Apostila de Programação CNC, Notas de estudo de Tecnologia Industrial

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Faculdade de Tecnologia de São Paulo

FATEC-SP

Manual de Programação

Torno CNC Mach 3

Coordenadoria de Mecânica de Precisão

Disciplina de CNC

Comando Numérico Computadorizado

Sumário

• 1 Introdução.................................................................................................................
• 2 Equipamento CNC.....................................................................................................
• 3 Componentes............................................................................................................
• 4 Programa CNC..........................................................................................................
• 5 Sistema de Coordenadas..........................................................................................
• 6 Coordenadas Absolutas............................................................................................
• 7 Coordenadas Incrementais.......................................................................................
• 8 Principio Básico de Funcionamento de uma Máquina CNC......................................
• 9 Linguagem do Comando CNC..................................................................................
• 10 Fita perfurada............................................................................................................
• 11 Tipos de Função........................................................................................................
• 12 Funções Preparatórias..............................................................................................
• 13 Funções Complementares ou Auxiliares (Miscelâneas)............................................
• 14 Características das Funções.....................................................................................
• 15 Modais.......................................................................................................................
• 16 Não Modais...............................................................................................................
• 17 Parâmetros................................................................................................................
• 18 Parâmetros de Posicionamento................................................................................
• 19 Parâmetros Gerais....................................................................................................
• 20 Conceito de programação.........................................................................................
• 21 Declaração requerida................................................................................................
• 22 Declaração restringida...............................................................................................
• 23 Declaração modal......................................................................................................
• 24 Declaração omitida....................................................................................................
• 25 Comentários na programação...................................................................................
• 26 Designação e Formato dos Parâmetros de Funções................................................
• 27 Designação e Aplicação dos Parâmetros..................................................................
• 28 Parâmetro N..............................................................................................................
• 29 Parâmetros de posicionamento.................................................................................
• 30 Parâmetro X..............................................................................................................
• 31 Parâmetro Z..............................................................................................................
• 32 Parâmetro I................................................................................................................
• 33 Parâmetro K..............................................................................................................
• 34 Parâmetro R..............................................................................................................
• 35 Funções preparatórias “G”........................................................................................
• 36 Função G00...............................................................................................................
• 37 Função G01...............................................................................................................
• 38 Função G02...............................................................................................................
• 39 Função G03...............................................................................................................
• 40 Função G04...............................................................................................................
• 41 Função G20...............................................................................................................
• 42 Função G21...............................................................................................................
• 43 Função G30...............................................................................................................
• 44 Função G31...............................................................................................................
• 45 Função G32...............................................................................................................
• 46 Função G33...............................................................................................................
• 47 Função G37...............................................................................................................
• 48 Exemplos...................................................................................................................
• 49 Esquema para programação de roscamento a esquerda e a direita.........................
• 106 Funções Auxiliares ou Complementares (Miscelâneas)............................................
• 107 Função M00..............................................................................................................
• 108 Função M01..............................................................................................................
• 109 Função M02..............................................................................................................
• 110 Função M03..............................................................................................................
• 111 Função M04..............................................................................................................
• 112 Função M05..............................................................................................................
• 113 Função M06..............................................................................................................
• 114 Função M08..............................................................................................................
• 115 Função M09..............................................................................................................
• 116 Função M10..............................................................................................................
• 117 Função M11...............................................................................................................
• 118 Função M12..............................................................................................................
• 119 Função M20..............................................................................................................
• 120 Função M21..............................................................................................................
• 121 Função M24..............................................................................................................
• 122 Função M25..............................................................................................................
• 123 Função M26..............................................................................................................
• 124 Função M27..............................................................................................................
• 125 Função M30..............................................................................................................
• 126 Parâmetros Adicionais...............................................................................................
• 127 Parâmetro T..............................................................................................................
• 128 Parâmetro Barra “/”...................................................................................................
• 129 Esquema de Zeramento............................................................................................
• 130 Cálculo de G92..........................................................................................................
• 131 Cálculo do Deslocamento Negativo..........................................................................
• 132 Cálculo do Deslocamento do Zero Peça...................................................................
• 133 Cálculo do Ponto de Troca (Por Ferramenta)............................................................
• 134 Quadro de Seleção do Grau de Acabamento............................................................

Introdução

1.1.. Equipamento CNC

Equipamento eletrônico que recebe informações através de uma entrada de dados própria compila e transmite essas informações ao comando e a máquina-ferramenta e, sem a interferência do operador, realiza as operações em uma seqüência pré- programada.

1.2.. Componentes

• Unidade de assimilação de informações;
• Unidade calculadora;
• Máquina-Ferramenta.

1.. Programa CNC

Programa é uma seqüência lógica de informações para usinagem de uma peça, escrita através de códigos que o comando da máquina interpreta e, envia os dados necessários para que a máquina execute as operações programadas.

