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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
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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
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2008
Anotaes
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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.
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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
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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.
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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
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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.
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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;
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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:
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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
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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
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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.
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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
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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;
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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)
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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)
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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