Considera-se a função "s" com formato s2, cuja unidade, é portanto, número de voltas.

g04 s08

Isto indica que o programa fica parado enquanto o eixo árvore perfaz oito rotações completas. Se o

eixo está com uma rotação genérica N(RPM), e sendo "Nv" o número de voltas programado, então

tem-se que o tempo em segundos da permanência será:

t (segundos) = Nv x 60

N

Se Nv = 8 voltas



25

N = 800 RPM

Então t = 0,6 segundos

16.5 - g33 - Modo para Roscar

Para se conseguir roscar com precisa-o em tornos convencionais é necessário um sincronismo

perfeito entre o avanço selecionado do carro sobre o barramento com cada rotação do eixo árvore.

Isto envolve na seleção de engrenagens que serão montadas entre o eixo árvore e o fuso (recâmbio)

e este por sua vez é acoplado ao carro através de uma semiporca.

Devido ao fuso estar acoplado ao eixo, cada vez que o eixo executa uma rotação completa, o carro

move-se a uma dada distância, determinada pela relação de engrenamento e pelo passo do fuso. P.

muito importante o momento de acoplamento entre o carro e o fuso, pois resulta deste acoplamento

o ponto de início da rosca. Este ponto inicial nos tornos convencionais são controlados por um

mecanismo simples chamado comumente de relógio de rosca, pelo qual o operador marca o ponto

de início da rosca.

Nos Centros de Torneamento o acoplamento, ou seja, o sincronismo entre o eixo árvore e o fuso de

guia é feito por um tacômetro acoplado ao eixo árvore, o qual está permanentemente acoplado.

Portanto, nenhum outro mecanismo será necessário para sincronizar o movimento do carro com a

rotação do eixo de modo que o trabalho resultante seja uma rosca, a não ser um simples programa

de entrada. Este tacômetro permite tomar o

movimento de avanço do carro dependente da rotação do eixo árvore.

O Centro de Torneamento com este sistema de controle perfaz qualquer tipo de roscas, tais como as

roscas convencionais, cônicas, radiais e ainda qualquer destas com simples ou múltipla entrada. O

ponto de início e o ponto final da rosca são determinados por simples coordenadas de entrada pelo

programa.

Devido ao sistema de sincronismo, velocidade de respostas dos mecanismos mecânicos e

eletrônicos, precisão e ajustagem do conjunto, existe uma limitação do passo da rosca a ser aberta

em função da "RPM".

Normalmente a grandeza limitante é o avanço máximo da mesa em mm/min. Chamando-se esta

grandeza de V.A.M. (Velocidade de Avanço Máximo), têm-se:

Passo da rosca = P (mm/rotação)

Rotação da árvore = N (RPM)

A condição limite que deve sempre ser obedecida será:

N ≤ V.A.M./P

Superando estas condições limites irá incorrer em perda de precisão na rosca, por erro de dispersão

de passo.



26

Outras limitações como máximo comprimento rosqueável e o máximo passo permitido são funções

da máquina e do formato das funções envolvidas.

Programação de Roscas

A definição do modo de roscar é dada pela função preparatória g33. Esta função faz com que o

movimento da rotação do eixo árvore fique sincronizado com o movimento de avanço do carro.

Neste caso a velocidade de avanço terá como unidade a mm/rotação.

O ponto inicial e final da rosca é determinado pelas funções de posicionamento "x" e "z", ou uma

ou outra, ou ambas simultaneamente.

O passo da rosca será definido pelas funções de posicionamento auxiliares "i" e "k", que definem o

valor do passo da rosca projetado respectivamente sobre os eixos "x" e "z".

As funções "x", "z", "i" e "k" programadas sob o modo g33 têm os seguintes formatos:

x± 33 i 33

z ± 33 k 33

Concluindo tem-se que para obter uma rosca normal o eixo programado será o "z". Uma rosca

cônica já requer programação em "x" e "z".

A rosca radial é programada no eixo "x".

