Livro FIC Miolo_Programação, Preparação e Operação de Centro de Usinagem CNC

5.4.3 Painel remoto O Painel Remoto é utilizado para movimentar manualmente os eixos da máquina. Botão emergência Seletor de eixo Seletor de avanço 5. Magazine ou Trocador automático de ferramentas (X, Y, Z ou 4) É usado para selecionar o avanço É usado para selecionar o eixo por pulso da manivela eletrônica. desejado através da manivela x1-0.001mm/pulso eletrônica. x10-0.01mm/pulso x100-0.1mm/pulso Botão de segurança Deve ser pressionado simultâneamente ao giro da manivela quando se deseja efetuar um movimento. Manivela eletrônica É usado para movimentar os eixos manualmente. Figura 5.8 – Painel remoto. Fonte: Manual de instruções e serviços Romi. 5.4.4 Transportador de cavacos A maioria das máquinas a CNC podem ser equipadas com transportador automático de cavacos. Embora seja um acessório opcional, o transportador, que pode ser acionado pelo programa de usinagem, é fundamental quando o volume de cavaco produzido for grande. O transportador possibilita um trabalho contínuo sem necessidade de interrupção da usi- nagem para retirada manual de cavacos. Figura 5.9 – Transportador de cavacos do tipo esteira. 51 Fonte: http://www.dieckmann.com.br/produto/transportador-de-cavacos-e-pecas-esteira-articulada/ - 26/12/2017-13:23.



SISTEMA DE 6 COORDENADAS Chama-se sistema de coordenadas, no plano cartesiano ou espaço cartesiano, um esque- ma reticulado necessário para especificar pontos num determinado “espaço” com dimen- sões. Este nome refere-se ao matemático francês Rene Descartes. Com este sistema é possível localizar qualquer ponto num determinado espaço, conside- rando uma referência e utilizando valores de distâncias para isto. Outra aplicação bastante conhecida é a localização de pontos no GPS (Global Position System). Nas máquinas a CNC, todos os percursos a serem realizados pelas ferramentas de corte respeitam este sistema cartesiano de coordenadas. 6.1 ORIGEM As dimensões da peça são transmitidas ao comando da máquina com o auxílio do siste- ma de coordenadas, utilizando os planos cartesianos. Para que a máquina possa trabalhar com as posições especificadas, estas têm que ser declaradas em um sistema de referência, que corresponde aos sentidos dos movimentos dos carros (eixos X,Y,Z). Utiliza-se para este fim o sistema de coordenadas cartesianas. Z+ X- Y+ Y- X+ Z- Figura 6.1 – Origens e quadrantes do sistema cartesiano. O sistema de coordenadas da máquina é formado por todos os eixos existentes fisica- mente na máquina. 6.2 REGRA DA MÃO DIREITA 53 É fácil identificar os movimentos dos eixos rotativos, ou seja, o sentido e a direção destes eixos. Para isso, basta utilizar a regra da mão direita, que funciona do seguinte modo: a mão é posicionada como se estivesse fazendo “positivo”, considerando que o eixo linear sobre o qual gira o eixo rotativo passa paralelo por dentro da mão, como se a mesma segurasse o eixo e o polegar indicasse o sentido que este eixo aumenta positivamente.

PROGRAMAÇÃO, PREPARAÇÃO E OPERAÇÃO DE CENTRO DE USINAGEM CNCEntão o eixo rotativo gira acompanhando os outros quatro dedos também no sentido positivo, conforme desenho abaixo. A posição do sistema de coordenadas em relação a máquina depende do tipo de máquina. As direções dos eixos seguem a chamada “regra da mão direita”. Y+ Z+ X+ Figura 6.2 – Regra da mão direita. +Z +Y +X +Z +X +Y Quando estamos diante da máquina o dedo médio representa o eixo da ferramenta, então temos: • O polegar a direção X+ • O dedo indicador a direção Y+ • O dedo médio a direção Z+ Figura 6.3 – Direção dos eixos. 54

6.3 EIXOS No centro de usinagem a CNC é necessária a representação espacial da peça. Para isso, o sistema de coordenadas utilizado compõe-se de três eixos (X, Y, Z), cujo ponto de intersec- ção corresponde à origem, ou seja, o ponto zero do sistema, que geralmente é definido em um canto da peça, por meio do qual, serão tomadas as medidas dimensionais. Z+ Y+ C+ B+ X+ 6. Sistema de coordenadas A+ Figura 6.4 – Eixos rotativos e complementares. O sinal positivo ou negativo introduzido na dimensão a ser programada é dado pelo qua- drante, onde a ferramenta está situada: Y+ X–/Y+ X+/Y+ X– X+ X–/Y– X+/Y– Y– Figura 6.5 – Quadrantes. 55

Nas fresadoras normalmente encontramos três eixos de avanço, ou seja, “X”, “Y” e “Z”, correspondendo em geral a dois eixos que compõem a árvore principal. Nas fresadoras em que a mesa é fixa, a árvore principal se movimenta nos três eixos. Eixo árvore PROGRAMAÇÃO, PREPARAÇÃO E OPERAÇÃO DE CENTRO DE USINAGEM CNC Fresa Peça Mesa Figura 6.6 – Origem de coordenadas. 6.4 COORDENADAS ABSOLUTAS No sistema de coordenadas absolutas as posições dos eixos, sempre tem como referên- cia uma mesma origem denominada zero peça. PONTO EXEMPLO: EIXO Y EIXO X 1 35 2 20 22 3 42 10 4 -25 -35 5 -30 -45 15 Figura 6.7 – Coordenadas absolutas. 56

6.5 COORDENADAS INCREMENTAIS No sistema de coordenadas incrementais as posições dos eixos, tem como referência sempre a última posição programada. PONTO EXEMPLO: EIXO Y 6. Sistema de coordenadas EIXO X 1 35 2 20 -13 3 22 -12 4 -67 -45 5 -5 -10 45 Figura 6.8 – Coordenadas incrementais. 57



Cateto menor INTRODUÇÃO À 7 TRIGONOMETRIA O termo trigonometria deriva das palavras gregas que significam “triângulo e medir”. Sabemos que o CNC se movimenta por meio de coordenadas programadas em eixos dis- tintos e como estamos falando de torneamento, temos dois X e Z que são acompanhados de um valor numérico, como já vimos em alguns exemplos, mas pode acontecer de não termos algumas dessas coordenadas no desenho, sendo assim o cálculo é inevitável e em muitos casos temos que aplicar a trigonometria. As fórmulas que veremos em seguida servirão como resolução de vários problemas que aparecem no dia-a-dia de quem trabalha na indústria, lembrando também que em um teste teórico, quando se concorre a vagas dentro de uma empresa, são aplicados cálculos trigo- nométricos. Então temos outros motivos para estar por dentro do assunto. Para podermos aplicar a trigonometria, precisamos de uma figura geométrica muito co- nhecida, o triângulo retângulo. Então temos: Hipotenusa Cateto maior Figura 7.1 – Triângulo retângulo. 59

PROGRAMAÇÃO, PREPARAÇÃO E OPERAÇÃO DE CENTRO DE USINAGEM CNC Para efetuar qualquer tipo de cálculo em um triângulo, precisamos de pelo menos duas dimensões para que se calcule uma terceira. 7.1 TEOREMA DE PITÁGORAS No triângulo apresentado podemos calcular, caso haja necessidade, um lado oculto des- de que tenhamos as dimensões dos outros dois por meio do teorema de Pitágoras com o qual provou-se que a soma do quadrado dos catetos é igual ao quadrado da hipotenusa. Então temos a equação: c – Hipotenusa b – Cateto maior a – Cateto menor Figura 7.2 – Teorema de Pitágoras. Podemos também utilizar os valores dos ângulos e até calculá-los utilizando fórmulas trigonométricas que veremos em seguida: 60 Figura 7.3 – Aplicando o teorema de Pitágoras.

