Conceitos de Programação Cncs - Metodo Manual

1IPCB 2005/06 H.F. 1

Controlo Numrico Computorizado

Conceitos de programao de CNCs(mtodo manual)

Processos Tecnolgicos

IPCB 2005/06 H.F. 2

Sumrio

Controlo Numrico

Sistema de coordenadas Controlo de movimento

Pontos referncia e pontos zero Estrutura de um programa CN

Eixos de translao e rotao


2IPCB 2005/06 H.F. 3


Controlo Numrico

Controlo Numrico

uma forma de automao programvel em que o equipamento de processamento controlado a partir de informaes numricas ou alfa-numricas, definidas manualmente ou atravs de um programa

O programa descreve a geometria do movimento Modificar operao implica alterar programa Grande rapidez na execuo do trabalho Preciso da execuo independe da habilidade do operador

IPCB 2005/06 H.F. 4


Aumento da produtividade das mquinas

Flexibilidade

Preciso

Reduo de Controlos

Viabilidade de fabricao

Segurana

Controlo Numrico

3IPCB 2005/06 H.F. 5

Controlo Numrico: Evoluo

O controlo numrico convencional era feito por comando electrnico no microprocessado e sem capacidade de memria, o que tornava o sistema pouco flexvel

DNC (Direct Numerical Control, anos 60), sistema de fabrico no qual um conjunto de mquinas controlado por um computador central, atravs de uma ligao directa e em tempo real

CNC (Computer Numerical Control, anos 70), sistema NC que utiliza um micro-computador como unidade de controlo de uma mquina (ferramenta)


IPCB 2005/06 H.F. 6

Controlo Numrico DNC


Memria

Computador Central

Mq. NC Mq. NC Mq. NC

4IPCB 2005/06 H.F. 7

Sistema CNC


Operador MquinaINTERFACE PROCESSADOR INTERFACE

COMANDO CNC

Clculos

Combinaes lgicas

Dados do programa CN

Manipulao da memria

Programa de instrues Unidade de controlo Equipamento de processamento

IPCB 2005/06 H.F. 8

Elementos do Comando


PAINEL

Esquema de funcionamento do Comando dos eixos [4]

MEM

R

IA

Mic

ropr

oces

sado

res

Desejado Real

COMANDO DE INTERFACE DE

ACCIONAMENTO DOS EIXOS

CIRCUITO DE

POTNCIA

ACCIONAMENTO DOS EIXOS

SISTEMA DE MEDIO

Informao relevante associada ao

posicionamento actual da ferramenta

Impulso emitido

COMANDO CNC MQUINA

5IPCB 2005/06 H.F. 9

Controlo Numrico


Tipos de sistemas de armazenamento e transmisso de dados [4]

Fita perfurada

Fita magntica

Disquete

DNC RS232

IPCB 2005/06 H.F. 10

Tipos de comando CNC


Controlo Ponto a Ponto

Posicionamento da ferramenta em pontos sucessivos onde se vo efectuar operaes de maquinagem.

Controlo de Percurso ou Paraxial

Para alm do posicionamento rpido, existe a possibilidade de realizar um deslocamento paralelo aos eixos de coordenadas com velocidadede maquinagem controlada, accionando um eixo de cada vez.

Controlo Contnuo ou de Trajectria

Este sistema permite executar uma trajectria perfeitamente definida, tanto na sua forma como na velocidade de avano.

6IPCB 2005/06 H.F. 11

Tipos de comando CNC


Controlo de percurso Controlo de trajectria

Controlo de percurso vs Controlo de Trajectria [4]

IPCB 2005/06 H.F. 12


Maquinao em pontos especficos S existe controlo de posio final da ferramenta O percurso da ferramenta no objecto de especificao Deslocamentos efectuados em movimento rpido



Posio inicialy

X

1

2

3

7IPCB 2005/06 H.F. 13

Controlo contnuo ou de Trajectria

Percurso da ferramenta especificado no programa Controlo simultneo de um ou mais eixos continuamente Controlo de posio e velocidade da ferramenta

