Microsoft Word - EC - CNC_final

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UniSALESIANO Centro Universitário Católico Salesiano Auxilium Curso Engenharia Mecatrônica Estudo de Caso da disciplina de Metrologia CNC Comando Numérico Computadorizado ALEX PEREIRA DA CUNHA RA 70230 AMANDA THAÍS MOMESSO RA 70209 MARCK RODIGUES SOUZA RA 70231 PAULO SÉRGIO BARBOSA DOS SANTOS RA 70261

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apostila cnc

Transcript of Microsoft Word - EC - CNC_final

  • UniSALESIANO

    Centro Universitrio Catlico Salesiano Auxilium

    Curso Engenharia Mecatrnica

    Estudo de Caso da disciplina de Metrologia

    CNC

    Comando Numrico Computadorizado

    ALEX PEREIRA DA CUNHA RA 70230

    AMANDA THAS MOMESSO RA 70209 MARCK RODIGUES SOUZA RA 70231

    PAULO SRGIO BARBOSA DOS SANTOS RA 70261

  • Araatuba - SP

    2008

    ALEX PEREIRA DA CUNHA

    AMANDA THAS MOMESSO MARCK RODIGUES SOUZA

    PAULO SRGIO BARBOSA DOS SANTOS

    CNC

    Comando Numrico Computadorizado

    Estudo de Caso apresentado na aula de

    Metrologia no UniSalesiano Centro

    Universitrio Catlico Auxilium de Araatuba-

    SP, curso de Engenharia Mecatrnicato sob a

    orientao do Prof. Ms. Odilon Caldeira Filho.

    Araatuba - SP

  • 2008

    Anotaes

  • AGRADECIMENTOS

    Agradecemos primeiramente a Deus por estarmos presentes e habilitados a

    realizar este trabalho.

    Agradecemos tambm ao professor Odilon Caldeira Filho, que nos deu a

    oportunidade de realizarmos este estudo de caso e nos forneceu o contato com o

    professor Nilton Vargas da Silva do SENAI de Araatuba, ao qual tambm somos

    gratos por tantas explicaes, informaes e auxlios fornecidos, assim como a

    pacincia a ns dedicada quando l estivemos pela primeira vez.

    Obrigado a Osvaldo Garcia e Pedro Luiz Garcia, responsveis pela Metalrgica

    Birigui, da OGB Osvaldo Garcia Birigui, que nos receberam em sua empresa e nos

    transmitiram as primeiras informaes sobre o que seria o CNC aplicado ao cho de

    fbrica.

    No esquecemos de Jos Wilson Moterani, que nos autorizou a visita a Kilbra,

    pelo contato atravs de Evaristo Luiz Momesso Jnior, assim como Andr Fiorin,

    Roberto Teixeira e Dorival Modanes, tambm da Kilbra, que nos receberam e nos

    acompanharam durante a visita sanando as dvidas que tnhamos sobre o sistema

    CADCAM e nossa curiosidade sobre a punsionadeira da empresa.

    Nossos agradecimentos tambm a Mauro Jos dos Santos e Anderson Tofoli, da

    empresa Lder Balanas, que dirigiram nossa visita na empresa e, apesar de nosso

    senso crtico sobre o assunto na poca da visita j ter se elevado e nosso conhecimento sobre CNC estar superior ao das primeiras visitas, conseguiram nos

    trazer informaes novas e aumentar muito mais nosso leque de informaes.

    Somos gratos tambm ao nosso colega de sala Guilherme Souza de Oliveira,

    que nos emprestou uma apostila do SENAI sobre tornos, a qual muito valeu para

    nossas pesquisas.

  • Assim, somos agradecidos a todos os que, mesmo no tendo seu nome aqui

    presente, nos auxiliaram nesse estudo, por menor que tenha sido a participao, a

    ns sempre nos deu uma grande lio.

    Obrigado a todos vocs.

  • NDICE DE FIGURAS

    Figura 1 - Exemplo da fita perfurada usada como sistema de armazenamento do

    programa de usinagem. ........................................................................................................ 19

    Figura 2 - Constituintes de um torno convencional. ......................................................... 22

    Figura 3 - Constituintes de um torno CNC. ........................................................................ 22

    Figura 4 esquerda, sistema DNC atual com exemplo de ligao. direita, acima exemplo do processamento com Look-Ahead Buffer, abaixo, exemplo do mesmo processamento sem o Look-Ahead Buffer. ......................................................................... 24 Figura 5 - Relao do CNC com outros setores da empresa. .......................................... 28

    Figura 6 - Relao do CNC com os setores da empresa. ................................................. 29

    Figura 7 - Controle aberto X Controle fechado. Acima, um diagrama de bloco do

    controle aberto cclico do eixo de ferramentas de uma mquina; abaixo, um diagrama

    de blocos de um sistema de controle fechado cclico do eixo de ferramentas da

    mquina. .................................................................................................................................. 32

    Figura 8 - Motor de acionamento dos fusos. O parafuso de esferas recirculantes se

    refere : 1-goteira de reciclagem de esferas; 2-porca; 3-parafuso; 4-esferas. .............. 34

    Figura 9 - rvore principal. ................................................................................................... 35 Figura 10 -A medio direta de posicionamento vista esquerda; direita, medio

    indireta de posicionamento. ................................................................................................. 36

    Figura 11 - esquerda v-se um sistema absoluto de medio; direita, sistema incremental de medio. ....................................................................................................... 38

    Figura 12 - Exemplo de guia com roletes. .......................................................................... 39

    Figura 13 - A fixao de pea no torno vista a imagem do lado esquerdo; o

    contraponto e a luneta, direita. ......................................................................................... 40

    Figura 14 - direita, revlver-ferramenta ; direita, magazine ferramentas. ............... 41 Figura 15 - Mtodo de trabalho do processador (desejado\real). .................................. 43 Figura 16 - Comando ponto-a-ponto. ................................................................................ 44

  • Figura 17 - Comandos de percurso. .................................................................................... 45

    Figura 18 - Exemplo de interpolao de eixos separados: acima a interpolao linear,

    no centro a interpolao circular e abaixo, parablica. .................................................... 46

    Figura 19 - Comandos de trajetria. .................................................................................... 46 Figura 20 - Elementos de comando CNC ........................................................................... 48

    Figura 21 - Exemplos de smbolos. ...................................................................................... 52

    Figura 22 - Smbolos e elementos operacionais de programao. ................................. 52

    Figura 23 - Transmisso de dados por diferentes sistemas de amazenamento. .......... 53

    Figura 24 - Esquema de funcionamento do posicionamento de um eixo. .................... 55

    Figura 25 - Deslocamento para torneamento. ................................................................... 62

    Figura 26 - Deslocamento para fresamento. ...................................................................... 63

    Figura 27 - Sistemas de Coordenadas. ................................................................................ 63

    Figura 28 - Regra da mo direita. ........................................................................................ 64

    Figura 29 - Sistema de coordenadas das mquinas. ......................................................... 64

    Figura 30 - ngulos dos eixos rotativos A, B e C. .............................................................. 65 Figura 31 - Exemplo de ngulo de giro em fresadoras. ................................................... 65

    Figura 32 - Ponto-zero e de referncia de uma mquina CNC. ...................................... 66

    Figura 33 - Smbolo de ponto zero da mquina. ............................................................... 66

    Figura 34 - Sistema cartesiano. ............................................................................................ 67

    Figura 35 - Exemplo de programao em coordenadas absolutas................................. 67

    Figura 36 - Exemplo de programao em coordenadas incrementais. .......................... 68

    Figura 37 - Reta em sistema de duas dimenses. ............................................................. 68

    Figura 38 - Reta no plano X/Y. ............................................................................................. 69

    Figura 39 - Reta no espao. .................................................................................................. 69

    Figura 40 - Possveis maneiras de interpolao circular. .................................................. 70

    Figura 41- Interpolao circular. .......................................................................................... 70

    Figura 42 - Circunferncia nos planos X/Y, Y/Z e X/Z. ...................................................... 71

    Figura 43 - Programao com o raio. .................................................................................. 71

  • Figura 44 - Programao com o centro da circunferncia. .............................................. 72

    Figura 45 - Diferentes profundidades nos planos X/Y. Fonte: KONDRASOVAS,

    Demtrio. Princpios de automao, pneumtica, hidrulica e por CNC. So Paulo,

    1993. (Apostila do Curso de Mecnica Geral, SENAI SP). p 69. ....................................... 72 Figura 46 - Estrutura de um programa CNC....................................................................... 74

    Figura 47 - Imagem da tela de uma mquina CNC com um programa escrito. Fonte:

    CENTRO SENAI FUNDAO ROMI FORMAO DE FORMADORES. Simulador Mach Torno. p9. ................................................................................................................................ 76

    Figura 48 - Simulao no prprio CNC. Fonte: CENTRO SENAI FUNDAO ROMI FORMAO DE FORMADORES. Simulador Mach Torno. p 10. ....................................... 76 Figura 49 - Programao manual. Fonte: GOZZI, Giuliano. CNC. So Paulo, 2007.