2.. Sistema de Coordenadas

Toda geometria da peça é definida em um sistema de coordenadas cartesianas, definido no plano formado pelo cruzamento de uma linha paralela ao movimento transversal (eixo “X”) e outra paralela ao movimento longitudinal (eixo “Z”).

O movimento da ferramenta é descrito neste plano “XZ”, em relação a uma origem definida (X0,Z0). Nos tornos CN o eixo “X” é sempre a medida do diâmetro.

A origem (X0,Z0) pode ser estabelecida de duas maneiras diferentes.

2....a Coordenadas Absolutas

Neste sistema a origem do sistema de coordenadas pode ser definida em qualquer ponto da área útil da máquina, de modo a permitir ao programador, liberdade para definição do melhor local para estabelecer a origem do sistema de coordenadas, de acordo com critérios próprios ou de programação definidos de acordo com a aplicação da peça, processo de fabricação ou da matéria prima utilizada.

Uma vez definido o ponto que será utilizado como “Zero do Sistema” ele passa a ser único para todas as coordenadas da peça. Este método é denominado “Zeramento Flutuante”.

O eixo “X”, para facilitar a programação, sempre é definido na linha de centro de giro do eixo árvore. O eixo “Z” pode ser colocado em qualquer posição da peça, preferencialmente na face anterior ou posterior, sendo que este é sempre perpendicular à linha de centro de giro do eixo árvore, ou seja, ao eixo “X”.

Nota-se que o ponto “A” é a origem do deslocamento para o ponto “B” e este, uma vez alcançado, será a origem para o deslocamento seguinte e assim sucessivamente.

Exemplo: Sistemas de Coordenadas

Movimento Coordenadas Absolutas Incrementais de para X Z X Z A B 30 30 30 0 B C 50 20 20 - C D 80 20 30 0 D E 80 0 0 -

Principio Básico de Funcionamento de uma Máquina CNC

3. Linguagem do Comando CNC

Tipos de Função

4.1.. Funções Preparatórias

Definem o que a máquina deve fazer, preparando-a para executar um tipo de operação, tais como desbaste, roscamento, etc.

4.2.. Funções Complementares ou Auxiliares (Miscelâneas)

Abrange os recursos da máquina não cobertos pelas funções preparatórias, tais como ligar e desligar o fluído de corte, abrir e fechar a placa, encerrar o programa, etc.

4.3.. Características das Funções

4.3....a Modais

Modais são funções que uma vez programadas permanecem na memória do comando servindo para todos os blocos posteriores, até ser cancelada por outra função modal.

4.3....b Não Modais

Não modais são as funções que todas as vezes que requeridas, devem ser programadas, ou seja, valem apenas para o bloco que as contém.

5. Parâmetros

5.1.. Parâmetros de Posicionamento

Indicam os pontos para deslocamento da ferramenta, sendo sua posição definida em relação ao zero do sistema, para coordenadas absolutas, ou em relação a sua posição atual, para coordenadas relativas.

5.2.. Parâmetros Gerais

Abrange os recursos da máquina, não cobertos pelos parâmetros anteriores, tais como seleção de ferramentas, rotação do eixo árvore, etc.

6. Conceito de programação

6.1.. Declaração requerida

Funções particulares devem ser declaradas toda vez que são requeridas para operar. Por exemplo, o parâmetro “X” deve ser programado sempre que houver um movimento no eixo transversal (diâmetro “Ø”).

6.2.. Declaração restringida

Algumas operações não podem ser executadas simultaneamente com outras, exemplos:

• (^) O giro da torre e o movimento dos carros não podem estar em um mesmo bloco. Dois blocos serão necessários, um para o movimento dos carros e outro para o giro da torre.
• Ciclos fixos não podem ser usados junto com a compensação do raio da ferramenta.

3.. Declaração modal

O valor ou efeito da função, ou parâmetro, permanece nos blocos subseqüentes, a menos que modificada por outro parâmetro ou o mesmo.

Exemplo : O parâmetro “D” especifica o valor do tempo de permanência. Em todo bloco onde é utilizada a função G04 vai acontecer uma permanência igual ao último valor programado através do parâmetro “D”, se não for programado outro valor.

4.. Declaração omitida

É o valor que não aparece junto à letra que define o parâmetro. Exemplo: Parâmetro “L” e parâmetro “P”, o primeiro indica quantas vezes um subprograma é repetido, e o segundo qual subprograma será utilizado.

Programando-se “P3L2”, isto indica que o subprograma “P3” vai ser executado duas vezes (“L2”). Programando-se simplesmente “P3”, e omitindo-se “L”, indica que o programa vai ser executado apenas uma vez (não é necessário programar “L1”), independente de outros valores de “L” programados anteriormente.

