Linguagem de programação de CNC - Torno e Centro de Usinagem - 2013, Notas de estudo de Engenharia Mecânica

Baixe Linguagem de programação de CNC - Torno e Centro de Usinagem - 2013 e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Mecânica, somente na Docsity! Linguagem de programação de CNC Torno e Centro de Usinagem Domingos F. O:  Ficha catalográfica Índices para catálogo sistemático: Controle numérico computadorizado: Engenharia __________________ Manufatura auxiliada por computador: Engenharia _________________ Direitos exclusivos para a língua portuguesa Copyright 2013 by Domingos Flávio de Oliveira Azevedo https://sites.google.com/site/domingosfoaz/home domingos_prof@yahoo.com.br Reservados todos os direitos. É proibida a duplicação ou reprodução deste trabalho, no todo ou em parte, sob quaisquer formas ou por quaisquer meios (eletrônico, mecânico, gravação, fotocópia, distribuição na Web ou outros), sem permissão do autor. Azevedo, Domingos Flávio de Oliveira. 1958 - Linguagem de programação CNC: Torno e centro de usinagem / Domingos Flávio de Oliveira Azevedo. Mogi das Cruzes: _______, 2013. 164 p. Bibliografia. ISBN: ___________________ 1. Controle numérico computadorizado 2. Programação 3. Manufatura auxiliada por computador I. Título. CDD - _________________ G72 – Ciclo de faceamento (desbaste na transversal) (SF) ................................................... 63 G73 – Ciclo de desbaste paralelo ao perfil (contorno) (SF) ................................................... 64 CICLOS PARA CANAIS E DESBASTE TRANSVERSAL ................................................................. 67 G75 – Ciclo de faceamento paralelo ou canais ..................................................................... 67 G81 – Ciclo de canais (sf) ....................................................................................................... 69 CICLOS FIXOS PARA FURAÇÃO ............................................................................................... 70 G81 – Ciclo de furação (SF) .................................................................................................... 70 G74 – Ciclo de furação (sf) ..................................................................................................... 71 CICLOS FIXOS PARA ROSCAMENTO ....................................................................................... 72 Características gerais das roscas torneadas .......................................................................... 72 G76 – Ciclo de roscamento automático (SF) ......................................................................... 76 G92 – Ciclo de roscamento simples (SF) ................................................................................ 78 3. PROGRAMAÇÃO DE FRESADORAS E CENTROS DE USINAGEM CNC ....................................... 80 ORIENTAÇÃO DOS EIXOS EM UM CENTRO DE USINAGEM ................................................... 84 SISTEMAS DE COORDENADAS ............................................................................................... 85 FORMATOS DOS NÚMEROS PARA COORDENADAS .............................................................. 86 CONTROLE DO EIXO ÁRVORE (SPINDLE)................................................................................ 86 SENTIDO DA ROTAÇÃO DO EIXO ÁRVORE (SPINDLE) ............................................................ 86 POSIÇÃO DA FERRAMENTA NO CARROSSEL OU MAGAZINE ................................................. 87 PONTOS DE REFERÊNCIA ....................................................................................................... 89 DESLOCAMENTOS COM INTERPOLAÇÃO LINEAR ...................................................................... 92 G00 - DESLOCAMENTO RÁPIDO ............................................................................................ 92 G01 - DESLOCAMENTO COM AVANÇO CONTROLADO .......................................................... 93 F - CONTROLE DE AVANÇO .................................................................................................... 93 CICLOS FIXOS ............................................................................................................................. 94 REGRAS GERAIS ..................................................................................................................... 95 DESCRIÇÃO DOS CICLOS FIXOS DO SIMULADOR ................................................................... 96 G81 - Ciclo de Furação comum e de centros (SF) .................................................................. 96 G82 - Ciclo de Furação de rebaixamento (SF) ....................................................................... 97 G83 - Ciclo de Furação profunda com descarga de cavacos (SF) .......................................... 97 G73 - Ciclo de Furação com quebra cavaco (SF) .................................................................... 98 G84 - Ciclo de Roscamento com macho à direita (SF) ........................................................... 99 G74- Ciclo de Roscamento com macho à esquerda (SF) .................................................... 100 G85 - Ciclo de Mandrilhamento de furos (SF) ..................................................................... 100 G86 - Ciclo de Mandrilhamento de furos (SF) ..................................................................... 101 G87 - Ciclo de Mandrilhamento de furos por debaixo (SF) ................................................. 101 G89 - Ciclo de Mandrilhamento com tempo de espera (SF) ............................................... 102 G76 - Ciclo de Mandrilhamento de exatidão (SF)................................................................ 103 G80 - Cancelamento de Ciclo Fixo (SF) ................................................................................ 104 PADRÕES DE FURAÇÃO ....................................................................................................... 104 OPERAÇÕES DE FRESAMENTO ................................................................................................. 117 FRESAGEM POR FACEAMENTO ........................................................................................... 117 INTERPOLAÇÃO CIRCULAR ................................................................................................... 121 FRESAMENTO HELICOIDAL .................................................................................................. 125 CONTORNANDO A PEÇA ...................................................................................................... 128 SUBPROGRAMAS: CHAMADA E EXECUÇÃO ........................................................................ 137 4. INTERFACE DOS SIMULADORES DENFORD FANUC .............................................................. 141 INTERFACE PRINCIPAL DO SIMULADOR .................................................................................. 141 ÁREA DE EDIÇÃO DO SIMULADOR ....................................................................................... 141 ÁREAS DE SIMULAÇÃO ........................................................................................................ 142 ÁREA DE MENSAGENS E MENUS DO SIMULADOR .............................................................. 142 MENU HELP DO SIMULADOR............................................................................................... 143 MENU SIMULATION ............................................................................................................. 145 MAIN MENU – MENU PRINCIPAL ........................................................................................ 146 DIRETIVAS DE PROGRAMAÇÃO ........................................................................................... 148 Desenho da peça - Exemplo 1: ............................................................................................ 149 Desenho da peça - Exemplo 2: ............................................................................................ 151 5. HISTÓRIA DO CNC, CADD E CAM .......................................................................................... 154 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................ 163 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1.1: Painéis de controle e operação Fanuc de torno e centro de usinagem. ..................... 12 Figura 1.2: Painel de controle de um torno CNC com controle GE Fanuc Série 16-M. (1) ........... 12 Figura 1.3: Fluxo convencional de informação entre CADD/CAM/CNC via ethernet. .................. 13 Figura 1.4: Configuração Direct Numerical Control. (3) ................................................................ 14 Figura 1.5: Configuração Switching network (Rede de comutação) DNC. (3) ............................... 14 Figura 1.6: Configuração Local area network (LAN) (Rede de comunicação local) DNC. (3) ........ 14 Figura 1.7: a) Placa hidráulica e torre porta ferramentas, b) Cabeçote e barramento. (4) .......... 16 Figura 1.8: Mesas de centro de usinagem. (4) .............................................................................. 16 Figura 1.9: Servomotores de acionamento dos fusos. .................................................................. 17 Figura 1.10: Tipos de fusos de esferas recirculantes. ................................................................... 17 Figura 1.11: Posicionamento dos encoders, régua ótica e encoder. ............................................ 18 Figura 1.12: Esquemas de componentes dos encoders e réguas óticas. ...................................... 19 Figura 1.13: Trocador de ferramentas automático, tipo torre elétrica. ....................................... 19 Figura 1.14: Trocador de ferramentas automático tipo revolver. ................................................ 20 Figura 1.15: Sistema Gang Tools. (4) ............................................................................................. 20 Figura 1.16: Trocadores de ferramentas automáticos tipos: a) magazine b) carrossel. ............... 21 Figura 1.17: a) Fluído conduzido pelo interior da torre; b) Fluído conduzido pelo interior da ferramenta. ................................................................................................................................................ 21 Figura 1.18: Sensores de desgaste de ferramentas tipos: a) contato b) laser. ............................. 21 Figura 1.19: Formato da notação para programação CNC. (1) ..................................................... 23 Figura 1.20: Planos cartesianos definidos pelos eixos principais X, Y e Z. .................................... 26 Figura 1.21: Pontos nos quadrantes do plano X e Y. ..................................................................... 27 Figura 1.22: Orientação dos eixos do sistema de coordenadas cartesianas. ................................ 27 Figura 1.23: Posições de zeros em tornos CNC. ............................................................................ 28 Figura 1.24: Posição dos campos em tornos CNC. ........................................................................ 28 Figura 1.25: Configuração do programa (modificada). (7) ............................................................ 30 Figura 2.1: Pontos de trajeto da ferramenta no desbaste. ........................................................... 37 Figura 2.2: Instrução G00 para deslocamento rápido. .................................................................. 40 Figura 2.3: Instrução G01 de interpolação linear com avanço controlado. .................................. 41 Figura 2.4: Exemplo de interpolação linear com avanço controlado. .......................................... 41 Figura 2.5: Instrução G02 de interpolação circular com avanço controlado. .............................. 42 Figura 2.6: Instrução G03 de interpolação circular com avanço controlado. ............................... 43 Figura 2.7: Exemplos de interpolação circular com arcos vetores I, K e parâmetro R. ................. 43 Figura 2.8: Exemplo de interpolação circular. ............................................................................... 44 Figura 2.9: Ponto de referência da ferramenta e Raio á ser compensado. .................................. 47 Figura 2.10: Efeito da ponta da ferramenta na peça sem compensação. .................................... 47 Figura 2.11: Numeração e orientação das pontas, com posição no campo atrás em +X e +Z. .... 48 Figura 2.12: Compensação do raio em torneamento externo – G41 / G42. ................................ 48 Figura 2.13: Compensação do raio em torneamento de campo à frente com G41. .................... 48 Figura 2.14: Significado da instrução ferramenta. ........................................................................ 49 Figura 2.15: Esquema de correção da posição geométrica da ferramenta. ................................. 50 Figura 2.16: Esquema do ciclo de desbaste simples paralelo externo – G90. .............................. 51 Figura 2.17: Exemplo de peça para desbaste interno. .................................................................. 52 Figura 2.18: Esquema para desbaste interno com G90. ............................................................... 53 Figura 2.19: Exemplo de peça com cônico. ................................................................................... 54 Figura 2.20: Semelhança entre triângulos. ................................................................................... 54 Figura 2.21: Esquema do ciclo de desbaste cônico externo – G90. .............................................. 55 Figura 2.22: Desenho de peça e esquema do ciclo de faceamento simples – G94. ..................... 56 Figura 2.23: Esquema do ciclo de desbaste externo longitudinal – G71. ..................................... 58 Figura 2.24: Desenho de peça, exemplo para ciclo de desbaste G71 - externo. ......................... 58 Figura 2.25: Esquema do ciclo de desbaste interno longitudinal – G71. ...................................... 59 Figura 2.26: Desenho de peça, exemplo para ciclo G71- interno. ................................................ 60 Figura 2.27: Esquema do ciclo G70 para acabamento externo. ................................................... 61 Figura 2.28: Esquema do ciclo G70 para acabamento interno. .................................................... 