Usinagem CN (Controle Numérico) Explicada: Definição, Aplicações e Princípios Fundamentais

O que é Usinagem CN?

Controle numérico (também controle numérico computadorizado, e comumente chamado de CNC) é o controle automatizado de ferramentas de usinagem (como furadeiras, tornos, fresadoras e impressoras 3D) por meio de um computador.

Uma máquina CNC processa uma peça de material (metal, plástico, madeira, cerâmica ou compósito) para atender às especificações seguindo uma instrução programada codificada e sem um operador manual controlando diretamente a operação de usinagem.

Uma máquina CNC é uma ferramenta motorizada manobrável e frequentemente uma plataforma motorizada manobrável, ambas controladas por um computador, de acordo com instruções de entrada específicas. Instruções são entregues a uma máquina CNC na forma de um programa sequencial de instruções de controle de máquina, como G-code e M-code, então executadas.

O programa pode ser escrito por uma pessoa ou, muito mais frequentemente, gerado por software de projeto assistido por computador (CAD) gráfico e/ou software de manufatura assistida por computador (CAM). No caso de impressoras 3D, a peça a ser impressa é "fatiada" (sliced), antes que as instruções (ou o programa) sejam geradas. Impressoras 3D também usam G-Code.

CNC é uma vasta melhoria sobre usinagem não computadorizada que deve ser controlada manualmente (ex: usando dispositivos como volantes ou alavancas) ou controlada mecanicamente por guias de padrão pré-fabricados (cames). Em sistemas CNC modernos, o projeto de uma peça mecânica e seu programa de manufatura é altamente automatizado.

As dimensões mecânicas da peça são definidas usando software CAD e então traduzidas em diretivas de manufatura por software de manufatura assistida por computador (CAM). As diretivas resultantes são transformadas (por software "pós-processador") nos comandos específicos necessários para uma máquina particular produzir o componente e então são carregadas na máquina CNC.

Como qualquer componente particular pode requerer o uso de várias ferramentas diferentes – furadeiras, serras, etc. – máquinas modernas frequentemente combinam múltiplas ferramentas em uma única "célula". Em outras instalações, várias máquinas diferentes são usadas com um controlador externo e operadores humanos ou robóticos que movem o componente de máquina para máquina.

Em qualquer caso, a série de passos necessários para produzir qualquer peça é altamente automatizada e produz uma peça que corresponde de perto ao desenho CAD original.

O que é Máquina CN?

Controle numérico é definido como a forma de automação programável na qual números, letras e símbolos controlam a operação. Esta instrução é projetada para fazer um trabalho particular. Máquinas CN têm a capacidade de mudar o programa para cada trabalho, ou seja, quando o trabalho muda, a instrução do programa também muda. É mais fácil mudar a instrução do programa do que modificar o equipamento de produção. Esta flexibilidade reduz o custo total de produção.

Tipos de Sistemas CN

Os dois principais tipos de sistemas CN são:

1. Sistema Ponto a Ponto (PTP),

PTP é um sistema CN, que controla apenas a posição dos componentes. Neste sistema, o caminho do movimento do componente relativo à peça de trabalho não é controlado. O deslocamento entre diferentes posições é realizado na velocidade de deslocamento permitida para a máquina-ferramenta e seguindo o caminho mais curto.

2. Sistema de Contorneamento.

Sistemas CN de contorneamento são capazes de controlar não apenas as posições, mas também o movimento do componente, ou seja, a velocidade de deslocamento e o caminho programado entre as posições desejadas.

Aplicações da Tecnologia de Controle Numérico

A tecnologia de controle numérico tem aplicação em uma ampla variedade de operações de produção, como corte de metal, desenho automático, soldagem por pontos, trabalho de prensa, montagem, inspeção, etc. No entanto, CN encontra sua aplicação principal em operações de usinagem de metal. É construída para fazer virtualmente todo o processo de remoção de metal. (Exemplo para metalurgia: Torneamento, serragem, Retificação, Fresamento, Furação, Mandrilamento).

Os trabalhos de produção onde máquinas de controle numérico são mais apropriados estão listados abaixo.

• A tecnologia CN é adequada para sequência/série de processos de usinagem.
• Geometria do trabalho é complexa, cara. Erros no processo levam a alta perda.
• São esperadas mudanças de projeto de engenharia no futuro.
• Alta remoção de metal é requerida.
• A peça de trabalho requer 100% de inspeção.
• Deve haver tolerância apertada na peça de trabalho.
• Quando muitas operações precisam ser feitas durante o processamento. É frequentemente processado em lotes de tamanhos pequenos.

Vantagens da Máquina CN

• Maior flexibilidade de manufatura. CN pode se adaptar facilmente a mudanças de projeto de engenharia e mudança no cronograma de produção.
• Tempo de preparação de manufatura reduzido. O trabalho pode ser configurado fácil e rapidamente com CN.
• Tempo não produtivo reduzido. No caso de usinagem complexa, CN parece útil para reduzir o tempo não produtivo. Devido à troca rápida/automática de ferramentas, configuração rápida e tempo reduzido de manuseio da peça.
• Fixação reduzida. Os dispositivos requeridos em operação CN são mais simples e menos custosos porque a fita CN faz o posicionamento em vez de dispositivo e fixador.
• Estoque reduzido. Este é o resultado de menos configurações e tempo de preparação reduzido.
• Controle de qualidade melhorado. Sem risco de erros humanos. Produz a peça com alta precisão. Também reduz horas-homem para inspeção.
• Maior segurança do operador.
• Redução de sucata. A alta precisão da máquina CN ajuda a reduzir material de sucata.
• Requisito de espaço no chão reduzido. Já que uma CN pode fazer variedade de operações, substitui várias máquinas convencionais.

Desvantagens da Máquina CN

• Alto custo de investimento e manutenção. Tecnologia mais complexa e sofisticada custa mais que a máquina convencional.
• Requer operador qualificado. Encontrar e treinar pessoal de CN deve ser considerado.
• Rasgo e desgaste de fita perfurada e componente de fita perfurada menos confiável.
• Erro de programação de peça em fita perfurada.
• Nenhuma velocidade e avanço ótimos. Máquinas CN convencionais não fornecem opção de mudar a velocidade de corte e avanço durante a operação.