Erstellen von CNC-Programme

TAC M301 Fundamentos NC

Para que uma peça possa ser produzida numa máquina CNC, a unidade de controlo necessita de um programa. Um programa CNC de acordo com a norma DIN 66025 contém todas as informações de trajetória e de comutação, bem como os comandos auxiliares necessários para a maquinação e pode ser lido por qualquer máquina CNC.

Imagem: Exemplo da estrutura da frase

Estrutura do programa

Um programa CNC, de acordo com a norma DIN 66025, consiste no número do programa e em blocos que descrevem passo a passo toda a sequência de trabalho da máquina. Os blocos individuais são processados um após o outro, de cima para baixo. São numerados consecutivamente, N1, N2, N3 ..., ou em passos, por exemplo, N5, N10, N15 ... (N = número).
O controlador lê vários registos antecipadamente para poder efetuar operações aritméticas. Se os registos forem numerados em saltos, podem ser inseridos outros registos entre eles sem alterar os números dos registos seguintes.

Estrutura da frase

Uma frase é constituída por uma ou mais palavras compostas por uma letra e um número. A disposição das palavras numa frase é conhecida como formato da frase. Um bloco começa com o número do bloco. Seguem-se as condições de percurso ou outras instruções do programa.

As instruções seguintes são necessárias para o controlo das máquinas CNC:

Condições da trajetória (G) que determinam o tipo de movimento, por exemplo, deslocação rápida, interpolação linear ou circular, seleção do plano, tipo de cotagem, correcções
Instruções geométricas (X, Y, Z, I, J, K ...) para controlar os movimentos do escorrega
Instruções tecnológicas (F, S, T) para definir o avanço (F = feed), a velocidade do fuso (S = speed) e a ferramenta (T = tool)
Comandos de comutação (M) para funções da máquina como mudança de ferramenta, alimentação de fluido de refrigeração e fim do programa
Chamadas de ciclo ou subprograma para secções de programa que se repetem frequentemente

O significado das condições de deslocação de 1 dígito (funções G) é normalizado de acordo com a norma DIN 66025-2. Alguns valores numéricos estão livremente disponíveis para o fabricante da unidade de controlo.

O significado de parte da função de comutação também é definido.

Informações sobre o itinerário

As funções G (G = função geométrica) definem como a ferramenta deve alcançar as coordenadas de destino subsequentes. Algumas funções G estão activas logo que são ligadas e não precisam de ser programadas, por exemplo, G17, G40 e G90. Este estado de ligação depende do controlo e da máquina. As funções G armazenadas (modais) permanecem activas até serem substituídas ou canceladas por outras funções G que actuam na direção oposta.

O ponto de destino a ser abordado é especificado com as letras de endereço dos eixos correspondentes e os valores das coordenadas, por exemplo, X100 Y20.
Na maioria das unidades de controlo, os valores das coordenadas são armazenados e efectivos. Por conseguinte, não é necessário voltar a introduzir um valor inalterado.

No entanto, com a interpolação circular, todas as coordenadas do ponto de destino devem ser especificadas, mesmo que se mantenham inalteradas.

Com a condição de trajetória G94, a velocidade de avanço do carro corresponde ao valor programado em F.
G95 significa que o valor programado em F é executado como um avanço em mm/revolução.

Se G96 estiver programado, a unidade de controlo regula a velocidade do mandril de trabalho de modo a que o valor programado em S corresponda à velocidade de corte vc.
Com G97, a velocidade do fuso de trabalho é constante. Corresponde ao valor programado em S.

Exemplo:
G94 F200
Velocidade da banda 200 mm/min

Imagem: Dimensionamento absoluto de um painel

Programação com cotas absolutas e incrementais

Ao programar com Dimensões absolutas (G90) todas as dimensões referem-se ao ponto zero da peça de trabalho. As alterações subsequentes a uma posição não afectam outras dimensões do curso.

Figura: Dimensionamento incremental de furos

Se necessário Cotagem incremental (G91) pode ser comutado . As dimensões referem-se à posição anterior da ferramenta. A corrediça desloca-se na dimensão programada em direção positiva ou negativa (Incremento = crescimento). A programação com medidas incrementais é independente do ponto zero da peça.

Na programação com cotas absolutas (G90), todas as cotas se referem ao ponto zero da peça

Ao programar com dimensões incrementais (G91), o incremento para o ponto anterior é especificado com o sinal correto (dimensão incremental).

Programação com coordenadas polares

A introdução de coordenadas polares facilita a programação se o desenho contiver informações sobre ângulos. Para os pontos P1 a P4, o controlador requer a posição do pólo, o raio R e o ângulo polar ø. Partindo do eixo X positivo, a especificação do ângulo é positiva no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio e negativa no sentido dos ponteiros do relógio.

A programação com coordenadas polares é possível, por exemplo, com o sistema de controlo Siemens (Sinumerik) e o sistema de controlo DIN. São introduzidas as coordenadas alvo e o ângulo polar ø.

Imagem: Círculo do orifício do parafuso com coordenadas polares

Interpolação de linhas rectas

Se se programar a condição de trajetória G01, aproxima-se o ponto de destino com o avanço programado. O centro de tolerância tem de ser especificado como valor de coordenada.

Figura: Contorno da peça de trabalho com coordenadas polares

Interpolação circular

Se o carro tiver de efetuar um movimento circular, o controlador necessita dos três detalhes seguintes, para além da seleção do plano, para calcular os valores da trajetória:

Informações sobre interpolação circular:

Direção de rotação G02 no sentido dos ponteiros do relógio ou G03 no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio
Coordenadas do ponto de destino (ponto final do círculo). Estas são sempre necessárias, mesmo que um dos pontos-alvo da circunferência seja o mesmo que o ponto de partida.
Posição do centro da circunferência através da especificação dos parâmetros do ponto central ou do raio

Aos eixos X, Y e Z são atribuídas as coordenadas I, J e K para a posição do centro do círculo M.
De acordo com a norma DIN, as coordenadas I, J e K são utilizadas para especificar a distância desde o início do círculo até ao centro do círculo M de forma incremental, mesmo que a condição de distância G90 (dimensão absoluta) tenha sido programada.

Imagem: Interpolação circular

Para os comandos de máquinas (por exemplo, comando DIN), a posição do ponto central M também pode ser especificada com o raio do círculo.

Imagem: Interpolação circular durante o torneamento e a fresagem

Programação de contornos de peças de trabalho

Os dois programas de acabamento de uma peça fresada e de uma peça torneada contêm apenas as condições de trajetória e os valores das coordenadas para a maquinação do contorno da peça.
O ponto de destino a ser abordado é programado como valor de coordenada em cada bloco.

Figura: Placa de base

Quadro 1 contém um extrato de programa com explicações para a fresagem CNC da placa de base

Quadro 2 contém um extrato de programa para o torneamento CNC (acabamento) do moente do veio com explicações.
Normalmente, o contorno da peça de trabalho é programado com medidas absolutas (G90).

Imagem: Torneamento (acabamento) de um moente de eixo

Todos os valores de coordenadas X são especificados em diâmetro para que as dimensões do desenho possam ser adoptadas durante a programação.
Na direção Z, os pontos finais das linhas rectas e dos círculos são programados a partir do ponto zero da peça.
No caso de um círculo, a posição do ponto central também deve ser especificada com as coordenadas I e K.