62 Figura 2.29: Desenho de peça e esquema de ciclo de faceamento – G72.................................... 63 Figura 2.30: Esquema de ciclo de desbaste paralelo ao perfil – G73. ........................................... 65 Figura 2.31: Desenho de peça (repetido) e esquema do ciclo de faceamento paralelo – G75. ... 67 Figura 2.32: Desenho de peça e esquema do ciclo de canais – G75. ............................................ 68 Figura 2.33: Referência de bedame para a programação NC (zero da ferramenta). .................... 68 Figura 2.34: Esquema do ciclo de furação – G81. ......................................................................... 70 Figura 2.35: Esquema do ciclo de furação – G74. ......................................................................... 71 Figura 2.36: Sentido de roscamento – M04 Z-. ............................................................................. 73 Figura 2.37: Tipos de penetração no roscamento. ....................................................................... 74 Figura 2.38: Posição das entradas em roscas. ............................................................................... 74 Figura 2.39: Diferenciação entre passo e avanço. ........................................................................ 74 Figura 2.40: Relação entre passo e avanço. .................................................................................. 75 Figura 2.41: Cálculos de angularidade em roscas. ........................................................................ 75 Figura 2.42: Sentidos de I para roscas cônicas. ............................................................................. 76 Figura 2.43: Detalhes de programação para roscamento. ............................................................ 76 Figura 2.44: Exemplo de roscamento – G76. ................................................................................ 78 Figura 2.45: Desenho do trajeto da ferramenta para roscamento externo. ................................ 78 Figura 2.46: Avanço rápido e controlado no roscamento externo. ............................................. 79 10 A peça usinada em uma máquina ferramenta, certamente foi concebida, sintetizada, e detalhada durante as fases de um projeto qualquer e neste processo de desenvolvimento de projeto, o detalhamento pode compreender o desenho com definições de medidas, tolerâncias, materiais, e até os processos de fabricação pelos quais a peça deve passar antes estar pronta para utilização. As características geométricas da peça a ser usinada determinam os processos e operações de usinagem necessárias para a sua conclusão, bem como, o percurso da ferramenta. O tipo de material da peça e as ferramentas de usinagem determinam os parâmetros de usinagem tais como, velocidade de corte, rotação, avanço e profundidade a serem utilizadas para sua fabricação. O processo de desenvolvimento de componentes mecânicos tem obtido, com grande frequência, o auxílio de equipamentos eletrônicos de controle, computadorizados ou não, desde a segunda metade do século XX, seja na concepção inicial do componente idealizado na fase de projeto, passando pela fase de detalhamento com os desenhos de fabricação até a execução do componente. Na fase de fabricação dos componentes, os computadores têm contribuído de maneira significativa para que se alcance o alto nível de qualidade desejado através de softwares de CAM. Como os softwares de CAM, se produzem programas com uma série de instruções que devem ser interpretadas pelo sistema de controle numérico e traduzidas em movimentos da ferramenta e comportamento funcional da máquina. Neste contexto são importantes o desenho e suas especificações, bem como, as melhores condições de usinagem para sejam obtidas as peças, conforme definidos em projeto. Então o programa escrito para o sistema de controle numérico da máquina deve contemplar muitas destas informações. O Controle Numérico, NC acrônimo inglês de Numerical Control, pode ser definido como a operação de máquinas ferramentas por meio de instruções codificadas especificamente para o sistema de controle da máquina (1). A diferença fundamental entre NC e CNC, Controle Numérico Computadorizado é que, o primeiro não permite alteração em um programa diretamente na máquina pelo operador, mas o CNC permite este tipo de alteração. A linguagem de programação de um sistema de controle determina as regras com as quais se deverão criar os programas de CNC e as bases da linguagem de programação usada atualmente, nos sistemas de controle CNC são normalizadas. (1) Os programas de CAM podem simplesmente permitir a escrita e simulação do programa NC ou nas versões mais recentes permitir que o usuário especifique os parâmetros de usinagem, as ferramentas a serem utilizadas, as operações a serem executadas, simular a fabricação em 3D e especificar a máquina a ser usada e o próprio software pode produzir o programa NC especificamente para aquela máquina. As máquinas CNC mais recentes permitem que o programa a ser utilizado seja criado e simulado na própria máquina, embora esta não seja a melhor estratégia de utilização da máquina, pois eventualmente, implicaria na parada da máquina para produção do programa. Programação manual O programa NC de peças de pouca complexidade pode ser realizado diretamente na máquina ou em qualquer computador, facilmente e a baixo custo. Também permite total liberdade ao programador no desenvolvimento, embora exija que o programador compreenda totalmente o sistema de controle e os detalhes da estrutura dos programas. Os programas feitos manualmente geralmente são mais curtos e simples que àqueles elaborados por softwares de CAM, pois o programador utiliza muito dos ciclos fixos disponíveis no sistema de controle do comando numérico. 11 Entretanto, existem desvantagens na programação manual, entre elas, a maior possibilidade de erros, a necessidade de realizar cálculos manuais e o consumo de tempo na execução, verificação e correção do programa NC. Programação com software de CAM A utilização de softwares de CAM permite maior rapidez e exatidão nos programas NC executados, isto é uma grande vantagem principalmente na execução de peças complexas. Os softwares de CAM podem serem instalados em computadores de uso geral. Estes computadores também podem ter um gerenciamento do estoque de ferramentas, banco de dados de programas NC das peças, informações de melhores parâmetros para cada material, acesso ao banco de dados dos desenhos de CADD, e informações das características das máquinas NC, estas informações são uteis para garantia de qualidade dos programas elaborados. A grande maioria dos softwares de CAM reconhece os arquivos de desenho produzidos atualmente pelos softwares de CADD ou aceitam os arquivos de transferência DXF (Drawing Exchange Files), IGES (Initial Graphics Exchange Specification files) ou STEP (Standard for the Exchange of Product model data) produzidos especialmente para esta finalidade. E com os arquivos DXF, IGES, STEP ou nativo do software de desenho no CAM pode-se elaborar os programas NC. A evolução dos softwares de CAM com o passar dos anos trouxe muitos recursos que permitem resolver casos complexos que seriam impossíveis realizar manualmente, mas certamente, a programação manual não irá desaparecer, pois, as características deste processo favorecem sua existência. Nos softwares mais recentes de CAM a interface gráfica é intuitiva, sendo possível também com estes softwares:  Visualizar a matéria prima  Definir meios de fixação da peça  Configurar as ferramentas a serem utilizadas e os melhores parâmetros de usinagem  Verificar se no trajeto da ferramenta haverá colisão com a peça  Verificar se com a utilização das ferramentas selecionadas restará algum material a remover da peça ao final do programa  Visualizar rapidamente a simulação da usinagem permitindo que o programador teste várias estratégias e escolha a melhor para cada peça.  Prever com grande exatidão o tempo de usinagem  Visualizar a peça pronta Vantagens qualitativas de programas CAM  Melhoria na qualidade dos programas NC  Maior satisfação dos operadores das máquinas  Mais previsibilidade no tempo de execução na execução  Ganhos na competição mundial com redução de custos  Redução no tempo do ciclo projeto e manufatura  Maior garantia de desempenho do produto  Melhor confiabilidade e utilização de recursos de capital  Redução de estoque de peças SISTEMA DE CONTROLE Atualmente as máquinas CNC possuem controladores que, por serem computadorizados, permitem não só ler e executar os programas, mas também escrever ou editar estes programas. Alguns 12 destes controladores permitem também realizar a simulação através do acesso ao sistema de controle com as teclas, botões e tela de exibição. Vide figura a seguir. Figura 1.1: Painéis de controle e operação Fanuc de torno e centro de usinagem. Além do painel de controle, as máquinas CNC são dotadas de painéis de operação para intervir diretamente no processo e na operação manual da máquina para sua preparação, permitindo definir o zero peça, executar correções ou troca das ferramentas, etc. Vide figura anterior. O acesso aos programas através do painel do sistema de controle viabiliza a seleção destes programas na memória do CNC, bem como, sua edição, escrita e outras configurações da máquina, essenciais para a sua operação. Vide figura a seguir o painel de controle de um torno CNC GE Fanuc Série 16-M. Figura 1.2: Painel de controle de um torno CNC com controle GE Fanuc Série 16-M. (1) TELA DE EXIBIÇÃO TECLA DE AJUDA TECLA DE REINÍCIO TECLADO DE ENDEREÇAMENTO TECLADO DE NUMÉRICO TECLAS DE EDIÇÃO BOTÕES LIGA / DESLIGA MENU DE INSTRUÇÕES TECLAS DE ATALHO MENU DE OPERAÇÃO TECLA SHIFT TECLAS DE PAGINAÇÃO TECLAS DE SELEÇÃO TECLAS DE CURSORES TECLA DE FIM DE BLOCO TECLA CANCELAMENTO TECLA DE ENTRADA 15 atualizados, pois o computador envia o programa armazenado no banco de dados do servidor diretamente à memória do controlador de cada uma das máquinas e está livre dos problemas citados anteriormente. O sistema DNC não está totalmente livre de eventuais problemas, pois eventualmente a quantidade de máquinas pode ser excessiva para arquitetura de rede utilizada, e se a rede for utilizada para outras necessidades da empresa, também pode ocorrer demora de entrega dos dados à máquina. Pós-processamento Para que a máquina NC consiga entender as informações que o software CAM produz, usam-se softwares denominados pós-processadores, que realizam a tradução para o controlador de uma máquina específica. Os formatos dos arquivos CAM padronizados pela ISO (internacional) ou padronizados conforme a ANSI ou EIA dos Estados Unidos são diferentes dos formatos aceitos pelas máquinas NC. Os softwares de CAM produzem arquivos denominados CLData e o pós processador traduz as informações nele contida utilizando os recursos disponíveis no controlador, resumindo a movimentação da ferramenta pela utilização de instruções especiais e reduzindo o número de blocos de programa necessários. Muitos pós-processadores podem também, analisar o arquivo CLData e indicar eventuais problemas, validar ou corrigir o programa NC. De certa forma os padrões ISO, ANSI e EIA têm muito em comum entre si quanto ás instruções principais, mas os fabricantes de controladores numéricos sempre criam novos recursos que aperfeiçoam a usinagem, facilitam a programação ou contribuem de alguma maneira para qualidade ou redução dos tempos envolvidos. Desta forma, os softwares de CAM ficam desatualizados e passam a necessitar de um pós-processador para aproveitar os novos recursos do controlador. CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS DAS MÁQUINAS CNC. As máquinas ferramentas CNC sejam tornos ou centros de usinagem necessitam ter características construtivas relativamente diferentes das máquinas convencionais, pois, o seu funcionamento, a qualidade daquilo que nelas é fabricado, a produtividade e outras dependem diretamente destas características. As características mais comuns às máquinas ferramentas CNC são:  Barramento ou estrutura base rígida;  Carros ou mesa rígida e estável quanto a altas cargas e vibrações;  Motores elétricos com elevada potência e capacidade de torque;  Eixos árvores com capacidade de altas rotações e variação contínua;  Dispositivo trocador de ferramentas automático;  Fusos de esferas recirculantes para movimentação dos carros ou mesas;  Servomotores para acionamento dos fusos;  Guias lineares com patins sob as mesas de fresadoras e centros de usinagem;  Sistema de refrigeração;  Sensor de posição dos carros ou mesas (encoders ou réguas óticas);  Sensor de desgaste de ferramentas (Tool eye). 16 Acionamento da máquina As transmissões de rotação para a peça nos tornos são realizadas pelo eixo-árvore. O acionamento da árvore é realizado através de um motor de corrente alternada ou de corrente contínua. Para a grande maioria dos tornos o motor transmite a rotação ao eixo árvore através de polias e correias enquanto que fresadoras e centros de usinagem podem muitas vezes ter os motores acoplados diretamente no eixo árvore. Alguns modelos de tornos possuem caixas de mudanças de rotação exclusivamente manuais ou com faixas selecionáveis de rotação, por exemplo, baixa e alta ou ainda baixa, média e alta nestes casos o operador é requisitado a alterar manualmente a rotação. Nos tornos mais recentes as rotações são alteradas automaticamente. A medição da rotação é feita através de tacômetros ou discos de encoder. Os motores elétricos de alta potência e torque, conjugados com os eixos árvores apoiados em mancais de ótima qualidade, possibilitam grande remoção de cavacos e variações contínuas de rotações. a) b) Figura 1.7: a) Placa hidráulica e torre porta ferramentas, b) Cabeçote e barramento. (4) Figura 1.8: Mesas de centro de usinagem. (4) As máquinas CNC necessitam de barramento ou base, mesas ou carros rígidos para suportar as altas cargas e vibrações do processo de usinagem e assim, manter sua estabilidade geométrica para FUSO DE ESFERAS MESA DE TRABALHO 17 garantir boa qualidade de acabamento superficial, dimensional e geométrica das peças a produzir, maior durabilidade da máquina e das ferramentas de corte. Acionamento dos fusos Os movimentos de avanço devem ser realizados de forma a gerar a geometria desejada da peça atendendo exigências de uniformidade de movimentos e de rapidez de reação na alteração de velocidades. A interferência de forças externas, como a força de avanço e de atrito, provoca erros nos movimentos dos carros. Isso aumenta a dificuldade do controle dos movimentos pelo CN e de acionamento dos motores. Para controlar adequadamente os movimentos são usados motores elétricos denominados servomotores para o acionamento dos fusos, regulados por um circuito de potência e podem acionar ou frear em ambas as direções de movimento. Figura 1.9: Servomotores de acionamento dos fusos. Fusos de esferas recirculantes O sistema de transmissão de movimento para os carros porta-ferramentas é o sistema de fuso e porca, que permite converter a rotação de um motor em um movimento linear. No caso das maquinas CNC, faz-se o uso dos sistemas parafuso/porca com esferas, chamados de fusos de esferas recirculantes. Figura 1.10: Tipos de fusos de esferas recirculantes. Nos tornos convencionais a transmissão de movimento é realizada por fusos trapezoidais que necessitam de lubrificação e manutenção constante e possuem baixo rendimento devido ao atrito entre as partes fuso e porca, isto restringe sua utilização para aplicações de baixa rotação. 