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CFAC: Introdução ao CNC - III 2012@FEUP/DEMec-SDI

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Introdução ao Controlo Numérico Computorizado – IIISintaxe de Escrita (G, M, …)

João Manuel R. S. Tavares

Joaquim Oliveira Fonseca

22012@JST/JOF CFAC: Introdução ao CNC - III

Programação de CN

Edição de programas de CNO sistema de controlo de uma máquina-ferramenta CNC é o responsável por ativar as funções da máquina-ferramenta necessárias para cada sequência particular de operações.

Para que tal ocorra, o computador do sistema de controlo tem que ser informado de como tal deverá ser realizado.

Esta informação toma a forma de um programa de CN que o operador da máquina (ou programador) introduz no sistema de controlo.

O sistema de controlo lê o programa de CN e converte, a informação que contém, em impulsos de controlo para a máquina-ferramenta.

O desenvolvimento de um programa de CN é determinado pelo fabricante do sistema segundo regras standard.


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Programação de CN

Desenvolvimento de programas de CNNum programa de CN, as operações para maquinar uma peça numa máquina ferramenta são declaradas segundo um formulário que o sistema de controlo pode entender.

Para um operador que conheça uma máquina-ferramenta convencional tem de realizar uma planificação do trabalho e utilizar um desenho/esquema da peça para poder processá-la. De acordo com a informação contida nestes documentos, obterá a matéria prima necessária, ferramentas, equipa de manutenção, etc. Depois da preparação, começará imediatamente com as operações de maquinagem.

A planificação do trabalho e o desenho indicam ao operador que operações são requeridas. De qualquer forma, o processo e os dados de corte selecionados são, geralmente, decididos/corrigidos apenas no momento que se leva a cabo o processo de maquinagem.


Programação de CN

Desenvolvimento de programas de CNA maquinagem segundo um programa de CN é diferente do convencional: neste caso, todas as operações de maquinagemdevem ser estabelecidas previamente e na sequência correta, conjuntamente com as condições de velocidade de avanço, velocidade de corte/rotação, etc., e estes detalhes têm de ser inseridos no programa.Uma vez introduzido o programa no sistema de controlo, este pode executá-lo tantas vezes quantas se deseje.O operador apenas tem de:

preparar a máquina; monitorizar as sequências de maquinagem; efetuar a inspeção; carregar, fixar e retirar as peças; substituir as ferramentas desgastadas.


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Programação de CN

Desenvolvimento de programas de CN

Se algumas operações devem ser realizadas de forma diferente à especificada no programa de CN, devem ser modificadas/introduzidas/anuladas as linhas do programa para tal fim.

Num sistema de controlo CNC, tais modificações podem ser realizadas diretamente pelo operador da máquina através da respetiva interface local.


Programação de CN


SubrotinasOs programas de CN com sequências repetitivas de maquinagem incluem um número de instruções que podem ter de ser programadas várias vezes.

Para que o programador não tenha que escrever e/ou introduzir instruções repetidamente, há formas de preparar secções do programa, para serem repetidas, como subrotinas que são armazenadas separadamente no sistema de controlo. Quando se executa o programa principal para uma peça concreta, chama-se a subrotina mediante instruções especiais no ponto adequado da sequência, sendo a mesma inserida na sequência geral da maquinagem. No fim da subrotina, uma instrução devolve o controlo ao programa principal.


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Programação de CN


Um programa de CN consta basicamente de instruções. Estas instruções são convertidas pelo sistema de controlo em impulsos de controlo para a máquina ferramenta.

ExemploSe no programa aparece: “Deslocamento rápido até X=40, Z=20”,isto provoca a ativação dos motores dos eixos X e Z, até chegar à posição X=40, Z=20.

As instruções de um programa de CN estão habitualmente acompanhadas de condições adicionais. Por exemplo:

Deslocamento rápido até X=40, Z=20

instrução condição adicional


Programação de CN

Desenvolvimento de programas de CNUma instrução em conjunto com as condições adicionais constituem um bloco de programa. Um programa de CN consiste, portanto, numa sequência de blocos (linhas) de programa como, por exemplo:

Os blocos de programa podem identificar-se por números de bloco(por exemplo N10, N20, etc.) e há sistemas de controlo nos quais, por norma, cada bloco de programa é numerado, enquanto noutros sistemas de controlo apenas se numeram aqueles blocos que o programador considera que têm um papel importante no programa.


