Por que o X no torno é um diâmetro: programação em diâmetro, movimentos incrementais U/W e plano G18
Explica por que o valor X em um programa de torno CNC representa um diâmetro, e não um raio, por que ele aparece como raio no desenho da tela, e os comandos incrementais U/W e o plano ZX G18, usando um exemplo de chanframento.
Desenhos e medições usam diâmetros
A maioria das peças produzidas em torno é de revolução. Os desenhos indicam diâmetros como Ø30 ou Ø24, e os operadores medem diâmetros com micrômetros ou paquímetros. Por isso, a maioria dos comandos de torno usa por padrão a programação em diâmetro, na qual o valor X é interpretado como diâmetro. Escrever X30. significa que a ponta da ferramenta vai até um ponto a 15 mm do centro do spindle.
Isso permite copiar diretamente as cotas do desenho, mas é preciso lembrar sempre que a máquina se desloca, na realidade, metade dessa distância. Alterar X em 1 mm move a ferramenta apenas 0.5 mm e altera o diâmetro em 1 mm.
Por que o desenho na tela mostra raios
Quando uma trajetória é desenhada como seção, o eixo vertical representa a distância a partir do centro do spindle, ou seja, o raio. O CNC Path Analyzer também divide por dois os valores do comando X no modo torno. No exemplo, X30. aparece na altura 15 do desenho e X60. na altura 30. É normal que os valores do programa e a escala do desenho pareçam diferentes.
G18: o plano padrão do torno
Uma ferramenta de torno se move ao longo de dois eixos, Z (direção do spindle) e X (direção do diâmetro), portanto arcos e compensações são calculados no plano ZX. O código que o seleciona é G18. Os comandos de torno normalmente estão em G18 ao serem ligados, mas, em máquinas multitarefa com funções de fresamento, um programa pode terminar com G17 ou G19 ainda ativo; por isso, é recomendável declará-lo no início.
Exemplo e trajetória
Programa curto de torneamento que usina um chanfro C2 em um diâmetro externo Ø30 e cria um ressalto com movimentos incrementais U/W
O2003
T0101
G21 G90 G18 G40 G99
G97 S1500 M03
G00 X32. Z2.
G01 X26. F0.15
Z0.
X30. Z-2.
Z-25.
U4.
W-10.
G00 X60. Z50.
M30A figura acima é o resultado deste programa no CNC Path Analyzer (corte linear 6 segmentos, rápido 1 segmentos).
Como interpretar o exemplo
| Bloco | Significado em termos de diâmetro | Posição em raio (desenho) |
|---|---|---|
G00 X32. Z2. | Aproximação rápida até Ø32, 2 mm à frente da face | Altura 16, Z2 |
G01 X26. F0.15 | Avança até o diâmetro inicial do chanfro Ø26 | Altura 13 |
Z0. | Avança até a face da peça | Z0 |
X30. Z-2. | Diâmetro +4 mm ao longo de 2 mm → chanfro C2 | Altura 15, Z-2 |
Z-25. | Torneia o diâmetro externo Ø30 até um comprimento de 25 mm | Z-25 |
U4. | Aumenta o diâmetro atual em 4 mm → ressalto Ø34 | Altura 17 |
W-10. | Avança mais 10 mm a partir do Z atual → Z-35 | Z-35 |
U e W: comandos incrementais no torno
Os centros de usinagem ativam o modo incremental com G91, mas o sistema de código G padrão dos tornos FANUC (sistema A) distingue coordenadas absolutas e incrementais pela letra do endereço. X/Z são coordenadas absolutas e U/W são incrementos em X e Z, respectivamente. Eles podem até ser combinados em um único bloco, como em X30. W-5..
U também é um valor de diâmetro. U4. move a ferramenta 2 mm para fora no raio, aumentando o diâmetro em 4 mm. Se isso for esquecido e U for escrito pensando em raio, a altura do ressalto acabará sendo metade ou o dobro da pretendida.
Por que a rotação do spindle deve mudar quando o diâmetro muda
A relação entre a velocidade de corte V (m/min) e a rotação do spindle N (rpm) é N = 1000 × V ÷ (π × D). Nas mesmas 1,500 rpm, a velocidade de corte é de cerca de 141 m/min em Ø30, mas cai para 47 m/min em Ø10. Se a rotação do spindle permanecer fixa durante um trabalho em que o diâmetro diminui continuamente, como o faceamento, a superfície fica mais áspera em direção ao centro.
Por isso, quando V é especificada com G96 (controle de velocidade de corte constante), o torno altera automaticamente a rotação do spindle para adequá-la ao diâmetro X atual. O fato de X ser um diâmetro é usado diretamente nesse cálculo. Cortar Ø30 a V160 resulta em cerca de 1,698 rpm e, em Ø10, subiria para cerca de 5,093 rpm; portanto, a rotação máxima do spindle é limitada com algo como G50 S2000 para proteger a placa e a peça.
| Diâmetro | Rotação do spindle com V=160 | Com G50 S2000 |
|---|---|---|
| Ø60 | Cerca de 849 rpm | 849 rpm |
| Ø30 | Cerca de 1,698 rpm | 1,698 rpm |
| Ø20 | Cerca de 2,546 rpm | Limitada a 2,000 rpm |
| Ø10 | Cerca de 5,093 rpm | Limitada a 2,000 rpm |
Erros comuns na programação em diâmetro
- Cálculo do chanfro: um chanfro C2 tem 2 mm de comprimento e 2 mm no raio, portanto corresponde a uma diferença de 4 mm no diâmetro. No exemplo, X26 → X30 e Z0 → Z-2 mostram exatamente essa relação.
- Corretor de desgaste da ferramenta: se o diâmetro externo ficar 0.02 mm acima da medida, insira -0.02 (um valor de diâmetro) como corretor de desgaste X. Inserir -0.01 por pensar equivocadamente em raio corrige apenas a metade.
- U nos ciclos: U no primeiro bloco de G71 é uma profundidade de corte em raio, portanto deve ser interpretado de modo diferente do uso habitual de diâmetro.
- Diâmetro menor da rosca: em G76, X é o diâmetro de raiz (um diâmetro), enquanto P é a profundidade da rosca (um raio), portanto as referências são combinadas.
Perguntas frequentes
U e W também são incrementais em máquinas que usam os sistemas de código G B ou C?
G90/G91, como em um centro de usinagem, e U e W podem ter outros significados. Verifique primeiro a configuração do sistema de código G da máquina.