20 No sistema de revólver a troca é realizada com o giro do dispositivo, que também é comandado pelo programa CNC, até que a ferramenta desejada fique na posição de trabalho. Geralmente posicionado a frente da peça ou em barramento inclinado atrás da peça. Eventualmente o torno pode ter neste sistema ferramentas rotativas na direção do eixo Z ou X. Figura 1.14: Trocador de ferramentas automático tipo revolver. O sistema Gang Tools permite posicionamento dos suportes de ferramentas em linha, oferecendo flexibilidade de montagem de ferramentas para múltiplas aplicações. Alguns tipos também permitem utilização de ferramentas rotativas, tais como brocas, fresas e machos. Figura 1.15: Sistema Gang Tools. (4) Os dispositivos mais comuns para troca de ferramenta em centros de usinagem são:  De troca manual  Carrossel  Magazine Os dispositivos de troca manual são comuns as fresadoras CNC, mas quase todos os centros de usinagem possuem sistemas de troca automática de ferramentas do tipo magazine ou carrossel. No sistema magazine ou no carrossel as ferramentas são armazenadas em locais numerados. Cada máquina é dotada de um sistema de troca que pode ser; direta ou com um braço. Na troca o braço duas garras em forma de ganchos tira: de um lado a nova ferramenta do magazine ou carrossel e do outro lado a ferramenta que estava operando na árvore da máquina e gira em seu próprio eixo invertendo a posição. 21 a) b) Figura 1.16: Trocadores de ferramentas automáticos tipos: a) magazine b) carrossel. Nos centros de usinagem, principalmente, são comuns as guias lineares e patins, pois permitem deslocamentos rápidos e exatos mesmo em grandes velocidades e acelerações devido ao baixo coeficiente de atrito entre os trilhos. O sistema de refrigeração garante a manutenção de níveis baixos de temperatura na usinagem e assim, mantém à estabilidade geométrica e dimensional da peça, aumenta a vida útil da ferramenta, pois, retira os cavacos das proximidades, lubrifica a região para o corte e reduz o seu desgaste, além de preservar a máquina de distorções de alinhamento e aumentar sua vida útil. a) b) Figura 1.17: a) Fluído conduzido pelo interior da torre; b) Fluído conduzido pelo interior da ferramenta. Outros equipamentos opcionais podem ser utilizados na máquina para melhoria de seu desempenho, auxílio na preparação ou limpeza, etc. Entre os principais equipamentos opcionais utilizados estão os sensores de desgaste e quebra de ferramentas. Estes sensores detectam diferenças na aresta cortante permitindo que a posição da ferramenta seja corrigida ou trocada. Os sensores comuns são aqueles de contato e laser. a) b) Figura 1.18: Sensores de desgaste de ferramentas tipos: a) contato b) laser. 22 A utilização de máquinas CNC permite ao usuário obter várias vantagens se comparadas a máquinas convencionais, entre elas;  Redução no tempo de preparação da máquina;  Redução do tempo não produtivo;  Redução no tempo de usinagem;  Redução de não conformidades e sucateamentos;  Redução da necessidade de estocagem de peças (menos espaço ocupado);  Maior conjunção de exatidão e repetitividade;  Possibilita a usinagem de formas complexas, mais facilmente;  Reduz a necessidade de inspeções dimensionais;  Assegura simplificação do ferramental e trabalho;  Tempo de corte consistente (mais homogêneo);  Reduz a necessidade de habilidade manual do operador;  As mudanças de engenharia são mais fáceis de fazer;  Aumento geral da produtividade. Algumas desvantagens de máquinas CNC se comparadas a máquinas convencionais, entre elas;  Custo mais elevado da máquina;  Alto custo de manutenção preventiva e corretiva;  Manutenção capacitada em eletromecânica (mão de obra e equipamentos);  Necessita de fundações especiais;  Necessita de instalações especiais com alimentação elétrica isenta de ruídos, alimentação pneumática, etc.;  Preferivelmente devem-se utilizar ferramentas intercambiáveis;  Necessita de programadores qualificados;  Necessita investir tempo em novas peças (A repetição de ordens de serviço é mais fácil, pois o programa da peça já está pronto);  Requer utilização frequente. Tipos de máquinas ferramentas CNC mais comuns:  Fresadoras e Centros de usinagens  Tornos e Centros de torneamento  Furadeiras  Mandrilhadoras e Perfiladoras  Máquinas de eletro-erosão  Puncionadoras e Guilhotinas  Máquinas de corte por chama  Roteadores  Máquinas de corte à laser e água  Retificadoras cilíndricas  Máquinas de soldagem  Dobradeiras, enroladeiras, etc. 25 Direção de chanframento. Quantidade de movimento no eixo Z em G75. Profundidade da rosca em G76. L L4 Contador de repetição de subprogramas. Contador de ciclos de repetição. Contador de repetição de subprogramas. M M2 Instruções Auxiliares Instruções Auxiliares N N4 Número de bloco ou número de sequência Número de bloco ou número de sequência. O 04 Número do programa. Número do programa. P P4 Chamada de subprograma Chamada de macro Bloco inicial de contorno com G70, G71, G72 e G73. Chamada de subprograma Chamada de macro P5.3 Temporizador em milissegundos Temporizador em milissegundos P5 Número do bloco no programa principal quando usado com M99. Número do bloco no programa principal quando usado com M99. Q Q±4.4 (Q±5.3) Profundidade de penetração em ciclos fixos G73 e G83 Q±4.4 (Q±5.3) Valor de deslocamento em ciclo fixo G76 e G87 Q5 Número do bloco final em G70, G71, G72 e G73. R R±4.4 (R±5.3) Raio de arco Ponto de retração em ciclo fixo, ou designação do raio de arco. S S5 Velocidade de corte (m/min) ou rotação por minuto (rpm) Rotação por minuto (rpm) T T4 Ferramenta (número) Ferramenta (número) U U±4.4 (U±5.3) Movimento incremental paralelo ao eixo X. (U5.3) Temporizador com G04. V V±4.4 (V±5.3) Movimento paralelo ao eixo Y. W W±4.4 (W±5.3) Movimento incremental paralelo ao eixo Z. X X±4.4 (X±5.3) Movimento absoluto no eixo X. Movimento paralelo ao eixo X X±5.3 Temporizador quando usado com G04 Temporizador quando usado com G04 Y Y±4.4 (Y±5.3) Movimento paralelo ao eixo Y Z Z±4.4 (Z±5.3) Movimento absoluto no eixo Z Movimento paralelo ao eixo Z 26 TABELA 1.2 – SÍMBOLOS NA PROGRAMAÇÃO DE COMANDOS FANUC (1), (5) e (6) DIRETIVA DESCRIÇÃO UTILIZAÇÃO . Ponto decimal. Separador de decimais + Sinal de soma. Valor positivo ou sinal de adição em macros Fanuc. - Sinal de menos. Valor negativo ou sinal de subtração em macros Fanuc. * Asterisco. Sinal de multiplicação em macros Fanuc. / Barra inclinada. Símbolo para omitir bloco ou sinal de divisão em macros Fanuc. ( ) Parênteses Comentários e mensagens no programa. % Porcentagem Sinal de final do arquivo de programa. : Dois pontos. Designação de número do programa. , Vírgula Usado apenas em comentários. ; Ponto e vírgula. Símbolo de final de bloco EOB (End-Of-Block) # Número Definição de variável ou chamada em macros Fanuc. = Igual Igualdade em macro Fanuc. [ Colchete Utilizado antes de diretivas do simulador Fanuc. ! Exclamação Mostra a mensagem na janela tutorial sem a parada do programa NC do simulador Fanuc. - !INÍCIO DA USINAGEM! ? Interrogação Mostra a mensagem na janela tutorial com a pausa do programa NC e aguarda que o operador pressione uma tecla para continuar. (simulador Fanuc)?DESEJA INICIAR A TORNEAMENTO? Coordenadas cartesianas Os planos cartesianos XY, YZ e XZ se definem por retas orientadas que se denominam eixos principais X, Y e Z, o ponto comum destes eixos se denomina origem. Sendo eixos orientados, as setas dos eixos indicam o sentido positivo crescente de coordenadas a partir da origem e decrescente negativo após a origem. Figura 1.20: Planos cartesianos definidos pelos eixos principais X, Y e Z. 27 Cada um dos planos desta forma terá quatro quadrantes numerados de I a IV nos quais os pontos de contorno da peça e posição da ferramenta de usinagem estarão localizados. Na figura a seguir são mostrados os quadrantes do plano cartesiano X, Y com pontos dispersos sobre estes. Figura 1.21: Pontos nos quadrantes do plano X e Y. As máquinas ferramentas CNC possuem orientação de coordenadas cartesianas preestabelecidas por norma técnica e com designação conforme mostradas na figura a seguir, conhecida como regra da mão direita. Esta orientação estabelece valores positivos crescentes conforme direção e sentido dos eixos X, Y e Z, bem como, rotação A, B e C, horária ou anti-horária, em torno de cada um dos eixos respectivamente. Figura 1.22: Orientação dos eixos do sistema de coordenadas cartesianas. Coordenadas dos pontos Origem = X0 Y0 P3 = X-4 Y2 P1 = X2 Y3 P4 = X-5 Y-4 P2 = X6 Y5 P5 = X3 Y-7 1 2 3 4 5 6 7 8 -1 - 2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 1 2 3 4 5 6 7 8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 -8 P2 0 P1 P3 P4 P5 Quadrante I X+ Y+ Quadrante II X- Y+ Quadrante IV X+ Y- Quadrante III X- Y- 30 O1234 (IDENTIFICACAO DO PROGRAMA) (NOME..O1234.FNC) (DATA.18-02-2012) (PROG.DOMINGOS) (MAQ..CENFANUC) (DESNUM.DF-1234) (UNIDADE.....MM) (BIL.X132.Y50.Z20) (ZERO.. X0-Y0-Z0) Para alguns simuladores e máquinas CNC não é necessário fechar o parêntesis. E em sua maioria suportam até dezesseis caracteres incluindo espaços e quaisquer outros símbolos. SEQUÊNCIA E ESTRUTURA DOS BLOCOS Após o cabeçalho devem-se introduzir os primeiros parâmetros. No simulador cada linha deve ser um bloco iniciado pela letra “N”, seguida de um número inteiro e finalizado com “;”. Obs. Muitos controles numéricos não aceitam este símbolo. Figura 1.25: Configuração do programa (modificada). (7) Os programas necessitam de muitos blocos e estes de várias palavras. Alguns controladores limitam a quantidade de palavras em um mesmo bloco. Teoricamente os blocos poderiam estar em qualquer ordem, mas grande maioria dos controladores e a boa prática recomenda que se siga a ordem numérica crescente de cima para baixo e precedido da letra N. Vide figura anterior. As linhas de programa sem a identificação de bloco podem, em alguns casos, serem utilizadas e pertencerão ao bloco imediatamente anterior. Os valores numéricos de cada bloco são endereços de sequência e permitem omissões, ou seja, podem seguir como: N1, N2, N3, etc. ou qualquer intervalo entre estes, N05, N10, N15, etc. ou mesmo, N10, N20, N30, etc. Usam-se, geralmente, intervalos entre blocos de 2, 5 ou 10 durante a programação para evitar que sendo necessário inserir um bloco em qualquer parte do programa tenha-se que renumerar todo o programa. TABELA 1.4 DE SEQUÊNCIAS E INCREMENTOS DE BLOCOS (1). Incremento Número do primeiro bloco Exemplos de sequências de programas 1 N1 N1, N2, N3, N4, ... Início Preparação Bloco Bloco Bloco : : Sequência de execução do programa Programa NC 31 2 N2 N2, N4, N6, N8, ... 5 N5 N5, N10, N15, N20, ... 10 N10 N10, N20, N30, N40, ... 100 N100 N100, N200, N300, N400, ... Os controles numéricos entendem blocos escritos N1 ou N0001 como iguais e para a grande maioria dos sistemas de controle um programa pode ser programado até o bloco N9999, controladores mais novos permitem escrita até o bloco N99999. Na programação de peças com menos detalhes pode- se usar intervalos maiores e se a peça tiver mais detalhes á executar terá seguramente mais linhas de programação e se recomenda intervalos menores. A letra de endereço de instrução mais importante é a G. As instruções G(G00 a G99) controlam principalmente os deslocamentos de ferramenta (por isso, também são designadas por “instruções gerais ou preparatórias”). As letras de endereço para as instruções suplementares ou auxiliares são:  X, Y, Z, A, B, C, etc.: dados relativos a coordenadas;  F: velocidade de avanço;  S: velocidade de corte ou rotação. No manual linguagem de programação do sistema de controle CNC, o fabricante especifica:  Quais instruções podem ser programadas;  Quais instruções gerais ou preparatórias são possíveis juntar a instruções individuais;  Quais letras de endereço e sequências de números formam as instruções e as instruções auxiliares. Quando se introduz um programa de CNC, o sistema de controle verifica se foram respeitadas as regras da linguagem de programação (por exemplo, se podem adicionar instruções suplementares a uma instrução). Contudo, a introdução pelo programador de coordenadas erradas apenas se podem detectar durante a execução do programa, simulação ou, muitas vezes no controle dimensional da peça. Um bloco pode ser composto de algumas instruções, exemplo: N__ G__ X__ , Y__ F____ S____ T____ M__ ; Número Sequência Instrução Geral Preparatória Coordenadas Avanço de corte Rotação da árvore Número da ferramenta Instrução Auxiliar Final do bloco 32 A seguir nas tabelas têm-se as relações de códigos G e M normalizados e também para comandos Fanuc. As instruções marcadas com asterisco (*) e em vermelho estão disponíveis no simulador Denford Fanuc Turning v1.11. TABELA 2.1- CÓDIGOS G (GERAL OU PREPARATÓRIO) PARA TORNOS E CENTROS DE TORNEAMENTO PELO PADRÃO ISO 1056, DIN 66025 E NBR 11312, COMPLEMENTADOS COM INSTRUÇÕES DE COMANDO FANUC (1), (5) E (6). CÓDIGO DESCRIÇÃO G00 Posicionamento rápido (Cancela G01, G02 e G03)* G01 Interpolação linear (Cancela G00, G02 e G03)* G02 Interpolação circular no sentido horário (CW) (Cancela G00, G01 e G03)* G03 Interpolação circular no sentido anti-horário (CCW) (Cancela G00, G01 e G02)* G04 Temporização / Tempo de espera (Dwell)* G05 Usinagem de Alta Velocidade (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) G06 Interpolação parabólica G07 Interpolação hipotética de eixo (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) G08 Aceleração