7.2 FÓRMULAS BÁSICAS 5S.e2nFoódromâunlagsuBloá=sicacsahtieptoFoitgeuornapu6o1ss–atAoplicandcPoaootdTeeetoomremooapsocsatlocuoluaraohâipnogtuelnou, soa. CSToaesnnTeCgoaneoondnndotgeoseâeâdnnnnoggtuoueâllonoddg==ooulcocââaha=nntitepheggtocitpootauucoetaotllnaeetoopudtenoosjtau==osaacstodoeajpccnaotaaccesettahteenotittteepootooaatPPaoPoeddouudooonjjjpdddaaaaoueeecoccchmmmesseeainpaooottnntoesssoetttteocccoeenaaauaulllcccdasuuujaalllhaaaPoaP.cirrrepdouonoooojddttoaeeâââee.nnnnccmmugggeasuuunallltooooo.et,,,ssetooooccocccaaaaaaulltttccdeeeatttuujoooahllooaacippreproonooossttttooââeenn.ngguuusllaoo.,, o cateto o cateto oposto 7.3 EXEExMemPplLoOs dSe cDálcEulCosÁLCULOS Calcular X e Y Dados: DCaadlcXous=la:r?X(ceaYt.eto oposto) 7. Introdução à trigonometria X ==Y?? =((hca?ipteo(htteoinpouposotase)ton)usa) Y AngA. n= g30. =(t3g0.0o.5(7tg7). 0.577) Cat.Caadtj.. =ad65j. = 65 Figura 7F.4igu–raC6á2l–cuCláolc.ulo Para calcular os valores ocultos, temos duas opções de fórmulas: Para cal••culCCaoormmoasa avapaplliliccoaarççeããsoooddacoutaclontsgoeesnn,otetetetemrreemomsoosdsouo avvaasllooorrpooçccuõulltetooseedmmexyfó((chraimpteottuoelnoaupsso:as)t,o)e.ntão as fórmulas de • Com• a aPsepitnáloigcoearaçsãfoicadmaftoarandgoepnrtimeetierorecámlcoulso opovranlãoorteorcemultdoadeoms suxfi(ccieantteesto. oposto). • Com a aplicação do coseno teremos o valor oculto em y (hipotenusa), então as fórmu- élPapAiostpsádrsginíevoceísrlpaeciosanlpcofoiucdelaaermmtaomsfobarépamlicdaaorhdippuoaritsemnfóuersmiaruo.lacsá. Vlcaumloospcoalrcunlaãroprtimereeirmamdenatedoo scastuetfoicoipeonsttoe,sle. mbrando que • A princípio podemos aplicar duas fórmulas. Vamos calcular primeiramente o cateto opos- to, lembrando que é possível calcular também a hipotenusa. 7.4 CATETO OPOSTO Substituindo, teremos: cateto oposto Tangente do ângulo5=1 cateto adjacente Substituindo, teremos: Tg. 30 X 1 = 65 0.577 X 1 = 65 X = 37.527 61

PROGRAMAÇÃO, PREPARAÇÃO E OPERAÇÃO DE CENTRO DE USINAGEM CNC Agora que já sabemos o valor X (cateto oposto), vamos notar que para calcular Y teremos mais opções em fórmulas. Como já sabemos mais uma dimensão do triângulo proposto, ou seja, o cateto oposto, au- mentam as possibilidades de cálculos para a hipotenusa. Por isso teremos três opções e se a tivéssemos calculado em primeiro lugar, as opções para o cateto oposto seriam as mesmas. Vamos calcular a hipotenusa usando as três opções que temos, deste modo provaremos também que o processo trigonométrico é perfeito e independente de que fórmula venha a ser utilizada, os resultados devem ser iguais. 7.5 HIPOTENUSA Primeira opção cateto oposto Seno do ângulo = hipotenusa 37.527 Seno 300 = Y 0.5 = 37.527 Y= Y 37.527 0.5 Y = 75.055 Segunda opção cateto adjacente Conseno do ângulo = hipotenusa Conseno 300 = 65 Y Y= 65 Y = 75.055 0.866 Terceira opção com aplicação de Pitágoras a2 = b2 + c2 substituindo, teremos: Y2 = (65)2 + (37.527)2 Y2 = 4225 + 1408.275 Y2 = 5633.275 Y = √5633.275 Y = 75.055 Nota: Por meio das três opções de cálculos, não só descobrimos as dimensões desconhecidas 62 do triângulo proposto, como provamos que os processos trigonométricos são perfeitos.

Em seguida veremos alguns exemplos que são comuns no dia-a-dia de quem atua o seg- 7. Introdução à trigonometria mento não só de CNC, mas na metalmecânica em geral. Utilizando-se das razões trigonométricas podemos determinar qualquer medida desco- nhecida em uma figura plana. 7.6 EXEMPLOS DE APLICAÇÕES Exemplo 1: Calcular a diagonal “X” de um quadrado de lado 25 mm. Figura 7.5 – Cálculo 1. Exemplo 2: Calcular a base menor “X” do trapézio abaixo. Figura 7.6 – Cálculo 2. Exemplo 3: Dada a o diâmetro da circunferência inscrita na figura abaixo, Calcular o diâmetro “X” da circunferência inscrita na figura. Figura 7.7 – Cálculo 3. Quando for necessário fazer vários cálculos para encontrar valor desconhecido, isso acu- mula erros de aproximação e nos conduz a encontrar resultados com erro de aproximação. Neste capítulo fizemos uma reciclagem da trigonometria com exemplos aplicativos e dicas para loca- 63 lização de triangulos e se seguirmos estas dicas teremos maior facilidade para alcançar os resultados.



PROGRAMAÇÃO 8 CONVENCIONAL 8.1 ESTRUTURA DO PROGRAMA Para se programar uma máquina a CNC, seja um torno a CNC ou um Centro de Usinagem a CNC, uma sequência lógica de programação deverá ser respeitada. Cabeçalho do Informa ao comando CNC informações Coordenadas absolutas ou incrementais, mm programa básicas de como está baseado o programa. ou polegadas, plano de trabalho, avanço em mm/rot. ou mm/min são algumas informações Posicionamento de Como não sabemos o atual posicionamento contidas no cabeçalho. segurança – 1 antes de começar a usinagem, garantimos Normalmente este posicionamento de com este posicionamento de segurança que segurança é para uma posição bem distante Troca de nenhuma colisão irá ocorrer. da peça. ferramentas – 1 Coloca a ferramenta desejada na posição de trabalho. O processo lógico de fabricação já deverá Contorno da estar preparado para que seja possível usinagem – 1 Contém todo o caminho a ser percorrido pela finalizar a peça. Posicionamento de ferramenta – 1. Realizar o contorno utilizando os códigos segurança – 2 Como não sabemos o atual posicionamento adequados de programação. antes de começar a usinagem, garantimos Normalmente este posicionamento de Troca de com este posicionamento de segurança que segurança é para uma posição bem distante ferramentas – 2 nenhuma colisão irá ocorrer. da peça. Coloca a ferramenta desejada na posição de Contorno da trabalho. O processo lógico de fabricação já deverá usinagem – 2 estar preparado para que seja possível Posicionamento de Contém todo o caminho a ser percorrido pela finalizar a peça. segurança – n ferramenta – 1. Realizar o contorno utilizando os códigos Como não sabemos o atual posicionamento adequados de programação. Troca de antes de começar a usinagem, garantimos Normalmente este posicionamento de ferramentas – n com este posicionamento de segurança que segurança é para uma posição bem distante nenhuma colisão irá ocorrer. da peça. Contorno da Coloca a ferramenta desejada na posição de usinagem – n trabalho. O processo lógico de fabricação já deverá Posicionamento de estar preparado para que seja possível segurança Contém todo o caminho a ser percorrido pela finalizar a peça. ferramenta – n. Realizar o contorno utilizando os códigos Fim de programa Como não sabemos o atual posicionamento adequados de programação. antes de começar a usinagem, garantimos Normalmente este posicionamento de com este posicionamento de segurança que segurança é para uma posição bem distante nenhuma colisão irá ocorrer. da peça. 8.2 FUNÇÕES DE PROGRAMAÇÃO 8.2.1 Preparatórias 65 Os dados são informados ao sistema CNC na forma de programa de usinagem. É com- posto por um conjunto de códigos alfanuméricos. O código G é um dentre estes códigos e é também chamado de funções preparatórias.

