Manual Interactivo de Celda de Manufactura

Vista previa del material en texto

,. , 
TECNOLOGICO 
DE MONTERREY® 
TECNOLÓGICO 
DE MONTERREY 
Biblioteca 
CmrnplJ9 Ciudad de MiJdoo 
Instituto Tecnológico y de Estudios 
Superiores de Monterrey 
Campus Ciudad de México 
División de Ingeniería y Arquitectura 
Ingeniería en Mecatrónica 
Departamento de Mecatrónica 
Proyectos de Ingeniería Mecatrónica 11 (MR00039) 
Manual Interactivo de Operaciones de una Celda Flexible de 
Manufactura 
Autores: David Eduardo Flores Gazano 
Roberto Sandoval Andrade 
César Cárdenas Camarillo 
Asesor: M.C. Gregory Charles A. Oundjian 
Firma: 
Profesor: Dr. Raúl Crespo Saucedo 
México D.F. a 26 de noviembre de 2007 
 
 
 
ÍNDICE. 
I. Introducción ........................................................................... 5 
1.1. Antecedentes .......................................................................................... 5 
1.2. Definición del Problema ........................................................................ 5 
1.3. Objetivos del Proyecto ........................................................................... 5 
1.3.1. Objetivo general.. .......................................................................... 5 
1.3.2. Objetivos específicos ..................................................................... 6 
1.4. Justificación ............................................................................................ 7 
1.5. Alcances y limitaciones .......................................................................... 9 
1.6. Metodología ............................................................................................ 9 
11. Investigación Teórica ............................................................................. 12 
111. Desarrollo del proyecto ......................................................................... 13 
IV. Pruebas y resultados .............................................................................. 17 
V. Conclusiones ............. :: .............................................................................. 18 
V.1 Perspectivas y Trabajo a Futuro .......................................................... 18 
V.2 Comentarios ........................................................................................... 18 
VI. Anexos ......................................................................................................... 20 
A.1 Manual de Operaciones de una Celda Flexible de Manufactura ...... 20 
VII. Referencias Bibliográficas ................................................................... 162 
Póster [14.] ......................................................................................................... 163 
4 
l. Introducción 
1.1. Antecedentes 
Por la gran necesidad del uso de maquinas herramienta de control numérico, en la 
actualidad se imparten cursos de programación de código G y M; no sólo a nivel de 
Licenciatura, también a nivel empresarial. Estos cursos son muy costosos a nivel 
empresarial, por lo que el buen manejo de estos en un ambiente laboral es bastante 
atractivo y remunerado. La falta de material interactivo como apoyo para comprender 
de una manera mas profunda acerca del funcionamiento y programación de estas 
máquinas, fue lo que nos despertó el interés para desarrollar este ·proyecto, que servirá 
como base de estudio y guía a futuros interesados en aprender de manera didáctica e 
interactiva, el manejo, operación y la programación de las maquinas que contiene una 
celda de manufactura. 
1.2. Definición del Problema 
La mayor problemática que encontramos para los alumnos, ya sean estudiantes o 
trabajadores de alguna empresa dedicada a la producción, es lo dificil y complicado que 
es, primero que nada, aprender sobre el uso de una celda de manufactura sino se cuenta 
con una destinada exclusivamente para aprendizaje lo cual es muy dificil de encontrar 
por los altos costos que esto implica y segundo, si sí se tiene una celda destinada al 
aprendizaje los tiempos por usuario destinados a la operación de estas máquinas son 
mínimos y por consiguiente los alumnos no se pueden dar el lujo de perder más de la 
mitad de su tiempo intentando recordar acciones vitales tales como enviar al origen las 
Herramientas [7.] [8.], preparar un cero pieza o algunos otros códigos necesarios para 
que se pueda correr un proceso. 
1.3 Objetivos del Proyecto. 
1.3.1. Objetivo general: 
Lo que se busca desarrollando el Manual Interactivo de Operaciones de una Celda 
flexible de Manufactura es crear un gran recurso interactivo que sirva como apoyo para 
5 
que los estudiantes tengan muy bien definidas sus actividades y una adecuada 
planeación de procesos desde mucho antes de operar la ~;Ida de manufactura. 
De igual forma, este manual interactivo pretende que si algún sector de la 
población deseoso de estudiar el funcionamiento de una celda de manufactura con la 
dificultad de no tener al alcance de sus manos una celda para su manipulación y 
aprendizaje, la enseñanza de sus cursos no se vuelva tan tediosa y monótona por que los 
programas que puedan realizar no los logren ver correr o imaginar siquiera ya que nunca 
han tenido la oportunidad de ver en la vida real como se comportan estas fabulosas 
máquinas. Es por esto que este manual otorgará grandes ventajas,. a todos los pupilos sin 
importar si cuentan o no con una celda de manufactura a su alcance ya que contribuirá 
de manera favorable al desarrollo intelectual y tecnológico de cada persona que 
adquiera dicho video. 
El objetivo principal de este proyecto será desarrollar una herramienta de estudio 
interactiva multimedios sobre una celda de manufactura, que en un futuro sirva como 
apoyo o base para cursos que tengan que ver con el funcionamiento de máquinas de 
control numérico y Robots [3.] principalmente, de manera que a los estudiantes se les 
facilite el entendimiento, funcionamiento y programación de esta máquinas. 
1.3.2. Objetivos específicos: 
:i,,. Idioma castellano. 
:i,,. El DVD [11.] sólo contará con modos de operación de la celda y sus 
dispositivos, sin argumentos teóricos sobre fundamentos de corte. 
:i,,. Contribuir con la educación profesional. 
:i,,. Promover la automatización de sistemas. 
Con base en lo que se propuso el semestre anterior optamos por realizar este 
manual interactivo de operaciones de una celda flexible de manufactura, sólo en 
castellano, sin añadir la versión en inglés, ya que por fallas técnicas de la celda durante 
el periodo jun-jul 2007 no pudimos completar todos los avances planificados para 
dichas fechas, por lo que este semestre solo podremos completar la versión en 
castellano. 
6 
Por lo que implica la realización de un video interª-Ctivo, es complicado introducir 
conceptos de fundamentos de corte, ya que es muy dificil ejemplificarlos por el 
contenido teórico que además se ve a detalle en otras materias de la carrera. 
Este DVD [11.] se utilizará como material de apoyo para profesores que impartan 
un curso, ya sea a nivel escolar o empresarial, relacionado con la automatización de 
sistemas de manufactura y al tener una herramienta interactiva relacionada con el tema, 
las clases serán mas didácticas y dinámicas por que el profesor no tendrá que detenerse 
tanto en ciertos puntos del curso en caso de que algún alumno n.o entienda ya que los 
estudiantes tendrán al alcance dicho manual interactivo para analizar a detalle todos y 
cada uno de los puntos para la operación de dispositivos y en general, de toda la celda 
de manufactura. 
Al mismo tiempo, lo que se pretende con este manual interactivo es que la gente 
tenga mayor conciencia de todas las ventajas que nos brinda la automatización de 
sistemas en muchos aspectos de la vida laboral y que una vez que se domina el uso de 
estos sistemas integrados de manufactura es realmente sencillo operarlos correctamente. 
Lo más importante es modificar la visión que se tiene de estos sistemas de manufactura, 
de simplesmaquinas de control numérico, a un complejo sistema manufacturero 
autónomo. 