Controlo de Trajectria


Posio inicialy

X

1

3 4

25

67

IPCB 2005/06 H.F. 14

Sistema de coordenadas de algumas mquinas CNC

Eixos de maquinao, fresa e torno [1]


8IPCB 2005/06 H.F. 15

Peas de revoluo (torno) [1]Movimentos lineares (fresadora) [1]


Sistema de coordenadas de algumas mquinas CNC

IPCB 2005/06 H.F. 16

Sistema de coordenadas

Eixos de Translao Principais : X, Y, Z Eixos de Translao Secundrios : U, V, W Eixos de Rotao (coordenadas angulares) : A, B, C

Eixos de Translao e Rotao


Interoperabilidade dos suportes de programao

Programao permutvel a todos os nveis, desde que as mquinas sejam do mesmo tipo

Existem numerosas razes para imposio de normas restritas na nomenclatura dos eixos de um mquina-ferramenta CNC:

9IPCB 2005/06 H.F. 17

Sistema de coordenadas

A geometria da pea pode ser descrita atravs da determinao do posicionamento relativo dos seus pontos no sistema de eixos ortogonais

x +

y +P4 P3

P2

P1P5

Obteno das coordenadas de um contorno a partir da cotagem [4]

40

30

30

50


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A ferramenta de corte deve posicionar-se com preciso na rea de trabalho. Para que tal acontea, o mdulo de controlo da mquina executa um clculo interno denominado de interpolao

Deslocamentos e posicionamentos

Interpolao linearEspecificam-se os pontos final, inicial e velocidade de avano

P1 P2

P3

10 15 15

8

P1 = 0, 0

P2 = 15, 0

P3 = 15, 8

(#Pontos definidos na forma de medidas relativas ou Incrementais)


12

10

IPCB 2005/06 H.F. 19

Posicionamento (Movimento Rpido)

SINTAXE: G00 X45.0 Y10.0 Z16.0

Sistemas de posicionamento [4]


x +

y +Xf;Yf

Xi;Yi

y + Xf;Yf

Xi;Yi

y + Xf;Yf

Xi;Yi

x + x +1 Sistema 2 Sistema 3 Sistema

IPCB 2005/06 H.F. 20


Interpolao circularNa interpolao o comando CNC calcula uma srie de pontos que constituem uma curva, com determinado raio de ligao entre os pontos inicial e final

a) Programao com raio

CW ou CCW

R

x+

y+

Pi

Pf

C


Programao do raio [4]

11

IPCB 2005/06 H.F. 21


b) Programao pelo Centro da Circunferncia

A atribuio do valor dos termos I, J, K pode variar de acordo com o tipo de controlo utilizado na mquina. Tipicamente indicam-se as coordenadas relativas que definem o vector de distncia entre o ponto de incio e o ponto de centro do arco programado.


I

X+

Y+

Pi

Pf

CJ

r

Programao das coordenadas do centro do arco [4]

IPCB 2005/06 H.F. 22


SINTAXE: G02 X12.0 Y8.0 Z34.0 I4.0 J5.6 K5.8 F3

G03 X52.8 Y4.0 Z31.0 R25.0 F5


I

x+

y+

Pinicial

Pfinal

CJ

r

Interpolao circular, sintaxe [4]

CW ou CCW

R

x+

y+

Pinicial

Pfinal

C

12

IPCB 2005/06 H.F. 23

PontosZero e pontos de referncia

Ponto-zero da mquina

Ponto-referncia da mquina

Ponto-zero pea

Ponto-referncia da ferramenta

Referncias na maquinao


IPCB 2005/06 H.F. 24


O Ponto-zero da mquina a origem do sistema de coordenadas da mquina e o ponto inicial para todos os demais sistemas de coordenadas

Exemplo da localizao do ponto-zero mquina num torno [1]

Ponto-zero mquina (definido pelo fabricante)


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IPCB 2005/06 H.F. 25


Exemplo da localizao do ponto-zero mquina numa fresa [1]

Ponto-zeromquina

x +

y +z +


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Ponto de referncia da mquina usado para aferio e realinhamentodo sistema de medio dos eixos da mquina

X +

Z +

Exemplo da localizao do ponto-referncia mquina num torno [1]

Ponto-referncia mquina Geralmente localizado fora da

rea de trabalho, as suas coordenadas possuem sempre o mesmo valor em relao ao

ponto-zero mquina.