PROGRAMAÇÃO, PREPARAÇÃO E OPERAÇÃO DE CENTRO DE USINAGEM CNC Os códigos G tomam parte ativa na execução de programas da operação da máquina e são programados pela letra G, seguida de dois dígitos como, por exemplo: G02. Eles são sempre programados no início do bloco e descrevem o tipo de movimento da máquina, o tipo de interpolação, o tipo de dimensionamento, as funções relacionadas com tempo e a ativação de determinadas condições de funcionamento dentro do programa. As ações de códigos G podem ser: 8.2.2 Modais e não modais Modal: códigos G, uma vez programados, permanecerão ativos até que outro código G do mesmo grupo seja programado. Não modal: código G que permanece ativo apenas no bloco em que está programado. Códigos G que estão ativos após ligar o comando ou finalizar o programa são chamados co- mandos pré-ativados. Eles não precisam ser programados a menos que sejam substituídos por um código G do mesmo grupo. CÓDIGO DESCRIÇÃO CENTRO DE USINAGEM CNC TIPO PRÉ ATIVADA FANUC SIEMENS G00 G00 Interpolação linear com avanço rápido Modal G01 G01 Interpolação linear com avanço programado Modal Sim G02 G02 Interpolação circular horária Modal G03 G03 Interpolação circular anti-horária Modal G04 G04 Tempo de espera Não modal G17 G17 Plano de trabalho Modal Sim para o centro XY de usinagem vertical G18 G18 Plano de trabalho Modal Sim para centro de XZ usinagem horizontal G19 G19 Plano de trabalho Modal YZ G20 G70 Medidas em mm Modal Sim G21 G71 Medidas em polegada Modal G28 Retorna eixos à posição de referência Não modal G40 G40 Cancela compensação de raios de ferramenta Modal Sim G41 G41 Compensação de raio de ferramenta à esquerda Modal G42 G42 Compensação de raio de ferramenta à direita Modal G53 G53 Ponto zero-máquina Não modal G54 a G59 Ponto zero-peça Modal G80 MCALL Cancela ciclos fixos Modal G81 CYCLE81 Ciclo para furo de centro Modal G83 CYCLE83 Ciclo para furos profundos Modal G85 CYCLE85 Ciclo de alargamento Modal G90 G90 Coordenadas absolutas Modal Sim G91 G91 Coordenadas incrementais Modal G92 Limite de rotação Modal G94 G94 Avanço em mm/min. Modal Sim para o centro de usinagem G95 G95 Avanço em mm/rot. Modal Atenção: Sim para o torno a CNC G96 Velocidade de corte Modal constante G97 Rotação constante Modal G98 MCALL Chamada de sub-programa Modal 66 G99 Fim de sub-programa Modal

8.2.3 Função G 90 – Aplicação: Programação em coordenadas absolutas Esta função prepara a máquina para executar operações em coordenadas absolutas ten- do uma pré origem pré-fixada para a programação. A função G90 é MODAL. 8.2.4 Função G 91 – Aplicação: Programação em coordenadas incrementais Esta função prepara a máquina para executar operações em coordenadasincrementais. Assim, todas as medidas são feitas através da distância a se deslocar. A função G91 é MODAL. FORMATO 8. Programação convencional N… G01 X… Y… Z… F… Movimentação em linha reta na taxa de avanço programada. Exemplo G90 absoluto N… G94 … N20 G01 X40 Y20.1 F500 G91 incremental N… G94 F500 … N20 G01 X20 Y-25,9 Figura 8.1 – Função G91. 8.2.5 Funções G 20 / G 70 – Aplicação: Sistema de unidade polegada Um bloco (G20 / G70) no início do programa instrui o controle para usar valores em pole- gadas para movimentos dos eixos, avanços, planos de rápido e correções. A função (G20 / G70) é MODAL. 8.2.6 Funções G 21 / G 71 – Aplicação: Sistema de unidade milímetro Um bloco (G21 / G71) no início do programa instrui o controle para usar valores em milí- metros para movimentos dos eixos, avanços, planos de rápido e correções. A função (G21 / G71) é MODAL. 8.2.7 Função G 60 – Aplicação: posicionamento exato (Siemens) 67 Esta função é utilizada para executar movimentos exatos, como, por exemplo, cantos vi- vos. Com isso a cada movimento executado, o comando gera uma pequena parada dos ei- xos envolvidos nestes movimentos (default). Esta função é modal e cancela a função G64.

PROGRAMAÇÃO, PREPARAÇÃO E OPERAÇÃO DE CENTRO DE USINAGEM CNC8.2.8 Função G 64 – aplicaçã controle contínuo da trajetória (Siemens) Esta função é utilizada para que o comando possa ler alguns blocos a frente e possa fazer os movimentos de forma contínua, sem parar os eixos entre um bloco e outro. Esta função é modal e cancela a função G60. 8.2.8 Função F Geralmente nos Centros de Usinagens CNC utiliza-se o avanço em mm/min, mas este também pode ser utilizado em mm/r. O avanço é um dado importante de corte e é obtido levando-se em conta o material, a ferramenta e a operação a ser executada. Exemplo: F500 (deslocamento a 500mm/min). 8.2.10 Funções G 54 a G 59 – Sistema de coordenadas de trabalho (zero peça) O sistema de coordenadas de trabalho define como zero, um determinado ponto referen- ciado na peça. Este sistema pode ser estabelecido por uma das quatro funções G54, G55, G56, G57, G58 e G59 e devem ser inseridos na página de Deslocamento de Zero Peça. (G54 é a mais usual). 8.2.11 Função: G 00 – Posicionamento rápido Os eixos são movidos em um avanço rápido para uma certa posição com referência ao zero programa, ou a uma distância incremental partindo da posição atual, de acordo com a função G90 ou G91 previamente estabelecida. Se mais que um eixo for especificado no bloco, o posicionamento se fará inicialmente à 45 graus, completando posteriormente o eixo mais longo, se houver diferença entre ambos. Verificar em catálogo do fabricante a velocidade de deslocamento em avanço rápido nos eixos X, Y e Z, neste caso como exemplo é de 30 metros por minuto. Sintaxe: G00 X _____ Y _____ Z _______ onde: X = Coordenada do ponto final do movimento para o eixo linear X. Y = Coordenada do ponto final do movimento para o eixo linear Y. Z = Coordenada do ponto final do movimento para o eixo linear Z. O comando G00 movimenta a ferramenta até um ponto programado sem a necessidade de especificar o avanço deste movimento, fazendo com que o movimento seja o máximo permitido pelo motor do eixo da máquina. Exemplo: G00 X100 Y-50 8.2.12 Função: G 01 – Interpolação Linear Os eixos são movidos em avanço programado, especificado por F, para uma certa posi- ção com referência ao zero programa, ou a uma distância incremental partindo da posição 68 atual, de acordo com a função G90 ou G91 previamente estabelecida.

Verificar no catálogo do fabricante a velocidade máxima de avanço programável, neste caso como exemplo é de 15000 milímetros por minuto, ou seja, 15 metros por minuto. Sintaxe: G01 X____ Y______ Z______ F_______ onde: X = Coordenada do ponto final do movimento para o eixo linear X. Y = Coordenada do ponto final do movimento para o eixo linear Y. Z = Coordenada do ponto final do movimento para o eixo linear Z. F = Velocidade de avanço (mm/min ou mm/rotação). O comando G01 movimenta a ferramenta até um ponto especificado. Porém, é necessá- rio determinar o avanço deste movimento, especificando por meio do endereço “F” (Feed). Este avanço pode ser determinado de duas formas: utilizando o comando G94, o avanço será realizado em mm/min. ou utilizando o comando G95, o avanço será em mm/rot. utili- zado no torno a CNC. Exemplo: 8. Programação convencional G94 G01 Z-50. F500 mm/min. (centro de usinagem CNC). G95 G01 Z-50. F0.1 mm/rot. (torno a CNC). O comando G94 já estará ativo a partir do momento que ligar a máquina. 8.2.13 Funções: G 02 / G 03 – Interpolação circular 69 Os comandos G02 e G03 movimentam a ferramenta até um ponto especificado, forman- do raios internos ou externos, roscas através de inserto ou fresa com perfil da rosca, abertu- ra de bolsão, ajuste de diâmetro interpolando com ferramentas em movimento circular etc. Na linha de comando G02/G03 podem ser usados os seguintes comandos X, Y, Z, I, J, K, R, F, sendo: X, Y, Z = Coordenada final da interpolação. I, J, K = Distância do ponto inicial da interpolação para o centro do arco (I=X, J=Y, K=Z) – valores incrementais. R = Valor do raio da interpolação. F = Avanço de usinagem programado. A distância entre um arco e o centro do círculo que contém este arco pode ser especifi- cada utilizando-se o raio “R” círculo, em vez de I, J, K. Neste caso, um arco é inferior a 180º e o outro superior a 180º. Quando um arco superior a 180º é comandado, o raio deve ser especificado com valor negativo. Se X, Y, Z forem omitidos, se o ponto final é localizado na mesma posição que o ponto inicial, e se selecionar-se “R”, é programado um arco de 0º. G02 R... (A ferramenta de corte não se desloca). Resumo: para semicírculos de arcos menores que 180º o valor do R deve ser positivo. Para arcos maiores que 180º deve ser negativo. Se os endereços I, J, K e R forem especificados simultaneamente, o arco definido pelo endereço R tem prioridade e os outros são ignorados. Se um eixo for programado fora do plano especificado é emitido um alarme. Por exemplo, se o eixo U é especificado com um eixo paralelo ao eixo X, quando o plano XY é especificado, um alarme P/S (nº 028) é ativado. Quando for especificado um arco tendo um ângulo central aproximado de 180º, as coordenadas do centro que foram calculadas podem conter um erro. Neste caso, é necessário especificar o centro do arco com I, J, K.