    (Curso de Automao Industrial - Aula 7 Funes de Programao, Curso de Automao Industrial, FAATESP Faculdade de Tecnologia lvares de Azevedo). ..... 77 Figura 50 - Programao auxiliada por computador. Fonte: GOZZI, Giuliano. CNC. So

    Paulo, 2007. (Curso de Automao Industrial - Aula 7 Funes de Programao, Curso de Automao Industrial, FAATESP Faculdade de Tecnologia lvares de Azevedo). ................................................................................................................................. 79 Figura 51 - Offsets para tornos CNC e para comprimento de raio, estes offsets so ativados a medida que o operador chama o programa. .................................................. 86

    Figura 52 - Ponto de referncia da ferramenta de uma fresadora CNC. ....................... 87

    Figura 53 - Funo de offsets de dimetro e raio. Uma vez que G41 ou G42 ativado,

    a ferramenta permanecer do mesmo lado da trajetria at o cancelamento da compensao. ......................................................................................................................... 88

    Figura 54 - Programao de compensao de raio/dimetro da ferramenta e imagem

    exemplificando a programao. ........................................................................................... 88

    Figura 55 - Interpolao linear. ............................................................................................ 90

    Figura 56 - Interpolao circular. ......................................................................................... 90

    Figura 57 - Janela do software requerendo a validao do mesmo. .............................. 91

  • Figura 58 - rea de trabalho para fresamento. .................................................................. 92 Figura 59 - rea de trabalho para torneamento. ............................................................... 92 Figura 60 - Seleo de cones para simular o programa escrito. .................................... 93

    Figura 61 - Resultados aps a simulao. ........................................................................... 94

    Figura 62 - FRESA CNC .......................................................................................................... 96

    Figura 63 - TORNO CNC ROMI ............................................................................................ 96

    Figura 64 - CENTRO DE TORNEAMENTO CNC ROMI. ...................................................... 97

    Figura 65 - CENTRO DE USINAGEM CNC ROMI ................................................................ 97

    Figura 66 - RETIFICADORA DE PERFIS CNC. FABRICANTE FERDIMAT ............................ 98

    Figura 67 - MQUINA DE CORTE A GUA FABRICANTE FLOW. ..................................... 98 Figura 68 - MQUINA DE OXICORTE E PLASMA CNC FABRICANTE ESAB. ................... 99 Figura 69 - PUNCIONADEIRA CNC FABRICANTE MURATEC. ........................................... 99

    Figura 70 - RETIFICA CNC FABRICANTE TOYODA. ......................................................... 100

    Figura 71 - FURADEIRA CNC DE PLACAS DE CIRCUITOS ELETRONICOS FABRICANTE

    DIGMAQ ............................................................................................................................... 100 Figura 72 - FURADEIRA CNC DE PLACAS DE MADEIRA FABRICANTE HIRTZ. ............ 101

    Figura 73 - DOBRADEIRA DE TUBO CNC FABRICANTE AKYAPAK ............................... 101

    Figura 74 - ELETROEROSO POR CORTE A FIO FABRICANTE ONA. ............................ 102 Figura 75 - ELETROEROSO POR PENETRAO CNC FABRICANTE ONA. ................. 102 Figura 76 - BOBINADEIRA CNC FABRICANTE DIGMOTOR ........................................... 103

    Figura 77 - INJETORA CNC FABRINCANTE BATENFELD BRASIL. .................................. 103

    Figura 78 - SOPRADORA CNC FABRICANTE ROMI. ....................................................... 104

    Figura 79 - DOBRADEIRA CNC FABRICANTE KORPLEG. ................................................ 104

    Figura 80 - MANDRILHADOURA HORIZONTAL CNC FABRICANTE DEB'MAQ ........... 105 Figura 81 - Fachada da mquina de torno CNC ROMI GL 240, da Metalrgica Birigui.

    ............................................................................................................................................... 118

    Figura 82 - Imagem do painel da mquina ROMI GL 240. ............................................ 118

    Figura 83 - Painel de comandos da mquina ROMI GL 240. ........................................ 119

  • Figura 84 - Painel de segurana do torno CNC ROMI GL 240. ..................................... 119

    Figura 85 - direita, pea original antes da usinagem; esquerda, a mesma pea aps ter sido torneada pela ROMI GL 240....................................................................... 119

    Figura 86 - IHM da mquina de torno CNC ROMI Centur 30D, da Metalurgica Birigui.

    ............................................................................................................................................... 120

    Figura 87 - Fachada mquina ROMI Centur 30D ............................................................ 120

    Figura 88 - Perfil do torno CNC ROMI Centur 30D. ....................................................... 120

    Figura 89 - Usinagem de uma pea no torno CNC ROMI Centur 30D, da Metalrgica

    Birigui. ................................................................................................................................... 121

    Figura 90 - Torno CNC ROMI Centur 30D trabalhando com contra ponto. ............... 121

    Figura 91 - Pea usinada com o torno CNC ROMI Centur 30D, direita, a pea

    original. ................................................................................................................................. 122

    Figura 92 - Mquina torno CNC Galax 15S, da Metalrgica Birigui. ............................ 122

    Figura 93 - Painel interno do torno CNC Galax 15S. ...................................................... 122

    Figura 94 - Foto dos motores do torno CNC Galax 15S. ............................................... 123

    Figura 95 - Perfis da mquina puncionadeira CNC MOTORUM 244 EZ, da marca

    WIEDEMANN, pertencente a empresa Kilbra de Birigui-SP. ......................................... 124

    Figura 96 - Pode-se observar, em amarelo, os braos/garras que movimentam a

    chapa de acordo com as coordenadas recebidas pelo programa da mquina CNC

    MOTORUM 2044 EZ. ........................................................................................................... 125

    Figura 97 - Painel de controle da mquina puncionadeira CNC MOTORUM 2044 EZ.

    ............................................................................................................................................... 125

    Figura 98 - Tela de comandos da mquina CNC puncionadeira MOTORUM 2044 EZ.

    ............................................................................................................................................... 125

    Figura 99 - Magazine da puncionadeira CNC MOTORUM 2044 EZ. ............................ 126

    Figura 100 - Chapa sendo usinada pela mquina puncionadeira MOTORUM 2044 EZ.

    ............................................................................................................................................... 126

  • Figura 101 - Chapa j pronta aps usinagem na punsionadeira CNC MOTORUM 2044 EZ da empresa Kilbra. ......................................................................................................... 126

  • SUMRIO

    INTRODUO ......................................................................................................................... 14

    CAPTULO I .............................................................................................................................. 16 1 HISTRICO DO CNC ................................................................................................... 17

    1.1 A primeira mquina CNC ........................................................................................ 18 1.2 Difuso da tecnologia CNC .................................................................................... 19

    2 CARACTERSTICAS E APLICAES DO CNC ............................................................ 21 2.1 Mquina CNC versus mquina convencional ....................................................... 21 2.2 Mquina NC versus CNC versus DNC .................................................................... 23 2.3 Prs e Contras da Adoo do CNC ....................................................................... 24

    3 CNC E OUTROS SETORES DA EMPRESA .................................................................. 28

    CAPTULO II ............................................................................................................................. 30 1 MQUINAS-FERRAMENTA ........................................................................................ 32

    1.1 Fuso com esferas recirculantes .......................................................................... 33 1.2 Motor de acionamento da rvore ......................................................................... 35 1.3 Sistemas de medio ............................................................................................... 36 1.4 Guias e barramento ................................................................................................. 38 1.5 Meios de fixao da pea de trabalho .................................................................. 39 1.7 Sistema binrio ......................................................................................................... 42 1.8 Mtodo de trabalho do processador .................................................................... 42

    2 TIPOS DE COMANDO ................................................................................................. 43 2.1 Comando de funes de mquina ........................................................................ 47 2.2 Elementos de comando .......................................................................................... 47

    3 CONHECENDO A MQUINA SOB A PERSPECTIVA DO OPERADOR .................... 48 3.1 Painis de comando ................................................................................................ 50

    4 COMANDO DE INTERFACEAMENTO, COMANDO DE EIXOS E CIRCUITO DE POTNCIA ............................................................................................................................ 54 5 MODOS DE OPERAO DA MQUINA CNC .......................................................... 56 6 SEQNCIA CHAVE DE OPERAO DA MQUINA ............................................... 57

    CAPTULO III ............................................................................................................................ 60

  • 1 CONHECENDO A MQUINA CNC PELA PERSPECTIVA DO PROGRAMADOR .... 61 2 CONCEITOS BSICOS DE GEOMETRIA PARA A PROGRAMAO ....................... 62

    2.1 Coordenadas de mquinas ..................................................................................... 62 2.2 Sistemas de coordenadas ....................................................................................... 67 2.3 Deslocamentos ......................................................................................................... 68

    3 LINGUAGEM DE PROGRAMACAO CNC ................................................................... 72 3.1 Estrutura e caracterstica do programa CNC .................................................... 74 3.2 Mtodos de programao CNC ......................................................................... 75 3.3 Lista das funes preparatrias e ciclos ............................................................... 83

    4 FORMAS DE COMPENSAO DA MQUINA CNC ................................................ 85 4.1 Compensao do comprimento da ferramenta .................................................. 86 4. 2 Compensao do raio/dimetro da ferramenta ................................................. 87 4.3 Compensao de posicionamento ........................................................................ 88

    5 TIPOS DE MOVIMENTOS DA MQUINA CNC ........................................................ 89 6 CNC SIMULATOR ......................................................................................................... 90 7 NORMAS ...................................................................................................................... 94

    CAPTULO IV ........................................................................................................................... 95 1 TIPOS DE CNC .............................................................................................................. 95

    CONCLUSO ........................................................................................................................ 106

    REFERNCIAS ....................................................................................................................... 107

    APNDICES ........................................................................................................................... 114

    ANEXOS ................................................................................................................................ 135

  • 14

    INTRODUO

    Este trabalho um estudo de caso orientado pelo professor Odilon Caldeira

    Filho, cujo objetivo principal compreender o comando numrico computadorizado, ou seja, o CNC, e transferir aos colegas de classe os conhecimentos absorvidos no decorrer da pesquisa.

    Durante o levantamento de dados, o grupo se deparou com diversos

    questionamentos relacionados ao contedo do trabalho e o que seria de suma

    importncia sobre o assunto para carregar durante a formao acadmica, bem como

    quais seriam os tipos de mquinas que trabalhariam com o CNC e como seria

    realizado esse trabalho a partir de uma programao, alm de qual o tipo de

    programao que esse comando numrico seria capaz de permitir.

    Por pertencer a um curso relacionado rea de controle, a engenharia

    mecatrnica, o comando numrico se mostra de grande importncia, no s na

    maneira como tem facilitado a vida em diversos setores de empresas, como tambm

    no desenvolvimento da tecnologia na rea que pretendida seguir e na velocidade

    que tal sistema se desenvolveu.

    O desenvolvimento deste estudo de caso destaca desde o incio do CNC at o

    que ele retrata nos dias atuais, alm de carregar consigo detalhes sobre os conceitos

    bsicos deste sistema e sua programao, bem como mostrar aos interessados os

    diferentes tipos de mquinas CNC existentes. Para tanto, no seria possvel manter-se

    apenas atrs de livros, apostilas e computadores, houve a necessidade de se buscar

  • 15

    algo prtico e conciso para apresentar a todos, realizando assim, visitas tcnicas em

    algumas empresas para conhecer realmente aquilo de que tanto se fala.

