Laboratorio Maquinas Especiales Para El Maestro
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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE SANTIAGO
UTESA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA PROGRAMAS DE ASIGNATURAS. PENSUM 2015
GUÍA TEORICO PRÁCTICA MAQUINAS ESPECIALES
ING. MARLON GERÓNIMO
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2Guía teórico práctica Maquinas Especiales.
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PROLOGO
La presente guía se propone como un apoyo al docente para facilitar en su ardua
tarea de planear y formalizar las actividades didácticas y; a su vez que la institución
en su conjunto sistematice el conocimiento, a partir de ordenar y explicar mejor las
ideas. Es decir brindar acceso a ese conocimiento práctico culturalmente generado,
a fin de acrecentar su valor y su gestión.
Así esta guía pretende que al formular una actividad didáctica se consideren
elementos mínimos y que a partir de su desarrollo se facilite aprender una
asignatura ante los acelerados cambios en la sociedad, en donde es necesario
disponer de herramientas cognitivas y del saber hacer. De esta manera, el alumno
será capaz de manipular una maquina CNC, así como comprender la importancia
de las actitudes en los aprendizajes.
Es así, que la universidad como lugar privilegiado en la producción del
conocimiento, precisa el ampliar la conceptualización de la relación teoría-práctica,
en donde ésta última requiere planificarse y recrear la imaginación y vocación del
alumno por las ciencias, la tecnología y los contextos socioeconómicos que son
sujetos de reflexión.
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3Guía teórico práctica Maquinas Especiales.
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I N D I C E
INTRODUCCION........................................................................................................4
JUSTIFICACIÓN…………………………………………………………………………...5
OBJETIVOS, GENERAL Y ESPECIFICOS……………………………………………..6
METODOLOGIA…………………………………………………………………………....7
RECURSOS, MATERIALES Y EQUIPOS……………………………………………….8
MARCO TEORICO……………………………………………………………………….13
1. INTRODUCCION AL CONTROL NUMERICO. 13
1.1.Objetivos de aprendizaje. 13
1.2.Conceptos básicos. 14
1.3.Antecedentes históricos. 15
1.4.Fundamentos de control numérico. 16
1.5.Ventajas y desventajas de CN y CNC. 20
1.6.Maquinas PTP y de contorneo. 22
1.7.Sistema de coordenadas. 26
1.8.Sistema de ciclo abierto y ciclo cerrado (BUCLE). 34 1.9.Simulación de programas de CNC con software CAD-CAM. 39
1.9.1. Definición de los parámetros de operación de los maquinados en el
simulador. 41
2. Características de las Maquinas Herramientas de Control
Numérico. 51 2.1.Objetivo de aprendizaje. 51
2.2.Características de las Maquinas Herramientas de Control Numérico. 52
2.3.Estructura de las Maquinas de Control Numérico (CN) y de Control
Numérico Computarizado (CNC). 56
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2.4.Características del CNC. 66
2.5.Principios de funcionamiento. 67
2.6.Movimiento de los ejes en un CNC. 67
2.7.Sistemas de control de ejes. 73
2.8.Ejes de herramienta y planos de trabajo. 75
2.9.Puntos de referencia en máquinas CNC. 76
2.10. Ajuste de maquina (offsets). 77
2.11. Conceptos básicos de maquinado. 79
2.12. Materiales, accesorios y herramientas de corte. 83
2.12.1. Materiales. 83
2.12.2. Herramientas y accesorios. 87
2.12.2.1. Fresadora. 87 2.12.2.2. Torno. 91
2.13. Clasificación de las Maquinas Herramientas manuales, de CN y de
CNC. 95
2.13.1. Tipos de Maquinas CNC. 95
2.13.2. Maquinados que se pueden desarrollar en cada tipo de
Maquina. 101
2.13.3. Especificaciones de las maquinas CNC. 102
2.13.3.1. Ejemplo Fresadora. 102
2.13.3.2. Ejemplo Torno. 110
