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SIMULADOR DE PROGRAMAS DE TORNO CNC

MANUAL DO USUÁRIO

- Versão 1.67 -

Porto Alegre

1998

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SIMULADOR DE PROGRAMAS DE TORNO CNC: MANUAL DO

USUÁRIO - Versão 1.67

SENAI-RS, 1998

Trabalho elaborado por técnicos do Núcleo de Informática Educacional, sob orientação,

coordenação e supervisão da Gerência de Desenvolvimento Educacional do Departamento

Regional do SENAI-RS.

2ª edição,1998

Coordenação Geral Paulo Fernando Presser DITEC

Coordenação do Projeto Mary E. A. de Jesus DITEC/GDE

Coordenação Técnica Fernando Schirmbeck DITEC/GDE-NIEd

Elaboração e Digitação Fernando Schirmbeck DITEC/GDE-NIEd

Colaboração Nilo Guimarães CT Mecatrônica

Janer Esteves DITEC/GDE-NIEd

Revisão Lingüística Regina M. Recktenwald DITEC/GAT

Produção Gráfica CFP SENAI de Artes Gráficas Henrique D’Ávila Bertaso

S 491 SENAI. RS. Simulador de programas de torno

CNC: manual do usuário; versão 1.67.

Porto Alegre, Gerência de Desenvolvimento

Educacional/Núcleo de Informática Educacional,

1998. 26p. il.

1. Torno - Sistema automatizado I. Título

CDU - 621.941:681.323

SENAI - Departamento Regional do Rio Grande do Sul

91140-000 - Av. Assis Brasil, 8450 - Porto Alegre, RS

Tel.: (051) 347-8835 Fax: 347-8813 Telex: 2727 SNAI

SENAI - Instituição mantida e administrada pela Indústria.

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SUMÁRIO

APRESENTAÇÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1 - INSTALAÇÃO DO SOFTWARE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 - DESCRIÇÃO DA INTERFACE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 - CONFIGURAÇÕES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1 - EIXOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.2 - PEÇA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.3 - COORDENADAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.4 - REVÓLVER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.5 - MÁQUINA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 - HABILIDADE INICIANTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5 - HABILIDADE INTERMEDIÁRIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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APRESENTAÇÃO

O Simulador de Programas de Torno CNC está sendo desenvolvido no

SENAI-RS pela Gerência de Desenvolvimento Educacional - Núcleo de

Informática Educacional, em parceria com as Unidades Operacionais, dentro de

um projeto de Pesquisa e Desenvolvimento em Informática Educacional, que

visa produzir softwares e/ou hardwares educacionais através da simplificação,

simulação ou emulação das tecnologias de produção.

Atualmente, os esforços para desenvolvimento de softwares estão concentrados

na idéia de simulação das tecnologias de produção, onde se enquadra o

Simulador de Programas de Torno CNC, pois permite aos alunos vivenciarem

experiências que se situam entre a manipulação abstrata de conceitos e

estratégias e a manipulação direta dos elementos com que se defrontam na

prática, por exemplo, de torneamento em máquinas CNC, criando um ambiente

que facilita a articulação entre o conceitual e o concreto dos alunos. Outro

ponto importante é que a ênfase didática está na possibilidade de reflexão dos

conceitos e estratégias sobre uma ação (solução de um problema ou programa

CNC) pelos alunos, realizada através da descrição do programa na linguagem

CNC no simulador e dos resultados apresentados na execução do programa

CNC pelo computador. Caso o resultado não esteja certo, o aluno deverá

depurar o seu programa até a sua correta execução, isto é, depuração do seu

próprio conhecimento.

O presente manual explica a forma de instalação, a interface gráfica e os

recursos do simulador. Apresenta, também exemplos de programas CNC.

Alguns dos recursos disponíveis são:

- execução: passo a passo, voltar ao passo anterior, executar até a linha X,

executar a partir da linha Y e outros;

- apresentação dos comandos Miscelaneas no Painel CNC;

- variação na velocidade de simulação;

- apresentação do tempo de usinagem;

- apresentação do estado atual do sistema de coordenadas;

- apresentação tridimensional da usinagem da peça em qualquer momento;

- outros.

