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Entendendo
os tipos de movimentos nos CNCs.
"Movimento
efetivamente dominante na maioria das máquinas CNC requer
mais que descrever como a máquina CNC determina a posição
de ponto final de cada movimento".
Durante o conceito
fundamental número um, nós discutimos como são
comandados os pontos finais para os movimentos de eixo utilizando
o sistema de coordenada retangular. Durante aquela apresentação,
porém, nós nos preocupamos apenas com descrever como
a máquina de CNC determina a posição de ponto
final para cada movimento. Comandar movimento efetivamente na maioria
das máquinas CNC requer mais do que posicionar movimentos.
Os fabricantes de controle CNC fazem isto tão fácil
quanto possível para os comandos de movimento no programa.
Para esses estilos de movimento do que é preciso normalmente,
eles dão para o usuário CNC vários tipos de
interpolação.
Entendendo as interpolações.
Diga por exemplo, você deseja mover só um eixo linear
em um comando. Você quer mover o eixo X a uma posição
com um avanço lento à direita do zero do programa.
Considerando que o comando fosse X10. (assumindo o modo absoluto
e em mm). A máquina removeria uma linha perfeitamente reta
neste movimento (desde que só um eixo está movendo).
Agora digamos que desejo para incluir um Y eixo movimento a uma
posição de 10 milímetros em relação
ao zero do programa (e juntamente com o Y atuasse o X voltando a
zero). Nós diremos que você está tentando fazer
um chanfro na peça produto com este comando. Para caminhar
numa linha perfeitamente reta e chegar ao ponto de destino programado
nos dois eixos juntos, tem que haver uma sincronização
dos eixos X e Y neste movimentos. Também, se a usinagem ocorrer
durante o movimento, uma taxa de movimento (feedrat) também
deve ser especificada. Isto requer interpolação linear.
Figura
1. O movimento 2 atual foi gerado com interpolação
linear. Saiba que para máquina não ocorreu um único
movimento, mas sim uma serie de movimentos minúsculos cujo
tamanho do passo é igual à resolução
da máquina, normalmente 0.001mm.
Durante
comandos de interpolações lineares, o controle precisa
e automaticamente calcular uma série de únicas partidas
de eixo muito minúsculas, enquanto mantêm a ferramenta
tão perto do caminho linear programado quanto possível.
Com as máquinas CNC de hoje, se aparecerá que a máquina
está formando um movimento de linha perfeitamente reta. Porém,
na figura 1 (acima) mostra o que o controle de CNC está fazendo
de fato durante interpolação linear.
Em modo semelhante, requerem muitas aplicações para
máquinas CNC, por exemplo, que a máquina possa formar
movimentos circulares. Aplicações para movimentos
circulares incluem raio de concordância entre faces de peças,
furos circulares de grandes e pequenos diâmetros, etc. Este
tipo de movimento requer interpolação circular. Como
com interpolação linear, o controle gerará
minúsculos movimentos que se aproximam o máximo de
caminho circular desejado. A figura 2 (abaixo) mostra o que acontece
durante interpolação circular.
Figura 2. Este desenho mostra o que acontece durante interpolação
circular.
Dependendo
da aplicação da máquina, você pode encontrar
ainda outros tipos de interpolação disponível.
Novamente, os fabricantes de controle CNC tentam fazer isto tão
fácil quanto possível para programar os controles
deles. Por exemplo, em muitos centros de usinagem os usuários
executam operações de fresagem em linha em suas máquinas.
Durante o fresamento em linha, a máquina tem que se movimentar
em um modo circular ao longo de dois eixos (normalmente X e Y) ao
mesmo tempo um terceiro eixo (normalmente Z) se movimenta num modo
linear. Isto permite se usinar uma hélice da linha. Este
movimento se assemelha a um movimento de espiral (entretanto o raio
de uma espiral não é constante). Sabendo que seus
clientes precisam deste tipo de movimento para fresadoras de linha,
fabricantes de centros de usinagem CNC oferecem outra interpolação
característica chamada helicoidal.
Ainda outro tipo de interpolação pode ser requerido
em centros de torneamentos que têm estampagem ao vivo. Por
centros de torneamentos que podem girar ferramentas (como fresadoras
de acabamento) na torre e tem um eixo de C para girar a peça
produto, podem ser usados interpolação de coordenada
polar para fresar contornos ao redor da periferia da peça
produto. Interpolação de coordenada polar permite
para o programador aplainar com o eixo rotativo, enquanto tratando
isto como um eixo linear com a finalidade de fazer comandos de movimento.
Os três tipos
de movimento mais básicos.
Enquanto sua máquina CNC particular pode ter mais tipos de
movimentos (dependendo de sua aplicação), concentremos
nos três mais comuns disponíveis em quase todas formas
de equipamento de CNC. Depois de introduzir cada tipo de movimento
brevemente, nós mostraremos um exemplo de programa que acentua
o uso de todos os três.
Estes tipos de movimentos têm em comum duas coisas.
Primeiro, eles são todo modais. Isto significa que
eles permanecem em efeito até outro comando interrompê-los.
