Na maquinação por controlo numérico, caso da fresagem, cópia e torneamento, torna-se necessário fornecer ao controlador, não só os parâmetros de maquinação (avanço, rotação, …), mas também uma série de dados relativos à ferramenta, que o controlador necessita de conhecer; tais como, o diâmetro e o comprimento da ferramenta.
Quando uma ferramenta faz a aproximação a um contorno programado pelas suas cotas finais, a ferramenta deve ser conduzida de tal forma que, as navalhas da ferramenta percorram o contorno desejado sem que haja penetração da ferramenta no contorno. Por isso, o controlador tem de conhecer o diâmetro da ferramenta, por forma a situar a ferramenta exterior ou interior ao contorno programado, em que o centro da ferramenta (ver fig. abaixo) percorre uma trajectória equidistante e paralela ao contorno final.Quando se dá a passagem de penetração, a uma certa profundidade, o controlador necessita de conhecer qual a altura da ferramenta. A este processo dá-se o nome de compensação da ferramenta, ou correcção da ferramenta.
A maquinação por electroerosão não tem este conceito, pois o formato final da peça a ser maquinada terá o formato invertido da ferramenta, que é o eléctrodo. No entanto, há a referir que existem máquinas equipadas com processos que de certa forma constituem uma pequena analogia ao conceito de compensação da ferramenta. Sistemas existem, que permitem realizar a correcção do desgaste sofrido pelo eléctrodo.
Na fresagem e cópia, existem dois tipos de compensação utilizados:
compensação do comprimento da ferramenta | |
compensação do raio da ferramenta |
COMPENSAÇÃO DO COMPRIMENTO DA FERRAMENTA
As ferramentas de corte (fresas e ferros de torno) têm diferentes comprimentos.
Todavia, existe uma forma de compensar esta diversidade de dimensões, por forma a tornar mais eficaz a maquinação.
A maioria dos controladores, possui um espaço destinado a valores de compensação de comprimentos de ferramentas. Isto faz com que se possa planear o trabalho de duas formas diversas:
Uma em que o operador afina a ferramenta sempre que a queira utilizar, para cada maquinação programada, colocando o referencial Z no plano pretendido (não necessariamente Z = 0). | |
Outra em que se utilizará uma ferramenta de referência, sendo os comprimentos das restantes, relacionados com esta última. |
COMPENSAÇÃO DO RAIO DA FERRAMENTA
No torneamento, apresenta-se o raio de corte como elemento a ser compensado. Na programação, o contorno final é considerado como se fosse maquinado por uma ferramenta de raio nulo no gume de corte. Na realidade, as pontas das ferramentas de corte têm um raio de maior ou menor valor .
Na compensação do diâmetro da ferramenta, é normal, fornecer ao controlador o valor do raio da ferramenta, fazendo com que este valor esteja sempre presente aquando da maquinação de um contorno programado. Na realidade, a ferramenta, deslocar-se-á para a esquerda ou para a direita do contorno, de um valor igual ao do raio da ferramenta.
Na figura acima apresentada, que a ferramenta se mantém numa trajectória equidistante ao contorno programado.
O sentido de maquinar à esquerda ou á direita do contorno, é dado consoante a posição que a ferramenta toma em relação ao contorno, tendo em conta o sentido da maquinação.
A forma de indicar ao controlador a posição a tomar, depende de controlador e sobretudo do tipo de linguagem utilizada. Por exemplo, em ISO é normal:
G41 – Ferramenta à esquerda do contorno |
G41 – Ferramenta à direita do contorno |
Existem, no entanto, algumas restrições que limitam o processo de compensação. Os contornos programados, têm por vezes troços que são menores que o valor de compensação do raio da ferramenta. Na maioria dos controladores, estas situações não funcionarão.
Isto leva a que o programador tenha que ter em consideração as ferramentas a serem utilizadas e a repartir os seus programas, por forma a viabilizar a maquinação das peças. Mas esta situação dependerá somente do tipo de controlador. Pois se existem controladores que detectem esta situação, apresentando mensagens de erro, outros há que executam os programas sem terem detectado à priori estas anomalias; outros existem porém, mais avançados, que detectam esta situação, compensando-a de forma satisfatória, não penetrando nas zonas “proibidas”. As trajectórias equidistantes ao contorno programado são conseguidas mediante o cálculo sistemático de paralelas nos trajectos rectos e circulares entre os pontos inicial e final de cada troco. Na figura abaixo, está representada a forma como se processará o desenvolvimento da trajectória paralela, em cantos internos e em cantos externos (2 situações):
Nos cantos internos, existe uma trajectória paralela, mas cujos pontos final e inicial, não correspondem ao comprimento dos traços de contorno programado; pois os controladores têm a capacidade de “ler” uma série de blocos de programa à frente (instruções de programa), calculando os pontos de intersecção e tangência destes novos pontos final e inicial. | |
Nos cantos externos, consoante o tipo de controlador, duas situações poderão surgir: |
Na primeira situação, a mais usual, a trajectória corrigida e desenvolvida, por arcos de circunferências com centro nos vértices dos cantos dos contornos programados. | |
Numa segunda situação, o desenvolvimento e feito por prolongamentos paralelos ao contorno até ao ponto de intersecção do troço seguinte. |