( * ) Veja: Função Auxiliar de avanço.



27

Figura 22 – Rosca Paralela em duas Passadas.

Figura 23 – Rosca Radial em uma Passada.

16.6 - g90 - Programação com Sistema de Coordenadas Absolutas

Sob este modo de programação permite-se que todas as funções de posicionamento sejam medidas

em um sistema de coordenadas absolutas, com origem perfeitamente definida.

Como esta função é modal, ela permanece ativa até que seja cancelada e substituída pela g91, modo

incremental.

Neste modelo que está sendo desenvolvido considera-se que o "zero" ou origem do sistema é

flutuante, portanto, antes do início do trabalho ele precisa ser estabelecido.

16.7 - g91 - Programação com Sistema de Coordenadas Incrementais

Com este modo de programação as funções de posicionamento "x" e "z" entrarão pelo sistema

incremental.



28

16.8 - g92 - Definição da Origem do Sistema

Conforme já foi visto o "zero" do programa é flutuante, necessitando pois de uma pré-determinação.

A função preparatória g92 permite informar a unidade de controle da máquina, quando se posiciona

física e corretamente uma dada e estabelecida ferramenta, de quanto dista o "zero" do referencial a

esta pré-estabelecida posição.

Figura 24 – Ponta Teórica da Ferramenta.

Figura 25 – Posição da Ponta da Ferramenta em Relação a Origem.

No mesmo bloco de programação desta função g92 entram as funções "x" e "z" para determinar a

distância da ponta teórica da ferramenta ao zero do programa, ou à distância do centro do círculo de

ponta da ferramenta ao zero do programa, dependendo do critério de programação adotado.

Note bem que nenhum movimento está implícito a este bloco de programação, mas sim o comando

assume onde o zero está. Também observar que a ferramenta foi colocada naquela posição pelo

operador durante a preparação da máquina.



29

Uma vez reprogramado o g92 para esta ferramenta, o "zero" passa a ser o mesmo, portanto, nenhum

acerto de coordenadas precisa ser feito.

Isto já não acontece para tomos que possuem comandos sem este recurso de programação. Neste

caso, as coordenadas das novas ferramentas precisam ser corrigi das a cada bloco do valor da

variação do Sdx e Sdz em relação ao Sdx e Sdz da ferramenta tomada como base.

Este conceito de aplicação da função g.92 foi aplicado no exemplo anterior de programação de

roscamento.

16.9 - g94 - Programação em mm/min.

Esta função prepara o comando para que a velocidade de avanço programada pela função auxiliar

"f" seja em mm/minuto.

16.10 - g95 - Programação em mm/rotação

Esta função prepara o comando para que o avanço programado pela função auxiliar "f" seja em

mm/rotação.

16.11 - g96 - Programação em Velocidade de Corte Constante m/minuto

P. a função preparatória que permite a programação de velocidade de corte da ferramenta em

metros/minutos. Sob este modo a velocidade de corte (m/min.) será sempre mantida, variando a

rotação à medida que varia o raio.

Sendo: N = KV/R

N = rotação (RPM)

K = constante

V = constante (m/min.)

R = raio (mm).

A rotação "N" cresce até um valor limite estabelecido pela função g96, a medida que "R" diminui.

Para valores de "R" menores do que este limite a rotação permanece constante e a partir deste valor

é a velocidade de corte que começa a variar.

Este é um recurso de grande significado para se obter uma ótima performance da ferramenta,

controlando de maneira correta uma das principais variáveis que influi no desgaste e vida, que é a

velocidade de corte.

16.12 - g97 - Programação em RPM Direta

Sob este modo preparatório a função auxiliar de velocidade de corte entra em RPM direta.

16.13 - g98 - Definição da Máxima RPM quando usada m/min



30

Quando se programa com velocidade de corte constante em metros por minuto, é necessário

estabelecer uma "RPM" limite, pois conforme já foi visto, à medida que R tende a zero, a RPM

tende ao infinito.

