Curso Online de CNC
CNC é a sigla de Comando Numérico Computadorizado. É um conjunto de sistemas de software e hardware para operar automaticamente máquinas ...
Continue lendoAutor(a): José Roberto Sanches Martins
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Mecatrônica 5
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Coordenadas cartesianas
Ao término desta unidade você conhecerá o sistema de coordenadas cartesianas usado
para definição de pontos.
Sistema de coordenadas das máquinas CNC
Todas as máquinas-ferramenta CNC são comandadas por um sistema de coordenadas
cartesianas na elaboração de qualquer perfil geométrico.
X-
Z-
Z+
início
X+
Eixo X: movimento transversal
Eixo Z: movimento longitudinal
63,5°
A
E
-30
20
-30
F
-20 -10
-20
-10
10
30
C
20
10
Z+
X+
B
D
G
Exercícios: Complete a tabela a seguir conforme os valores das coordenadas X e Z para
os pontos indicados na figura ao lado.
1-)
X
Z
A 30
0
B
C
D
E
F
G
6 Mecatrônica
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Conceitos básicos
Ao término desta unidade você conhecerá os objetivos da Norma ISO 6983 e,
conhecendo a nomenclatura dos eixos coordenados, poderá realizar cálculos de
coordenadas cartesianas. Com esses conhecimentos, você estará preparado para
assimilar os conceitos específicos da estrutura da programação.
Norma ISO 6983
A Norma ISO 6983 descreve o formato das instruções do programa para máquinas de
Controle Numérico. Trata-se de um formato geral de programação e não um formato para
um tipo de máquina específica. A flexibilidade desta norma não garante
intercambiabilidade de programas entre máquinas. Os objetivos desta norma são:
9 unificar os formatos-padrão anteriores numa Norma Internacional para sistemas
de controle de posicionamento, movimento linear e contorneamento;
9 introduzir um formato-padrão para novas funções, não descritas nas normas
anteriores;
9 reduzir a diferença de programação entre diferentes máquinas ou unidades de
controle, uniformizando técnicas de programação;
9 desenvolver uma linha de ação que facilite a intercambiabilidade de programas
entre máquinas de controle numérico de mesma classificação, por tipo, processo,
função, tamanho e precisão;
9 incluir os códigos das funções preparatórias e miscelâneas.
NOTA: Esta norma dá suficiente liberdade ao fabricante da máquina CNC para adequar
a estrutura dos programas às diversas aplicações na máquina, portanto, é preciso
observar cuidadosamente o manual de programação.
Nomenclatura dos eixos e sistemas de coordenadas
A nomenclatura dos eixos e movimentos está definida na norma internacional ISO 841
(Numerical control of machines) e é aplicável a todo tipo de máquina-ferramenta. Os
eixos rotativos são designados com as letras A, B e C; os eixos principais de avanço com
as letras X, Y e Z.
Mecatrônica 7
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O sistema de eixos pode ser facilmente representado com auxílio da mão direita, onde o
polegar aponta para o sentido positivo do eixo X, o indicador para o sentido positivo do Y,
e o dedo médio para o sentido positivo do Z (Centro de Usinagem). Este sistema é
denominado Sistema de Coordenadas Dextrógeno, pois possui três eixos
perpendiculares entre si, que podem ser representados com o auxílio dos dedos da mão
direita.
Torno CNC
É uma máquina-ferramenta onde o controle dos movimentos dos eixos é feito por um
computador dedicado.
Pontos de Referência
Ponto Zero da Máquina: M
O ponto zero da máquina, é definido pelo fabricante da mesma. Ele é o ponto zero para o
sistema de coordenadas da máquina e o ponto inicial para todos os demais sistemas de
coordenadas e pontos de referência.
8 Mecatrônica
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Ponto de Referência: R
Serve para aferição e controle do sistema de medição dos movimentos da máquina. Ao
ligar a máquina, sempre se deve deslocar o carro até esse local, antes de iniciar a
usinagem.
Este procedimento define ao comando a posição do carro em relação ao zero máquina.
Ponto Zero da Peça: W
Este ponto é definido pelo programador e usado por ele para definir as coordenadas
durante a elaboração do programa. Recomenda-se colocar o ponto zero da peça de tal
forma que se possam transformar facilmente as medidas do desenho da peça em valores
de coordenadas.
Definição de ponto zero da peça
X0 , Z0
a) No encosto
das castanhasZ+
origem
X+
X0 , Z0
X+
b) Na face
da peçaorigem
Z+
Toda geometria da peça é transmitida ao comando com o auxílio de um sistema de
coordenadas.