    O presente trabalho est dividido em quatro captulos:

    Captulo I Definies iniciais de CNC

    Captulo II Conceitos chaves de CNC

    Captulo III Programao

    Captulo IV Tipos de CNC

    Alm de possuir um apndice, onde se encontram os relatrios das visitas

    tcnicas e os programas para a prtica em aula realizada com o software CNC SIMULATOR e, possui um anexo com algumas das funes de programao citadas

    durante o trabalho e um dicionrio de termos de CNC.

  • 16

    CAPTULO I

    DEFINIES INICIAIS

    Historicamente, no aperfeioamento das Mquinas Operatrizes de Usinagem,

    sempre procurou-se obter solues que possibilitassem aumentar a produtividade, a

    qualidade e reduo de desgastes fsicos da operao. Durante muito tempo houve a

    necessidade de se oferecer flexibilidade para o uso de uma mesma mquina na

    usinagem de peas com diferentes configuraes e em lotes reduzidos.

    Um exemplo desta situao o caso do torno. A evoluo do torno universal

    levou a criao do torno revolver, do torno copiador e torno automtico, com

    programao eltrica ou mecnica, com emprego de cames, etc. Em paralelo ao

    desenvolvimento da mquina, visando o aumento dos recursos produtivos, outros

    fatores colaboraram com sua evoluo, como o desenvolvimento das ferramentas,

    desde as de ao rpido, metal duro s modernas ferramentas com insertos de

    cermica, tal inovao exigiu das mquinas novos conceitos de projetos, para que a usinagem ocorresse com rigidez e novos parmetros de corte. A aplicao do

    Comando Numrico Mquina Operatriz de usinagem (CN) preencheu grande parte dessas lacunas existentes nos sistemas de trabalho com peas complexas.

    O Comando Numrico Computadorizado (CNC) uma tcnica que permite a operao automtica de uma mquina ou processo por meio de uma srie de

  • 17

    instrues codificadas que contm nmeros, letras e outros smbolos. Sua aplicao

    original seria para controle automtico de mquinas ferramentas, no entanto,

    atualmente, o emprego do CNC foi estendido para uma grande variedade de

    mquinas e processos, pois tem uma facilidade de adaptao a diferentes situaes

    de produo.

    1 HISTRICO DO CNC

    Antes dos anos 50, existiam dois tipos diferentes de produo usados na

    indstria de manufatura, o primeiro tipo se caracterizava por operaes manuais,

    baixa velocidade de produo e grande diversidade de partes ou produtos, era

    utilizado para pequenos e mdios volumes de produo. O segundo mtodo, para

    grandes volumes de produo, possua operao automtica e era usado em

    mquinas-ferramenta especialmente projetadas para fazer um tipo simples de peas com qualidade consistente, em grandes quantidades e em altas velocidades de

    produo, de tal modo que no se justificava seu uso a menos que a quantidade de partes a ser fabricadas fosse o suficiente para compensar o investimento e houvesse

    uma previso de demanda a longo prazo.

    Desde 1950 j se dizia em voz corrente, que a ciberntica revolucionaria, completamente, as mquinas ferramentas de usinagem, mas no se sabia exatamente

    como. Houve tendncias iniciais de aplicar o computador para comando de

    mquinas, o que, de certa forma, retardou o aparecimento do CNC. Somente quando

    este caminho foi abandonado principalmente por ordem econmica, abriu-se para a

    pesquisa e o desenvolvimento do que seria o Comando Numrico.

    A partir da Segunda Guerra Mundial, surgiram mudanas na demanda e o

    desenvolvimento tecnolgico e a concorrncia internacional passaram a conduzir o

  • 18

    aparecimento de novos produtos em um ritmo muito maior, exigindo mudanas em

    projetos e inviabilizando a produo automtica, que era capaz de absorver apenas pequenas modificaes no projeto. Foi dentro deste contexto que surgiu o CNC.

    1.1 A primeira mquina CNC

    A necessidade de uma mquina capaz de fornecer um perfil preciso a uma pea

    usinada e produzi-la em srie sem grandes disparidades foi que culminou no

    desenvolvimento do Comando Numrico Computadorizado.

    A Fora Area dos Estados Unidos precisava de um novo sistema de controle

    com as caractersticas acima descritas para projetar suas aeronaves. A Corporao Parsons utilizava uma mesa de coordenadas para mover a mesa de uma fresadora

    nas direes longitudinal e transversal simultaneamente, ou seja, interpolao de eixos, com o auxilio de dois operadores. E, ento, a partir da idia de John Parsons, o

    Laboratrio de Servo-mecanismos do MIT (Massachusetts Institute of Technology) foi subcontratado, em 1949/1950, para projetar um novo sistema de controle de mquina com gerao de dados de posicionamento tridimensional da ferramenta a

    partir do perfil da pea para controlar a mquina; seria este um sistema aplicvel

    mquinas-ferramenta para controlar posio de seus fusos, de acordo com os dados

    fornecidos por um computador, idia, contudo, basicamente simples.

    Desse modo, a primeira fresadora com trs eixos de movimento simultneos,

    controlados por um novo tipo de sistema de controle, foi construda pelo MIT em

    1952. Ela recebeu o nome de Mquina de Controle Numrico (CN), foi fruto da reforma de uma fresadora vertical Cincinnati Hydrotel para receber a unidade de

    controle que usava vlvulas a vcuo e era muito volumosa, usava uma fita perfurada

    como sistema de armazenamento do programa de usinagem (figura 1), o qual consistia numa seqncia de instrues de mquina, elaborado por um cdigo

  • 19

    numrico, com a manufaturao das peas em uma velocidade maior e uma preciso

    e repetibilidade no posicionamento de trs a cinco vezes maior que a obtida em

    mquinas convencionais. Os gabaritos e a troca de elementos da mquina para

    usinar peas diferentes no se fazia mais necessrio, agora era suficiente alterar as

    instrues no programa e perfurar uma nova fita.

    Figura 1 - Exemplo da fita perfurada usada como sistema de armazenamento do programa de usinagem.

    Fonte: http:/ /hermes.ucs.br/ccet /demc/cacosta /Automacao_Industrial_V.pdf

    1.2 Difuso da tecnologia CNC

    Entre 1955 e 1957, a Fora Area Norte-Americana utilizou em suas oficinas

    mquinas CN, cujas idias foram apresentadas pela Parson Corporation. Nesta mesma poca, vrias empresas pesquisavam, isoladamente, o CN e sua Aplicao. O MIT,

    Massachssets Intstitute of Technology, tambm participou das pesquisas e apresentou um comando com entrada de dados atravs de fita magntica.

    A aplicao ainda no era significativa, pois faltava confiana, os custos eram

    altos e a experincia muito pequena. Da dcada de 60, foram desenvolvidos novos

    sistemas, mquinas foram especialmente projetadas para receberem o CN, e aumentou muito a aplicao no campo da metalurgia.

  • 20

    Este desenvolvimento chega a nossos dias satisfazendo os quesitos de

    confiana, experincia e viabilidade econmica.

    A histria no termina, mas abrem-se novas perspectivas de desenvolvimento,

    que deixam de envolver somente Mquinas Operatrizes de usinagem, entrando em

    novas reas. O desenvolvimento da eletrnica aliado ao grande processo da

    tecnologia mecnica garantem estas perspectivas de crescimento.

    Atualmente, as palavras Comando Numrico comeam a ser mais

    freqentemente entendidas como solues de problemas de usinagem,

    principalmente onde no se justifica o emprego de mquinas especiais. Em nosso pas, j se iniciou o emprego de mquinas com CN, em substituio aos controles convencionais.

    Do ponto de vista do hardware pode-se dizer que o Comando Numrico um

    equipamento eletrnico capaz de receber informaes atravs de entrada prpria de

    dados, compilar estas informaes e transmiti-las em forma de comando mquina

    ferramenta de modo que esta, sem a interveno do operador, realize as operaes

    na seqncia programada.

    Por outro lado, pode-se entender o Comando Numrico como uma forma de

    automao programvel, baseada em softwares compostos de smbolos, letras e nmeros.

    Para entender o princpio bsico de funcionamento de uma mquina-

    ferramenta a Comando Numrico, deve-se dividi-la, genericamente, em duas partes,

    sendo a primeira composta de uma unidade de assimilao de informaes,

    recebidas atravs da leitora de fitas, entrada manual de dados, micro e outros menos

    usuais e, a segunda, uma unidade calculadora, onde as informaes recebidas so

    processadas e retransmitidas s unidades motoras da mquina ferramenta. O circuito

    que integra a mquina-ferramenta ao CN denominado de interface, o qual ser

    programado de acordo com as caractersticas da mquina.

  • 21

    2 CARACTERSTICAS E APLICAES DO CNC

    As mquinas de controle numrico computacional possuem certas

    caractersticas prprias para seu funcionamento, para ela necessria a presena de

    um programa da pea para ser utilizada, a armazenagem do programa CNC na

    memria da mquina, a edio e modificao dos programas da pea, armazenagem

    de rotinas (ciclos e sub-programas) que podem ser subseqentemente utilizados por diferentes programas de peas; o CNC permite a compensao de dimetro da

    ferramenta, tem facilidade de comunicao com outros sistemas computacionais,

    permite a simulao do programa no visor da mquina, possui auto-diagnstico e

    permite o gerenciamento de informaes (Vc, S, F...). Devido s caractersticas acima descritas, o CNC possui diversas aplicaes

    industriais, sendo elas discutidas detalhadamente no Captulo IV, algumas das

    aplicaes possveis ao CNC so: usinagem, soldagem, corte (puncionadereiras, prensas, etc.), injeo de materiais, inspeo e medio, sistemas de montagem e manuseio de materiais dentre outros.

    2.1 Mquina CNC versus mquina convencional

    Existem certas diferenas entre a mquina CNC e as mquinas convencionais,

    que so de grande importncia na determinao da escolha da empresa por qual

    mquina optar.

    Uma das diferenas que, a mquina convencional depende da habilidade do

    operador, de modo que, para chegar dimenso final, h uma necessidade constante

    de medir a pea. Tambm depende do operador intervir para trocar a ferramenta e

    estabelecer seu pr-set, assim como a matria-prima necessita de ajuste. O tempo de

  • 22

    corte na mquina convencional tambm mais longo e h mudana nas definies

    de rotaes e avanos, repetibilidade e tolerncias, assim como no lead-time.

    Alm destas diferenas j ditas, h tambm as diferenas na constituio da mquina ferramenta, conforme se nota pela figura 2 e 3.

