4) Princípio de Funcionamento dos CNC´s

Porto Alegre, março de 2012.
Grupo Caet -
Divisão de Conteúdos
Introdução às Máquinas CNC´s.
Por Delmonte Friedrich, Msc. Eng.
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1 Introdução
2 O que é Comando Numérico
3 Vantagens do Comando Numérico
4 Principais recursos do CNC
5 Linguagens de Programação
6 Considerações Finais
MÁQUINAS CNC
1) Introdução
Atualmente, o Comando Numérico Computadorizado (CNC) está presente em
quase todos os tipos de máquinas-ferramenta disponíveis no mercado, as quais
abrangem os diversos processos de usinagem, tais como, torneamento, fresamento,
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mandrilamento, retificação, brochamento, brunimento, dentre outros. Seus princípios
são semelhantes, diferenciando-se somente na forma e planos de trabalho. Por
exemplo, no torneamento a maioria dos perfis são cilíndricos enquanto que no
fresamento os perfis têm formas diversas.
É de extrema importância a aprendizagem de preceitos básicos e princípios
lógicos do CNC para o futuro desenvolvimento na área de usinagem. Também, a
pesquisa, o interesse e criatividade são fatores que podem fazer a diferença entre os
profissionais atuantes nesta área.
2) O que é Comando Numérico?
Como definição, pode-se dizer que o Comando Numérico (CN) é um
equipamento eletrônico capaz de receber informações por algum meio de entrada,
transformar estas informações e transmiti-las ao comando mecânico da máquinaferramenta, de modo que esta, sem a intervenção do operador, realize operações em
uma seqüência de usinagem desejada.
Para entendermos o princípio básico de funcionamento de uma máquinaferramenta à Comando Numérico, devemos dividi-la, genericamente, em duas partes:
a) O Comando Numérico - C.N - é composto de uma unidade de assimilação de
informações, recebidas através da leitora de fitas, entrada manual de dados,
computador, etc.
Uma unidade calculadora, onde as informações recebidas são processadas e
retransmitidas às unidades motoras da máquina-ferramenta.
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O circuito que integra a máquina-ferramenta ao C.N. é denominado de interface,
o qual será programado de acordo com as características mecânicas da máquina.
b) A Máquina-Ferramenta - o projeto da máquina-ferramenta deverá objetivar os
recursos operacionais oferecidos pelo C.N. Quanto mais recursos oferecer, maior a
versatilidade.
3) Vantagens do Comando Numérico
O Comando Numérico pode ser utilizado em qualquer tipo de máquinaferramenta. Sua aplicação tem sido maior nas máquinas que permitem
diferentes
operações de usinagem, como tornos, fresadoras, furadeiras, mandriladoras,
retificadoras e centros de usinagem.
O C.N. é hoje o recurso que proporciona maior dinâmica aos processos de
fabricação. Ele representa um investimento inicial maior, porém quando bem
estruturado à sua aplicação, compensa-se com vantagens no processo quanto à
qualidade, operação e tempo de execução de uma determinada operação de
usinagem. As principais vantagens são:

Maior versatilidade do processo;

Interpolações lineares e circulares;

Corte de roscas;

Sistema de posicionamento, controlado pelo C.N., de grande precisão;

Redução na gama utilizável de ferramentas;

Compactação do ciclo de usinagem;

Menor tempo de espera;
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
Menor movimento da peça;

Menor tempo de preparação da máquina;

Menor interação entre homem/máquina. As dimensões dependem, quase
que somente, do comando da máquina.

Uso racional de ferramentas, face aos recursos do comando/máquina, os
quais executam as formas geométricas da peça, não necessitando as
mesmas de projetos especiais;

Simplificação dos dispositivos;

Aumento da qualidade do serviço;

Facilidade na confecção de perfis simples e complexos, sem a utilização de
modelos;

Repetibilidade dentro dos limites próprios da máquina;

Maior controle sobre desgaste das ferramentas;

Possibilidade de correção destes desgastes.

Menor controle de qualidade;

Seleção infinitesimal dos avanços;

Profundidade de corte perfeitamente controlável;

Troca automática de velocidades;

Redução do refugo;

Menor estoque de peças em razão da rapidez de fabricação;

Maior segurança do operador;

Redução na fadiga do operador;

Economia na utilização de operários não qualificados;

Rápido intercâmbio de informações entre os setores de planejamento e
produção;

Uso racional do arquivo de processos;

Troca rápida de ferramentas.
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4) Principais Recursos do CNC

Vídeo gráfico para o perfil da peça e visualização do campo de trabalho da
ferramenta;

Compensação do raio do inserto;

Programação de áreas de segurança;

Programação de quaisquer contornos;

Programação de velocidade de corte constante;

Programação com sub-programas;

Comunicação direta com o operador através de video;

Sistema de auto diagnóstico;

Programação absoluta e incremental nos deslocamentos;

Memorização dos programas por entrada manual de dados, fita perfurada, fita
magnética e micro;

Monitorização da vida útil da ferramenta;

Programação em milimetros ou polegadas;

Programação em ciclos fixos de usinagem;

“PRE-SET”realizado na própria máquina.
5) Linguagens de Programação
A fim de facilitar o processo de desenvolvimento de programas, foram
desenvolvidas linguagens de programação que facilitam ao usuário ordenar aos
computadores o que fazer.
Criaram-se linguagens como:
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-
ISO;
-
EIA;
-
Heidnhaim (também chamada interativa);
-
Mazatrol.
O que é um programa CNC?
“É um conjunto finito de regras bem definidas para a solução de um problema
em um tempo finito”, ou seja, é um conjunto de informações com ordens diversas para
a máquina, disposta numa forma a seguir uma seqüência normal de operações para
produzir várias peças idênticas ou não, num tempo determinado.
Sistema de Coordenadas
Toda a geometria da peça é transmitida ao comando com auxílio de um sistema de
coordenadas cartesianas, figura 1.
O sistema de coordenadas é definido no plano formado pelo cruzamento de uma
linha paralela ao movimento longitudinal (Z), com uma linha paralela ao movimento
transversal (X). O movimento da ponta da ferramenta é descrito neste plano XZ, em
relação a uma origem pré estabelecida que denominamos de zero-peça (X0,ZO)
lembrando que X é sempre a medida do diâmetro.
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X (Movimento Transversal)
Z (Movimento Longitudinal)
Peça
Zero Peça
Placa 3 castanhas
Figura 1 – Sistema de coordenadas Cartesianas