Eixos coordenados no torno
Torre dianteira, Torre traseira
A geometria da peça é transmitida ao comando
com auxílio de um sistema de coordenadas
cartesianas, conforme o tipo de torre.
Mecatrônica 9
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Todo o movimento da ponta da ferramenta é descrito neste plano XZ, em relação a uma
origem pré-estabelecida (X0, Z0). Lembrar que X é sempre a medida do raio ou diâmetro,
e que aumenta à medida que o diâmetro aumenta, e Z é sempre a medida em relação ao
comprimento.
No sistema de programação CNC é possível utilizar dois tipos diferentes de
coordenadas:
Coordenadas absolutas
Coordenadas incrementais
Sistemas de coordenadas: Absolutas e Incrementais
Define-se como sistema de coordenadas absolutas o sistema de coordenadas onde o
ponto a ser atingido pela ferramenta é dado tomando-se como referência o “zero-peça”.
Mecatrônica
Exemplo de programação em coordenadas absolutas
C
B
AE
D
Define-se como sistema de coordenadas incrementais o sistema de coordenadas onde o
ponto a ser atingido pela ferramenta é dado tomando-se como referência o ponto
anterior. Para a utilização deste tipo de sistema de coordenadas deve-se raciocinar no
Comando Numérico Computadorizado da seguinte forma: da posição em que parou a
ferramenta, quanto falta para chegar ao próximo ponto?
A seguir apresentam-se dois exemplos de cálculo de coordenadas nos sistemas
absoluto e incremental :
10
Coordenadas Absolutas
Movimento Coordenadas
De Para
X Z
A 0 30
A B 30
30
B C 50
20
C D 80
20
D E 80
0
-
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Exemplo de programação em
coordenadas incrementais
B
A
C
E
D
Coordenadas Incrementais
Movimento Coordenadas
De Para X Z
A 0 0
A B 30 0
B C 20
-10
C D 30 0
D E 0 -20
Mecatrônica 11
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Estruturas e Características
do Programa CNCAo término desta unidade você conhecerá as principais linguagens e formas de
programação para máquinas à CNC, assim como, a estrutura de programação para
tornos CNC utilizando a Norma ISO 6983, e será capaz de identificar um programa
elaborado na linguagem EIA/ISO.
Estrutura de um programa CNC
FIM DE PROGRAMA
APROXIMAÇÃO E USINAGEM
DO PERFIL DA PEÇADADOS DA FERRAMENTA
IDENTIFICAÇÃO
CABEÇALHO
Exemplo de programa CNC para o comando GE Fanuc 21 i Torno Galaxy 10
Operação de acabamento5x45°
2x45°
Ø 80
60
40
80
R8
Ø 54
4
Ø 40
3
2
X400 Z300
1
5
O0013 (Eixo 2532);
N10 G21 G40 G90 G95;
N20 G0 X400 Z300 T00;
N30 T0101 (acab. Ext. R 0,8);
N40 G54;
N50 G96 S220;
N60 G92 S3500 M4;
N70 G0 X44 Z80;
N80 G1 X-1.5 F.3;
N90 G0 X36 Z82;
N100 G42;
N110 G1 Z80 F.1;
N120 X40 Z78;
N130 Z60;
N140 X54;
N150 Z40;
N160 G3 X70 Z32 R8;
N170 G1 X80 Z27;
N180 G40;
N190 G1 X85 F.3;
N190 G0 X400 Z300 T00;
N200 M30;12 Mecatrônica
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São diversos os meios de elaboração de programas CNC, sendo os mais usados:
Linguagem de programação automática APT
No surgimento do CN, no início dos anos 50, a primeira linguagem de programação
utilizada foi a APT (Automatic Programmed Tool). Atualmente só é utilizada como
ferramenta auxiliar na programação de peças com geometrias muito complexas,
principalmente para máquinas de 4 e 5 eixos.
A linguagem APT é uma linguagem de alto nível.
Linguagem EIA/ISO
Linguagem de códigos, também conhecida como códigos G. É na atualidade a mais
utilizada universalmente, tanto na programação manual, como na programação gráfica,
onde é utilizado o CAM.
Os códigos EIA/ISO foram criados antes mesmo do aparecimento das máquinas CNC,
eles eram usados nos escritórios em máquinas de escrever automáticas que utilizavam
cartões perfurados.
A linguagem EIA/ISO é considerada de baixo nível.
Linguagem interativa
Programação por blocos parametrizados, possui blocos prontos e não usa códigos.
