Usinagem produção - SprutCAM 2D - dispositivo de usinagem

A tecnologia de usinagem em altas velocidades

Por: Adriano Fagali de Souza

A tecnologia de usinagem em altas velocidades (HSC) já é uma realidade nos centros produtivos
mais desenvolvidos. Todavia, a sua implementação deve levar em consideração uma série de
pré-requisitos, muitas vezes desprezados, sem os quais não há retorno do investimento.

Aplicações da tecnologia de usinagem em altas velocidades (HSC HIGH SPEED CUTTING)

Atualmente, a tecnologia HSC vem sendo desenvolvida principalmente para as operações de fresamento, a fim de atender a duas áreas de fabricação: as operações de desbaste e aca-bamento de materiais não ferrosos. Respectivamente, se tem para o primeiro caso, os setores aeronáutico e aeroespacial e o segundo caso tem sua principal utilização nos fabricantes de moldes e matrizes¹. A aplicação da tecnologia HSC nestes setores oferece uma drástica redução dos tempos de manufatura, se comparados aos dos processos CNC convencionais.

PAra os materiais não ferrosos, tem- se a redução do tempo efetivo de usinagem, enquanto que para os materiais ferrosos, tem- se economia de tempo e custos, obtendo maior precisão ao usinado, pois se reduz consideravelmente os processos de acabamento manuais, posteriores ao processo de usinagem². Observa- se na Figura 1a a faixa de valores que se convencionou chamar de usinagem em altas velocidades, relacionando ao material a ser usinado. Segundo MÜLLER e SOTO³, a velocidade de corte também está relacionada a cada aplicação específica conforme demonstrado na Figura 1b.

A velocidade de corte para HSC em operações de fresamento está na faixa de dez vezes superior às velocidades convencionais de usinagem, de acordo com o material a ser usinado. A aceleração para movimentação e posicionamento dos eixos da máquina- ferramenta, também é um fator importante a ser considerado, principalmente na usinagem de formas complexas. Máquinas que trabalham com altas acelerações, podem obter um ganho significativo frente às máquinas convencionais.

As máquinas- ferramenta na faixa de transição para HSC, atualmente podem trabalhar com acelerações da ordem de 10 m/s², e máquinas HSC de laboratório com motores lineares, trabalham hoje com acelerações da ordem de 30 m/s². Atualmente pode- se encontrar eixos- árvore com freqüência de eixos- árvores com freqüência de rotação de até 100.000 rpm, embora seja mais comum a faixa de 15.000 á 40.000 rpm.

Figura 1a – Velocidades de corte em função do material.
Figura 1b – Velocidades de corte em função da operação.

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DO PROCESSO DE USINAGEM HSC
Observa- se que com o aumento da velocidade de corte, pode- se obter aumento no volume de material removido, reduzir as forças de corte na usinagem, melhorar a qualidade da superfície usinada e, com fator negativo, tem- se uma redução da vida útil da ferramenta de corte¹. Com isto, os esforços para otimização do processo HSC de incluir, principalmente, estudos sobre as estratégias de usinagem que reduzam o desgaste da ferramenta de corte, tornando o processo viável e eficiente.
Nos estudos realizados por SOUZA4, com a finalidade de ampliar o conhecimento do processo de fresamento de formas complexas, constatou- se que a qualidade superficial é aprimorada elevando- se a velocidade de corte assim como as componentes da força de usinagem são reduzidas.

CARACTERÍSTICAS DAS FRESADORAS PARA TRABALHO EM HSC
Uma das características que limita a utilização da tecnologia HSC para todas as operações de fresamento, mesmo nos processos onde a ferramenta de corte não representa limitações, é a potência do eixo- árvore da máquina- ferramenta HSC. O eixo- árvore HSC, atualmente, é capaz de fornecer alta freqüência de rotação, mas com baixa potência.

A potência do eixo- árvore é inversamente proporciona l à rotação. As máquinas para a faixa HSC devem ser utilizadas em operações que não exijam grande potência para a execução da usinagem. Por este motivo, adicionada a conservação da máquina, a tecnologia HSC é utilizada principalmente na usinagem de acabamento de materiais ferrosos, nos setores de moldes e matrizes.

FATORES QUE LIMITAM A VELOCIDADE DE AVANÇO NO PROCESSO DE USINAGEM
Alguns problemas foram encontrados durante o período preliminar de ensaios. Quando se trabalha em HSC, se faz necessária também alta velocidade de avanço. Limitações dos processos convencionais CNC que até então eram irrelevantes para o processo de usinagem, passaram a ter um novo enfoque para a usinagem HSC. Estes problemas estão descritos a seguir.