1.4 Justificación 
Cuando los alumnos se encuentren frente a una celda de manufactura y tengan que 
correr sus propios programas para maquinar piezas especificas no pierdan tiempo 
investigando como se opera este tipo de máquinas; disminuyendo el número de 
accidentes que semestre a semestre se presentan en la celda por mal uso de los códigos 
de programación, descuido de los alumnos al programar la coordenada de referencia 
cero, desconocer las propiedades mecánicas del material que están cortando, desconocer 
propiedades de la herramienta de corte que utilizan, desconocimiento de todos los tipos 
de movimiento programables a los Robots [3.], un mal uso del controlador de posición 
7 
de los Robots (3. ], en general, falta de dominio en las Operaciones de una Celda de 
Manufactura. 
Específicamente lo que se busca con este proyecto es: 
o Contribuir a la educación profesional de nuestra sociedad, así como también a 
personas con experiencia laboral que busquen cursos de actualización en este 
sector de la industria. 
o Detallar cada uno de los componentes que conforman una celda de manufactura 
mostrando los códigos necesarios para realizar un prog~ama, las Herramientas 
[7.] [8.] que utilizan este tipo de máquinas, seguridad para el operador y calidad 
en la fabricación de piezas entre otras cosas. 
o Influir en la sociedad y promover la automatización de los sistemas de 
manufactura. 
o Mostrar el potencial de la infraestructura con la que cuenta el Tecnológico de 
Monterrey, Campus Ciudad de México, mostrando piezas maquinadas en la 
Celda de Manufactura de esta institución educativa. 
o Incrementar la visión que se tiene de estos sistemas de manufactura, de simples 
maquinas de control numérico, a un complejo sistema manufacturero autónomo. 
Un sistema flexible de manufactura, esta constituido al menos por los siguientes 
equipos: Fresadora [l.] CNC, Tomo [2.] CNC, Autómata Industrial (Robot (3.]), 
Powermate [6.] , Mesa de Trabajo y Almacén. Sin embargo se puede contar con más 
equipos, como una banda transportadora, una maquina de punzonado y doblado, una 
maquina de descarga eléctrica, entre otros. Estos equipos trabajando en conjunto (red) 
nos ayudan a desarrollar procesos automatizados de manufactura. 
Dentro de un sistema flexible de manufactura se utilizan los equipos anteriormente 
mencionados ya que gracias a ellos podemos: 
o Maquinar geometrías mas complejas que con fresadoras y tomos tradicionales. 
o Disminuir el tiempo de maquinado. 
o Aumentar el tiempo de vida útil de la herramienta, al calcular las velocidades de 
corte específicas. 
8 
o Disminuir los accidentes de trabajo, así como poder realizar actividades que la 
mano de obra no puede realizar, como trabajar con material peligroso. 
o Disminuir el tiempo de traslado de la pie?:a de trabajo. 
o Incrementar el control de calidad debido a la alta precisión de estas máquinas. 
1.5 Alcances y limitaciones 
Las limitaciones para la realización de este proyecto principalmente fueron de 
medios, por no contar con recursos suficientes, y de tiempo, por que el trabajo de 
Edición [10.] puede tomar un valor infinito de tiempo para su realización dependiendo 
de la calidad con que se quiera presentar el trabajo. Ya que los alcances del mismo 
fueron muy grandes, el hardware con el que contábamos resulto insuficiente ya que las 
velocidades de procesamiento y la capacidad de memoria se saturaron después de un par 
de meses de trabajo, lo mismo sucedió con el software que utilizamos ya que muchas 
veces era insuficiente para realizar efectos, modificaciones y menús para la realización 
de los discos interactivos. 
1.6 Metodología 
Fig. L6.1. Metodología adoptada para la realización del manual interactivo 
9 
Para este proyecto, fue casi imposible dividir el trabajo, especialmente para las 
tareas que involucradas con la filmación ya que como se muestra en la Fig. 1.6.2. 
claramente se puede ver que los tres miembros del equipo debemos trabajar juntos en 
todo momento por que es necesario que un integrante ( en este caso David) opere un 
dispositivo de. la celda, otro (Roberto) realice la filmación mientras que el tercero 
(César) por medio del software PRO Studio Screen Recorder graba desde la 
computadora lo que aparece en la pantalla del dispositivo y de esta manera obtenemos al 
mismo tiempo el video del movimiento de la máquina y el video de lo que al operador 
se le indica en la pantalla de dicha máquina. 
Fig. L6.2. Grabaciones de la Fresadora [l.) . 
Para la parte de la Edición [10.] de video p{imero que nada fue necesario descargar 
el video del cassette ..a la computadora pero para realizar esta tarea requerimos una 
segunda videocámara de la marca SONY Handy CAM que pueda conectarse a la 
computadora permitiéndonos digitalizar el video grabado con la cámara profesional tal 
y como se muestra en la Fig. I.6.3. 
10 
Fig. 1.6.3. Digitalización de video. 
Una vez que el video ya estaba digitalizado y almacenado en el disco duro de la 
computadora se procede a realizar la Edición [10.] del mismo mediante el uso de un par 
de software llamados FINAL CUT y AITER EFFECTS los cuales nos permiten hacer 
cortes en el video, menús, insertar Audio [13.] y texto, y una serie de efectos que le 
awegan valor y vista a los DVD [11.] 's. En la Fig. I.6.4. se muestra el monitor de una 
computadora MAC G5 mientras editábamos el video ya digitalizado. 
Fig. L6.4. Edición [10.] de video 
11 
II. Investigación Teórica. 
La distribución de un sistema flexible de manufactura está en función del tipo de 
máquinas que se tengan, sin embargo la premisa es ajustarlas de tal manera que se 
pueda crear una integración utilizando todos los componentes de la ·celda tomando en 
cuenta la seguridad y facilidad al momento de operar cada una de estas máquinas. 
La Fresadora [l.] consta de un cortador que rota a cierta velocidad con la 
finalidad de remover material de la piez.a que se encuentra fija en una mesa de trabajo 
mientras se desplaza a lo largo de varios ejes. 
El Tomo [2.] es una de las máquinas más comunes usadas en la industria. 
Su principal característica es que la pieza de trabajo es la que rota sobre su propio eje 
para poder ser maquinada por un cortador que es desplazado a lo largo de varios ejes. El 
resultado del maquinado es una pieza totalmente simétrica a lo largo del eje de rotación. 
Los autómatas industriales mejor conocidos como Robots [3.], existen de varios 
tipos dependiendo de la función que desempeñen, principalmente se utilizan para 
desplazar el material de trabajo entre los diferentes procesos de maquinado, otorgando 
precisión y velocidad en la fabricación de piezas. 
El Powermate [6.] está íntimamente ligada al trabajo que realizan los autómatas 
industriales ya que es la encargada del desplazamiento del Robot [3.] completo a través 
un eje marcado agregándole mayores capacidades al trabajo que realizarán los Robots 
[3.]. 
Las mesas de trabajo se ocupan para realizar escalas dentro de una celda de 
manufactura, es decir, retienen el material el tiempo necesario para posteriormente ser . 
trasladadas a un proces9 posterior. 
La función del almacén dentro de una celda flexible de manufactura es 
almacenar el material de trabajo ya sea antes o después de ser procesado, por lo regular 
se encuentra sincronizado con un servidor que controla el número de piezas a maquinar. 
12 
Para el desarrollo de este proyecto utilizaremos los códigos G y M que manejan 
las maquinas herramienta. Los códigos G nos dan los movimientos rápidos, los avances 
radiales, los ciclos de movimiento. Los códigos M nos dan las funciones que se utilizan 
para el maquinado de piezas, como son cambio de herramienta, activación del 
refrigerante, paros de programa, paros de husillo. 
