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Fatores que Influenciam a Usinagem de Moldes e Matrizes com Altas Velocidades

10 de Fevereiro, 2015

Sistemas CAD/CAM

A possibilidade do modelamento tridimensional e de manufatura de superfícies complexas num pequeno espaço de tempo faz com que a tecnologia CAD/CAM se transforme numa grande ferramenta das empresas para alcançar a melhoria da qualidade de seus produtos, o aumento da produtividade, a rapidez na introdução de novos artigos e a diminuição dos custos de manufatura.

 

Para a máquina CNC executar a manufatura de um molde, ela precisa de um programa NC contendo as trajetórias das ferramentas, gerado pelo CAM. Este, por sua vez, necessita de um modelo geométrico tridimensional da superfície a ser usinada para poder calcular as trajetórias das ferramentas e processar o programa NC.

 

Tolerância do Sistema CAM

Para o cálculo da trajetória da ferramenta, o programador fornece ao sistema CAM uma faixa de tolerância, normalmente definida por uma tolerância superior e inferior. O sistema CAM aplica esta faixa de tolerância ao modelo geométrico e determina a trajetória de ferramenta que melhor se adapta à faixa.

 

Quanto maior o campo de tolerância, maior será a liberdade de adaptação da trajetória da ferramenta, permitindo, assim, que o sistema CAM escolha uma trajetória mais simplificada, representada por segmentos maiores e em menor quantidade, resultando em um menor programa NC e, consequentemente, em uma menor exatidão da trajetória da ferramenta.

 

Essas características foram comprovadas por meio de um teste realizado pelo Laboratório de Sistemas Computacionais para Projeto e Manufatura (SCPM) para determinar o tamanho e o tempo de cálculo do programa NC em função da tolerância do sistema CAM.

 

Nesse teste, o programa NC foi gerado pelo sistema CAD/CAM Unigraphics V18, utilizando a interpolação linear como método de interpolação da trajetória da ferramenta.

 

Interpolações da trajetória da ferramenta no programa NC

Os programas NC são gerados a partir dos arquivos CL (nativo CAM) e devem conter a linguagem corresponde à máquina e ao CNC em questão. Essa linguagem está baseada na utilização de interpolações lineares (G1) e interpolações circulares (G2/G3) para informar à máquina sobre o percurso da ferramenta.

 

O método mais usado para representar a trajetória da ferramenta para a usinagem de superfícies complexas é a interpolação linear de segmentos de retas. No entanto, atualmente, existem outras metodologias, como a interpolação linear/circular e a interpolação NURBS (Non Uniform Rational B-Spline), mas que, por serem recentes, são pouco difundidas.

 

Interpolação linear: método mais utilizado para representar a trajetória da ferramenta, descrita pela interpolação de pequenos segmentos de retas, utilizando apenas o comando G1. Dentre as características desse método, é possível ressaltar: programas NC extensos, com dezenas de megabytes; tolerâncias na transformação dos caminhos da ferramenta em segmentos de retas; baixa qualidade de acabamento devido ao faceteamento da superfície usinada; grande volume de informações para o CNC processar, não permitindo, assim, alta velocidade de avanço em regiões complexas, representadas por um grande número de pequenos segmentos de retas.

 

Interpolação linear/circular: consiste na associação da interpolação linear com a interpolação circular para a representação da trajetória complexa da ferramenta. Utilizam-se programas NC contendo comandos G1, G2 e G3. Dentre as características desse método, estão programas NC menores, em relação aos da interpolação linear, e boa qualidade de acabamento devido à melhor representação da geometria original.

 

Fonte: Artigo Fatores que Influenciam a Usinagem de Moldes e Matrizes com Altas Velocidades de André Luís Helleno e Klaus Schützer.