Execução de programas por blocos (on- line)
Os comandos numéricos que não possuem capacidade de memória suficiente para armazenar programas relativamente grandes necessitam fazer uso dos recursos para execução de programas em blocos. O CNC é conectado a um computador externo através de uma interface padrão como, por exemplo, RS-232. O CNC é alimentado pelo computador, executa as linhas de comandos, apaga da memória as linhas já executadas e envia sinal para o recebimento de novas informações de acordo com as necessidades.

Este processo se repete durante toda a operação em frações de segundos. Quando a velocidade de avanço supera a capacidade de transmissão do sistema (computador emissor – CNC), observam- se solavancos na máquina ferramenta, com descontinuidade na movimentação, resultando num acabamento de qualidade indesejável. Estes problemas foram constatados nos experimentos realizados por SOUZA5, como apresentado pela figura 2.

Figura 2 – Acabamento prejudicado pela
performance de comunicação PC/CNC5

Performance do comando numérico
Os comandos numéricos mais avançados possibilitam trabalhar com programas NC extensos (2GB), eliminando a execução de programas por blocos e suas inconveniências, como demonstrado acima. Entretanto, ainda alguns fatores influenciam a performance do CNC e conseqüentemente, limitam a velocidade de Avanço para usinagem:

– Tempo de processamento de bloco (TPB0: é o tempo médio necessário para o controle numérico processar uma linha de programa e enviar informações de comando para o acionamento dos servo- motores. O comprimento do segmento de reta utilizado para descrever uma parcela da trajetória da ferramenta (interpolação linear de segmentos de retas), em conjunto com o TPB, são fatores que limitam a velocidade de avanço da usinagem (Tabela 1 Item 7);

– Relógio (Clock) e Barramento (Bus): a freqüência do clock deve ser relacionada com a quantidade de CPUs no sistema e a capacidade do barramento. Uma CPU com 32 bits terá baixo rendimento se utilizar um barramento de 16 bits;
– Block Buffer: o CNC armazena blocos já processados em uma área temporária (“pulmão” – Block buffer). Desta forma, existe sempre um bloco de comando processado esperando para ser executado pelo servo. Os CNCs convencionais em geral, são capazes de armazenar até 10 blocos processados. Para se trabalhar em HSC, exige- se mais blocos de comandos processados no Block Buffer.

Quando a velocidade programada para o avanço for maior que a capacidade do CNC para interpretar e enviar informações de movimentações aos servo- motores, ocorrem limitações no avanço , podendo ocasionar duas situações distintas, em função das características do comando numérico utilizados:

– em comandos desatualizados, com limitações de recursos: quando a velocidade programada supera a capacidade do CNC, ocorrem solavancos na máquina durante o processo de usinagem, provocando descontinuidades na movimentação e resultado em acabamento insatisfatório;

– em comandos modernos: se a mesma situação ocorrer, este irá reduzir a velocidade de avanço até se enquadrar em um valor que possa gerenciar. Com isto, permite um acabamento superficial adequado, mas reduz- se a velocidade de avanço do processo.

Funções especiais do CNC para trabalho em alta velocidade de avanço
Para se trabalhar em HSC de forma mais eficiente, novos recursos estão sendo desenvolvidos e implementados nos CNC modernos para permitir maior velocidade de avanço em superfícies complexas.

As principais funções especiais são:
– Look ahead: comando que tem a finalidade de pré- processar blocos do programa NC, antes de sua execução, permitindo assim atingir maior velocidade de avanço.

– Feed Forward: este comando reduz as imprecisões causadas pelas velocidades de deslocamento dos eixos e suas acelerações, quando se trabalha em alta velocidade.

– Formas de aceleração (Comando Soft/ Brisk): comando que define a forma de aceleração da máquina (suave/ brusca). O modo Brisk de aceleração permite menor tempo de usinagem, entretanto as movimentações ocorrem de maneira brusca, podendo comprometer os mecanismos de acionamento da máquina- ferramenta.

– Transformação polinomial Spline: este comando transforma, em tempo real, várias linhas de comandos G01 de um programa NC tradicional, em uma equação polinomial. Um valor de tolerância é utilizado para aproximar o programa linear em uma equação polinomial, e deve ser definido em dados de máquina. Este recurso substitui a geração de programas Spline via software CAM. Entretanto, isto implica em outro processamento no CNC, podendo aumentar o TPB, além de requerer um outro valor de tolerância, necessário para esta transformação.

– Arredondamento de cantos: esta função ajusta, em tempo real, pequenos raios nas conexões dos segmentos de retas de um programa NC, permitindo uma movimentação mais suave da máquina. A dimensão destes raios está relacionada com um valor de tolerância e também deve ser definida em dados de máquina.