3. PROGRAMACION DE CONTROL NUMERICO. 117
3.1. Introducción (El proceso de programación). 117
3.2.Tipos de programación. 117
3.2.1. Manual. 117
3.2.2. Pseudo-asistida por ordenador. 117
3.2.3. Asistida por ordenador. 118
3.2.4. Conversacional 118
3.3.Proceso de programación manual. 118
3.4.Fases de la programación manual. 119
3.5.Características a tener en cuenta antes de programar. 120
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3.5.1. Control. 120
3.5.2. Máquina herramienta. 121
3.6.Definición del proceso, Preparación del trabajo. 122
3.7.Estructura general de un programa CNC. 125
3.8.Tipos de funciones. 128
3.8.1. Funciones Preparatorias. 128
3.8.2. Funciones auxiliares. 130
3.8.3. Funciones de avance y velocidad del cabezal. 131
3.8.4. Función de número de herramienta. 132
3.9.Programación asistida (CAM). 133
4. Programación Manual ejemplos y prácticas. 135
4.1.Fresadora. 135 4.1.1. Ejes y sistemas de coordenadas (REPASO). 135
4.1.1.1. Nomenclatura de los ejes. 135
4.1.1.2. Selección de los ejes. 136
4.1.1.3. Selección de planos (G16, G17, G18, G19). 137
4.1.2. Acotación de la pieza. En Milímetros (G71) o pulgadas (G70). 138
4.1.3. Programación absoluta/incremental (G70/G71). 139
4.1.4. Programación de cotas. 140
4.1.4.1. Coordenadas cartesianas. 140
4.1.4.2. Coordenadas polares. 141
4.1.4.3. Coordenadas cilíndricas. 142
4.1.4.4. Angulo y una coordenada cartesiana. 143
4.1.5. Preselección de cota y traslado de origen. 144 4.1.6. Control de la trayectoria. 146
4.1.7. Funciones preparatorias adicionales. 153
4.1.8. Compensación de herramientas. 158 4.2.Torno. 171
4.2.1. Ejes y sistemas de coordenadas (REPASO). 171
4.2.1.1. Nomenclatura de los ejes. 171
4.2.1.2. Selección de los ejes. 172 4.2.1.3. Selección de planos (G16, G17, G18, G19). 172
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4.2.2. Acotación de la pieza. En Milímetros (G71) o pulgadas (G70). 173
4.2.3. Programación absoluta/incremental (G90/G91). 174
4.2.4. Programación en Radios o en Diámetros. 175 4.2.5. Programación de cotas. 175
4.2.5.1. Coordenadas cartesianas. 176 4.2.5.2. Coordenadas polares. 177 4.2.5.3. Angulo y una coordenada cartesiana. 178
4.2.6. Traslados de origen (G54, G55, G56, G57, G58, G59 y G159). 179 4.2.7. Control de la trayectoria. 181 4.2.8. Funciones preparatorias adicionales. 189 4.2.9. Compensación de herramienta. 194
5. PRACTICAS CNC. 199 5.1.Fresadora. 199 5.2.Torno. 211
6. USO PROGRAMA DE SIMULACIÓN. 221 6.1.WINUNISOFT (Presentación). 221
G. EVALUACIÓN..................................................................................................222
H. BIBLIOGRAFÍA.................................................................................................
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Introducción
En este manual se provee los principios básicos e intermedios en el aprendizaje del
lenguaje de programación para equipos con Control Numérico Computarizado
(CNC), cuenta además, con las bases necesarias para iniciar al futuro programador a
realizar rutinas de mecanizado en equipos controlados mediante ordenador.
Cabe señalar que toda persona que planea operar y programar una máquina
controlada por CNC, debe de tener conocimientos básicos en operaciones de
mecanizado en equipo convencional, conocimientos elementales de matemáticas,
dibujo técnico y manejo de instrumentos de medición.
CNC es el nombre con que se conoce a una categoría de máquinas herramienta,
controladas mediante computadora, operando según instrucciones programadas en unlenguaje exclusivo para ello, y es este lenguaje, un método de mando para dirigirlas de
forma eficiente y exacta en todo momento; estas máquinas son usadas en tareas
industriales, tales como fresado, torneado, troquelado, rectificado, etc.