14

IPCB 2005/06 H.F. 27


Ponto-zero Pea o ponto de referncia, dentro da rea de trabalho definida para a maquinao da pea

Exemplo, localizao possvel do ponto-zero no caso de peas para tornos [1]

X +

Z +

Ponto-zeroPea

Ponto-zeromquina


IPCB 2005/06 H.F. 28

PontoZero Pea

O ponto-zero pea deve ser definido no desenho tendo como base determinados fundamentos prticos

Deve situar-se dentro da rea de trabalho da mquina

A sua colocao deve ser feita de tal forma que permita de uma forma fcil passar das cotas do desenho para valores de coordenadas

Deve evitar-se ao mximo a inverso de sinais do valor das coordenadas, pois pode provocar problemas


15

IPCB 2005/06 H.F. 29

Exemplo: Referncias na maquinao

Exemplo: Ponto-zero mquina e ponto-zero pea (maquinao fresa) [4]

x +

y +

Y

Y+

X+

X

10

7.5

Ponto-zeromquina

Ponto-zeropea


IPCB 2005/06 H.F. 30


O ponto-referncia ferramenta

Diferentes forma e medidas Inserir forma e dimenses exactas Compensao do raio da ponta da ferramenta

Em termos de programao, considera-se que os deslocamentos efectuados pela ferramenta so representados pelos movimentos do seu ponto-referncia

Ponto de referncia da ferramenta


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IPCB 2005/06 H.F. 31

Estrutura de um programa

Bloco

Bloco

Bloco

Sequncia de movimento da

ferramenta

Bloco :

N_ G_ X_ Y_ Z_ I_J_K_U_V_W_P_Q_R_ F_ S_ T_ M_ ;

Programa

Spindle Speed

FeedNum. sequncia

Funo preparatria

Ferramenta

Funo auxiliar

Fim do bloco

Parmetros do cdigo G


IPCB 2005/06 H.F. 32

Termos da Programao CN

Funes preparatrias (G00 a G99) Tipo de trajectria Correces de ferramenta Unidades do sistema (milmetros, polegadas)

Convm mencionar que, algumas funes tm indicaes diferentes conforme o tipo de controlador e mquina que esto a ser usados


Paragens do programa (M02/M30) Sentido de rotao da rvore principal (M03 - CW, M04 - CCW) Mudana de ferramenta (M06) Ligar/desligar determinadas funes (M08, M09 - refrigerao)

Funes auxiliares (funes complementares)

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IPCB 2005/06 H.F. 33

Regras de precedncia

Dentro do programa

N10 G21 ; (Define sistema mtrico)

N15 G00 X10.0 Z12.0 ; (Posicionamento rpido)

Uma funo tem prioridade sobre as outras quando ela pr-requisito para a definio de outras funes. Por exemplo a funo preparatria que define o sistema de coordenadas a ser usado deve preceder naprogramao as funes de posicionamento

Dentro do Bloco


IPCB 2005/06 H.F. 34

Regras Bsicas de Implicaes de Memria

Funes Modais

N10 G21 ; (funo modal)

N15 G00 X10.0 Z12.0 ; (funo modal)

N20 G04 (...); (temporizao - funo no modal)

Uma vez programadas permanecem na memria do comando com validade para todos os blocos posteriores, esto activas at seremcanceladas por outras funes

Funes No ModaisFunes que apenas so vlidas no bloco em que so inseridas


18

IPCB 2005/06 H.F. 35

Funes Preparatrias (Cdigo G) Torno

G50 Ponto zero da programaoEx: G50 X0 Z0 , definio do zero-pea (coordenada actual da ferramenta passa a ser a especificada, neste caso ponto 0,0)

