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TREINAMENTO DE TORNO CNC Assistência Técnica ________________________________________________________________________
Abril de 2009
TREINAMENTO DE TORNO CNC – COMANDO FANUC 0i- TC
SISTEMA DE COORDENADAS
I – OBJETIVO
Compreender o sistema de coordenadas cartesianas. Entender o funcionamento de máquinas com comando numérico. Revisar conceitos de avanço, profundidade e velocidade de corte. Conhecer e verificar as funções preparatórias e auxiliares. Escrever programas para peças a serem fabricadas. Inserir programas na máquina CNC. Preparar máquina de acordo com programa escrito para fabricação da peça. Operar a máquina em modos manual e automática.
II – MATERIAIS E MÉTODOS
Torno CNC, devidamente instalado (elétrico, geométrico, pneumático, lubrificação). Ferramentas disponibilizadas para usinagem, com seus parâmetros fornecidos através de catálogos e/ou embalagens. Material disponibilizado de acordo com ferramentas para usinagem na conclusão do treinamento. Exposição com material didático, discussão sobre os tópicos, exercícios para fixação e esclarecimentos de dúvidas. Programação da peça desenvolvida durante o treinamento de acordo com itens fornecidos anteriores.
TREINAMENTO DE TORNO CNC Assistência Técnica
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1 – SISTEMA DE COORDENADAS CARTESIANAS
Todas as máquinas-ferramenta CNC são comandadas por um sistema de coordenadas cartesianas na elaboração de qualquer perfil geométrico. Chama-se Sistema de Coordenadas no plano cartesiano ou espaço cartesiano ou plano cartesiano um esquema reticulado necessário para especificar pontos num determinado "espaço" com n dimensões.
Figura 1: Plano Cartesiano
Os movimentos da ponta da ferramenta são descritos neste plano, porém relacionado a uma origem pré-estabelecida no momento de programar. O valor de X pode ser fornecido em raio ou diâmetro.
Figura 2: Vista superior do torno com aplicação do Plano Cartesiano
Eixo X: movimento transversal Eixo Z: movimento longitudinal
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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. No sistema de programação CNC é possível utilizar dois tipos diferentes de coordenadas:
- Coordenadas absolutas
- Coordenadas incrementais
1.1– Sistema de Coordenadas Absolutas
O sistema de coordenadas absolutas é o mais utilizado para programação de usinagem. Este sistema consiste em declarar valores a ser atingido pela ferramenta tomando-se como referência o “zero - peça”.
Figura 3: Coordenadas absolutas
Obs: Zero peça é o ponto de partida para todas as coordenadas, todos os valores estarão relacionados à este ponto.
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2 – ASPECTOS GERAIS
Para este comando (FANUC 0i - TC) existem alguns caracteres especiais: ( ; ) - Fim de bloco: (EOB - End Of Block). Todo bloco deve apresentar um caractere que indique o fim do bloco. ( ) - Comentário : Os caracteres parênteses permitem a inserção de comentários. Os caracteres que vierem dentro de parênteses são considerados comentários e serão ignorados pelo comando. Quanto aos parênteses, utilizados para comentários nos programas “NC”, são localizados nas teclas do painel ou através das soft key. Sequência para parenteses: Acionar modo “EDIÇÃO” Acionar soft key “SETAS PARA DIREITA” Acionar soft key “OPRT” Acionar soft key “SETA PARA DIREITA” Acionar soft key “C-EXT” Acionar soft key com símbolo desejado
2.1 – Processo geral de operação da máquina-ferramenta CNC
Para usinar uma peça com uma máquina-ferramenta CNC:
- Primeiro, o programa para operar a máquina--ferramenta CNC é preparado a partir do desenho da peça a trabalhar.
- Em seguida, o programa terá de ser lido para o sistema CNC. Depois, montar as peças e ferramentas na máquina e operar as ferramentas de acordo com o programa. Por fim, executar a usinagem.
Observação: Os programas de usinagem, parâmetros, variáveis, etc., encontram-se armazenados na memória interna não volátil da unidade CNC. Normalmente, o conteúdo desta memória não se perde ao ligar ou desligar a tensão da máquina. Contudo, poderá ser necessário apagar dados importantes, armazenados na memória não volátil, devido a uma operação incorreta ou no decurso de uma eliminação de erros. A fim de possibilitar uma rápida recuperação de dados nestes casos, é recomendável fazer previamente uma cópia de segurança destes dados.
Figura 5: Diagrama esquemático do Processo de produção
Desenho
Programação da peça
CNC Máquina
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2.2 – Fluxograma de programação
INICIO
FIM
TROCA DE
FERRAMENTA
VEL. CORTE
RPM MÁXIMO
RPM
GERAÇÃO DO
PERFIL
VCC?