G09 Desaceleração ou Verificação de parada exata (um bloco apenas) G10 Entrada de dados programável (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A), Gerenciador de vida da ferramenta (GE Fanuc 21i) G11 Cancelamento de modo de entrada de dados programada G12.1 Modo de interpolação por coordenadas polares (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i- modelo A) G13.1 Cancelamento do modo de interpolação por coordenadas polares (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) G14 Não registrado G15 Cancelamento de comando de coordenadas polares G16 Comando de coordenadas polares G17 Seleção do plano XY (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) G18 Seleção do plano ZX (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) G19 Seleção do plano YZ (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) G20 Coordenadas em sistema Inglês (Polegadas) (Cancela G21)* G21 Coordenadas em sistema Internacional (Milímetros) (Cancela G20)* G22 Curso armazenado – Ligado, Área de segurança (GE Fanuc 21i) G23 Curso armazenado - Desligado G24 Não registrado G25 Detecção de flutuação da velocidade no eixo árvore – Desligado. G26 Detecção de flutuação da velocidade no eixo árvore – Ligado. G27 Verificação da posição de Zero máquina. G28 Retorna a posição de referência 1 (Zero máquina)* G29 Retorna da posição de Zero máquina. G30 Retorna a posição de referência 2 (Zero máquina) G31 Suprimir ou omitir instrução G32 Roscamento de avanço constante G33 Ciclo de Roscamento passo a passo. Corte em linha, com avanço constante. G34 Corte em linha, com avanço acelerando, Ciclo de roscamento com avanço variável (Fanuc Séries T: 16i,18i,160i e 180i-modelo A) 35 TABELA 2.2 - CÓDIGOS M (MISCELANEOUS) PARA TORNO PELO PADRÃO ISO 1056, DIN 66025 E NBR 11312, COMPLEMENTADOS COM INSTRUÇÕES DE COMANDO FANUC (1), (6) E (5). Código M DESCRIÇÃO M00 Parada do programa M01 Parada opcional do programa M02 Fim de programa (usualmente sem retorno ao início) M03 Liga o eixo árvore no sentido horário (CW) M04 Liga o eixo árvore no sentido anti-horário (CCW) M05 Desliga o eixo árvore M06 Mudança automática de ferramenta M07 Liga sistema de refrigeração numero 2 M08 Liga sistema de refrigeração numero 1 M09 Desliga sistema de refrigeração M10 Abre a placa do torno M11 Fecha a placa do torno M12 Avança o ponto do cabeçote móvel do torno M13 Liga a árvore no sentido horário e o refrigerante Recua o ponto do cabeçote móvel do torno M14 Liga a árvore no sentido anti-horário e o refrigerante M15 Desliga sistema de refrigeração e Desliga o eixo árvore Movimentos positivos (aciona sistema de espelhamento) M16 Movimentos negativos M17 Avança a torre indexada M18 Retorna a torre indexada, Cancela modo de posicionamento do eixo árvore (GE Fanuc 21i) M19 Orientação do eixo árvore M20 Aciona alimentador de barras. M21 Para alimentador de barras, ou Avança o ponto do cabeçote móvel do torno. M22 Recua o ponto do cabeçote móvel do torno M23 Saída gradual da rosca LIGADA M24 Placa do torno travada. Saída gradual da rosca DESLIGADA. M25 Avanço do contra ponto Placa do torno destravada. M26 Recuo do contra ponto (GE Fanuc 21i) M27 Avança contra ponto (GE Fanuc 21i) M28 a M29 Permanentemente não registrado. M30 Fim de programa com retorno ao seu início. M31 Ligando o "Bypass" M32 a M35 Não registrados. M36 Acionamento da primeira gama de velocidade dos eixos, Abre a porta automática (GE Fanuc 21i) M37 Acionamento da segunda gama de velocidade dos eixos, Fecha a porta automática (GE Fanuc 21i) M38 Abre porta, Avança aparador de peças ou Acionamento da primeira gama de velocidade de rotação. M39 Fecha porta, Retrai aparador de peças ou Acionamento da segunda gama de velocidade de rotação. 36 M40 a M45 Mudanças de engrenagens se usada, caso não use, Não registrados. M40 Ativa o modo de fixação interna da placa (GE Fanuc 21i) M41 Ativa o modo de fixação interna da placa, Seleção de engrenagens com baixa rotação ou Ativa o modo de fixação externa da placa (GE Fanuc 21i) M42 Ativa o modo de fixação externa da placa. Seleção de engrenagens com média rotação 1. Liga a limpeza automática de placa (GE Fanuc 21i) M43 Seleção de engrenagens com média rotação 2 ou Desliga a limpeza automática de placa (GE Fanuc 21i) M44 Seleção de engrenagens com alta rotação. M45 Liga proteção do sistema de limpeza de cavacos (GE Fanuc 21i) M46 Desliga proteção do sistema de limpeza de cavacos (GE Fanuc 21i) M46 e M47 Não registrados. M48 Cancelamento de sobrescrita de avanço (Ligando o "Bypass") M49 Troca de barras. Cancelamento de sobrescrita de avanço (Desligando o "Bypass") M50 Liga sistema de refrigeração numero 3, Retrai leitor de posição de ferramenta (Tool eye) (GE Fanuc 21i) M51 Liga sistema de refrigeração numero 4, Avança leitor de posição de ferramenta (Tool eye) (GE Fanuc 21i) M52 a M54 Não registrados. M55 Reposicionamento linear da ferramenta 1 M56 Reposicionamento linear da ferramenta 2 M57 a M59 Não registrados M60 Mudança de posição de trabalho ou de pallet M61 Reposicionamento linear da peça 1 M62 Liga a saída auxiliar 1 Reposicionamento linear da peça 2 M63 Liga a saída auxiliar 2 M64 Desliga a saída auxiliar 1 M65 Desliga a saída auxiliar 2 M66 Aguarda que a entrada 1 seja ligada M67 Aguarda que a entrada 2 seja ligada M68 a M70 Não registrados. M71 Reposicionamento angular da peça 1 M72 Reposicionamento angular da peça 2 M73 a M89 Não registrados. M76 Aguarda que a entrada 1 seja desligada Contador de peças (GE Fanuc 21i) M77 Aguarda que a entrada 2 seja desligada M78 Fechamento do eixo B (não padronizado) M79 Abertura do eixo B (não padronizado) M86 Liga o transportador de cavacos (GE Fanuc 21i) M87 Desliga o transportador de cavacos (GE Fanuc 21i) M90 a M97 Permanentemente não registrados M98 Chamada de Subprograma M99 Final de Subprograma Notas: (1) Na tabela anterior que contém as instruções M para tornos, os códigos são mais comuns para controles GE FANUC da série T (Turning). 37 (2) Nem todas as instruções para os controles GE Fanuc estão especificadas na tabela, para qualquer caso em particular deve-se ler o manual do fabricante específico para o comando. (3) Estão especificados os controles GE Fanuc junto á algumas destas instruções, quando estas instruções são mais comuns para estes e menos comuns para outros modelos de controles da GE Fanuc. (4) As instruções marcadas em vermelho estão disponíveis no simulador Denford Fanuc Turning v1.11. Na tabela anterior de códigos M, os códigos que estão descritos como não registrados indicam que a norma ISO não definiu nenhuma instrução para o código, os fabricantes de máquinas e controles tem livre escolha para estabelecer uma instrução para estes códigos, isso também inclui os códigos acima de M99. TRAJETO DA FERRAMENTA Na usinagem com tornos CNC cada um dos trajetos da ferramenta deve ser programado, exceto quando se utilizam os ciclos de torneamento. Estes trajetos são determinados por pontos pelos quais a ferramenta deve ir. A localização dos pontos é feita através das coordenadas na direção dos eixos X e Z, quando absolutas e U e W, respectivamente, se em coordenadas incrementais, e devem entrar no programa na mesma sequência que a ferramenta deve percorrer e após a instrução que especifique o tipo de interpolação, seja linear ou circular. Na operação de desbaste de torneamento retiram-se várias camadas de material até que as dimensões se aproximem às dimensões finais da peça, deixando-se apenas a quantidade de material suficiente para que seja feito o acabamento. As várias camadas são retiradas através de passadas sucessivas conforme as definições dos parâmetros de usinagem de profundidade, avanço e rotação. Mas em todos os casos se faz a aproximação e afastamento da ferramenta em avanço rápido com a instrução G00 enquanto não há contato com o material a ser usinado. Durante cada passada enquanto houver contato entre a ferramenta e o material o avanço deve ser controlado. No exemplo da figura a seguir estão indicados quatro pontos que correspondem a sequência do trajeto da ferramenta para a primeira passada retirando uma camada de material da peça. Figura 2.1: Pontos de trajeto da ferramenta no desbaste. P3 P2 P1 P4 MATERIAL A SER RETIRADO NA PRIMEIRA PASSADA TOTAL DE MATERIAL A SER RETIRADO AVANÇO RÁPIDO – G00 AVANÇO CONTROLADO – G01 PLACA DO TORNO 40 INSTRUÇÕES DE CÓDIGO G As instruções de código G são separadas em grupos conforme sua finalidade, sendo que as instruções não modais, por necessidade do próprio programa, geralmente aparecerem isoladas de outras instruções de código G no bloco. As instruções modais estabelecem um comportamento da máquina perante a programação que virá e eventualmente são acompanhadas apenas de algum parâmetro. As instruções marcadas com (SF) podem ser usadas no Simulador Denford Fanuc. OBSERVAÇÕES IMPORTANTES PARA PROGRAMAÇÃO EM TORNOS CNC:  Todas as coordenadas devem ser especificadas na ordem X e depois Z.  Os valores das coordenadas especificadas são válidos até que se substitua por outro valor.  Todas as coordenadas do eixo X devem ser especificadas como diâmetro.  Deve-se usar o ponto como separador de decimais.  Todas as instruções modais são canceladas ou substituídas por outra instrução de mesmo grupo.  A grande maioria das instruções de código G (preparatórias) e as instruções de código M (Miscelâneas) são válidas até que outra instrução de mesmo grupo seja utilizada.  As instruções de código G geralmente são declaradas no início do bloco e as de código M no final. Grupo 01 – Movimento e corte O grupo 01 (modal) contém as instruções de movimento e corte da ferramenta, as mais utilizadas são G00, G01, G02 e G03. G00 – Deslocamento rápido Usa-se a instrução G00 para realizar o deslocamento da ferramenta até o ponto especificado na máxima velocidade de cada um dos eixos da máquina, ou seja, não é necessário especificar o avanço, pois a máxima velocidade será utilizada para alcançar a coordenada. Esta instrução é utilizada para afastar ou aproximar a ferramenta da peça sem encostá-la, pois ao encostar-se a grande velocidade a ferramenta pode se quebrar, deslocar a peça do centro de giro e até mesmo retirá-la da placa no impacto. Uma das vantagens de se realizar deslocamentos rápidos é reduzir o tempo de fabricação. Figura 2.2: Instrução G00 para deslocamento rápido. +Z +X Ø 2 5 2 N10 G00 X25 Z2 41 G01 – Interpolação linear Usa-se a instrução G01 para realizar o deslocamento linear da ferramenta controlado de acordo com a velocidade estabelecida com parâmetro F até o ponto especificado na programação. Em tornos, geralmente o avanço definido pelo parâmetro F está em milímetros por revolução do eixo árvore. Obviamente os avanços controlados só devem ser especificados na programação após a peça estar em movimento, pois são movimentos de corte de material. Quando a ferramenta já se encontra em determinada coordenada não é necessário repetir a coordenada, como mostrado no bloco N15 da figura a seguir. Figura 2.3: Instrução G01 de interpolação linear com avanço controlado. Exemplo de interpolação linear Neste exemplo, para remover o material da região indicada e assim reduzir o diâmetro de 40mm para 30mm com várias passadas de uma ferramenta desbastando-se com a profundidade adequada. Figura 2.4: Exemplo de interpolação linear com avanço controlado. +Z +X Ø 2 5 26 N10 G00 X25 Z2 N15 G01 Z-26 F0.2 42 Supondo-se a profundidade seja de 1mm haverá a redução de 2mm no diâmetro a cada passada. No exemplo de programa a seguir foi dada ênfase apenas ao trajeto da ferramenta, desprezando-se demais instruções. O2901 (O______ – Número do programa.) N05 G21; (N05 – Bloco número 5.) (G21 - Estabelece unidade de medida, milímetro.) N10 G28; (G28 – Move a ferramenta para local de troca.) N15 M06 T07; (M06 – Realiza a troca da ferramenta pela T07 (Desbaste Externo).) N20 G00 X38 Z2 G97 M03 S800; (G00 – Move a ferramenta rapidamente para a primeira posição de usinagem X38 Z2) (G97 – Estabelece rotação constante) (M03 – Liga árvore no sentido horário.) (S800 – Define a rotação em 800 rpm.) N25 G99 F0.15 G01 Z-20; (G99 – Define o avanço em mm/rotação.) (F0.15 – Especifica o avanço em 0.15 mm/rotação.) (G01 – Executa avanço controlado por F0.15.) (Z-20 – Posição final de desbaste no comprimento.) N30 X41; (X41 – Afasta a ferramenta da peça para o diâmetro X41.) N35 G00 Z2; (G00 – Move rapidamente a ferramenta até posição inicial no comprimento.) N40 X36; (X36 – Move rapidamente a ferramenta até posição inicial para a próxima passada.) N45 G01 Z-20; (G01 – Executa avanço controlado da ferramenta por F até Z-20.) N50 X41; (X40 – Afasta a ferramenta da peça para o diâmetro X41.) N55 G00 Z2; (G00 – Move rapidamente a ferramenta até posição inicial no comprimento.) N60 X34; (X34 – Move rapidamente a ferramenta até posição inicial no próximo diâmetro á ser desbastado.) N65 G01 Z-20; (G01 – Executa avanço controlado da ferramenta por F até Z-20.) N70 X41; N75 G00 Z2; N80 X32; N85 G01 Z-20; N90 X41; N95 G28 M05; (G28 – Move a ferramenta para local de troca.) (M05 – Desliga o eixo árvore.) N100 M30; (M30 – Finaliza o programa e retorna ao início.) No exemplo anterior algumas coordenadas são omitidas nos blocos, pois, a ferramenta já se encontra na posição desejada. G02 / G03 - Interpolação circular (SF) As instruções G02 e G03 realizam a usinagem com interpolação circular e velocidade de avanço controlado através dos parâmetros de usinagem especificados. O avanço pode ser no sentido Horário (G02) ou Anti-Horário (G03), conforme o deslocamento realizado em torno do ponto central do arco mostrado nas figuras abaixo em azul, especificando-se o raio ou a posição do centro do arco com as distâncias dadas pelos arcos vetores I (paralelo a X) e K (paralelo a Z). Horário – N20 G02 X.... Z.... R.... Horário – N20 G02 X.... Z.... I.... K-... Figura 2.5: Instrução G02 de interpolação circular com avanço controlado. +Z +X I+ K- R 45 G21 - Sistema de unidades em milímetros (SF) Com a instrução G21 atuando, o sistema de programação interpretará todos os valores de comprimento programados em milímetros e válidos para o posicionamento da ferramenta, velocidade de avanço, etc. Além de cancelar a instrução G20. G28 - Retorno ao ponto de referência (SF) Com a instrução G28 haverá o posicionamento da ferramenta com avanço máximo para as coordenadas estabelecidas ou para o ponto de referência. Sintaxe: N___G28 X___ Z____ - para coordenadas absolutas N___G28 U___ W___ - para coordenadas incrementais Os parâmetros