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(CNC) CONTROL
NUMRICO
COMPUTARIZADO
Catedrtico: Ing. Tito Gustavo Bueno Osorio
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1 INTRODUCCIN
1 AL CONTROL
1 NUMRICO
Ing.
Tito
Gustavo
BuenoO
sorio
CNC
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1.1 Conceptos bsicosen Sistemas de Manufactura.
" Es la ciencia que estudia los procesos de
conformado y fabricacin de componentesmecnicos con la adecuada precisin dimensional,as como de la maquinaria, herramientas y demsequipos necesarios para llevar a cabo la realizacin
fsica de tales procesos, su automatizacin,planificacin y verificacin"
INGENIERA DE MANUFACTURA.
Definicin:
Ing.
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CNC
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" Preparar la transicin del producto desde las
especificaciones de diseo hasta la manufacturade un producto fsico"
INGENIERA DE MANUFACTURA.
Funcin principal:
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CNC 1.1 Conceptos bsicosen Sistemas de Manufactura.
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Materia prima inicial.Con las caractersticas adecuadas para el producto a elaborar.
Procesos bsicos.Colado, forjado y laminado de materiales.
Procesos Secundarios.Caractersticas geomtricas detalladas y dimensiones precisas.
Procesos para el mejoramiento de las propiedades.Tratamiento trmico en componentes metlicos.
Operaciones de acabado.Electrodeposicin y pintura.
INGENIERA DE MANUFACTURA.
Secuencia en el proceso de Manufactura:
Ing.
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CNC 1.1 Conceptos bsicosen Sistemas de Manufactura.
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Procesos de conformacin sin eliminacin de material.oPor fundicin.oPor deformacin.
P
rocesos de conformacin con eliminacin de material.oPor abrasin.oPor arranque de material en forma de viruta.oPor otros procedimientos.
Proceso de conformado de polmeros y derivados.o
Plsticos.oMateriales compuestos.
Procesos de conformacin por unin de partes.oPor sinterizacin.oPor soldadura.
Procesos de Manufactura Convencionales.
Ing.
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CNC 1.1 Conceptos bsicosen Sistemas de Manufactura.
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Procesos de medicin y verificacin dimensional.oTolerancias y ajustes.oMedicin dimensional.
Automatizacin de los procesos de fabricacin yverificacin.oControl Numrico.oRobots Industriales.oPor otros procedimientos.
S
istemas de fabricacin Flexible.
Procesos de Manufactura Convencionales.
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CNC 1.1 Conceptos bsicosen Sistemas de Manufactura.
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1.2 Generalidades y caractersticas deC. N.
Cambios rpidos de la tecnologa actual.Surge la necesidad de adecuar las industrias.Reconversin de las industrias, introduciendo el
elemento de la automatizacin.
Ing.
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CNC
Generalidades:
Tipos de automatizacin:
oControl Automtico de Procesos.oProcesamiento Electrnico de Datos.oAutomatizacin Fija.oControl Numrico Computarizado.oAutomatizacin Flexible.
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1.2 Generalidades y caractersticas deC. N.
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CNC
Tipos de automatizacin:o Control Automtico de Procesos.
Se refiere usualmente al manejo de procesoscaracterizados de diversos tipos de cambios (generalmentequmicos y fsicos); un ejemplo de esto lo podra ser el
proceso de refinacin de petrleo.
El Proceso Electrnico de Datos frecuentemente esrelacionado con los sistemas de informacin, centros decomputo, etc. Sin embargo en la actualidad tambin seconsidera dentro de esto, la obtencin, anlisis y registrosde datos a travs de interfaces y computadores.
o Procesamiento Electrnico de Datos.
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1.2 Generalidades y caractersticas deC. N.
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CNC
Tipos de automatizacin:o Automatizacin Fija.
o Automatizacin Flexible.