PROGRAMAÇÃO, PREPARAÇÃO E OPERAÇÃO DE CENTRO DE USINAGEM CNCO raio pode ser especificado pelo endereço R ou pelos vetores I, J e K sendo: Figura 8.2 – Vetores I e J. Figura 8.3 – Endreço R. Distância do ponto inicial até o centro do arco em X. Distância do ponto inicial até o centro do arco em Y. Distância do ponto inicial até o centro do arco em Z. Formato da interpolação circular G01/G00 X--- Y--- Z---; para aproximar do ponto inicial. G02/G03 X--- Y--- Z---; ponto final. O raio de corte deve ser levado em consideração. G01 X50 Y50 F100 G02 X200 Y50 R100 Ou G01 X50 Y50 F100 G02 X200 Y50 I75 J-50 Se a interpolação circular for feita no plano X - Y, então: G 17 será executado no plano X - Y. G0 / G1 X___ Y___ (ponto inicial). 70 G02 (ou G03) X___ Y___ I___ J___ ou R___ (ponto final).

Se a interpolação circular for feita no plano X - Z, então: 8. Programação convencional G 18 será executado no plano X - Z. G0 / G1 X___ Z___ (ponto inicial). G02 (ou G03) X___ Z___ I___ K___ ou R___ (ponto final). Se a interpolação circular for feita no plano Y - Z, então: G 19 será executado no plano Y - Z. G0 / G1 Y___ Z___ (ponto inicial). G02 (ou G03) Y___ Z___J___ K___ ou R___ (ponto final). Figura 8.4 – Planos de trabalho. Nota: Em alguns casos especiais é necessário usinar um perfil circular no plano X-Z ou Y- Z num centro de usinagem vertical. Em tais casos, um perfil perfeito não pode ser usinado com ferra- mentas no plano vertical. Portanto, um ângulo diferente é usado no centro de usinagem. Comando Descrição G17 seleção do plano XY G18 seleção do plano XZ G19 seleção do plano YZ G02 interpolação circular sentido horário G03 interpolação circular sentido anti-horário I distância do ponto inicial do arco no eixo X com sinal J distância do ponto inicial do arco no eixo Y com sinal K distância do ponto inicial do arco no eixo Z com sinal R raio do arco (+ para arcos <180º) e (- para arcos 360º<0> 180º) Para círculo completo somente I e J devem ser programados. 71

• XY-Plano – comando de programação G17; • XZ-Plano – comando de programação G18; • YZ-Plano – comando de programação G19. PROGRAMAÇÃO, PREPARAÇÃO E OPERAÇÃO DE CENTRO DE USINAGEM CNC Figura 8.5 – Planos G17, G18 e G19. Nota: • O plano padrão usado para trabalhar com máquinas de torneamento CNC é o G18. • Com as fresadoras CNC, o plano G17 é nor- malmente considerado o plano de progra- mação usual. • A definição do plano de trabalho deve ser no início de um programa nc, ou o plano de trabalho deve ser pré-selecionado an- tes de executar o programa nc. 8.2.14 Sinais É a distância do ponto inicial para o centro do arco. O centro do arco é especificado pelos endereços I, J & K para os eixos X, Y & Z respectivamente. O valor numérico seguinte I, J & K é um componente do vetor e é sempre especificado como um valor incremental indepen- dente de G90 & G91 usado. Se a ferramenta move na direção positiva, enquanto vai do início para ponto central, en- tão I, J & K serão positivos. Se a ferramenta move na direção negativa enquanto vai do início para o ponto central, então I, J & K serão negativos. 8.2.15 Arredondamento e chanfro: Fanuc => R /, C Siemens => CHR= / RND= As funções de arredondamento (,R) e chanfro (,C) facilitam o uso destes recursos na progra- mação de cantos (vértices) na linguagem ISO, por ser de fácil programação e grande aplicação. Exemplo: num bloco de dimensões 100 x 80 mm, necessitamos usinar raios e chanfros nos cantos (vértices) na medida de 10mm. R10 10 Y 40 10 X 80 10 R10 Y X 10 50 Z 100 Figura 8.6 – Arredondamento e chanfro. Considerando a origem no centro deste bloco, temos: FANUC SIEMENS G1 X50 Y-40, R10 G1 X50 Y-40 RND=10 G1 X50 Y40, C10 G1 X50 Y40 CHR=10 G1 X-50 Y40, R10 G1 X-50 Y40 RND=10 72 G1 X-50 Y-40, C10 G1 X-50 Y-40 CHR=10

Observe que não é necessário o uso das funções G2 / G3 para programar os raios e que o 8. Programação convencional ponto final da linha a ser programado é o vértice da peça. Se no exemplo acima, a necessidade de usinagem fosse chanfros, somente seria neces- sário substituir “R” por “C”. Para a mesma programação no comando SIEMENS, as funções “CHR=” ou “RND=” são utilizadas para chanfros e raios, respectivamente. 8.2.16 Compensação do raio da ferramenta – G 41 / G 42 Como já vimos nos capítulos anteriores, os pontos a serem programados no CNC são os vértices da peça a ser usinada e o centro da ferramenta é onde a máquina entenderá a traje- tória. Imaginemos então se, num contorno qualquer de uma peça, tivermos que usinar com uma fresa de Ø10 mm. Para que o contorno saia de forma correta, é necessário, para todos os vértices a serem programados, subtrair ou somar 5 mm correspondentes ao raio da fer- ramenta. Caso esta ferramenta não esteja mais a disposição e que teremque seja necessário que utilizar uma fresa de Ø12 mm não será necessário fazer outro programa. O recurso de compensação de raios nos centros de usinagem e nos tornos a CNC permite que seja possível programar os vértices da peça a ser usinada sem se preocupar no primeiro momento com qual ferramenta a usinagem será realizada. Automaticamente, utilizando os comandos G41 ou G42, a máquina calculará a nova posição nos eixos para que a peça final tenha as dimensões desejadas. Exemplo: Considerando a origem das coordenadas no centro do bloco (100 x 60 mm), temos: Fresa Ø12mm – sem compensação de raios P3 P4 Y X P1 P2 P6 012 P5 G17 G90 G21 G40 Figura 8.7 – Usinagem sem CR. T1 M6 S2500 M3 G0 G54 X-70 Y-30 (P1) G0 Z10 D1 G1 Z-1 F500 G1 X-50 Y-30 (P2) G1 X-50 Y30 (P3) G1 X50 Y30 (P4) G1 X50 Y-30 (P5) G1 X-70 Y-30 (P6 = P1) G0 Z200 M30 Observe: que a ferramenta invade a peça, resultando em medidas menores do que as desejadas. 73

PROGRAMAÇÃO, PREPARAÇÃO E OPERAÇÃO DE CENTRO DE USINAGEM CNC Fresa Ø12 mm – com compensação de raios Figura 8.7 – Usinagem com CR. G90 G17 G21 G40 T1 M6 S2500 M3 G0 G54 X-70 Y-40 (P1) G0 Z10 D1 G1 Z-1 F500 G1 G41 X-50 (P2) G1 X-50 Y30 (P3) G1 X50 Y30 (P4) G1 X50 Y-30 (P5) G1 X-70 Y-30 (P6) G40 G1 X-70 Y-40 F1000 (P1=P7) G0 Z10 G0 Z200 M30 Figura 8.7 – Simulação do perfil. Observe que a os pontos programados permanecem os mesmos e, automaticamente, a máquina realiza uma trajetória diferente, gerando um contorno correto. Os valores do raio ou diâmetro da ferramenta deverão ser inseridos durante o procedimento de zeramento das mesmas. Quando utilizar G41 ou G42? De modo a facilitar o entendimento e considerando que a condição ideal de usinagem é o sentido concordante de corte, a seguinte regra deve ser seguida: G41 – utilize em contornos externos no centro de usinagem. Posicione a ferramenta à esquerda do contorno e ative a função quando do deslocamento (à direita) até tocar a peça. 74 Figura 8.8 – Função G41.

