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MANUFATURA ASSISTIDA PORMANUFATURA ASSISTIDA POR COMPUTADORCOMPUTADOR COMANDO NUMÉRICOCOMANDO NUMÉRICO Au to r ( a ) : D r. J o ã o C a r l o s L o p e s Fe r n a n d e s R ev i s o r : M e . H a ro l d o d a S i l va Fe r re i ra Tempo de leitura do conteúdo estimado em 1 hora e 10 minutos. Introdução Caro(a) estudante, você sabia que o comando numérico funciona com base no controle de forma simultânea de múltiplos eixos, realizado por meio de um “código G” (ou Gcode)? Esse código possui como função explicar para a máquina como ela deve mover-se geometricamente em até três dimensões: x, y e z. Na usinagem de Comando Numérico Computadorizado (CNC), as máquinas são controladas pelo comando numérico, e é ele que automatiza o processo de fabricação nas diversas etapas da produção. O sistema de coordenadas das máquinas e/ou ferramentas é cartesiano para a elaboração de todos os per�s geométricos. Por possuir três eixos perpendiculares, esse sistema recebe o nome de sistema de coordenadas dextrógiro, e podemos representá-lo com o auxílio dos dedos da mão (anatomia humana). O torneamento tradicional nas empresas está sendo substituído por soluções de multieixo, que possibilitam a criação de processos mais complexos. Isso está sendo possível com a utilização do CAD/CAM, que permite a simulação antes da realização dos ciclos internos e externos do torneamento industrial, viabilizando a simulação antes da realização dos ciclos internos e externos do torneamento industrial, auxiliando, assim, no processo de manufatura. Atualmente, o CNC é muito utilizado no processo de fabricação industrial de peças. Ele é e/ou foi utilizado como principal recurso à automação das máquinas de usinagem. Para utilizar o CNC, as empresas têm que realizar um investimento, que será rapidamente amortizado devido às vantagens do processo, uma vez que, ao produzir peças em maior quantidade, o preço e o tempo de fabricação serão reduzidos. Comando Numérico Computadorizado (CNC) [...] em um processo de usinagem, dados podem ser coletados diretamente do sistema CNC (Comando Numérico Computadorizado), do CLP (Controlador Lógico Programável), sensores que enviam dados para sistemas de supervisão e sistemas de monitoramento dedicados (SILVA, 2017, p. 161). Em algumas soluções CNC, existem interfaces grá�cas que permitem testar os programas antes da execução. Com esse recurso, tornou-se possível realizar toda a programação no computador tradicional e transmitir o programa para a máquina e, até mesmo, realizar testes antes de um processo de usinagem entrar em produção. A maior parte de um programa é composta das coordenadas dos pontos que se referem às distâncias para os eixos. Junto com as declarações que determinam como a máquina é usada, essas coordenadas X , Y e Z são empregadas tanto para o movimento da ferramenta como para o posicionamento da ferramenta em relação à peça, bem como para referência (FITZPATRICK, 2013, p. 27). Dessa forma, os erros no código de programação e/ou nos comandos de posicionamento de eixos podem ser solucionados evitando desperdício de matéria-prima e de tempo antes de iniciar-se o processo produtivo. Quadro 2.1 - Exemplo de plano de processo ou de fabricação Fonte: Adaptado de Silva (2017, p. 158). #PraCegoVer: o quadro acima apresenta um exemplo de um plano de produção fabril. São 7 colunas, na primeira do lado esquerdo, �ca o nome da empresa; logo abaixo, na mesma coluna, vem a palavra “Material”; abaixo dela, vem “Número da operação”; nessa mesma coluna, vem, em sequência de cima para baixo, o número “10”, depois “20” e, �nalizando a coluna, o número “30”. Na primeira linha da segunda coluna, vem “FOLHA DE PROCESSO”. Na segunda linha, vem a palavra “Número do produto”; na mesma linha, o número “47013776”, seguido da palavra “Revisão” e, �nalizando a linha, o número “3”. A linha posterior apresenta a palavra “Número da peça”; na mesma linha, o número “4701399”, seguido da palavra “Revisão” e, �nalizando a linha, o número “3”. A linha abaixo tem a palavra “Descrição” e é �nalizada com “Eixo estriado”. Na linha abaixo, que faz interseção com coluna 1, consta a palavra “Material”; na sequência da mesma linha, “ABNT 1045 .h11D180” e, na sequência da mesma linha, “Quantidade” que precede o número “1000”. Na linha abaixo que faz interseção com coluna 1, há a palavra “Material”; na sequência da mesma linha, “Nº da operação” e, na sequência da mesma linha, a “Operação”, “Máquina”, “Ferramenta”, “Dispositivo de �xação” e “Tempo”. A coluna 7 possui “...” até o �nal dela. Na linha posterior, iniciando na posição da coluna 2, há as palavras “Serrar”, “Serra 11”, duas colunas com “...” e é �nalizada com “20s”. A próxima linha possuía as seguintes palavras “Usinar”, “CNC 1”, “CP03”, “Disp CNC4” e “40s”, a última linha que faz interseção com a coluna 1 possui o número “30”, recebe “...” até o �nal das colunas. Antes de determinarmos os parâmetros de usinagem, você deve analisar bem a folha de instruções do processo a ser feito; nela, são descritas as ferramentas a serem utilizadas, a operação a ser realizada e o tempo estimado para cada operação. Sua Empresa Ltda. FOLHA DE PROCESSO Número do produto 47013776 Revisão 3 Número da peça 4701399 Revisão 3 Descrição Eixo estriado Material ABNT 1045 .h11D180 Quantidade 1000 Nº da operação Operação Máquina Ferramenta Dispositivo de �xação Tempo ... 