    Figura 2 - Constituintes de um torno convencional.

    Fonte: http:/ /www.faatesp.edu.br/publicacoes /CNC%20Aula5.pdf

    Figura 3 - Constituintes de um torno CNC.

    Fonte: http:/ /www.faatesp.edu.br/publicacoes /CNC%20Aula5.pdf

  • 23

    2.2 Mquina NC versus CNC versus DNC

    de grande importncia conhecer a diferena entre os diferentes tipos de controles numricos. Como j explicado anteriormente, o sistema NC (Numerical Control Controle Numrico) surgiu por volta de 1951, com enfoque principal no controle automtico dos movimentos de uma mquina-ferramenta, baseado num

    programa previamente definido.

    Ento, em aproximadamente 1965, surgiram os sistemas DNC (Direct Numerical Control Controle Numrico Direto), por serem criados depois dos sistemas NC, sua prioridade voltava-se ao uso de computadores com grande capacidade e velocidade

    para controlar vrias mquinas NC.

    O CNC (Computer Numerical Control Controle Numrico Computadorizado), o sistema atualmente mais utilizado, foi desenvolvido mais tarde, em torno de 1970, e

    envolve a utilizao da tecnologia de computadores conjuntamente com a mquina ferramenta. Com este sistema possvel fazer modificaes de programas nas

    mquinas, compensao de ferramentas, dentre outros.

    O contedo acima apresentado descreve as diferenas iniciais entre os sistemas

    NC, DNC e CNC; no entanto, com a utilizao cada vez maior dos sistemas CAD/CAM,

    e uma complexidade crescente das geometrias das peas, os programas CNC passam

    a ser gerados com milhares de pontos, o que se torna inconveniente do ponto de

    vista de armazenamento no comando da mquina CNC, devido a isso os sistemas

    DNC so implementados para melhor se adequar as necessidades.

    Atualmente, existem trs componentes tpicos em um DNC: o CNC (comando), um computador e, uma linha serial conectando os dois. Cada comando enviado do

    computador para o CNC, um por um, atravs da linha serial, que possui um tipo de

    armazenamento temporrio, pois envia um comando aps o outro sincronizado com

    o CNC, isso possvel observar-se na figura 4. Quando um comando inteiro recebido pelo CNC, ele processado e adicionado no Look-Ahead Buffer, o qual

  • 24

    absorve as paradas entre os comandos e movimentos do CNC, para evitar vibraes

    da mquina (de parada e entre cada movimento) implicando em um acabamento superficial de pior qualidade. Este processamento feito no Look-Ahead Buffer significa tanto executar ciclo fixo quanto compensao de radio e outros clculos para

    transformar o cdigo NC em movimentos de mquina. O CNC divide sua ateno

    entre usinar a pea e calcular o que ser executado em seguida.

    Figura 4 esquerda, sistema DNC atual com exemplo de ligao. direita, acima exemplo do processamento com Look-Ahead Buffer, abaixo, exemplo do mesmo processamento sem o

    Look-Ahead Buffer.

    Fonte: http:/ /hermes.ucs.br/ccet /demc/cacosta /Automacao_Industrial_V.pdf

    H muito mais para se tratar a respeito do sistema DNC atual, como os gargalos

    deste sistema, os protocolos que ele segue, suas vantagens e programaes, porm

    se este assunto fosse aprofundado, o foco seria distorcido e acabaria deixando-se de

    falar sobre o objetivo principal do trabalho, que CNC.

    2.3 Prs e Contras da Adoo do CNC

    Alguns dos prs para adoo do CNC so descritos abaixo:

  • 25

    Automao flexvel que pode ser adaptada para diferentes necessidades.

    Esta a maior vantagem das mquinas CNC em relao s mquinas

    automticas, controladas por cames e dispositivos mecnicos. As

    mquinas CNC podem ser rapidamente reprogramadas para realizar

    outro tipo de operao. Nas mquinas automticas, a reprogramao

    muito mais demorada e muito limitada devido necessidade de se

    mudarem os elementos mecnicos;

    Primeiro passo para manufatura flexvel.

    Usinagem de perfis complexos. As mquinas CNC realizam operaes

    tridimensionais (3D) de usinagem, que antes eram impossveis de se obter;

    Menor necessidade de controle de qualidade. Os custos com inspeo de

    peas so menores, devido preciso e repetibilidade. importante que a primeira pea produzida seja verificada cuidadosamente. Durante o processo, necessrio somente verificar o desgaste das ferramentas,

    que pode ocasionar desvios nas medidas desejadas; Melhoria da qualidade de usinagem. Estas mquinas possibilitam o

    controle da rotao e da velocidade de avano via programa, o que

    permite se obterem melhores acabamentos superficiais, especialmente

    no torneamento, em que o uso da velocidade de corte constante

    possvel;

    Produo com repetibilidade de tolerncias em dimenses e formas.

    Devido elevada repetibilidade das mquinas, possvel usinar muitas

    peas com as mesmas caractersticas dimensionais, sem desvios. Os

    componentes mecnicos (fusos de esferas recirculantes, guias lineares, rolamentos pr carregados, etc.) e o sistema de controle da mquina CNC possibilitam atingir preciso na faixa de milsimos de milmetro;

    A operao da mquina sobre as mos da gerncia;

  • 26

    Produo econmica de pequenos e mdios lotes;

    Menor tempo-morto, uniformidade na produo, mnimos tempos de

    usinagem, menos refugo e retrabalhos. Devido possibilidade de utilizar

    velocidades de posicionamento em vazio muito elevadas (acima de 10 m/min) e de fazer trocas automticas de ferramentas, os tempos mortos so minimizados e o tempo de usinagem mais curto;

    Permite respostas rpidas s mudanas de projeto e custos reduzidos de armazenamento. No passado, a economia de produo em massa

    requeria peas adicionais a serem produzidas e armazenadas como

    excedentes no armazm, para garantir peas de reposio. Isto porque

    era difcil reprogramar a produo de um tipo de pea quando o

    desenho era modificado. O armazenamento de material representa

    capital parado. As mquinas CNC so muito flexveis, tornando fcil e

    rpido reprogramar novo lote de produto, dispensando o

    armazenamento de grande quantidade de peas de reposio;

    Custos reduzidos de ferramental. As mquinas convencionais requerem

    gabaritos e fixaes especiais que so caros, levam muito tempo para

    serem fabricadas e so difceis de modificar. As mquinas CNC no

    precisam de gabaritos : o comando controla o percurso da ferramenta.

    As fixaes necessrias e as ferramentas de corte so simples.

    Modificaes no desenho da pea no implicam modificaes

    construtivas no ferramental, somente requerem alteraes no programa

    CNC;

    Reduo de custo com pessoas.

    No entanto, no so apenas estas as vantagens dos CNC, ele tambm possu

    bons motivos em relao pea para ser adotado, algumas delas j foram citadas mas so descritas abaixo:

    Peas processadas freqentemente em pequenos lotes;

  • 27

    A geometria das peas complexa;

    Tolerncias muito pequenas devem ser mantidas;

    Muitas operaes devem ser realizadas na pea em seu processamento;

    Grande quantidade de metal removida;

    Mudanas constantes na geometria da pea;

    Custos de erros/refugos muito altos;

    Peas que necessitem inspeo constante.

    H tambm limitaes para adoo do CNC, que seriam:

    Alto capital inicial investido. A fabricao com mquinas CNC requer

    investimentos considerveis de capital;

    Elevados custos de manuteno. Para garantir a preciso da usinagem,

    os elementos mecnicos devem ser mantidos em boas condies. O

    custo da manuteno mecnica preventiva dessas mquinas maior do

    que o das mquinas convencionais, por envolver elementos pneumticos

    e hidrulicos nos sistemas de troca de ferramentas e pallets, e os

    sistemas de lubrificao so especiais. Da mesma forma, o custo de

    manuteno dos componentes eletroeletrnicos tambm maior do que

    o das mquinas convencionais;

    Elevados custos de treinamentos e salrios. Devido s caractersticas das

    mquinas CNC, os custos de treinamento com

    programadores/operadores dessas mquinas bem como seus salrios

    so superiores aos custos envolvidos para mquinas convencionais;

    Facilidades de programao e planejamento e o treinamento e a qualificao de pessoal para utilizao do instrumento. A utilizao de

    mquinas CNC no se justifica, economicamente, para baixos nveis de produo. elevado o tempo investido na elaborao e depurao do programa, pr-ajuste das ferramentas e try-out da mquina.

  • 28

    3 CNC E OUTROS SETORES DA EMPRESA

    O CNC possui relao com diversos outros setores da empresa, conforme

    possvel observar-se na figura 5.

    Figura 5 - Relao do CNC com outros setores da empresa.

    Fonte: http:/ /hermes.ucs.br/ccet /demc/cacosta /Automacao_Industrial_V.pdf

    A relao do CNC com outros setores da empresa se inicia no projeto, pois ele permite um melhor dimensionamento e tolerncia de pea, bem como possibilita a

    identificao geomtrica e ferramental e possui cotas detalhadas. Quanto ao planejamento do processo e o CNC tambm possvel fazer uma analogia, pois a utilizao deste se d devido necessidade daquele planejar fixaes, ferramentas, condies de corte, e seqncias de processos adequados.

    Bem como o planejamento do processo, o planejamento da produo igualmente se beneficia com o uso do CNC, devido a tempos mais precisos, obtidos

    com seu uso, para mudanas de trabalhos, e melhor estimativa de custos. O controle

    de qualidade tem necessidade de planejar o controle de qualidade e adequar os

  • 29

    processos estatsticos de qualidade, at a integrao com mquinas CMM (Mquinas de Medio por Coordenadas) e a gerncia tem necessidade de conhecer a tecnologia CNC para poder lidar com os operadores das mquinas. A figura 6 ilustra

    a ligao dos setores da empresa com o sistema CNC.

    Figura 6 - Relao do CNC com os setores da empresa.

    Fonte: http:/ /hermes.ucs.br/ccet /demc/cacosta /Automacao_Industrial_V.pdf

  • 30

    CAPTULO II

    CONCEITOS CHAVES DE CNC

    Alguns conceitos so de extrema importncia para o estudo do sistema CNC,

    so eles: conhecer a mquina CNC (pela perspectiva do programador), os tipos de movimentos da mquina CNC, as formas de compensao da mquina CNC; a

    importncia do formato do programa CNC, os mtodos de programao CNC,

    conhecer a mquina CNC (perspectiva do operador), os modos de operao das mquinas CNC, a seqncia de operao das mquinas CNC, verificar a segurana

    nos programas CNC.

