O exemplo a seguir demonstra um programa básico de contorno de uma peça.
N0010 G70 G90; (Programação em polegadas, programação absoluta)
N0020 M06 T02; (Troca de ferramenta, ferramenta 2)
N0030 G54 X-10.250 Y-8.750 Z-7.525; (G54 e os valores X, Y, e Z informam ao controle onde está situada a peça na mesa)
N0040 M03 S800; (Rotor no sentido horário, 800 revoluções por minuto)
N0050 G0 X-1.0 Y-1.0; (Rápido para posição 1 abaixo e a esquerda da peça)
N0060 G00 Z. 100 -, (Rápido para cima, mantendo folga de .100 sobre a peça)
N0070 G01 Z-.50 F5.0; (Abaixa a ferramenta para uma profundidade –.5 com veloc. de 5 pol/min)
N0080 G01 X-.25 Y-.25; (Alimenta até a posição 2)
N0090 G01 Y2.750; (Alimenta até a posição 3)
N0100 G01 X4.75; (Alimenta até a posição 4)
N0110 G01 Y.75; (Alimenta até a posição 5)
N0120 G01 X2.75; (Alimenta até a posição 6)
N0130 G01 Y-. 25; (Alimenta até a posição 7)
N0140 G01 X-1.0; (Alimenta até a posição 8)
N0150 G28; (Retorna até a posição inicial)
Evolução do Torno
O sistema de coordenadas G92 é a distância incremental desde o zero da peça ao centro do eixo. Quando um código G92 é chamado, o centro do eixo deve estar na posição pre-programada. Se não estiver, o controle começará a usinar na posição errada. Vamos dizer, por o exemplo, que o centro do eixo, na posição “home”, é 10 polegadas à direita no eixo-x, 5 polegadas no eixo-y, e 8 polegadas acima na direção z; o código G92 é escrito G92 x10.0 y5.0 z8.0. Se o centro do eixo estiver em qualquer outra posição do zero da peça quando este G92 foi chamado, a ferramenta cortará a peça na posição errada. Por esta razão, usar um G92 pode ser muito perigoso! O código G54 de ajuste de WPC é muito mais seguro do que um G92. Não importa onde o eixo está quando o G54 é chamado, o controle sabe exatamente onde a parte zero é encontrada porque é uma posição absoluta, não uma distância incremental.
O ajuste de coordenadas G92 está a uma distância incremental do zero da peça até a posição do centro do eixo da máquina. É importante Ter em mente que um G54 ou um G92 não moverão a ferramenta da máquina para este ponto mas meramente informa ao controle onde a peça está.
Bloco de Acionamento do Rotor: O acionamento do rotor se dá por dois códigos: M03 informa para iniciar a rotação no sentido horário, e S1000 informa a velocidade.
Blocos de Movimentação da Ferramenta: Blocos de movimentação da ferramenta consistem no corpo principal do programa. A ferramenta é posicionada e o corte é efetuado nestes segmentos do programa.
Retorno à Posição Inicial (home): A ferramenta necessita ser retornada ao ponto inicial sempre que uma mudança da ferramenta ocorrer. Algumas máquinas utilizam um comando G28 para retornar ao “home”; outros controles retornam ao ponto inicial automaticamente quando uma mudança da ferramenta M06 é comandada. Quando uma mudança da ferramenta ou um retorno ao “home” são comandados é importante saber anotar como a ferramenta chega lá. O eixo-z move-se para cima até um ponto que permita uma folga em relação à peça, ou todos os eixos movem-se simultaneamente para a posição de início?
Bloco de Fim de Programa: Há um certo número de maneiras diferentes de terminar o programa. Alguns controles requerem o desligamento do fluido refrigerante e a parada da rotação através de códigos variados individuais. Outros controles terminam o programa, rebobinam o programa e desligam funções variadas com um único código M30.
Procedimentos de Programação
Todos os programas CNC, para todos os tipos de máquinas-ferramenta, seguem um procedimento geral comum:
1. Start Up e/ou Procedimentos preliminares 2. Busca de ferramenta 3. Bloco de localização da peça a ser trabalhada 4. Controle de velocidade da ferramenta 5. Blocos de movimentação da ferramenta 6. Retorno
Trocas de Ferramenta: Um código variado M06 chama uma troca de ferramenta, e o código T informa ao controle em qual slot do trocador se encontra a ferramenta.
