Conceitos Básicos de Usinagem CNC

O que você precisa saber antes de ter uma máquina CNC.

Então você está interessado em máquinas CNC, e percebeu que há muitos termos novos e que parecem ser complicados?
Veja o que você deve aprender primeiro, antes mesmo de comprar sua Router ou Fresadora CNC, para que você entenda, afinal, do que se trata este tal de CNC?
Esta não será uma leitura longa, mas suficiente para você entender do que estaremos falando nos próximos artigos e principalmente, ter uma boa base para avançar nos seus estudos e realizar trabalhos cada vez mais profissionais com sua Router ou Fresadora.

Como você já deve saber, CNC é a sigla de Comando Numérico Computadorizado. É um conjunto de sistemas de software e hardware para operar automaticamente máquinas ferramentas, como fresadoras, tornos e centros de usinagens. O foco desta série de artigos são as máquinas cartesianas de 3 eixos, como fresadoras CNC e Routers CNC.

1. Entendendo os programas para CNC

Existem centenas de diferentes softwares usados para se trabalhar com uma máquinas CNC. No mínimo precisamos de um programa de CAD, um CAM, e por último, o controlador da máquina.

O CAD, Desenho Assistido por Computador (do inglês: Computer Aided Design) é um nome genérico para programas utilizados para desenhos e projetos.

Exemplos de programas CAD: AutoCad, SolidWorks, Sketchup.

Com estes programas você irá fazer o desenho / projeto que deseja produzir com sua máquina.

O CAM, Manufatura Auxiliada por Computador (do inglês: Computer Aided Manufacturing) é um nome genérico para programas que podem definir a trajetória e rotinas que a máquina CNC irá executar. Basicamente você irá utilizar programas de CAM para converter o seu desenho criado com um programa CAD, em linhas de comandos que irão operar a máquina. Estes comandos são chamados de Código G, ou simplesmente G-code.

Exemplos de programas CAM: CamBam, HSMXpress (plugin de CAM para SolidWorks), Autodesk Fusion 360.

Por fim o controlador CNC. Ele pode ser via software, instalado em um computador, ou por hardware, como é o caso das máquinas da Protoptimus. O controlador é responsável por traduzir os códigos G gerados por um programa CAM em movimentos e rotinas que a máquina CNC irá realizar.

Confira o infográfico abaixo que exemplifica o fluxo de um trabalho com uma Router CNC.

 

infografico-tutorial-usinagem-router-cnc

2. O básico de Códigos G

Código G (ou G-code) é a linguagem de programação que faz sua máquina CNC trabalhar. Saber ao menos o básico de programação de códigos G é útil por duas razões:

Primeiro, você pode operar sua máquina de forma semi-manual, isto é, digitando determinados comandos no terminal de entrada da máquina para que ela realize as operações desejadas.

Exemplo: Se você precisa executar uma operação simples você pode economizar tempo simplesmente digitando códigos G no terminal do controlador, ao invés de gerar estes mesmos códigos através de um software CAM. Vamos supor que desejamos que nossa máquina avance 100mm para a direita, e depois retorne estes 100mm para a esquerda. Supondo que o eixo direita/esquerda seja X, nós apenas digitamos X100 e X-100 para que a máquina realize esta operação.

Em breve colocaremos no ar um curso básico de G-codes, gratuito. Cadastre-se no site para ser avisado por e-mail.

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Segundo: Você pode alterar os códigos G gerados por programas CAM, excluindo ou incluindo comandos específicos que você deseja que a máquina execute, mas que não foram possíveis adicionar pelo software CAM. Assim como pode modificar o código de forma a corrigir incompatibilidades entre o código G criado no programa CAM e o controlador CNC que você utiliza.

3. Básico de Velocidade e Avanço na Usinagem CNC

Primeiro vamos definir estes dois termos quando falamos de máquinas CNC.

Velocidade (ou em inglês: speed) diz respeito a velocidade da ferramenta de corte, isto é, a velocidade tangencial da fresa. Mais especificamente, é a velocidade no ponto de contato entre o corte da fresa e a superfície sendo usinada, no momento em que ocorre a produção do cavaco. Esta velocidade é uma relação entre o diâmetro da ferramenta de corte e a rotação do motor, ou Spindle. Para uma mesma rotação, quanto maior o diâmetro da fresa, maior será a velocidade tangencial dela.
As tabelas de ferramentas de corte possuem suas velocidades padrões para cada tipo de material. Geralmente os fabricantes de fresas também especificam a rotação do motor que deve ser utilizada para cada material, se especificado o diâmetro da ferramenta.
Este é um aspecto freqüentemente negligenciado por operadores de máquinas sem muita experiência. A rotação do motor/spindle não é o único dado importante neste quesito.

