21 Unidade 4:linguagem e estrutura do CNC

OBJETIVO

Após concluir esta unidade, você deverá ser capaz de:

• Identifique as instruções da lista de programas.
• Entenda o formato do programa
• Descreva os códigos de comandos de endereço de letra
• Descreva as definições de códigos de caracteres especiais.
• Entenda os códigos G e M.

Os programas CNC listam as instruções a serem executadas na ordem em que são escritas. Eles lêem como um livro, da esquerda para a direita e de cima para baixo. Cada frase em um programa CNC é escrita em uma linha separada, chamada aBlock. Os blocos são organizados em uma sequência específica que promove segurança, previsibilidade e legibilidade, por isso é importante aderir a uma estrutura de programa padrão.

Os blocos estão organizados na seguinte ordem:

• Início do programa
• Ferramenta de carregamento
• Eixo ligado
• Líquido de arrefecimento ligado
• Rápido para posicionar acima da peça
• Operação de usinagem

• Refrigeração desligada
• Foco desligado
• Mover para uma posição segura
• Encerrar programa

Os passos listados acima representam o tipo mais simples de programa CNC, onde apenas uma ferramenta é utilizada e uma operação realizada. Os programas que usam várias ferramentas repetem as etapas de dois a nove para cada um.

Tabela 3 e Tabela 4 na seçãoCódigos G e M mostrar os códigos G e M mais comuns que devem ser memorizados, se possível.

Como qualquer linguagem, a linguagem de código G tem regras. Por exemplo, alguns códigos são modais, o que significa que eles não precisam ser repetidos se não mudarem entre os blocos. Alguns códigos têm significados diferentes dependendo de como e onde são usados.

Embora essas regras sejam abordadas neste capítulo, não se preocupe em aprender todas as nuances do idioma. É o trabalho do trabalho do software CAD/CAMPost Processor para formatar e escrever corretamente o programa CNC.

Formato do programa

O programa na Tabela 1:abaixo usina um contorno quadrado e faz um furo.

Quadra	Descrição	Propósito
% O1234 (T1 0,25 FRESAGEM FINAL) G17 G20 G40 G49 G80 G90	Início do programa. Número do programa (Nome do programa). Descrição da ferramenta para o operador. Bloco de segurança para garantir que a máquina esteja no modo de segurança.	Iniciar programa
T1 M6 S9200 M3	Carregar Ferramenta #1. Velocidade do fuso 9200 RPM, em CW.	Alterar ferramenta
G54 M8 G00 X-0,025 Y-0,275 G43 Z1.H1 Z0.1 G01 Z-0.1 F18.	Use o Deslocamento da luminária nº 1. Refrigerante Ligado. Rápido acima da parte. Rápido para plano seguro, use o Deslocamento do Comprimento da Ferramenta #1. Rápido para alimentar o plano. A linha se move para a profundidade de corte em 18 IPM.	Mover para Posição
G41 Y0.1 D1 F36. Y2.025 X2.025 Y-0,025 X-0,025 G40 X-0,4 G00 Z1.	CDC Esquerda, Lead na fila, Dia. Deslocamento #1, 36 IPM. Movimento de linha. Movimento de linha. Movimento de linha. Movimento de linha. Desligue o CDC com o movimento de saída. Plano rápido para seguro.	Contorno da Máquina
M5 M9 (T2 0,25 BROCA) T2 M6 S3820 M3	Eixo Desligado. Refrigerante desligado. Descrição da ferramenta para o operador. Carregar Ferramenta #2. Velocidade do fuso 3820 RPM, em CW.	Alterar ferramenta
M8 X1. Y1. G43 Z1.H2 Z0,25	Refrigerante Ligado. Rápido acima do furo. Rápido para plano seguro, use o Deslocamento do Comprimento da Ferramenta 2. Rápido para alimentar o plano.	Mover para Posição
G98 G81 Z-0,325 R0.1 F12. G80 Z1.	Ciclo de furo (fixo), Profundidade Z-.325, F12. Cancele o ciclo de perfuração. Plano rápido para seguro.	Sondagem
M5 M9 G91 G28 Z0 G91 G28 X0 Y0 G90 M30 %	Eixo Desligado. Refrigerante desligado. Retorne à posição inicial da máquina em Z. Retorne à posição inicial da máquina em XY. Redefinir para o modo de posicionamento absoluto (por segurança). Redefinir o programa para o início. Fim do Programa.	Finalizar programa

Códigos de comandos de endereço de letra

O bloco de comando controla a máquina-ferramenta através do uso de comandos de endereço de letra. Alguns são usados ​​mais de uma vez e seu significado muda com base no código G que aparece no mesmo bloco.