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1 - INSTALAÇÃO DO SOFTWARE

A configuração mínima para rodar o Simulador de Programas de Torno CNC é

a seguinte:

- PC486;

- 8 Mbytes de RAM

- Placa de vídeo SVGA (1 Mbytes)

- Windows 3.11.

Antes de iniciar a instalação deste software educacional, é necessário configurar

o computador para a resolução de vídeo 800 x 600, com, no mínimo, 256 cores.

Esta alteração pode ser realizada utilizando-se os discos do Windows ou do

software que acompanha a placa de vídeo, tipo Setres, que são geralmente mais

rápidos.

Figura 1 - Programa Torno no Gerenciador de Programas

A instalação do Simulador de Programas de Torno CNC - Versão 1.60 é

realizada automaticamente através do Gerenciador de Arquivos, quando se

seleciona a opção Executar e o arquivo Setup.exe no drive onde está o disquete

que contém este software. O usuário pode escolher o diretório onde será

armazenado o programa no winchester.

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Concluída a instalação deste software, cria-se no Gerenciador de Programas um

Grupo chamado Torno, onde então os ícones do programa executável e helps,

conforme a Figura 1. Para iniciar a execução, clica-se duas vezes no ícone da

chave de boca, que tem escrita embaixo a palavra Torno, no Gerenciador de

Programas.

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2 - DESCRIÇÃO DA INTERFACE

A Figura 2 apresenta a interface gráfica básica deste Simulador, identificando

com letras cada um de seus componentes, os quais são descritos a seguir.

a) Barra de título: apresenta o nome do software, a versão e o nome do arquivo

que está sendo trabalhado.

b) Barra do menu principal: composta pela opção Arquivo e Ajuda.

c) Barra de ferramentas para acesso rápido:

Novo arquivo: inicia um novo programa na habilidade selecionada.

Carregar arquivo: serve para carregar um arquivo existente.

Salvar arquivo: serve para salvar um programa de CNC num

arquivo.

Renomear arquivo: serve para trocar o nome de arquivos com

programas CNC, que altera simultaneamente o nome do arquivo de

configuração deste programa.

Apagar arquivo: serve para apagar arquivos com programas CNC,

apagando simultaneamente o arquivo de configuração deste

programa.

Imprimir: utilizado para impressão das linhas do programa de Torno

CNC em uso no software.

Sair: serve para sair do software e retornar ao Windows.

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a b c d e f g h i

j k l

Figura 2 - Interface básica do Simulador

Visualização 3D: apresenta a visualização tridimensional das peças

em usinagem em qualquer parte do programa.

Permite escolher uma habilidade específica para trabalhar os

conhecimentos de programação de Torno CNC. As habilidades

são as seguintes:

- Iniciante: serve para trabalhar os conhecimentos de geometria e

sistemas de coordenadas (I e K; X e Z; X em Diâmetro ou Raio)

através dos comandos básicos G0, G1, G2 e G3.

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- Intermediário: serve para trabalhar os conhecimentos de

usingem de peças em Torno CNC através da grade (Figura 2,

letra j), um comando G por linha de programa.

- Avançado: serve para trabalhar os conhecimentos de

programação avançada (sub-rotinas) em Torno CNC.

Configuração: utilizado na definição dos dados de configuração do

Torno CNC, como sistemas de eixos e coordenadas, dimensões da

peça, composição das ferramentas do revólver e outros.

Visualização Meio-Corte: Pressionando este botão será apresentada

a visualização da usinagem da peça em meio-corte e meia-vista,

sempre a partir da primeira linha. Pressionando novamente este

botão retornará a visualização da usinagem da

peça normal, mas retornando a primeira linha.

Aciona um help (manual) que explica os comandos CNC

disponíveis neste software.

d) Representação gráfica bidimensional: nesta área são simulados

graficamente os resultados dos programas CNC desenvolvidos pelos usuários

e, na parte superior, as coordenadas da ponta da ferramenta.

e) Controles: servem para comandar a forma de apresentação da simulação do

programa de Torno CNC. São eles:

Executa linha por linha o programa, sem interrupção. Cada

vez que este botão é pressionado, muda o nome e a função,

passando a assumir a do botão Pause.

