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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISIONAL E TECNOLOGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS DE ARARANGUÁ
USINAGEM AVANÇADA
(TORNEAMENTO)
Prof.: Daniel João Generoso QUARTO MÓDULO CURSO TÉCNICO EM ELETROMECÂNICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA – CAMPUS ARARANGUÁ 2011 – 1
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISIONAL E TECNOLOGICA INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA CAMPUS DE ARARANGUÁ Apostila de Usinagem Avançada organizada para o quarto módulo do curso Técnico em Eletromecânica, com base em apostilas de outros cursos e manual de instruções do Torno Ergomat.
variedade de peças, sem que para isso sejam necessários ajustes demorados no equipamento; Contudo, o uso das máquinas CNC trouxe problemas, tais como:
- Necessidade de investimentos relativamente elevados para aquisição dos equipamentos;
- Necessidade de treinamento e capacitação de mão-de-obra para a utilização de todo o potencial tecnológico das máquinas;
- Desempregos nos segmentos da indústria onde foram instaladas. Alguns desses problemas, no entanto, poderiam ser solucionados na própria empresa. Assim, a recapacitação dos operários para novos postos de trabalho ou até sua absorção pelos próprios fabricantes dos equipamentos automáticos são soluções viáveis que dependiam basicamente da política social da empresa. SISTEMAS DE COORDENADAS Toda geometria de peça é transmitida ao comando com o auxílio de um sistema de coordenadas cartesianas.
SISTEMA DE COORDENADAS ABSOLUTAS
Neste sistema, a origem é estabelecida em função da peça a ser executada, para tanto, pode-se estabelecê-la em qualquer ponto do espaço facilitando a programação. Este processo denomina-se “Zero Flutuante”. Como visto, a origem do sistema foi fixada como sendo os pontos X0, Z0. O ponto X0 é definido pela linha de centro-árvore. O ponto Z0 é definido por qualquer linha perpendicular à linha de centro do eixo-árvore. Durante a programação, normalmente a origem (X0, Z0) é pré-estabelecida no fundo da peça ( encosto das castanhas) ou na face da peça, conforme a ilustração que se segue: SISTEMAS DE COORDENADAS INCREMENTAIS A origem deste sistema é estabelecida para cada movimento da ferramenta. Após qualquer deslocamento haverá uma nova origem, ou seja, para qualquer ponto atingido pela ferramenta, a origem das coordenadas passará a ser o ponto alcançado. Todas as medidas são feitas através da distância a ser deslocada. Se a ferramenta desloca-se de um ponto A até B (dois pontos quaisquer), as coordenadas a serem programadas serão as distâncias entre os dois pontos, medidas (projetadas) em X e Z.
NOMENCLATURA DOS EIXOS E SISTEMAS DE COORDENADAS
A nomenclatura dos eixos e movimentos está definida na norma internacional ISO 841 (Numerical control of machines) e é aplicável a todo tipo de máquina- ferramenta. Os eixos rotativos são designados com as letras A, B e C; os eixos principais de avanço com as letras X, Y e Z. TORNO CNC DESCRIÇÃO DE VARIÁVEIS O - Número de programa N - Identificação de bloco G - Código ISO da função preparatória a ser executada X/Z - Coordenada do ponto final em modo absoluto ou incremental, dependendo do estado modal do comando. U/W - Coordenada incremental em X e em Z I/J/K - Coordenada incremental do centro de círculo para o ponto inicial do arco. R - Raio A - Ângulo polar F - Velocidade de avanço de trabalho. Em mm/min ou mm/rot. M - Função auxiliar que depende da interface da máquina S - Rotação do fuso T - Definição de ferramenta X/P/U - Variáveis para tempo de espera. P - Chamada de subprograma FUNÇÕES AUXILIARES "M" M00 = Parada programada M01 = Parada opcional M02 = Fim de programa M03 = Girar fuso principal sentido horário M04 = Girar fuso principal sentido anti-horário
