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SUMÁRIO 1 – Elementos de uma Máquina CNCI 1. 1 – Conceito de CNC 1 1. 2 – Hardware 2 2 – Acionamento e Servo-Motores4 2. 1 – Conceito de acionamentos e servo-motores 4 2. 2 • Servos-Motores4 2. 3 – Acionamentos (ou Conversores) 5 2. 4 – Fuso Principal com Acionament06 2. 5 – Avanços 6 3 – Regulação de Posi 4 – Sistemas de Medi ors2 – principio de Fu OF.. _, . 4. 1 S”ipe to view 4. 2 – Circuitos de M 4. 3 – Multiplicadore 4. 4. ipos de Medição 15 4. 5 – Métodos de Medições 15 5 – Referenciamento de Eixos 18 digitais)1 1 6 – Funcionamento de uma máquina CNC20 7 – Dados de Máquina23 . – Dados de Máquina 23 7. 2 – Bits de Máquina 23 8 – DESLOCAMENTOS DE ORIGEM 24 8. 1 – Função do Deslocamento de Origem24 8. 2 – Corretores de Ferramenta24 8. 3 – Finalidade dos Corretores de Ferramenta 25 9 – Regulação de Posição 26 9. 1 – Regulador de Corrente 27 9. 2 – Regulador de Velocidade 27 9. 3 – Regulador de Posição 27 ANEXOS – Procedimentos das Lições do PTC 45 LISTA DE FIGURAS Figura 1 – Partes constituintes do CNC analógico 8 Malhas de controle em cascata do CNCIO Figura 2 – Figura 3 Pates constituintes de um resolver 12 – Sinais de um EXE14 Figura 4 Figura 5

Sistema de medição indireta de posição 16 Figura 6 – Sistema de medição direta de posição 17 Figura 7- Marcas de referência nos sistemas de medição 18 Figura 8 – Referenciamento de máqulna 19 Referenciamento de peça 19 Figura 9 – Figura 10 – Princípio de funcionamento de uma máquina CNC 21 – Intertravamentos de PLC e CNC 22 Figura 11 Figura 12 – Função de deslocamento de origem (origem da peça ou zero peça) 25 Figura 1 3 – Compensação do desgaste da ferramenta (corretor de ferramenta) 25 Figura 14 – Interpretação do fator KV 29 Figura 15 – Compensação de erro do passo do fuso 31

Figura 16 – Exemplo de Programação de um CNC35 1 – Elementos de uma Máquina CNC 1. 1 – conceito de CNC Por definição CNC significa Comando Numérico Computadorizado, ou seja, em uma máquina ou equipamento, os movimentos dos principais eixos de usinagem devem ser definidos numericamente. Isto inclui tanto as coordenadas quanto às velocidades de PAGF quais ligados a acionamentos, que por sua vez são controlados pelo CNC.

As informações relativas aos deslocamentos a serem efetuados, bem como outros parâmetros pertinentes ao processo de usinagem, tais como velocidade, regime de deslocamento, interpolações, etc. são escritas em linguagem de máquina apropriada, gerando um programa de usinagem que será introduzido na memória do CNC, o qual irá então ler estas informações e instruções (programa de usinagem), interpretá-las e executá-las na mesma ordem em que forem introduzidas no programa.

As grandes vantagens desta tecnologia residem em vários fatores: – Garantia de repetibilidade de um processo de usinagem; IJma vez testado o programa, pode-se ter certeza de que o mesmo será sempre repetido exatamente da maneira como foi programado. – Flexibilidade da utilização da máquina, através do uso de um rograma específico para cada peça a ser usinada; – Execução de tarefas complexas e diversas em uma mesma máquina (tais como corte de roscas, interpolações, fresagens, etc. , possibilitando a execução de peças complexas em uma única fixação, o que diminui consideravelmente o risco de refugos devidos à má fixação das peças; – Diminuição do tempo total necessário para a completa usinagem de uma peça; – Viabilização da produção de lotes pequenos de peças, pois o tempo de preparação da máquina fica reduzido basicamente ao tempo de troca do dlspositivo de fixação e eventualmente do erramental.

PAGF 3 OF ao armazenamento das informações necessárias ao funcionamento do CNC, tais como programa de usinagem, subrotinas, dados de máquina, deslocamento de ponta zero, corretores de ferramenta, etc. , sendo geralmente do tipo vo átil (RAM), isto é, memórias que necessitam de uma fonte externa de tensão para não perderem as informações. Podem também armazenar as instruções internas de funcionamento do CNC (FIRMWARÉ), que geralmente são gravadas em memórias não voláteis (EPROM ou EEPROM).