10 Serrar Serra 11 ... ... 20 s ... 20 Usinar CNC 1 CP03 Disp CNC4 40 s ... 30 ... ... ... ... ... ... Parâmetros de Usinagem Os parâmetros de usinagem descrevem como as ferramentas e/ou peças se comportam durante o processo de usinagem. Esses parâmetros estão relacionados à rotação, à velocidade e ao tipo de corte. Quando falamos em corte, estamos fazendo referência à profundidade e/ou à penetração nas peças que estão sendo usinadas. Para evitar fadiga e/ou aquecimento nos processos de usinagem, devemos parametrizar o tempo de corte da ferramenta e, assim, conseguiremos uma melhor precisão. Por isso, é fundamental conhecer as ferramentas, o tipo de dureza do material a ser utilizado, sem esquecer de veri�car a capacidade das máquinas que serão utilizadas. Outro fator que deve ser levado em conta em uma usinagem é a rugosidade do material, pois essa condição faz com que os parâmetros da usinagem sejam modi�cados. O custo da usinagem é dependente da quantidade de remoção de metal e pode ser reduzido aumentando a velocidade de corte e/ou a velocidade de avanço, porém há limites para essas velocidades, acima dos quais a vida da ferramenta é drasticamente diminuída, levando consigo o custo. A maior parte da usinagem ocorre com aços e ferros fundidos e no corte destes e das ligas à base de níquel surgem os problemas técnicos e econômicos mais sérios. O corte desses metais gera os maiores aquecimentos da ferramenta provocando seu colapso em curto tempo de usinagem (MACHADO et al., 2009, p. 129). Conhecer como a força (potência) dos equipamentos de usinagem age sobre os materiais a serem produzidos é um fator muito importante, pois ela possibilita estimar a potência necessária para a execução do corte. Essa força, quando controlada, diminui o desgaste das ferramentas de corte e, consequentemente, os custos dos processos de produção. A usinagem leva em consideração vários parâmetros ligados à velocidade, à temperatura, aos eixos e, principalmente, à resistência dos materiais, que podem ser fatores a ser examinados para alteração e/ou adequação de um processo de usinagem industrial, que está sendo intermediado por um computador. A evolução do CNC aconteceu com muitos acertos e erros, ela mudou a forma como ocorriam as rotinas de manufatura, que passaram a ser controladas com o apoio de computadores e softwares. Atualmente, podemos simular antes de produzir, mas, antes, além da perda de tempo de hora/máquina, precisávamos produzir para depois corrigir, e muitos problemas demoravam a ser resolvidos. Segundo Fitzpatrick (2013), há muitos anos, foram atribuídos valores com sinal inverso apenaspara o eixo Z em alguns dos primeiros tornos programados. A intenção era reduzir e eliminar, ao máximo, os sinais negativos das coordenadas desse eixo e, assim, criar programas menores. Isso levou a tantos acidentes graves, devido ao sistema de eixos fora do padrão, que eles nunca mais foram produzidos. Fitzpatrick (2013) destaca, também, que, sempre que você se confrontar com uma máquina CNC desconhecida, a sua primeira atitude deve ser identi�car o eixo Z, pois esse item será o mais fácil de reconhecer. Ele traz a ferramenta para a peça, como em um torno, ou a peça para o fuso ou no caso das fresadoras. Depois de identi�cado, é preciso aplicar sempre a regra da mão direita para identi�car os outros dois eixos. Fonte: Phuchit / 123RF. Usinagem CNC: a usinagem CNC acontece por intermédio de máquinas controladas por comandos numéricos. Ela utiliza computadores para gerar programas que serão importados (inseridos) nas máquinas para automatizá-las em todas as etapas do processo produtivo. A primeira etapa é a seleção das estratégias de cortes e escolha do ferramental. A segunda etapa é a coleta das ferramentas e o agrupamento delas ao processo de usinagem. A terceira etapa é colocar o processo de usinagem em produção. < > Figura 2.1 - Regra da mão direita Fonte: Fitzpatrick (2013, p. 8). #PraCegoVer: a �gura apresenta a mão direita, com o polegar, o indicador e o dedo médio esticados e com o anelar e o mínimo encostados na palma da mão. O polegar é o eixo X; o indicador, o eixo Y; e o médio, o eixo Z. Ainda com base em Fitzpatrick (2013), para identi�car se a direção do eixo de rotação é positiva ou negativa (sentido horário ou anti-horário), utiliza-se a regra do polegar. Para isso, você deve identi�car qual é o sentido positivo para o eixo central por onde acontece a rotação (X, Y ou Z). Então, na sua mão direita, você deve posicionar o polegar nessa direção “positiva”, os dedos indicador e médio serão curvados no sentido positivo do eixo, conforme pode ser observado na �gura anterior. Sendo assim, a rotação negativa estará ao contrário dos dedos da �gura. Figura 2.2 - Regra do polegar