G90, G91 Comando absoluto ou incrementalPermitem seleccionar se o valor das coordenadas dos pontos so em relativo a um ponto zero ou em relao a pontos consecutivos

G90 Comando absoluto G91 Comando Incremental

Nota: Este sistema mais utilizado nas fresadoras uma vez que no caso dos tornos, as coordenadas relativas so programadas atravs dos termos U e W


IPCB 2005/06 H.F. 36


G00 Posicionamento rpido (Ver exemplo no slide seguinte) Posicionamento em qualquer ponto da rea de trabalho Posicionamento independente para cada eixo Geralmente a ferramenta no se movimenta em linha recta

G01 Interpolao linearMovimento em linha recta da ferramenta para qualquer ponto da rea de trabalho com uma velocidade (mm/min ou rot/min) de avano especificada pelo utilizador

N_ G01 X(U)_ Z(W)_ F(f)


19

IPCB 2005/06 H.F. 37

Exemplo: Posicionamento rpido

Coordenadas absolutas Coordenadas Incrementais

N10 G00 X30.0 Z70.0 ; N10 G00 U-10.0 W-40.0 ;

70 40

z+

x+

30

20

Em geral as coordenadas X so sempre em dimetro (torno)

Independente do dimetro


IPCB 2005/06 H.F. 38


G01 X(U)_ Z(W)_ F(f)

Pi (5, 30)

Pf (20, 5)

z+

x+

Em coordenadas absolutas G01 X5 Z30 F20

Em coordenadas relativas G01 U15 W-25 F20


20

IPCB 2005/06 H.F. 39


Seleco do sistema de unidades (coordenadas) G21 Sistema Mtrico G20 Sistema Imperial (inch)

G99/G98 Velocidade de avano da ferramentaEx:

N10 G21 G99 (mm/rot )

N15 G21 G98 (mm/min)

N10 G20 G99 (inch/rot )

N15 G20 G98 (inch/min)


IPCB 2005/06 H.F. 40


G03/G03 Interpolao CircularA interpolao circular permite programar o deslocamento da ferramenta ao longo de um arco de circunferncia gerado pelo sistema de controlo

G02(03) X(U)_ Z(W)_ R(I,K)_ F_

Coordenadas finais Raio do arco

I - Vector de posio do centro do arco medido sobre o eixo X

K - Vector de posio do centro do arco medido sobre o eixo Z

G02 - CW

G03 - CCW


21

IPCB 2005/06 H.F. 41


....

G21 G90

.....

G03 X100.0 Z140.0 K-60.0 F3 ;

G02 X60.0 Z90.0 K-50.0 ;

ou

....

G21 G91

....

G03 U60.0 W-60 R60.0 F3 ;

G02 U-40.0 W-50 R50.0 ;

20014090

4060

100

Z +

X +

CCW

CW

0

R60R50

Exemplo de movimento circular da ferramenta


IPCB 2005/06 H.F. 42

Exerccio

200150

130

Z +

X +

CCW

CW

0 11030

50

180Posio da ferramenta

(Considere as cotas do desenho em mm)

250


22

IPCB 2005/06 H.F. 43

Exerccio Torno

N20 G90 G21 G98 ;

N25 G00 X0.0 Z200.0 ;

N30 G03 X50.0 Z150.0 K-50.0 F5 ;

N35 G01 Z110.0 ;

N40 G02 X130.0 Z30.0 I50.0 F4;

N45 G01 Z0.0 ;

N50 G00 X180.0 Z250.0 ;

N55 M30 ;


IPCB 2005/06 H.F. 44

Exerccio


y

R8 30.0

93.0

R50

10.0

10.0

15.0

68.0 10.0

x

23

IPCB 2005/06 H.F. 45

Referncias bibliogrficas

[1] Apontamentos aulas tericas de CFF Prof. Alfredo Martins (ISEP)

[2] Apontamentos aulas tericas de CFF Prof. Lino Figueiredo (ISEP)

[3] Introduo ao controlo numrico, Prof. Joo Paulo P. Marciano

[4] CNC Conceitos fundamentais, Carlos Relvas, Publindstria 2002


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