X e Z ou U e W são as coordenadas do ponto para onde a ferramenta se desloca para a posição segura de troca. Para máquinas que fazem a troca automática de ferramentas não é necessário especificar as coordenadas. Exemplo: N40 G28 U2 W-25 A ferramenta irá se deslocar com avanço máximo para o ponto cuja coordenada é (2, -25) a partir da atual posição até a posição segura de troca. G98 - Avanço da ferramenta em milímetros / minuto (SF) Junto ao comando deve haver a letra F e um valor numérico que especifica a velocidade de avanço em milímetros por minutos (mm/min), esta instrução é modal e será desativada se a instrução G99 ocorrer. Esta instrução é menos utilizada para tornos. Sintaxe: N___ G98 Se a Máquina Ferramenta foi configurada com o comando G20 Feedrate = polegadas/min Se a Máquina Ferramenta foi configurada com o comando G21 Feedrate = milímetros/min Exemplo: N10 G20 (Unidade polegada) N10 G21 (Unidade milímetro) N15 G98 F10 (avanço em polegadas/min) N15 G98 F254 (avanço em milímetros/min) G99 - Avanço da ferramenta em milímetros / rotação (SF) Junto ao comando deve haver a letra F e um valor numérico que especifica a velocidade de avanço em milímetros por rotação (mm/rot), esta instrução é modal e será desativada se a instrução G98 ocorrer. Esta instrução é mais utilizada em tornos. Sintaxe: N___ G99 Se a Máquina Ferramenta foi configurada com o comando G20 Feedrate = polegadas/rot Se a Máquina Ferramenta foi configurada com o comando G21 Feedrate = milímetros/rot Exemplo: N10 G20 (Unidade polegada) N10 G21 (Unidade milímetro) N15 G99 F0.05 (avanço em polegadas/rotação) 46 N15 G99 F0.15 (avanço em milímetros/rotação) G96 – Velocidade de corte constante do eixo árvore (SF) Geralmente em tornos e mandrilhadoras que possuem sistemas de controle automático de rotação é possível manter uma velocidade de corte constante para qualquer diâmetro, variando-se a rotação em instrução da posição da ferramenta em relação ao centro geométrico. Sintaxe: N___ G96 S___ Exemplo: N20 G96 S245 (velocidade de corte constante de 245m/min) A Máquina Ferramenta irá trabalhar com velocidade de corte constante de 245m/min Cálculo da velocidade de corte: Onde: Vc é a velocidade de corte [m/min]. D é o diâmetro a ser torneado [mm]. n é a rotação da máquina [rpm]. Se o diâmetro da peça aumenta, o controlador diminui a rotação do eixo árvore. Se o diâmetro da peça diminui, o controlador aumenta a rotação do eixo árvore. Importante: por questão de segurança é recomendável limitar a rotação máxima no programa usando a instrução G50 S____ G97 – Rotação constante do eixo árvore (SF) Esta instrução é utilizada para cancelar a instrução G96 e estabelecer uma rotação constante. Sintaxe: N___ G97 S___ Exemplo: N23 G97 S400 A Máquina Ferramenta irá trabalhar com rotação constante do eixo árvore em 400 RPM G50 – Limita a rotação máxima do eixo árvore (SF) Esta instrução é utilizada para evitar rotações muito elevadas em instrução do uso da instrução G96, quando a ferramenta se aproxima do centro em diâmetros muito pequenos. Sintaxe: N___ G50 S___ Exemplo: N40 G50 S2000 A rotação do eixo árvore não excede as 2000 RPM Cálculo da rotação: Esta instrução não deve ser utilizada com outras palavras. A instrução G50 também pode ser usada para criar um novo sistema de coordenadas para troca de ferramentas, por exemplo: G50 X0 Z0 G50 U-40 G41 / G42 – Compensação de raio de corte Estas instruções são utilizadas para compensar o raio de ponta da ferramenta evitando que as dimensões e a forma da peça fiquem incorretas, a compensação do raio de ponta pode ser à esquerda ou à direita, conforme sentido de deslocamento da ferramenta e sua posição em relação à peça. Instruções disponíveis apenas no simulador de centro de usinagem no Simulador Denford Fanuc. 1000 .. nD Vc   D Vc n . .1000   47 Os erros geométrico e dimensional que podem ocorrer, pois o programa NC é feito com as coordenadas correspondentes ao contorno da peça e a ferramenta faz o trajeto deste contorno com o ponto de referência e não com necessariamente com a aresta cortante da ponta. Vide figura a seguir. Figura 2.9: Ponto de referência da ferramenta e Raio á ser compensado. Em todas as superfícies da peça que não forem paralelas aos eixos haverá sobremetal, ou seja, nas superfícies de arcos e cones. Vide figura a seguir. Figura 2.10: Efeito da ponta da ferramenta na peça sem compensação. Para que o controlador faça a compensação correta do raio da ferramenta é necessário especificar onde, efetivamente, a ferramenta estará posicionada. Orientação da ponta da ferramenta Os controladores Fanuc estabelecem para as ferramentas de tornos identificação para as nove posições possíveis da ponta da ferramenta através de números inteiros de 0 a 8. A identificação das pontas com os respectivos valores de raio de ponta permite realizar a compensação do raio durante a usinagem, segundo sua posição efetiva, evitando que o material da peça seja cortado incorretamente. Superfícies que terão excesso de material Ponto de referência Ponto de Referência Raio Referência zero do eixo Z Referência zero do eixo X Ponta da ferramenta 50 A correção do desgaste pode se dar várias vezes em um lote de peças conforme se apresente o desgaste pela variação das dimensões da peça. Os dois últimos algarismos na instrução ferramenta representam o corretor utilizado e estará associado a este. Figura 2.15: Esquema de correção da posição geométrica da ferramenta. A correção da posição geométrica da ferramenta em relação à peça se faz operando o torno manualmente retirando-se uma pequena porção de matéria-prima em sua face e em seu diâmetro. Após retirar o material da face entra-se com o valor da distância até o zero peça, se o zero peça deve ser estabelecido na face frontal o valor a ser inserido no controle é 0.000, insere-se o valor medido no registrador de posição do controle definindo assim, o zero peça em Z. Entretanto, se o local do zero peça for outro qualquer, se mede a distância até a face usinada e insere-se o valor medido no registrador de posição do controle. Para definir o zero peça no eixo X, usina-se o diâmetro, operando manualmente, através dos controles retirando-se uma fina camada da matéria-prima, suficiente para que se possa medir. Após medir, insere-se o valor medido no registrador de posição do controle. A tela do controlador irá mostrar uma tabela com aspecto similar ao mostrado a seguir, onde estarão identificadas as ferramentas por seus números, sua posição geométrica relativa, raio da ponta e posição da ponta (TIP). Obs. Não aparecerão as figuras mostradas no exemplo de posição. Número da Ferramenta Eixo X Eixo Z Raio da ponta Ponta Exemplo de Posição N° X AXIS Z AXIS RADIUS TIP 01 0.0000 0.0000 1.2000 3 02 0.0000 0.0000 0.8000 2 03 0.0000 0.0000 4.0000 0 ou 9 ... ... ... ... ... ... Torre na posição de zero máquina Correção de posição em Z Correção de posição em X PLACA DO TORNO 51 Ciclos de torneamento Frequentemente os tornos são utilizados para retirar grandes quantidades de material em superfícies cilíndricas e cônicas, externas e internas da matéria-prima na usinagem de peças. Quando programadas bloco a bloco, estas operações de desbaste e acabamento das peças requerem grande quantidade de blocos, pois cada movimento da ferramenta deve ocupar um bloco que contenha: sua identificação, as coordenadas da próxima posição e o tipo de movimento discriminado com G00, G01, G02 ou G03. Quanto mais complexo for o contorno que a ferramenta tenha a percorrer, mais extenso será o programa, portanto, demandando mais tempo na programação, além de mais suscetíveis a erros e outros problemas. Todos os modernos controles possuem ciclos fixos que simplificam a elaboração de programas NC, pois permitem que vários tipos de operações sejam realizados com poucos blocos de programa. As operações mais comuns entre os ciclos de usinagem em tornos são: desbaste, acabamento, furação e roscamento. Os parâmetros associados a cada ciclo podem variar de ciclo para ciclo, mas na maioria dos casos a ferramenta se moverá em avanço controlado especificado por “F” quando em contato com a peça, substituindo G01 e em avanço rápido quando não houver contato substituindo G00, sem a necessidade de escrevê-los no programa. G90 – Ciclo de desbaste simples* (SF) Este ciclo é pode ser utilizado para o torneamento em desbaste cilíndrico ou cônico, externo ou interno em poucos blocos de programa. Este ciclo termina sempre com a ferramenta na mesma coordenada de Z. A instrução G90 requer: N____ G90 X(U)_____ Z(W)_____ R______ F_____ . Inicialmente devem-se especificar as coordenadas de aproximação para que a ferramenta ocupe a posição para qual possa se deslocar rapidamente sem contato com a peça. Esta posição será repetidamente utilizada a cada nova passada. No bloco seguinte devem-se especificar as coordenadas finais da primeira passada, ou seja, posição final em Z e diâmetro da passada em X, também podem ser especificados em coordenadas incrementais utilizando-se U e W. As instruções G00 ou G29 desativam o ciclo. Figura 2.16: Esquema do ciclo de desbaste simples paralelo externo – G90. AVANÇO RÁPIDO – G00 AVANÇO CONTROLADO – G90 (G01) Coordenada da passada 50 Material a ser removido Ø 4 2 Ø 5 2 Coordenada de aproximação 1,5 1,5 1,5 Trajeto de retorno 52 Neste mesmo bloco pode-se utilizar o parâmetro R se a superfície a ser produzida for cônica e omitida ou ter valor zero se não for cônica, e o avanço com o parâmetro F, se este não foi especificado em bloco anterior. Da figura anterior tem-se uma peça que deverá ser desbastada no comprimento até 49mm e diâmetro de 43mm deixando-se então, 1mm de sobremetal no diâmetro para acabamento posterior. Supondo-se que cada uma das passadas retire 3mm no diâmetro serão necessárias três passadas para se chegar a medida desejada. Vide exemplo abaixo. Note-se no programa a seguir, que para cada passada é necessário especificar o diâmetro de desbaste com a coordenada absoluta em X ou coordenada incremental em U- tendo-se como referência a posição de aproximação. O programa NC para execução do ciclo de desbaste terá o seguinte aspecto: O4400 (Exemplo de ciclo de desbaste paralelo externo) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T07; N20 G97 M03 S800 G99 M08; N25 G00 X52 Z2; (X52 Z2 – Coordenadas de aproximação) N30 G90 X49 Z-49 R0 F0.15; (G90 – Ciclo de desbaste simples.) (X49 Z-49 – Coordenadas da primeira passada) (R0 – Não há variação no diâmetro. (pode ser omitido)) (F0.15 – Especifica o avanço em 0.15 mm/rotação.) N35 X46; (N35 U-6) (X46 – Coordenada da segunda passada.) N40 X43; (N40 U-9) (X43 – Coordenada da terceira passada.) ... ... N75 G28 M05 M09; (G28 – Move a ferramenta para local de troca.) (M05 – Desliga o eixo árvore.) (M09 – Desliga a refrigeração.) N80 M30; (M30 – Finaliza o programa e retorna ao início.) No exemplo de programa anterior alguns blocos foram omitidos. Desbaste interno com G90 A seguir tem-se na figura o desenho de peça para desbaste interno. Figura 2.17: Exemplo de peça para desbaste interno. 55 O ciclo de desbaste terá o aspecto mostrado na figura a seguir, supondo-se que a profundidade de cada passada seja de 2mm e se atinja a dimensão de 62mm, a posição de aproximação da ferramenta deverá ser o diâmetro maior, 80 + 2xR = 80 + 18.9 = 98.9mm. Figura 2.21: Esquema do ciclo de desbaste cônico externo – G90. O programa da peça do exemplo anterior terá o seguinte aspecto: O4600 (Exemplo de ciclo de desbaste cônico externo) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T07; N20 G97 M03 S800 G99 M08; N25 G00 X98.9 Z2; (X98.9 Z2 – Coordenadas de aproximação) N30 G90 X94.9 Z-40 R-9.45 F0.15; (G90 – Ciclo de desbaste simples.) (X94.9 Z-40 – Coordenadas da primeira passada) (R-9.45 – Variação no diâmetro sentido contrário a X) (F0.15 – Especifica o avanço em 0.15 mm/rotação.) N35 X90.9; (N35 U-8) (X90.9 – Coordenada da segunda passada.) N40 X86.9; (N40 U-12) (X86.9 – Coordenada da terceira passada.) N45 X82.9; (N45 U-16) (X82.9 – Coordenada da quarta passada.) N50 X80; (N50 U-18.9) (X80.0 – Coordenada da quinta passada.) N55 G28 M05 M09; (G28 – Move a ferramenta para local de troca.) (M05 – Desliga o eixo árvore.) (M09 – Desliga a refrigeração.) N60 M30; (M30 – Finaliza o programa e retorna ao início.) Neste exemplo de programa deve-se perceber que a posição de aproximação é extremamente importante, e que também a última passada deve ter a coordenada final desejada. Se for necessário deixar sobremetal para acabamento, pode-se simplesmente alterar a coordenada adicionando o sobremetal desejado. *(Obs. em algumas máquinas, como fresadoras ou centros de usinagem e até alguns tornos esta instrução é usada para coordenadas absolutas). AVANÇO RÁPIDO – G90 (G00) AVANÇO CONTROLADO – G90 (G01) Coordenada da passada Material a ser removido Coordenada de aproximação 56 G94 – Ciclo de faceamento simples (SF) Esta instrução é similar a G90, porém é utilizada para remover grande quantidade de material no faceamento da peça, portanto o trajeto da ferramenta é sempre paralelo ou diagonal ao eixo X, portanto não deve haver arcos no perfil. Sabe-se que a melhor condição para retirada de grandes quantidades de material na face de uma peça no torno é através da usinagem em que a ferramenta faz o trajeto da periferia em direção ao centro da peça. Após a execução do ciclo, a ferramenta retorna automaticamente ao ponto inicial do ciclo. E o ciclo pode ser cancelado com a instrução G00 ou G28. Vide figura a seguir. A instrução G94 requer: N_ _ _ G94 X_ _ _ Z_ _ _ R_ _ _ F_ _ _; onde: X = diâmetro final do faceamento Z = posição final R = inclinação em relação ao eixo X F = avanço de trabalho N___ W-___ Próxima passada N___ W-___ Próxima passada Figura 2.22: Desenho de peça e esquema do ciclo de faceamento simples – G94. No exemplo da figura anterior, a ferramenta aproxima-se da peça em avanço rápido e ao iniciar este ciclo de usinagem, o controle faz ferramenta executar várias passadas com avanço controlado, conforme definidas pelas coordenadas dos blocos posteriores. Supondo-se que se deseje retirar 2mm da face a cada passada, o programa da peça do exemplo anterior terá o seguinte aspecto: Coordenadas de aproximação Coordenadas da passada Trajeto de retorno Material a ser removido AVANÇO RÁPIDO – G94 (G00) AVANÇO CONTROLADO – G94 (G01) 57 O4800 (Exemplo de ciclo de faceamento simples) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T07; N20 G97 M03 S800 G99 M08; N25 G00 X102 Z2; (X102 Z2 – Coordenadas