La programación CNC se basara en los códigos que se utilizan para elmaquinado, estos se encuentran en los manuales de cada maquina, nos indican el tipo de 
movimiento, el plano de trabajo, el sistema de unidades, las pausas, los retornos a la 
posición cero y posición de seguridad, cancelación y activación . izquierda o derecha de 
las compensaciones del cortador, sistema coordenado absoluto o incremental, 
cancelación y activación de ciclos, fin de programa, giro del husillo a favor y en contra 
de las manecillas del reloj, paro del husillo, cambios ·de herramienta, encendido y paro 
del refrigerante, abrir o cerrar las puertas, abrir o cerrar la mordaza. 
En la parte del capitulo llamado sistema de medición se incluye la manera en la cual los 
palpadores (maquinas de coordenadas), calculan las dimensiones que son comparadas 
con las especificaciones de diseño para evaluar la calidad de la pieza fabricada, estas 
maquinas se basan en tolerancias. 
111. Desarrollo del proyecto 
~ Planeación. 
~ Filmaciones. 
~ Edición [10.]. 
~ Tiempo trabajado. 
Por la naturaleza de este proyecto, es fácil pensar para la mayoría de los 
ingenieros que es un proyecto sencillo y rápido de realizar pero a lo largo de 
aproximadamente 1 O meses que trabajando en él, nos dimos dado cuenta que es un 
proyecto sumamente laborioso y que demanda demasiado tiempo, por esto durante todo 
el primer semestre se realizó la planeación de todos y cada uno de los puntos a tratar en 
el manual interactivo los cuales fueron mostrados en la tabla de contenido de nuestro 
13 
proyecto y esto se hizo de dicha manera ya que por falta de tiempo y de material no nos 
podemos dar el lujo de realizar una serie de tomas ilimi,tadas para cada dispositivo sino 
que por el contrario casi todo tiene que salir a la primera vez de filmación, siendo 
filtrado de un cassette como máximo el l 0% de video que no utilizaremos mientras que 
el otro 90% del video se incluirá en el DVD [11.] . 
Para realizar las grabaciones se puede creer que es un trabajo sencillo y rápido 
ya que por experiencia personal cualquier individuo que ha hecho videos caseros pues 
no se preocupa por lo que vaya a grabar, ni por que la cámara se mueva, o la luz no sea 
adecuada pero en nuestro caso como este video es para documentar el uso que se le debe 
de dar a una celda de manufactura es necesario analizar toda una serie de detalles que 
afectan al video. Actualmente la relación entre el trabajo que esta de fondo y los 
minutos de video que se graban es como 10/1, es decir, a lo que nosotros hemos llegado 
ya con un poco más de práctica con el paso de los meses es que por cada minuto que 
obtenemos grabado en el cassette se requieren 1 O más de preparación, esto sin incluir la 
planeación de lo que será grabado como ya se mencionó anteriormente y los pasos que 
también debemos planear para la operación de las máquinas antes de la filmación. 
El trabajo que se ve implicado para la realización de las tomas incluye a la 
iluminación, como se muestra en la Fig. III. l y Fig. 111.2, ya que no pueden aparecer 
demasiadas sombras en el video por que simplemente se vería mal o se perderían 
detalles importantes de las piezas que conforman a las máquinas. La iluminación 
adecuada la hemos logrado con tres lámparas que utilizan cada una un foco de halógeno 
de 250 W pero a pesar de estar utilizando 750 W para cada toma si hemos tenido 
problemas y deficiencias de iluminación en algunos casos como por ejemplo con los 
Robots [3.] cuando se desplazan a través de la celda a lo largo del riel simplemente por 
que el área que hay que cubrir de luz es mucho mayor que en otros casos. Otro aspecto 
que se debe cuidar durante las filmaciones es el hecho de que el micrófono que tiene la 
cámara es sumamente sensible al ruido por mínimo que sea, por lo que en el periodo de 
filmación todo debe estar en completo silencio para que solamente se escuche el ruido 
que genera la máquina al moverse, al realizar un trabajo, al encenderse, etc. 
14 
Fig. ill.1. Iluminación del interior del Torno [2.] para maquinado. 
Logramos reducir en cierto grado el tiempo de grabación ya que filmábamos y 
grabábamos las pantallas de las máquinas al mismo tiempo y antes cuando aún no 
conseguíamos el software apropiado primero filmábamos y después volvíamos a operar 
la máquina para filmar la pantalla que muestra la información al operador pero ahora 
que contamos con el software podemos hacer ambas cosas simultáneamente y de esta 
manera aprovechar mejor el tiempo. 
15 
Fig. 111.2. Imagen del monitor conectado a la videocámara que 
muestra una pie7.8 que se maquinará en el Torno [2.] 
En lo que respecta al trabajo de Edición [l O.] primero que nada, como ya se 
explicó en la parte de A vanee objetivos, se debe digitalizar el video para después poder 
editarlo, el tiempo que toma digitalizarlo es aproximadamente 4/1 mientras que el 
trabajo de Edición [10.] toma demasiado tiempo sin poder encontrar una relación 
específica ya que depende de lo que se pretenda alcanzar para cada parte del video y los 
efectos que se le quieran agregar a cada etapa. 
Para resumir, el tiempo de trabajo que ha implicado hasta ahora nuestro proyecto 
se puede ver en la Tabla 111.1, la cual indica el tiempo trabajado en minutos por cada 
minuto de video obtenido en el cassette. 
ACTIVIDAD TIEMPO DE REALIZACION ímin.l 
Planeación a detalle de lo que se grabará. 30 
Filmación (iluminación, preparación, 10 
Audio [13.], etc.) 
Digitalización de video 4 
Edición [10.] 00 
Preparar (render) un DVD [11.] para 3 
quemarlo. 
Quemar el DVD [11.]. 15 
Tabla l. Muestra los tiempos aproximados necesarios para reali7.8rse cada actividad por cada 
minuto de video obtenido. 
16 
IV. Pruebas y resultados. 
El manual interactivo desarrollado ofrece grandes ventajas para los estudiantes 
ya que esta desarrollado de igual forma que la tabla de contenido que el manual escrito 
lo cual permite que se pierda tiempo buscando algún capítulo o inciso en específico, por 
otra parte un característica notable es que se complementan ampliamente ambos 
manuales (interactivo y escrito) por lo que si algún usuario no logra comprender 
completamente algo que estudio en cualquiera de los manuales, siempre podrá referirse 
al otro manual para ver, estudiar y comprender la manera de hacer los procesos. Lo que 
se logró a lo largo del semestre fue la realización de dichos manuales como se muestra 
en la Fig. IV.1 donde se ilustra la portada del manual interactivo y en el Anexo A. l 
donde se puede encontrar el Manual escrito de Operaciones de una Celda Flexible _de 
Manufactura. 
Fig. IV.1 Portada del DVD [11.] 
Para la realización del manual tuvimos que solucionar una serie de problemas 
que comprenden en mayor parte uso del software de animación, Edición [10.] y equipo 
de Audio [13.] y video por la poca experiencia que teníamos en el manejo de los 
17 
mismos pero logramos superarlos con ayuda de los técnicos de multimedios y a base de 
práctica y trabajo en el laboratorio de medios. 