Es aquella asociada al empleo de sistemas lgicos tales como:los sistemas de relevadores y compuertas lgicas; sinembargo. estos sistemas se han ido flexibilizando al
introducir algunos elementos de programacin como en elcaso de los Controladores Lgicos Programables (PLC) .
El mayor grado de flexibilidad en cuanto a automatizacin serefiere es el de los Robots industriales que en forma msgenrica se les denomina como "Celdas de ManufacturaFlexible".
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1.2 Generalidades y caractersticas deC. N.
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CNC
Control Numrico Computarizado. Este tipo de control se haaplicado con xito a Mquinas de Herramientas. Entre lasMquinas Herramientas de Control Numrico (MHCN)
podemos mencionar:
Fresadoras. Tornos. Taladros. Esmeriladoras. Punzonadoras. Dobladoras. Mquinas de Electro erosionado, etc.
o Control Numrico Computarizado (CNC)
Tipos de automatizacin:
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1.3 Ventajas y Desventajas delControlNumrico.
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CNC
Ventajas:
Mayor precisin y mejor calidad de productos.
Mayor uniformidad en los productos producidos.
Un operario puede operar varias mquinas a la vez. Fcil procesamiento de productos de apariencia complicada.
Flexibilidad para el cambio en el diseo y en modelos en un
tiempo corto.
Fcil control de calidad.
Reduccin en costos de inventario, traslado y de fabricacin enlos modelos y abrazaderas.
Es posible satisfacer pedidos urgentes.
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1.3 Ventajas y Desventajas delControlNumrico.
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CNC
No se requieren operadores con experiencia.
Se reduce la fatiga del operador.
M
ayor seguridad en las labores. Aumento del tiempo de trabajo en corte por maquinaria.
Fcil control de acuerdo con el programa de produccin lo cual
facilita la competencia en el mercado.
Fcil administracin de la produccin e inventario lo cual
permite la determinacin de objetivos o polticas de la empresa. Permite simular el proceso de corte a fin de verificar que este
sea correcto.
Ventajas:
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1.3 Ventajas y Desventajas delControlNumrico.
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CNC
Alto costo de la maquinaria.
Falta de opciones o alternativas en caso de fallas.
Es necesario programar en forma correcta la seleccin de lasherramientas de corte y la secuencia de operacin para un
eficiente funcionamiento.
Los costos de mantenimiento aumenta, ya que el sistema de
control es ms complicado y surge la necesidad de entrenar al
personal de servicio y operacin. Es necesario mantener un gran volumen de produccin a fin de
lograr una mayor eficiencia de la capacidad instalada.
Desventajas:
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1.4 La ManufacturaConvencional contraLaManufactura deControlNumrico.
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CNC
Mquina HerramientaConvencional
Mquina HerramientaCNC
Un operario, slo puede
manejar una sola mquina
Un operario puede operar
varias mquinas.
Es necesario consultarconstantemente el plano.
No es necesario consultarapenas el plano.
Se necesita una amplia
experiencia.
No es necesario una amplia
experiencia.
El operador tiene el control
de profundidad, avance,velocidad, etc.
El programa tiene todo el
control de los parmetros decorte.
Mecanizados imposibles de
realizar.
Posibilidad de realizar
prcticamente cualquier
mecanizado.
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2 LA PROGRAMACIN EN
2 CONTROL NUMRICO
2 COMPUTARIZADO (CNC)
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Quesun Torno?
Se denomina torno a un conjunto de mquinasherramienta que permiten mecanizar piezas deforma geomtrica de revolucin. Estas
mquinas-herramienta operan haciendo girar lapieza a mecanizar (sujeta en el cabezal)mientras una o varias herramientas de corte sonempujadas en un movimiento regulado de avance
contra la superficie de la pieza, cortando laviruta de acuerdo con las condicionestecnolgicas de mecanizado adecuadas.
