Índice

1. CNC — Tipos e Arquitectura — tornos, fresadoras, routers, plasma, laser; controlador, servo, fuso; segurança
2. Parâmetros de Maquinagem — velocidade de corte, avanço, profundidade, material vs ferramenta
3. Ferramentas de Corte — geometria, materiais (HSS, carboneto), desgaste, vida útil, troca
4. Programação G-code Básica — G00/G01/G02/G03, M03/M05/M30, ciclos fixos G81/G83
5. Manutenção Preventiva CNC — lubrificação, nivelamento, backlash, filtros
6. Diagnóstico de Avarias — alarmes Fanuc/Siemens, erro de seguimento, substituição de encoder

Tipos de Máquinas CNC

Arquitectura de uma CNC

┌─────────────────────────────────────┐
│         CONTROLADOR CNC             │
│   (Fanuc, Siemens, Heidenhain)      │
│                                     │
│  ┌───────┐    ┌──────────────────┐  │
│  │ CPU   │───│  Interpolador    │  │
│  └───────┘    └────────┬─────────┘  │
└───────────────────────┼─────────────┘
                        ▼
              ┌─────────────────┐
              │   Servo Drive   │
              └────────┬────────┘
                       ▼
              ┌─────────────────┐
              │  Servo Motor +  │
              │    Encoder      │
              └────────┬────────┘
                       ▼
              ┌─────────────────┐
              │  Fuso / Guias   │
              └─────────────────┘

Componentes Principais

Controlador CNC

• Interpreta o programa G-code
• Calcula trajectórias (interpolação linear e circular)
• Gere entradas/saídas (I/O) da máquina

Servo Motor + Encoder

• Motor: gera o movimento de posicionamento
• Encoder: retorna posição real ao controlador (feedback)
• Drive: converte sinais digitais em potência para o motor

Fuso de Esferas (Ball Screw)

• Converte rotação em translação linear
• Alta eficiência e baixa folga (backlash)
• Pré-carga elimina folga residual

Normas de Segurança em CNC

EPI obrigatório:

• Óculos de protecção contra projecção de apara
• Calçado de segurança (sola anti-perfuração)
• Luvas anticorte ao manusear ferramentas (fora da máquina)
• Protector auricular em operações longas

Procedimentos de segurança:

1. Verificar fixação da peça antes de iniciar o ciclo
2. Nunca abrir a porta durante o ciclo de maquinagem
3. Executar programa em "dry run" (sem peça) na 1ª vez
4. Manter a área de trabalho livre de fluido de corte acumulado
5. Paragem de emergência (E-STOP) deve estar acessível e funcional

Velocidade de Corte (Vc)

Fórmula fundamental:

Onde:

• = diâmetro da ferramenta ou peça [mm]
• = velocidade de rotação [rpm]

Valores típicos de Vc [m/min]:

Avanço e Profundidade de Corte

Avanço por dente (fz):

Profundidade de corte:

• Axial (ap): profundidade no eixo da ferramenta
• Radial (ae): largura de corte (% do diâmetro)

Regra prática para acabamento vs desbaste:

Selecção Material vs Ferramenta

ALUMÍNIO ────────── Carboneto não revestido (K10/K20)
                     Rake angle positivo (+15°)
                     Vc = 300–600 m/min

AÇO MACIO ───────── Carboneto TiAlN (P25/P35)
                     Vc = 80–200 m/min

AÇO INOX ────────── Carboneto TiAlN/AlCrN (M20/M35)
                     Vc = 50–100 m/min
                     Refrigeração obrigatória

TITÂNIO ──────────── Carboneto submicron TiAlN
                     Vc = 40–60 m/min
                     Alta pressão de refrigeração

Geometria da Ferramenta

Ângulos principais de uma fresa de topo:

       Ângulo de hélice (helix angle)
       ╲
        ╲   ← Rake face (face de saída)
         ╲
──────────╲──── Cutting edge
           ╲
            ╲ ← Flank face (flanco)
             ╲
              ╲ Clearance angle (ângulo de folga)

• Ângulo de saída (rake): + 10° a + 20° para alumínio; 0° a +10° para aço
• Ângulo de folga (clearance): 6° a 12°
• Ângulo de hélice: 30°–45° (geral); 45°–55° (alumínio)

Materiais de Ferramenta

Desgaste e Vida Útil

Tipos de desgaste:

1. Desgaste de flanco (VB) — por abrasão; limite: VB = 0,3 mm
2. Desgaste de cratera (KT) — por difusão a alta temperatura
3. Lascagem (chipping) — impacto, interrupção de corte
4. Deformação plástica — temperatura excessiva

Fórmula de Taylor:

Onde T é a vida útil em minutos, n e C são constantes do par ferramenta-material.