No caso de algumas funções e parâmetros, quando não é programado um valor junto com a letra que define esta função ou parâmetro, o comando assume que seu valor é zero. Exemplo: “GXZ” será interpretado pelo comando como “G00X0.Z0.”

7. Comentários na programação

No início de um comentário deve-se colocar o caractere ponto e vírgula “;”. Os comentários são usuais para documentação e controle do programa, além de fornecer mensagens para o operador.

Os comentários podem conter qualquer caractere, exceto espaço e algumas funções complementares de parada ou fim de programa (M00, M01, M02, M05, M30). Os comentários são ignorados pelo comando quando da execução do programa, mas são úteis para manter o operador informado, no início e em blocos com paradas do ciclo de usinagem.

Um comentário pode abranger um bloco inteiro, ou seja, não é necessário haver uma função ou parâmetro no bloco, este pode conter apenas o comentário.

Nota : Os parâmetros de posicionamento devem estar contidos no conjunto dos números reais, definidos pelo limite programado no conjunto (formato, página 12). Se isto não for observado, será mostrado na tela um código de erro “OUT OF RANGE”, fora de limite. Utiliza-se o ponto decimal “.”, como separador de decimais. Os valores negativos devem ser precedidos de sinal (-), os valores positivos não precisam de sinal.

Exemplos:

N50T0202;FERRAMENTA_DE_ACABAMENTO_EXTERNO#

N180M00;VIRAR_A_PEÇA_NA PLACA#

N250M02;FIM.DE.PROGRAMA#

9. Designação e Aplicação dos Parâmetros

4.4.. Parâmetro N

Aplicação: Número seqüencial de bloco

Estabelece uma seqüência lógica de programação. Cada bloco de instrução é identificado pelo parâmetro “N”, seguido de até 4 (quatro) dígitos.

O parâmetro “N” é em geral, ignorado pelo comando CNC, exceto para o parâmetro “H”, e serve normalmente para o programador acompanhar a execução do programa. Pode ser visualizado na página de “STATUS” no painel de comando da máquina.

4.5.. Parâmetros de posicionamento

4.5....a Parâmetro X

Aplicação: Posicionamento no eixo transversal (Ø)

Formato: X (±) 2.5 (polegadas).

X (±) 3.4 (milímetros).

4.5....b Parâmetro Z

Aplicação: Posicionamento no eixo longitudinal (comprimento)

Formato: Z (±) 2.5 (polegadas).

Z (±) 3.4 (milímetros).

Utilizando estes parâmetros pode-se descrever a dimensão da peça a ser usinada, onde os diâmetros estarão definidos pelo eixo “X” e os comprimentos pelo eixo “Z”.

Exemplo: Deseja-se afastar a ferramenta em 41mm em “X” (diâmetro de 82 mm) e 31mm em “Z” (comprimento), então têm-se:

Nota : Deve-se sempre trabalhar com o ponto decimal como separador de decimais, notação americana, para indicar a cota no formato correto.

4.5....c

Parâmetro I

Aplicação: Coordenada para centro de arco, paralela ao eixo “X” (Ø)

Formato: I (±) 2.5 (polegadas).

I (±) 3.4 (milímetros).

4.5....d Parâmetro K

Aplicação: Coordenada para centro de arco, paralela ao eixo “Z” (comprimento)

Formato: K (±) 2.5 (polegadas).

K (±) 3.4 (milímetros).

Os parâmetros “I” e “K” definem a posição do centro do arco tomando-se como referência a distância do centro do arco até a origem do sistema de coordenadas (X0,Z0). Pode-se programar a execução do arco até 180º. Caso o centro do arco ultrapassar a linha de centro da peça, isto é, o arco for maior do que 180º, ou tratar-se de programação incremental, deve-se aplicar o sinal correspondente para as coordenadas.

Os parâmetros “I” e “K” são programados junto com as funções preparatórias G ou G03, onde os parâmetros de posicionamento “X” e “Z” indicam as coordenadas do ponto final do arco e os parâmetros “I” e “K” a posição de centro do arco.

Nota : Os parâmetros “X” e “I” devem ser programados em diâmetro.

4.5....e Parâmetro R

Aplicação: Programação do raio até 180º

Formato: R 2.5 (polegadas).

R 3.4 (milímetros).

O parâmetro “R” também é programado junto com as funções preparatórias G02 e G03, e permite programar a interpolação circular até 180º, discriminando o valor do raio sempre com sinal positivo. Neste caso não é necessário a indicação do centro do arco.

O raio pode ser executado indicando-se o seu centro através das funções “I” e “K” ou a programação do seu valor, com o parâmetro “R”.