Todos estes comandos estão sendo desenvolvidos para minimizar o problema do Tempo de Resposta da Máquina/ CNC (TRM), e com isto permitir que a máquina atinja maior velocidade de avanço em ares complexas. Entretanto, atualmente ainda existem grandes lacunas para se atingir alta velocidade de avanço em áreas complexas.

ANÁLISE DE PERFORMANCE DE UM EQUIPAMENTO/ MÁQUINA CNC
Mesmo utilizando todos os recursos de um CNC moderno, as limitações da velocidade de avanço ainda são observadas. SOUZA5 utilizou um método para analisar a performance de dois comandos numéricos. Foi gerado um programa NC consistindo em uma movimentação linear composta por pequenos incrementos de retas. Foi utilizando uma velocidade de avanço relativamente elevada no programa NC. Observou- se que a velocidade de avanço programada não é condizente com a real; a velocidade real diminui proporcionalmente ao valor do tamanho do incremento utilizado para movimentação e se diferencia entre os dois CNC utilizados no teste. A tabela 1 apresenta os resultados desta análise.

O CNC 1 reduziu drasticamente a velocidade de avanço, além d resultar em solavancos durante a movimentação. Embora o CNC 2 tenha reduzido a velocidade de avanço programado, não foi notado movimentação com solavancos.

Concluindo, observa- se, na usinagem de moldes contendo formas complexas, que a velocidade de avanço máxima que a máquina consegue atingir durante uma usinagem depende de vários outros fatores, como programação NC, velocidade de processamento do CNC, dentre outros. Muitas vezes, a máquina não consegue atingir a velocidade definida no programa NC. Uma máquina pode ter elevadas velocidades de deslocamento e baixa capacidade de processamento do CNC, resultando em acentuadas reduções do avanço programado, como apresentado.

Com isso, é possível verificar que para a usinagem de formas complexas, muitas vezes, é relativamente mais importante uma máquina que possua velocidade de resposta elevada e que permita atingir altas velocidades de avanço, ao invés de um eixo- árvore de alta rotação.
Com o simples método apresentado, pode- se verificar a velocidade de resposta de um equipamento máquina/ CNC.

Fonte: Revista Ferramental

http://moldesinjecaoplasticos.com.br/usinagem-em-altas-velocidades-hsc/

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Como calcular avanços e rotações - ótima dica

FÓRMULA PARA TORNEAMENTO http://www.mitsubishicarbide.net/contents/mht/pt/html/product/technical_information/information/formula1.html FÓRMULA PARA FRESAMENTO http://www.mitsubishicarbide.net/contents/mht/pt/html/product/technical_information/information/formula2.html Variáveis e Parâmetros de Corte No fresamento, assim como nos demais processos de usinagem, existe uma série de importantes parâmetros de corte a considerar. Eles descrevem quantitativamente os movimentos, as dimensões e outras características da operação de corte. Os parâmetros que descrevem o movimento da ferramenta e/ou peça são: freqüência de rotação, velocidade de corte e velocidade de avanço. As dimensões do corte são: profundidade de corte e penetração de trabalho. Outros parâmetros são: diâmetro da ferramenta e seu número de dentes (gumes principais), taxa de remoção de material e o tempo de corte. Para definição e medição dos ângulos da ferramenta e outros parâmetros utilizamos um ponto selecionado sobre o gume como referência. As definições, os símbolos e as unidades desses parâmetros para o fresamento são as seguintes: Frequência de rotação (n) [rpm] É o número de voltas por unidade de tempo que a fresa dá em torno do seu eixo. Velocidade de corte (vc ) [m/min] É a velocidade instantânea do ponto selecionado sobre o gume, no movimento de corte, em relação a peça. No fresamento, o movimento de corte é proporcionado pela rotação da ferramenta. A velocidade de corte é, então, uma velocidade tangencial. As grandezas relacionadas ao movimento de corte recebem o índice “c”. (Ex: vc ) Avanço por revolução (f) [mm] No fresamento, o avanço é a distância linear percorrida por um conjunto de dentes que compõe uma ferramenta durante uma rotação completa dessa ferramenta. É medido no plano de trabalho. As grandezas relacionadas ao movimento de avanço recebem o índice “f”. (Ex: vf ) Avanço por dente (fz ) [mm/dente] É a distância linear percorrida por um dente da ferramenta no intervalo em que dois dentes consecutivos entram em corte. Também é medido no plano de trabalho. Velocidade de avanço (vf ) [mm/min] É a velocidade instantânea do ponto selecionado sobre o gume, no movimento de avanço, em relação a peça. No fresamento, o movimento de avanço é provocado pela translação da ferramenta sobre a peça ou vice-versa. A direção da velocidade de avanço é, então, radial ao eixo da ferramenta. Diâmetro (D) [mm] É o diâmetro da fresa. Número de dentes (z) É o número total de dentes que a fresa contém. Profundidade de corte (Penetração passiva) (ap ) [mm] É a quantidade que a ferramenta penetra na peça, medida perpendicularmente ao plano de trabalho (na direção do eixo da fresa). No fresamento frontal, ap corresponde à profundidade de corte e no fresamento periférico, à largura de corte. Penetração de trabalho (ae ) [mm] É a quantidade que a ferramenta penetra na peça, medida no plano de trabalho e perpendicular à direção de avanço. • Tempo de corte (tc ) [min] É o tempo em que a ferramenta está efetivamente em corte. • Taxa de remoção de material (Q) [mm3/min] É o volume de material usinado por unidade de tempo.