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Partesprincipales deun Torno
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BancadaCaja deVelocidades
Carro
Longitudinal
CarroTransversalCabezaloChuck
ContraPunto
PortaHerramienta
Eje deroscar
Eje decilindrar
Caja deAvances
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Sistema deCoordenadas
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Sistema deCoordenadas
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X es quien define los dimetros o radios de la pieza; es decir, el
criterio del signo + del eje X va en sentido del crecimiento del
dimetro.
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Sistema deCoordenadas
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Es el Origen del Sistema de Coordenadas de la Mquina y el punto
de referencia para todo el resto del maquinado; lo fija el fabricante
de la mquina, dependiendo del tipo y tamao de la misma
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Sistema deCoordenadas
Ing.
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Es el Punto de Referencia de todas las medidas de una pieza. Por lo
tanto al iniciar la programacin de una pieza, el programador debe
determinar el punto Cero Pieza
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Sistema deCoordenadas
Ing.
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Es el Punto de Referencia de todas las medidas de una pieza. Por lo
tanto al iniciar la programacin de una pieza, el programador debe
determinar el punto Cero Pieza
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CoordenadasAbsolutas
Ing.
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TODAS LAS COTASSON CON RESPECTO AL ORIGEN
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Coordenadas Relativas
Ing.
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TODAS LAS COTASSON CON RESPECTO AL ULTIMO PUNTO
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Comparacin deCoordenadas
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4 PROGRAMACIN
4 DE CONTROL
4 NUMRICO
4 PARA TORNO
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4.1Esquema delProceso de ManufacturaconCN.
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4.2Estructura delProgramaPrincipal.
Encabezado o Inicio.o Contiene todas las instrucciones que preparan la
mquina para su operacin.
Cuerpo (corte de la geometra de la pieza).o Contiene las velocidades y movimientos de corte,
circulares, lineales, movimientos rpidos, ciclos decorte, entre otros.
Fin (apagar el sistema).o Contiene todos los cdigos Gs y Ms que
desactivan todas las opciones que fueronactivadas en la fase de Inicio.
Todo programa de CNC debe contener:
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4.3 Configuracin deun bloque deprogramacin.
Un programa en CNC est formado por BLOQUES.
Un BLOQUE est formado por PALABRAS.
Las PALABRAS estn formadas por comandos Gs,Ms y variables de programacin.
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Movimiento rpido.Avance lineal.Avance radial.
Pausas.Ciclos.
Los cdigos G definen la Geometra de los
procesos de mecanizado; es decir, son funcionesde movimiento de la mquina:
4.3 Cdigos G y M.
Los cdigos M son Miscelneos que definen quse requiere para el maquinado y no ejecutan
operaciones de Geometra:Sentido de giro del cabezal.Cambio de herramienta.Uso del refrigerante.Fin del programa.
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El nmero del bloque debe ser secuencial.
Debe contener nicamente una velocidad de corte.
Debe contener nicamente una herramienta.
Debe contener un solo movimiento de herramienta.
Restricciones en los bloques:
4.3 Configuracin deun bloque deprogramacin.
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Variables de programacin:
4.3 Cdigos G y M.
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4.3 Cdigos G y M.
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4.4 Movimiento delaHerramienta.
1) Movimiento Rpido.- Este movimiento es de posicionamiento y no
hay contacto entre la pieza y la herramienta.
G00 X__ Y__ Z__ F__ ;
X, Y, Z coordenada del punto final de desplazamientoF avance
2) Movimiento de Avance Lineal.- Este movimiento es de corte y
puede ser horizontal, vertical o inclinado.
G01 X__ Y__ Z__ F__;
X, Y, Z coordenada del punto final de desplazamiento
F avance
EXISTEN TRES MOVIMIENTOS BASICOS DE HERRAMIENTA:
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4.4 Movimiento delaHerramienta.
3) Interpolacin Circular o Avance de Arcos.
G02 (HORARIO) G03(ANTIHORARIO)
G02 X__ Y__ Z__ R__ F__;
X, Y, Z coordenada del punto final delArco.
R radio de arco.
F avance.
G03 X__ Y__ Z__ R__ F__;
X, Y, Z coordenada del punto final delArco.