Em tornos, na grande maioria dos casos, a RPM limite está entre 2000 e 3000 RPM. Neste modelo

no qual está sendo baseado o estudo. examinando-se o gráfico de potência do motor contra a RPM,

nota-se que esta máquina possui três gamas de rotação: alta, média e baixa e que para cada uma

delas têm-se a RPM limite como sendo 2000, 760 e 300 respectivamente. Vide Figura 7.3.

17 -Funções Auxiliares Serão descritas a seguir as funções auxiliares que complementam as informações transmitidas

através das funções preparatórias e funções de posicionamento.

17.1 –“f" - Função Auxiliar de Avanço (Modal)

Existem duas diferentes unidades de entrada para a função "f", conforme já foi visto, dependendo

do modo definido pela função preparatória.

-Programação em Milímetro por Minuto

Isto é possível sob a programação de g94. Neste caso a função "f" tem o formato f41 e unidade

mm/min. O limite do máximo avanço programável é sempre função da máquina e pode variar de

um para outro modelo ou marca. O valor limite nos tomos está entre 2500 e 5000 mm/minuto.

Se considerar para este modelo 2500 mm/minuto, pode-se programar qualquer avanço contido no

intervalo entre 0,1 até 2500 mm/min.

-Programação em Milímetro por Rotação

Sob o modo preparatório g95 o comando assume que os valores entrados pela função "f" são em

mm/rot. e neste caso a função tem o formato f14.

Pode-se programar quaisquer valores nos intervalos de 0,0001 mm/rotação até 2 mm/rotação, sendo

que este limite máximo é variável em função do conjunto máquina-comando.

-Avanço Rápido

Para este modelo, o modo que define o posicionamento rápido, análogo ao posicionamento que se

dá em comandos ponto a ponto, é simplesmente a programação da função "f' com um zero (f0). Isto

varia também de acordo com o modelo, marca ou tipo de máquina.

Existem tornos que possuem o modo preparatório para avanço rápido (somente posicionamento)

que é o "g00", assim como nos Centros de Usinagem.



31

Qualquer posicionamento sob o comando "f0" acontece em rápido com os dois carros partindo em

igual velocidade, a máxima permitida pelo sistema.

17.2 -"s" -Função Auxiliar de Velocidade de Corte (Modal)

É através desta função que o comando recebe a informação de quanto é a velocidade de corte, de

duas maneiras diferentes.

De maneira direta quando o comando for preparado com a função g96, então o valor entrado por "s"

será em metros por minuto e formato s4.

De maneira indireta, ou seja, através da RPM, desde que se esteja sob o modo g97. Neste caso o

processo tem que calcular a RPM em função do diâmetro e da velocidade de corte requerida.

Novamente, para este caso, o formato da função será s4.

17.3 -"t" -Função Auxiliar para troca de Ferramentas

Esta função "t" normalmente em centro de torneamento possui o formato t4 e na programação tem

dupla finalidade.

1ª. Finalidade

Definir a face da torre para o comando proceder a indexação automática. Isto é feito através dos

dois primeiros dígitos do formato.

No modelo desenvolvido para o estudo considerou-se uma torre quadrada de indexação automática,

podendo receber até duas ferramentas em cada face da torre. Portanto, pode-se definir a

identificação das ferramentas da seguinte maneira:

-O primeiro dígito da função exprime a face da torre, portanto, é o comando principal para a

indexação. Varia neste caso de 1 a 4.

-O segundo dígito informa qual das duas ferramentas da face em trabalho vai ser ativada. Como são

só duas possibilidades a variação será de 1 a 2 somente.

Esta não é uma definição rígida, podendo variar em função do tipo do fabricante e da procedência

do conjunto máquina-comando.

2ª. Finalidade

Definir o par de correções ativas nas direções "x" e "z".

A quantidade destes pares de correções variam de acordo com a capacidade do comando, mas é

normal existir pelo menos um par de correções para cada possibilidade de colocação de ferramenta.



32

Resumo para primeira finalidade.