Fonte: Fitzpatrick (2013, p. 12). #PraCegoVer: a �gura acima apresenta o polegar para o alto e todos os outros dedos encostados na palma da mão, uma seta azul indica a posição do polegar de cima para baixo, tendendo a um eixo de 360º. Como indicado acima, as suas mãos são fundamentais para indiciar os eixos xyz das máquinas, bem como o sentido da rotação. Dessa forma, você nunca mais vai esquecer como determinar eixos e rotações nos processos de manufatura industrial. Conhecimento Teste seus Conhecimentos (Atividade não pontuada) Graças aos avanços tecnológicos, os robôs, rapidamente, podem ser encontrados em diversas partes de uma indústria. Eles auxiliam os humanos em diversas atividades, como pintar, montar, levantar peso entre outras. Eles evoluem não para serem nossos substitutos mas para serem melhores parceiros em nossas atividades industriais. Relacionada à evolução da tecnologia ocorrida nas últimas duas décadas, escolha a opção que melhor apresenta o que a robótica já pode realizar hoje. a) Realizar a própria manutenção e, assim, evitar as paradas não desejadas na linha de produção. b) Resolver os problemas econômicos da empresa, pois os robôs não recebem salário e podem trabalhar 24 horas por dia, sem realizar paradas, durante 365 dias. c) Traçar rotinas aleatórias que permitam que as empresas não necessitem mais do ser humano nas operações de planejamento da produção. d) Maximizar a produção em indústrias minimizando os gastos com a realização de processos mais ágeis, preocupados com o tempo e a qualidade. e) Voltar no tempo e evitar desastres que já aconteceram e fazer com que as empresas sempre consigam ter os melhores produtos e serviços. O sistema de coordenadas das máquinas e/ou ferramenta CNC é comandado de forma cartesiana e possui um per�l geométrico; por se tratar de três eixos perpendiculares (xyz), recebe, também, o nome de sistema de coordenadas dextrógiro. Coordenadas são todos os pontos relacionados com a geometria do desenho que orientam o programa na elaboração dos programas CNC. Visualização das Coordenadas Segundo Fitzpatrick (2013), o sistema de coordenadas na programação CNC é o principal fator em um processo de usinagem. Nele, �ca indicado onde começar e/ou terminar o processo de fabricação. As coordenadas da máquina são formadas pelos eixos existentes nela, que podem ser xyz. A posição em relação à máquina depende do tipo de cada máquina. A direção dos eixos segue a “regra da mão direita”. Na Figura 2.3 a seguir, você pode observar a tela de um monitor de uma máquina CNC com código de programa em execução. Sistemas de Coordenadas Figura 2.3 - Tela de monitor de máquina CNC com código de programa em execução e números com alteração de parâmetros Fonte: Ollega / 123RF. #PraCegoVer: a �gura apresenta uma tela do monitor de uma máquina CNC com o programa em execução, mostrando os parâmetros. Nela, o operador e/ou engenheiro consegue acompanhar tudo que está ocorrendo em um processo de usinagem. Quando falamos em coordenadas, você deve se perguntar, como chegarei a algum lugar saindo de um ponto zero? A resposta é simples, utilizando as coordenadas que recebeu e/ou traçou. Sendo assim, quando estamos criando um processo para a usinagem de uma peça, essas coordenadas são fundamentais para otimizarmos o processo. Fonte: Adaptado de nizhnik / 123RF. #PraCegoVer: temos a ilustração de um infográ�co estático composto de três caixas de textos coloridas. Elas estão organizadas na vertical, sendo a primeira com tons de azul, a segunda com tons de verde e a terceira com tons de roxo. Na primeira caixa em azul, temos o seguinte texto: “Coordenadas absolutas: levam em consideração as posições dos eixos em relação ao início da peça que foi pré-estabelecida na programação do sistema e sempre informam a posição para a qual a ferramenta deverá ir. Conforme menciona Silva (2017, p. 23): ‘São as que se relacionam sempre com um ponto de referência (ponto zero peça) �xo no desenho e podem ser chamadas também de medidas de referência ou medidas reais’”. Em seguida, na segunda caixa, na cor verde, temos o texto: “Coordenadas incrementais: são as posições dos eixos a partir da posição anteriormente estabelecida a eles. Na programação, você deverá sempre informar a distância a ser percorrida pela ferramenta a partir da posição de onde ela está localizada. Segundo Silva (2013), o posicionamento anterior se refere ao ponto de onde estava e para onde foi. Sendo assim, sempre teremos a distância entre os dois pontos próximos, mas, para que isso aconteça, sempre devemos levar em consideração o movimento a ser executado. Esse sistema não é muito usado em grandes operações CNC”. Por �m, na última caixa, na cor roxa, temos o texto: “Coordenadas polares: como já observamos, as coordenadas cartesianas e o per�l geométrico são utilizados em uma programação CNC. Esse método é o mais utilizado, mas também existe uma forma de declararmos os pontos em função de ângulos e raios. Essa programação é chamada de sistema de coordenadas polares. Segundo Fitzpatrick (2013), nos desenhos CAD e na programação