Os códigos são modais, o que significa que permanecem em vigor até serem cancelados ou alterados, ou não modais, o que significa que são eficazes apenas no bloco atual. Como você pode ver, muitos dos endereços das letras são escolhidos de maneira lógica (T para ferramenta, S para fuso, F para taxa de avanço, etc.).

A tabela abaixo lista os códigos de comandos de endereço de letra mais comuns.

Tabela 2:Códigos de Comandos de Endereço de Letra

Variável	Descrição	Definições
UMA	Posição absoluta ou incremental do eixo A (eixo de rotação em torno do eixo X)	A,B,C - Movimento Rotativo do 4º/5º Eixo Rotação em torno do eixo X, Y ou Z, respectivamente. O ângulo é em graus e precisão de até três casas decimais. G01 A45.325B90.
B	Posição absoluta ou incremental do eixo B (eixo de rotação em torno do eixo Y)	O mesmo que A
C	Posição absoluta ou incremental do eixo C (eixo de rotação em torno do eixo Z)	O mesmo que B
D	Define o diâmetro ou deslocamento radial usado para compensação da fresa	Usado para compensar o desgaste e a deflexão do diâmetro da ferramenta. D é acompanhado por um número inteiro igual ao número da ferramenta (T5 usa D5, etc). Nenhum ponto decimal é usado. É sempre usado em conjunto com G41 ou G42 e um movimento XY (nunca um arco). Quando chamado, o controle lê o registro e desloca a trajetória da ferramenta para a esquerda (G41) ou direita (G42) pelo valor do registro. G01 G41 X2.D1
E	Taxa de avanço de precisão para rosqueamento em tornos
F	Define a taxa de alimentação	Define a taxa de avanço ao usinar linhas, arcos ou ciclos de perfuração. A taxa de avanço pode ser em Polegadas por Minuto (modo G94) ou Tempo Inverso (modo G93). As taxas de avanço podem ter precisão de até três casas decimais (para ciclos de tap) e requerem um ponto decimal. G01 X2.Y0. F30.
G	Endereço para comandos preparatórios	Os comandos G geralmente informam ao controle que tipo de movimento é desejado (por exemplo, posicionamento rápido, avanço linear, avanço circular, ciclo fixo) ou qual valor de deslocamento deve ser usado. G02 X2.Y2.I.50J0.
H	Define o offset do comprimento da ferramenta; Eixo incremental correspondente ao eixo C (por exemplo, em um torno-fresa)	Este código chama um registro de compensação do comprimento da ferramenta (TLO) no controle. O controle combina os valores de TLO e Offset Z para saber onde a ferramenta está em relação ao ponto de referência da peça. É sempre acompanhado de um inteiro (H1, H2, etc), G43 e coordenada Z. G43 H1 Z2.
EU	Define o tamanho do arco no eixo X para comandos de arco G02 ou G03. Também usado como parâmetro dentro de alguns ciclos fixos.	Para movimentos de arco (G2/G3), esta é a distância X incremental do ponto inicial do arco ao centro do arco. Certos ciclos de perfuração também usam I como parâmetro opcional. G02 X.5 Y2.500I0.J0.250
J	Define o tamanho do arco no eixo Y para comandos de arco G02 ou G03. Também usado como parâmetro dentro de alguns ciclos fixos.	Para movimentos de arco (G2/G3), esta é a distância Y incremental do ponto inicial do arco até o centro do arco. Certos ciclos de perfuração também usam J como parâmetro opcional. G02 X.5 Y2.500 I0.J0.250
K	Define o tamanho do arco no eixo Z para comandos de arco G02 ou G03. Também usado como parâmetro dentro de alguns ciclos fixos, igual ao endereço L.	Para anarcmove (G2/G3) esta é a distância Z incremental do ponto inicial do arco até o centro do arco. No plano G17, esta é a distância Z incremental para movimentos helicoidais. Certos ciclos de perfuração também usam J como parâmetro opcional. G18 G03 X.3 Z2.500 I0.K0.250