de aproximação) N30 G94 X21 Z-2 R0 F0.15; (G94 – Ciclo de faceamento simples.) (X21 Z-2 – Coordenadas da primeira passada) (R0 – Variação na face (Não sendo inclinada deve ser zero ou omitida)) (F0.15 – Especifica o avanço em 0.15 mm/rotação.) N35 Z-4; (N35 W-4) (Z-4 – Coordenada da segunda passada.) N40 Z-6; (N40 W-6) (Z-6 – Coordenada da terceira passada.) N45 Z-8; (N45 W-8) (Z-8 – Coordenada da quarta passada.) N50 Z-10; (N50 W-10) (Z-10 – Coordenada da quinta passada.) ... ... N85 G28 M05 M09; (G28 – Move a ferramenta para local de troca.) (M05 – Desliga o eixo árvore.) (M09 – Desliga a refrigeração.) N90 M30; (M30 – Finaliza o programa e retorna ao início.) G71 – Ciclo de desbaste longitudinal (SF) Este ciclo é utilizado para automatizar as várias passadas removendo grande quantidade de material, sem que o programador necessite repetir o procedimento para todas as linhas de contorno do perfil. Este ciclo deve ser programado em dois blocos subsequentes, conforme mostrado a seguir. A instrução G71 no primeiro bloco requer: N_ _ _ G71 U_ _ _ R_ _ _ ; onde: U = valor da profundidade máxima de corte durante o ciclo (diferença no raio) R = valor do afastamento no eixo transversal X antes do retorno ao Z inicial (raio) A instrução G71 no segundo bloco requer: N_ _ _ G71 P_ _ _ Q_ _ _ U_ _ _ W_ _ _ F_ _ _ S_ _ _; onde: P = número do bloco que define o início do perfil Obs. Uma das instruções G01, G02 ou G03 deve aparecer no bloco que define o início do perfil junto a coordenada em X, mas a coordenada em Z não deve aparecer nesta linha. Q = número do bloco que define o final do perfil U = sobremetal para acabamento no eixo X (positivo para o diâmetro externo e negativo para o interno) W = sobremetal para acabamento no eixo Z F = avanço de trabalho S = rotação ou velocidade de corte para acabamento O perfil da peça pode conter retas e arcos, porque a máquina ao executar este ciclo de usinagem vai respeitar o contorno, deixando o sobremetal que for especificado para acabamento posterior. Inicialmente o desbaste é realizado com passadas longitudinais paralelas ao eixo Z que podem 60 Figura 2.26: Desenho de peça, exemplo para ciclo G71- interno. O5200 (Exemplo de ciclo de desbaste INTERNO G71) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T05; (M06 T05 – Troca ferramenta por broca) N20 G97 M04 S450 G98 M08; (Preparação para furação) N25 G00 X0 Z2; (G00 X0 Z2 – Coordenadas de aproximação para furação) N30 G81 Z-10 F100; (G81 – Furação) N35 Z-20; (Z-20 – Coordenada de Furação) ... (Blocos omitidos – Coordenadas de Furação) N65 Z-80; (Z-80 – Última Coordenada de Furação) N70 G28 M05; (G28 M05 – Posição de troca e parada da árvore) N75 M06 T06; (M06 T06 – Troca de broca por ferramenta de torn. interno) N80 G97 M03 S1200 G99 M08; (Preparação para torneamento interno) N85 G00 X12 Z2; (G00 X12 Z2 – Coordenadas de aproximação) N90 G71 U1.5 R-1; (G71 – Ciclo de desbaste longitudinal. Primeiro bloco) (U1.5 – Profundidade da passada) (R-1 – Recuo negativo para retorno) (F0.15 – Especifica o avanço em 0.15 mm/rotação) N95 G71 P100 Q125 U-0.5 W0.5 F0.15;(P100 – Bloco inicial do contorno do perfil) (Q125 – Bloco final do contorno do perfil) (U-0.5 – Sobremetal no diâmetro do perfil negativo) (W0.5 – Sobremetal no comprimento do perfil) (F0.15 – Avanço da ferramenta) N100 G01 X46; (G01 – Interpolação linear e X46 – Coordenada em X do primeiro ponto do perfil.) N105 Z0; (Z0 – Coordenada em Z do primeiro ponto do perfil.) N110 Z-18; (Z-18 – Coordenada do segundo ponto do perfil.) N115 X33.7 Z-47.1; (X33.7 Z-47.1 – Coordenada do terceiro ponto do perfil.) N120 G03 X18 Z-53.4 R8; (G03 – Interpolação circular e Coordenada do quarto ponto do contorno.) N125 G01 X11; (X11– Coordenada do quinto ponto do perfil.) N130 G70 P100 Q125 F0.05; (G70 – Ciclo de acabamento descrito a seguir.) N135 G28 M05 M09; N140 M30; 61 G70 – Ciclo de acabamento contornando o perfil (SF) Este ciclo é utilizado após a aplicação do ciclo de desbaste G71 para dar o acabamento à peça sem que o programador necessite repetir todos os blocos utilizados no ciclo de desbaste. Ao final do acabamento, a ferramenta se posicionará no ponto de aproximação. Obs. Uma das instruções G01, G02 ou G03 deve aparecer no bloco que define o início do perfil junto à coordenada em X, mas a coordenada Z não deve aparecer na linha. A instrução G70 requer apenas um bloco: N_ _ _ G70 P_ _ _ Q_ _ _ F_ _ _ S_ _ _; onde: P = número do bloco que define o início do perfil Q = número do bloco que define o final do perfil F = taxa de avanço e S = rotação ou velocidade de corte para acabamento (opcionais) Note nos programas exemplo a seguir que, se o desbaste já foi realizado com o ciclo G71, é necessário apenas repetir os mesmos números dos blocos que definem o perfil da peça utilizados no ciclo de desbaste e especificar o avanço desejado. Antes do bloco do ciclo G70 devem-se especificar as coordenadas de aproximação mais próximas do início do perfil, pois já não há material naquela região. Vide figura e programa a seguir. Figura 2.27: Esquema do ciclo G70 para acabamento externo. O5000 (REPETIDO – vide desenho da figura do ciclo de desbaste externo com G71) (Exemplo de ciclo de acabamento – G70 - externo) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T07; N20 G97 M03 S1200 G99 M08; N25 G00 X150 Z2; N30 G71 U1.5 R1; N35 G71 P40 Q70 U0.5 W0.5 F0.15; N40 G01 X66; N45 Z0; N50 Z-10; N55 G02 X78 Z-16 R6; N60 G01 X104.1 Z-48.2; N65 G02 X130 Z-57 R14; N70 G01 X150; N75 G28; (G28 – Movimenta para a posição de troca) N80 M06 T01; (M06 T01 – Troca de ferramenta para acabamento) Coordenada de aproximação Material removido no desbaste Trajeto de acabamento 62 N85 G97 M03 S1400 G98 M08; (Preparação para acabamento) N90 G00 X66 Z2; (X66 Z2 – Coordenadas de aproximação de acabamento) N95 G70 P40 Q70 F0.05; (G70 – Ciclo de acabamento.) (P40 – Bloco inicial do contorno do perfil) (Q70 – Bloco final do contorno do perfil) (F0.05 – Avanço de acabamento) N100 G28 M05 M09; N105 M30; A posição de aproximação do ciclo G70 deve ter as coordenadas mais próximas do início do perfil. Vide figura e programa a seguir. Figura 2.28: Esquema do ciclo G70 para acabamento interno. O5200 (REPETIDO – vide desenho da figura do ciclo de desbaste interno com G71) (Exemplo de ciclo de acabamento G70 - interno) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T05; N20 G97 M04 S450 G98 M08; N25 G00 X0 Z2; N30 G81 Z-10 F100; N35 Z-20; ... (Blocos omitidos – Coordenadas de Furação) N65 Z-80; N70 G28 M05; N75 M06 T06; N80 G97 M03 S1200 G99 M08; N85 G00 X12 Z2; N90 G71 U1.5 R-1; N95 G71 P100 Q125 U-0.5 W0.5 F0.15; N100 G01 X46; N105 Z0; N110 Z-18; N115 X33.7 Z-47.1; N120 G03 X18 Z-53.4 R8; N125 G01 X11; (Não houve troca de ferramenta, o acabamento será realizado com a mesma do desbaste) N130 G70 P100 Q125 F0.05; (G70 – Ciclo de acabamento.) (P100 – Bloco inicial do contorno do perfil) (Q125 – Bloco final do contorno do perfil) Coordenada de aproximação Material removido no desbaste Trajeto de acabamento 65 A instrução G73 no segundo bloco requer: N_ _ _ G73 P_ _ _ Q_ _ _ U_ _ _ W_ _ _ F_ _ _ S_ _ _; onde: P = número do bloco que define o início do perfil Q = número do bloco que define o final do perfil U = sobremetal para acabamento no eixo “X” (positivo para diâmetro externo e negativo para o interno) W = sobremetal para acabamento no eixo “Z” F = avanço de trabalho S = rotação ou velocidade de corte Figura 2.30: Esquema de ciclo de desbaste paralelo ao perfil – G73. O programa exemplo a seguir refere-se ao desenho mostrado anteriormente do ciclo G71 em desbaste externo. O5700 (Exemplo de ciclo de desbaste paralelo ao perfil – G73) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T07; N20 G97 M03 S1200 G99 M08; N25 G00 X75 Z2; (X75 Z2 – Coordenadas de aproximação) N30 G73 U4 W4 R5; (G73 – Ciclo de desbaste paralelo ao perfil.) (U4 – Sobremetal para desbaste em X no raio) (W4 – Sobremetal para desbaste em Z) (R5 – Quantidade de passadas) N35 G73 P40 Q70 U0.5 W0.5 F0.15; (P40 – Bloco inicial do contorno do perfil.) (Q70 – Bloco final do contorno do perfil.) (U0.5 – Sobremetal no perfil para acabamento no raio.) (W0.5 – Sobremetal no perfil para acabamento no comprimento.) (F0.15 – Avanço da ferramenta durante o ciclo.) N40 G01 X66; (G01 – Interpolação linear e X66 – Coordenada em X do primeiro ponto do perfil.) AVANÇO RÁPIDO – G73 (G00) AVANÇO CONTROLADO – G73 (G01, G02 ou G03) Coordenada de aproximação Trajetos de retorno Deslocamento em X Deslocamento em Z Coordenadas de contorno Material a ser removido no desbaste Sobremetal para acabamento 66 N45 Z0; (Z0 – Coordenada em Z do primeiro ponto do perfil.) N50 Z-10; (Z-10 – Coordenada do segundo ponto do perfil.) N55 G02 X78 Z-16 R6; (G02 – Interpolação circular e Coordenada do terceiro ponto do contorno.) N60 G01 X104.1 Z-48.2; (G01 – Interpolação linear e Coordenada do quarto ponto do contorno.) N65 G02 X130 Z-57 R14; (G02 – Interpolação circular e Coordenada do quinto ponto do contorno.) N70 G01 X150; (G01 – Interpolação linear, Coordenada do sexto e último ponto do contorno.) ... ... N95 G28 M05 M09; N100 M30; 67 CICLOS PARA CANAIS E DESBASTE TRANSVERSAL As principais características destes ciclos é a possibilidade de interrupção do corte para quebra de cavacos e repetição de movimentos da ferramenta em posições próximas, geralmente na transversal, mas que eventualmente podem ser executados na longitudinal. A interrupção do corte na execução de canais previne a ocorrência de travamento do cavaco nas laterais do canal com subsequente descentralização da peça e quebra da ferramenta. G75 – Ciclo de faceamento paralelo ou canais Este ciclo pode ser utilizado para facear ou acanalar peças, sem que o programador necessite repetir toda a sequência de movimentação da ferramenta, o trajeto da ferramenta é geralmente paralelo ao eixo X. Após a execução do ciclo, a ferramenta retorna automaticamente ao ponto inicial do ciclo. Vide figura a seguir. A instrução G75 requer dois blocos para quebra de cavacos ou um bloco sem quebra: N___ G00 X___ Z___ (coordenadas de aproximação para o primeiro canal) N___ G75 R___ R = afastamento no eixo transversal para quebrar cavaco (raio) N___ G75 X(U)___ Z(W)___ P___ Q(K)___ R___ F___; onde: X(U) = diâmetro final do faceamento ou do canal Z(W) = posição final do faceamento ou canal no eixo Z P = incremento de corte no eixo X, (milésimos de milímetros) Q(K) = passo de corte no eixo Z, distância entre canais (em milésimos de milímetros) R = recuo ou afastamento no eixo longitudinal Z para retorno ao X inicial (raio), R deve ser zero para canais na face. F = avanço de trabalho Figura 2.31: Desenho de peça (repetido) e esquema do ciclo de faceamento paralelo – G75. Passo de corte Q AVANÇO RÁPIDO – G75 (G00) AVANÇO CONTROLADO – G75 (G01) Afastamento R Coordenadas de aproximação Incremento de corte P Coordenadas finais Recuo R 70 N35 G00 W-11; (G00 – Avanço rápido para o segundo canal.) (W-11 (Z-28) – Coordenada para o segundo canal.) N40 G81 X30 F0.15; (G81 – Ciclo de canais.) N45 G00 W-11; (W-11 (Z-39) – Coordenada para o terceiro canal.) N50 G81 X30 F0.15; (G81 – Ciclo de canais.) N55 G00 W-11; (W-11 (Z-50) – Coordenada para o quarto canal.) N60 G81 X30 F0.15; (G81 – Ciclo de canais.) N60 G00 X50 Z50; (Movimento e Coordenadas para afastar a ferramenta.) N75 G28 M05 M09; N80 M30; CICLOS FIXOS PARA FURAÇÃO G81 – Ciclo de furação (SF) Este ciclo é utilizado para realizar furos profundos em peças de maneira automatizada com parada da broca para quebrar o cavaco e retirada para esvaziar o furo, sem que o programador necessite repetir toda esta sequência. Após a execução do ciclo, a ferramenta retorna automaticamente ao ponto inicial do ciclo que tem as coordenadas de aproximação. Vide figura a seguir. Esta instrução é cancelada com instruções de movimentação, geralmente usa-se G00. A instrução G81 requer: N___ G00 X0.0 Z___ (coordenadas de aproximação). X = posição de furação no eixo X (geralmente no centro, X=0) Z = posição de aproximação. N___ G81 Z___ Z = posição de penetração no eixo Z (também pode ser usado W -___ ) , primeira penetração. N___ Z___ Z = Se necessário, pode-se especificar outros valores nos blocos subsequentes até que a broca alcance a profundidade desejada. Obs. Este ciclo pode ser utilizado para usinar canais no diâmetro da peça trocando-se as coordenadas Z por X ou U. Exemplo: N___ G81 X___ Figura 2.34: Esquema do ciclo de furação – G81. Coordenadas de aproximação Pontos de retorno para descarga de cavacos 71 O programa exemplo a seguir refere-se a peça do desenho anterior com o ciclo G81, com quebra de cavacos e esvaziamento do furo. O6300 (Exemplo de ciclo de furação – G81) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T03; N20 G97 M04 S600 G99 M08; (M04 – Sentido de rotação anti-horário) N25 G00 X0.0 Z3; (X0.0 Z3 – Coordenadas de aproximação para furação) N30 G81 Z-5 F0.15; (G81 – Ciclo de furação.) (Z-5 (W-8) – Coordenada de penetração inicial.) N35 Z-10; (Z-10 (W-13) – Coordenada para a segunda penetração.) N40 Z-15; (Z-15 (W-18) – Coordenada para a terceira penetração.) N45 G00 X50 Z50; (Movimento e Coordenadas para afastar a broca e cancelar o ciclo.) N50 G28 M05 M09; N55 M30; G74 – Ciclo de furação (sf) Este ciclo é utilizado para furar a peça de maneira automatizada com o recuo da broca para quebrar o cavaco, sem que o programador necessite repetir toda esta sequência. Após a execução do ciclo, a ferramenta retorna automaticamente ao ponto inicial do ciclo. Neste ciclo de furação não há esvaziamento do furo, apenas quebra do cavaco. Vide figura a seguir. A instrução G74 requer dois blocos: N___ G00 X___ Z___ (coordenadas de aproximação). X = posição de furação no eixo X (geralmente no centro, X=0) N___ G74 R___ R = recuo incremental no eixo Z para quebra de cavaco N___ G74 Z___ Q___ R___ F___; onde: Z = posição final de furação. Q = incremento de furação a cada penetração (em milésimos de milímetros). R = variação de posição no eixo X no final do furo, geralmente este valor é zero. F = avanço de trabalho. OBSERVAÇÃO: Obrigatoriamente Q deve ser maior que R do primeiro bloco. Figura 2.35: Esquema do ciclo de furação – G74. Pontos de parada e quebra de cavacos Coordenadas de aproximação 72 O programa exemplo abaixo refere-se a peça do desenho anterior com o ciclo G74, com quebra de cavacos. O6400 (Exemplo de ciclo de furação G74) N05 G21; N10 G28; N15 M06 T04; N20 G97 M04 S600 G99 M08; (M04 – Sentido de rotação anti-horário) N25 