CNC - Pesquisa - Pesquisa básica sobre o que é e como funciona uma máquina CNC
Uma analogia muito boa para o que acontece em um programa CNC é encontrada em qualquer conjunto de instruções passo a passo. Por exemplo, você tem algumas visitas de outra cidade que estão chegando para visitar sua companhia. Você precisa escrever as instruções para se chegar do aeroporto local a sua companhia. Para fazer isto, você deve primeiro visualizar o caminho do aeroporto até sua companhia. Você vai então, em seqüência, escrever cada instrução uma em baixo da outra. A pessoa que segue suas instruções executará a primeira instrução e então seguirá para a próxima até que ele ou ela chegue a suas instalações.
Abaixo está um exemplo de um programa curto onde se deseja executar dois furos em uma peça em um centro de usinagem CNC.
Bloco de comando Descrição do bloco O0001 Número de Programa
Seleciona as coordenadas, sistema absoluto e o fuso deve girar no sentido horário a 400 RPM.
N020 G01 Z-1.25 F3.5 Avance para o primeiro furo a 3,5 polegadas por minutos. N025 G00 Z.1 Rápido para fora do furo.
N030 X2. Rápido para o Segundo furo. N035 G01 Z-1.25 Avance para o Segundo furo N040 G00 Z.1 M09 Rápido para fora do segundo furo,desliga o refrigerante. N045 G91 G28 Z0 Retorno para posição de referência em Z. N050 M30 Fim de programa, rebobinar a fita.
Como já foi dito, programas são compostos de comandos e comandos são compostos de palavras. Cada palavra tem um endereço de letra e um valor numérico. O endereço de letra diz para o controle o tipo de palavra. Os fabricantes de controle CNC variam com respeito a como eles determinam os nomes das palavras (letra e direção) e os significados delas. No inicio o programador CNC deve se referenciar pelo manual do fabricante do controle para determinar como deve ser o significado e o endereço de cada palavra. Aqui está uma lista breve de alguns dos tipos de palavras e as especificações de endereço de letra mais comuns.
O - Número de Programa (Usado para identificação de programa) N - Número de Sucessão (Usado para identificação de linha) G - Função Preparatória (Veja abaixo) X - Eixo X Y - Eixo Y Z - Eixo Z R - Raio F - Taxa de avanço
S - Rotação do fuso H - Compensação de comprimento da ferramenta. D - Compensação de raio da ferramenta. T - Ferramenta M - Função miscelânea
Há duas letras diretoras (G e M) que permitem designar funções especiais. A função preparatória (G) especificamente é usada para fixar modos de atuação da máquina. Nós já introduzimos modo absoluto que é especificado por G90 e modo incremental especificado por G91. Estes são mais duas das funções preparatórias usadas.
Existem apenas aproximadamente de 30 a 40 palavras diferentes usadas em programação CNC.
Certas letras dos programas CNC permitem a especificação de números reais (números que requerem porções de um número inteiro). Exemplos incluem eixo X (X), o eixo Y(Y), e raio (R). Quase todos modelos de controles CNC atuais permitem usar um ponto decimal dentro da especificação de cada endereço de letra. Por exemplo, X3.0625 pode ser usado para especificar uma posição ao longo do eixo de X. Por outro lado, alguns endereços de letra são usados para especificar números inteiros. Os exemplos incluem: o número da ferramenta (T), sucessão dos números dos blocos (N), funções preparatórias (G), e funções miscelâneas (M). Para estes tipos, a maioria dos controles não permite usar um ponto decimal.
Todas as máquinas CNC, inclusive as mais simples, têm funções programáveis diferentes de apenas movimentos de eixos. Com a explosão da produção dos equipamentos CNC de hoje, quase tudo sobre a máquina é programável. Por exemplo, Centros de usinagem CNC permitem programar a velocidade e a direção de rotação do fuso, refrigerante pelo interior da ferramenta ou misturando-se óleo refrigerante e ar comprimido, troca automática de ferramentas, e muitas outras funções da máquina. E todas as formas de equipamentos CNC terão o próprio conjunto de funções programáveis. Adicionalmente, certos acessórios como sistemas de sondas, sistemas que podem medir o comprimento da ferramenta, trocadores de pallets, e sistemas de controle adaptáveis que também podem estar disponíveis e requererão considerações de programação.
A lista de funções programáveis pode variar dramaticamente de uma máquina para outra, e o usuário precisa aprender estas funções programáveis para cada máquina CNC que fizer um programa.
Algumas máquinas de comando numérico dispõem de mesas giratórias e/ou cabeça orientável. Os eixos sobre os quais giram essas mesas e cabeça, são controlados de forma independente e são designados por eixos complementares de rotação. A sua velocidade é também regulada de forma autônoma.
Os eixos complementares de rotação são designados, em programação de CN, por A, B, C.
Devido às exigências impostas pela complexidade de certas peças, outras máquinas de comando numérico estão dotadas com mais do que três eixos de deslocamento principal.
Os eixos complementares de deslocamento são designados, em programação de CN, por U, V, W.