G42 – utilize em contornos internos no centro de usinagem. Posicione a ferramenta à 8. Programação convencional esquerda do contorno e ative a função quando do deslocamento (à direita) até tocar a peça. Figura 8.9 – Função G42. Importante: Independente do comando de ativação de raios utilizado, sempre será necessário o can- celamento da função utilizando G40. 8.2.17 Repetição desvios sub-rotinas ou sub-programas As funções de repetição servem para facilitar a programação CNC no sentido de se espe- cificar somente uma vez um determinado contorno e a quantidade de repetições para que a máquina as execute. Exemplo: Figura 8.10 – Função de repetição. 75

PROGRAMAÇÃO, PREPARAÇÃO E OPERAÇÃO DE CENTRO DE USINAGEM CNC8.2.18 Desvios para sub programas (FANUC) Funções M98 / M 99 – (Chamada de sub-programa) No comando FANUC quando a usinagem de uma seqüência de operações deve ser repeti- da varias vezes, pode se usar o recurso de chamada de sub-programa através da função M98. O bloco contendo a função M98, deverá também conter o numero do sub-programa atra- vés da função P – Exemplo M98 P10001. O número do programa é o mesmo encontrado no diretório do comando. O sub-programa por sua vez, deverá conter o referido número no inicio através da função O e finalizar com a função M99. Após a execução do sub-programa, o comando retorna para o programa principal. Então teremos: M98 Pxxxxoooo M98 Pxxxoooo M98 Pxxoooo M98 Pxoooo Onde: xxxx = número de repetições (pode ter menos de quatro digitos). oooo = número do sub-programa (não pode ter menos de quatro digitos). EXEMPLO DE PROGRAMAÇÃO COMANDO FANUC O0001 (APLICATIVO DE SUB PROGRAMA) Programa principal N010 G18 G21 G90 G94 N020 G53 G0 Z-110 H00 N030 T01 (Fresa de ponta esférica de 10mm) N040 M06 N050 G54 S2000 M03 N060 G0 X-15. Y0 M08 N070 G43 G0 Z10. H01 D01 N080 M98 P250002 (Repetir 25 vezes o sub programa número 0002) N090 G53 G0 Z-110 H00 M05 M09 N100 M30 O0002 (SUB PROGRAMA G18) sub programa N010 G91 G1 Y2. F1000 (G91 ativar incremental) N020 G90 G42 X-5. Z0 F500 (G90 desativar incremental) N030 G1 X20. N040 G3 X40. Z-20. R20. N050 G1 Z-25. N060 G2 X50. Z-35. R10. N070 G1 X90. N080 G2 X100. Z-25. R10. N090 G1 Z-20. N100 G3 X120. Z0. R20. 76 N110 G1 X145.

N120 G40 N130 G0 X155. Z10. N140 G0 X-15. N150 M99 (Final de sub programa) 8.2.19 Desvios para sub-rotinas ou sub programas (SIEMENS) Função para sub-rotina INI: + FIM: com REPEAT INI FIM P = Nr. de vezes No comando SIEMENS o processo de sub-rotina é bem mais simples pois poderemos definir tres letras acompanhada de dois pontos no final. Exemplo: 8. Programação convencional INI: G1.... FIM: G1....... 77 AAA: G1... BBB: G1...... EXEMPLO DE PROGRAMAÇÃO COMANDO SIEMENS %_N_PLANO G18_MPF ;$PATH =/_N_WKS_DIR/-EDUCONT_WPD N010 (APLICATIVO DE SUB ROTINA) N020 G18 G71 G90 G94 ; Plano de trabalho X , Z N030 G53 G0 Z-110. D00 N040 T01 ; Fresa de ponta esférica de 10mm N050 M06; N060 G54 D01 S2000 M03; N070 G0 X-15. Y0 N080 G0 Z10. M08 N090 AAA:G1 Y=IC(2) F1000 ; AAA: incremento de 2mm N100 G42 N110 G1 X-5. Z0. F500 N120 G1 X20. N130 G3 X40. Z-20. CR=20. N140 G1 Z-25. N150 G2 X50. Z-35. CR=10. N160 G1 X90. N170 G2 X100. Z-25. CR=10. N180 G1 Z-20. N190 G3 X120. Z0. CR=20. N200 G1 X145. N210 G40 N220 G0 X155. Z10. N230 BBB:G0 X-15. N240 REPEAT AAA BBB P25 ; Chamada do processo repetitivo 25 vezes N250 G0 Z20. M09 N260 G53 G0 Z-110. D00 M05 N270 M30

PROGRAMAÇÃO, PREPARAÇÃO E OPERAÇÃO DE CENTRO DE USINAGEM CNC 8.2.20 Miscelâneas Os comandos M são funções de alternância ou adicionais que podem ficar sozinhos ou com outro comando em um bloco de programa. Porém, apenas um comando M por bloco pode ser utilizado, caso contrário, vai gerar um alarme de duplicidade de comando. Coman- dos de um mesmo grupo cancelam um ao outro. Assim, o último comando M programado cancela o anterior do mesmo grupo. Os comandos a seguir descrevem os comandos M padrão. A possibilidade de executar estes comandos M depende do tipo de máquina e dos acessórios utilizados. CÓDIGO DESCRIÇÃO M00 Parada na execução da peça M01 Parada opcional M03 Liga rotação sentido horário M04 Liga rotação sentido anti-horário M05 Para rotação M06 Troca de ferramenta M08 Liga refrigeração M29 Roscamento rígido M30 Fim de programa M45 Liga limpeza das proteções 8.3 CICLOS FIXOS DE USINAGEM PARA OS COMANDOS FANUC E SIEMENS Os ciclos fixos nas máquinas a CNC auxiliam os programadores a otimizarem a programa- ção, fazendo com que o tempo de programação e o tamanho dos programas sejam menores. Algumas observações devem ser consideradas durante a programação dos ciclos fixos: • Para cada ciclo fixo, letras auxiliares são utilizadas para a definição de alguns parâmetros; • As letras que auxiliam a programação dos ciclos são utilizadas em diferentes ciclos e podem não determinar mesmos parâmetros em ciclos diferentes. 8.3.1 Furação / Centragem G81 / CYCLE81 Dentre os ciclos de furação, os mais utilizados são os de furos de centro (81) e furação profunda (83). Basicamente, as informações a serem programadas são: Sintaxe: SIEMENS – CYCLE81 FANUC – G81 CYCLE81 (_________________) RP = Coordenada Z de retorno da ferramenta após o G81 X___ Y___ Z___ R___ F___ K___ fim do ciclo (absoluto). X, Y = Coordenada do furo. SC = Distância segura (folga para aproximação - sem Z = Nível da posição final em. sinal). R = Nível de aproximação rápida (ponto R). 3º Campo = Através da tecla [SELECT] escolher entre F = Avanço. Programado para usinagem. as opções: K = Número de execuções. - Pos. individual (realiza apenas uma furação.) - Modelo de pos. (MCALL) (realiza vários furos com a mesma profundidade) Z0 = Coordenada Z de início da furação (absoluta). 5º Campo = Através da tecla [SELECT] escolher entre as opções: 78

FANUC – G81 SIEMENS – CYCLE81 - Diâmetro (para determinar o diâmetro final do furo de centro). - Ponta (para determinar a profundidade final do furo de centro). Ø = Diâmetro final do furo de centro. Z1 = Coordenada Z final da furação. Através da tecla [SELECT] pode-se escolher entre coordenada absoluta ou incremental. DT = Tempo de permanência na coordenada final da furação. Através da tecla. [SELECT] pode-se escolher entre tempo em segundos ou número de voltas do eixo árvore. EXEMPLO DE PROGRAMAÇÃO FANUC – G81 SIEMENS – CYCLE81 G17 G21 G90 G94 WORKPIECE(,,””,”BOX”,112,0,-30,-80,0,0,75,75) 8. Programação convencional G53 G0 Z0 G49 G17 G71 G90 G94 T01 (BROCA D20 MM) G53 G0 Z-110 D0 M6 T01; BROCA D20 MM G54 S1800 M3 M6 G0 X25 Y25 G54 D01 S1800 M3 G43 Z10 H01 G0 X25 Y25 G99 G81 X25 Y25 Z-26 R1.5 F150 Z10 X50 Y50 F100 G80 MCALL CYCLE81(5,0,2,-26,,0,0,0,22) G53 G0 Z0 G49 M5 X25 Y25 M30 X50 Y50 MCALL G53 G0 Z-110 D0 M5 M30 Figura 8.10 – Ciclo de furação / Centragem. 79

8.3.2 Furação contínua com tempo de permanência G82 / CYCLE82 O ciclo fixo G82 é utilizado para a operação de furação sem efetuar quebra ou descarga de cavaco, sendo que a ferramenta permanece por um determinado tempo na profundida- de final antes de sair do furo, voltando ao ponto de aproximação. Sintaxe: PROGRAMAÇÃO, PREPARAÇÃO E OPERAÇÃO DE CENTRO DE USINAGEM CNC FANUC – G82 SIEMENS – CYCLE82 G82 X___ Y___ Z___ R___ F___ K___ CYCLE82 (_________________) X, Y = Coordenada do furo. RP = Coordenada Z de retorno da ferramenta após Z = Nível da posição final em. o fim do ciclo (absoluto). R = Nível de aproximação rápida (ponto R). SC = Distância segura (folga para aproximação - P = Tempo de permanência no final da usinagem sem sinal). (milésimos de segundos). 3º Campo = Através da tecla [SELECT] escolher F = Avanço programado para usinagem. entre as opções: K = Número de execuções. - Pos. individual (realiza apenas uma furação) - Modelo de pos. (MCALL) (realiza vários furos com a mesma profundidade). Z0 = Coordenada Z de início da furação (absoluta) 5º Campo = Através da tecla [SELECT] escolher entre as opções: - Diâmetro (para determinar o diâmetro final do furo de centro). - Ponta (para determinar a profundidade final do furo de centro). Z1 = Coordenada Z final da furação. Através da tecla [SELECT] pode-se escolher entre coordenada absoluta ou incrementa.l DT = Tempo de permanência na coordenada final da furação. Através da tecla [SELECT] pode-se escolher entre tempo em segundos ou número de voltas do eixo árvore. EXEMPLO DE PROGRAMAÇÃO FANUC – G82 SIEMENS – CYCLE82 G17 G21 G90 G94 WORKPIECE(,,””,”BOX”,112,0,-30,-80,0,0,75,75) G53 G0 Z0 G49 G17 G71 G90 G94 T01 (BROCA D20 MM) G53 G0 Z-110 D0 M6 T01; BROCA D20 MM G54 S1800 M3 M6 G0 X25 Y25 G54 D01 S1800 M3 G43 Z10 H01 G0 X25 Y25 G99 G82 X25 Y25 Z-26 R1.5 P500 F150 Z10 X50 Y50 F100 G80 N100 MCALL CYCLE82(5,0,2,-26,,0.5,10,1,12) G53 G0 Z0 G49 M5 X25 Y25 M30 X50 Y50 MCALL 80 G53 G0 Z-110 D0 M5 M30