eu	Contagem de ciclos fixos; Especificação de qual registro editar usando G10	Contagem de loop de ciclo fixo:Define o número de repetições (“loops”) de um ciclo fixo em cada posição. Assumido como 1, a menos que programado com outro inteiro. Às vezes, o endereço K é usado em vez de L. Com posicionamento incremental (G91), uma série de furos igualmente espaçados podem ser programados como um loop em vez de posições individuais. G10use:Especificação de qual registro editar (deslocamentos de ponto zero, deslocamentos de raio de ferramenta, deslocamentos de comprimento de ferramenta, etc.).
M	Função diversa	Sempre acompanhado por um inteiro que determina seu significado. Apenas um código M é permitido em cada bloco de código. Definições expandidas de códigos M aparecem mais adiante neste capítulo. M08
N	Número da linha (bloco) no programa; Número do parâmetro do sistema a ser alterado usando G10	Os números de bloco podem facilitar a leitura do programa CNC. Eles raramente são necessários para programas gerados por CAD/CAM sem subprogramas. Como eles ocupam a memória de controle, a maioria dos programas 3D não usa números de bloco. Os números de bloco são inteiros de até cinco caracteres sem ponto decimal. Eles não podem aparecer antes do caractere de início/término da fita (%) e geralmente não aparecem antes de um bloco apenas de comentários. N100 T02 M06
O	Nome do programa	Os programas são armazenados no controle por seu número de programa. Este é um inteiro que é precedido pela letra O e não possui casas decimais. O1234 (Exercício 1)
P	Serve como endereço de parâmetro para vários códigos G e M	Dwell (atraso) em segundos. Acompanhado por G4, a menos que usado dentro de certos ciclos de perfuração. G4 P.1
Q	Incremento de bicada em ciclos fixos	A distância de avanço incremental por passe em um ciclo de furação. G83 X2.000 Y2.000 Z-.625 F20.R.2 Q.2 P9.
R	Define o tamanho do raio do arco ou define a altura de retração em ciclos fixos	Os arcos podem ser definidos usando o raio do arco R ou I,J,Kvectors. Os IJKs são mais confiáveis ​​que os Rs, portanto, é recomendável usá-los. Ri também é usado por ciclos de furação como o valor Z do plano de retorno. G83 Z-.625 F20.R.2 Q.2 P9.
S	Define a velocidade, velocidade do fuso ou velocidade da superfície, dependendo do modo	Velocidade do fuso em rotações por minuto (RPM). É um valor inteiro sem decimal, e sempre usado em conjunto com M03 (Spindle em CW) ou M04 (Spindle em CCW). S2500M03
T	Seleção de ferramenta	Seleciona a ferramenta. É um valor inteiro sempre acompanhado de M6 (código de troca de ferramenta). T01 M06
você	Eixo incremental correspondente ao eixo X (normalmente apenas controles do grupo A do torno) Também define o tempo de permanência em algumas máquinas.	Nesses controles, X e U eliminam G90 e G91, respectivamente. Nestes tornos, G90 é um endereço de ciclo fixo para desbaste.
V	Eixo incremental correspondente ao eixo Y	Até os anos 2000, o endereço V era muito raramente usado, porque a maioria dos tornos que usavam U e W não tinha um eixo Y, então eles não usavam V. (Green et al 1996 nem sequer listavam V em sua tabela de endereços. ) Esse ainda é frequentemente o caso, embora a proliferação de ferramentas de torno mecânico e usinagem de torno-fresamento tenha tornado o uso do endereço V menos raro do que costumava ser (Smid2008 mostra um exemplo).
C	Eixo incremental correspondente ao eixo Z (normalmente apenas controles do grupo A do torno)	Nesses controles, Z e W eliminam G90 e G91, respectivamente. Nestes tornos, G90 é um endereço de ciclo fixo para desbaste.
X	Posição absoluta ou incremental do eixo X.	Dados de coordenadas para o eixo X. Até quatro casas após o decimal são permitidas e zeros à direita não são usados. As coordenadas são modais, portanto não há necessidade de repeti-las em blocos subsequentes se não mudarem. G01 X2.250F20.
S	Posição absoluta ou incremental do eixo Y	Dados de coordenadas para o eixo Y. G01 Y2.250 F20.
Z	Posição absoluta ou incremental do eixo Z	Dados de coordenadas para o eixo Z.