    Embora tais conceitos sejam explicados nos subtpicos abaixo, no so apenas eles de importncia, tambm fundamental conhecer os componentes de um

    ambiente CNC, que so: programa de instruo, unidade de controle da mquina,

    mquina ferramenta.

    Programa de instrues: um conjunto de informaes que determinaro as operaes/aes da mquina. interpretado pela Unidade de Controle da Mquina;

    Unidade de controle da mquina: so elementos de hardware/software que interpretam o programa de instrues, convertendo-o em aes

    mecnica na mquina ferramenta;

  • 31

    Mquina-ferramenta: responsvel pela realizao do trabalho til.

    Conjunto de instrues detalhado, passo-a-passo, que diz a mquina o que fazer;

    Movimentaes relativas entre a mesa da mquina e ferramenta de corte;

    Codificao formal Cdigo ISO (G): N, X, Y, Z, I, J, K, T, S, F, M, G, %,... (Ex: N10, G02, X42., Y0., Z20., F300, S4000, T2, M6);

    Informaes geomtricas: comandos relacionados com a movimentao

    da ferramenta para obteno da geometria da pea;

    Informaes tecnolgicas: comandos relacionados com as condies

    tecnolgicas de corte do material;

    Tipos de controle da mquina CNC: ponto-a-ponto, controle de posio

    linear e controle de posio contnuo.

    Outro conceito importante so os sistemas de controle, j que este ocorre quando um ou mais dispositivos interconectados trabalham juntos para automaticamente manter ou alterar a condio da mquina ferramenta, dentro de

    uma maneira prescrita. Como j conhecido, existem dois tipos de controle, controle em malha aberta e controle em malha fechada, ou seja, controle direto e indireto. Devido a problema como preciso, resoluo, repetibilidade, instabilidade e resposta,

    o controle em malha fechada se torna mais indicado, por corrigir seus erros ao longo

    do processo, conforme se v na figura 7.

  • 32

    Figura 7 - Controle aberto X Controle fechado. Acima, um diagrama de bloco do controle aberto cclico do eixo de ferramentas de uma mquina; abaixo, um diagrama de blocos de um sistema

    de controle fechado cclico do eixo de ferramentas da mquina.

    Fonte: http:/ /hermes.ucs.br/ccet /demc/cacosta /Automacao_Industrial_V.pdf

    Agora, ter incio a explicao dos tipos conceitos acima citados.

    1 MQUINAS-FERRAMENTA

    O projeto da mquina-ferramenta dever objetivar os recursos operacionais oferecidos pelo CN, quanto mais recursos oferecer, maior versatilidade.

    Algumas das principais caractersticas da mquina CNC so muito importantes

    de se conhecer, como sua configurao bsica igual de uma mquina convencional,

    o acionamento independente para os diferentes eixos, o acionamento para a rvore

    ferramenta, a troca automtica de ferramentas (gerenciamento), os dispositivos de fixao, o fluido de corte e a retirada automtica de cavacos. Tambm vale ver os

    princpios construtivos das mquinas de CNC, ou seja, os princpios de projetos como preciso, repetibilidade e confiabilidade , os avanos nas reas de estruturas,

    mecnica, sistemas de controle e sistemas auxiliares, as configuraes estruturais

    (forma fsica e externa) horizontal e vertical, o projeto estrutural (construo fsica)

  • 33

    em rigidez, deformaes trmicas e vibraes e, engrenagens/correias dentadas,

    fusos/esferas recirculantes, guias de cilindros recirculantes.

    1.1 Fuso com esferas recirculantes

    Durante a usinagem de peas nas mquinas operatrizes so realizados

    movimentos de peas, ferramentas e carros. O sistema de transmisso muito usado

    para este movimento o sistema de fuso e porca. O sistema fuso-porca convencional

    tem o inconveniente dos atritos significativos entre as roscas do parafuso e da porca

    que provocam uma toro no parafuso, incompatvel com as precises de usinagem

    requeridas, assim como um avano repentino (solavanco) a pequena velocidade (perodo de partida e para dos carros). A folga entre a rosca do parafuso e da porca tambm deve ser levada em

    considerao quando se inverte o sentido de deslocamento, sob pena de impreciso

    de cota at ruptura de ferramentas. Numa mquina convencional corrigi-se essa

    folga manualmente, mas numa mquina automtica, isso no possvel.

    As mquinas automticas devem poder realizar aceleraes e desaceleraes

    considerveis e rpidas, bem como deslocamentos regulares velocidades lentas, por

    isso os sistemas parafuso-porca clssicos (folga e atrito) so excludos dos sistemas de comando das mquinas CNC.

    Pelo motivo exposto acima, mesmo sendo onerosos, os sistemas parafuso-

    porca de esferas recirculantes so usados, isso permite transformar o atrito das

    roscas parafuso-porca num rolamento.

    A folga retirada utilizando-se porcas duplas reconciliveis por sistema de

    anis roscados e de calos espessura, podendo-se atingir uma alta e repetitiva

    preciso nos movimentos dos carros, como mostrados na figura 8 abaixo.

  • 34

    Figura 8 - Motor de acionamento dos fusos. O parafuso de esferas recirculantes se refere : 1-goteira de reciclagem de esferas; 2-porca; 3-parafuso; 4-esferas.

    Fonte: KONDRASOVAS, Demtrio. Princpios de automao, pneumtica, hidrulica e por CNC. So Paulo, 1993.(Apostila do Curso de Mecnica Geral,

    SENAI SP). 158p

    Em geral so utilizados motores de corrente contnua para o acionamento dos

    avanos, que so regulados por um circuito de potncia e podem acionar ou frear em

    ambas as direes de movimento.

    Os movimentos de avano devem ser realizados sem interferncia de foras

    atuantes, por exemplo, fora de corte, atrito esttico e etc. para isso os acionamentos

    desses movimentos devem ser rgidos.

    Os acionamentos do avano atendem as exigncias sobre uniformidade dos

    movimentos e da rapidez de reao na alterao das velocidades.

    So adotadas medidas de segurana eletrnica adicionais para evitar a sobrecarga do

    motor decorrente de:

    Gume de corte da ferramenta gasto;

    Picos de carga durante acelerao e a frenagem;

    Bloqueio do movimento do carro.

    Em mquinas CNC de concepo simples e menores exigncias de preciso

    tambm so utilizados motores passo a passo nos acionamentos de avano. Para

    usinagem em altas velocidades necessrio um elevado torque de partida e de

  • 35

    frenagem, no sendo possvel segurana no nmero exato de passos. Portanto sua

    aplicao restrita a pequenos torques.

    1.2 Motor de acionamento da rvore

    A rotao da pea nos tornos e a rotao da ferramenta na fresadoras

    realizada pela rvore principal. O acionamento da rvore realizado atravs de motor

    de corrente alternada ou corrente continua.

    Quando o acionamento feito por motor de corrente alternada, a seleo de rotaes feita por uma caixa de engrenagens. A gama de rotaes disponveis neste

    caso fica na dependncia do nmero de escalonamentos da caixa de engrenagens.

    As rvores principais das mquinas CNC so geralmente acionadas por

    motores de corrente continua, onde as rotaes podem ser realizadas sem

    escalonamentos e controladas atravs de um tacmetro. Neste caso pode-se utilizar

    qualquer rotao desejada dentro do campo de rotaes da mquina. Em alguns tipos de usinagem, quando necessrio atingir um torque favorvel ou modificar o

    campo de rotaes, pode existir no acionamento com motor de corrente continua

    uma caixa de engrenagens com 2,3 ou 4 escalonamentos, que esto presentes na

    figura 9.

    Figura 9 - rvore principal.

    Fonte: KONDRASOVAS, Demtrio. Princpios de automao, pneumtica, hidrulica e por CNC. So Paulo, 1993.(Apostila do Curso de Mecnica Geral, SENAI SP). 158p

  • 36

    1.3 Sistemas de medio

    A medio das posies dos carros pode ser direta ou indireta. Quando a medio for direta utiliza-se uma escala e um receptor/emissor que so fixados um

    no carro e outro no corpo da mquina. Imperfeies nos eixos e nos acionamentos

    no influenciam nos resultados das medies e transforma esta informao em sinal

    eltrico que enviada ao comando.

    Na medio indireta de posicionamento o curso do carro tomado pelo giro

    de um eixo de esferas recirculantes.

    Um sistema de medio rotativo registra o movimento de giro de um disco de

    impulso, que esta montado em um eixo de esferas recirculantes, mostrados na

    figuras 10.

    Figura 10 -A medio direta de posicionamento vista esquerda; direita, medio indireta de posicionamento.

    Fonte: KONDRASOVAS, Demtrio. Princpios de automao, pneumtica, hidrulica e por CNC. So Paulo, 1993.(Apostila do Curso de Mecnica Geral, SENAI SP). 158p

    O comando, levado em conta o passo do eixo de esferas recirculantes,

    transforma os impulsos de giro em deslocamento do carro.

    Ainda em funo dos tipos de escala adotada, diferencia-se a medio de

    posicionamento em absoluta ou incremental. Na medio absoluta, utilizada uma

    escala de medio codificada, que a cada momento mostra a exata posio do carro

  • 37

    com referncia ao ponto-zero da mquina ( o ponto-zero da mquina um ponto de referncia fixo na mesma.) Importante que o campo de leitura da escala de medio estende-se pelo

    campo total de trabalho. A codificao da escala de medio realizada em forma

    binria.

    Com isto, o comando pode em cada posio determinar um valor numrico

    correspondente. Na medio de posio incremental utilizada uma escala de

    medio com uma simples rgua graduada. Esta rgua composta de campos

    claros-escuros, que se movimentam pelo sistema de medio atravs do movimento

    de avano.