D)Placas de Medição São placas encarregadas de controlar os eixos, monitorando uas posições, e enviando sinais aos acionamentos que controlam os servo motores. Uma placa típica de medição controla dois a quatro eixos de usiangem mais o fuso principal. E)Placas de Controle de Periféricos São módulos encarregados do controle e supervisão de equipamentos externos ao CNC, tais como leitoras/perfuradoras de fita, impressoras, nônios eletrônicos, etc. F)Placas de Interface CNC/PLC Em alguns equipamentos o PLC possui uma CPU própria, trabalhando de forma independente em relação à CPU do CNC.

Em tais casos torna-se necessário o uso de uma placa de nterfaceamento, a fim de monitorar e auxiliar no intercâmbio de informações entre as duas CPlJs. G)Placas Controladoras de Vídeo Responsáveis pela administra 30 das informações que aparecem na tela do CNC, do tipo colorido ou placas que compõem um CNC moderno, como: – Placas de Comunicação em Rede; – placas de Entradas Analóglcas ou Digitais; – Placas de Comunicação às Acionamentos Digitais; 2 – Acionamento e Servo-Motores PAGF s OF eletrônicos que tem por finalidade controlar as rotações de um servo-motor e são divididos em dois grupos: A) Acionamentos Tiristorizados

Foram os primeiros a surgirem no mercado, e ainda hoje são utilizados para motores de maior potência; B) Acionamentos Transistorizados De projeto mais moderno, são o tipo de conversor mais encontrado atualmente, são mais rápidos e mais precisos que seus antecessores thiristorizados. Basicamente, os acionamentos recebem uma informação do CNC, relativa à velocidade com que a qual o eixo deve ser deslocado (normalmente um sinal analógico em torno de 8Vdc), e transformam este sinal em um sinal desejado de rotação e também monitoram, através de um dispositivo chamado de acogerador, a rotação real (atual) do servo-motor.

Através da comparação destas duas informações, o acionamento gera um valor desejado de corrente a ser enviada ao servo-motor. Este valor de corrente será gerado em função da diferença existente entre o valor desejado de rotação desejado pelo CNC e o valor real (atual) de rotação medida pelo tacogerador. Quanto maior for à diferença entre estes dois valores, maior será o valor de corrente a ser enviado ao servo- motor.

Uma vez determinado o valor de corrente a ser enviado, esta informação é enviada para um módulo encarregado de gerar os mpulsos para os dispositivos de comutação. O gerador de impulsos, por sua vez, comanda o módulo de potência, de modo que o valor dese•ado de corrente seja gerado. Na maioria dos acionam nda uma medição de sistema de trabalho é denominado de “Malha Fechada”. 2. 4 – Fuso principal com Acionamento O acionamento do fuso principal fornece à usinagem da peça a potência de corte necessária.

De acordo com o tipo de material (por exemplo, aço, ligas, alum[nio, bronze, ferro fundido, etc. ), da ferramenta de corte e tipo de usinagem (por exemplo, desbaste ou acabamento) utilizadas, é preciso em velocidades distintas, ornecer níveis determinados de potência do acionamento. Como os fabricantes de máquinas operatrizes utilizam acionamentos para o mínimo possível de estágios de caixa de câmbio, é desejável motores para acionamento do fuso principal com potência constante para uma ampla faixa de variação de velocidade.

Atualmente podemos diferenciar dois tipos de acionamentos: A) Acionamento de Fuso Principal de Corrente Continua para aclonamento pnncpal são utilizados predominantemente motores CC com excitação independente que possibilitam duas regiões de trabalho: Região de variação de rotação em função a tensão da armadura com momento constante e Região de enfraquecimento de campo com potência constante. A troca de maneiras de operação do motor exige a utilização de conversores de corrente especiais.