Definições de códigos de caracteres especiais

A seguir está uma lista de caracteres especiais comumente usados, seu significado, uso e restrições.

% – Início ou Fim do Programa

Todos os programas começam e terminam com % em um bloco sozinho. Esse código é chamado de caractere de rebobinamento de fita (um remanescente dos dias em que os programas eram carregados usando fitas de papel).

( ) - Comentários

Os comentários para o operador devem estar em letras maiúsculas e entre colchetes. O comprimento máximo de um comentário é de 40 caracteres e todos os caracteres são capitalizados.
(T02:5/8 END MILL)

/ – Bloquear Excluir

Os códigos após este caractere são ignorados se a chave Block Delete no controle estiver ligada.
/ M00

; – Fim do Bloco

Este caractere não é visível quando o programa CNC é lido em um editor de texto (retorno de carro), mas aparece no final de cada bloco de código quando o programa é exibido no controle da máquina.
N8 Z0.750;

Códigos G e M

Os códigos G&M compõem a maior parte do conteúdo do programa CNC. A definição de cada classe de código e os significados específicos dos códigos mais importantes são abordados a seguir.

Códigos G

Os códigos que começam com G são chamados de palavras preparatórias porque preparam a máquina para um certo tipo de movimento.

Tabela 3:Código G

Código	Descrição
G00	Movimento rápido. Usado para posicionar a máquina para movimentos sem fresamento.
G01	Movimento de linha em uma taxa de alimentação especificada.
G02	Arco no sentido horário.
G03	Arco anti-horário.
G04	Habitar.
G28	Retorne à posição inicial da máquina.
G40	Compensação do diâmetro do cortador (CDC) desligada.
G41	Compensação do diâmetro do cortador (CDC) esquerda.
G42	Compensação do diâmetro do cortador (CDC) à direita.
G43	Correção do comprimento da ferramenta (TLO).
G54	Deslocamento da luminária #1.
G55	Deslocamento da luminária #2.
G56	Deslocamento da luminária #3.
G57	Deslocamento da luminária #4.
G58	Deslocamento da luminária #5.
G59	Deslocamento da luminária #6.
G80	Cancele o ciclo de perfuração.
G81	Ciclo de perfuração simples.
G82	Ciclo de perfuração simples com pausa.
G83	Ciclo de furação.
G84	Ciclo de toque.
G90	Modo de programação de coordenadas absolutas.
G91	Modo de programação de coordenadas incremental.
G98	Ciclo de perfuração retorna ao ponto inicial (R).
G99	Ciclo de perfuração retorno ao plano de referência (última altura Z)

Códigos M

Os códigos que começam com M são chamados de palavras diversas. Eles controlam as opções auxiliares da máquina, como refrigeração e direção do fuso. Apenas um código M pode aparecer em cada bloco de código.

Tabela 4:Códigos M

Código	Descrição
M00	Parada do programa. Pressione o botão Cycle Start para continuar.
M01	Parada opcional.
M02	Fim do programa.
M03	Fuso no sentido horário.
M04	Fuso no sentido anti-horário.
M05	Parada do fuso.
M06	Mudar ferramenta.
M08	Refrigerante ligado.
M09	Refrigerante desligado.
M30	Finalize o programa e pressione Cycle Start para executá-lo novamente.