    O sistema de medio conta cada nmero de campos claros-escuros,

    calculando assim a posio atual do carro pela diferena em relao sua posio

    anterior. Para este procedimento de medio funcionar, aps ligar o comando, o

    carro deve ser conduzido a uma posio cuja distancia do ponto-zero da mquina conhecido. Esta posio chamada de ponto de referncia. Aps este

    procedimento, o sistema de medio pode ser utilizar a escala da rgua graduada

    para realizar as medies de posicionamento. A palavra absoluto em

    correspondncia medio de independente da condio da mquina e do

    comando, pois eles sempre se baseia em um ponto-zero fixo. A palavra incremental

    ( incremento = comprimentos iguais, pequenos percursos) significa, na medio de posicionamento de posicionamento, que so mesurveis os aumentos e diminuies

    dos comprimentos dos cursos de movimento. O comando conta para cada

    movimento o numero dos incrementos (por exemplo, traos divisrios), sendo que cada nova posio se diferencia da ultima. Esses sistemas de medio, normalmente

    eletro-indutivo ou tico, so de alta preciso, capazes de resistir ao ambiente

    industrial a s vibraes. Os tipos de sistemas, absoluto e incremental de medio

    podem ser vistos abaixo na figura 11.

  • 38

    Figura 11 - esquerda v-se um sistema absoluto de medio; direita, sistema incremental de medio.

    Fonte: KONDRASOVAS, Demtrio. Princpios de automao, pneumtica, hidrulica e por CNC. So Paulo, 1993.(Apostila do Curso de Mecnica Geral, SENAI SP). 158p

    1.4 Guias e barramento

    So elementos de vital importncia em uma mquina operatriz, pois

    determinam toda a preciso geomtrica da mquina. Cabe a eles a responsabilidade

    de deslocar os carros porta-ferramenta de forma precisa. Vrias formas de guias e

    barramentos foram utilizados, sempre visando reduzir o atrito e o desgaste. Com o

    evento das mquinas CNC, o problema complicou-se, pois, alem de reduzir o

    desgaste, o problema da inrcia tornou-se ponto crtico pelo efeito stick-slip que a

    tendncia a saltos que ocorrem em baixa velocidade de escorregamento, tanto em

    movimento translatrios como rotatrios. Em velocidades pequenas (5 a 20mm/min), a pelcula de leo lubrificante rompida e ocorre alto atrito esttico. Os elementos

    de transmisso so deformados elasticamente at que o atrito esttico seja superado. O carro avana ento rapidamente sob a ao das foras elsticas, restabelecendo-se

    o atrito cinemtico. O jogo pode repetir-se, tornando-se especialmente incomodo em baixas velocidades de posicionamento final ou em pontos de inverso de

    contornos. A escolha de materiais adequados, guias de plstico, ou aditivos no leo

    (bissulfeto de molibdnio) podem ajudar na soluo do problema. Outra soluo de guias de baixo atrito e reduzido desgaste, so guias de rolamento e guias

    hidrostticas. Abaixo vemos um exemplo de guia com roletes, na figura 12.

  • 39

    Figura 12 - Exemplo de guia com roletes.

    Fonte: KONDRASOVAS, Demtrio. Princpios de automao, pneumtica, hidrulica e por CNC. So Paulo, 1993.(Apostila do Curso de Mecnica Geral, SENAI SP). 158p

    Para amortecimento de vibraes so adotados barramentos de alta rigidez

    com enchimento de concreto ou areia do macho de fundio. No caso de tornos,

    muitos modelos foram projetados com barramento inclinado para facilitar a rpida eliminao dos cavacos, produzidos em elevado volume e altas temperaturas.

    1.5 Meios de fixao da pea de trabalho

    Os meios de fixao de peas nas mquinas operatrizes CNC podem ser

    acionados para abertura e fechamento atravs do programa CNC contido no

    comando da mquina. Nos tornos CNC em geral possvel programar os

    movimentos de abertura e fechamento das castanhas, assim como as diferentes

    presses de fixao, a castanha vista na figura abaixo.

    A escolha da presso deve ser feita de acordo com a rotao da rvore devido

    fora centrfuga nas castanhas. Essa compensao feita com aumento da presso

    a medida que aumenta-se a rotao, pois nas mquinas CNC trabalham

    freqentemente com rotaes muito altas. Devido a problemas de deformao das

    peas, nem sempre possvel aumentar-se a presso na pea a qualquer valor, por

  • 40

    isso so utilizadas placas com compensao de fora inercial. Estas so construdas

    de tal forma que a altas rotaes da placa, no se alterando atravs de influencia da

    fora centrifuga. Quando necessrio podem ser programados posicionamentos da contra prova, avano e retrocesso do mangote e luneta, visto a abaixo na figura 13.

    Figura 13 - A fixao de pea no torno vista a imagem do lado esquerdo; o contraponto e a luneta, direita.

    Fonte: KONDRASOVAS, Demtrio. Princpios de automao, pneumtica, hidrulica e por CNC. So Paulo, 1993.(Apostila do Curso de Mecnica Geral, SENAI SP). 158p

    1.6 Dispositivos de trocas de ferramentas

    Nos processos de usinagem so poucas as peas que podem ser usinadas sem

    a troca de ferramentas, como se procura realizar o maior numero de operaes

    possveis numa nica sujeio, o sistema de troca de ferramentas em mquinas CNC, por causa disso, vem cada vez mais sendo otimizado pelos fabricantes de mquinas.

    Nas mquinas CNC atuais a troca de ferramentas pode ser realizada

    manualmente ou automaticamente.

    Como nas fresadoras e nas furadeiras os assentos das ferramentas na rvore so

    de fcil acesso, a troca pode ser realizada manualmente.

    Os tornos e centros de usinagem possuem dispositivos de troca automtica de

    ferramentas, de concepes que se diferenciam em funo da quantidade de

    ferramnetas a serem usadas.

    Na troca automtica de ferramentas temos o revolver-ferramenta ou o

    magazine de ferramentas, que podem ser observados na figura 14 abaixo.

  • 41

    Figura 14 - direita, revlver-ferramenta ; direita, magazine ferramentas.

    Fonte: KONDRASOVAS, Demtrio. Princpios de automao, pneumtica, hidrulica e por CNC. So Paulo, 1993.(Apostila do Curso de Mecnica Geral, SENAI SP). 158p

    No sistema revolver, a troca realizada com o giro do mesmo, que

    comandado pelo programa CNC, at que a ferramenta desejada fique na posio de trabalho. No sistema magazine, de modo geral, a troca de ferramentas realizada

    por um brao com duas garras. O programa posiciona a prxima ferramenta do

    magazine que entrara em ao e interrompe a usinagem. O brao entra em ao

    tirando de um lado a nova ferramenta do magazine e do outro lado ferramenta que

    estava operando na rvore principal da mquina. As posies das ferramentas se

    invertem pelo giro de 180(graus) do brao, o qual logo aps introduz as ferramentas em seus lugares.

    Refrigerantes e transportadores de cavaco

    Como as mquinas CNC podem operar com altas velocidades de corte nas

    usinagens exigido que estas possuam um sistema de refrigerao para refrigerar,

    lubrificar e auxiliar na remoo de cavacos. Esses sistemas geralmente possibilitam

    trabalhar com dois valores de presso (alta e baixa presso), e alguns fabricantes ainda adotam para torneamento sistemas de ferramentas onde o fluido refrigerante

    conduzido atravs de canais no interior do porta ferramentas. Essas providencias

    melhoram muito a refrigerao no local de corte. Os sistemas das mangueiras

  • 42

    flexveis tambm muito usado, tanto em tornos, fresadoras e centro de usinagem.

    Devido as altas presses do fluido, as mquinas CNC so equipadas de modo geral

    com portas protetoras contra respingos as quais ainda aumentam a segurana do

    trabalho.

    A maioria das mquinas CNC podem ser equipadas com transportador

    automtico de cavacos. Embora opcional, o transportador, que pode ser acionado

    pelo programa de usinagem, fundamental quando o volume de cavaco produzido

    for grande. O transportador possibilita um trabalho contnuo sem a necessidade de

    interrupo da usinagem para retirada manual de cavacos.

    1.7 Sistema binrio

    Os dados em um comando CNC, como em todo computador, so designados

    por cdigos binrios. Isto significa que cada algarismo e letra que sejam introduzidos atravs do teclado so transformados pelo processador numa combinao Bit. Um

    Bit um impulso eletrnico, que pode ser Liga ou Desliga (0 ou 1). A importncia do sistema binrio para o CNC se prende ao fato de que os

    circuitos eletrnicos, que comandam as mquinas, operam em binrios.

    1.8 Mtodo de trabalho do processador

    O processador de um comando CNC constitudo por circuitos integrados

    semicondutores, que so representados pelos micro chips, chips ou CI. Os mais

    importantes so os microprocessadores e os de memria. Os dados inseridos pelo

    operador ou um outro meio, so arquivados na memria do processador. Os

    microprocessadores podem combinar estes dados dando origem a novos dados, que

  • 43

    podem ser utilizados para mais clculos ou serem armazenados em algum sistema.

    Estes microprocessadores so programveis e podem associar varias funes. O

    microprocessador processa os dados do programa, introduzido na memria pelo

    operados da mquina, e transfere mquina-ferramenta atravs de impulsos, os

    dados so compostos do programa CN, como por exemplo, dados de ferramentas, e

    permite ao operador corrigir, alterar os dados do programa. Quando a mquina-ferramenta recebe impulsos de comando por meio de operaes eletrnicas, feito

    ao mesmo tempo um teste para comprovar se o ponto atingido correspondente ao

    impulso emitido, (comparao desejado/ real). Este processo esta visualmente explicito na figura 15.

    Figura 15 - Mtodo de trabalho do processador (desejado \real).

    Fonte: KONDRASOVAS, Demtrio. Princpios de automao, pneumtica, hidrulica e por CNC. So Paulo, 1993.(Apostila do Curso de Mecnica Geral, SENAI SP). 158p

    2 TIPOS DE COMANDO

    Outro ponto importante a respeito da mquina CNC que se deve conhecer so

    os tipos de controle desta, que so basicamente trs: comando ponto-a-ponto

    (controle de posio), comando de percurso (controle de posio linear) e comando de trajetria (controle de posio contnuo).

    O tipo de comando encontrado numa mquina depender da aplicao a que

    ela se destina e do grau de sofisticao desejado.