TEM MAIS
FERRAMENTA
SIM
SIM
NÃO
NÃO
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Código “/” (barra) Utilizado para selecionar blocos para diferentes tipos de execução. Se a opção “BLOCK DELETE” estiver ativa no painel de comando, na execução do programa estarão sendo ignorados todas as linhas que estiverem com barra na frente, porem se esta função não estiver ativa, o programa será executado na íntegra, portanto, todas as linhas (até as com barra).
3.2 – Funções de posicionamento
O comando trabalha em milímetros para palavras de posicionamento com ponto decimal.
Função X – Aplicação: Posição no eixo transversal (absoluta) Exemplo: X20 ; ou X-5 ;
Função Z – Aplicação: Posição no eixo longitudinal (absoluta) Exemplo: Z20 ; ou Z-20 ;
Função U – Aplicação: Posição no eixo transversal (incremental) Exemplo: U5 ; ou U-5 ; (Usado em programação feita em coordenadas absolutas)
Função W – Aplicação: Posição no eixo longitudinal (incremental) Exemplo: W5 ; ou W-5 ; (Usado em programação feita em coordenadas absolutas)
3.3 – Funções Preparatórias
As funções preparatórias indicam ao comando o modo de trabalho, ou seja, indicam a máquina o que fazer, preparando-a para executar um tipo de operação, ou para receber uma determinada informação. Essas funções são dadas pela letra G, seguida de um número formado por dois dígitos (de 00 a 99, no caso do comando Fanuc 0i -TC). As funções podem ser: MODAIS – São as funções que uma vez programadas permanecem na memória do comando, valendo para todos os blocos posteriores, a menos que modificados ou cancelados por outra função da mesma família. NÃO MODAIS – São as funções que todas as vezes que requeridas, devem ser programadas, ou seja, são válidas somente no bloco que as contém.
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3.3.1 – Função “G00”
O comando G00 movimenta uma ferramenta a uma velocidade de deslocamento rápido para a posição do sistema de coordenadas da peça, especificada por meio de um comando absoluto ou incremental. No comando absoluto, é programado o valor das coordenadas do ponto final. No comando incremental, é programada a distância a ser percorrida pela ferramenta. Sintaxe: G00 X___ Z___; Onde: X = coordenada a ser atingida Z = coordenada a ser atingida A função G00 é um comando modal. Esta função cancela as funções G01, G e G03 ativas anteriormente.
3.3.2 – Função “G01”
As ferramentas deslocam-se ao longo de uma linha para a posição especificada, à velocidade de avanço definida em F. A velocidade de avanço definida em F é eficaz até que seja especificado um novo valor. Não é necessário especificá-la individualmente para cada bloco. Sintaxe: G01 X___ Z___ F___; Onde: X = coordenada a ser atingida Z = coordenada a ser atingida F = avanço de trabalho ( mm/rotação ou mm/min ) A função G01 é um comando modal. Esta função cancela as funções G00, G e G03 ativas anteriormente.
Figura 6: Movimento da ferramenta em trajetórias lineares
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3.3.4 – Função “G04”
Ao término de um deslocamento da ferramenta, essa função determina um tempo de permanência na posição, antes da ferramenta seguir para a próxima coordenada programada. A função G04 é acompanhada por valores atribuídos associado à “P”, “U” ou “X”, definindo tempo.
Sintaxe: G04 X___; (segundos) ou G04 U___; (segundos) ou G04 P___; (milésimos de segundos)
3.3.5 – Função “G20”
Define entradas dos valores para programação em polegadas.
3.3.6 – Função “G21”
Define entradas dos valores para programação em milímetros. Este código G tem de ser especificado em um bloco separado, antes da definição do sistema de coordenadas no início do programa. Depois de especificado o respectivo código G para a conversão milímetros, a unidade da entrada de dados é comutada para o menor incremento de entrada em milímetros. A unidade de entrada de dados para os graus não é alterada.
3.3.7 – Função “G28”
Para retornar os eixos para referência da máquina. Sintaxe: G28 X (U) Z (W); Onde: U e W são coordenadas intermediárias incrementais. X e Z são coordenadas intermediárias absolutas. Nota: Primeiro ocorrerá o movimento ao ponto programado e depois ao ponto de referência. Os movimentos ocorrem no máximo da máquina.
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3.3.8 – Função “G40”
A função G40 cancela as funções previamente solicitadas como G41 e G42. Esta função, quando solicitada pode utilizar o bloco posterior para descompensar o raio do inserto programado na página “offset” da máquina, utilizando avanço de trabalho G1. A função G40 é um código MODAL estando ativo ao ligar o comando. O ponto comandado para trabalho encontra-se no vértice entre os eixos X e Z.