Figura 8.11 – Ciclo de furação com tempo de espera. 8. Programação convencional 8.3.3 Furação com descarga de cavacos G83 / CYCLE83 Este ciclo permite executar furos com quebra de cavaco com ou sem retorno ao ponto inicial depois de cada incremento de furação. Também podemos programar um tempo de permanência no ponto final da furaçäo, como vemos a seguir: Sintaxe: FANUC – G83 SIEMENS – CYCLE83 G83 X__ Y__ Z__ R__ Q__ F__ K__ CYCLE83 (_________________) X, Y = Coordenada do furo. RP = Coordenada Z de retorno da ferramenta após Z = Nível da posição final em Z. o fim do ciclo (absoluto). R = Nível de aproximação rápida (Ponto R). SC = Distância segura (folga para aproximação - F = Avanço programado para usinagem dos sem sinal). incrementos Q. 3º Campo = Através da tecla [SELECT] escolher Q = Incrementos de corte K = Número de execuções entre as opções: - Pos. individual (realiza apenas uma furação) - Modelo de pos. (MCALL) (realiza vários furos com a mesma profundidade). Z0 = Coordenada Z de início da furação (absoluta) 5º Campo = Através da tecla [SELECT] escolher entre as opções: - Diâmetro (para determinar o diâmetro final do furo de centro). - Ponta (para determinar a profundidade final do furo de centro). Z1 = Coordenada Z final da furação. Através da tecla [SELECT] pode-se escolher entre coordenada absoluta ou incremental. DT = Tempo de permanência na coordenada final da furação. Através da tecla [SELECT] pode-se escolher entre tempo em segundos ou número de voltas do eixo árvore. 81

EXEMPLO DE PROGRAMAÇÃO FANUC – G83 SIEMENS – CYCLE83 PROGRAMAÇÃO, PREPARAÇÃO E OPERAÇÃO DE CENTRO DE USINAGEM CNC O0073 (FUROS QUEBRA CAVACO); WORKPIECE(,,””,”BOX”,112,0,-30,-80,0,0,75,75) N10 G17 G21 G90 G94; G17 G71 G90 G94 N20 G53 G0 Z0 G49; G53 G0 Z-110 D0 N30 T2 (BROCA D16); T15; BROCA D16 MM N40 M6; M6 N50 G54 S3000 M3; G54 D01 S2000 M3 N60 G0 X17.5 Y20; G0 X17.5 Y20 N70 G43 H2 D2 Z10; Z7 N80 G98 G83 Z-85 R2 Q10 F300; F200 N90 X67.5 Y20; MCALL CYCLE83 (5, 0, 2, -85,,-20,, 90, 1, 0, N100 G80; 1.2,1.4,0.6,1.6,10,1,11221112) N110 G53 G0 Z0 G49; X17.5 Y20 N120 M30; X67.5 MCALL G53 G0 Z-110 D0 M5 M30 Figura 8.12 – Ciclo de furação profunda. 8.3.4 Ciclo de rosqueamento com macho à direita G84 / CYCLE84 O ciclo fixo G84 é utilizado para operação de roscamento com macho à direita, isto é, sentido de rotação horária. • Descrição das operações do ciclo fixo: • O macho aproxima em avanço rápido ao nível do ponto R • Executa a rosca até a profundidade final (Z) conforme avanço programado (F). • Cessa a rotação no final do corte. • Retrai em avanço programado (F) com a rotação invertida (sentido anti-horário), até o ponto R. • Permanece neste ponto, ou vai para o ponto inicial em avanço rápido, conforme • G99 ou G98 programado previamente. 82

Sintaxe: FANUC – G84 SIEMENS – CYCLE84 G84 X____ Y____ Z____ R____ F____ K____ CYCLE84 (_________________) X, Y = Coordenadas do furo. RP = Coordenada Z de retorno da ferramenta após Z = Nível da posição final em Z. o fim do ciclo (absoluto). R = Nível de aproximação rápida (ponto R). SC = Distância segura (folga para aproximação - F = Avanço programado para usinagem da rosca e sem sinal). retração. 3º Campo = Através da tecla [SELECT] escolher K = Número de execuções. entre as opções: - Pos. individual (realiza apenas uma furação). - Modelo de pos. (MCALL) (realiza vários furos 8. Programação convencional com a mesma profundidade). Z0 = Coordenada Z de início da furação (absoluta.) 5º Campo = Através da tecla [SELECT] escolher entre as opções: - Diâmetro (para determinar o diâmetro final do furo de centro). - Ponta (para determinar a profundidade final do furo de centro). Z1 = Coordenada Z final da furação. Através da tecla [SELECT] pode-se escolher entre coordenada absoluta ou incremental. DT = Tempo de permanência na coordenada final da furação. Através da tecla [SELECT] pode-se escolher entre tempo em segundos ou número de voltas do eixo árvore. EXEMPLO DE PROGRAMAÇÃO FANUC – G84 SIEMENS – CYCLE84 G17 G21 G90 G94 WORKPIECE(,,””,”BOX”,112,0,-15,-80,-65,-65,65,65) G53 G0 Z0 G49 G17 G71 G90 G94 T20 (MACHO M12X1.75) G53 G0 Z-110 D0 M6 T20; MACHO M12X1.75 G54 S700 M3 M6 G0 X0 Y35 G54 D01 S500 M3 G43 Z5 H20 D20 G0 X0 Y35 G16 Z5 G99 G84 X35 Y90 Z-18 R2 Q5 F1225 MCALL CYCLE84 (5,0,2,-18,,0.7,3,,1.75,5, Y210 500,5,0,1,0,1,5,1,, 1001,2001002) Y330 RP=35 AP=90 G80 G15 AP=210 G53 G0 Z0 G49 M5 AP=330 M30 MCALL G53 G0 Z-110 D0 M5 M30 Figura 8.13 – Ciclo de rosqueamento. 83

8.3.5 Ciclo de mandrilamento com retração do eixo árvore parado Determinadas versões do comando numérico Fanuc, não possuem o ciclo fixo de man- drilamento com retração do eixo árvore parado. Caso o seu equipamento tenha a função M19 “parada orientada do fuso”, veja a seguir a solução técnica de programação que você poderá utilizar como recurso para esta usinagem: Sintaxe: PROGRAMAÇÃO, PREPARAÇÃO E OPERAÇÃO DE CENTRO DE USINAGEM CNC FANUC SIEMENS – CYCLE85 Observação: Não possui ciclo especifíco. CYCLE85 (_________________) RP = Coordenada Z de retorno da ferramenta após o fim do ciclo (absoluto). SC = Distância segura (folga para aproximação - sem sinal). 3º Campo = Através da tecla [SELECT] escolher entre as opções: - Pos. individual (realiza apenas uma furação) - Modelo de pos. (MCALL) (realiza vários furos com a mesma profundidade). F = Avanço de penetração da ferramenta. FR = Avanço de retorno da ferramenta. Z0 = Coordenada Z de início da furação (absoluta). Z1 = Coordenada Z final da furação. Através da tecla [SELECT] pode-se escolher entre coordenada absoluta ou incremental. DT = Tempo de permanência na coordenada final da furação. Através da tecla [SELECT] pode-se escolher entre tempo em segundos ou número de voltas do eixo árvore. EXEMPLO DE PROGRAMAÇÃO FANUC SIEMENS – CYCLE85 G17 G21 G90 G94 WORKPIECE(,,””,”BOX”,112,0,-15,-80,-65,-65,65,65) G53 G0 Z0 G49 G17 G71 G90 G94 T04 G53 G0 Z-110 D0 M6 T04 G54 S920 M3 (liga a rotação) M6 G0 X70 Y0 G54 D1 S920 M3 G43 Z2 H04 G0 X70 Y0 G1 Z-15 F100 M5 (desliga a rotação) Z15 M19 (Parada orientada do fuso) MCALL CYCLE85 (5,0,2,-15, ,1,100,500) G91 X-0,5 F1000 (Verificar a posição da ponta da X70 Y0 ferramenta de corte) X120 G90 MCALL G0 Z2 G53 G0 Z-110 D0 M5 S920 M3 (liga a rotação) X120 G1 Z-15 F100 M5 (desliga a rotação) M19 (Parada orientada do fuso) G91 X-0,5 F1000 (Verificar a posição da ponta da ferramenta de corte) G90 G0 Z100 G53 G0 Z0 G49 M5 84