G00 X0.0 Z3; (X0.0 Z3 – Coordenadas de aproximação para furação) N30 G74 R1; (G74 – Ciclo de furação.) (R1 – Recuo para quebra de cavaco após parâmetro Q.) N35 G74 Z-15 Q5000 R0 F0.15; (G74 – Ciclo de furação.) (Z-15 (W-18) – Coordenada de penetração total.) (Q5000 – Comprimento de penetração até quebra de cavaco.) N40 G00 X50 Z50; (Movimento e Coordenadas para afastar a broca e cancelar o ciclo.) N45 G28 M05 M09; N50 M30; CICLOS FIXOS PARA ROSCAMENTO Características gerais das roscas torneadas Existe uma grande quantidade de códigos de roscamento que eventualmente pode ser usado dependendo da máquina, do fabricante e modelo. Na tabela abaixo são citados alguns destes códigos. TABELA 2.3 INSTRUÇÕES DE ROSCAMENTO COMUNS PARA TORNOS CNC (1) (6) (8) Código G Descrição Fabricante / Modelo G32 Roscamento simples e passada por passada GE FANUC / série TA do grupo 01 G33 Roscamento simples e passada por passada GE FANUC / série M, série TB e TC do grupo 01 e 21i, MACH e Mitsubishi / TX-8 G34 Roscamento com passo variável GE FANUC / série TA, TB e TC do grupo 01 G35 Roscamento circular horário GE FANUC / série TA, TB e TC do grupo 01 G36 Roscamento circular anti-horário GE FANUC / série TA, TB e TC do grupo 01 G37 Ciclo automático de roscamento MACH G63 Ciclo de roscamento com macho ou cossinete Siemens G76 Ciclo automático de roscamento com chanfro na saída e repetição múltipla GE FANUC / Séries TA e TB do grupo 00 e 21i, MACH e Mitsubishi / TX-8 G82 Ciclo de roscamento com macho ou cossinete Mitsubishi / TX-8 G86 Ciclo automático de roscamento Mitsubishi / TX-8 G92 Ciclo de roscamento básico com chanfro na saída e passada por passada, grupo tipo A (*) GE FANUC série T do grupo A CYCLE 97 Ciclo automático de roscamento Siemens CICLO 03 Roscamento simples e passada por passada MCS CICLO 33 Ciclo automático de roscamento MCS Notas: 75 Figura 2.40: Relação entre passo e avanço. Na figura acima em (a) tem-se rosca de uma entrada, sendo o avanço F = passo, (b) rosca de duas entradas, F = 2 passos e (c) rosca de três entradas, F = 3 passos. Para execução da rosca é necessário que seja definido um método adequado, normalmente a rosca de múltiplas entradas pode ser feita por dois métodos distintos; abrindo uma entrada de cada vez até o seu final ou alternando entre uma entrada e outra. Destes dois métodos aquele que necessita menos blocos é o primeiro método. Podem ser usados os comandos G32 e G92. Roscas cônicas O procedimento para usinar roscas cônicas não é significativamente diferente do que para roscas paralelas. O movimento simultâneo de dois eixos durante o roscamento é o mesmo que em eixo. Para o cálculo de roscas cônicas podem ser usado um de dois métodos. Um dos métodos usa o comprimento da rosca e o ângulo de conicidade e pode ser calculado por aplicação de trigonometria. E o outro método define a conicidade como a relação entre os lados do triângulo. Vide figura a seguir. Figura 2.41: Cálculos de angularidade em roscas. A dimensão 2.5 mostrada no exemplo da figura acima refere-se a distância entre a ponta da ferramenta e a peça, que também deve ser levada em conta. No cálculo da relação se encontra o valor que pode ser usado nos cálculos de ciclos automáticos de roscamento, tais como, G92. m m 76 Figura 2.42: Sentidos de I para roscas cônicas. G76 – Ciclo de roscamento automático (SF) Este ciclo é utilizado para roscar na peça de maneira automática, o trajeto da ferramenta é sempre coincidente com o vão entre os filetes da rosca e produz um amortecimento na saída da rosca. Ao contrário dos ciclos G32 e G92 que necessitam de quatro ou cinco blocos de programação e mais para cada uma das passadas, o ciclo G76 atualmente necessita de apenas dois blocos de programação para executar uma rosca, por ser um ciclo repetição múltiplo (1) (5). Este ciclo de roscamento é considerado complexo, não por causa da dificuldade de programação, mas por causa das poderosas características internas, sendo utilizado pelos comandos GE Fanuc em dois formatos conforme o modelo do torno, o formato aqui descrito é usado nas máquinas recentes; 10T, 16T e 18T, necessitando de dois blocos (1). Vide figuras a seguir. Figura 2.43: Detalhes de programação para roscamento. m (entre 0 e 99) 𝑟 𝐹 ∗ 𝑚 r Z F in a l Z I n ic ia l Externo Interno Centro da peça m (entre 0 e 99) 77 Parâmetros iniciais para corte da rosca (primeiro bloco) P = Necessariamente deve constar seis algarismos, em três pares, conforme relação abaixo. m = 1° e 2° algarismos - Número de passadas em vazio no final da rosca (passadas de acabamento). r = 3° e 4° algarismos – Quantidade de filetes para o chanfro de saída no final da rosca pode ser de 0,0 á 9,9 vezes o passo, não se deve usar ponto decimal, portanto o valor deve ser entre 00 e 99, respectivamente (saída em ângulo de 45°). a = 5° e 6° algarismos - Ângulo das rosca com dois algarismos, por exemplo, 60, 55, etc. Q = Mínima profundidade de corte, o valor deve estar em milésimos de milímetros (valor positivo no raio sem ponto decimal). R = Sobremetal para o passe de acabamento o valor deve estar milímetros (valor positivo no raio com ponto decimal) Parâmetros subsequentes para corte da rosca (segundo bloco). X, Z = Coordenadas absolutas - finais da rosca. U, W = Coordenadas incrementais. R = Diferença radial entre as posições inicial e o final da rosca. Em roscas paralelas mais comuns usa-se R0 ou pode-se omitir o parâmetro, em roscas cônicas haverá uma diferença radial, o valor deve estar em milímetros. P = Altura do filete, o valor deve ser positivo e estar em milésimos de milímetros. Q = Profundidade de corte na primeira passada definida pela quantidade de passadas o valor deve ser positivo e estar em milésimos de milímetros. F = Passo da rosca, em milímetros. Para calcular a altura do filete utilizado junto a letra P use-se o seguinte procedimento: Passo da rosca x constante (para rosca métrica ISO triangular = 0,6495 ou 0,866 para rosca triangular em polegadas com ângulo de 55°). Vide exemplo rosca M20 x 1,5 ( ) Para calcular o diâmetro menor, X da rosca externa subtrai-se altura do filete x 2 do diâmetro maior da rosca externa. Obs. as unidades de medidas devem ser compatíveis. Para calcular a profundidade, Q da primeira passada divide-se a altura do filete pela raiz quadrada da quantidade de passadas (deve estar em milésimos de milímetros), o valor calculado é máximo, portanto pode-se usar valor menor que este. Obs. as unidades de medidas devem ser compatíveis. √ √ 80 A seguir nas tabelas têm-se as relações de códigos G e M normalizados para comandos Fanuc de fresadora e centros de usinagem. As instruções marcadas com asterisco (*) e em vermelho estão disponíveis no simulador Denford Fanuc Milling v1.43. (6) TABELA 3.1 - CÓDIGOS G (GERAL OU PREPARATÓRIO) PARA FRESADORA E CENTROS DE USINAGEM PELO PADRÃO ISO 1056, DIN 66025 E NBR 11312, COMPLEMENTADOS COM INSTRUÇÕES DE COMANDO FANUC (1), (5) E (6). CÓDIGO G DESCRIÇÃO G00 * Posicionamento rápido G01 * Interpolação linear G02 * Interpolação circular no sentido horário (CW) G03 * Interpolação circular no sentido anti-horário (CCW) G04 *Temporização / Tempo de espera (Dwell) G05 Ciclo de usinagem em alta velocidade (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) G06 Coordenadas polares (GE Fanuc Séries M: 16i,18i,160i e 180i) G07 Interpolação hipotética de eixo (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) G08 Controle por antecipação (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) G09 Verificação de parada exata (um bloco apenas) G10 Entrada de dados programável G11 Cancelamento de modo de entrada de dados G12 a G14 Não registrado G15 Cancelamento de comando de coordenadas polares G16 Comando de coordenadas polares G17 Seleção do plano XY G18 Seleção do plano ZX G19 Seleção do plano YZ G20 * Coordenadas em sistema Inglês (Polegadas) G21 * Coordenadas em sistema Internacional (Métrico - milímetros) G22 Verificação de armazenamento de curso - Ligado G23 Verificação de armazenamento de curso - Desligado G24 Não registrado G25 Detecção de flutuação da velocidade no eixo árvore – Desligado. G26 Detecção de flutuação da velocidade no eixo árvore – Ligado. G27 Verificação da posição de Zero máquina. G28 * Retorna para a posição de referência 1 (Zero máquina) G29 Retorna da posição de Zero máquina. G30 Retorna a posição de referência 2 (Zero máquina) G31 Suprimir ou omitir instrução G33 Ciclo de corte (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) e 21i G37 Medição automática da ferramenta (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) G39 Interpolação circular de cantos (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) 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 Compensações de posição – incremento simples G46 Compensações de posição – decremento simples 81 G47 Compensações de posição - incremento dobrado G48 Compensações de posição - decremento dobrado G49 Cancelamento de compensação do comprimento da ferramenta. G50 Cancelamento da instrução de dimensionamento. G51 Instrução de dimensionamento G52 Fixação do sistema de coordenadas locais G53 Cancelamento das configurações de posicionamento fora do zero fixo e retorno ao sistema de coordenadas da máquina. G54 Zeragem dos eixos fora do zero fixo (01) G55 Zeragem dos eixos fora do zero fixo (02) G56 Zeragem dos eixos fora do zero fixo (03) G57 Zeragem dos eixos fora do zero fixo (04) G58 Zeragem dos eixos fora do zero fixo (05) G59 Zeragem dos eixos fora do zero fixo (06) G60 Posicionamento exato (Fino) G61 Posicionamento exato (parada) (Médio) G62 Posicionamento (Grosseiro) G63 Zeramento de ferramentas com leitor de posição ou Ciclo de roscamento com macho (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) G64 Modo de corte G65 Chamada de macro (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) G66 Chamada modal de macro (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) G67 Cancelamento de chamada modal de macro (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) G68 Rotação de coordenadas (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) G69 Cancelamento da rotação de coordenadas (GE Fanuc Séries M: 16i, 18i, 160i e 180i) G73 *Ciclo de furação com quebra cavacos ou Ciclo de furação em alta rotação para furos profundos. G74 *Ciclo de roscamento à esquerda com macho G76 *Ciclo de mandrilhamento fino. G80 *Cancelamento dos ciclos fixos de furação e de (G00, G01, G02 ou G03). G81 *Ciclo de furação de centros e comum. G82 *Ciclo de furação de rebaixos. G83 *Ciclo de furação profunda com descarga de cavacos. G84 *Ciclo de roscamento à direita com macho G85 *Ciclo fixo de mandrilhamento. G86 *Ciclo fixo de mandrilhamento. G87 *Ciclo fixo de mandrilhamento por debaixo. G89 *Ciclo fixo de mandrilhamento com espera. G90 *Posicionamento absoluto. G91 *Posicionamento incremental. G92 *Registrador de posição de ferramenta. G94 *Avanço em milímetros por minuto. G95 *Avanço milímetros por revolução. G98 *Retorno ao nível inicial em um ciclo fixo. G99 *Retorno ao ponto R em um ciclo de furação. Notas: (1) Os códigos da tabela anterior são mais comuns para máquinas fresadoras ou centros de usinagem GE FANUC da série M (Milling). (2) Nem todas as instruções para os comandos GE Fanuc estão especificadas na tabela, para qualquer caso em particular deve-se ler o manual do fabricante específico para o comando. 82 (3) Estão especificados os comandos GE Fanuc junto a algumas destas instruções, quando estas instruções são mais comuns para estes e menos comuns para outros modelos de comando da GE Fanuc. (4) As instruções marcadas com asterisco (*) e em vermelho estão disponíveis no simulador Denford Fanuc Milling v1.43. As instruções de código M na tabela a seguir em cor preta indicam instruções comuns para fresadoras e centros de usinagem para comandos GE Fanuc da série M. As instruções marcadas com asterisco (*) e em vermelho estão disponíveis no simulador Denford Fanuc Milling v1.43. TABELA 3.2 - CÓDIGOS M (MISCELANEOUS) INSTRUÇÕES DE COMANDO FANUC PARA FRESADORA E CENTROS DE USINAGEM E DO SIMULADOR FANUC (1) (6) (5). Código M DESCRIÇÃO M00 Parada do programa M01 Parada opcional do programa M02 Fim de programa (usualmente sem retorno ao início) M03 Liga o eixo árvore no sentido horário (CW) entre 100 e 3000 rpm M04 Liga o eixo árvore no sentido anti-horário (CCW) entre 100 e 3000 rpm M05 Desliga o eixo árvore (Spindle) M06 Mudança automática de ferramenta M07 Liga sistema de refrigeração numero 2 M08 Liga sistema de refrigeração numero 1 M09 Desliga sistema de refrigeração 1 M10 Abre o grampo de fixação M11 Fecha o grampo de fixação M13 Liga a árvore no sentido horário e o refrigerante M14 Liga a árvore no sentido anti-horário e o refrigerante M19 Orientação do eixo árvore M20 Move o braço de troca automática de ferramenta para dentro M21 Move o braço de troca automática de ferramenta para fora M22 Move o braço de troca automática de ferramenta para baixo M23 Move o braço de troca automática de ferramenta para cima M24 Trava o braço de troca automática de ferramenta M25 Libera o braço de troca automática de ferramenta M30 Fim de programa e retorno ao seu início. M32 Rotaciona o braço de troca automática de ferramenta no sentido horário M33 Rotaciona o braço de troca automática de ferramenta no sentido anti-horário M48 Cancelamento de sobrescrita de avanço (Desligando o "Bypass") M49 Cancelamento de sobrescrita de avanço (Ligando o "Bypass") M60 Mudança de posição de trabalho ou de pallet M62 Aciona saída auxiliar 1 M63 Aciona saída auxiliar 2 M64 Desliga saída auxiliar 1 M65 Desliga saída auxiliar 2 M66 Espera a entrada auxiliar 1 ligar M67 Espera a entrada auxiliar 2 ligar M70 Define espelhamento do eixo X a partir da posição atual M71 Define espelhamento do eixo Y a partir da posição atual M76 Espera a entrada auxiliar 1 desligar M77 Espera a entrada auxiliar 2 desligar 85 SISTEMAS DE COORDENADAS Nas figuras a seguir têm-se os dois tipos de sistemas de coordenadas, absoluta e incremental respectivamente da furação de uma peça que possui quatro furos com Ø6mm e três furos com Ø8mm. Se os furos com Ø6mm forem executados na sequência alfanumérica mostrada e somente depois de trocada a broca os furos com Ø8mm fossem executados ter-se-iam as coordenadas conforme mostradas nas respectivas tabelas. Podem ser utilizados os sinais + ou – para diferenciar o quadrante em as coordenadas se encontram. Figura 3.2:Sistema de coordenadas absolutas adotado para furação de uma