As funções G02 e G03 não são modais e não cancelam outras funções, isto quer dizer que, após a sua conclusão, a última função modal utilizada estará ativa.

Nota : Antes da execução do bloco contendo a interpolação circular, o comando verifica se o arco pode ser geometricamente executado, em caso negativo, o comando interrompe a execução do programa e mostra na tela a mensagem “IMPROPER G02/3 ARC” (arco G02 ou G03 impróprio).

Exemplo:

N20G00X21.Z80.#

N25G01X24.Z78.5F0.25#

N30G01X24.Z50.F0.25#

N35G02X44.Z40.R10.F0.25#

ou N35G02X44.Z40.I44.K50.F0.25#

N40G01X50.Z25.F0.25#

N45G01X74.Z25.F0.25#

N50G03X80.Z22.R3.F0.25#

ou N50G03X80.Z22.I74.K22.F0.25#

Função G

Aplicação: Tempo de permanência

Permite programar um tempo pré-determinado de parada entre a execução de blocos de programa, causando com isto a parada no deslocamento da ferramenta. Este comando tem como parâmetro o “D”, através do qual indica-se o tempo de parada em segundos. Caso seja necessário programar outras paradas, com o mesmo valor de tempo, basta programar a função G04 sem nenhum parâmetro.

Durante o tempo de parada, na página de “STATUS”, o comando mostra o tempo decrescente.

Exemplo:

N35G04D2#

Função G

Aplicação: Programação em diâmetro

Esta função define os valores dimensionais associados ao eixo “X”, em diâmetro (Ø). Controla também os parâmetros “I” e “U”.

A função é modal e cancela qualquer função G21 programada anteriormente. Está ativada ao ligar a máquina (default) e deve ser programada em bloco único (não têm parâmetros associados a ela), antes das operações em diâmetro (Ø). A página de “STATUS” mostra a opção selecionada em destaque.

Função G

Aplicação: Programação em raio

Esta função define os valores dimensionais associados ao eixo “X”, em raio. Controla também os parâmetros “I” e “U”.

A função é modal e cancela qualquer função G20 programada anteriormente e deve ser programada em bloco único (não têm parâmetros associados a ela), antes das operações em raio. A página “STATUS” mostra a opção selecionada em destaque.

Função G

Aplicação: Cancela imagem espelho (Mirror)

Esta função cancela a imagem espelho programada para os eixos “X” ou “Z”. A função é modal e está ativada ao ligar à máquina (default) e deve ser programada em bloco único (não têm parâmetros associados a ela).

Cancela qualquer função G31 e/ou G32 anteriormente programada. A página “STATUS” mostra a opção selecionada em destaque.

Função G

Aplicação: Ciclo de roscamento

Executa roscamentos nos eixos “X”, “Z” ou em ambos simultaneamente. Permite programar a execução de roscas externas, internas, paralelas, cônicas, de uma ou mais entradas, com apenas um bloco de informação para cada entrada da rosca, de acordo com as opções selecionadas no próprio comando. O comando calcula a profundidade de corte de cada passada, mantendo constante o volume de cavaco, baseando-se no volume de cavaco retirado na primeira passada.

Para a programação desta função utiliza-se os seguintes parâmetros (os parâmetros entre parênteses são opcionais).

Formato da função:

G37 X Z K D E (I) (A) (B) (W) (U) (L)

Onde:

X- Diâmetro final do rosca (Ø) (absoluto);

Z- Posição final do comprimento do rosca (absoluto);

K- Passo de hélice da rosca (incremental);

D- Profundidade da primeira passada determinado pela fórmula onde H é altura do filete no diâmetro. H é obtido pela fórmula , onde h é a altura do filete da rosca medido no raio e é expresso pela fórmula , (para rosca métrica), sendo P o passo da rosca em mm;

E- Distância de aproximação para início do roscamento onde E = Ø posicionado - Ø externo (incremental);

I- Conicidade incremental no eixo X para rosca cônica (Ø) (incremental);

A- Abertura angular entre entradas da rosca (graus);

B- Ângulo de alimentação para sistema composto (graus);

W- Parâmetro para ângulo de saída de roscamento (pullot);

U- Profundidade do último passe de roscamento (diâmetro) (incremental);

L- Número de repetições do último passe de roscamento (acabamento).

Exemplos

G

N20G0X35.Z85.#

N25G0X29.5#

N30G33Z48.5K1.5#

N35G0X35.# G

N40G0Z85.#

N45G0X28.95# N20G00X35.Z85.#

N50G33Z48.5K1.5# N25G37X28.05Z48.5K1.5D0.63E5.#

N55G0X35.

N60G0Z85.#

N65G0.X28.55#

N70G33Z48.5K1.5#

N75G0X35.#

N80G0Z85.#

N85G0X28.15#