apostila prog- torno_cnc

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA GRADUAO EM ENGENHARIA MECNICA EMC 5202 USINAGEM DOS MATERIAIS

Torno CNC

Equipe Lian Kobarg Cercal Rogerio Gomes Srgio Koerich Lohn Thiago Krting Nunes

Professor Lorival Boehs

Florianpolis, 02 de junho de 2009

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Sumrio1. Resumo .........................................................................................................................1 2. Introduo as mquinas de comando numrico .................................................................4 3. Exemplo de Aplicaes ......................................................................................................................5 4. Histrico e Evoluo .......................................................................................................6 5. Vantagens do Torno CNC................................................................................................................. 9 6. Programao CNC............................................................................................................................11 7. Caractersticas da Unidade Mecnica ...........................................................................................24 8. Subsistemas ......................................................................................................................................26 9. Tipos e Classificao dos Tornos CNC...........................................................................................68 10. Clula flexvel de manufatura........................................................................................................74 11. Exemplos de Fabricantes..............................................................................................................75 12. Caso de Engenharia........................................................................................................................78 13. Concluses.......................................................................................................................................82 14. Referencias......................................................................................................................................83

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1. Resumo

O objetivo do presente trabalho expor os principais subsistemas e tipos de tornos CNC, abrangendo desde os tornos CNC at os centros de torneamento. Alm de expor uma srie de aplicaes e vantagens para o uso dessa mquina ferramenta. A pesquisa em relao a essa mquina ferramenta foi feita mediante a consulta de catlogo dos principais fabricantes e por trabalhos tcnicos, disponibilizados pelos fabricantes ou produzido por professores vinculados a essa rea. Dessa forma geramos um relatrio que caracteriza com abrangncia essas principais caractersticas, de forma bem ilustrada e clara.

2. Introduo as mquinas de comando numrico

2.1. O que comando numrico?

O Conceito do Comando Numrico (CN) est exatamente no princpio de transmisso de comandos/dados por meio de nmeros. Ou seja, o Comando Numrico um sistema capaz de receber informaes atravs da entrada prpria de dados e transmiti-las em forma de comando a uma mquina ferramenta. Tambm podemos entender o Comando Numrico como uma forma de automao programvel, baseada em softwares compostos de smbolos, letras e nmeros. O cdigo de instrues formado por blocos de informaes, que so grupos de comandos suficientes para permitir que a mquina realize uma operao individual. Cada bloco tem uma seqncia e executado numa ordem numrica. Um conjunto de instrues forma um PROGRAMA NC. Para entender o princpio bsico de funcionamento de uma mquina ferramenta Comando Numrico, pode-se dividi-la, genericamente, em duas partes: a primeira, uma unidade de assimilao de informaes, recebidas atravs da leitora de fitas, entrada manual de dados, micro, entre outros; a segunda, uma unidade calculadora, onde as informaes recebidas so processadas e retransmitidas s unidades motoras da mquina ferramenta. O circuito que integra a mquina-ferramenta ao CN denominado de interface. O Comando Numrico pode ser utilizado em qualquer tipo de mquina-ferramenta. Sua aplicao tem sido maior nas mquinas de diferentes operaes de usinagem, como Tornos, Fresadoras, Furadeiras, Mandriladoras e Centros de Usinagem. Basicamente, segundo apostila de iniciao do SENAI (Mariano Ferraz), sua aplicao deve ser efetuada em empresas que utilizem as mquinas na usinagem de sries mdias e repetitivas ou em ferramentarias, que usinam peas complexas em lotes pequenos ou unitrios.

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O assunto especfico que ser tratado neste texto sero os tornos a CNC. Mas e o que vem a ser esta sigla? Ela significa Comando Numrico Computadorizado. A distino entre CN e CNC somente com referncia ao comando em si. Os programas sero sempre chamados de Programas CN ou NC. O CNC pode ser, alm de interrompido, modificado. A mquina dotada de Comando Numrico Computadorizado, tem seus acionamentos controlados por sistema eletrnico que por sua vez comandado por um computador que auxilia no arquivamento de parmetros de funcionamento e dados de ferramentas e dimenses de peas tambm chamado de Programa, o programa de usinagem nada mais do que uma seqncia de informaes inseridas no comando da mquina e codificado para o sistema binrio, e esse interpretado por um CLP que envia sinais refinados ao motores responsveis por acionamento dos eixos de deslocamento de carros e mesas de mquinas operatrizes. Para formalizar os termos que sero utilizados daqui por diante neste texto, faz-se aqui a seguinte definio: NC (Numerical Control): Comando Numrico (CN); CNC (Computerized Numerical Control): Comando Numrico baseado em Computador (CNC).