Actualmente existen varios tipos de máquinas que están provistos con mando
numérico, y aunque en cuanto a esta tecnología, existen máquinas de Control
Numérico (CN) y de Control Numérico Computarizado (CNC), el CN es antecesor al
CNC, y se ha utilizado indistintamente los términos CN o CNC para referirse a estos,
existiendo diferencias entre unos y otros, específicamente en el Hardware, esta
indiferencia en la utilización de nombre, obedece principalmente a que se hace
referencia al lenguaje de programación (software), que en ambos, es el mismo. Su
principal diferencia consiste en que los equipos de CN son dirigidos mediante cintas
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magnéticas o cintas perforadas, requiriendo para esto, preparar estas en equipos
externos, para luego ser montadas en una unidad lectora de cintas, conectada a la
máquina, ubicada por lo regular fuera de esta, siendo en consecuencia un proceso de
preparación largo. Mientras que un equipo de CNC se caracteriza por contar con una
computadora integrada a la máquina, en donde se pueden conservar una gran cantidad
de programas de trabajo en forma digital por disponer de memoria de almacenamiento,
además de facilitar su edición, modificación o corrección en pocos minutos, ya sea a
pie de máquina o mediante cable conectada a otra computadora externa, además con
la gran ventaja de diagnosticar las ordenes antes de ejecutarlas, y en caso de un error
nos previene antes de llevarlas a cabo.
A través de este manual se hará uso de los términos CN o CNC, aplicándolos de
manera imparcial, debido a que, este texto está enfocado al aprendizaje de su
programación, que como ya se comentó, es similar en ambos equipos.
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Justificación
En los procesos modernos de fabricación, se hace indispensable el conocimiento del
manejo de equipos de control numérico desde la concepción del equipo físico como tal,
así como de los sistemas de control a partir de software especializado. Es por ello que,
tanto las personas que ya se encuentran vinculadas al sector productivo como los
estudiantes que presenten interés por la fabricación de productos, especialmente por
mecanizado, se deben actualizar en los temas propuestos en este curso.
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Objetivo General:
Dotar a los participantes de los conocimientos necesarios para el manejo de tornos yfresadoras CNC.
Objetivos Específicos:
1-Conocer los beneficios de la utilización de las maquinas herramientas con control numérico.
2-Aprender los fundamentos del trabajo en el torno y la fresadora.
3-Programar manualmente las maquinas herramientas con control numérico.
4-Estudiar y practicar las funciones que requieren cada máquina y los factores que utilizan para
su funcionamiento.
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METODOLOGÍA
Los asistentes a este curso interactúan con las herramientas modernas de
fabricación por mecanizado, tanto a nivel de software como de equipos de
control numérico, lo cual les permite un desempeño adecuado en los
procesos de diseño y ejecución de procesos de fabricación de piezas por
mecanizado.
Las clases divididas por UNIDADES, serán desarrolladas por el profesor auxiliándose
este del pizarrón, proyector y medios de la tecnología de la información y comunicación
(TIC). Las practicas serán realizadas en un primer momento en software de simulación
y en un segundo momento en las maquinas del laboratorio.
Metodología de Evaluación: Se efectúan pruebas y trabajos divididos en tres parciales. Se asignaran 10 %, por la asistencia,participación, disciplina, responsabilidad, de cada estudiante.
Primer
parcial
Segundo
parcial
Tercer
parcial Trabajosprácticos
10.% TrabajosPrácticos
10.% Trabajos Prácticos 10%
Prueba Teórica-Práctica.
20% Prueba Teórica-Práctica.
20% Prueba Práctica 20.%
Total 30% Total 30% Total 30%
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RECURSOS:
Recursos Didácticos:
Proyector, Computadora para el docente, Guía docente, Guía para el estudiante.
Materiales:
Equipos:
Una computadora por estudiante, Maquinas CNC.
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1. INTRODUCCION AL CONTROL NUMERICO.
1.1 Objetivos de aprendizaje.
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1.2 Conceptos básicos.
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1.3. Antecedentes históricos.
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1.4. Fundamentos de control numérico.
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1.5. Ventajas y desventajas de CN y CNC.
Ventajas del CNC:
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1.6. Maquinas PTP y de contorneo.
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1.7. Sistema de coordenadas.
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1.8. Sistema de ciclo abierto y ciclo cerrado (BUCLE).
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1.9. Simulación de programas de CNC con software CAD-CAM.
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1.9.1. Definición de los parámetros de operación de losmaquinados en el simulador.
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2. Características de las Maquinas Herramientas de Control
Numérico.
2.1.Objetivo de aprendizaje.
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2.2.Características de las Maquinas Herramientas de Control Numérico.
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Numérico Computarizado (CNC).
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2.6.Movimiento de los ejes en un CNC.
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2.7.Sistemas de control de ejes.
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75Guía teórico práctica Maquinas Especiales.
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2.8.Ejes de herramienta y planos de trabajo.
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2.9.Puntos de referencia en máquinas CNC.
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2.10. Ajuste de maquina (offsets)
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79Guía teórico práctica Maquinas Especiales.