V. Conclusiones. 
V.1 Perspectivas y Trabajo a Futuro 
Para nuestro proyecto tenemos muy buenas perspectivas de comercialización ya 
que está presente la necesidad de material educativo en este ramo de la ingeniería y 
además cada vez es más común que se necesite aprender a utilizar este tipo de 
dispositivos y de celdas flexibles. Por esto, el trabajo a futuro, o lo que se pretende es 
fabricar una versión en ingles del manual tanto escrito como interactivo y una vez 
realizado esto se buscará la oportunidad de hacer una versión para Internet. 
V.2 Comentarios 
Este semestre para la culminación del manual interactivo de operaciones de una 
celda flexible de manufactura se trabajo por periodos muy largos ya que se hicieron 
todas las Animaciones [12.] que componen cada uno de los capítulos que integran la 
tabla de contenido de este proyecto. Se redacto y grabo todo el Audio [ 13.] que 
utilizamos para la explicación del funcionamiento detodos los equipos; terminamos con 
las grabaciones que se habían programado para verano ya que por condiciones ajenas a 
nosotros no pudimos concluirlas en verano. Lo más complicado de nuestro proyecto fue 
la Edición [10.] , ya que es donde juntamos las Animaciones [12.] , los videos y el 
Audio [13.]; coordinar los tiempos que duran cada uno de estos lo complica. 
Todo el trabajo que hicimos a lo largo del año que duró este proyecto no fue 
tangible hasta el momento de tener el DVD [11.] listo. Hacer este tipo de manuales es 
bastante complicado, debido a que es una herramienta que ayudará a otras personas a 
programar todos los equipos que componen una celda flexible de manufactura, no se 
pueden cometer errores. Tuvimos todo el apoyo necesario por parte de nuestro asesor y 
del departamento de comunicaciones; tomamos todos los cursos para editar, grabar e 
iluminar. Por la falta de experiencia en esta área, no pedimos la máquina que cumplía 
18 
con nuestros requerimientos, ya que no sabíamos la capacidad de procesador que 
necesitábamos, así que nos vimos en la necesidad pe usar otra computadora más 
potente, ya que saturamos el equipo que nos prestaron. Esta falta de experiencia nos 
genero muchos problemas ya que no pudimos grabar el manual en nuestro equipo, ya 
que por no ser tan potente como necesitábamos este demoraba mucho tiempo en 
procesar el video y las Animaciones [12.] lo que nos tomaba casi el doble de tiempo de 
lo que nos hubiera tomado un equipo de mayor velocidad, todo esto lo hubiéramos 
evitado con la experiencia que hemos adquirido a lo largo del desarrollo de este 
proyecto. 
Puedo decir que el manual interactivo de operaciones de una celda flexible de 
manufactura no refleja todo el trabajo que hicimos, ya que cada animación que 
mostramos en el mismo, tomó mucho tiempo planeándose, capturándose, 
digitalizándose y editándose. El proyecto fue más complicado y tedioso de lo que 
esperábamos; los tiempos que programábamos para la Edición [10.] lo superamos. Si 
hubiéramos trabajado como se planeo no hubiéramos concluido. El trabajo que hicimos 
como equipo fue multitarea, cada uno de nosotros se encargo de una tarea determinada, 
ya que todos los aspectos que lo componen fueron desarrollados por nosotros. Siento 
que con la experiencia que adquirimos en este proyecto, podríamos hacer manuales de 
este tipo para otros procesos, con un poco menos de esfuerzo. La parte interactiva nos 
sensibilizo para pensar si nosotros fuéramos el usuario de este manual como tendrían 
que explicamos la programación para que la entendiéramos y la aplicáramos, esto se 
pensó cuando se hizo la tabla de contenido. 
Como apoyo al manual interactivo, se incluyo un manual escrito con formato 
pdf, aquí los usuarios de este manual se podrán apoyar si tienen alguna duda, o lo 
podrán utilizar si no tienen una computadora o un reproductor de DVD [11.] a la mano. 
Estamos muy satisfechos del trabajo que llevamos a cabo ya que cumplimos con los 
objetivos que propusimos, y el manual interactivo de operaciones de una celda flexible 
de manufactura esta completo y podrá ser usado para el fin que se propuso. 
19 
VI. Anexos. 
A.1 Manual de Operaciones de una Celda Flexible de 
Manufactura 
PARTE I. INTRODUCCIÓN 
CAPITULO 1 
l. Definición de un sistema flexible de manufactura 
CAPITUL02 
2. Equipos 
2.1 Breve explicción de los equipos que conforman una celda de 
manufactura 
2.1.1 Fresadora [l.) CNC. 
2.1.2 Torno [2.) CNC. 
2.1.3 Autómatas Industriales. 
2.1.4 Powermate [6.). 
2.1.5 Mesas de Trabajo 
2.1.6 Almacén 
2.2 Justificación de porqué utilizamos estos equipos 
2.3 Para que nos sirve. 
2.4 Distribución (Layout) 
CAPITUL03 
3. Conexiones en la celda 
3.1 Eléctricas 
3.3 Neumáticas 
3.4 Red 
CAPITUL04 
4. Encendido de la celda 
CAPITUL05 
5. Liberación de alarmas 
20 
PARTE 11 FRESADORA (l.]. 
CAPITULO 1 
l. Introducción 
1.1 Definiciones básicas 
1.1.1 ¿ Qué es CNC? 
1.1.2 ¿Qué es una Fresadora [l.] CNC? 
1.2 Partes que componen una Fresadora [l.] 
1.3 tipos de materiales a maquinar 
1.4 Ventajas de una Fresadora [l.] CNC 
1.5 Industria a la que se enfoca la Fresadora [l.] CNC 
CAPÍTUL02 
2. Programación 
2.1 Concepto del CNC 
2.2 Sistemas de coordenadas 
2.3 HOME y Origen de la pieza. 
2.4 Estructura de programación 
2.5 Códigos G 
2.6 Códigos M 
2. 7 Ciclos "enlatados" 
CAPÍTUL03 
3. Operación de la Fresadora [l.]. 
3.1 Encendido de la Fresadora [l.]. 
3.2 Mover una Herramienta 
3.3 Ejecutar códigos individuales 
3.4 Programación 
3.4.1 Subir Programa 
3.4.2 Cargar Programa 
3.4.3Bajar Programa 
3.4.4Borrar Programa 
3.4.5Editar Programa 
3.5 Ejecución de Programa. 
3.5.1 Cero pieza cuadrada 
3.5.2 Cero pieza redonda 
21 
3.5.3Simulación 
3.5.4 Corrida de programa 
3.5.4.1 Código 
3.5.4.2 Maquinado 
PARTE 111. TORNO [2.] CNC 
CAPITULO 1 
l. Introducción 
1.1 Definiciones básicas 
1.1.1 ¿Qué e$ CNC? 
1.1.2 ¿Qué es una Torno [2.] CNC? 
1.2 Partes que componen un Torno [2.] 
1.3 Ventajas de un Torno [2.] CNC 
1.4 Industria a la que se enfoca el Torno [2.] CNC 
CAPÍTUL02 
2. Programación 
2.1 Concepto del CNC 
2.2 Sistemas de coordenadas 
2.3 HOME y Origen de la pieza. 
2.4 Estructura de programación 
2.5 Códigos G 
2.6 Códigos M 
2.7 Ciclos "enlatados" 
CAPÍTUL03 
3. Operación del Torno [2.]. 
3.1 Encendido del Torno [2.]. 
3.2 Mover una Herramienta 
3.3 Ejecutar códigos individuales 
3.4 Programación 
3.4.1 Subir programa 
3.4.2 Cargar Programa 
22 
3.4.3 Bajar Programa 
3.4.4 Borrar 
3.4.5 Editar 
3.5 Ejecución de Programa. 
3.51 Cero Pieza 
3.5.2 Simulación 
3.5.3 Corrida de programa 
3.5.3.1 código 
3.5.3.2 maquinado 
PARTE IV. POWERMATE [6.] 