Figura 8.4 – Ciclo de mandrilamento. 8. Programação convencional 8.3.6 Cavidades alojamento retangular e circular POCKET Assim como os demais ciclos, os ciclos de cavidades facilitam a programação de peças no centro de usinagem. Porém, nem todos os comandos possuem ciclos fixos para cavidades. Para a programação de cavidades em ciclos, os parâmetros abaixo devem ser preenchi- dos e a chamada no programa deste ciclo dependerá, então, do comando de máquina que estará disponível. • Comprimento da cavidade; • Largura da cavidade; • Profundidade da cavidade; • Incremento em Z para usinar a cavidade; • Raio de canto; • Posição inicial em X; • Posição inicial em Y; • Quantidade de passes de acabamento. Exemplo de usinagem: Ciclo de Cavidade Retangular para o comando numérico Siemens 85

PROGRAMAÇÃO, PREPARAÇÃO E OPERAÇÃO DE CENTRO DE USINAGEM CNC WORKPIECE(.,””,”BOX”, 112,0,-20,-80,0,0,200, 150) G17 G71 G90 G94 G53 GOZO DOO T01 M6 G54 D01 S1800 M3 G0 X0Y0 Z10 F100 POCKET3(5,0,2,-10, 150,100, 15, 100,75,0,2,0.1,0.1,200,0.1,0,21,50,8,3, 15, 10, 1,0, 1,2, 111 0 0, 11,110) POCKET3(5,0,2,-10, 150,100, 15, 100,75,0,2,0.1,0.1,200,0.1,0,22,50,8,3, 15, 10, 1,0, 1,2,111 0 0,11,110) G53 GOZO DO M30 Figura 8.5 – Ciclo de cavidade retangular. Figura 8.6 – Simulação do ciclo Figura 8.7 – Programação manual de cavidade retangular. do perfil da cavidade. G0 X95.000 Y41.000 G1 X40.000 G0 Z15.000 G3 X31.000 Y110.000 I40.000 J110.000 G0 Z2.000 G1 X31.000 Y40.000 G1 Z-5.000 G3 X40.000 Y31.000 I40.000 J40.000 G1 X90.000 G1 X100.000 G3 X100.000 Y31.000 I100.000 J41.000 G3 X110.000 Y41.000 I100.000 J41.000 G1 X160.000 Y31.000 G1 X105.000 G3 X169.000 Y40.000 I160.000 J40.000 G0 Z15.000 G1 Y110.000 G3 X160.000 Y119.000 I160.000 J110.000 Obs.: Neste caso, a retirada do miolo da cavidade, deverá ser programado manualmente. 86 Exemplo de usinagem: Ciclo de Cavidade Circular para o comando numérico Siemens

WORKPIECE(,,””,”BOX”, 112,0,-20,-80,0,0,70,60) G53 GOZO DO T01 M6 G54 001 S1800 M3 GO XOYO Z10 F100 POCKET3(5,0,2,-10, 150,100, 15, 100,75,0,2,0.1,0.1,200,0.1,0,21,50,8,3, 15, 10, 1,0, 1,2, 1110 0,11,110) POCKET4(5,0,2,-15,50,35,30,2,0.1,0.1,200,0.1,0, 1011,60,9, 15,0,2,0, 1,2, 10100, 111,110) POCKET4(5,0,2,-15,50,35,30,2,0.1,0.1,200,0.1,0, 1012,60,9, 15,0,2,0,1,2, 10100, 111,110) M30 Figura 8.8 – Ciclo de cavidade circular. 8. Programação convencional Figura 8.9 – Simulação do ciclo de cavidade circular. 87 G0 X44.000 Y25.000; G0 Z15.000; G0 Z2.000; G1 Z-5.000; G1 Y20.000; G3 X54.000 Y30.000 I44.000 J30.000; G3 X16.000 Y30.000 I35.000 J30.000; G3 X54.000 Y30.000 I35.000 J30.000; G3 X44.000 Y40.000 I44.000 J30.000; G1 Y35.000; G0 Z15.000. Figura 8.10 – Programação manual do perfil da cavidade.



PROGRAMAÇÃO COM 9 SOFTWARE Devido a certa complexidade na localização e no cálculo de pontos de uma peça, é neces- sário utilizar algum software de programação CNC. Existem vários no mercado. Porém, sua escolha deve ser realizada mediante análise de alguns fatores importantes: • Necessidade; • Complexidade; • Interação com outros softwares; • Gerenciamento de todo o ambiente da máquina; • Preço. Invariavelmente os softwares de programação CNC seguem uma sequência lógica para sua utilização. Abaixo descreveremos esta sequência: 9.1 IMPORTAÇÃO DE ARQUIVOS Quando já se tem um desenho de outro software (AutoCad, por exemplo), podemos utili- zar este arquivo para a área de programação do software de programação CNC. Além disso, diversas extensões de arquivo podem ser importadas, não havendo necessidade de redese- nhá-las. 9.2 GERAÇÃO DE DESENHOS Quando não exister um arquivo de desenho, as peças a serem programadas deverão ser desenhadas e, em vários casos, modeladas, ou seja, transformadas em sólidos 3D para faci- litar a programação. 9.3 DEFINIÇÃO DE PROCESSO DE USINAGEM Este é um passo importante na programação. Ao se desenvolver o processo de usinagem, além de criar a sequência lógica das operações, será necessário também criar as fixações, ferramentas e estratégias de corte, o que torna este o passo mais importante do processo. Ferramentas mal escolhidas e sequências mal feitas acarretarão em peças ruins. 9.4 GERAÇÃO DE CÓDIGOS NC Após toda a definição do processo feito na etapa anterior, é necessário gerar os códigos NC, ou seja, traduzir tudo o que foi feito no software para a linguagem do comando CNC da máquina disponível. 9.5 TRANSMISSÃO DE DADOS A transmissão dos códigos gerados no software CNC para a máquina pode acontecer de formas diferentes: transmissão via cabo, transmissão via cartão de memória, transmissão wireless, transmissão por rede, transmissão via dispositivo USB ou, ainda, digitando ma- nualmente, o que é o processo mais demorado e menos utilizado. 89

PROGRAMAÇÃO, PREPARAÇÃO E OPERAÇÃO DE CENTRO DE USINAGEM CNC9.6 ARMAZENAMENTO DE DADOS O armazenamento dos programas gerados no software pode ser feito em dispositivos destinados para este fim (HD, memória do computador, rede etc.) ou, ainda, na própria má- quina. Porém, como normalmente são muito extensos, consomem muita memória da má- quina sendo que, em alguns casos, devido ao tamanho do arquivo, não são passíveis de armazenamento. 9.7 SIMULADOR Didaticamente, um excelente recurso são os simuladores CNC, pois permitem realizar virtualmente todos os passos de programação e operação das máquinas. 90

SISTEMA DE FIXAÇÃO 10 10.1 SISTEMA DE FIXAÇÃO Admissível para alojamentos Entende-se por sistema de fixação nas máquinas a CNC, o conjunto suporte (porta – fer-adjacentes vazios ramentas) e fixadores que vão ser presos ao eixo principal ou à torre da máquina. Estes sis- temas de fixação podem ser cones (porta pinças, tipo weldon, capto, hsk, adaptadores etc.) e influenciam diretamente na usinagem, pois permitem ou não estabilidade ao processo de corte, evitando vibrações. Mesmo para as fixações padrão dos fabricantes de máquina a CNC, existem adaptadores para converter os originais, conferindo assim, a redução de vibração, ruídos e melhoria no corte, aumentando a vida da ferramenta e melhorando consideravelmente o acabamento. 10.2 DIMENSÕES MÁXIMAS DE FERRAMENTAS 10.2.1 Para trocador com capacidade de 20 ferramentas Peso máximo: 6 kg Figura 10.1 – Dados técnicos do porta-ferramenta. Peso máximo admissivel no carrossel: 68 kg 10.2.2 Para trocador com capacidade de 30 ferramentas Peso máximo: 8 kg Admissível para alojamentos adjacentes vazios Figura 10.2 – Dados técnicos do porta-ferramenta. Peso máximo admissivel no carrossel: 102 kg 91