Ex. linguagem MAZATROL aplicando às máquinas MAZAK.
Produção gráfica via "CAM" (Computer Aided Manufacturing)
Não é mais uma linguagem de programação e sim uma forma de programar em que o
programador deverá possuir os conhecimentos de: processos de usinagem; materiais;
ferramentas e dispositivos para usinagem; informática para manipulação de arquivos;
máquinas (avanços, rotações e parâmetros); domínio de um software de CAD e um de
CAM.
Descrevendo de uma maneira simplificada, apenas para fácil entendimento, o
programador entra com o desenho da peça, que pode ser feito no próprio CAM ou em
desenhos recebidos do CAD (Computer Aided Designe), define matéria - prima (tipo e
dimensões), ferramentas e demais parâmetros de corte, escolhe o pós-processador de
acordo com a máquina que fará a usinagem e o software de CAM se encarregará de
gerar o programa, utilizando os códigos da linguagem EIA/ISO.
Veremos aqui, como fica a estrutura de um programa utilizando a linguagem EIA/ISO.
Mecatrônica 13
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O programa CNC é constituído de:
Caracteres: É um número, letra ou símbolo com algum significado para o
Comando.(Exemplo:2, G, X, /, A, T).
Endereços: É uma letra que define uma instrução para o comando.
(Exemplo:G, X, Z, F).
Palavras: É um endereço seguido de um valor numérico.
(Exemplo:G01 X25 F0.3).
Bloco de Dados : É uma série de palavras colocadas numa linha, finalizada pelo
caractere; (Exemplo: G01 X54 Y30 F.12;)
Programa : É uma série de blocos de dados (Finalizada por M30).
Caracteres especiais
(;) - Fim de bloco : (EOB - End Of Block).
Todo bloco deve apresentar um caractere que indique o fim do bloco.
( ) - Comentário : Os caracteres parênteses permitem a inserção de comentários. Os
caracteres que vierem dentro de parênteses são considerados comentários e serão
ignorados pelo comando.
Funções de posicionamento
O comando trabalha em milímetros para palavras de posicionamento com ponto decimal.
Função X Aplicação: Posição no eixo transversal (absoluta)
X20 ; ou X-5 ;
Função Z Aplicação: Posição no eixo longitudinal (absoluta)
Z20 ; ou Z-20 ;
Função U Aplicação: Posição no eixo transversal (incremental)
U5 ; ou U-5 ; (Usado em programação feita em coordenadas absolutas)
Função W Aplicação: Posição no eixo longitudinal (incremental)
W5 ; ou W-5 ; (Usado em programação feita em coordenadas absolutas)
Funções especiais
Função O (usada no comando GE Fanuc 21i)
Todo programa ou sub-programa na memória do comando é identificado através da letra
“O” composto por até 4 digitos, podendo variar de 0001 até 9999.
Para facilitar a identificação do programa, recomenda-se inserir um comentário,
observando-se o uso dos parênteses.
14 Mecatrônica
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Ex.: O5750 (Flange do eixo traseiro);
Função N
Define o número da seqüência. Cada seqüência de informação pode ser identificada por
um número de um a quatro dígitos, que virá após a função N. Esta função é utilizada em
desvios especificados em ciclos, e em procura de blocos.
Exemplo:
N50 G01 X10 ;
N60 G01 Z10 ;
Não é necessário programar o número de seqüência em todos os blocos de dados.
A sequência aparecerá automaticamente após a inserção de cada bloco de dados, a não
ser que seja feita uma edição fora da seqüência do programa ou após sua edição
completada.
Função F
Geralmente nos tornos CNC utiliza-se o avanço em mm/rotação, mas este também pode
ser utilizado em mm/min.
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.
F0.3 ; ou F.3 ;
Função T
A função T é usada para selecionar as ferramentas informando à máquina o seu
zeramento (PRE-SET), raio do inserto, sentido de corte e corretores.
Programa-se o código T acompanhado de no máximo quatro dígitos. Os dois primeiros
dígitos definem a localização da ferramenta na torre e seu zeramento (PRE-SET), e os
dois últimos dígitos definem o número do corretor de ajustes de medidas e correções de
desgaste do inserto.
Exemplo: T0202 ;
Podem-se programar até 12 ferramentas e 32 corretores.
O giro de torre e o movimento dos carros não podem estar no mesmo bloco que a
função T, ela deve ser programada em uma linha de maneira isolada.
Importante:
O raio do inserto (R) e a geometria da ferramenta (T) devem ser inseridos somente na
página de geometria de ferramentas.
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