CAPÍTULO 1 
l. Introducción 
1.1 ¿Qué es un Powermate [6.]? 
1.2 Función dentro de la Celda Flexible de Manufactura 
CAPÍTUL02 
2. Operación 
2.1 Encendido del Powermate [6.] 
2.2 Mover el Powermate [6.] 
2.2.1 Manual 
2.2.2 Automático 
2.2.3 Posición de Referencia 
PARTE V. ROBOTS [3.] 
CAPITULO 1 
l. Introducción 
1.1 ¿Qué es un Robot [3.]? 
1.1.1 Descripción general 
23 
1.1.2 Tipos de Robots [3.J 
1.2 Partes que componen un Robot [3.J 
1.2.1 Sistema servo-mecánico 
1.2.2 Sistema neumático 
1.2.3 Sistema de Control 
1.2.4 Teach Pendant 
1.3 Grados de libertad de un Robot [3.J 
1.3.1 Articulaciones 
1.3.2 Sistemas de coordenadas 
1.4 Ventajas de un Robot [3.J 
1.5 Industria a la que se enfoca un Robot [3.J 
CAPÍTUL02 
2. Operación 
2.1 Encendido del Robot [3.J. 
2.2 Teach pendant 
2.2.1 Pantalla 
2.2.2 Teclado 
2.2.3 Deadman Switch 
2.3 Manejo del Robot [3.J conforme a las necesidades de operación 
2.3.1 Movimiento tipo Joint 
2.3.2 Movimiento tipo World 
2.3.3 Movimiento tipo Tool 
2.3.4 Velocidad del Robot [3. J 
2.3.5 Operación del Gripper 
2.4 Posición de seguridad 
CAPÍTUL03 
3. Programación. 
3.1 Crear un programa 
3.2 Borrar un programa 
3.3 Copiar un programa 
3.4 Editar un programa 
3.4.1 Guardar un punto 
3.4.1.1 Joint 
24 
3.4.1.2 Lineal 
3.4.2 Editar una línea de programa 
3.4.3 Insertar una línea de programa 
3.4.4 Copiar una línea de programa 
3.4.5 Encontrar una línea de programa 
3.4.6 Reemplazar una línea de programa 
3.4.9 Deshacer una línea de programa 
3.4.10 Borrar una línea de programa 
3.5 Detalles del programa 
3.6 Tiempos de espera 
3.7 Señales de salida para dispositivos externos o Herramientas [7.) [8.] 
acoplables al Robot [3.] 
3.7.1 Para Gripper 
3.7.2 Para Fresadora [l.] CNC 
3.7.3 Para Torno [2.] CNC 
3. Interacción con la celda 
CAPÍTUL04 
4. Corrida de Programa 
4.1 Manual 
4.1.1 Corrida principio a fin 
4.1.2 Corrida en sentido inverso 
4.1.3 Corrida a partir de una línea de código 
4.2 Automático 
Ejemplos 
PARTE VI. SISTEMAS DE MEDICIÓN. 
CAPITULO 1 
l. Introducción 
1.1 ¿Qué es un una maquina de medición por coordenadas (MMC)? 
1.2 ¿Como funciona una MMC? 
1.2.1 Principio de operación25 
1.2.2 Tolerancias Geométricas 
1.2.3 Requerimientos de operación 
1.3 Tipos de MMC 
1.3.1 brazo de prueba 
1.3.2 Maquina horizontal de una coordenada 
1.3.3 Maquina tridimensional de puente 
1.3.4 maquina sin contacto mediante video 
1.4 La Medición mediante Palpador[4.] [5.] 
1.4.1. Descripción general 
1.4.2 Partes que la componen 
1.4.3 Especificaciones Técnicas 
1.5 Ventajas/desventajas de los sistemas de medición 
1.6Ventajas de contar con una MMC 
1.7 Industria a la que se enfoca una MMC 
CAPÍTUL02 
2. Ejemplo 
PARTE VII. INTEGRACIÓN 
CAPITULO 1 
l. Introducción 
1.1 ¿Qué es un sistema Flexible de Manufactura? 
1.2 Programa de integración 
CAPITUL02 
2. Programación 
2.1 Ordenes de Trabajo 
2.2 Posiciones del Powermate [6.] 
2.3 Ubicación de las Piezas de trabajo de almacén 
2.4 Ubicación de las Piezas en las mesas de trabajo 
2.5 Secuencia y Listado de operaciones 
2.6 Errores de la secuencia de operación 
2.7 Resumen secuencia de operaciones 
26 
2.8 Numero de piezas de la orden 
2.9 Prioridad de las órdenes 
2.10 Abrir una orden existente 
2.11 Revisar una orden existente 
CAPITULOJ 
3. Corrida de integración 
3.1 Preparar las maquinas para la integración. 
3.1 Preparar el software de la integración 
3.3 Correr programa de integración. 
27 
PARTE l. INTRODUCCIÓN 
CAPÍTULO 1 
l. Definición de un Sistema Flexible de Manufactura 
Un sistema flexible de manufactura, es un conjunto de equipos automáticos 
conectados entre si, compuestos por sistemas de control, hidráulicos, neumáticos, y 
electromecánicos, que en conjunto desempeñan una tarea especifica, con la finalidad de 
mejorar la calidad de una línea de producción. 
Su principal característica es que cuenta con maquinaria de Control Numérico por 
Computadora (CNC) cuya principal ventaja es automatizar los procesos de maquinado 
con la finalidad de reducir costos, tiempos y por lo tanto aumentar la productividad. 
CAPÍTUL02 
2. Equipos 
Un sistema flexible de manufactura, esta constituido al menos por los siguientes 
equipos: Fresadora [l.] CNC, Tomo [2.] CNC, Autómata Industrial (Robot [3.]), 
Powermate [6.] , Mesa de Trabajo y Almacén. Sin embargo se puede contar con más 
equipos, como una banda transportadora, una maquina de punzonado y doblado, una 
maquina de descarga eléctrica, entre otros. Estos equipos trabajando en conjunto (red) 
nos ayudan a desarrollar procesos automatizados de manufactura. 
28 
2.1 Breve explicación de los equipos que confornian una celda de manufactura 
2.11 Fresadora [l.] CNC. 
Esta máquina consta de un cortador que rota a cierta velocidad con la finalidad de 
remover material de la pieza que se encuentra fija en una mesa de trabajo mientras se 
desplaza a lo largo de varios ejes. 
2.12 Torno [2.J CNC. 
El Tomo [2.] es una de las máquinas más comunes usadas en la industria. Su 
principal característica es que la pieza de trabajo es la que rota sobre su propio eje para 
poder ser maquinada por un cortador que es desplazado a lo largo de varios ejes. El 
resultado del maquinado es una pieza totalmente simétrica a lo largo del eje de rotación. 
2.13 Autómatas Industriales. 
Mejor conocidos como Robots [3.], existen varios tipos dependiendo de la función 
que desempeñen, principalmente se utilizan para desplazar el material de trabajo entre 
los diferentes procesos de maquinado, otorgando precisión y velocidad en la fabricación 
de piezas. 
