CAM(Computer Aided Manufacturing)

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Responsável: Daniel Dupas Ribeiro; Prof. Henrique Rozenfeld
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Conceitos Básicos

Fonte: vide informações adicionais

Introdução:

Podemos definir CAM como auxílio via computador da preparação da manufatura, representando as tecnologias usadas no chão de fábrica, dizendo não só a respeito da automação da manufatura, como: CNC (Comando Numérico Computadorizado), CLP (Controle Lógico Programável), coletores de dados (DNC), como também a tomada de decisão, plano operacional, etc.

Apesar de toda esta abrangência, o termo CAM , as vezes, ainda é sinônimo da programação CN, conceito que ficou muito difundido com a sigla CAD/CAM, que representa módulos de programação CN em sistemas CAM. 
 

Funções da Programação CN

 Os sistemas CN normalmente são utilizados para o cálculo do caminho da ferramenta, a partir da representação geométrica da peça disponível na forma computacional. Outra opção é a simulação final do programa, onde pode-se visualizar a usinagem. Com essas duas funções citadas  é possível obter com boa precisão do tempo principal da operação, pois seu cálculo é determinístico, dependo dos movimentos da máquina

 Os comandos de um programa CN são os responsáveis pelo acionamento de uma máquina CNC, informando  todas as etapas de fabricação de uma determinada operação de uma peça . Uma linha de comando de um programa CN pode conter informações sobre o movimento da ferramenta (movimento rápido, interpolação, etc...), informações tecnológicas (velocidade, avanço, etc...), ou informações que acionam funções auxiliares (ligar refrigerante, eixo árvore, etc...). A obtenção dessas informações depende sobre tudo dos dados da peça a ser usinada, considerando-se as limitações da máquina, as características do CNC e da ferramenta .

 
 Métodos de Programação CN:

 

Esse método de programação descreve a programação direto no chão de fábrica, sendo viabilizado devido aos recursos dos novos  CNC. Neste método, o programador, com a geometria à disposição, define o percurso da ferramenta e transforma em linguagem (função de máquina). É utilizado em eventuais modificações, para otimização de programas na máquina, e na programação de peças relativamente simples em oficinas de fabricação.
 

Neste caso, o programador interpreta o desenho da peça, calcula os pontos da trajetória da ferramenta, preenchendo um formulário que poderá ser digitado ou enviado diretamente ao operador da máquina, que digitará diretamente nela . Esse tipo de programação tem sido facilitada pela utilização de ciclos automático, sendo de fácil execução para geometrias não muito complexas.
 

O mais tradicional método de programação auxiliada por computador é o que utiliza a linguagem APT ("Automatically Programmed Tool"). A função do programador, utilizando esse método, é escrever o programa fonte, aonde definisse a geometria da peça e/ou o percurso da ferramenta, via definição de forma padronizada pela linguagem de entes geométricos e funções auxiliares. Esse programa fonte  é trabalhado por um processador, que realiza os cálculos geométricos, determina o contorno da ferramenta e gera um arquivo neutro (CLDATA ou CLFILE) independente da máquina. Posteriormente esse arquivo é pós-processado, gerando um arquivo específico a máquina.

Um segundo método é aquele executado pelos modernos sistemas CAD/CAM, onde a entrada é o desenho da peça ou o percurso da ferramenta. Interativamente, no módulo CAM do sistema, inicia-se a programação CN que gerrará um arquivo neutro.

Num terceiro novo conceito de programação CN, conhecido na Alemanha como WOP  ( "Wertattsoriertierte Programminerung" ), o usuário inicia a programação a partir de um sistema CAD e trabalha interativamente, definindo os parâmetros geométricos, de ferramentas e tecnológicos, através de ícones gráficos. Gera-se também um arquivo neutro, que posteriormente será pós-processado.
 

Vantagens, Desvantagens dos Métodos:

 A programação direto na máquina e a programação manual, apresentam o inconveniente de não serem produtivas, pois gasta-se muito tempo no cálculo da trajetória da ferramenta. Também, o programador tem de conhecer os códigos específicos de cada marca e modelo.
Como agravante à programação direto na máquina, tem-se o fato da máquina permanecer parada durante a programação.

 A vantagem dos programas auxiliados por computador está no fato da não necessidade da realização dos cálculos da trajetória, transferindo esse trabalho para os recursos computacionais.

 A grande desvantagem das programações auxiliadas por computador, apesar da geração do arquivo neutro (CLDATA), é a necessidade de um pós-processador para cada tipo de CN. No caso da utilização da linguagem APT, tem-se também a necessidade de se otimizar o programa, o que muitas vezes é feito diretamente pelo operador da máquina, tornando o programa neutro incompatível com o programa fonte.
Os sistemas CAD/CAM, apresentam também o inconveniente de serem fechados, não permitindo a integração com outros módulos CAD/CAM, não atendendo as necessidades de um ambiente CIM. A grande vantagem desse método está na facilidade da construção geométrica e na visualização do processo.