R radio de arco.
F avance.
EXISTEN TRES MOVIMIENTOS BASICOS DE HERRAMIENTA:
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PROGRAMA DECNPARA TORNO.
N40 G00 Z 10.0;
N50 G00 X 36.0;
Llevar la herramienta al punto 1 N40 G00 X 36.0 Z 10.0;
Llevar la herramienta al punto 2
Llevar la herramienta al punto 3
Llevar la herramienta al punto 4
N60 G00 X 26.0 Z 2.0;
N70 G01 X 26.0 Z -12.0;
N80 G01 X 36.0 Z -12.0;
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PROGRAMA DECNPARA TORNO.
N040 G00 X0.0 Z 2.0;
N050 G01 X 0.0 Z0.0;
N060 G01 X 13.0 Z 0.0;
N070 G01 X 13.0 Z -25.0;
N080 G01 X 18.0 Z -35.0;
N090 G01 X 18.0 Z -50.0;
N100 G01 X 24.0 Z -50.0;
N110 G01 X 24.0 Z -60.0;
N120 G01 X 0.0 Z -60.0;
N130 G00 Z 0.0;
Posiciona la herramienta 2 unidades a la derecha
del Cero de pieza.
Realiza un corte en el Cero de pieza.
Ejecuta el refrentado hasta la ubicacin del punto 2.
Realiza cilindrado desde el punto 2 hasta el punto 3.
Desbasta la pieza desde el punto 3 al punto 4.
Ejecuta cilindrado desde el punto 4 al punto 5.
Realiza corte del punto 5 al 6.
Desbasta la pieza desde el punto 6 al punto 7.
Ejecuta corte de separacin de la pieza desde el
punto 7 al punto 8.
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Definir Cero de Pieza (monitor):
G54, G55, G56, G57, G58 G59.
G54 X __ Y __ Z__ ;
X, Y, Z coordenadas de trabajo.
Enviar herramienta a Cero de Mquina (HOME):
G28 X 0.0 Y 0.0 Z0.0 ;
X, Y, Z coordenadas de Cero Mquina.
CDIGOSG.
Plano de Trabajo:
G17 Plano X - Y.G18 Plano Z - X.
G19 Plano Y - Z.
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CDIGOSG.
Sistema de Coordenadas:
G90 Absolutas.- Con respecto al origen.
G91 Relativas.- Con respecto al ltimo punto
Sistema de Unidades de Medida:
G70 Ingles.- Pulgadas.G71 Mtrico.- Milmetros.
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CDIGOSM.
Fin del Programa:
M02 Fin de Programa.- La mquina detendr todas lasacciones al mismo tiempo.
Iniciar sentido de Giro del Husillo:
M03 Sentido Horario.
M04 Sentido Anti horario.
Detener sentido de Giro del Husillo:
M05 Detiene el giro del husillo.
Refrigerante:
M08 Enciende (abre) refrigerante.
M09 Apaga (cierra) refrigerante.
Mordazas:
M10 Cierra (aprieta) mordazas.
M11 Abre (afloja) mordazas.
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Enero de 2012 42
VARIABLES.
Factor de Avance (F = Feed):
F (mm/min) (pulg/min) (unidades de medida/minuto)
F (mm/rev) (pulg/rev) (unidades de medida/revolucin)
Avance recomendado a 1000 rpm:
F 100; (mm/min) F 0.1; (mm/rev)
F 4.0; (pulg/min) F 0.004; (pulg/rev)
Velocidad de Giro del Husillo (S = Speed):
S (rpm)
Velocidad recomendada = 1000 rpm.
S 1000;
Seleccin de Herramienta (T = Tool):
T 01; Selecciona la herramienta No. 1 (de 1 a 8).
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Enero de 2012 43
PROGRAMANo. 1 DECNPARA TORNO.