  • 44

    O controle do tipo ponto-a-ponto, visto na figura 16 aplicado onde a

    mquina-ferramenta deve atingir uma posio especfica no menor tempo possvel,

    seu posicionamento deve se dar somente em pontos programados, com

    deslocamentos em avano rpido. Quando este controle utilizado, nenhuma operao executada at que o ponto seja atingido, no h necessidade de amortecimento e, o caminho de um ponto para o outro no importa, pois existem

    trs tipos bsicos de movimentos: eixo individual, linha reta, ngulo 45, e tais eixos

    no possuem velocidade controlada, de modo que este comando, embora seja o simples, garante o posicionamento segundo os eixos geomtricos da mquina dentro

    do intervalo de preciso e repetibilidade previstas. Os processo utilizados so tpicos,

    como furao, alargamento, mquinas de coordenadas para montagem (PCB`s) e outros, sendo algumas mquinas em que ele aplicado as furadeiras,

    mandrilhadoras, puncionadeiras.

    Figura 16 - Comando ponto-a-ponto.

    Fonte: KONDRASOVAS, Demtrio. Princpios de automao, pneumtica, hidrulica e por CNC. So Paulo, 1993.(Apostila do Curso de Mecnica Geral, SENAI SP). 158p

    Tratando-se do controle de linha reta, h necessidade de se controlar o avano,

    portanto existe controle do posicionamento dos eixos e a direo da ferramenta e

    avano de corte, alm do controle de velocidades dos eixos individuais mas no

    permite a combinao de movimentos em mais de uma direo simples, sendo eles

  • 45

    realizados apenas na direo longitudinal e transversal, uma por vez. O comando de

    percurso representa uma evoluo no comando ponto a ponto. Ele indicado apenas

    para usinagens paralelas aos eixos da mquina e pode ser visto na figura 17 No

    entanto, foi mais utilizado nos primeiros CNC`s.

    Figura 17 - Comandos de percurso.

    Fonte: KONDRASOVAS, Demtrio. Princpios de automao, pneumtica, hidrulica e por CNC. So Paulo, 1993.(Apostila do Curso de Mecnica Geral, SENAI SP). 158p

    Os sistemas NC mais complexos, flexveis e caros utilizam o controle contnuo

    (de contorno). Eles realizam, instante por instante, o controle de posio de ferramenta na trajetria compreendida entre dois pontos, sendo capazes de executar os dois tipos de operaes anteriores, alm de permitir o movimento e o controle

    simultneo da ferramenta em mais de um eixo, usa a interpolao, ou seja, a unio dos movimentos de eixos separados, linear, circular ou parablica, conforme visto na

    figura 18. O comando de trajetria garante o posicionamento exato e controla a trajetria e o avano da ferramenta, podendo os carros ter movimentos simultneos e perfeitamente conjugados, de modo que se obtenham quaisquer ngulos ou perfis circulares com qualquer raio como visto no exemplo da figura 19.

  • 46

    Figura 18 - Exemplo de interpolao de eixos separados: acima a interpolao linear, no centro a interpolao circular e abaixo, parablica.

    Fonte: http:/ /hermes.ucs.br/ccet /demc/cacosta /Automacao_Industrial_V.pdf

    Figura 19 - Comandos de trajetria.

    Fonte: KONDRASOVAS, Demtrio. Princpios de automao, pneumtica, hidrulica e por CNC. So Paulo, 1993.(Apostila do Curso de Mecnica Geral, SENAI SP). 158p

  • 47

    2.1 Comando de funes de mquina

    Assim como as funes geomtricas e deslocamentos, tambm devem ser

    comandadas, as funes relativas mquina, tais como fludo refrigerante, troca de

    ferramentas, velocidades de corte, etc. a quantidade e os tipos de funes dependem

    da mquina e do comando. Podem ser programadas como funes auxiliares as

    seguintes funes da mquina:

    Ligar rvore principal;

    Posicionar rvore principal;

    Ligar fluido refrigerante e programar presso;

    Manter velocidade de corte constante;

    Manter a velocidade de avano de usinagem constante;

    Mudar estao de ferramenta;

    Comandar ou ligar dispositivos auxiliares, tais como: dispositivo de troca

    automtica de peas, contraponta, luneta dispositivo de medio

    automtica, calha separadora, transportador de cavacos.

    2.2 Elementos de comando

    Os comandos CNC so constitudos por vrios elementos, a principal parte do

    comando CNC constituda pelo processador, que necessita de dois elementos de

    interfaceamento para que haja um vnculo entre o operador e a mquina, este interfaceamento para o operador constitudo por painis e vrios conectores de

    mdias removveis, para a mquina a interface constituda por um controlador

    lgico programvel (CLP), acionamento do avano dos eixos e um circuito de potncia, estes interfaceamentos podem ser vistos na figura 20.

  • 48

    Figura 20 - Elementos de comando CNC

    Fonte: KONDRASOVAS, Demtrio. Princpios de automao, pneumtica, hidrulica e por CNC. So Paulo, 1993.(Apostila do Curso de Mecnica Geral, SENAI SP). 158p

    3 CONHECENDO A MQUINA SOB A PERSPECTIVA DO OPERADOR

    A relao do operador com a mquina CNC pode ser bastante complexa em um

    primeiro momento. O contato direto do operador com a mquina CNC se d atravs

    de dois painis bsicos, o painel de controle e o painel da mquina.

    O painel de controle projetado e construdo pelo fabricante do controle, faz a manipulao de dados como um computador, ele possui entradas de programas para

    memria, edio e modificao e, tambm possui o offset das ferramentas para a posio dos eixos, diagnsticos e outros. Alguns dos botes encontrados no painel

    de controle da mquina so:

    Power (Liga/Desliga): normalmente existem 2 destes botes, sendo um para o comando (primeiro) e um para a mquina em si (depois);

    Teclas de visualizao do painel: mostram em que funo o operador da

    mquina quer operar;

    Boto de posio: permite acompanhar a posio da mquina;

  • 49

    Boto de programao: permite monitorar o programa ativo na memria

    do controle (usado para edio); Boto Offset: mostra e permite que os offset sejam manipulados; Teclas alfa-numricas: entrada de caracteres alfa-numricos (G, N, X, etc.) Tecla de entrada (Input): para entrada real de dados, ex. offset Tecla de controle do cursor (Control cursor): mostra o cursor na tela,

    indicando onde um dado seria colocado;

    Teclas de edio do programa: permitem a alterao de programas armazenas

    na memria da mquina;

    Boto de reset: normalmente serve para: quando editando um programa

    retornar o cursor para o incio do mesmo; limpar o lookahead buffer e parar a execuo de um programa; quando o alarme acionado, esta tecla cancelar o alarme.

    O painel da mquina projetado e concebido pelo fabricante da mquina, ele responsvel pelos ajustes fsicos da mquina, ou seja, o comportamento da mesma e, ativa as funes da mquina, tais como RPM, fludo de corte dentre outros. Alguns de

    seus botes so expressos abaixo:

    Mode Switch: o corao da mquina CNC. Primeiro comando a ser

    verificado antes de qualquer outra funo, e baseado nele que

    qualquer ao pode ser executada na mquina;

    Edit Mode: edio de programas CNC (editor de textos) Memory or Auto: permite a execuo do programa;

    Tape Mode: permite a execuo do programa via fita/externo;

    MDI (Manual Data Input) Mode: permite a entrada de dados atravs do teclado;

    Manual or Jog Mode: permite a mquina trabalhar como uma

    mquina manual (convencional) Cycle Button: ativa o programa atual na memria da mquina, colocando

    a mquina em ciclo automtico;

  • 50

    Feed Hold: para, temporariamente, o avano dos eixos da mquina

    (tryouts). Pode ser reativado com o cycle start. Todos os outros comandos da mquina permanecero executando.

    Feed Rate Override: permite controlar o avano durante a execuo de

    movimentos com avano programado (incrementos de 10%). No tem aes sobre movimentos rpidos;

    Feed Transverse Override: atua sobre o avano rpido. Normalmente vem

    de suas formas: on/off (quando on atua em 25% do valor G00), e em 4 posies (5, 25, 50 e 100%).

    Emergency Stop: corta toda energia da mquina, mantendo, normalmente, a

    energia do controle.

    Conditional Switches: normalmente do tipo on/off:

    Dry Run: permite o controle do movimento de avano (novos programas);

    Single Block: fora a mquina a executar um comando (bloco) por vez, parando no final de cada bloco;

    Machine Lock: trava os eixos da mquina quanto ao movimento.

    Todos os outros comando continuam funcionando;

    Optional Block Skip: usado em conjunto com a /. Quando ativado ele ignora as linhas de comando que iniciem com a /;

    Optional Stop: quando ativado e detecta o cdigo M01, faz uma

    parada. Continua com o comando cycle start.

    3.1 Painis de comando

    Conforme os diferentes fabricantes de mquinas CNC, os painis diferem muito

    entre si, mesmo assim se pode destacar os elementos bsicos em grupos conforme:

  • 51

    Vdeo/display: o painel pode estar equipado com um vdeo ou um

    display e diferentes lmpadas sinalizadoras para fornecer ao usurio as

    seguintes informaes:

    Descrio das informaes do programa CN e lista de todos os

    programas CN memorizados.

    Descrio das ferramentas memorizadas, suas medidas, valores de

    correo e, eventualmente, o tempo de utilizao.

    Descrio dos parmetros da mquina, tais como mxima rotao

    da rvore, mximo avano.

    Descrio das posies atuais da ferramenta durante a usinagem,

    a sentena atua do programa CN durante a usinagem, avano

    rotao etc.

    Descrio grfica da pea programa da usinagem, dos

    deslocamentos e das ferramentas, sendo que os comandos

    modernos podem simular a usinagem da pea.

    Elementos operacionais: estes elementos permitem executar todas as

    funes necessrias ao controle e funcionamento da mquina, os casos

    mais simples so as chaves liga/desliga para funes simples como

    ligar/desligar rvore principal. Durante a preparao e a ajustagem da mquina os deslocamentos dos carros na direo dos eixos, pode ser

    realizado com as teclas, manipuladores ou uma manopla eletrnica. Os

    elementos operacionais para funes da mquina so normalmente

    descritos com smbolos conforme DIN 30600 e 24900, os exemplos esto

    na figura 21:

  • 52

    Figura 21 - Exemplos de smbolos.