Simulação de G-code externo

Por que simular? 

Economia de tempo: Reduza ou elimine os try-outs,
economizando a máquina, ferramentas e o tempo do operador e do
programador, diminuindo assim o tempo de colocação do seu produto
no mercado.

Aumento da qualidade: Verifique a precisão dimensional e
otimize caminhos de ferramenta para obter melhores acabamentos em
superfícies e arestas. 

Economize dinheiro: Reduza ou elimine o custo
de colisões na máquinas-ferramenta, retrabalho, peças sucateadas,
e ferramentas, fixadores e braçadeiras danificados. 

Aumento da
produtividade: Reduza o tempo de usinagem e interrompa a produção
com menos freqüência. 

Aumente a confiança: teste o programa no
computador para que sejam executados corretamente logo na primeira
vez quando forem para a máquina real, e os operadores não
precisarão manter uma mão no botão de emergência. 

Conserve seus
recursos: Reduza o desgaste da máquina ferramenta. Reduza o desgaste
da ferramenta de corte para que elas possam ser usadas por mais tempo
antes de precisarem ser retificadas ou substituídas. 

Melhore a
segurança e o treinamento: treine programadores, operadores e
estudantes sem o uso do tempo de suas máquinas-ferramenta ou sem
correr o risco de uma perigosa e cara colisão. 

Melhore a
documentação: permita aos operadores e gerentes visualizar todas as
operações de usinagem. 

Um exemplo de programação parametrizada

Este programa foi desenvolvido para desbaste de perfis bastante comuns na área de usinagem e mostrou versatilidade, eficiência e principalmente facilidade e rapidez no uso.

Alguns exemplos de perfis possíveis de se usinar estão abaixo.

Foi desenvolvido para um Centro de Usinagem que tem opcional de variáveis de macro, podendo ocorrer variações ou até mesmo não sendo possível implementá-lo em outros modelos de máquina. No caso de implantação, é sensato procurar informações a respeito das variáveis usadas, pois estas devem ser liberadas para uso, sem prejudicar o bom funcionamento do equipamento.

Algumas observações a respeito do mesmo, para que seja usado praticamente, são pertinentes e estão expostas a seguir :

• A intenção do programa é desbastar o perfil e não dar acabamento no mesmo, e por este motivo foi construído com esta estratégia de corte.
• Os perfis podem ser chanfrados ou raiados nos cantos, lembrando que estes são todos iguais. O chanfro no topo é opcional e é feito com ferramenta de chanfrar 90 graus.
• A ferramenta não perde contato com a parede da peça na usinagem do perfil, uma vez que usina em rampa,e, depois que a altura do perfil é atingida, um corte plano é feito para uniformizar a profundidade final, como mostrado abaixo :

• O ponto zero-peça está no centro (X e Y) e no topo da peça ( Z ), que já deverá, preferencialmente, estar faceada ;
• Os cortes, tanto do perfil quanto do chanfro no topo, são concordantes ;
• As correções das dimensões da peça podem ser feitas tanto nos valores do comprimento e largura, como no valor do sobremetal ou também no valor do diâmetro da ferramenta ;

Abaixo a sintaxe do programa:

%
O0001 (DESBASTE DO PERFIL)
#101=100 (DIMENSÂO DA PEÇA NO SENTIDO X)
#102=50 (DIMENSÂO DA PEÇA NO SENTIDO Y)
#103=20 (DIMENSÂO DA PEÇA NO SENTIDO Z)
#104=4 (QUANTIDADE DE PASSES EM Z)
#105=0 (SOBREMETAL NA PAREDE)
#106=1 (CANTOS DO PERFIL -- 1 P/ CHANFRO, 0 P/ RAIO)
#107=3 (MEDIDA DO RAIO/CHANFRO NOS CANTOS)
#108=1 (MEDIDA DO CHANFRO NO TOPO DO PERFIL)
#109=2 (FERRAMENTA PARA PERFIL)
#110=800 (RPM PARA PERFIL)
#111=900 (AVANCO DE CORTE PARA PERFIL)
#112=8 (FLUIDO PARA PERFIL)
#113=19 (FERRAMENTA PARA CHANFRO NO PERFIL)
#114=5 (ALTURA Z DA USINAGEM PARA CHANFRO NO TOPO)
#115=2500 (RPM PARA CHANFRO)
#116=1500 (AVANCO DE CORTE PARA CHANFRO)
#117=9 (FLUIDO PARA CHANFRO)
(ACERTAR VALORES SOMENTE DAQUI PARA CIMA)