Selecione as definições do código G (expandido)

G00 – Movimento Rápido 

Este código comanda a máquina a se mover o mais rápido possível para um ponto especificado. É sempre usado com uma posição coordenada e é modal. Ao contrário de G01, G00 não coordena os eixos para se mover em linha reta. Em vez disso, cada eixo se move em sua velocidade máxima até que seja satisfeito. Isso resulta em movimento conforme mostrado na Figura 18, abaixo.

G00 X0. Y0.
Figura 1. G00 MotionCuidado:A velocidade rápida de algumas máquinas pode exceder 1. Um deslocamento incorreto ou movimento de coordenadas pode travar a máquina mais rápido do que o operador pode atingir a parada de emergência. Use a substituição de alimentação rápida na máquina ao executar um programa pela primeira vez.Movimento linear é movimento de linha reta: 
O G-Code é sobre movimento, e o tipo mais comum de movimento encontrado em programas de peças é o movimento em linha reta ou linear. O movimento é outra daquelas coisas no G-Code que é modal. Você diz ao controlador que tipo de movimento você gostaria com um G-Code e ele se lembra de sempre fazer esse tipo de movimento até que você diga para mudar usando outro G-Code.

G00 para Posicionamento Rápido; Rapids Motion tão rápido quanto sua máquina vai. Usado para mover o cortador pelo ar para a próxima posição em que ele cortará.

G01 para Movimento de Corte Mais Lento; Movimento de avanço mais lento, para corte. Avanço definido pelo código G “F”.

F-word =“F” como em “Feedrate”.

S-word =“S” como em “Spindle Speed”, o endereço é rpm.

Especificando movimento linear com X, Y e Z:

Especificar G00 ou G01 não causa nenhum movimento – eles apenas informam ao controlador que tipo de movimento é esperado quando você finalmente informa para onde mover. Para movimento real, você precisa especificar um destino usando as palavras X, Y e Z. Para mover para a parte zero, podemos emitir um comando como este:

G00 X0 Y0 Z0       Ou  use G01 se quiser ir mais devagar   G01 X0 Y0 Z0 F40.

Movimento interpolado ou um movimento interpolado, quando especificamos várias coordenadas em uma linha, significa que mais de um eixo da máquina está se movendo ao mesmo tempo. Na verdade, o controlador irá movê-los todos exatamente na velocidade certa em relação uns aos outros, de modo que a fresa siga uma linha reta até o destino e se mova na velocidade de avanço.

Se especificarmos o mesmo destino, mas espalharmos as coordenadas por várias linhas, cada linha será um movimento separado:

G00 X0 Y0 (Mover para X0 Y0 em um movimento, mantendo Z constante)

Z0 (Mover para Z0 em um movimento, mantendo X e Y constantes)

G00 e G01 são modais, por isso só precisamos especificá-los quando queremos mudar os modos.

Eixo Z: 

O conceito de movimentos interpolados levanta uma questão interessante para o eixo Z. Muitas vezes, é uma boa ideia mover o eixo de profundidade de corte por conta própria, em vez de como movimento coordenado com outros eixos (X e Y). Se você vai ter um problema (colisão) quando o cortador se aproximar da peça de trabalho e da fixação. Primeiro movendo-se em X e Y e depois movendo-se em Z, é muito mais fácil julgar se uma colisão acidental está prestes a ocorrer. Também é muito menos provável que você atinja algum objeto aleatório, como um grampo, se mantiver o cortador alto até estar diretamente sobre onde deseja começar a cortar.

G02 e G03 Movimento Circular é um Modo Iniciado: 

G02 estabelece um modo para arcos circulares no sentido horário.

G03 estabelece um modo para arcos circulares no sentido anti-horário.

O modo G02 ou G03 é estabelecido, os arcos são definidos em G-Code identificando suas 2 extremidades e o centro que deve estar equidistante de cada extremidade. Os pontos finais são fáceis. O ponto de controle atual, ou localização quando o bloco é iniciado, estabelece um ponto final. O outro pode ser estabelecido pelas coordenadas XYZ. O centro é mais comumente identificado usando I, J ou K para estabelecer deslocamentos relativos do ponto inicial do arco ao centro.