Figura 3.0 Figura 3.1
A figura 3.0 mostra os eixos de rotação (mesa giratória e cabeça basculante). Já a figura 3.1, os eixos de deslocamento. [6]
Hoje a funcionalidade computacional para modelagem de peças é cada vez mais abrangente. Softwares do tipo CAD/CAM cada vez mais se aperfeiçoam para suprir as necessidades do mercado, além de darem ótima idealização de projetos através de suas simulações.
Um dos principais programas para modelagem utilizados no desenvolvimento de peças mecânicas é o Solid Edge. Utilizado em meio acadêmico, nas universidades principalmente, com o software é possível desenvolver projetos em duas e três dimensões.
Porém um grande problema na sua utilização em conjunto com máquinas de Controle
Numérico Computadorizado, é a compatibilidade entre arquivos. Esse problema não é único do Solid Edge. Outros softwares de modelagem também enfrentam essa complicação.
Para a solução desse problema surgiram alguns programas que além de serem capazes de reproduzir peças e transformar os arquivos em linguagem CNC, também podem receber arquivos de outros programas de modelagem e exportá-los para a linguagem da máquina. Sendo assim, peças desenvolvidas, por exemplo no Solid Edge, podem ser transformadas em linguagem CNC com a utilização desses softwares específicos.
Um programa famoso para essa finalidade é o NX CAM, sua versão 3 aceita extensões até o Solid Ege 17, acima disso, para Versões superiores, deve-se utilizar o NX CAM 4.
O Solid Edge inclui uma integração com o NX CAM. Basta selecionar um botão para que o componente, montagens ou peças de sheet metal sejam transferidas para o ambiente de manufatura do NX. O NX CAM e o Solid Edge foram concebidos para permitir total associatividade, dessa maneira o NX CAM reconhece todas as mudanças de projeto executadas no Solid Edge e consequentemente os caminhos de ferramenta serão automaticamente atualizados, economizando tempo e esforço. O NX CAM é líder mundial em manufatura com completa solução para 3 eixos, 5 eixos, torno e erosão a fio. [7]
No entanto, há outros programas suscetíveis à exportação do Solid Edge para a linguagem CNC, como por exemplo o "Machining Strategist 6" e o "SE CNC CONVERTER". A figura abaixo mostra um Screenshot do segundo programa.
Figura 4.0 – Screenshot do SE CNC CONVERTER [8]
O machining STRATEGIST é um poderoso CAM 3D HSM que gera trajetórias de desbastes e acabamentos otimizados para CNCs à partir de superfícies complexas geradas pelos principais modeladores 3D. O sistema é servido idealmente para a geração rápida de muitas trajetórias requerido por máquinas modernas de alta velocidade. A eficiência do machining STRATEGIST faz dele, não somente viável para as ferramentarias que desejam explorar técnicas de alta velocidade das máquinas (HSM), mas também para aqueles que procuram gerar rapidamente os programas com mais eficiência.. O machining STRATEGIST faz uso intensivo do OpenGL da Microsoft Foundation Classes, conjunto de ferramentas de desenvolvimento que facilita a funcionalidade avançada e a excelente velocidade e desempenho. É compatível com os sistemas operacionais: Windows 2000, NT e XP. [9]
Com as vantagens oferecidas por esses equipamentos, é possível aplicá-los em diversos setores da sociedade, contudo o de maior destaque é o tecnológico.
O CNC se aplica na usinagem, soldagem, corte (punsionadeiras, prensas, etc.), injeção de materiais, inspeção e medição, sistemas de montagem e manuseio de materiais, entre outros.
Juntanto todas essas funcionalidades, uma máquina CNC pode ser devidamente aplicada também no meio acadêmico, desde cursos técnicos a universidades. Com a sua utilização, o aluno pode visualizar seu trabalho desenvolvido em computador, e expresso de maneira mais prática. Assim as aulas deixam de ser apenas teóricas e passam a aumentar o interesse de alunos para tal área.
Com a utilização de softwares CAD/CAM (desenvolvidos para o desenho tridimensional, basicamente), uma peça desenvolvida em computador e apenas simulada, pode-se tornar real em questão de minutos com a utilização de uma máquina CNC.
[1] : http://www.em.pucrs.br/~valega/torno2008_2.doc [2] : http://www.engprod.ufjf.br/epd_automacao/EPD030_MaquinasCNC.pdf [3] : http://www.inspectro.com.br/imagens/produtos/Torno%20Mec%E2nico%20AM%20650.jpg [4] : http://www.copre.co.cr/maquinaria/images/torno_cnc.jpg [5] : http://www.mundocnc.com.br/conceito2.php [6] : Manoel R. S. Tavares, João – Introdução ao Controlo Numérico Computadorizado I – FEUP Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto, Portugal. [7] : http://www.dof.com.br/index.php?id=67 [8] : http://portugues.softpicks.net/software/SE-CNC-Converter_pt-30249.htm [9] : http://info.abril.com.br/forum-antigo/topicos.php?area=9&go_to=1