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Programação de CN


Exemplos

Todos os blocos numerados:

Apenas o bloco da mudança de ferramenta numerado:


Programação de CN

Linguagem de programação de CN

De acordo com o standard DIN 66025 (equivalente à ISO/DIS 6983 e à ISO/DP 6983), as letras A-Z têm o seguinte significado:

A Movimento de Rotação sobre um eixo paralelo a X

B Movimento de Rotação sobre um eixo paralelo a Y

C Movimento de Rotação sobre um eixo paralelo a Z

DMemória do offset da correcção automática da ferramenta

E Segunda velocidade de avanço

F Velocidade de avanço da ferramenta

G Função Preparatória (movimento, unidades, etc.)


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Programação de CN


HMemória do offset da correcção automática do comprimento da ferramenta

I Parâmetro da interpolação circular, paralelo ao eixo X

J Parâmetro da interpolação circular, paralelo ao eixo Y

K Parâmetro da interpolação circular, paralelo ao eixo Z

L Contador de repetição

M Função Auxiliar

N Número de bloco

O Endereço de número de programa


Programação de CN

PTerceiro movimento paralelo ao eixo X, subprograma ou em ciclo fixo

Q Terceiro movimento paralelo ao eixo Y, ou em ciclo fixo

R Terceiro movimento paralelo ao eixo Z, ou deslocamento rápido segundo o eixo Z, ou parâmetro em ciclo fixo, ou Raio

S Velocidade de corte (geralmente rotação - RPM)

T Ferramenta (número)

U Segundo movimento paralelo ao eixo X

V Segundo movimento paralelo ao eixo Y

W Segundo movimento paralelo ao eixo Z



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Programação de CN


A linguagem de programação de um sistema de controlo, determina as regras com as quais deverão construir-se os blocos de programanum programa de CN para esse sistema.

As bases da linguagem de programação usada nos sistemas de controlo CNC estão normalizadas.

X Movimento segundo o eixo X

Y Movimento segundo o eixo Y

Z Movimento segundo o eixo Z


Programação de CNLinguagem de programação de CNOs blocos de programa consistem num conjunto de palavras de programa que, por sua vez, são compostas por uma letra de endereço seguida de uma sequência de números.

Exemplos: N20, G01, F200, S1200.

As palavras de programa empregam-se como instruções ou como condições suplementares (funções), dependendo da letra de endereço com que a palavra começa.

A letra de endereço de instrução mais importante é a G. As instruções G (G00 a G99) controlam principalmente os deslocamentos de ferramenta (por isso, também são designadas por “funções preparatórias”).


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Programação de CN


As letras de endereço para as funções suplementares são:

X, Y, Z, A, B, C, etc.: dados relativos a coordenadas; F: velocidade de avanço; S: velocidade de corte.

No manual linguagem de programação do sistema de controlo CNC, o fabricante especifica:

que instruções podem ser programadas;

que funções preparatórias são possíveis juntar a instruções individuais;

que letras de endereço e sequências de números formam as instruções e funções auxiliares.


Programação de CN


Quando se introduz um programa de CN, o sistema de controlo verifica se foram respeitadas as regras da linguagem de programação (por exemplo, se podem adicionar funções suplementares a uma instrução). Contudo, a introdução pelo programador de coordenadas erradas apenas se podem detetar durante a execução do programa ou, muitas vezes no controlo dimensional.


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Programação de CN

Grupo de Instruções G00, G01, G02, G03Quando um fabricante de sistemas de controlo (que não siga estritamente as normas estabelecidas) não usa as palavras de programa G00, G01, G02 e G03, é porque terá outras com o mesmo efeito. Estas instruções terão então uma letra de endereço diferente ou serão introduzidas por meio de um teclado simbólico.

G00 – Deslocamento rápido;

G01 – Interpolação linear comavanço;

G02 – Interpolação circular sentidoRetrógrado (horário);

G03 – Interpolação circular sentidodireto (anti-horário).


Programação de CN

Grupo de Instruções G00, G01, G02, G03

Os dados das coordenadas necessários às funções preparatórias podem ser introduzidos de várias formas dependendo do tipo de controlo:

em dimensões absolutas (G90);

em dimensões incrementais (G91);

mediante construções com ângulos;

em coordenadas polares.


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Programação de CN

Instruções de CN

Por motivos de simplificação, os sistemas de controlo CNC funcionam de modo que as palavras de programa atuem modalmente, isto é, até que sejam expressamente alteradas. “Atuação modal” significa que a função permanece ativa até que seja substituída por uma nova instrução ou função preparatória do mesmo grupo.

Exemplo:

Pode-se evitar


Programação de CN

Deslocamento rápido, G00A instrução de deslocamento rápido identifica-se com G00.