M05 = Parada do fuso M07 = Ligar bomba de refrigeração M09 = Desligar bomba de refrigeração M10 = Fixar material no fuso principal M11 = Soltar fixação de material no fuso principal M19 = Posicionar fuso (em conjunto com B07xxx) M30 = Fim de programa M31 = Quitação do sinal de fim de barra (alimentador) M35 = Ativar sinal CDZ (chanfro na saída de rosca) M36 = Desativar M M37 = Ativar sinal SMZ(velocidade zero para avançar bloco) M38 = Desativar M M60 = Trocar barra com fuso parado (magazine de barras) M61 = Trocar barra com fuso pendulando (magazine de barras) M77 = Liberar M10/M11 com fuso girando M78 = Desligar M M92 = Ligar transportador de cavacos para frente M93 = Desligar transportador de cavacos M94 = Abrir porta separadora de peças M95 = Fechar porta separadora de peças M98 = Chamada de subprograma M99 = Fim de subprograma TABELA DE FUNÇÕES PREPARATÓRIAS (CÓDIGO G) G00 = Posicionamento em avanço rápido G01 = Interpolação linear G02 = Interpolação circular sentido horário G03 = Interpolação circular sentido anti-horário G04 = Tempo de espera G10 = Entrada de dados programável G11 = Cancela entrada de dados programável G20 = Entrada em polegadas G21 = Entrada em milímetros
ESTRUTURA E CARACTERÍSTICAS DE UM PROGRAMA CNC
Os programas CNC obedecem a uma estrutura básica que deve ser observada na construção de um programa. ESTRUTURA DE UM PROGRAMA CNC São diversos os meios de elaboração de programas CNC, sendo os mais usados: LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO AUTOMÁTICA APT No surgimento do CN, no início dos anos 50, a primeira linguagem de programação utilizada foi a APT (Automatic Programmed Tool). Atualmente só é utilizada como ferramenta auxiliar na programação de peças com geometrias muito complexas, principalmente para máquinas de 4 e 5 eixos. A linguagem APT é uma linguagem de alto nível. LINGUAGEM EIA/ISO Linguagem de códigos, também conhecida como códigos G. É na atualidade a mais utilizada universalmente, tanto na programação manual, como na programação gráfica, onde é utilizado o CAM.
A linguagem EIA/ISO é considerada de baixo nível. LINGUAGEM INTERATIVA Programação por blocos parametrizados, possui blocos prontos e não usa códigos. Ex. linguagem MAZATROL aplicando às máquinas MAZAK. PRODUÇÃO GRÁFICA VIA "CAM" (COMPUTER AIDED MANUFACTURING) Não é mais uma linguagem de programação e sim uma forma de programar em que o programador deverá possuir os conhecimentos de: processos de usinagem; materiais; ferramentas e dispositivos para usinagem; informática para manipulação de arquivos; máquinas (avanços, rotações e parâmetros); domínio de um software de CAD e um de CAM. Descrevendo de uma maneira simplificada, apenas para fácil entendimento, o programador entra com o desenho da peça, que pode ser feito no próprio CAM ou em desenhos recebidos do CAD (Computer Aided Design), define matéria - prima (tipo e dimensões), ferramentas e demais parâmetros de corte, escolhe o pós- processador de acordo com a máquina que fará a usinagem e o software de CAM se encarregará de gerar o programa, utilizando os códigos da linguagem EIA/ISO. Será estudado programas utilizando a linguagem EIA/ISO. O programa CNC é constituído de: Caracteres: É um número, letra ou símbolo com algum significado para o Comando. (Exemplo:2, G, X, /, A, T). Endereços: É uma letra que define uma instrução para o comando. (Exemplo:G, X, Z, F). Palavras: É um endereço seguido de um valor numérico. (Exemplo:G01 X25 F0.3).