Interrompe a execução do programa depois do término da

execução da linha de comando que está sendo simulada. Cada

vez que este botão é pressionado, muda o nome e a função,

passando a assumir a do botão Play.

Executa somente um passo ou linha do programa a cada vez

que é pressionado.

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Retorna ao estado da linha anterior a linha executada,

somente uma linha atrás.

Retorna ao estado da linha armazenada pelo botão Marca.

Para retornar ao estado da linha inicial, linha 1, retira-se a

marca clicando no botão Marca; depois clica-se no botão

Reset.

Cria uma marca na linha executada, neste momento, pelo

programa. Posteriormente, quando pressionando o botão

Reset, o programa retornará ao estado da linha onde foi

colocada a marca. Para retirar a marca da linha, basta clicar

novamente no botão Marca.

Permite que seja especificada uma linha do programa até

onde será realizada a simulação, que é acionada pelo botão

Play.

Amplia a área de representação gráfica da simulação (d).

Elimina a parte de edição de linhas no programa ( j),

permitindo somente a leitura de uma linha de cada vez.

A primeira pressão no botão Grid coloca uma malha

retangular na área de representação gráfica (d). A segunda

pressão retira esta malha, que somente está disponível na

habilidade Iniciante.

f) Painel CNC: nesta área são colocados os ícones que especificam algum

comando de funcionamento do Torno CNC de difícil representação na

simulação. Normalmente são os comandos Miscelâneas.

g) Velocidade de Simulação: permite a variação na velocidade de simulação dos

eventos executados pelo programa, sendo o normal a maior velocidade

possível de simulação.

h) Tempo de Usinagem: apresenta o tempo de usinagem de cada linha de

comando e o tempo acumulado de usinagem da peça, exceto para a habilidade

Iniciante.

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i) Estado Atual: mostra em que sistema de coordenadas está sendo elaborada

cada linha de comando do programa, ou seja, apresenta: I e K e X e Z em

incremental ou absoluto; X em diâmetro ou raio.

j) Editor de Linhas: permite a edição de linhas de comandos de programas CNC,

seguindo os dados solicitados pelas colunas para cada linha.

Para inserção ou remoção de uma linha de comando, basta clicar na coluna N

na linha onde será inserida, que aparecerá a janela de diálogo mostrada na

Figura 3.

Figura 3 - Janela de inserção ou remoção de linha

Se na edição de linhas do programa CNC estiverem em branco as colunas de

X, Z, F, S e T, os valores assumidos serão da linha anterior no sistema de

coordenadas absolutas; no sistema de coordenadas incrementais, os valores

serão nulos.

k) Linha atual: apresenta a linha do programa que será executado e os seus

parâmetros de usinagem(F, S, T e Comprimento e Diâmetro da peça).

l) Montador: possibilita ver a listagem do programa por linha sem as colunas,

como se fossem escritas com todos os parâmetros.

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3 - CONFIGURAÇÕES

A configuração deste software é similar ao Setup de uma máquina de Torno

CNC, sendo acionada através do ícone de ferramentas da Barra de Ferramentas

de acesso rápido (Capítulo 2: item c). A Figura 4 apresenta as opções desta

configuração, dispostas como um fichário. Ao se clicar sobre as palavras, a ficha

é ativada, ou seja, vem para a frente, permitindo a modificação dos dados.

Quando se fecha a configuração com a opção OK, o programa retorna para a

linha 1 e ao estado inicial. Para armazenar a configuração do setup é criado um

arquivo com extensão cfg ao se salvar num arquivo o programa CNC (extensão

cn2).

Figura 4 - Configurações para o Programa e Torno CNC

3.1 - EIXOS

A ficha Eixos permite que seja selecionado o tipo de Torno CNC em que será

realizado o trabalho, que pode ser:

a) ferramenta à frente do centro e

b) ferramenta atrás do centro.