Sinais de troca imediata:

• Acabamento superficial degradado
• Força de corte aumentada (spindle load > 120%)
• Ruído anormal (chatter/vibração)
• Temperatura elevada na peça

Códigos G Essenciais

Códigos M Essenciais

Ciclos Fixos

G81 — Ciclo de furação simples:

G81 X20. Y30. Z-15. R2. F80
; Furação em X20 Y30, profundidade Z-15,
; plano de retorno R+2mm acima de Z0

G83 — Ciclo de furação com extracção (peck drilling):

G83 X20. Y30. Z-40. R2. Q5. F60
; Furação profunda com incremento de 5mm (Q)
; Extrai para limpar apara a cada 5mm

G84 — Ciclo de roscagem:

G84 X20. Y30. Z-20. R2. F1.25
; Rosca M8 (passo 1.25mm)
; F deve ser igual ao passo da rosca

Programa Completo — Exemplo

%
O0001 (CONTORNO RECTANGULAR 60x40mm)
N10 G21 G17 G90 G40    ; Setup: mm, plano XY, absoluto
N20 G54                 ; Sistema de coordenadas peça 1
N30 T01 M06             ; Fresa de topo Ø10mm
N40 G43 H01             ; Compensação de comprimento T01
N50 M03 S8000           ; Fuso CW, 8000 rpm
N60 M08                 ; Liga fluido
N70 G00 X-5. Y-5. Z5.  ; Posição inicial rápida
N80 G01 Z-3. F300       ; Mergulho a Z-3 (ap=3mm)
N90 G41 D01             ; Compensação raio esquerda
N100 G01 X0. Y0. F800   ; Ponto inicial contorno
N110 G01 X60. Y0.       ; Lado 1
N120 G01 X60. Y40.      ; Lado 2
N130 G01 X0. Y40.       ; Lado 3
N140 G01 X0. Y0.        ; Lado 4 (fecha)
N150 G40                ; Cancela compensação
N160 G00 Z50.           ; Sobe Z (seguro)
N170 M09                ; Desliga fluido
N180 M05                ; Para fuso
N190 M30                ; Fim programa
%

Plano de Manutenção Semanal

Plano de Manutenção Mensal

Verificação de Backlash

Procedimento:

1. Montar relógio comparador na mesa, apoiado em batente fixo
2. Deslocar eixo no sentido positivo até eliminar folga
3. Zerar o relógio
4. Retroceder 1 mm no sentido negativo
5. Avançar novamente 1 mm no sentido positivo
6. Ler o erro de retorno → é o backlash

Valores de referência:

Correcção: compensação no parâmetro do controlador ou substituição da porca do fuso.

Manutenção Anual

1. Nivelamento da máquina — usar nível de precisão (0,02 mm/m); ajustar parafusos de nivelamento
2. Verificação geométrica — perpendicularidade dos eixos (norma ISO 230), rectidão das guias
3. Substituição de filtros — filtro hidráulico, filtro de óleo do cabeçote
4. Substituição de fluido de corte — limpar e desinfetar o tanque (bactericidas)
5. Verificação do sistema de lubrificação — limpar distribuidores, verificar tubagens
6. Teste de precisão — maquinar peça de teste e medir com CMM; comparar com especificações da máquina

Alarmes Fanuc Comuns

Diagnóstico de Erro de Seguimento

Sintoma: Alarme 410/411 (Servo Following Error)

Sequência de diagnóstico:

1. Verificar carga mecânica
   └─ Mover eixo manualmente (com máquina em E-STOP)
   └─ Detecta bloqueio? SIM → problema mecânico (guia, fuso)

2. Verificar sinal do encoder
   └─ Menu Diagnóstico → posição real actualiza?
   └─ NÃO → cabo encoder ou encoder defeituoso

3. Verificar parâmetros do servo
   └─ Parâmetro 1825 (Kp de posição)
   └─ Parâmetro 1826 (erro de seguimento máx.)

4. Verificar tensão do barramento DC do drive
   └─ Normal: ~560 V DC (para rede 400V AC)

Substituição de Encoder

Procedimento (encoder incremental rotativo):

1. Preparação: desligar a máquina no quadro, esperar 5 min para descarga dos condensadores
2. Localizar o encoder no veio do servo motor (traseira)
3. Desligar o conector (atenção à chave de orientação)
4. Soltar os parafusos de fixação do flange do encoder (normalmente 3× M3)
5. Retirar o encoder com cuidado (acoplamento flexível ou ligação directa)
6. Montar o novo encoder na mesma posição; fixar parafusos com Loctite 243
7. Ligar o conector e verificar fixação
8. Ligar a máquina e executar o procedimento de referenciação (homing)
9. Verificar posições de referência e limites de software

Nota: Em encoders absolutos, pode ser necessário re-parametrizar o offset de zero no controlador.