FUNÇÕES ESPECIAIS
FUNÇÃO O (USADA NO COMANDO GE FANUC)
Todo programa ou sub-programa na memória do comando é identificado através da letra “O” composto por até 4 digitos, podendo variar de 0001 até 9999. Para facilitar a identificação do programa, recomenda-se inserir um comentário, observando-se o uso dos parênteses. Ex.: O5750 (Flange do eixo traseiro); FUNÇÃO N Define o número da sequência. Cada sequência de informação pode ser identificada por um número de um a quatro dígitos, que virá após a função N. Esta função é utilizada em desvios especificados em ciclos, e em procura de blocos. Exemplo: N50 G01 X10 ; N60 G01 Z10 ; Não é necessário programar o número de seqüência em todos os blocos de dados. A sequência aparecerá automaticamente após a inserção de cada bloco de dados, a não ser que seja feita uma edição fora da seqüência do programa ou após sua edição completada. FUNÇÃO F Geralmente nos tornos CNC utiliza-se o avanço em mm/rotação, mas este também pode ser utilizado em mm/min. O avanço é um dado importante de corte e é obtido levando-se em conta o material, a ferramenta e a operação a ser executada. F0.3 ; ou F.3 ;
FUNÇÃO T
A função T é usada para selecionar as ferramentas informando à máquina o seu zeramento (PRE-SET), raio do inserto, sentido de corte e corretores. Programa-se o código T acompanhado de no máximo quatro dígitos. Os dois primeiros dígitos definem a localização da ferramenta na torre e seu zeramento (PRE-SET), e os dois últimos dígitos definem o número do corretor de ajustes de medidas e correções de desgaste do inserto. Exemplo: T0202 ; O giro de torre (no caso do nosso equipamento, GANG de ferramentas) e o movimento dos carros não podem estar no mesmo bloco que a função T, ela deve ser programada em uma linha de maneira isolada. Importante: O raio do inserto (R) e a geometria da ferramenta (T) devem ser inseridos somente na página de geometria de ferramentas. PAINEL DE COMANDO DO TORNO
1- Emergência. 2- Chave seletora da rotação do fuso de 50 a 120%. 3- Chave seletora de avanço de eixos de 0 a 120%. 4- Liga/Desliga bomba de fluido refrigerante. 5- Liga/Desliga transportador de cavacos. 6- Fecha fixação de material. 7- Abre fixação de material. 8- Cycle Stop. 9- Cycle Start. 10- Ativa/Desativa liberação para edição de programas. 11- Manivela Eletrônica.
1- RESET.
2 a 25- Teclas alfa numéricas. 26- ALTER. 27- CANCEL. 28- POS. 29- PROG. 30- OFS/SET. 31- HELP. 32- INSERT. 33- SYSTEM. 34- MESSAGE. 35- CSTM/GR.
4- Abrir 10% da chave seletora de avanço. 5- Pressionar a tecla Z+ ou Z- para movimentar o eixo Z, X+ ou X- para movimentar o eixo X. 6- Girar a manivela no sentido desejado. PROCEDIMENTO DE UTILIZAÇÃO MDI 1- Pressionar MDI. 2- Pressionar PROG. 3- Pressionar [ MDI ]. 4- Digitar a sentença desejada Ex. M4 S200. 5- Pressionar EOB. 6- Pressionar INSERT. 7- Fechar a porta. 8- Pressionar CYCLE START. Obs. Fixar material se for girar o fuso. PROCEDIMENTO DE CHAMADA DE ESTAÇÃO DO GANG 1- Pressionar MDI. 2- Pressionar PROG. 3- Pressionar [ MDI ]. 4- Digitar n° da ferramenta desejada Ex. T05. 5- Pressionar EOB. 6- Pressionar INSERT. 7- Posicionar o cursor em O 0000. 8- Fechar a porta. 9- Pressionar CYCLE START (a gang posiciona na posição 5). 10-Pressionar RESET para liberar a trava da porta. 11-Abrir porta. PROCEDIMENTO PARA PRESET DE FERRAMENTA NO EIXO X 1- Fazer a fixação de um material na placa ou pinça. Ex. Mat Ø30mm.
2- Pressionar JOG. 3- Movimentar a ferramenta até que encoste no diâmetro do material. 4- Pressionar OFFSET SETING. 5- Pressionar [ CORRET ]. 6- Pressionar [ GEOM ]. 7- Posicionar o cursor até a ferramenta a ser feito o preset no eixo X. 8- Digitar o diâmetro do material no qual a ponta da ferramenta encontra-se encostado. Obs. Inserir o valor negativo se a ferramenta estiver posicionada abaixo da linha de centro. 9- Pressionar [ MEDIR ]. 10-Recuar eixos. PROCEDIMENTO PARA PRESET DE FERRAMENTA NO EIXO Z 1- Fazer a fixação de um material no porta-ferramenta. 2- Medir da ponta da ferramenta até a face do suporte. 3- Pressionar OFFSET SETING. 4- Pressionar [ CORRET ]. 5- Pressionar [ GEOM ]. 6- Posicionar o curso até a ferramenta a ser feito o preset no eixo Z. 7- Inserir o valor encontrado da ponta da ferramenta até a face do suporte. 8- Pressionar INPUT. PROCEDIMENTO PARA PONTO ZERO DA PEÇA 1- Chamada de ferramenta em MDI, usando função T. Ex. T01 + função M00. 2- Pressionar JOG. 3- Posicionar a ferramenta na face da peça. 4- Pressionar OFFSET SETING. 5- Pressionar [ TRAB. ]. 6- Posicionar cursor até o ponto zero desejado. Ex.G54. 7- Posicionar o cursor no campo Z. 8- Digitar Z0.