    Fonte: KONDRASOVAS, Demtrio. Princpios de automao, pneumtica, hidrulica e por CNC. So Paulo, 1993.(Apostila do Curso de Mecnica Geral, SENAI SP). 158p

    Elementos operacionais de programao: para a programao existe no

    painel grupos de teclas para introduo de dados teclas para funes CN

    e as teclas para funes de clculo. Os teclados para entrada de dados

    podem ser alfa-numrico, atravs do qual pode ser introduzido o texto

    do programa CN, e podem tambm ser representados conforme mostras

    as imagens da figura 22 seguinte.

    Figura 22 - Smbolos e elementos operacionais de programao.

    Fonte: KONDRASOVAS, Demtrio. Princpios de automao, pneumtica, hidrulica e por CNC. So Paulo, 1993.(Apostila do Curso de Mecnica Geral, SENAI SP). 158p

  • 53

    Aparelhos auxiliares externos: um programa CN depois de inserido na

    memria do comando atravs de digitao deve ser arquivado (salvo), pois esta digitao relativamente morosa e susceptvel a erros. O

    armazenamento do programa pode ser feito de vrias maneiras, como

    fita perfurada, fita magntica disquetes (que so meios obsoletos atualmente), que foram substitudos por comunicaes em rede com outros computadores e cartes de memria, como pode ser visto abaixo

    na figura 23 comparativa.

    Figura 23 - Transmisso de dados por diferentes sistemas de amazenamento.

    Fonte: KONDRASOVAS, Demtrio. Princpios de automao, pneumtica, hidrulica e por CNC. So Paulo, 1993.(Apostila do Curso de Mecnica Geral, SENAI SP). 158p

  • 54

    4 COMANDO DE INTERFACEAMENTO, COMANDO DOS EIXOS E

    CIRCUITO DE POTNCIA

    O processador de um comando CNC no executa diretamente as funes da

    mquina-ferramenta. Por isso, para transformar os impulsos entre o processador e a

    mquina, necessrio um sistema intermedirio, composto de um comando para

    eixos, bem como de um circuito de potncia.

    O comando de interfaceamento tem a finalidade de transformar os impulsos

    do comando CNC para as funes respectivas da mquina, de tal forma que todas as

    condies necessrias da mquina, relativas ao impulso, sejam em considerao. Por exemplo: o comando CNC manda o impulso Ligar acionamento do eixo

    X. O comando de interfaceamento testa, ento, se algumas condies necessrias

    esto satisfeitos, tais como:

    Pea fixada?

    Porta da mquina fechada?

    Manivela mecnica no acionada?

    leo do agregado hidrulico com presso?

    Quando todas as condies esto satisfeitas, o acionamento pode ento ser liberado, sendo necessrio, no entanto, que outras funes da mquina sejam ativadas, alm disso, determinadas funes no devem ser ativadas simultaneamente.

    O comando dos eixos tem a funo de facilitar a combinao entre o sistema

    de medio e o acionamento dos eixos

    O circuito de potncia tem a finalidade de ampliar e elevar a potncia dos

    impulsos eltricos, pois os impulsos do comando de interfaceamento possuem pouca

    potncia eltrica, que no suficiente para acionar os motores, vlvulas, etc.

  • 55

    Num sistema com poucas funes, pode ser usado at um computador de

    mesa para as funes de clculo que trabalhe com um comando CNC. Entre esse

    computador e a mquina deve haver um aparelho intermedirio, que transforme os

    dados de clculo em impulsos de comando.

    A tcnica digital faz parte destes elementos com combinaes E, OU e

    comparativas, bem como as mais diferentes formas de emprego do circuito fechado

    de regulagem, como pode ser visto na figura 24 abaixo:

    1. O processador calcula o trecho a ser percorrido e informa a um

    computador binrio.

    2. O comparador aciona o motor e este atravs do eixo, movimenta o carro.

    3. Cada mudana de posio do carro, informada ao comparador atravs

    de um sistema de medio.

    4. O comparador compara a posio real do carro com a posio desejada (programada). Caso a posio desejada ainda no tenha sido atingida, o motor permanece em movimento. Quando for atingida a referida posio, o comparador envia um sinal de sada ao motor, e este para

    imediatamente.

    5. Atravs de uma nova informao emitida pelo processador, ento

    reiniciado o processo.

    Figura 24 - Esquema de funcionamento do posicionamento de um eixo.

    Fonte: KONDRASOVAS, Demtrio. Princpios de automao, pneumtica, hidrulica e por CNC. So Paulo, 1993.(Apostila do Curso de Mecnica Geral, SENAI SP). 158p

  • 56

    5 MODOS DE OPERAO DA MQUINA CNC

    Existem trs tipos principais de modos de operao da mquina: o manual

    mode, o manual data imput mode e o program operation mode.

    O manual mode (mode manual) comporta-se como uma mquina manual ou convencional. As posies fsicas na chave do comando para este modo so manual

    or jog, handwheel e refernce return. O operador pode pressionar botes de comando, que implicar numa resposta imediata da mquina.

    O manual data input mode, ou modo de entrada de dados manual, possui duas

    posies, a posio de edio e a posio de entrada de dados. A primeira, a posio

    de edio, usada para entrada e modificao de programa, ela trabalha com um

    editor de textos, permite entrar com novos programas na memria do comando e

    modificar alguns comandos existentes, assim como permite usar trs funes bsicas

    de edio: inserir, alterar e apagar, alm de copiar/colar, encontrar/substituir, etc.. A

    outra, posio de entrada de dados, usada para a entrada e execuo dos

    programas, quase tudo pode ser feito neste modo na mquina CNC; basicamente, o

    operador escreve o comando e executa atravs deste modo a medida que ele

    includo; no h disponibilidade de verificao antes de executar o comando.

    O program operation mode modo de operao do programa o modo

    utilizado para realmente executar o programa, ele possui duas posies possveis:

    memory or auto (automtico) e, tape (fita). A posio automtica usada para executar o programa da memria do comando, de modo que somente um programa

    estar ativo, ou seja, aquele que executar quando o cycle start for ativado; neste modo, enquanto o programa est sendo executado, o operador poder ver o curor

    do mesmo movimentando0se na tela. Quanto a posio tape, ela usada quando o programa muito extenso, assim ele pode ser executado fora da mquina;

  • 57

    atualmente, define-se este parmetro associado a porta de comunicao da mquina,

    suas limitaes so quanto a visualizao e modificaes.

    6 SEQNCIA CHAVE DE OPERAO DA MQUINA

    Para operadores experientes de mquinas CNC, operar uma mquina CNC

    bem mais do que seguir uma srie de procedimentos bsicos. Entretanto, sempre

    conveniente quer cada mquina CNC possua um manual de procedimentos bsicos,

    para facilitar a familiarizao dos operadores com estes tipos de mquinas. Alguns

    tipos mais comuns de seqenciais so: seqncia manual, seqncia MDI, seqncia

    de carregar e salvar programas, seqncia de editar e mostrar programas, seqncia

    de setup e, seqncia de executar o programa.

    A seqncia manual exposta abaixo:

    To start machine (ligar a mquina) To do a manual reference return (fazer um retorno manual de referncia) To manually start spindle (iniciar manualmente o fuso) To manually jog axes (movimentar os eixos manualmente) To use the handwheel to cause axis motion (usar o volante para fazer o

    movimento dos eixos) To manually load tools into spindle (carregar as ferramentas manualmente

    no fuso) To manually load tools into magazine (carregar manualmente as

    ferramentas no magazine) To manually turn on coolant (ligar manualmente o refrigerador) To make axis displays read zero or any number (fazer o display dos eixos

    ler zero ou qualquer nmero)

  • 58

    To enter tool offsets (length and radius) (entrar nos offsets das ferramentas)

    To manually turn on mirror image (ligar manualmente a imagem espelhada)

    To manually select inch or metric mode (selecionar manualmente o sistema de medidas em polegadas ou metro).

    A seqncia MDI se refere aos itens seguintes:

    To use MDI to change tools (usar o MDI para mudar as ferrametnas) To use MDI to turn on spindle (usar o MDI para ligar o fuso) To use MDI to do a reference return (usar o MDI para adicionar um

    retorno de referncia) To use MDI to move axes (usar o MDI para mover os eixos).

    Se tratando da seqncia de carregar e salvar programas, a ordem seguida :

    To load programs into memory by tape (carregar os programas da fita para a memria)

    To load programs into memory by RS-232 port (carregar os programas para a memria da porta RS-232)

    To load programs into memory through keyboard (carregar os programas para a memria atravs do teclado)

    To punch programs from memory to tape punch or computer (buscar os programas da memria para buscas na fita ou computador).

    Agora, mostra-se a seqncia de editar e mostrar programas:

    To display a directory of the programs in memory (mostrar um diretrio dos progamas na memria)

    To delete a whole program from memory (deletar todo o programa da memria)

    To search other programs in memory (procurar outro programa na memria)

  • 59

    To search to words inside a program (procurar palavras dentro do programa)

    To alter words in memory (alterar palavras na memria) To delete words and commands in memory (deletar palavras e

    commandos na memria) To insert words and com mands in memory (inserir palavras e commandos

    na memria). Abaixo, a seqncia de setup:

    To measure program zero positions (medir posies de zero do programa) To measure tool length information (medir informao do comprimento

    da ferramenta). E, por final, a seqncia de executar o programa

    To verify programs (verificar os programas) To run verified programs in production (executar os programas verificados

    na produo) To run from the beginning of any tool (executar desde o comeo todas as

    ferramentas).

  • 60

    CAPTULO III

    PROGRAMAO

    As mquinas quando equipadas com comando, estes so quase que

    exclusivamente comandos com sistema CNC. A diferena entre CN e CNC est no

    fato de que o comando CNC (Comando Numrico Computadorizado) poder memorizar a programa, processar os dados contidos nele e emitir os impulsos

    correspondentes a medida que forem necessrios para cada instante. O comando CN

    (Comando Numrico) no computadorizado e por isso no podendo memorizar os dados, necessita leitura de mdia de armazenamento a cada ciclo de trabalho,

    exigindo ainda que a ajustagem da mquina seja a mesma de quando foi elaborado o programa. Como este comando o operador no pode modificar o programa,

    podendo somente inici-lo e interromp-lo. As medidas de fixao e os

    comprimentos das ferramentas so levados em conta no programa, sendo necessria

    a anotao dos mesmos nas folhas de preparao da mquina. J o sistema CNC

    possibilita ao operador alm de iniciar e interromper o programa CN, programar,

    introduzir e corrigir diretamente no comando. Os comprimentos d