CNC, de forma manual e/ou software CAM, você deve usar as coordenadas retangulares. Mas, dependendo do que tem que ser produzido, as coordenadas polares também podem ser utilizadas, pois elas podem economizar cálculos relacionados às dimensões do desenho que estão em função do raio e/ou ângulo. O uso do CAD/CAM nas indústrias é fundamental para que elas consigam tirar o melhor proveito de seus projetos de usinagem, melhorando a qualidade, e, assim, aumentar a competitividade”. Para se criar um processo de usinagem, você deve conhecer as coordenadas, os softwares, as simulações, os materiais usados, as ferramentas e o fundamento de cada equipamento que vai realizar a programação. Toda vez que uma peça de ferro é usinada, é realizado um processo que retira material na modelagem dapeça, esse material retirado recebe o nome de “cavaco” de ferro. A criação de programas CNC sempre deve seguir regras, como em qualquer linguagem de programação de computadores. Além de você ter que saber programar, o que se acrescenta é conseguir entender o desenho de uma peça, os ângulos dela e os detalhes de cada material utilizado. Nesse sentido, os ciclos de programação têm como principal função determinar o que será realizado na usinagem de uma peça; para que eles sejam bem realizados, você deve sempre coletar o número máximo de informação sobre a peça que vai produzir. Agora que �nalizamos o assunto deste tópico, faça a atividade a seguir, para desenvolver mais os seus conhecimentos. Conhecimento Teste seus Conhecimentos (Atividade não pontuada) A formatação do programa é um elemento importante da programação CNC. Cada indivíduo formatará os programas de forma diferente. No entanto o programa precisa ser consistente e SAIBA MAIS A usinagem consiste em um processo mecânico que desgasta a matéria-prima para a criação de uma peça de formato determinado. O que é retirado no processo é chamado de “cavaco”. Ela pode ser utilizada como alternativa a outros de moldagem e/ou fundição. Para que o processo seja realizado corretamente, não pode existir vibração na ferramenta. Para saber mais, acesse o link a seguir: A S S I S T I R e�ciente. Por exemplo: num bloco de programa CN, a máquina vai ler as coordenadas dos eixos Z ou X em qualquer ordem, mas, para ser consistente, deve-se escrever, primeiramente, a coordenada X e, depois, a Z. RELVAS, C. Controlo numérico computorizado: conceitos fundamentais. 4. ed. Porto: Quântica, 2018. Analise as a�rmações a seguir e assinale a alternativa correta. a) O ponto zero da peça é de�nido pelo equipamento, e, a partir deste, são de�nidas as coordenadas do programa. Recomenda-se a colocação do ponto zero da peça de tal forma que se possa, facilmente, transformar as medidas do desenho da peça em valores de coordenadas. b) A transformação de coordenadas articulares para cartesianas é, normalmente, realizada antes do início do processo de usinagem, no qual, a partir do conjunto de variáveis articulares, serão obtidas a posição e a orientação da ferramenta. c) A orientação de um sistema de coordenadas (por exemplo, referencial de uma ferramenta de trabalho) pode ser descrita como uma lista de rotação que descreve a direção dos eixos do sistema de coordenadas em relação a um sistema de referência. d) A transformação direta de coordenadas não apresenta di�culdades na resolução, o mesmo não acontece com a transformação inversa, que é muito complexa, uma vez que não apresenta uma solução única. Para eliminarmos as indeterminações que aparecem no problema inverso, utiliza-se, geralmente, a matriz. e) No controle de um robô, no espaço das tarefas, existe uma necessidade de uma transformação de coordenadas. Essa transformação não poderá ser realizada a partir da inversão da matriz, pois a programação robótica não trabalha com esse tipo de matriz. Os tornos CNC podem furar, facetar, sangrar, desbastar e rosquear; no �m de cada ciclo, a ferramenta sempre volta às coordenadas iniciais, anteriores a cada comando que foi informado pelo operador e/ou programador. Programação de Ciclos de Torneamento São quatro ciclos de torneamento conhecidos, cada um deles tem uma função no processo de usinagem. A programação CNC é a responsável por criar a melhor sequência desses ciclos. Tipos de Torneamento Conhecidos O torneamento acontece por meio da combinação do movimento de rotação da peça e da ferramenta. Em alguns casos, a(s) peça(s) podem �car paradas, e a ferramenta gira ao seu redor dela(s) para furar, facetar, sangrar, desbastar, mas, basicamente, o princípio de cada função é o mesmo: usinar a peça. Agora, vamos veri�car a função do: torneamento externo; torneamento interno; faceamento; sangramento. Torneamento Externo O torneamento externo, como o próprio nome diz, realiza a usinagem do diâmetro externo das peças. Ele é um processo muito utilizado nas indústrias mecânicas e, quando realizado, o que é retirado da peça recebe o nome de cavaco. Toda empresa é obrigada a garantir o descarte ecologicamente seguro dessa sobra industrial. Figura 2.4 - Torneamento externo Fonte: Kadmy / 123RF. #PraCegoVer: a �gura apresenta o processo de torneamento externo; em destaque, aparece um “cavaco” sendo removido do material metálico. Esse cavaco é o que é retirado do material em sua usinagem. Uma peça pode ser submetida a mais de um processo de torneamento, o resultado de todas essas etapas até a �nalização da peça recebe o nome de usinagem, dessa forma, podemos de�nir que usinagem pode possuir de um a “n” ciclos. Faceamento O faceamento acontece em materiais de superfície plana que �cam �xados, de forma perpendicular, ao eixo de um torno. Essa operação, que é realizada em torno(s) CNC, recebe o nome de facear e sempre acontece do centro para o extremo da peça. Figura 2.5 - Faceamento Fonte: Kadmy / 123RF. #PraCegoVer: a �gura apresenta o processo faceamento de um torno; em destaque, aparece a ferramenta utilizada para facear a peça, esse processo sempre acontece do centro para fora da peça. Quando estamos realizando o torneamento em peças cilíndricas e precisamos criar entalhes e/ou ranhuras com uma certa profundidade e diâmetro circular, temos que utilizar um processo diferente do de faceamento, agora, devemos sangrar a peça. Sangramento O sangramento acontece como o acoplamento de uma ferramenta especí�ca no torno CNC. Nesse processo, a ferramenta vai se deslocar de forma retilínea e/ou perpendicular ao eixo de rotação para fazer entalhes circulares na peça. Desses entalhes, podem �car anéis, como se observa na �gura seguinte. Figura 2.6 - Sangramento de peça Fonte: Phuchit / 123RF. #PraCegoVer: a �gura apresenta o processo sangramento de um torno. Em destaque, aparecem os riscos em formato de anel, em que foi realizado o sangramento. Existe remoção de material de formação de cavaco em menor escala. Após você conhecer os tipos de torneamento, chegou a hora de veri�car alguns exemplos de programação CNC; a seguir, os exemplos buscam orientá-lo em sua aprendizagem. Exemplo de Programação de Torneamento Externo As informações a seguir são utilizadas para criação da programação que o equipamento deve realizar. Outro detalhe importante é a profundidade e o avanço para a realização das funções. A função G75 é a responsável pelo faceamento da peça e utiliza os seguintes parâmetros da programação ISO: 1. X = diâmetro faceamento �nal 2. Z = posição �nal 3. P = incremento de corte eixo “X” (raio/mm) 4. Q = profundidade de corte eixo “Z” (mm) 5. R = afastamento longitudinal eixo “X” (raio) �. F = avanço programado Figura 2.7 - Peça para usinar Fonte: Elaborada pelo autor. #PraCegoVer: a �gura apresenta o desenho de 2 quadrados, o maior, que �ca do lado esquerdo, tem uma seta da extremidade inferior para superior com o valor de 60; encostado nele, do lado direito, há um quadrado com uma seta que vai extremidade inferior para superior com o valor de 25; na parte superior do desenho, temos uma seta com o número 90, que indica o comprimento dos dois quadrados, e, abaixo, uma seta sobre o quadro 2 com o valor de 30. Essas são as medidas de uma peça que vai receber o torneamento externo, os valores estão em forma de “cota”, o que permite ao programador CNC criar o código para realização da usinagem. A seguir, a tabela apresenta um exemplo de código CNC, destacando-se a oitava linha, na qual está descrito o código G75, que é utilizado em faceamento de peças. Lembrando sempre que o programador CNC deve consultar as especi�cações do equipamento para veri�car se não existe uma melhoria e/ou alteração que bene�cie o torneamento. Tabela 2.1 -Tabela com exemplo de programação CNC Fonte: Elaborada pelo autor. #PraCegoVer: a tabela apresenta, na primeira linha, “Código CNC”; logo abaixo, há duas colunas, a coluna da esquerda possui 10 linhase tem como palavra inicial, de cima para baixo, na linha 1, “N10”; na linha 2, “N20”; como as linhas variam o N de 10 em 10, a última linha possui “N100”. Na coluna ao lado, existem palavras que fazem parte da tabela. “N10”, na coluna 2, há “G291”; “N20”, “G21 G40 G90 G95” e assim sucessivamente, “G54 G0 X200 Z200”; “T0707; DESB”; “G96 S210”, “G92 S3500 M3”, “G0 X64 Z-2”, “G0 X64 Z-2”, “G75 X25 Z-30 P19500 Q2000 R1 F.2 # Faceamento da peça”, “G54 G0 X200 Z250” e, para “N100”, há “M30”. Com a utilização do código acima no seu simulador (programação ISO), você conseguirá observar as etapas de um torneamento externo, realizando o faceamento de uma peça. Observe com muita atenção, pois você será o responsável pelo desenvolvimento de novos códigos! As funções dos códigos “G”, na programação das máquinas CNC, de�nem como uma operação será realizada no(s) equipamento(s). Você deve saber que os códigos “G” podem ser de dois tipos: o modal, quando o código “G” �cará em ação até que outro seja interpretado pela(s) máquina(s), e o não modal, no qual o código �cará ativo apenas na linha que você programou. A Linguagem “G” foi adotada pelo sistema como padrão a ser usado pelos fabricantes de comandos, com algumas normas rígidas, dando a eles liberdade para criação de recursos próprios, mantendo as funções básicas e universais, funções que não podem ser de�nidas de maneiras diferentes e que tenham