peça. Vide o exemplo a seguir. N470 G90 G00 X12 Y12 (G90 Posiciona a ferramenta a 12mm distante do zero absoluto nos eixos X e Y para furo A1). Conforme mostrado na figura a seguir, pode-se perceber que tendo a furação na sequência alfanumérica somente os furos A1 com Ø6mm e B1 com Ø8mm possuem coincidência com as coordenadas absolutas, pois são os primeiros furos a serem executados de cada tamanho. Os demais furos têm como referência o último furo executado e como consequência tem o deslocamento relacionado a este, podendo ser um valor positivo ou negativo conforme este sentido de deslocamento paralelo aos eixos X e Y. Figura 3.3: Sistema de coordenadas incrementais adotado para furação de uma peça. COORDENADAS INCREMENTAIS DOS FUROS FURO X Y DESCRIÇÃO A1 12 12 Ø6 PASSANTE A2 96 0 Ø6 PASSANTE A3 -96 56 Ø6 PASSANTE A4 96 0 Ø6 PASSANTE B1 40 28,5 Ø8 PASSANTE B2 40 0 Ø8 PASSANTE B3 -20 34,6 Ø8 PASSANTE 86 Vide o exemplo a seguir. N470 X96 Y00 (G91 Estando na posição absoluta X12 Y12 ao término do furo A1, desloca a ferramenta a 96mm distante desta posição para o próximo furo, A2). FORMATOS DOS NÚMEROS PARA COORDENADAS Quando se trabalha em unidades inglesas (polegadas) o formato é ± 4.4, ou seja, são permitidos quatro algarismos antes do ponto decimal e quatro após o ponto e para unidade métrica (milímetros) ± 5.3, ou seja, cinco algarismos antes do ponto decimal e três após o ponto. O comando CNC irá interpretar igualmente os valores X009.400 e X9.4 por exemplo, quando for utilizado o ponto decimal. Quando utilizado o sistema métrico com o código G21 pode-se obter a resolução de 0,001mm (um milésimo de milímetro). CONTROLE DO EIXO ÁRVORE (SPINDLE) O controle do eixo árvore (spindle) na programação é feito pelo endereço S. Para quase todos os sistemas de comandos CNC pode-se utilizar até quatro algarismos para formar o número na faixa entre 1 e 9999. O ponto decimal não é permitido. Para muitas máquinas CNC de altas velocidades pode-se utilizar até cinco algarismos, na faixa de 1 até 99 999. A limitação da velocidade é sempre determinada pela máquina e não pelo controlador. SENTIDO DA ROTAÇÃO DO EIXO ÁRVORE (SPINDLE) O sentido de rotação é orientado do ponto de vista do cabeçote em horário ou anti-horário. O sentido de rotação horário para maioria das máquinas é normal e anti-horário o reverso. O sentido correto para uma operação qualquer é determinado pelo sentido de corte da ferramenta. Brocas, fresas e alargadores normalmente possuem corte com sentido horário, exceção se faz as ferramentas especiais que podem ter sentido de corte reverso. Vide figura a seguir. Figura 3.4: Sentido horário de corte e rotação determinado pela ferramenta e código M3. Devem-se programar os códigos M03 ou M04, horário e anti-horário, respectivamente, junto ao endereço S de velocidade ou depois deste e nunca antes. Vide o exemplo a seguir. O0049 (O______ – Número do programa) N05 G21 G40 G80 (N05 – Bloco 05 do programa) (G21 – Especificando unidade milímetros) (G40 – Cancelando compensação de raio) (G80 – Cancelando ciclos fixos) 87 [BILLET X100.0 Y90.0 Z20.0 (BILLET – Especifica-se as dimensões da matéria prima necessária) N15 G90 G00 X12 Y12 (G90 – Sistema de coordenadas absolutas) (G00 – Deslocamento rápido) (X12 Y12 – Especificando Coordenadas) N20 S600 M03 (S600 – Especificando Valor de rotação) (M03 – Especificando sentido de rotação) O exemplo acima mostra o formato comum de programação e igualmente popular é o formato do exemplo abaixo. N15 G90 G00 X12 Y12 S600 M03 POSIÇÃO DA FERRAMENTA NO CARROSSEL OU MAGAZINE A designação das ferramentas em centros de usinagem e fresadoras com a letra “T” acompanhada de até dois algarismos que formam o número de posição da ferramenta no carrossel, torre ou magazine, por exemplo, T01, T02, T03, etc. ou T1, T2, T3, etc. Para a designação completa da ferramenta pode utilizar até quatro algarismos, sendo que os dois à esquerda representarão a posição no carrossel ou identificação e os dois algarismos à direita representarão o corretor de posição, por exemplo, a ferramenta com a designação T0103 é identificada como a ferramenta 01 ou aquela que ocupa o alojamento 01, utilizando o corretor de posição 03. Na figura, a seguir pode-se ver um esquema representativo de um carrossel de centro de usinagem com os seus alojamentos identificados numericamente. Figura 3.5: Esquema de carrossel com os alojamentos numerados de ferramentas. Todos os centros de usinagem possuem a característica denominada Automatic Tool Changer, Trocador Automático de Ferramentas, abreviado como ATC. Responsável pela troca da ferramenta acoplada no eixo árvore por outra que se encontre no magazine ou carrossel o ATC é comum em centros de usinagem, mas não em fresadoras CNC onde, geralmente, a troca é feita manualmente. Existem dois tipos básicos de seleção de ferramentas nos centros de usinagem, aqueles de seleção fixa e de seleção de memória randômica. EIXO ÁRVORE POSIÇÃO DE ESPERA DA FERRAMENTA ALOJAMENTOS DAS FERRAMENTAS 90 Figura 3.7: Ponto de referência da máquina e orientação dos eixos e planos. [1]. Na figura anterior é possível ver o ponto de referência da máquina, a orientação dos eixos formando os planos XY, XZ e YZ e o cubo que delimita o volume de trabalho de uma máquina vertical. A mesa da máquina é paralela ao plano XY e o eixo árvore da máquina é paralelo ao eixo Z. Vide figuras a seguir. Figura 3.8: Vista superior da mesa de trabalho da máquina vertical. Figura 3.9: Vista frontal da mesa de trabalho da máquina vertical. Ponto de Referência da Máquina Cubo de Trabalho Zero dos Eixos XY da Máquina Eixo Y da Máquina ÁREA SUPERIOR DA MESA DE TRABALHO Eixo X da Máquina Zero dos Eixos XYZ da Máquina Eixo Z da Máquina VISTA FRONTAL DA MESA DE TRABALHO Eixo Árvore da Máquina 91 Comparando-se a vista frontal, superior e do cubo de trabalho mostradas nas figuras anteriores pode-se perceber que o volume de trabalho disponível encontra-se entre a ponta do eixo árvore e a mesa da máquina dos centros de usinagem vertical. ZERO PEÇA Para a maior parte dos casos a referência zero do programa não será o zero máquina e a definição do zero a ser utilizado depende de fatores como, a exatidão da usinagem, a conveniência de preparação e operação, e também das condições de segurança de trabalho. No desenho esta posição deve ser definida e identificada claramente para que a programação seja feita tendo-se por base esta referência. Tipicamente utiliza-se a posição de zero peça no local mostrado na figura a seguir, isto permite colocar todo o contorno dentro da área positiva dos eixos facilitando a programação. Figura 3.10: Posicionamento do zero peça com orientação dos eixos XY. Eventualmente podem-se estabelecer outros locais para posicionamento do zero peça tornando a programação mais fácil. Um exemplo de colocação do zero peça em local especial é visto na figura a seguir. O zero peça está colocado no centro da furação à ser realizada, pois irá facilitar a programação do ciclo de furação. Figura 3.11: Zero peça definido no centro da furação a ser realizada. Zero Peça 92 ZERO FERRAMENTA O zero ferramenta na fresagem é tipicamente definido ao longo do eixo Z na ponta da ferramenta, pois é necessário estabelecer esta referência para que o sistema de controle numérico ao executar o programa avance na direção da peça na profundidade correta, seja para furar, facear, fresar ou qualquer outra operação. Esta referência da ferramenta pode ser determinada com o comando G92 X... Y... Z..., esta posição será registrada na memória do sistema de controle. Figura 3.12: Referências das ferramentas. DESLOCAMENTOS COM INTERPOLAÇÃO LINEAR Existem dois tipos de deslocamentos lineares, deslocamento rápido e deslocamento com avanço controlado, G00 e G01 respectivamente. G00 - DESLOCAMENTO RÁPIDO O posicionamento rápido é utilizado para reduzir o tempo de usinagem total da peça, através da redução do tempo de deslocamento da ferramenta quando esta não está retirando cavaco. Ao se deslocar rapidamente com o comado G00 a ferramenta passa pelos pontos especificados interligando- os. Durante a execução deste comando a máquina utiliza a máxima velocidade de cada eixo e estas velocidades podem ser iguais ou não, dependendo do sistema de controle e capacidade da máquina. Podem-se alcançar velocidades superiores à 10 000mm/min com máquinas mais antigas e acima de 38 000mm/min em grandes máquinas grandes e modernas. O deslocamento rápido é realizado nas seguintes situações:  Da posição de troca da ferramenta até a peça  Da peça até a posição de troca de ferramenta  Para desviar de obstáculos  Entre diferentes posições sem contato com a peça Teoricamente o deslocamento é linear interligando dois pontos quando dois ou mais eixos se movem a mesma distância entre estes pontos em cada um dos eixos, mas na prática se houver deslocamento simultâneo em dois ou mais eixos ambos desenvolverem a mesma velocidade com distâncias diferentes ou velocidades diferentes, a ligação entre estes dois pontos não será uma diagonal. Vide figura a seguir. PONTAS DE FERRAMENTAS PARA FRESAGEM Zero da Ferramenta 95 Figura 3.16: Vista superior da peça a ser furada com furos em padrão retangular e tabela. Os ciclos fixos são pequenos programas internos do sistema de controle CNC que executam estritamente uma rotina determinada resumindo procedimentos que de outra forma exigiriam muitas linhas de programação. Estes ciclos fixos existem em todos os controladores CNC, mas com características que podem se diferenciar entre si na programação CNC ou no comportamento da máquina. REGRAS GERAIS  O tipo de coordenadas para deslocamento pode ser absoluta ou incremental e programadas antes ou junto ao ciclo fixo.  Se um ou mais dos eixos de coordenadas for omitido na programação o comando CNC manterá a posição atual como ponto inicial para a execução do ciclo fixo.  Se os códigos G98 ou G99 não forem programados estabelecendo o nível de retorno da ferramenta em ciclos de furação junto ao ciclo fixo, o sistema de comando CNC irá utilizar o ciclo padrão que geralmente é o comando G98. Podem-se usar dois níveis de referência para retorno da broca nos ciclos de furação, conforme mostrado da figura a seguir, nível inicial de posicionamento e nível R. Figura 3.17: Vista com os níveis de posição da broca na operação de furação. Referência - Z0 Retorno Nível de referência R – G99 Nível Inicial – G98 Final do furo Broca Peça furada 96 DESCRIÇÃO DOS CICLOS FIXOS DO SIMULADOR A seguir tem-se a descrição de cada um dos ciclos fixos utilizados no simulador Fanuc para furação, mandrilhamento e roscamento. Cada um dos ciclos possui particularidades estabelecidas por palavras que são descritas junto a cada comando de ciclo. Veja a seguir descrição do ciclo de furação G81 e outros. G81 - Ciclo de Furação comum e de centros (SF) Com a instrução G81 haverá o posicionamento da ferramenta com avanço máximo para as coordenadas estabelecidas e depois para o ponto de referência. O código G99 pode ser colocado no início do bloco para que a broca seja retraída até a posição R especificada. Sintaxe: N___ G99 (G98) G81 X___ Y____ R____ Z___ P____ K____ F___. X___ Y____ - coordenadas do primeiro furo. R___ - posição de retorno da ferramenta fora da peça. (coordenadas absolutas em Z). Z____ - posição de profundidade do furo (coordenadas absolutas). P____ - tempo de espera no fundo do furo antes do retorno ao nível R, em milissegundos. K____ - quantidade de repetições. (Opcional). F____ - avanço a ser utilizado na furação. (Opcional, se já foi especificado anteriormente). Após o primeiro furo outros furos podem ser executados, contanto que estes sejam executados com mesma broca, tenham a mesma profundidade. Exemplo: Vide figuras anteriores. N45 G99 G81 X30 Y15 R6 Z-15 P2000 K1 F100 N46 X100 (posição do segundo furo) N47 X170 (posição do terceiro furo) N48 Y50 “ ” N49 X100 “ “ N50 X30 “ “ N51 Y85 “ “ N52 X100 “ “ N53 X170 “ “ N54 G28 M30 (move a broca para posição de troca, desliga a máquina e finaliza o programa. A ferramenta irá se deslocar para o ponto cuja coordenada é (X30, Y15) fará a furação retornará ao nível R e depois irá para a próxima posição de furação. E assim, sucessivamente em todas as coordenadas especificadas até que outro comando G o substitua na programação, ou seja, usado o G80. 97 G82 - Ciclo de Furação de rebaixamento (SF) O ciclo de furação G82 pode ser programado da mesma forma que o ciclo G81 e terá o mesmo efeito. G83 - Ciclo de Furação profunda com descarga de cavacos (SF) Com a instrução G83 haverá a furação nas coordenadas estabelecidas para o posicionamento da ferramenta e a interrupção da furação para quebra e retirada de cavaco esvaziando o furo. Geralmente utilizado para furação profunda. O ponto de retorno é estabelecido por Q___ (milímetros) com retorno rápido ao ponto R estabelecido por coordenada do eixo Z. Depois do retorno a broca esta penetra rapidamente o furo e continua aquele furo a partir da última posição e prossegue até que a distância estabelecida por Q___ seja novamente atingida repetindo o ciclo ou até que a profundidade total especificada por Z___ seja completada. Vide figura a seguir. O código G98 pode ser colocado no início do bloco para que a broca seja retraída até a posição R___ especificada. Sintaxe: N___ G83 X___ Y____ Z____ Q___ P____ K____ R____ F___. X___ Y____ - coordenadas do primeiro furo. Z____ - posição de profundidade do furo. Q____ - profundidade máxima de furação que depois de atingida promove o retorno da ferramenta para fora da peça e continuando a furação a partir do ponto alcançado até que a profundidade total, definida por Z___, seja completada ou novamente atinja-se o valor de Q___. P____ - tempo de espera no fundo do furo antes do retorno ao nível R, em milissegundos. (Opcional). K____ - quantidade de repetições. (Opcional). R___ - posição de retorno da ferramenta fora da peça. (coordenadas absolutas em Z). F____ - avanço a ser utilizado na furação. (Opcional, se já foi especificado anteriormente). Após o primeiro furo outros furos podem ser executados, contanto que estes sejam executados com mesma broca, tenham a mesma profundidade e suas coordenadas sejam absolutas. Exemplo: Vide figuras anteriores. N45 G98 G83 X30 Y15 Z-15 Q5 P1000 R3 F100 N46 X100 (posição do segundo furo) N47 X170 (posição do terceiro furo) N48 Y50 “ ” N49 X100 “ “ N50 X30 “ “ N51 Y85 “ “ N52 X100 “ “ N53 X170 “ “ N54 G28 M30 (move a broca para posição de troca, desliga a máquina e finaliza o programa)