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3.2 - PEÇA

Esta ficha permite modificar as dimensões da peça (comprimento e diâmetro), o

tipo de material e as dimensões da castanha de fixação da peça. As medidas são

em milímetros.

3.3 - COORDENADAS

Esta ficha permite que sejam selecionados ou definidos alguns parâmetros do

Torno CNC:

a) Tipo de comando:

- I e K incrementais ou

- I e K vinculados a G90 e G91.

b) Tipo de Ciclo:

- I em raio ou medida (milímetros)

- I vinculado a G20 ou G21.

c) Mudança no ponto-zero da peça é feita através do G53 a G59 e G92. O valor

de X deve ser dado em raio e a unidade de medida é milímetro.

3.4 - REVÓLVER

Para cada programa podem ser utilizadas, no máximo, oito ferramentas, que

devem ser colocadas no revólver no momento da definição das configurações,

conforme a Figura 4. O revólver vem preenchido com oito ferramentas, que

podem ser alteradas ou redimensionadas através da opção Troca, que as

remeterá para o Almoxarifado das Ferramentas, conforme mostra a Figura 5.

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a b c

Figura 5 - Almoxarifado de Ferramentas

O Almoxarifado permite a construção de ferramentas de desbaste, rosca,

abertura de canais e furação, com, no máximo, 12 de cada, e o armazenamento

destas 48 ferramentas em arquivo. Cada mudança realizada no almoxarifado

deve ser armazenada em arquivo (vide Figura 5 - carregar: letra a; salvar: letra

b) pois, se isto não for realizado, será perdida a referência das alterações nas

execuções posteriores deste programa CNC. Atualmente o programa carrega as

ferramentas do Almoxarifado através do arquivo Almox1.amx, que está

localizado no diretório especificado para a instalação do software.

Deve-se ter cuidado com o armazenamento dos novos arquivos criados para o

Almoxarifado de Ferramentas e utilizados na composição do Revólver, 8 (oito)

ferramentas, em cada programa CNC, pois devem estar disponíveis quando

forem carregados os arquivos destes programas. Sugere-se que sejam

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armazenados no mesmo diretório e/ou disquete os arquivos dos almoxarifados e

dos programas.

Na Figura 4 está selecionada uma ferramenta de desbaste à direita e externa

para troca ou redimensionamento. Pressionando a opção Troca, aciona-se o

Almoxarifado na posição e com os dados desta ferramenta, conforme a Figura 5.

Todas as ferramentas foram cotadas com, no máximo, 5 cotas (A,B, C, D e E),

dois ângulos (Alpha e Beta), sentido à direita ou à esquerda e posição externa ou

interna, sendo a cotagem explicada no Help (letra c).

Para facilitar a criação e/ou alteração nas ferramentas dos almoxarifados,

apresenta-se nas Figuras 6, 7, 8 e 9 a forma de cotagem destas ferramentas.

Figura 6 - Cotagem da ferramenta de desbaste

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Figura 7 - Cotagem da ferramenta de roscar

Figura 8 - Cotagem da ferramenta de furar

Figura 9 - Cotagem da ferramenta de abrir canais

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3.5 - MÁQUINA

Esta ficha permite que sejam definidos ou alterados os parâmetros da máquina

de CNC:

a) Ponto de Referência da Máquina (Ponto de Início da Ferramenta): serve para

a aferição e para o controle do sistema de medição dos movimentos do carro e

das ferramentas. As coordenadas do ponto de referência em relação ao ponto-

zero da máquina de determinado Torno CNC possuem sempre o mesmo valor

conhecido. O valor de X é dado em milímetros, equivalente à entrada deste

dado em raio.

b) Velocidade de avanço em G0.

c) RPM máximo e mínimo do torno CNC.

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4 - HABILIDADE INICIANTE

Esta habilidade permite que se trabalhe com os conhecimentos de geometria e

do sistema de coordenadas, especificamente os que seguem.

a) I e K incrementais ou vinculados G90 e G91;

b) X em Diâmetro ou Raio;

c) comandos básicos: G0, G1, G2, G3, G20, G21, G53 à G59, G90 e G91;

d) todas as medidas são em milímetros.