As potências destes acionamentos são muitas variáveis, por exemplo: 0,8 KW a 1000rpm ou 400KW a 400rpm com velocidades máximas de 7000rpm ou mais. B) Acionamento de Fuso Principal de Corrente Alternada A potência é transmitida ao rotor de forma indutiva de maneira que para este motor é eli arte sensível que é o PAGF 7 OF posicionar os eixos de uma máquina operatriz com CNC. São de rande importância as seguintes características: – Alta dinâmica; – Girar sem trancos, mesmos em velocidades mais baixas (ne 1 m). Alta capacidade de sobrecarga; – Boa exatidão no posicionamento. Um conversor fornece ao motor de avanço de corrente contínua ou alternada tensões continuas ou alternadas utilizando-se para pequenas e médias potências conversores transistonzados . com correntes normnais de 3 a 90 A) que gradativamente substituem os acionamentos tiristorizados. para acionamentos CA são utilizados motores síncronos ao quais possuem enrolamento estatórico normal e o rotor formado com s pólos formados de imãs permanentes.

Característica principal destes motores é a velocidade do campo magnético do estator. Eles possuem momento quase constante e constante capacidade de sobrecarga em toda a faixa de variação de velocidade. Existem servo-motores CA com torque com rotor travado de 0,15 até 90 Nm com velocidades de 1200 a 5000 rpm. Nos acionamentos de última geração existem muito poucos ajustes a serem efetuados, basicamente, após a colocação em funcionamento inicial apenas dois ajustes podem ser tornar necessar. o: A) Ajuste de Off-Set (também conhecido de Drift)

Este ajuste visa compensar distorções internas, inerentes a qualquer circuito eletrónico. Sua finalidade é a de garantir que, para um mesmo valor nominal (invertendo-se apenas a polaridade), o motor gire com a mesma rotação em ambos os sentidos, e que para um valor nominal de O Vdc o mesmo fique parado. PAGF 8 OF específicas do motor a ser controlado, porém estes ajustes geralmente são feitos apenas uma vez, durante a colocação em funcionamento (start-up) inicial, e em seguida permanecem inalterados.

Dentre estes ajustes podemos citar: – Ganho Proporcional – Ganho integral Estes dois ajustes determinam a maneira como o acionamento irá reagir a variações de cargas ou de valor nominal. C)Limite de corrente (estático e dinâmico) O limite de corrente estática determina a maior corrente que o motor pode suportar, enquanto o limite dinâmico estabelecer um limite de corrente que varia em função da rotação atual. Este geralmente atua durante as fazes de aceleração e frenagem do motor. A FIG. ilustra as partes constituintes de um CNC analógico abordado até o momento. [pic] artes constituintes do CNC analógico Figura 1 -p 3 – Regulação de Posição A função principal de um comando numérico é comandar e regular os aclonamentos dos eixos. Esta tarefa é assumida pelo controle de posição. Existe para cada eixo numericamente controlado um controle de posição que fornece na saída um valor de referência de avanço ao regulador de velocidade ue corresponde ao valor programado de velocidad regulador de velocidade programada.

Os pontos de apoio correspondente para a interpolação estão no contorno programado. Estes valores de referência parciais serão somados e resultam no valor de referência de posição (serão consideradas as alterações de elocidade de aproximação e frenagem) Do sensor de posição da máquina (por exemplo, um resolver) será fornecido ao comando através de cabos blindados a sinal de medição (um circuito eletrônico) se ocupa da avaliação deste “sinal de erro” e pela alimentação do sensor de posição.

O sinal de erro será transformado em impulsos (onde um impulso corresponde a incremento de deslocamento) que serão contatos considerando-se o sentido de deslocamento. No término de um CICIO o regulador de poslção apanha este valor real parcial a apaga em seguida o contador de impulsos. Este valor real parcial será da esma forma somada e resulta na posição real. Da posição real e posição desejada é feita à diferença, o arraste, este nome provém do deslocamento atrasado da parte mecânica da instalação (o valor real da máquina) em relação ? parte eletrônica (valor de referência de deslocamento).

O arraste será multiplicado pelo fator KV e, eventualmente, por um fator de multiplicação e colocado na saída como velocidade de avanço. A existência de um drift é compensada através da determinação e saída correspondente valor de referência em contrário. Este valor de velocidade, até aqui digital, será ransformado em um valor analógico e fornecido ao regulador de velocidade em forma de tensão continua (os níveis de tensão estão de acordo com o tipo de comando na ordem de ±8 até ± 10 v).

O aparelho de comando regula este valor de referência de velocidade rapidamente e através de um acoplamento mecânico rígido com o sensor de medição fecha a malha de regulação de posição. Como a malha de posição é sobreposta à malha de regulação de velocidade e esta à malha de regulação de corrente é obrigatório inicio da observa ão se iniciar pela malha de regulação de corrente. A malhas de controle em