Definição do Sistema de Coordenadas da Peça: O ajuste do sistema de coordenadas da peça referencia a máquina à posição da peça. Embora o ponto da referência da peça possa estar situado no canto ou em qualquer outra parte da peça, o controle deve ser informado onde fica este ponto na mesa da máquina. A técnica para localizar o zero da peça varia para cada ferramenta. Alguns controles usam uma tecla para ajustar o ponto zero. A operador usa um tipo de joystick ou teclas de movimento para posicionar o centro do eixo sobre a ponto zero e pressionam então um botão de “reset” para zerar o sistema de coordenadas. Em outros tipos de controles, o WPC é ajustado através de um código G. Os sistemas deste tipo usam um G54 ou G92 seguido por dimensões (veja a figura a seguir).
O sistema de coordenadas G54 é um sistema de coordenadas absolutas a partir da posição zero (inicial, ou home) da máquina. É descrito com valores negativos porque a peça é sempre posicionada à esquerda e abaixo nos eixos-x e y. Para encontrar esta posição, o operador posiciona o centro do eixo diretamente sobre a referência da peça usando uma sonda ou apontador e anota então a posição da máquina. As coordenadas desta posição são colocadas na linha contendo uma palavra-chave G50 ou G54. Um ajuste de coordenadas típico é escrito por exemplo N0010 G54 x- 8.500 y-7.250 z-15.765.
A primeira linha, N0010 posiciona rapidamente a ferramenta longe do canto esquerdo inferior da peça. Na segunda linha, N0020, G01 move a ferramenta para uma posição que seja valor de 1 raio da ferramenta à esquerda do lado da peça (X-.25). A ferramenta de move com 10 polegadas por o minuto (F10). Ela está alinhada agora com o canto esquerda da peça. A linha 30 corta o lado esquerdo da peça e posiciona o centro do eixo de corte além do topo da peça do valor de 1 raio da ferramenta (Y3.25). Isto posiciona a borda da ferramenta para o corte da parte superior da peça. A linha 40 corta o topo da peça. A taxa de alimentação (movimento) é ainda 10 polegadas por o minuto porque nós não a mudamos desde a linha número 20. O centro do eixo é agora posicionado a .25 além da direita da peça. Isto prepara para o corte do lado direito da peça. A linha 50 posiciona a ferramenta no ponto 5. O lado direito da peça está agora completo. O centro da ferramenta também é posicionado a 1 raio abaixo da parte inferior da peça, pronto para iniciar outro corte. A linha 60 corta então o fundo da peça e movimenta a ferramenta completamente fora da área da peça (X.50). Agora, consideremos as partes individuais de um programa de peça por palavras-chave.
Locação da Peça (Zero da Peça a Trabalhar): para programar uma peça, o programador deve determinar onde a referência zero da peça está localizada. Este zero é uma característica da peça que define a maioria das dimensões da peça. Todas as dimensões da peça mostrada na figura precedente vêm do canto inferior esquerdo, que é a escolha lógica para o ponto zero. Bons programadores escolhem uma característica da peça que seja fácil de se usar.
Números Seqüenciais (NXXXX): Os números em seqüência identificam blocos de informação dentro do programa. Na maioria de casos os números em seqüência não são necessários porque a máquina executará blocos de informação na ordem em que os lê. Os números seqüenciais podem ser muito úteis, entretanto, para identificar problemas.
O controlador da máquina pode ser comandado para encontrar blocos da informação por seus números em seqüência.
Funções Preparatórias (Códigos G): As funções preparatórias ajustam o controle para vários movimentos da máquina tais como a interpolação linear (G01) e a translação rápida (G00). Um número de dois dígitos precedido por um código G determina o tipo de ação executada dentro do bloco ou da linha de comandos. Os códigos G ou as funções preparatórias caem sempre em duas categorias: modal ou não-modal. Não-modais ou códigos G “one-shot” são os códigos de comando que permanecem ativos somente no bloco em que são especificados. Os códigos G modais são os códigos de comando que permanecem ativos até que um outro código de G no mesmo grupo o cancele ou substitua. Se cinco linhas de comando determinam movimentos lineares (alimentação), apenas um G01 é necessário na primeira linha. As quatro linhas seguintes usariam o código G01 precedente.
Função de Controle de Rotação (S): As velocidades radiais do eixo da ferramenta são controladas com uma palavra-chave constituída da letra S seguida por até quatro dígitos. Ao programar o centro da ferramenta, a velocidade do eixo é programada em voltas por minuto (RPM). Uma velocidade radial de 600 RPM seria programada como S600.
Funções Variadas (M): As funções variadas ou códigos M executam funções variadas da máquina tais como mudanças de ferramenta, controle do fluido refrigerante, e operações do eixo. Um código M constitui-se de valor numérico de dois ou três dígitos precedido por uma letra M. Palavras-chave do tipo M, como códigos G, podem ser modais ou não-modais.