Para armazenar os programas são criados dois arquivos um para o programa

CNC (extensão .cn2), visível, e outro para a configuração do setup (extensão

.cfg), invisível.

O exemplo descrito na Figura 9 é para Torno com ferramenta à frente do centro,

utilizando I e K vinculados a G90 (absoluto), X em raio e G54 com X = 0 e

Z=125, resultando no desenho da Figura 10.

N1 G90

N2 G21

N3 G54

N4 G0 X0 Z2

N5 G1 X0 Z0

N6 G1 X25 Z-12.5

N7 G1 X50

N8 G1 Z-25

N9 G2 X75 Z-50 I75 K-25

N10 G3 X100 Z-75 I75 K-75

N11 G2 X112.5 Z-87.5 I112.5 K-75

N12 G1 Z-100

N13 G3 X100 Z-112.5 I100 K-100

Figura 10 - Exemplo e resultado do programa

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Na instalação deste software, foram copiados 6 (seis) arquivos, com exemplos

de programas na habilidade iniciante, que traçam o mesmo perfil, com variação

apenas dos parâmetros do sistema de coordenadas I, K, X e Z e do tipo de X em

diâmetro ou raio.

Os arquivos são os seguintes:

a) Exe1-ini.cn2: - I e K em coordenadas absolutas

- X e Z em coordenadas absolutas

- X em raio

b) Exe2-ini.cn2: - I e K em coordenadas incrementais

- X e Z em coordenadas incrementais

- X em raio

c) Exe3-ini.cn2: - I e K em coordenadas incrementais

- X e Z em coordenadas absoluta

- X em raio

d) Exe4-ini.cn2: - I e K em coordenadas absolutas

- X e Z em coordenadas absolutas

- X em raio

e) Exe5-ini.cn2: - I e K em coordenadas incrementais

- X e Z em coordenadas incrementais

- X em raio

f) Exe6-ini.cn2: - I e K em coordenadas incrementais

- X e Z em coordenadas absoluta

- X em raio.

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5 - HABILIDADE INTERMEDIÁRIA

Esta habilidade permite que sejam trabalhados os conhecimentos de usingem de

peças em torno CNC através da edição de programas na grade, sendo um

comando G por linha de programa. (Vide Figura 2 letra j).

Para armazenar os programas são criados dois arquivos um para o programa

CNC (extensão .cn2), visível, e outro para a configuração do setup (extensão

.cfg), invisível.

Na primeira linha precisam ser definidos F, S e T, para possibilitar a execução

do programa.

Os recursos desta habilidade foram explicados nos itens 2 e 3. Cabe ainda

ressaltar os comandos que podem ser utilizados nos programas, que são:

a) I e K incrementais ou vinculados G90 e G91

b) X em Diâmetro ou Raio

c) Comandos Geométricos:

G0 - Deslocamento rápido para aproximação

G1 - Avanço de trabalho retilíneo

G2 - Interpolação circular

G3 - Interpolação circular

G20 - Coordenadas X em diâmetro

G21 - Coordenadas X em raio

G53 - Elimina deslocamento do ponto-zero da peça

G54 - Deslocamento do ponto-zero da peça (1)

G55 - Deslocamento do ponto-zero da peça (2)

G56 - Elimina deslocamento do ponto-zero da peça

G57 - Deslocamento do ponto-zero da peça (3)

G58 - Deslocamento do ponto-zero da peça (4)

G59 - Deslocamento do ponto-zero da peça (5)

G80 - Apaga o ciclo

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G81 - Ciclo de desbaste longitudinal

G82 - Ciclo de desbaste transversal

G83 - Ciclo de furação

G87 - Ciclo para raios

G88 - Ciclo para chanfros

G90 - Sistema de medidas absolutas

G91 - Sistema de medidas incrementais

G92 - Deslocamento aditivo programado do ponto-zero (6)

G95 - Avanço em mm/rot

G96 - Velocidade de corte constante

d) Comandos tecnológicos:

F - Avanço de trabalho

G - Função (condição de trajetória)