Comando Face Ferramenta da face

t 11 1 1

t 12 1 2

t 21 2 1

t 22 2 2

t 31 3 1

t 32 3 2

t 41 4 1

t 42 4 2

Definição Auxiliar

Compensação no Plano de Trabalho

Os pares de correções são valores entrados manualmente através do painel de controle, que

modificam da grandeza entrada à posição física da ponta teórica da ferramenta.

Conforme já foi citado as ferramentas são montadas na torre através do suporte e elementos

complementares de fixação e posicionamento, portanto, no conjunto geral sempre vão existir erros

acumulados em Sdx e Sdz.

Fisicamente seria muito difícil compensar estas diferenças, advindo daí a necessidade deste recurso

que possuem os comandos, que é a possibilidade de corrigir a posição da ponta teórica internamente

na unidade de controle e processamento do comando.

O operador ao fazer a primeira peça observa as pequenas variações obtidas e a cada ferramenta

introduz o par de correções devidas, que podem ser positivas e negativas.

Voltando à função auxiliar "t", o 39 e 49 dígitos, portanto, definem ao comando o número do

arquivo interno do controle numérico, o qual poderá receber a correção via "manual". Se não houver

correção introduzida o valor assumido será "zero", indicando que a ferramenta não necessita de

correções, ou seja, os erros de Sdx e Sdz são menores que as tolerâncias da peça prevista.

A cada ferramenta pode-se associar qualquer arquivo de correções e além disto uma ferramenta

pode ter mais de uma correção se necessário.

Caso seja desnecessário a compensação não é preciso associar à ferramenta um arquivo

programado, neste caso o 3º e 4º dígitos serão "00".

Supõe-se que no modelo desenvolvido hajam 16 pares de correções, portanto, o 3º e 4º dígitos de

função "t" irão variar de 00 a 16.



33

17.4 - "m" - Função Miscelânea

São funções pertencentes ao grupo das funções auxiliares ou complementares de programação, que

como o próprio nome diz são usadas para vários tipos de entradas de comandos. Possuem o formato

m2.

São assumidas as seguintes funções miscelâneas para o Centro de Torneamento em estudo:

NOTAS:

-A função miscelânea torna-se ativa com o início do bloco, antes mesmo de se iniciar os

posicionamentos.

-A função miscelânea torna-se ativa após completar todos os movimentos de posicionamento.

Figura 26 – Esquema para Direção de Rotação do Eixo Árvore.

Então:

Para a ferramenta t 11, primeira do programa.

Sdx1 = 166,8



34

Sdz1 = 155,8

Rg1 = 228,2

Para a ferramenta t 21, segunda do programa.

Sdx2 = 168

Sdz2 = 157

Rg2 = 229,94

Para a ferramenta t 22, terceira do programa.

Sdx3 = -21

Sdz3 = 269

Rg3 = 269,82

Para a ferramen ta t 32, quarta do programa.

Sdx4 = -21,2

Sdz4 = 269,2

Rg4 = 270,03

Escolha do Ponto de Início do Programa

Este ponto é escolhido mediante uma análise da carga e descarga da peça, e de modo que estas

operações sejam seguras para o operador e equipamento, sem no entanto oferecer movimentos

desnecessários.

Convenciona-se que a posição do centro da torre tenha as coordenadas Xct e Zct.

Neste exemplo foram escolhidos os valores:

Xct = 240 (Curso máximo em x)

Zct = 420

Por defmição, tem-se que os valores de Sdx e Sdz no centro da torre são zero.

Sdxo = 0

Sdzo = 0

Estes dados serão úteis para calcular a posição de partida da primeira ferramenta e a posição de

troca das demais.



35

Figura 27 – Croqui da Posição Centro da Torre no Início do Programa.

Um método para o operador colocar a torre nesta posição ao longo do eixo "z", visto que o assento

das castanhas pode variar, é encostar a ponta da ferramenta T 22 no fundo da castanha e a afastar

15Omrn. Isto porque:

Sdz3 = 269

Raio da ponta da ferramenta em T 22 é igual a 1mm.