 

velocidade-fresa-cnc-rpm

Para a mesma RPM, a velocidade tangencial é diferente para diferentes diâmetros de fresa.

 

Avanço (ou em inglês: feed) é a velocidade com a qual a ferramenta se desloca ao longo dos eixos. Note que existem máquinas de mesa fixa, e ferramenta móvel; e máquinas de ferramentas fixa com a mesa móvel. Ou ainda os dois tipos de movimentos combinados. Independente da forma de movimentação o conceito de avanço é o mesmo.

Velocidade de Avanço Feed CNC

Para cada tipo de material, deve-se escolher a fresa mais adequada. Para cada diâmetro de fresa, uma velocidade e avanço serão definidas. A escolha errada da fresa e parâmetros podem ocasionar diversos problemas, desde baixa qualidade de acabamento à quebra da ferramenta de corte.

Existem diversos programas utilizados para realizar o cálculo com precisão dos parâmetros de corte, isto é, velocidade e avanço para uma dada fresa e material.

Em breve teremos aqui um artigo detalhado para calcular os parâmetros de corte. Lembre-se de se cadastrar seu e-mail no formulário mais acima neste artigo para receber as atualizações.

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10 Comments

  1. Trabalho em uma empresa, que utiliza como fresa bastões de vidia afiada, se não estiver enganado este não é o procedimento correto certo! Como faço para que entendam que precisamos trabalhar com as ferramentas certas. Se tiverem algum material que possa me auxiliar nesta empreitada ficaria muito agradecido.
    Rodolfo Andrade.

    • Pesquise por “material removal rate” que encontrará bons artigos para mostrar para eles. Não só o material da fresa, mas sua geometria e quantidade de facas influenciam diretamente na vida útil da ferramenta e qualidade do corte.

  2. Amigo, só tenho uma duvida, usa ou sabe usar o artcam?
    por exemplo, tenho um relevo, como gero o g-code? por imagem 2D só o contorno, ou desbaste interno eu consigo, só não consigo gerar o g-code de relevo, seja importado por imagem, seja importado de outros CAD’s…
    Por favor, sua ajuda é muito importante.
    Abraço.

    cordialmente,
    Juliano

    • Com imagem 2D você terá de modelá-la para 3D, que pode ser feito no ArtCam ou Fusion 360, entre diversos outros programas. Para já ter relevos em 3D para usinar, pesquise por arquivos com a extensão .STL, ou por combinações de palavras chaves como “CNC relief” que você encontrará arquivos gratuitos para a baixar.

  3. Boa tarde. excelente começo é o que mais falta para um iniciante. Gostaria de saber tenho um arduino mega 2560 com ramps 1.4 e não consigo fazê-la funcionar. será o proigrama, já fiz testes de ramps, arduino e tudo funcionando. estou suando corel, vcarve, march3 e arduino e ai . me informe. a mecanica já esta pronta eu mesmo fiz com resto de materiais de informática. fico no aguardo. abraço. parabéns.

    • Seu problema na Ramps 1.4, me parece estar relacionado com os sensores fim de curso, pois é normalmente fechado. De uma olhada na configuração dos sensores, pois a maioria de problemas com sistema inoperante se dá pelo problema com as chaves fim de curso. Espero ter ajudado.

  4. Ola! Estou trabalhando em uma maquina cnc sem os conceitos básicos, tenho conhecimentos em maquinas automáticas e isso facilitou meu ingresso neste ramo, que espero ser meu futuro.
    Este material vai ser fundamental na minha carreira, como programador cnc.
    um abrç e sucesso!

  5. sou totalmente leigo no assunto porem estou interessado no assunto tenho uma cnc hobi
    e preciso trabalhar com ela principalmente com gravação em acrilico

  6. Boas… Estou caindo de para queda no mundo CNC infelizmente por conta de falta de e maus profissionais nesta área.
    Por conta deste fato estou iniciando os estudos de compra do material para a montagem de uma CNC Router (mesa para trabalhos).
    Gostaria se possível me indicar que motores devo adquirir para montar esta mesa.
    Pretendo trabalhar em Alumínio que são peças de coletores de meu automóvel.
    Se puder me orientar lhe agradeço, não consegui encontrar nada que me oriente a uma compra correta, nem mesmo os vendedores de nema, driver e interface sabem informar.
    Desde já lhe sou grato.

    Obrigado pela sua atenção.

    Meneghini.

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