Figura 8: Usinagem sem compensação de raio Observação: Para funcionamento adequado das funções “G40, G41 e G42”, é necessário que a ferramenta esteja configurada no corretor com o quadrante de geometria referente a ela (Família da ferramenta).
3.3.9 – Função “G41”
A função G41 ativa o valor da compensação do raio da ponta da ferramenta à esquerda da peça a ser usinada, em relação à trajetória da ferramenta. A função de compensação deve ser programada em um bloco exclusivo, seguido por um bloco de aproximação com avanço de trabalho (G1). Neste bloco de aproximação, a compensação do raio da ferramenta é interpolada dentro deste movimento, onde recomenda-se que o movimento seja feito sem corte de material. O lado de corte “T” e o raio “R” da ponta da ferramenta devem ser informados na página de geometria da ferramenta “offset” da máquina. A função G41 é MODAL, portanto cancela e é cancelada pela G40.
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3.3.11 – Função “G33”
A função G33 executa o roscamento no eixo X e Z onde cada profundidade é programada explicitamente em bloco separado. Há possibilidade de abrir roscas em diâmetros internos ou externos, sendo elas roscas paralelas ou cônicas, simples ou de múltiplas entradas, progressivas, etc. A função G33 requer: X = posição final do roscamento Z = posição final do comprimento da rosca F = passo da rosca R = valor da conicidade incremental do eixo “X” Observação :
- Não há a necessidade de repetirmos o valor do passo (F) nos blocos posteriores de G33.
- Recomenda-se deixar, durante a aproximação, uma folga de duas vezes o valor do passo da rosca no eixo “Z”.
- A função G33 é modal.
Figura 11: Usinagem de rosca com ciclo fixo Observação: Usar sempre função G97 para não variar RPM na usinagem de rosca. Exemplos de Cálculos
1. Altura do filete (he) he = ( 0.6495 x passo )
he = ( 0.64955 x 1.5 ) he = 0.97425 mm
2. Diâmetro final (X) X = Diâmetro inicial - ( 2 x he)
X = 30 - ( 0.97425 x 2 ) X = 28.0515 mm
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3.3.12 – Função “G70”
Utilizado após a aplicação dos ciclos de desbaste G71, G72 e G73 para dar o acabamento final da peça sem que o programador necessite repetir toda a seqüência do perfil a ser executado. A função G70 requer: G70 P___ Q___F___; Onde: P = número do bloco que define o início do perfil. Q = número do bloco que define o final do perfil. F = Avanço de corte para acabamento. NOTA
- As funções F, S e T especificadas no bloco G71, G72, G73 não são eficazes, sendo eficazes apenas as que foram especificadas em G entre os números início de perfil “P” e final de perfil “Q”.
- Não é possível chamar nenhum subprograma a partir dos blocos situados entre “P” e “Q”, de G70 a G73. Observação :
- Quando o ciclo de usinagem é terminado com G70, a ferramenta regressa ao ponto inicial e o bloco seguinte é lido.
Figura 12: Usinagem de acabamento de perfil
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3.3.14 – Função “G72”(Ciclo de desbaste axial)
Com auxílio de um programa que indica o perfil acabado da peça, pode-se utilizar o ciclo automático de desbaste longitudinal (G72). Essa função é programada em dois blocos na seqüência.
Sintaxe: No primeiro bloco: G72 U___ R___; onde:
- U = valor da profundidade de corte durante o ciclo (raio)
- R = valor do afastamento no eixo transversal para retorno ao Z inicial (raio) No segundo bloco: G72 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 externo e negativo para o interno/ diâmetro)
- W = sobremetal para acabamento no eixo “Z” (positivo para sobremetal à direita e negativo para usinagem esquerda)
- F = avanço de trabalho
- S = Rpm para trabalho
Nota: As funções F, S e T especificadas no comando de movimento entre os pontos A e B são ineficazes, sendo apenas eficazes as funções especificadas no bloco G72.
Observação:
- Quando o ciclo de usinagem é terminado com G71, a ferramenta regressa ao ponto inicial e o bloco seguinte é lido.
Figura 14: Usinagem de desbaste de perfil axial
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3.3.15 – Função “G74” (Ciclo de Furação)
Este ciclo é usado para furação automática. Neste ciclo é possível executar a quebra de aparas, para melhor desempenho da broca. Sintaxe: G74 R___; G74 Z___ Q___ F___; Onde: R = retorno incremental para quebra de cavaco no ciclo de furação Z = posição final (absoluto) Q = valor do incremento no ciclo de furação (milésimo de milímetro) F = avanço de trabalho
Observação:
- Quando o ciclo de usinagem é terminado com G74, a ferramenta regressa ao ponto inicial e o bloco seguinte é lido.
Figura 15: Furação automática