Portanto:

Distância a afastar é igual a 420 - (269 + 1) = 150.

Figura 28 – Arranjo das Ferramentas Dispostas na Torre.

Escolha dos Campos de Rotação e Avanço para cada Ferramenta

Ferramenta T1l - Primeira Ferramenta

Torneamento externo



36

Velocidade de Corte

Vc = 150 m/min.

Avanço

a = 0,4 mm/rotação

Escolha do campo de rotação

N = Vc x l000/π D

D = 120 (diâmetro final torneado)

N = 150 X 1000/π x 120

N = 398 RPM

Portanto, escolhe-se o campo médio (mIl) cuja rotação limite é 760 RPM.

Estes dados entram no programa nos blocos 10,30,40 e 70.

Ferramenta T 21 - Segunda Ferramenta

Roscamento externo

Velocidade de corte

V c = 80 m/mino

Avanço

a = 1,5 mm/rotação (passo da rosca)

N = 212 RPM para D = 120

Portanto, escolhe-se o campo baixo de rotação (m10), cuja rotação limite é de 300 RPM.

Estes dados entram no programa nos blocos 100, 120 e 130.

Ferramenta T 22 -Terceira Ferramenta

Desbaste interno

Velocidade de Corte

Vc = 130 m/min.

Avanço


Escolha do campo de rotação.

Para a primeira passada o diâmetro D de referência é 38mm, portanto, N = 1090 RPM.

Para a quinta passada o diâmetro D de referência é 6Omm, portanto, N = 690 RPM.

Para a décima primeira passada o diâmetro D de referência é 96mm, portanto, N = 432 RPM.

Daí escolhe-se:

Para o primeiro ao quinto passe de campo alto de rotação (m12), cuja rotação limite é 2000 RPM.

Para o sexto ao décimo primeiro passe de campo médio de rotação (m1l), cuja rotação limite é 760

RPM. .



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Estes dados entram nos blocos 760,780,790,830,970,980,1010,1220,1230 e 1250 principalmente.

Ferramenta T 32 -Quarta Ferramenta

Acabamento interno

Velocidade de corte

Vc = 160 m/min.

Avanço


Escolha do campo de rotação.

A rotação no diâmetro de referência 97 mm é de 525 RPM e no diâmetro 50 mm é de 1020 RPM.

Como no acabamento a potência requerida não é relevante optou-se somente pelo campo alto de

rotação (m12), cuja rotação limite é 2000 RPM.

Estes dados entram nos blocos do programa 1310, 1330, 1340 e 1380.

Cálculo do Ponto de Aproximação Rápida para a Primeira Ferramenta

Figura 29 – A Aproximação Rápida.

Estes dados entram no bloco 60 do programa.

A Troca de Ferramentas

O evento da troca de ferramentas é feito pelo giro da torre quadrada, cuja face desejada é

selecionada pelo programa.

Considerações sobre o Cálculo do Sobremetal

O sobremetal para acabamento em peças não apresenta grandes problemas nos casos mais comuns

nas operações de torneamento, ou seja, torneamento de externo, torneamento de furos e faceamento

de peças.

O sobremetal deixado fica nos limites de 0,2 mm a 0,6 mm dependendo, é claro, do grau de

acabamento que se quer de rigidez do conjunto máquina e ferramenta e condições de corte.



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Consegue-se influir no grau de acabamento variando o raio de ponta da ferramenta, as condições e o

corte, o fluido refrigerante e o próprio sobremetal. Em função do material da

peça e do grau de acabamento que se quer, existe indicações para as variáveis que influem no

evento em tabelas de ferramentas, que podem ser posteriormente ajustadas em testes práticos.

Portanto, nos casos das operações mais comuns de usinagem, o sobremetal sempre será menor ao

raio de ponta da ferramenta.

Figura 30 – Sobremetal em Torneamento Externo.



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