Por exemplo, se vários movimentos do mesmo tipo forem usados
consecutivamente, o G correspondente só aparecerá
no primeiro comando.
Segundo, o ponto final do movimento é especificado
em cada comando de movimento. A posição atual da máquina
será tomada como o ponto de partida.
Movimento rápido (Também chamado de posicionamento)
Este tipo de movimento é usado para comandar movimento à
taxa de avanço mais rápida da máquina. É
usado para minimizar tempos não produtivos durante o ciclo
de usinagem. Usos comuns para movimento rápido incluem posicionamento
da ferramenta para se iniciar um corte, movimentos de desvios de
partes auxiliares tais como grampos, fixadores e outras obstruções,
e em geral, qualquer movimento não cortante durante o programa.
Você tem que conferir o manual do construtor da máquina
para determinar a taxa de movimentação rápida.
Normalmente esta taxa é extremamente rápida (algumas
máquinas ostentam taxas rápidas de bem mais de 25m/min),
significando o operador devem ser cautelosos ao verificar comandos
de movimento rápidos. Felizmente, há um modo para
o operador anular a taxa rápida durante verificação
de programa.
O comando que quase todas máquinas CNC usam para iniciar
movimento rápido é o G00. Dentro do comando de G00,
o ponto final para o movimento é determinado.
Os fabricantes de controle variam com respeito ao que de fato acontece
se mais de um eixo é incluído no comando de movimento
rápido. Com a maioria dos controles, a máquina moverá
tão rápido quanto possível em todos os machados
comandados. Neste caso, um eixo alcançará seu ponto
de destino provavelmente antes dos outros. Com este tipo de comando
rápido, movimento de linha reta não acontecerá
durante movimentos rápidos neste sentido o programador deve
ter muito cuidado se há obstruções para evitar.
Com outros controles, acontecerá movimento de linha reta
entre o ponto inicial e final do movimento, até mesmo nos
comandos de movimento rápidos.
Movimento em linha reta
Este tipo de movimento
permite ao programador comandar movimentos de linha reta perfeitamente
como discutido anteriormente durante nossa discussão de interpolação
linear. Este tipo de movimento também permite ao programador
especificar a taxa de movimento (taxa de avanço) ser usado
durante o movimento. Movimento de linha reta pode ser usado a qualquer
momento, um movimento cortante reto é requerido enquanto
se faz uma furação, um faceamento e ao fresar superfícies
retas.
O método pelo qual a taxa de avanço é programada
varia de um tipo de máquina para o outro. Em geral, centros
de usinagens só permitem que a taxa de avanço seja
especificada em formato de por minuto (polegadas ou milímetros
por minuto). Os centros de torneamento também permitem se
especificar taxa de avanço em formato de por revolução
(polegadas ou milímetros por revolução).
A palavra G01 é
normalmente usada para especificar movimentação em
linhas retas. No G01, o programador incluirá o ponto final
desejado em cada eixo.
Movimento circular
Estes tipos de movimento causam a máquina movimentos na forma
de um caminho circular. Como discutido anteriormente durante nossa
apresentação de interpolação circular,
este tipo de movimento é usado para gerar raios durante a
usinagem. Toda a taxa de avanço relacionado e pontos já
ditos durante nossa discussão de movimento de linha direto
se aplica aqui.
Dois códigos G são usados com movimento circular.
G02 é usado para especificar movimentos circulares à
direita (sentido horário) enquanto G03 é usado para
especificar os movimentos circulares a esquerda (sentido ante horário).
Para se avaliar o qual usar, você simplesmente precisa ter
uma visão do movimento da mesma perspectiva que a máquina
verá o movimento. Por exemplo, se fazendo um movimento circular
em XY em um centro de usinagem, simplesmente veja o movimento do
ponto de vista do fuso. Fazendo se um movimento circular em XZ em
um centro de torneamento, simplesmente veja o movimento de sobre
o fuso.
Adicionalmente, movimento circular requer que por um meio ou outro,
o programador especifique o raio do arco a ser gerado. Com os controles
CNCs mais novos isto é controlado por um "R" que
simplesmente declara o raio. Com controles mais antigos, vetores
direcionais (especificado por I, J e K) digam ao controle o local
do ponto de centro do arco. Desde que controles variam com respeito
a como são programados vetores direcionais, e desde que a
palavra de R está ficando mais popular para designação
de raio, nossos exemplos mostrarão o uso do R. Se você
desejar aprender mais sobre vetores direcionais, recorra ao manual
de seu fabricante de controle.
Exemplo de programa mostrando três tipos de movimentos.
Neste exemplo particular, nós estamos fresando o contorno
externo de uma peça produto. Note que nós estamos
usando uma fresa de uma polegada de diâmetro para usinar o
contorno e nós estamos programando considerando o centro
da fresa. Mais tarde, durante conceito fundamental número
quatro, nós discutiremos um modo para programar a peça
produto de modo que seja considerado o contorno da ferramenta (não
o caminho de da linha de centro da ferramenta de corte).
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