Powermate [6.J. 
Esta máquina está íntimamente ligada al trabajo que realizan los autómatas 
industriales ya que es la encargada del desplazamiento del Robot [3.] completo a través 
un eje marcado agregándole mayores capacidades al trabajo que realizarán los Robots 
[3.]. 
29 
2.15 Mesas de Trabajo 
Se ocupan para realizar escalas dentro de una celda de manufactura, es decir, 
retienen el material el tiempo necesario para posteriormente ser trasladadas a un proceso 
posterior. 
2.16 Almacén 
Su función dentro de una celda flexible de manufactura es almacenar el material de 
trabajo ya sea antes o después de ser procesado, por lo regular se encuentra sincronizado 
con un servidor que controla el número de piezas a maquinar. 
2.2 Justificación de porqué utilizamos estos equipos 
Dentro de un sistema flexible de manufactura se utilizan los equipos anteriormente 
mencionados ya que gracias a ellos podemos: 
• Maquinar geometrías mas complejas que con fresadoras y tornos tradicionales. 
• Disminuir el tiempo de maquinado. 
• Aumentar el tiempo de vida útil de la herramienta, al calcular las velocidades de 
corte específicas. 
• Disminuir los accidentes de trabajo, así como poder realizar actividades que la 
mano de obra no puede realizar, como trabajar con material peligroso. 
• Disminuir el tiempo de traslado de la pieza de trabajo. 
• Incrementar el control de calidad debido a la alta precisión de estas máquinas. 
2.3 ¿Para qué nos sirve? 
La principal ventaja que nos ofrece un sistema flexible de manufactura es aumentar 
la productividad de un proceso de producción, ya que al disminuir el tiempo de 
30 
maquinado vamos a producir una mayor cantidad de piezas en el mismo tiempo, 
disminuiremos los costos de material de trabajo al aumeptar el tiempo de vida útil de las 
Herramientas [7.] [8.] , y sobretodo bajarán los insumos de mano de obra al requerir de 
menos personal para realizar el mismo trabajo, en general disminuiremos los insumos y 
aumentaremos la producción por lo tanto aumentará la producción. Mejorando el 
proceso industrial, principal objetivo de estas maquinas. 
2.4 Distribución (Layout) 
La distribución de un sistema flexible de manufactura está ·en función del tipo de 
máquinas que se tengan, sin embargo la premisa es ajustarlas de tal manera que se 
pueda crear una integración utilizando todos componentes de la celda tomando en 
cuenta la seguridad y facilidad al momento de operar cada una de las máquinas. 
CAPÍTUL03 
3. Conexiones de la celda 
3.1 Eléctricas 
La celda de manufactura cuenta con un sistema trifásico de alimentación 220V 
60 Hz. Para la Fresadora [ 1.] se necesita una tensión de 200/220 V @ 50/60 Hz, con una 
corriente de 63A, estos transmitidos por medio de un cable con un calibre mínimo de 
8mrn/\2, lo que general una potencia requerida de 15KV A. Las condiciones necesarias 
para la operación del Torno [2.] son muy similares a la de la Fresadora [l.], con la 
diferencia que el Torno [2.] requiere de una potencia de 20KVA. 
3.2 Hidráulicas 
Estos eqmpos cuentan con una bomba Hidráulica que es la encargada del 
suministro del Lubricante (coolant) durante las operaciones de maquinado. Este 
lubricante se filtra y se reutiliza. En la Fresadora [l.] se cuenta con una bomba que 
31 
entrega 250W de potencia, lo suficiente para los requerimientos de limpieza y flujo de 
lubricante (coolant) dirigido a la herramienta al momento de maquinar. 
3.3 Neumáticas 
En general la celda cuenta con un sistema neumático que se utiliza para los Robots 
[3.], el Tomo [2.] y la Fresadora [l.]. La presión que suministra este sistema neumático 
es de 6 bar. absolutos que dependiendo cada máquina se adaptará por medio de un 
compresor o un regulador de presión. 
Para la Fresadora [l.] se requiere una presión> a 5 Kg. /cmA2, así como un flujo 
de aire>= a 100 L/min., ambas son requeridas para limpiar las Herramientas [7.] [8.] y 
la Fresadora [l.] en general, además son utilizadas para atomizar el aceite necesario. Por 
otro lado es importante mantener la temperatura de la presión del aire lo más baja 
posible, ya que esto influye en la precisión de la máquina. 
En cuanto a los Robots [3.] se ocupa la misma presión que suministra la red de la 
celda, es decir 6 bar. absolutos, con esto se consigue abrir y cerrar el "gripper" de cada 
uno de los Robots [3.]. 
3.4 Red 
La celda se comunica por medio de una red Ethernet, lo que permite que los 
equipos se comuniquen entre sí en tiempo real. 
Las direccionesIP de cada equipo son las siguientes: 
• 192.168.1.2 7 Tomo [2.] 
• 192.168.1.3 7 Fresadora [l.] 
• 192.168.1.4 7 Powermate [6.] 
• 192.168.l.57PLC 
• 192.168.1.6 7 Robot [3.] 1 
32 
• 192.168.1.7 7 Robot [3.] 2 
• 192.168.l.87PC 
CAPÍTUL04 
4. Encendido de la Celda 
Resulta de gran importancia cómo es que vamos a prender la celda de manufactura 
al momento de utilizarla, ya que cada uno de los componentes de la misma, están 
conectados entre sí y se debe seguir un orden lógico para poder inicializar de manera 
correcta la celda. El procedimiento para encender la celda de manufactura es el 
siguiente: 
1. Encender el switch principal 
2. Encender el switch de cada equipo 
a. Switch potencia (atrás) 
b. Botón encendido (frente) 
3. Computadora principal 
a. Login: CIM [9.] 
b. Password: fanuc 
Posteriormente necesitamos quitar todas las alarmas de cada uno de los elementos 
de nuestra celda para poder comenzar a operarla, esto lo realizamos desde la 
computadora central utilizando el software "CIM [9.] ", el orden para desactivar todas 
las alarmas (5) es el que sigue: 
1. Desactivar el botón REM/LOC 
a. Tomo [2.] 
b. Robot [3.] 1 
c. Robot [3.] 2 
d. Powermate [6.] 
e. Fresadora [l.] 
33 
2. Posicionamos en la Fresadora [l.] y oprimir el reset general 
3. Oprimir el reset del Robot [3.] l 
4. Oprimir el reset del Robot [3.] 2 
5. Activar REM/LOC del Tomo [2.] y oprimir el Stand by 
6. Desactivar el REM/LOC del Tomo [2.] 
7. Oprimir el reset del Powermate [6.] 
8. Por último oprimir el reset general 
Con esto aseguramos un correcto funcionamiento de nuestro sistema flexible de 
manufactura, por lo que disminuimos la posibilidad de sufrir algún percance, 
aumentando así la seguridad. 
Cuando se utiliza la celda para una integración, es decir que esta se utiliza en red 
para simular un proceso, cualquier alarma generada en las maquinas detendrá la misma. 
CAPÍTULOS 
5. Liberación de alarmas 
Por razones de seguridad, todas las máquinas del laboratorio tienen las alarmas 
activadas cuando se enciende el software. Por consiguiente, no se pueden operar las 
máquinas sin que se desactiven las alarmas. El procedimiento para desactivar las 
alarmas lleva un orden específico el cual no puede ser alterado. A continuación se 
describe el orden que se debe seguir para desactivar las alarmas. 