(INICIO DOS CALCULOS PARA PERFIL)

(RAIO DA FERRAMENTA)
#118=#[#109+2400]
#119=[#118/2]
#120=[#119+#105] (RAIO CONSIDERANDO SOBREMETAL NA PAREDE)

(CALCULOS PARA CHANFROS NOS CANTOS)

(PERIMETRO)
#121=[#120*TAN[22.5]]
#122=[#121*2]
#123=[#101-#107-#107+#122]
#124=[#102-#107-#107+#122]
#125=[#107/SIN[45]]
#126=[#125+#122]
#127=[#123*2]
#128=[#124*2]
#129=[#126*4]
#130=[#127+#128+#129] (PERIMETRO)

(DESLOCAMENTOS Z)
#131=[#103/#104]
#132=[#123/#130]
#133=[#124/#130]
#134=[#126/#130]
#135=[#132*#131] (DESLOCAMENTO Z NO EIXO X)
#136=[#133*#131] (DESLOCAMENTO Z NO EIXO Y)
#137=[#134*#131] (DESLOCAMENTO Z NO CHANFRO)

(POSICIONAMENTOS INICIAIS)
#140=[#101+#120+#120]
#141=[#102+#120+#120]
#142=[#140/2]
#143=[#141/2] (POSICIONAMENTO INICIAL EM Y)
#144=[#142+5] (POSICIONAMENTO INICIAL EM X)
#145=[#123/2] (POSICIONAMENTO X PARA INICIO DA RAMPA)

(DESLOCAMENTOS INCREMENTAIS)
(VARIAVEIS #123 E #124 USADAS PARA OS DESLOCAMENTOS INCREMENTAIS EM X E Y)
#146=[#126*SIN[45]] (DESLOCAMENTO XY NO CHANFRO)
(TERMINO DOS CÁLCULOS PARA CHANFROS NOS CANTOS)

(CALCULOS PARA RAIOS NOS CANTOS)

(PERIMETRO)
#150=[#107+#120]
#151=[#150*2*3.1415927]
#152=[#107*2]
#153=[#101-#152]
#154=[#102-#152]
#155=[#153+#153+#154+#154+#151] (PERIMETRO)

(DESLOCAMENTOS Z)
#156=[#151/4]
#157=[#156/#155]
#158=[#153/#155]
#159=[#154/#155]
#160=[#157*#131] (DESLOCAMENTO EM Z NOS RAIOS)
#161=[#158*#131] (DESLOCAMENTO EM Z NO EIXO X)
#162=[#159*#131] (DESLOCAMENTO EM Z NO EIXO Y)

(POSICIONAMENTOS INICIAIS)
(VARIAVEIS #140,#141,#142,#143,#144 USADAS TAMBEM PARA ESTES POSICIONAMENTOS)
#165=[#153/2] (POSICIONAMENTO X PARA INICIO RAMPA)
(TERMINO DOS CALCULOS PARA PERFIL)

(INICIO DOS CALCULOS PARA CHANFRO NO TOPO)

(RAIO DA FERRAMENTA)
#167=#[#113+2400]
#168=[#167/2]
#169=[#168-#114]
#170=[#168-#169-#108-#105] (RAIO CONSIDERANDO SOBREMETAL NA PAREDE)

(CHANFRO NO TOPO COM CHANFRO NOS CANTOS)
#171=[#170*TAN[22.5]]
#172=[#171*2]
#173=[#101-#107-#107+#172]
#174=[#102-#107-#107+#172]
#175=[#107/SIN[45]]
#176=[#175+#172]
#177=[#173/2] (DESLOCAMENTO ABSOLUTO EM X)
#178=[#174/2] (DESLOCAMENTO ABSOLUTO EM Y)
#179=[#176*SIN[45]] (DESLOCAMENTO INCREMENTAL XY NOS CANTOS)

(POSICIONAMENTOS INICIAIS)
#180=[#101/2]
#181=[#180+#170+5] (POSICIONAMENTO INICIAL EM X)
#182=[#102/2]
#183=[#182+#170] (POSICIONAMENTO INICIAL EM Y)