Uma instrução de deslocamento rápido move a ferramenta até ao ponto destino, à máxima velocidade de deslocamento.É necessário introduzir as coordenadas do ponto destino.


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Programação de CN

Deslocamento rápido, G00A trajetória é geralmente uma linha reta que une o ponto atual ao de destino, dado este último pelas coordenadas estabelecidas na função suplementar.Exemplo:

Utiliza-se o deslocamento rápido paramovimentos nos quais a ferramenta nãotoca, nem tem a possibilidade de tocar apeça, reduzindo assim os tempos nãoprodutivos.

Pode-se evitar


Programação de CN

Deslocamento linear com avanço, G01

As trajetórias são definidas pelo:

caminho da ponta da ferramenta, no torneamento;

caminho do eixo de rotação da fresa, na fresagem.

Ponta daferramenta

Centro dafresa


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Programação de CN

Deslocamento linear com avanço, G01Os desenhos da peça podem dimensionar-se em medidas absolutas ou incrementais. Por esta razão, os sistemas CNC permitem a introdução de coordenadas dos pontos finais em dimensões absolutas ou incrementais.

Se é programado G90, as coordenadas do ponto destino, nas instruções de deslocamento tornam-se, para o sistema de controlo, como coordenadas absolutas. Quando se programa G91, o sistema de controlo passa a processar as coordenadas como incrementais.


Programação de CN

Deslocamento linear com avanço, G01

Existem sistemas de controlo nos quais as coordenadas X, Y, Z são tomadas sempre como coordenadas absolutas. Em tais sistemas, as letras U, V, W utilizam-se para coordenadas incrementais.

De acordo com as normas, a instrução “Deslocamento linear com avanço” requer a palavra de programa G01.As seguintes funções suplementares são também necessárias:

coordenadas do ponto destino;

velocidade de avanço;

velocidade de rotação ou de corte.


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Programação de CN

Deslocamento linear com avanço, G01A instrução “Deslocamento linear com avanço” desloca a ferramenta em linha reta ao ponto destino com a velocidade de avanço introduzida como função suplementar (F).

Fresadora

40 mm/min

Torno


Programação de CN

Deslocamento linear com avanço, G01A velocidade de avanço, determina a velocidade com que a ferramenta percorre a peça a maquinar. Esta velocidade depende:

da ferramenta (geometria e material);

do material a ser maquinado;

do acabamento superficial requerido;

geometria e rigidez da ferramenta/máquina.

Exemplo: G01 X80. Y80. Z20. F40 S1000Interpretação:

X80. Y80. Z20. - Ponto destino;F40 - Velocidade de avanço 40 mm/min;S1000 - Velocidade de rotação da árvore 1000 rpm.


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Deslocamento circular Retrógrado (horário) e Direto (anti-horário) - G02, G03

As instruções de interpolação circular, G02 e G03, diferenciam-se no seu sentido de rotação (deslocamento).

As instruções “Interpolação circular retrógrado” (horário - G02) e “Interpolação circular direta” (anti-horário - G03) requerem as seguintes funções suplementares:

coordenadas do ponto destino;

introdução do raio ou posiçãodo centro do arco;

velocidade de avanço;

velocidade de rotação / corte. Z

X


Programação de CN

Deslocamento circular Retrógrado (horário) e Direto (anti-horário) - G02, G03

O centro do arco introduz-se geralmente em dimensões incrementais relativas ao ponto de início. Assim, utiliza-se as letras de direção I, J e K (para os eixos X, Y, Z).

Plano de in-terpolação

Efeito do sentido de observação na análise do sentido

G02 G02

G03 G03

+

+-

-

G02


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Programação de CN

Deslocamento circular Retrógrado (horário) e Directo(anti-horário) - G02, G03

Exemplo: G02 X60. Y30. I30. J-10. F02 S300

Interpretação:

X60. Y30. - Ponto destino;I30 J-10. - Centro do arco em dimensões incrementais ao início; F02 - Velocidade de avanço 0.2 mm/ver; S300 - Velocidade de corte 300 m/min.

Para uma ferramenta se deslocar no sentido retrógrado (horário) ou direto (anti-horário) depende do sentido para o qual o terceiro eixo aponta quando se observa o contorno. A relação com o sentido dos ponteiros dorelógio deve ser preterida em favor da “regra da mão direita”.


Programação de CN

Deslocamento circular Retrógrado (horário) e Direto (anti-horário) - G02, G03Quando se programam circunferências ou arcos de circunferência, é também possível utilizar coordenadas polares para definir o ponto final.

G03. R50. C80. I40. J30.

J=30

I=40

C=80º

Y

X

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