I - Parâmetro de interpolação ou passo de rosca paralelo ao

eixo X

J - Parâmetro de interpolação ou passo de rosca paralelo

ao eixo Y

K - Parâmetro de interpolação ou passo de rosca paralelo

ao eixo Z

M - Função auxiliar

N - Número de linha programa

S - Rotação da árvore principal

T - Ferramenta

X - Movimento no sentido do eixo X

Y - Movimento no sentido do eixo Y

Z - Movimento no sentido do eixo Z

e) Funções auxiliares "M":

M00 - Parada programada

M01 - Parada escolhida

M02 - Fim de programa

M03 - Rotação da árvore à direita

M04 - Rotação da árvore à esquerda

M05 - Desliga a árvore o mais rápido possível

M06 - Parada da árvore para troca de ferramenta

M08 - Liga refrigeração número 1

M09 - Desliga refrigeração

M13 - Rotação à direita com refrigeração

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M14 - Rotação à esquerda com refrigeração

M30 - Fim do programa, retorna ao início.

f) Todas as medidas são em milímetros.

A seguir, apresenta-se um exemplo de programa nesta habilidade para Torno

com ferramenta à frente do centro, com os seguintes parâmetros:

a) I e K vinculados a G90 (absoluto)

b) X em raio e G54 com X = 0 e Z=60

c) Ponto de início da ferramenta X=78 e Z=78

d) Peça: Comprimento = 60 e Diâmetro = 30

e) Castanha com todas as dimensões igual a 10.

O resultado do programa é apresentado na Figura 11. As linhas de comandos

deste programa são:

N1 G54 F0.2 S500 T1

N2 G90

N3 G21

N4 G0 X13 Z2

N5 G1 X13 Z-30

N6 G2 X15 Z-32 I15 K-30

N7 G0 X16 Z-32

N8 G0 X16 Z2

N9 G0 X11 Z2

N10 G1 X11 Z-30

N11 G2 X15 Z-34 I15 K-30

N12 G0 X16 Z-34

N13 G0 X16 Z2

N14 G0 X10 Z2

N15 G1 X10 Z-30

N16 G2 X15 Z-35 I15 K-30

N17 G0 X16 Z-35

N18 G0 X16 Z2

N19 G0 X8 Z2

N20 G1 X6 Z-20

N21 G1 X10 Z-30

N22 G0 X12 Z-30

N23 G0 X12 Z2

N24 G0 X6 Z2

N25 G1 X8 Z-15

N26 G1 X9 Z-15

N27 G0 X9 Z0

N28 G1 X0 Z0

N29 G3 X6 Z-6 I0 K-6

N30 G0 X20 Z10

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Figura 11 - Representação do resultado do programa

Na instalação deste software foram copiados 5 (cinco) arquivos com exemplos

de programas na habilidade intermediária, que utilizam diferentes comandos

geométricos para realizar a usinagem de peças. Os arquivos são os seguintes:

a) Exe1-int.cn2: - I e K em coordenadas absolutas

- X e Z em coordenadas absolutas e X em diâmetro

- Comandos geométricos: G0, G1, G2, G20, G54, G81, G87 e

G90.

b) Exe2-int.cn2: - I e K em coordenadas absolutas

- X e Z em coordenadas absolutas e X em raio

- Comandos geométricos: G0, G1, G2, G3, G21, G54 e G90.

c) Exe3-int.cn2: - I e K em coordenadas incrementais

- X e Z em coordenadas absolutas e X em diâmetro

- Comandos geométricos: G0, G1, G2, G31, G54 , G81, G88,

G90 e G96

- Troca de ferramenta para rosca: M6 e G96.

d) Exe4-int.cn2: - I e K em coordenadas incrementais

- X e Z em coordenadas absolutas e X em diâmetro

- Comandos geométricos: G0, G1, G54, G83 e G96

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- Troca de ferramenta para furação: M6 e G96.

e) Exe5-int.cn2: - I e K em coordenadas incrementais

- X e Z em coordenadas absolutas e X em diâmetro

- Comandos geométricos: G0, G1, G2,G3, G54, G81.

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