(DESLOCAMENTOS)
#184=[#173/2] (DESLOCAMENTO EM X)
#185=[#174/2] (DESLOCAMENTO EM Y)
#185=[#176*SIN[45]] (DESLOCAMENTO EM XY NO CHANFRO)
(TERMINO DOS CALCULOS PARA CHANFRO NO TOPO)

(CHANFRO NO TOPO COM RAIOS NOS CANTOS)
#190=[#101-#107-#107]
#191=[#102-#107-#107]
#192=[#107+#170] (DESLOCAMENTO XY NO RAIO)
#193=[#190/2] (DESLOCAMENTO ABSOLUTO EM X)
#194=[#191/2] (DESLOCAMENTO ABSOLUTO EM Y)
(TERMINO DOS CALCULOS PARA CHANFRO NO TOPO)

G17 G90 G40
T#109 M06
G00 G53 Z0
G00 G54 X#144 Y-#143 S#110
G43 H#109 Z50. M03
Z0 M#112
IF[#106EQ0]GOTO500
G01 X#145 F#111
M97 P1 L#104
G01 G91 X-#123 F#111
X-#146 Y#146
Y#124
X#146 Y#146
X#123
X#146 Y-#146
Y-#124
X-[#146+1] Y-[#146+1]
X3. Y-3.
G00 G90 Z2. M09
IF[#108GT0]GOTO550
M05
G00 G53 Z0
G53 X-370. Y-150.
M30

N500
G01 X#165 F#111
M97 P2 L#104
G01 G91 X-#153
G02 X-#150 Y#150 R#150
G01 Y#154
G02 X#150 Y#150 R#150
G01 X#153
G02 X#150 Y-#150 R#150
G01 Y-#154
G02 X-#150 Y-#150 R#150
G03 X-5. Y-5. R5.
G00 G90 Z2. M09
IF[#108GT0]GOTO550
M05
G00 G53 Z0
G53 X-370. Y-150.
M30

N550 T#113 M06
G00 G53 Z0
G54 G90 X#181 Y-#183 S#115
G43 H#113 Z30.
Z2. M03
Z-#114 M#117
IF[#106EQ0]GOTO600
G01 X-#177 F#116
G91 X-#179 Y#179
G90 Y#178
G91 X#179 Y#179
G90 X#177
G91 X#179 Y-#179
G90 Y-#178
G91 X-[#179+2] Y-[#179+2]
X3. Y-3.
G00 G90 Z2. M09
M05
G00 G53 Z0
G53 X-370. Y-150.
M30

N600
G01 X-#193 F#116
G02 G91 X-#192 Y#192 R#192
G01 G90 Y#194
G02 G91 X#192 Y#192 R#192
G01 G90 X#193
G02 G91 X#192 Y-#192 R#192
G01 G90 Y-#194
G02 G91 X-#192 Y-#192 R#192
G03 X-5. Y-5. R5.
G00 G90 Z2. M09
M05
G00 G53 Z0
G53 X-370. Y-150.
M30

N1
G01 G91 X-#123 Z-#135 F#111
X-#146 Y#146 Z-#137
Y#124 Z-#136
X#146 Y#146 Z-#137
X#123 Z-#135
X#146 Y-#146 Z-#137
Y-#124 Z-#136
X-#146 Y-#146 Z-#137
M99

N2
G01 G91 X-#153 Z-#161 F#111
G02 X-#150 Y#150 Z-#160 R#150
G01 Y#154 Z-#162
G02 X#150 Y#150 Z-#160 R#150
G01 X#153 Z-#161
G02 X#150 Y-#150 Z-#160 R#150
G01 Y-#154 Z-#162
G02 X-#150 Y-#150 Z-#160 R#150
M99
%

Referência Mundo da Usinagem

O que é pós-processador CNC?