a mesma �nalidade em todos os comandos (SILVA, 2017, p. 27). A Linguagem “G” foi de�nida na ISO 1056, na qual algumas funções já estão prede�nidas para todos os modelos de equipamento CNC; para atender ao anseio de alguns fabricantes, permitiu-se que, em algumas máquinas CNC e/ou modelos, existisse customização em alguns códigos, não é difícil compreender o que cada fabricante customizou para auxiliar na confecção dos programas e/ou melhorar a performance dos equipamentos, a tabela seguinte foi baseada na ISO 1056. Código G Função G00 Posicionamento rápido G01 Interpolação linear G02 Interpolação circular no sentido horário (CW) G03 Interpolação circular no sentido anti-horário (CCW) G04 Temporização (Dwell) G05 Não registrado G06 Interpolação parabólica G07 Não registrado G08 Aceleração G09 Desaceleração G10 a G16 Não registrado G17 Seleção do plano XY G18 Seleção do plano ZX G19 Seleção do plano YZ G20 Programação em sistema inglês (polegadas) G21 Programação em sistema internacional (métrico) G22 a G24 Não registrado G25 a G27 Permanentemente não registrado G28 Retorna à posição zero da máquina G29 a G32 Não registrados G33 Corte em linha, com avanço constante G34 Corte em linha, com avanço acelerado G35 Corte em linha, com avanço desacelerando G36 a G39 Permanentemente não registrado G40 Cancelamento da compensação do diâmetro da ferramenta G41 Compensação do diâmetro da ferramenta (esquerda) G42 Compensação do diâmetro da ferramenta (direita) G43 Compensação do comprimento da ferramenta (positivo) G44 Compensação do comprimento da ferramenta (negativo) G45 a G52 Compensações de comprimentos das ferramentas G53 Cancelamento das con�gurações de posicionamento fora do zero �xo G54 Zeragem dos eixos fora do zero �xo (01) G55 Zeragem dos eixos fora do zero �xo (02) G56 Zeragem dos eixos fora do zero �xo (03) G57 Zeragem dos eixos fora do zero �xo (04) G58 Zeragem dos eixos fora do zero �xo (05) G59 Zeragem dos eixos fora do zero �xo (06) G60 Posicionamento exato (�no) G61 Posicionamento exato (médio) G62 Posicionamento (grosseiro) G63 Habilitar óleo refrigerante por dentro da ferramenta G64 a G67 Não registrados G68 Compensação da ferramenta por dentro do raio de canto G69 Compensação da ferramenta por fora do raio de canto G70 Programa em polegadas G71 Programa em metros G72 a G79 Não registrados Tabela 2.2 - Tabela de Códigos G (ISO 1056) Fonte: Adaptada de Silva (2015, 2017), Relvas (2018) e Fitzpatrick (2013). #PraCegoVer: na coluna 1, está escrito “Código G” e, na coluna 2, “Função”; sendo assim, tudo que começa com G faz parte da coluna, e o que vem seguir faz parte da coluna 2: “G00”, “Posicionamento rápido”; “G01”, “Interpolação linear”; “G02”, “Interpolação circular no sentido horário (CW)”; “G03”, “Interpolação circular no sentido anti-horário (CCW)”; “G04”, “Temporização (Dwell)”; “G05”, “Não registrado”; “G06”, “Interpolação parabólica”; “G07”, “Não registrado”; “G08”, “Aceleração”; “G09”, “Desaceleração”; “G10 a G16”, “Não registrado”; “G17”, “Seleção do plano XY”; “G18”, “Seleção do plano ZX”; “G19”, “Seleção do plano YZ”; “G20”, “Programação em sistema inglês (polegadas)”; “G21”, “Programação em sistema internacional (métrico)”; “G22 a G24”, “Não registrado”; “G25 a G27”, “Permanentemente não registrado”; “G28”, “Retorna à posição zero da máquina”; “G29 a G32”, “Não registrados”; “G33”, “Corte em linha, com avanço constante”; “G34”, “Corte em linha, com avanço acelerado”; “G35”, “Corte em linha”, “com avanço desacelerando”; “G36 a G39”, “Permanentemente não registrado”; “G40”, “Cancelamento da compensação do diâmetro da ferramenta”; “G41”, “Compensação do diâmetro da ferramenta (esquerda)”; “G42”, “Compensação do diâmetro da ferramenta (direita)”; “G43”, “Compensação do comprimento da ferramenta (positivo)”; “G44”, “Compensação do comprimento da ferramenta (negativo)”; “G45 a G52”, “Compensações de comprimentos das ferramentas”; “G53”, “Cancelamento das con�gurações de posicionamento fora do zero �xo”; “G54”, “Zeragem dos eixos fora do zero �xo (01)”; “G55”, “Zeragem dos eixos fora do zero �xo (02)”; “G56”, “Zeragem dos eixos fora do zero �xo (03)”; “G57”, “Zeragem dos eixos fora do zero �xo (04)”; “G58”, “Zeragem dos eixos fora do zero �xo (05)”; “G59”, “Zeragem dos eixos fora do zero �xo (06)”; “G60”, “Posicionamento exato (�no)”; “G61”, “Posicionamento exato (médio)”; “G62”, “Posicionamento (grosseiro)”; “G63”, “Habilitar óleo refrigerante por G80 Cancelamento dos ciclos �xos G81 a G89 Ciclos �xos G90 Posicionamento absoluto G91 Posicionamento incremental G92 Zeragem de eixos (mandatório sobre os G54...) G93 Avanço dado em tempo inverso (inverse time) G94 Avanço dado em minutos G95 Avanço por revolução G96 Avanço constante sobre superfícies G97 Rotação do fuso dado em RPM G98 e G99 Não registrados dentro da ferramenta”; “G64 a G67”, “Não registrados”; “G68”, “Compensação da ferramenta por dentro do raio de canto”; “G69”, “Compensação da ferramenta por fora do raio de canto”; “G70”, “Programa em polegadas”; “G71”, “Programa em metros”; “G72 a G79”, “Não registrados”; “G80”, “Cancelamento