Arquivado no curso da engenharia mecatrônica na USP

CNC

Renato Freitas | 0comentários

Arquivado no curso de Engenharia Mecatrônica na USP

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Introdução ao Controle Numérico Prof. João Paulo P. Marcicano; e-mail: [e-mail] introdução

O controle numérico (CN) é um método de controle dos movimentos de máquinas pela interpretação direta de instruções codificadas na forma de números e letras. O sistema interpreta os dados e gera o sinal de saída que controla os componentes da máquina.

O primeiro protótipo de máquina CN foi construído em 1952 no Massachusetts

Institute of Technology, era uma fresadora vertical copiadora, retrabalhada via “retrofitting” com servomotores, utilizada no fresamento frontal de alumínio. Os dados de entrada foram fornecidos através de fita perfurada, nos experimentos as peças foram fabricadas com sucesso, precisas e de forma repetitiva sem intervenção do operador. Com base neste equipamento, a indústria de máquinas ferramenta passou a projetar e construir e vender máquinas CN. Posteriormente, estas máquinas foram equipadas com controle numérico computadorizado (CNC) aumentando a flexibilidade, precisão e versatilidade.

O controle numérico computadorizado é uma evolução do controle numérico, ele substituiu o controle por hardware por controle por software. Foram desenvolvidos dois tipos de sistemas: o controle numérico direto e o controle numérico computadorizado. A diferença reside no fato que no primeiro um único computador central controla várias máquinas e no segundo cada máquina é equipada com o seu próprio processador. O DNC foi redefinido é atualmente significa controle numérico distribuído, onde um computador central controla várias máquinas equipadas com computador, este sistema permite mais capacidade de memória e processamento e oferece flexibilidade.

O CNC é um sistema em que um microcomputador é utilizado para controlar a máquina, este microcomputador é parte integrante do equipamento. O programa pode ser preparado remotamente em sistema integrados de projeto (CAD-D) e fabricação (CAM, CAPP), em sistemas deste tipo, o operador pode simular o programa CNC para verificar eventuais problemas que poderiam ocorrer durante o processo real de usinagem. Também é possível preparar o programa na própria máquina que normalmente dispõe de teclado e tela.

As máquinas CNC tem precisão de posicionamento de pelo menos ± 3 µm, repetibilidade por volta de ± 8 µm e resolução aproximadamente de 2,5 µm.

A precisão de posicionamento pode ser definida como o erro entre a posição desejada e a posição real.

A repetibilidade é o erro de posicionamento após repetidos movimentos nas mesmas condições.

A resolução é o menor incremento de movimento que pode ser obtido.

A rigidez e a folga em máquinas CNC devem ser controladas para maximizar a precisão, as máquinas são construídas sobre estruturas bastante rígidas e as folgas nos fusos são eliminadas através do uso de fusos de esferas recirculantes.

A usinagem em máquinas CNC comparada a convencional apresenta as seguintes vantagens:

- Flexibilidade de operação, pode-se produzir formas complexas com boa precisão dimensional, boa repetibilidade com alta produtividade.

- Em alguns casos o custo de ferramentas é diminuído, por exemplo, no caso de perfis complexos não há necessidade de modelo (gabaritos ou “chapelona” ). - Calibração da máquina é facilitada pelos dispositivos eletrônicos.

- Pode-se executar um número maior de operações a cada preparação da máquina (“setup”) e, o tempo de “setup” e usinagem é menor.

- Os programas podem ser preparados rapidamente, podem ser armazenados eletronicamente e recuperados rapidamente, não há necessidade de “papelada”. - Podem ser utilizados para prototipagem rápida.

- Não depende de habilidade do operador. As desvantagens comparativas do CNC são: maior custo inicial custo e tempo de programação, maior custo de manutenção. De um modo geral, a utilização de máquinas CNC apresenta um retorno financeiro maior.

Conceitos Básicos de Programação CNC

O CNC é um dispositivo eletrônico capaz de receber informações e enviar sinais a máquina ferramenta de forma a executar operações sem a intervenção do operador. A programação CNC, do ponto de vista restrito, significa a preparação dos dados de entrada através de fita perfurada ou disco magnético para que o comando executando o programa movimente ferramentas e outros dispositivos da máquina para produzir a peça. De um ponto de vista mais amplo, a programação CNC começa quando as características da peça são analisadas para determinar os processos de fabricação necessários. A seguir, escolhe-se como fixar a peça, as ferramentas, seqüências de usinagem, e as condições de usinagem. A elaboração de um programa CNC é uma tarefa bastante minuciosa pois envolve uma série de informações relacionadas com a geometria da peça, com o tipo de máquina, com as ferramentas disponíveis e ainda todos os fundamentos de usinagem necessários para obtenção do produto com as características desejadas.

Os métodos de programação CNC podem ser classificados em quatro grupos:

- Programação manual. - Programação do tipo APT.

- Sistemas Gráfico-interativos.

- Sistemas CAD-CAM. Nos dois primeiros tipos, o programador elabora o programa, que geralmente é verificado através de sistemas de simulação ou teste na própria máquina. Nos dois últimos, a elaboração do programa é realizada com o auxílio do computador em situações com geometria totalmente definida onde todos os dados necessários são informados, mas a geração final do programa é feita pelo sistema de programação assistida pelo computador. A seguir apresenta-se algum esclarecimento adicional sobre cada tipo de programação.

Programação Manual

A programação manual consiste da elaboração de um programa na linguagem que o

Comando Numérico Computadorizado entende. A linguagem de programação é composta por um conjunto de códigos formados por letras e algarismos, alguns parâmetros devem ser fornecidos em função do tipo de comando. Existem diversos