Fresadora [l.] CNC 
La Fresadora [l.] es la primera máquina que se debe liberar de alarmas. En pantalla 
no se logra observar ningún indicador de que la Fresadora [l.] tiene alarma, sin 
embargo, se puede ver claramente en la pantalla de control de la máquina que aparece 
"-EMG-". Para quitar esta alarma basta con presionar el botón de "RESET" de CIM 
[9.] el cual se muestra en la Fig. 5 .1.1. 
34 
Fig. 5.1.1. Botón de Reset 
Después de haber presionado dicho botón, el mensaje de "-EMG-" deberá 
desaparecer y se escuchará un ruido proveniente del dispositivo de lubricación de la 
máquina. 
Robot [3.] #1 
El recuadro indicador de alarma muestra cuales alarmas faltan por desactivarse. La 
alarma del Robot [3.] #1 es la siguiente. Da un clic en el botón que dice "ROB 1" para 
acceder al panel de control del Robot [3.] #1, después presiona el botón de "RESET' 
del Robot [3.] # 1 para eliminar esta alarma . 
........ RESET 
Fig. 5.2.1. Resetear un Robot (3.) 
Robot [3.] #2 
Ahora el recuadro indicador de alarma muestra que la alarma del Robot [3.] #2 
deberá ser desactivada. 
r-- --:~4 ~~BOT2 (X) ALARMA 
Fig. 5.3.1. Cuadro de alarma para Robot (3.) 2 
Da un clic en el botón que dice "ROB 2" y después en el botón de "RESET" para 
liberar dicha alarma. 
35 
Fig. 5.3.2. Resetear un Robot (3.) 
Torno [2.J CNC 
La siguiente alanna que se desplegará en pantalla será la del Tomo [2.]. 
Fig. 5.4.1. Cuadro de alarma para Torno (2.) 
El procedimiento a seguir difiere un poco del de las otras máquinas ya que no existe 
un botón de reset para el Tomo [2.] CNC. Ingresa en el panel de control del Tomo [2.] 
presionando el botón de "TORNO [2.]", después da un clic en el botón de 
"REM/LOC" para que de esta manera podamos controlar al Tomo [2.] desde la 
computadora, una vez hecho esto, debemos presionar el botón de "ST ANDBY" para 
desactivar la alarma. Una vez liberada la alanna del Tomo [2.], da un clic en el botón de 
"REM/LOC" otra vez. 
•l;'!i.J, .... 
;JGRKfb. 
Fig. 5.4.2. Pasos para desactivar alarma del Torno (2.) 
A partir de este momento, ya no debe aparecer ninguna alanna desplegada en el 
recuadro indicador de alannas de la pantalla pero la luz de estatus de CIM [9.] aún 
sigue de color rojo, tal y como aparece en la Fig. 5.4.3. 
36 
Fig. 5.4.3. Parte superior de la pantalla de software 
Todas las máquinas ya no tienen ninguna alarma activada salvo el Powermate [6.] . 
Powermate [6.J 
Para desactivar finalmente la última alarma de la celda de manufactura, es necesario 
dar un clic en el botón de "RES ET" de ·cIM [9.] . 
Fig. 5.5.1 Botón de Reset de C™ [9.) 
CIM [9.] 
Una vez que todas las alarmas han sido liberadas la luz de estatus de CIM [9.] 
deberá aparecer de color verde, lo cual significa que ya se pueden utilizar todas las 
máquinas del laboratorio. 
NOTA: Antes de empezar con el procedimiento para desactivar las alarmas, verifica 
que el botón "REM/LOC" de todos los equipos se encuentra deshabilitado, de otro 
modo, no serás capaz de liberar las alarmas. 
-REM/LOC 
Fig. 5.6.1. Botón de REM/LOC para dispositivos 
37 
En dado caso de que se presione el botón de "El\;_fERGENCY" de CIM [9.] se 
activarán todas las alarmas del laboratorio. 
Este proceso para eliminar alarmas puede parecer un poco complicado al principio, 
pero después de practicar un poco los pasos te familiarizarás con los pasos que se deben 
seguir para eliminar las alarmas. Es importante recordar que si puedes ver que aparece 
una alarma en la pantalla de la computadora, también se puede ver en la pantalla de la 
máquina por lo que, si prefieres ver las alarmas desde la máquina en vez de la 
computadora esta bien. Cuando las máquinas CNC o el Powermate [6.] (que también es 
una máquina CNC) tienen alguna alarma aparecerá parpadeando en pantalla de control 
de la máquina el letrero de "-EMG-", y cuando en los Robots [3.] aparezca alguna 
alarma, se encenderá un indicador rojo cuando se detecte la alarma. 
38 
PARTE 2. FRESADORA [l.] 
CAPÍTULO 1 
l. Introducción 
La Fresadora [l.] consta de un cortador que rota a cierta velocidad con la finalidad 
de remover material de la pieza que se encuentra fija en una mesa de trabajo mientras se 
desplaza a lo largo de varios ejes. 
1.1 Definiciones básicas 
1.1.1 ¿Qué es CNC? 
El Control Numérico por Computadora (CNC) ha sido uno de los más importantes 
desarrollos en cuestión de manufactura en los últimos 50 años, al desarrollar: 
Nuevas técnicas de manufactura y producción. 
Incrementar la calidad de los productos manufacturados. 
Reducir costos de los procesos. 
1.1.2 ¿Qué es una Fresadora [l.] CNC? 
La Fresadora [1.] consta de un cortador que rota a cierta velocidad con la finalidad 
de remover material de la pieza que se encuentra fija en una mesa de trabajo mientras se 
desplaza a lo largo de varios ejes. Cuenta con un sistema computarizado que controla la 
velocidad y la posición de los ejes de la máquina, con lo que podemos hacer cortes que 
no se pueden maquinar con una Fresadora [1.] tradicional, como círculos, curvas, líneas 
diagonales y figuras complejas en 30. La Fig. 1.1.2.1 muestra la Fresadora [l.] CNC 
que se encuentra en nuestra celda de laboratorio. 
39 
Fig. 1.1.2.1. Fresadora [l.] CNC 
1.2 
1.3 Partes que componen una Fresadora [l.] 
En la Fig. 1.2.1 y Fig. 1.2.2 se muestran las partes que componen a una Fresadora 
[l.], las cuales son: 
(1) Pantalla de posiciones. 
(2) Panel de control. 
(3) Torreta de Herramientas [7.] [8.]. 
( 4) "Clamp" Prensa. 
(5) Husillo. 
(6) Cambiador automático de herramienta. 
Fig. 1.2.1 Partes quecomponen a una Fresadora (1.) 
40 
Fig. 1.2.2. Partes que componen a una Fresadora (1.) CNC 
1.3 Ventajas de una Fresadora [l.] CNC 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
Maquinar geometrías más complejas que con fresadoras tradicionales, es decir 
incrementamos la flexibilidad del maquinado. 
Disminuir el tiempo de maquinado . 
Aumentar el tiempo de vida útil de la herramienta, al calcular las velocidades de 
corte específicas, disminuyendo los costos por Herramientas [7.] [8.] . 
Disminuir los accidentes de trabajo, así como poder realizar actividades que la 
mano de obra no puede realizar, como trabajar con materiales peligrosos. 
Disminuir el tiempo de traslado de la pieza de trabajo . 
Incrementar el control de calidad debido a la alta precisión de estas máquinas . 