O que é pós-processamento CNC? No inicio do pós-processamento CN, um pós-processador era considerado uma ferramenta de interface entre o CAM e a máquina CN, ou seja, um mero tradutor, lendo as instruções emitidas de um sistema CAM e escrevendo numa forma apropriada para uma máquina CN especifica. Hoje, porém, o pós-processamento evoluiu para incluir uma gama dinâmica de ferramentas de otimização do código que são responsáveis por emitir um código de máquina CN o mais eficiente e produtivo possível. O pós-processador CN é responsável por unir duas tecnologias muito diferentes, e serve freqüentemente para compensar as deficiências entre elas. Tenha em mente o ponto crucial do assunto: um pós-processador pode ampliar a tecnologia, ou pode inibi-la, dependendo de sua aplicação. Entender como um pós-processador pode ampliar tecnologia, ajuda entender como e por que os pós-processadores evoluíram, como era tradicionalmente aplicado, e como o surgimento de sistemas de pós-processadores avançado mudou o modo de uso desta tecnologia hoje. Este artigo mostrará como podem os pós-processadores CN atuar como componentes fundamentais em automatização industrial. O que é um pós-processador?  A maioria dos sistemas CAM gera um ou mais tipos de arquivos de linguagem neutra que contêm instruções para uma máquina CN. Estes ou estão em um formato binário chamado CLDATA ou algum formato ASCII o qual é legível e geralmente escrito em linguagem APT. APT é uma sigla para "Ferramentas Automaticamente Programadas" que aceita definições geometrias simbólicas e instruções de usinagem, e gera CLDATA que descreve uma operação de usinagem passo a passo em condições absolutas. Alguns sistemas de CAM provêem um grande grau de flexibilidade, permitindo incluir quase qualquer coisa no arquivo neutro, outros são bastante rígidos sobre o que pode e não pode ser incluído. No outro estremo do pós-processamento estão as máquinas CN. Que requerem informações personalizadas para que o controle exija menos do profissional que opera a máquina. Mais importante, a máquina CN deve ser dirigida para satisfazer os critérios de chão de fabrica que estão principalmente baseados em segurança e eficiência. O pós-processador é o software responsável para traduzir instruções neutras do sistema CAM para as instruções específicas requeridas pela máquina CN. Este software precisa responder às exigências e limitações do sistema CAM, máquina CN e ambiente industrial. Então, pós-processar é uma parte importante de automatização industrial, como é qualquer coisa que se encontrem no caminho crítico entre o engenheiro responsável pela produção e o departamento de remessa. Uma perspectiva histórica As pessoas perguntam freqüentemente se realmente precisam de pós-processadores, desejando saber se talvez todo assunto não seja conversa de vendedores de sistemas de pós-processadores sem escrúpulos. Na realidade, realmente não há uma conspiração, apenas muita praticidade. Padrões internacionais (ISO) como também padrões nacionais americanos (ANSI, EIA) definem ambos um formato de saída para sistemas CAM e um formato de entrada para máquinas CN. Estes dois formatos, saída do CAM e entrada das máquinas CN, são muito diferentes. Por que não um padrão, um único formato? Padrões estão freqüentemente baseados em prática existentes. Eles servem para definir um único método aceito de varias escolhas possíveis, todos os quais estão geralmente arraigados nas práticas de costumes afins. Padrões contrários à prática comum aparecem de vez em quando, mas eles são difíceis de se justificar, de se estabelecer ou de serem aceitos. Eles também requerem muito mais dedicação e esforço que as maiorias das pessoas estão dispostas a dispor. A proliferação de sistemas APT competindo entre si, permitiu a definição de um padrão para auxiliar os "input e output" e viabilizar a entrada de dados nos controles, deste modo, foram criados padrões definindo-se os elementos requeridos para usinagem. Semelhantemente, a proliferação de controles CN também exigiu um pouco de uniformidade, e para os controles foram criados padrões de linguagem definindo as primeiras regras baseadas em praticas de usinagem. Isso nos deixou supor por um momento que uma única solução unificando tudo, tinha sido criada em um prazo razoável, e que um número significante de companhias fabricantes de CAM e de controle CN concordaram em fazer um esforço para o bem comum. O que ocorreu então?  O tempo passa e vendedores de CAM e de NC percebem logo que uma única solução unificando tudo não responderia pela competitividade. Há três modos pelo menos para se agir, por exemplo, com o surgimento de um novo recurso ou característica tecnológica que não seja coberto pelos padrões. - Primeiro; A pessoa revisaria primeiro o padrão, então implementaria este novo recurso, anunciaria aos clientes de um modo satisfatório logo depois que o padrão seja publicado. - Segundo; Proveria o novo recurso primeiro aos clientes, então depois recorreria a padronização. - Terceiro; Ignoraria qualquer esforço no sentido da padronização e implementaria os novos recursos ao cliente tão depressa quanto possível. A opção mais aceita é aquela que dá menos tempo e chance a competição. "O novo recurso ou característica será comercializado tão depressa quanto possível". Sendo assim as coisas agora ficam um pouco mais complicadas. Se a nova característica está no controle CN, como