Chamada de Ferramenta (T): O bloco de chamada de ferramenta é bem direto, embora o centro de usinagem difira ligeiramente de um torno. A chamada da ferramenta começa sempre com um T e logo em seguida o número da ferramenta (T02). Uma mudança da ferramenta em um centro de usinagem requer um código variado M06. O controle então é informado qual ferramenta deve buscar (T02). Um bloco de comandos típico para mudança da ferramenta é N0010 M06 T02. Em um torno, a chamada da ferramenta começa também com um T e então o número da ferramenta (T02), seguido do offset da ferramenta. T0202 é a chamada da ferramenta número 02 com um offset de número 02. Escreve-se 02 porque tipicamente mais de 10 ferramentas e 10 offsets estão disponíveis, por exemplo, T1212 (ferramenta 12, offset 12). O offset dá ao operador a habilidade de corrigir qualquer erro no tamanho da peça. Não é necessário usar um M06 no torno para chamar uma mudança da ferramenta; de fato, um M06 no torno geralmente desconecta o mandril.
Palavras-chave de Eixos (x, y, z): Máquinas ferramentas típicas têm três eixos de movimento: x, y, z. A letra correspondente ao eixo pode ser precedida por um sinal de direção (+ ou -). Um bloco de comando simples para posicionar rapidamente a ferramenta da máquina a 1 polegada acima do zero de referência pode ser exemplificado por esta linha: N010 G0 Z1.0.
Tipos de Movimento
O movimento da ferramenta ou da mesa é controlado de três maneiras: posicionamento rápido, alimentação linear, e alimentação circular.
Posicionamento Rápido (G00): Um bloco de posicionamento rápido consiste em um código preparatório ou código G e na coordenada da posição desejada. Um movimento rápido para uma posição de x10, y5, e z1 é programado como G00 X10.0 Y5.0 Z1.0. Depois que este bloco é comandado, a máquina move-se em uma taxa transversal rápida para esta posição, movendo todos os eixos comandados simultaneamente. A taxa transversal rápida é diferente para cada máquina mas varia normalmente de 100 polegadas por minuto até 600 ou mais polegadas por minuto. A taxa transversal rápida pode geralmente ser cancelada usando o interruptor de movimento transversal rápido situado no controle.
Modo de Alimentação Linear (G01): Uma modalidade de alimentação linear G01 move a ferramenta para uma posição específica em uma linha reta e com uma certa velocidade. A taxa de alimentação é a velocidade em que os eixos da máquina se movem. Os blocos de alimentação linear representam geralmente blocos de corte. A taxa em que o metal é removido é controlada através de um código F (feed). Tipicamente, fresas usam taxas de alimentação em polegadas minuto (ipm). Tornos, por sua vez, são programados regularmente em polegadas por giro do eixo (ipr). Para fazer um corte em linha reta, o bloco de informação seria: G01 X10.0 F10.0. A ferramenta mover-se-ia para uma posição no eixo-x de 10.0 polegadas com uma taxa de alimentação de 10 polegadas por minuto. Os movimentos em linha reta podem também ser angulares. Os controles de uma máquina CNC são capazes de fazer movimentos simultâneos nos dois eixos (x e y).
Exemplo de Interpolação Linear G01: Códigos G00, G01, e F são do tipo modal. Os comandos modais permanecem ativos a menos que haja uma mudança de estado devido a um outro código preparatório. Para programar uma série de movimentos em linha reta, somente um código G01 e uma taxa de alimentação são necessários na primeira linha. As linhas seguintes são controladas pelo G01 e pela taxa de alimentação precedentes. Para mudar a uma modalidade de posicionamento rápido, um G00 é usado no começo da linha. A peça da amostra na figura seguinte incorpora alguns procedimentos de programação básicos. O procedimento objetiva o desbaste do contorno da peça com uma profundidade de .500, com uma broca de .50 pol e com uma taxa de alimentação de 5 polegadas por minuto. A primeira parte do programa ajusta o controle usando procedimentos preliminares. A segunda parte do programa ajusta a chamada da ferramenta. A terceira etapa ajusta o ponto zero da peça. A quarta parte do programa starta o mandril e ajusta a velocidade de rotação por minuto. A quinta parte do programa ajusta rapidamente a posição da ferramenta para perto da peça e começa os movimentos lineares de corte. Depois que o perfil da peça foi cortado, a máquina retorna à posição inicial e termina o programa.
N010 G0 X- 1.0 Y- 1.0 (ponto 1)
N0020 G01 X-.25 Y-.25 F 10.0 (ponto 2)
N0030 G01 Y3.25 (ponto 3)
N0040 G01 X4.25 (ponto 4)
N0050 G01 Y-.25 (ponto 5)
N0060 G01 X-.50 (ponto 6)
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