N040 G00 X0.0 Z 2.0;
N050 G01 X 0.0 Z0.0;
N060 G01 X 13.0 Z 0.0;
N070 G01 X 13.0 Z -25.0;N080 G01 X 18.0 Z -35.0;
N090 G01 X 18.0 Z -50.0;
N100 G01 X 24.0 Z -50.0;
N110 G01 X 24.0 Z -60.0;
N120 G01 X 0.0 Z -60.0;
N130 G00 Z 0.0;
N010 G18 G71 G90;
N020 F100 S1000 M04;
N030 T01 M08;
N140 G28 X0.0 Z0.0;
N150 M05 M09;
N160 M02;
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PROGRAMANo. 2 DECNPARA TORNO.
N040G00 X0.0 Z 2.0;
N050G01 X 0.0 Z0.0;
N060G01 X 12.0 Z 0.0;
N070G01 X 16.0 Z -2.0;
N080G01 X 16.0 Z -9.0;
N090G01 X 10.176 Z -17.0;N100G01 X 16.0 Z -24.605;
N110 G01 X 16.0 Z -29.605;
N120G01 X 21.0 Z -36.505;
N122G01 X 21.0 Z -46.0;
N124G01 X 25.0 Z -46.0;
N126G01 X25.0 Z -52.0;N128G01 X0.0 Z -52.0;
N130G00 Z 0.0;
N010 G18 G71 G90;
N020 F100 S1000 M04;
N030 T01 M08;
N140 G28 X0.0 Z0.0;
N150 M05 M09;
N160 M02;
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PROGRAMANo. 3 DECNPARA TORNO.
N010G18 G71 G90;
N020 F100 S1000 M04;
N030 T01 M08;
N140 G28 X0.0 Z0.0;
N150 M05 M09;
N160 M02;
N040 G00 X0.0 Z 5.0;
N050 G01 X0.0 Z 0.0;
N060 G03 X10.0 Z -5.0 R 5.0;
N070 G01 X10.0 Z -15.0;
N080 G02 X 12.928 Z -18.536 R 5.0;
N090 G01 X27.0 Z -25.571;
N100 G01 X 37.0 Z -25.571;
N110 G03 X 47.0 Z -30.571 R 5.0;
N120 G01 X 47.0 Z -50.571;
N122 G02 X 57.0 Z -55.571 R 5.0;
N124 G01 X 63.0 Z -55.571;
N126 G03 X 63.0 Z -60.571 R 2.5;
N128 G01 X 0.0 Z -60.571;
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PROGRAMANo. 4 DECNPARA TORNO.N010G18 G71 G90;
N020 F100 S1000 M04;
N030 T01 M08;
N140 G28 X0.0 Z0.0;
N150 M05 M09;
N160 M02;
N040 G00 X0.0 Z 5.0;
N050 G01 X0.0 Z 0.0;
N060 G03 X 8.0 Z -4.0 R 4.0;
N070 G01 X 8.0 Z -10.0;
N080 G01 X 12.0 Z -10.0;
N090 G01 X 16.0 Z -12.0;
N100 G01 X 16.0 Z -25.0;
N110 G01 X 12.0 Z -27.0;
N 120 G01 X 12.0 Z -32.0;
N130 G03 X 16.0 Z -34.0 R 2.0;
N140 G01 X 16.0 Z -39.0;
N150 G02 X 20.0 Z -41.0 R 2.0;
N160 G01 X 20.0 Z -45.0;N170 G01 X 18.0 Z -46.0;
N180 G01 X 10.0 Z -46.0;
N190 G01 X 10.0 Z -54.0;
N200 G01 X 18.0 Z -54.0;
N210 G01 X 25.0 Z -80.0;
N220 G01 X 0.0 Z -80.0;
N230 G00 X 0.0 Z -70.0;
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Ing.
Tito
Gus
tavo
BuenoO
sorio
CNC
Enero de 2012 47
CDIGOSM.
Ciclo de desbaste
S (rpm)???????????????
Velocidad recomendada = 1000 rpm.??????????
S 1000;????????????
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