10.2.3 Pinos de fixação BT- 40 MAS 407-P40T-I PROGRAMAÇÃO, PREPARAÇÃO E OPERAÇÃO DE CENTRO DE USINAGEM CNC R46540 FORNECIMENTO AVULSO S20523 Pino de fixação BT-40 s/ furo p/ refrigerente BT-40 Pino de fixação BT-40 c/ furo p/ refrigerente Figura 10.3 – Pino de fixação com passagem interna. 10.2.4 Mandris MAS 403-BT40 Figura 10.4 – Mandril BT-40. 92

10.3 Porta-ferramentas A escolha dos suportes para fresamento em máquinas a CNC é mais complexo por existir mais opções de fixação nestas máquinas. Porém, é importante entender quais os benefícios fornecidos por cada um deles antes de definir o uso. Diferente dos suportes de fresamento, a nomenclatura destes suportes não segue nenhu- ma norma, dificultando a sua escolha, substituição ou até mesmo a manutenção. Mandril Mandril porta pinça Mandril porta- Mandril Mandril porta- 10. Sistema de fixação rosqueador com extração barra porta-barra c/ fresa flutuante refrigeração ø22mm *Pinças série – E ø20mm pelo centro da ø27mm ø25mm ferramenta ø32mm ø32mm ø20mm ø25mm ø32mm Figura 10.5 – Suportes para fresamento. 93



PREPARAÇÃO E OPERAÇÃO 11 DE MÁQUINAS Este capítulo trata das funções e modos de operação das máquinas a CNC e seu funcio- namento. Vale lembrar que, devido à grande diversidade de fabricantes e comandos, para operá-las, a melhor maneira é a consulta aos manuais do fabricante. 11.1 REFERENCIAMENTO 11.1.1 Eixos Referenciar uma máquina a CNC é mover os seus eixos até uma posição inicial pré-definida. 11.1.2 Ponto zero máquina O ponto zero máquina é a referência principal de uma máquina a CNC. É a posição abso- luta dos eixos, ou seja, se compararmos com uma rodovia, é o quilômetro zero. 11.2.3 Ponto zero peça Para que a máquina entenda a localização do ponto inicial de onde partiram as coorde- nadas feitas no programa CNC (G54 a G59), é preciso indicá-lo fisicamente na máquina. Este ponto fica gravado na memória da máquina enquanto não seja feito um novo ponto zero peça, ou seja, enquanto não seja necessário usinar outra peça diferente. Este ponto zero peça nada mais é que a distância do zero máquina até o ponto inicial de onde partiram as coordenadas da peça. 11.1.4 Dimensões da ferramenta (preset) Para que a máquina entenda os deslocamentos de aproximação até a peça, é necessário informar o comprimento da ferramenta com a maior precisão possível para que não ocor- ram colisões e as peças não tenham suas dimensões alteradas. 11.2 EDIÇÃO DE PROGRAMAS Editar o programa na máquina serve para digitá-lo manualmente ou ainda fazer peque- nas correções de trajetória da ferramenta. 11.3 SIMULAÇÃO DE PROGRAMAS Para evitar possíveis danos decorrentes de digitação ou zeramento errados, as máquinas possuem simulação de trajetória ou contorno dos programas. 11.3.1 Gráfica Um recurso de simulação é a área gráfica, na qual se podem visualizar todos os desloca- mentos da ferramenta bem como possíveis colisões. 11.3.2 Teste rápido O teste rápido permite ao operador verificar se existem erros de sintaxe, ou seja, se o pro- 95 grama está escrito com todos os códigos de programação de forma correta.

PROGRAMAÇÃO, PREPARAÇÃO E OPERAÇÃO DE CENTRO DE USINAGEM CNC11.4 FIXAÇÃO DE PEÇAS Uma boa fixação das peças nas máquinas a CNC garante principalmente boa estabilidade na usinagem, conferindo, assim, bons acabamentos e ótimos rendimentos da ferramenta. 11.4.1 Dispositivos Para que a fixação das peças seja a mais eficiente possível, independente de sua geome- tria, criar dispositivos é um recurso muito utilizado na indústria da usinagem. A regra básica do projeto de um bom dispositivo é a eliminação de todos os graus de li- berdade do conjunto, ou seja, evitar o movimento em todos os lados da peça. 11.4.2 Morsa No centro de usinagem, assim como nas fresadoras convencionais, o meio mais comum de fixação de peças simples é a morsa. Porém, a recomendação é de se observar os esforços sofridos e optar, quando possível, por morsa hidráulica. 11.4.3 Castanhas As castanhas são os principais acessórios para fixação de peças nos aparelhos divisores a CNC e podem ser duras, quando fixam matérias prima, ou moles, quando fixam superfícies já usinadas para que não fiquem com acabamento ou geometria comprometidos. 11.5 FIXAÇÃO DE FERRAMENTAS As ferramentas são um dos principais responsáveis pelo tempo de usinagem, acabamen- to e precisão das peças. Sendo assim, o balanço mínimo deverá ser obedecido, ou seja, ao montar as ferramentas nas máquinas, manter os comprimentos destas ferramentas com o menor comprimento possível. Grandes balanços prejudicam as peças. 11.6 MOVIMENTAÇÃO DE EIXOS (JOG) Os eixos das máquinas a CNC podem ser movimentados sem que haja um programa CNC em execução. Este modo de operação da máquina pode ocorrer de formas diferentes. 11.6.1 Modo contínuo A movimentação dos eixos em modo contínuo ocorre quando a direção é acionada para que os eixos se movimentem. Não há preocupação com os valores de deslocamento. 11.6.2 Modo incremental A movimentação dos eixos em modo incremental ocorre quando a direção é acionada para que os eixos se movimentem e é informado algum valor para este deslocamento. 11.6.3 Manivela eletrônica Para avanços pequenos e precisos, as máquinas a CNC possuem a manivela eletrônica, que permite este tipo de deslocamento. Em algumas máquinas, este volante eletrônico é móvel, permitindo ao operador que o execute bem próximo à peça, de forma que este possa ser observado de perto. 11.7 MODO MDI (MANUAL DATA INPUT) Esta função permite executar sentenças simples de um programa CNC como, por exem- plo, a troca de ferramentas ou a verificação de zeramento. 96

11.8 MODO AUTOMÁTICO 11. Preparação e operação de Máquinas O modo de operação automático permite a execução do programa e a usinagem de peças e pode ocorrer de duas formas: 11.9 CONTÍNUO Recomenda-se utilizar o modo contínuo sempre após a usinagem da primeira peça e a verificação se todos os passos anteriores foram seguidos corretamente. Neste modo de ope- ração, o programa é executado sem interrupção por parte da máquina. 11.9.1 Bloco a bloco Este é o modo de operação recomendado para a execução da primeira peça. Neste modo, e com o auxílio do potenciômetro de avanço, a máquina irá executar somente uma linha do programa de cada vez, permitindo ao operador verificar possíveis erros. 11.10 CORREÇÃO DE DESGASTE FERRAMENTA As ferramentas sofrem desgastes durante a usinagem e, para a correção destes valores, é necessário aproximar ou retrair a ferramenta em relação à peça. As máquinas s CNC pos- suem um sistema de correção destes valores. 97



OPERAÇÃO DO COMANDO CNC 12 FANUC PARA CENTRO 12.1 PAINEL DE COMANDO Painel de Comando é utilizado para a visualização dos dados, programação, operação e execução das funções do comando, portanto ele é divido em quatro outros painéis: • Painel de exibição; • Painel de programação; • Painel de modo de trabalho; • Painel de execução. VISTA DO PAINEL DO COMANDO Painel de exibição Painel de programação 99 Painel de modo de trabalho Painel de execução Figura 12.1 – Painel de comando Fanuc.

12.2 PAINEL DE EXIBIÇÃO 12.2.1 Detalhes do painel de exibição Vídeo PROGRAMAÇÃO, PREPARAÇÃO E OPERAÇÃO DE CENTRO DE USINAGEM CNC Porta PCMCIA Softkeys Figura 12.2 – Painel de exibição. 12.2.2 Descrição do painel de exibição NOME DESCRIÇÃO Vídeo Exibe todos os eventos do comando (interface entre o operador e o sistema operacional) Porta PCMCIA Porta para comunicação de dados utilizando o Memory Card Softkeys Botões para navegação no comando 12.3 PAINEL DE PROGRAMAÇÃO 12.3.1 Detalhes do painel de programação Reset Teclado Páginas de alfanumérico comando Insert Cursores SHIFT Delete CAN Page/Page EOB Alter INPUT Figura 12.3 – Painel de programação. 100