2.2. Mquinas CNC X Mquinas Convencionais?

Usar uma mquina CNC no significa substituir o operador por um computador, pode-se fazer qualquer coisa que se faa em uma mquina CNC em mquinas convencionais. As principais diferenas so a produtividade e repetibilidade das peas sendo que em alguns casos a diferena de tempos pode ser considerada infinita, pois a complexidade das peas pode exigir um empenho sobrehumano do operador. Falando desta maneira pode-se at entender que o ganho do CNC sobre o convencional no to grande, porm isso um grande equivoco, pois a partir do advento do CNC foi possvel criar peas com geometrias de extrema complexidade em tempo recorde, peas, cuja fabricao era possvel apenas nas mos experientes de um exmio mestre modelador.

Peas com geometrias complexas. Peas de grande preciso dimensional. Peas com alto grau de acabamento na superfcie usinada. Em peas que utilizando-se do sistema convencional resultam em grande nmeros de refugos e retrabalhos.

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Podemos perceber isto nas linhas aerodinmicas dos automveis modernos com formas complexas e bonitas que se alteraram com muita rapidez. No inicio da fabricao dos automveis em srie, os modelos T de Henry Ford, por exemplo, todos os carros eram iguais e da mesma cor, o consumidor era obrigado a optar entre comprar aquele carro que todos tinham ou ficar sem. Hoje a colocao de um novo modelo to rpida, que o consumidor se sente s vezes at incapaz de se decidir qual escolher.

2.3. Constituio Bsica de uma Mquina CNC:

Para realizar uma breve contextualizao, ainda sem iniciar uma explanao sobre os subsistemas de um Torno CNC, podemos dividir as mquinas a CNC, genericamente, em 3 partes componentes. A mquina em si. a parte mecnica, o que antes era a mquina convencional.

Figura 1.1 Parte Mecnica de Mquina CNC

O Comando ou Controle Numrico. o equipamento responsvel pela interpretao do programa CNC e traduo em comandos que so enviados ao CLP (Computador Lgico Programvel) aos microswitches (chaves ou vlvulas eletromecnicas acionadas por impulsos eletrnico) para acionamento dos eixos. ainda responsvel pelo gerenciamento da interface da mquina com o operador (display, botes, acionadores, etc.)

Figura 1.2 O Comando Numrico

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Os Servo-Motores. Estes giram na velocidade e tempo necessrios para que cada eixo atinja os valores de posio e velocidades, estipulados em cada bloco do programa CNC.

Figura 1.3 Servo-motor de uma mquina CNC

3. Exemplo de Aplicaes

Os tornos em geral tm uma ampla e importante aplicabilidade para a fabricao em engenharia. Nesta seo se apresentara fotos com o intuito de dar uma idia inicial sobre as aplicaes, atravs de exemplos especficos. O torno CNC possui diversas aplicaes, destacam-se entre elas usinagens de grande preciso dimensional, peas de grande complexidade geomtrica e de fabricao. As principais vantagens de se utilizar o torno CNC em detrimento de outros tambm so os curtos ciclos de trabalho, rpida preparao da mquina entre uma pea e outra.

3.1. Implantes dentrios

O implante dentrio uma das maiores conquistas da odontologia. O primeiro implante foi patenteado nos EUA em 1901, sendo que os primeiros trabalhos no Brasil comearam a partir da dcada de 60. Desde ento, esta tcnica vem se aperfeioando, tendo a sua aplicao crescente de forma vertiginosa. Em funo do material que titnio e da geometria, a usinagem dos implantes dentrios tem exigncias bem particulares.

Figura 2.1 Diferentes tipos de implante dentrio

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3.2. Produo flexvel

A diversificao de produtos nas empresas, a rpida substituio dos modelos produzidos e a forte concorrncia internacional fazem com que a produo de um mesmo item seja reduzida drasticamente, privilegiando a produo flexvel. Da a importncia das mquinas-ferramenta CNC para viabilizar esse novo formato de produo que o competitivo mundo globalizado exige das indstrias. [1]

Figura 2.2 - Produo flexvel 3.3. Torneamento duro

Torneamento duro uma operao de usinagem de acabamento por rotao de peas com mais de 48 Hrc de dureza. Operaes como torneamentos longitudinais, faceamentos e rosqueament