poderia o sistema CAM do cliente prever esta nova característica de modo a habilitá-la no controle CN, e vice-versa? O padrão tem que ser estendido em ambos os lados da interface para fazer a nova característica funcionar. Os vendedores de CAM e de NC, ambos têm que concordar em incorporar a funcionalidade sem padrão para permitir acesso a esta nova característica. Quem ganhará? Ambos ganharão igualmente? Seria mais provável que algum tipo de pré-processador fosse exigido para mudar o 'output' do sistema CAM para satisfazer as exigências de 'input' da máquina CN. Além disto, um pré-processador provavelmente é preciso já para controlar conversões de formato binárias entre o computador do sistema CAM e o controle CN. Inicialmente a conversão será simples, mas com o passar do tempo e divergências do padrão continuam a aumentar, a conversão ficará então mais complexa talvez para um ponto onde poderiam ser requeridos pré-processadores diferentes para cada máquina CN. Quem proverá o pré-processador, especialmente se ambos o 'output' do sistema CAM e o 'input' da máquina CN contêm extensões ao padrão? O que acontece quando um padrão revisado aparece, ou uma publicação de vendedor de CAM ou o fabricante de computador lhe fala que o computador que você está usando está obsoleto e não é compatível com o modelo mais novo? Isto tudo estão começando a soar familiar?  Realmente dá no mesmo se a interface entre CAM e NC é unificado ou não. Pressões de mercado criarão incompatibilidades no final das contas, e algum software será necessário para atravessar a questão. A única pergunta a se responder é, que software usar? Escolher um sistema de pós-processamento ou um pós-processador. Pós-processadores podem fazer muitas outras coisas além de traduzir o código CLDATA ao código da máquina CN. Por exemplo, um pós-processador pode se resumir em movimentação dos eixos, limitando a alimentação e velocidade de pós-processamento, e a qualidade da informação pós-processada podendo assim minimizar o uso dos recursos disponíveis do CAM ou do CN. Porém, pós-processadores mais sofisticados podem validar o programa antes que fosse cortado na máquina CN. Há muitas regras simples que um pós-processador pode seguir, como colocar mensagens de advertência, que seriam exibidas quando regras são violadas. Alguns exemplos: -Notando se uma ferramenta não é selecionada próximo do inicio do programa. -Advertência quando movimentos de corte são implementados com fuso parado. -Sinalizando longa série de movimentos de posicionamentos. -Advertindo que a ferramenta esta fora do plano de usinagem; -Notando se não forem ligadas as compensações de comprimento ou diâmetro quando forem solicitadas para uma ferramenta. Além de validação simples vem a correção. Há muitas situações onde um pós-processador pode descobrir um erro e corrigi-lo. Exemplos incluem: -Ciclos fixos ativos durante uma mudança de ferramenta (eles deveriam ser temporariamente cancelados); -Selecionando uma gama de engrenagem de fuso incorreta ou inexistente (o pós-processador deveria selecionar uma gama de velocidades que a máquina possua); -Especificando um sistema de lubrificação indisponível solicitado (o pós-processador deveria selecionar o próximo melhor tipo). Os melhores pós-processadores mantêm um quadro global do trabalho completo a toda hora, enquanto adequando os eventos que estão chegando, tomam decisões sobre atual. O programador CN usa esta informação para aperfeiçoar o trabalho sem, no entanto precisar intervir no pós-processamento. Por exemplo: -Pré-selecionando a próxima ferramenta assim que fisicamente possível; -Segmentando uma fita em uma mudança de ferramenta de modo que o caminho da ferramenta chegue inteiro adequando tudo para que se ajuste no carretel atual; -Selecionando uma engrenagem de fuso que melhores ajustes as exigências de velocidade atuais e subseqüentes; -Alterando inteligentemente entre eixos paralelos (Z e W) baseado nos tipos de operações que chegar e limites de movimentos disponíveis. Pós-processadores também podem trabalhar com relação às limitações e bugs do sistema de CAM ou na máquina CN. É geralmente muito mais fácil de mudar o pós-processador do que adquirir uma revisão nova do sistema CAM, ou uma nova revisão da executiva do controlador CN. O ponto importante a ser dito é que o programador CN não deveria se preocupar sobre máquina CN ou idiossincrasias do operador de máquina que não afetam a produção de um trabalho diretamente. Sempre que possível, bons pós-processadores deveriam trabalhar sobre estes detalhes, porém sem transparecê-los aos usuários. Sistemas CAM, máquinas CN, CLDATA e vocabulário de pós-processadores padrões não podem ser todos misturados para produzir um sistema de funcionamento imediatamente junto. Há muitas variáveis no mundo real, e padrões são muito restritos a extensões, para se alcançar integração total de todos estes componentes. Pós-processadores permitem juntar tudo, e pós-processadores bons podem fazer isto com um mínimo de esforço. Os melhores trabalhos pós-processados são transparentes, em outras palavras os melhores pós-processadores são os que o usuário não toma conhecimento sobre a complexidade dos cálculos e ações que estão ocorrendo por traz do pós-processamento e nem se preocupa com ele. Eles aguardam o pós-processamento tranqüilamente, e só interferem quando algum alarme for dado, garantindo o trabalho feito.