dos ciclos �xos”; “G81 a G89”, “Ciclos �xos”; “G90”, “Posicionamento absoluto”; “G91”, “Posicionamento incremental”; “G92”, “Zeragem de eixos (mandatório sobre os G54...)”; “G93”, “Avanço dado em tempo inverso (inverse time)”; “G94”, “Avanço dado em minutos”; “G95”, “Avanço por revolução”; “G96”, “Avanço constante sobre superfícies”; “G97”, “Rotação do fuso dado em RPM”; “G98 e G99”, “Não registrados”. A tabela apresentada anteriormente deve �car disponível a todos programadores CNC. Você não precisa decorá-la, mas é interessante saber utilizá-la para criar programações cada vez mais enxutas e ágeis. praticar Vamos Praticar Ordem de entrada Segundo Fitzpatrich (2013), os comandos modernos podem ser programados em qualquer ordem nos eixos XYZ. As coordenadas X1.0, Y2.0 e Z3.0 poderiam ser escritas Y2.0, X1.0, Z3.0 ou, ainda, Z3.0, X1.0, Y2.0. A maioria dos comandos não requer ordem nos dados, desde que eles estejam completos dentro da instrução. No entanto ordenar em ordem alfabética é o mais comum. Sabendo disso, você deve escrever dez comandos e justi�car a ordem determinada. Programação de Ciclos Internos de Torneamento O torneamento interno realiza a usinagem do diâmetro interno das peças. Como existem mais vibrações do que o torneamento externo e a remoção de cavacos vindos de dentro para fora, o desgaste da ferramenta é muito superior ao ciclo externo, e é exigido também um sistema de resfriamento mais intrusivo. Fonte:Phuchit / 123RF. Como observado na �gura anterior, existem peças que necessitam de um tratamento mais delicado, isso quebra o paradigma de que a usinagem de peças só é realizada em coisas rústicas, como ferro e aço, por exemplo. Existem peças que possuem um nível de detalhamento muito alto, elas usam equipamentos de torneamento de precisão. Esse processo é realizado com equipamentos de alta tecnologia, normalmente, a peça �ca �xa, ou seja, não se move enquanto a ferramenta desenvolve movimentos cirúrgicos que deixam detalhes mínimos na peça. REFLITA O uso do CNC consegue reduzir os erros humanos e, com isso, diminuir o retrabalho, bem como o desperdício de matéria-prima, agilizando e �exibilizando a usinagem de peças que pode ser adaptada na produção de outros produtos num tempo muito reduzido em comparação ao que era requerido pelos processos manuais de antigamente. Atualmente, as indústrias, principalmente a mecânica, não conseguem sobreviver sem as novas tecnologias, como a programação CNC e o sensoriamento de equipamentos, principalmente os ligados à temperatura. Quando falamos em torneamento interno, as condições de temperatura são fundamentais, pois existe mais um fator: a resistência dos materiais, a dureza e a rigidez deles, que podem tornar o trabalho mais “demorado”. Torneamento Interno O torneamento interno é usado para usinar o diâmetro interno das peças. No ciclo dele, temos dois desa�os, controlar o alto índice de vibração, que pode chegar a comprometer a peça, e o escoamento dos cavacos. Quando realizamos esse tipo de usinagem em peças bem pequenas, o risco de quebra e/ou deformação aumenta. Figura 2.8 - Torneamento interno Fonte: Chawran / 123RF. #PraCegoVer: a �gura apresenta o processo torneamento interno de um torno; em destaque, aparece a ferramenta que vai fazer o trabalho, e é possível ver os cavacos saindo da parte interna. Agora que você já sabe o que é torneamento interno e os possíveis desa�os que devem ser superados, vamos ver um exemplo de programação. Exemplo de Programação de Torneamento Interno As informações a seguir são utilizadas para a criação da programação que o equipamento deve realizar. Outro detalhe importante é a profundidade e o avanço para a realização das funções. Profundidade de corte = 3 mm Avanço de desbaste = 0,3 mm/rot Avanço de acabamento = 0,2 mm/rot Figura 2.9 - Detalhes para criar rotina de torneamento interno Fonte: Adaptada de Indústrias Romi S.A. (2021, p. 28). #PraCegoVer: a imagem é uma �gura de uma peça que indica as dimensões do torneamento a ser realizado. Ela possui as cotas distribuídas acima e abaixo dela; as cotas são apresentadas entre setas; na parte superior, a primeira entre setas apresenta o número 50; a segunda, o número 25; e a terceira, 15. Dentro do desenho da peça, no centro, há a média 1x45º; abaixo, duas setas se apontam na extremidade esquerda da peça com o valor 1,50x45º. E, logo abaixo, uma seta com o valor 70. Na frente das peças, da direita para esquerda, há 4 setas com os seguintes valores: 30, 50, 80 e 100, precedidos por uma pequena circunferência com um risco na transversal. A tabela a seguir apresenta um exemplo de código CNC para criar uma rotina de torneamento interno, que é utilizado no desenvolvimento de peças. Relembrando que o programador CNC deve sempre consultar as especi�cações do equipamento para veri�car se não existe uma melhoria e/ou alteração que bene�cie o torneamento. Código CNC N10 G291 N20 G21 G40 G90 G95 N30 G54 G0 X200 Z200 N40 T0101 ;DESB. INT. N50 G96 S200 N60 G92 S2500 M3 N70 G0 X25 Z2 N80 G71 U3 R1 N90 G71 P100 Q180 U-1. W.3 F.3 N100 G0 X83 N110 