 
Requisitos Necessários a um Sistema CN:

- Possibilitar a integração com sistemas CAD para diminuir esforços de digitação de dados geométricos;

- Trabalhar integrado com sistemas com sistemas CAPP para possibilitar uma integração dentro de um ambiente CIM;

- Possuir estrutura modular, para garantir sua implantação gradual e possibilitar expansões;

- Oferecer uma interface comum de programação para facilitar a comunicação dos usuários, tanto a nível de escritório quanto no futuro, na programação na máquina CN;

- Executar cálculo automático das coordenadas da ferramenta, baseado na geometria da peça, verificação e testes, livrando o usuário para a realização de tarefas voltada ao planejamento de processos, eliminando tarefas mecânicas e repetitivas;

- Simular os programas gerados;

- Possuir uma base de dados para cadastramento de diversas máquinas CN, para ser possível a geração dos programas para as diferentes máquinas CN;

- Possuir interface amigável formada por ícones, facilitando o aprendizado a processistas menos experientes;

- Possuir uma tabela de mapeamento do local de armazenagem do programa CN, com sua respectiva identificação, para possibilitar a transmissão DNC.
 

Funções do Controle Numérico Direto (DNC):

 Os primeiros sistemas DNC foram implementados no final da década de 60 nos EUA e Japão, para gerenciar e distribuir os programas CN. Esperava-se a simplificação do gerenciamento e distribuição de programas, maior velocidade na transmissão dos dados, e maior confiabilidade na operação de transmissão. Inicialmente restringiam-se ao gerenciamento e distribuição dos programas. Em seguida, surgiram comandos simplificados, onde parte das funções do CN eram deslocadas para o computador, barateando-se o hardware do CN, mas aumentava-se o risco de parada da linha.

 Atualmente, pode-se dizer que o DNC possui várias funções:

- integração de outros setores da empresa (engenharia, produção,...);

- integração de sistemas CAD com máquinas CN;

- gerenciamento e distribuição de programas CN;

- correção de dados;

- aquisição e processamento de dados da produção e de máquinas CN;

- funções parciais de controle da produção e do fluxo de materiais;
 

 Diversas são as formas de realização destas funções. A forma clássica, que pode ser chamada de DNC terminal, utilizando-se o terminal anteposto à máquina operatriz intermediando a transmissão de dados. Desse modo o comando centralizado de funções não é possível, sendo a iniciativa da transmissão dos dados a cargo do operador.

 Uma segunda forma, pode ser chamada de DNC remoto. Ela permite o comando centralizado, e é necessária quando robôs e máquinas operatrizes são utilizadas no contexto de sistemas flexíveis de manufatura. Neste caso os programas são transmitidos e a máquina é preparada remotamente para a usinagem. A decisão da transmissão parte do computador controlando a linha.
 

Benefícios do DNC:

 Pode-se listar as seguintes vantagens de utilização do DNC:

- maior velocidade e segurança na transfer6encia de informações do que quando utilizamos outros meios ;

- utilização de componentes padronizados;

- melhor organização e maior capacidade disponível para o armazenamento dos programas CN;

- maior racionalização do trabalho e rapidez na tomad ade decisões;

- controle dos dados da produçào em tempo real;

- ajuda a integração da empresa.
 

Informações Adicionais - última verificação 11/11/1999   (voltar para início da página)

Dissertações

NAVARRO, H. A.. (1991)Desenvolvimento de um sistema para programação comando numérico para peças rotacionais, Dissertação (Mestrado) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. ( Disponível na biblioteca da EESC - USP ).

ROCHA, W. A.. (1992) Metodologia de programação CN variante integrada ao CAPP para a programação de peças prismáticas, Dissertação (Doutorado) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo.( Disponível na biblioteca da EESC - USP )

ROZENFELD, H. (1992). Implantação distribuída do planejamento de processo assistido por computador na manufatura integrada . São Carlos, 169p. Tese (Livre Docência) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. ( Disponível na biblioteca da EESC - USP ).

Livros

KOCHAN, D. .(1985). CAM Developments in Computer – Integrated Manufaturing. ( Disponível na biblioteca da EESC - USP ).

 

Sites Relacionados

http://www.geocities.com/CapeCanaveral/Lab/2549/cam_nc.htm#capp

http://www.geocities.com/CapeCanaveral/Lab/2549/cim.htm

http://www.camax.com/prodinfo/smartcam/scnewv10/
 

 
 

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