EXEMPLO DE ARCO NO SENTIDO HORÁRIO: 

Figura 2. Centro de um arco com IJK

Este arco começa em X0Y2. e termina em X2.Y0. Seu centro está em X0Y0. Poderíamos especificá-lo no código G assim:

G02 (Configurar o modo de arco no sentido horário)

X2Y0 I0J-2,0

O Centro Usando o Raio “R”.

O centro apenas especificando o raio do círculo. Circle tem um raio de 2, então o G-Code pode ser simplesmente:

G02 X2Y0 R2

G17/G18/G19 – Designação do Plano

Os arcos devem existir em um plano designado pelo comando G17 (XY), G18 (XZ) ou G19 (YZ). G17 é o padrão da máquina.

Figura 3. Designação do plano

G40/G41/G42 – Compensação do Diâmetro do Cortador (CDC)

O CDC é a chave para a usinagem CNC de precisão, permitindo que o operador compense o desgaste e a deflexão da ferramenta comandando a máquina para virar para a esquerda (G41) ou para a direita (G42) do caminho programado. G40 cancela a compensação do cortador. A quantidade de compensação é inserida em um registro D de controle CNC. O registro de desgaste pode ser pensado como uma tabela à qual o controle se refere a cada movimento.

Tabela 5:Registro de deslocamento de diâmetro

Compensação do Diâmetro da Ferramenta	Valor
D1	0,0125
D2	0,0000
D3	0,0000
D4	0,0000
D5	0,0000
D6	0,0000

O valor no registro D é calculado pelo operador da máquina-ferramenta, que monitora o tamanho final dos recursos da peça, compara-os com a impressão e insere a diferença no registro conforme necessário para manter a peça dentro das especificações. Se não houver desvio, o registro é definido como zero.

G01 G41 D1 X1.0 Y.25 F40.

G43 – Compensação do Comprimento da Ferramenta

G43 ativa a compensação do comprimento da ferramenta. É sempre acompanhado por um código H e um movimento Z, onde H é o registro de correção do comprimento da ferramenta (TLO) a ser lido e Z é a altura a ser alcançada em referência ao ponto de referência da peça.

O (TLO) pode ser pensado como uma tabela no controle:

Tabela 6:Compensações de Trabalho

Resistor de Comprimento da Ferramenta	Z
H1	10.236
H2	4,7510
H3	6,9652
H4	7,6841
H5	12.4483
H6	8,2250

O TLO é combinado com o offset de fixação ativo no controle para que a máquina saiba onde está a ponta da ferramenta em relação ao ponto de referência da peça.

G43 H1 Z1.

G54 – Compensação de trabalho 

Deslocamentos de trabalho são registros de dados no controle CNC que mantêm a distância da posição inicial da máquina X, Y, Z até o ponto de referência da peça. Esses deslocamentos podem ser pensados ​​como uma tabela no controle:

Tabela 7:Compensação de Trabalho

Deslocamento de trabalho	X	S	Z
G54	14.2567	6,6597	0,0000
G55	0,0000	0,0000	0,0000
G56	0,0000	0,0000	0,0000
G57	0,0000	0,0000	0,0000
G58	0,0000	0,0000	0,0000
G59	0,0000	0,0000	0,0000

Dica:G54 geralmente é usado para a primeira configuração de usinagem. Deslocamentos adicionais são usados ​​para usinar outros lados da peça.
Os valores X e Y representam a distância da casa da máquina até o ponto de referência da peça XY. O valor Z é a distância do ponto de referência da ferramenta (por exemplo, o topo de um bloco 1-2-3) e o ponto Z da peça.

G54X0. Y0.

TESTE DE UNIDADE

1. Descreva a instrução da lista de programas CNC.

2. Todos os programas CNC começam e terminam com o quê?

3. Descreva os códigos de comandos de endereço de letra.

4. Por favor, liste três códigos de caracteres especiais.

5. Descreva os códigos G e M.

6. Descreva G00 G90 G54 X0 Y0.

7. Descreva G00 G90 G43 H1 Z1.

8. Qual é a diferença entre G00 e G01?

9. Explique a diferença entre G02 e G03.

10. Por favor, descreva a palavra F e S.