G1 Z0 N120 X80 Z-1.5 N130 Z-15 N140 X50 ,C1 N150 Z-25 N160 X30 Z-50 N170 Z-71 N180 X26 N190 G54 G0 X190 Z200 N200 T0202 ;ACAB. INTERNO N210 G96 S250 N220 G92 S3500 M3 N230 G0 X25 Z2 Tabela 2.3 - Código Centur CNC SIEMENS 828D Fonte: Adaptada de Indústrias Romi S.A. (2021, p. 28). #PraCegoVer: na coluna 1, está escrito “Código G” e, na coluna 2, “Função”. Sendo assim, tudo que começa com G faz parte da coluna e o que vem em seguida faz parte da coluna 2: “Código CNC”, “N10”, “G291”; “N20”, “G21 G40 G90 G95”; “N30”, “G54 G0 X200 Z200”; “N40”, “T0101 ;DESB. INT.”; “N50”, “G96 S200”; “N60”, “G92 S2500 M3”; “N70”, “G0 X25 Z2”; “N80”, “G71 U3 R1”; “N90”, ‘“G71 P100 Q180 U-1. W.3 F.3”; “N100”, “G0 X83”; “N110”, “G1 Z0”; “N120”, “X80 Z-1.5”; “N130”, “Z-15”; “N140”, “X50 ,C1”; “N150”, “Z-25”; “N160”, “X30 Z-50”; “N170”, “Z-71”; “N180”, “X26”; “N190”, “G54 G0 X190 Z200”; “N200”, “T0202 ;ACAB. INTERNO”; “N210”, “G96 S250”; “N220”, “G92 S3500 M3”; “N230”, “G0 X25 Z2”; “N240”, “G70 P100 Q180 F.2”; “N250”, “G54 G0 X200 Z200”; “N260”, “M30”. A peça seguinte é o resultado da programação CNC, descrita na tabela anterior. Agora, você pode usar seu simulador e conseguir o mesmo resultado apresentado na sequência. N240 G70 P100 Q180 F.2 N250 G54 G0 X200 Z200 N260 M30 Figura 2.10 - Imagem ilustrativa do resultado da execução do código da tabela anterior após usinagem interna Fonte: Adaptada de Indústrias Romi S.A. (2021, p. 28). #PraCegoVer: a �gura apresenta a ilustração de uma peça cilíndrica obtida no torneamento interno, tem aparência de um tubo maior dentro do outro. Após realizar a simulação do código apresentado, você deve receber uma imagem parecida com a exposta na Figura 2.10, e isso signi�ca que você consegue criar um código CNC para uma peça industrial. Material Complementar W E B Usinagem em inox no minitorno CNC Ano: 2019 Comentário: Este vídeo apresenta a programação de um torno CNC para a realização de usinagem em inox. O vídeo apresenta também todas as etapas do processo em um software de simulação e descreve detalhes importantes de forma clara e concisa. ACESSAR https://www.youtube.com/watch?v=-JrOw9eeu1I L I V R O Processos de programação, preparação e operação de torno CNC Editora: Érica Autor: Sidnei Domingues da Silva ISBN: 9788536514277 Comentário: Este livro apresenta uma breve introdução à história dos Comandos Numéricos Computadorizados (CNC) e explica os principais conceitos e aplicações deles, abordando processos de programação e explicando os comandos dos fabricantes Mach, Fanuc e Siemens. As coordenadas cartesianas e os dispositivos de �xação estão bem detalhados. Conclusão Caro(a) estudante, �nalizamos o nosso estudo e pudemos concluir que o Controle Numérico Computadorizado (CNC) foi desenvolvido com base no Controle Numérico (NC). A grande evolução foi a substituição do hardware como controle (sistema embarcado) para o software (computação tradicional). Agora, tudo o que era realizado dentro do equipamento (máquina) pode ser feito com a utilização de um sistema e/ou com a simulação (teste antes) em um “computador”. Esse sistema será utilizado para controlar as máquinas, e o programador pode preparar o projeto por meio de softwares, como também testá-lo na própria máquina mediante o teclado e a tela nativa, itens que, normalmente, todas as máquinas CNC possuem. Referências CHAIMOWICZ, L.; CAMPOS, M. Robôs. Brasil Escola, [c2021]. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/informatica/robos.htm. Acesso em: 1 set. 2021. FITZPATRICK, M. Introdução à usinagem com CNC. Porto Alegre: Bookman, 2013. E-book. (Série Tekne). INDÚSTRIAS ROMI S.A. Manual de programação e operação: linha Centur: CNC Siemens 828D. Santa Bárbara D’Oeste: ROMI, [2021]. Disponível em: http://www.joinville.ifsc.edu.br/~valterv/CNC_CAM/Manual%20de%20programa%C3%A7%C3%A3o%20Torno%20Rom Acesso em: 1 set. 2021 MACHADO, Á. R. et al. Teoria da usinagem dos materiais. São Paulo: Blucher, 2009. RELVAS, C. Controlo numérico computorizado: conceitos fundamentais. 4. ed. Porto: Quântica, 2018. SEGREDO de usinagem: como retirar a vibração da ferramenta no torno mecânico. [S. l.: s. n.], 2017. 1 vídeo (4 min.). Publicado pelo canal Ângelo Breda - Pelet. Disponível em: https://www.youtube.com/watch? v=t0sAcTTDk7s&t=112s. Acesso em: 19 set. 2021. SILVA, H. C. Sistemas integrados de manufatura.Londrina: Educacional, 2017. SILVA, S. D. da. Processos de programação, preparação e operação de torno CNC. São Paulo: Érica, 2015. E-book. (Biblioteca Laureate). USINAGEM Inox no Minitorno CNC Casa do Mecânico. [S. l.: s. n.], 2019. 1 vídeo (29 min.). Publicado pelo canal Casa do Mecânico. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=-JrOw9eeu1. Acesso em: 19 https://brasilescola.uol.com.br/informatica/robos.htm http://www.joinville.ifsc.edu.br/~valterv/CNC_CAM/Manual%20de%20programa%C3%A7%C3%A3o%20Torno%20Romi.pdf https://www.youtube.com/watch?v=t0sAcTTDk7s&t=112s https://www.youtube.com/watch?v=t0sAcTTDk7s&t=112s https://www.youtube.com/watch?v=-JrOw9eeu1 set. 2021.
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