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2.11. Conceptos básicos de maquinado.
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2.12. Materiales, accesorios y herramientas de corte.
2.12.1. Materiales.
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2.12.2. Herramientas y accesorios.
2.12.2.1. Fresadora.
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2.12.2.2. Torno.
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95Guía teórico práctica Maquinas Especiales.
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2.13. Clasificación de las Maquinas Herramientas manuales, de CN y de
CNC.
2.13.1. Tipos de Maquinas CNC.
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2.13.2. Maquinados que se pueden desarrollar en cada tipo de
Maquina.
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2.13.3. Especificaciones de las maquinas CNC.
2.13.3.1. Ejemplo Fresadora.
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2.13.3.2. Ejemplo Torno.
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117Guía teórico práctica Maquinas Especiales.
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3. PROGRAMACION DE CONTROL NUMERICO.
3.1. Introducción (El proceso de programación).
3.2.Tipos de programación.
3.2.1 Manual.
3.2.2 Pseudo-asistida por ordenador.
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118Guía teórico práctica Maquinas Especiales.
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3.2.3 Asistida por ordenador.
3.2.4 Conversacional.
3.3 Proceso de programación manual.
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119Guía teórico práctica Maquinas Especiales.
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3.4 Fases de la programación manual.
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120Guía teórico práctica Maquinas Especiales.
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3.5.Características a tener en cuenta antes de programar.
3.5.1. Control.
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3.5.2. Máquina herramienta.
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122Guía teórico práctica Maquinas Especiales.
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3.6 Definición del proceso, Preparación del trabajo.
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125Guía teórico práctica Maquinas Especiales.
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3.7 Estructura general de un programa CNC.
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126Guía teórico práctica Maquinas Especiales.
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128Guía teórico práctica Maquinas Especiales.
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3.8 Tipos de funciones.
3.8.1 Funciones Preparatorias.
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130Guía teórico práctica Maquinas Especiales.
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3.8.2 Funciones auxiliares.
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131Guía teórico práctica Maquinas Especiales.
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3.8.3 Funciones de avance y velocidad del cabezal.
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132Guía teórico práctica Maquinas Especiales.
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3.8.4 Función de número de herramienta.
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133Guía teórico práctica Maquinas Especiales.
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3.9Programación asistida (CAM).
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134Guía teórico práctica Maquinas Especiales.
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135Guía teórico práctica Maquinas Especiales.
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4 Programación Manual ejemplos y prácticas.
4.1Fresadora.
4.1.1 Ejes y sistemas de coordenadas (REPASO).
4.1.1.1 Nomenclatura de los ejes.
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136Guía teórico práctica Maquinas Especiales.
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4.1.1.2 Selección de los ejes.
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137Guía teórico práctica Maquinas Especiales.
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4.1.1.3 Selección de planos (G16, G17, G18, G19).
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138Guía teórico práctica Maquinas Especiales.
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4.1.2 Acotación de la pieza. En Milímetros (G71) o pulgadas (G70).
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4.1.3 Programación absoluta/incremental (G70/G71).
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4.1.4 Programación de cotas.
4.1.4.1 Coordenadas cartesianas.
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4.1.4.2 Coordenadas polares.
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4.1.4.3 Coordenadas cilíndricas.
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4.1.4.4 Angulo y una coordenada cartesiana.
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4.1.5 Preselección de cota y traslado de origen.
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4.1.6 Control de la trayectoria.
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4.1.7 Funciones preparatorias adicionales.
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4.1.8 Compensación de herramientas.
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4.2Torno.
4.2.1 Ejes y sistemas de coordenadas (REPASO).
4.2.1.1 Nomenclatura de los ejes.
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4.2.2. Acotación de la pieza. En Milímetros (G71) o pulgadas (G70).
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4.2.3. Programación absoluta/incremental (G90/G91).
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4.2.4. Programación en Radios o en Diámetros.
4.2.5. Programación de cotas.
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4.2.5.1. Coordenadas cartesianas.
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4.2.5.2. Coordenadas polares.
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4.2.5.3. Angulo y una coordenada cartesiana.
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4.2.6. Traslados de origen (G54, G55, G56, G57, G58, G59 y G159).
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4.2.7. Control de la trayectoria.
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4.2.8. Funciones preparatorias adicionales.
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4.2.9. Compensación de herramienta.
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6.2.Torno.
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7. USO PROGRAMA DE SIMULACIÓN. 7.1.WINUNISOFT (Presentación).