1.4 Industria a la que se enfoca la Fresadora [l.] CNC 
La principal función de una Fresadora [1.] está en la industria del diseño; el alcance 
de estas maquinas a nivel industrial es muy basto, flexible y potente. Esta máquina 
cumple las necesidades en diseño, que se necesita para hacer infinidad de artículos 
como engranes, puntales, espaciadores, levas, alabes de turbinas y Herramientas [7.] [8.] 
, por mencionar solo algunas. Una Fresadora [1.] CNC puede ser utilizada desde el ramo 
automotriz hasta el ramo médico. 
41 
CAPÍTUL02 
2. Programación 
2.1 Concepto del CNC 
El concepto del control numérico es un lenguaje del ámbito Manufactura. La 
semántica y estructura de este lenguaje se ha definido de acuerdo a como se maquinaban 
superficies utilizando máquinas convencionales. La estructura de programación se 
establece mediante normas internacionales ISO 6983 y EIA RS274. 
Los pasos a seguir para la programación en control numérico son similares a 
aquellos establecidos en la manufactura. El primer paso para llevar a cabo un programa 
de control numérico es: 
Entender el plano que define la pieza a maquinar; este plano al menos debe de 
contar con: 
Las dimensiones de la pieza. 
Las tolerancias permitidas. 
El acabado de la pieza 
El material del cual va a ser la pieza 
El segundo paso a seguir es: Analizar el plano de la pieza que vamos a maquinar 
para así poder calcular el tamaño de la pieza en bruto que se va a maquinar, las 
superficies a maquinar y el tipo de Herramientas [7.] [8.] con las cuales vamos a hacer 
cortes, perforaciones y algún acabado. Teniendo toda esta información podemos 
calcular los parámetros de corte. 
El tercer paso a seguir es la escritura del programa. U na vez escrito el programa 
debemos revisarlo para verificar que este correcto; con el programa correcto lo que 
debemos hacer es introducirlo a la memoria de la máquina. Ya que cargamos el 
42 
programa en la máquina debemos de contar con las Herramientas [7.] [8.] en sus 
posiciones, un sistema de referencia bien definido y las,_compensaciones de herramienta 
correspondientes. 
Con el programa cargado en la memona de la máquina comenzamos con el 
maquinado de la pieza. 
La máquina interpreta la posición a la que la herramienta ha de desplazarse 
mediante un control computarizado que mueve la herramienta a esa posición utilizando 
coordenadas. 
Por lo que debemos de definir los diferentes sistemas coordenados: 
El sistema coordenado de la máquina. 
El sistema coordenada de trabajo. 
El sistema coordenado utilizado en el proceso de maquinado de una pieza se conoce 
como sistema coordinado de trabajo y este origen se define en un punto que utilizamos 
para la programación de las dimensiones de la pieza. 
Se conoce como sistema coordenado de la máquina a diferentes sistemas 
coordenados pueden ser establecidos utilizando un conjunto de funciones especiales. 
43 
2.2 Sistemas de coordenadas 
Coordenadas Absolutas 
Cualquier punto se ubica por la distancia del ongen (0,0,0) a dicho punto. 
Usualmente la localización de un punto se representa de la siguiente manera (ver Fig. 
2.2.1): 
( X(+,-)_ ,Y(+,-)_ ,Z(+,-)_) 
Cuadrante 11 
-X 
(X·2,Y1) 
• 
-4 .3 -2 -1 
• 
IX-4,Y-2) 
Cuadrante 111 
y 
.y 
4 Cuadrante I 
3 e (X2, Y3) 
2 
X 
1 2 3 4 
·2 
.3 e (X2.5,Y-3.25) IV 
Cuadrante 
Fig. 2.2.1. Coordenadas Absolutas 
Coordenadas Incrementales 
Utiliza a la posición actual como punto de referencia para el siguiente movimiento 
es un movimiento vectorial. (Ver Fig. 2.2.2) 
44 
-X 
-4 . . 
(U-4,V-2) •. "" ,• 
;· 
::.' 
-2 -1 
.. 
• L.~, 0 
(U-2,V-3) • "'º·" ª • · ~ ... 
y 
4 
~ ,,,,~,• (U2, V3) . . 
)' . 
·1 
X 
2 3 4 
-2 
"•·-.3. ,, ,, .. 
(U6.5,V-1.25) 
-4 
.y 
( lJ(+)(-)_, V(+)(->_, \V<+)(-)_) 
Fig. 2.2.2. Coordenadas Incrementales 
Ejemplos de Coordenadas 
Abs (X:l.v.1¡ 
lnc (U-...::l.VLJ 
-X 
Abs (X..:·h.::! ¡ 
lnc (u.,:;.v ~ 
y 
.y 
(X~.v..!., Abs 
(U~,v..!., lnc 
X 
4 
(X_l .v:l J Abs 
(u_l.vJ_¡ lnc 
Fig. 2.2.3. Ejemplos de coordenadas 
2.3 HOME y Origen de la pieza 
Se conoce como "Home" al origen de la máquina o cero máquina. Este punto lo 
define el fabricante. Es conocido como un punto de seguridad en el cual se llevan a cabo 
los cambios de herramienta de la máquina durante un maquinado. 
El origen de la pieza es el punto cero de nuestra pieza a maquinar, es la referencia 
de nuestro programa, ya que con base en este punto se calculan los extremos del 
45 
recorrido de la máquina, es decir los extremos de la pieza. En nuestro programa de 
maquinado este es el primer punto al que debemos de ir antes de empezar a cortar la 
pieza. Una vez alcanzado este punto ya comenzamos con el proceso de corte. 
2.4 Estructura de programación 
N01 GOO X15.0 Y10 ZO F2 
T T T 
NÜMERODE CÓDIGO AVANCE 
LINEA 
COORDENADAS 
Fig. 2.4.l Estructura de Programación para códigos CNC 
Cada movimiento deseado se realiza secuencialmente, cada línea de código debe de 
ir numerada y solamente contiene un solo comando. 
2.5 Códigos G 
Posicionamiento Rápido 
Formato: 
GOO X_Y_Z_; 
+Y Pi Pf 
Pf 
~ 
10 
150 
Pi 
11-------.,__+ 
.-· ---- 200 -----~ +X 
GOO X200 YlSO Z10; 
Fig. 2.5.1. Código GOO 
46 
Movimiento con velocidad de corte 
T 
i 
Formato: 
G01 X_ Y _2_F ___,; 
+Y 
p.f 
•·tO +X 
,----95-
Nt GOO XO YO 210.; 
N2 GOO X10.Y15.ZO; 
N3 G01 2-2. F200; 
N4G01 X95.; 
NS G0120; 
N6 GOO XO YO 210.; 
Fig. 2.5.2 Código GOl 
Interpolación Circular CW (horario) 
Formato: 
G02 X_ Y _2_R_F; 
+Y 
l 
i 
N1,IIG 
:----- "' ---1 
+X 
Nt GOO XO YO Zt O.; 
N2 GOO X60.Yt0.ZO.; 
N3 GOt Z-3 F200; 
N4 G02 X60.Y70.R30; 
NS GOt ZO; 
N6 GOO XO YO ZtO.; 
Fig. 2.5.3 Código G02 
E KD de Monterr~. , c.ampus Oudad de México Bibliotec:a 
47 
Interpolación Circular CCW (Antihorario) 
Formato: 
G03 X_ Y _Z_R_F ___,; 
+Y 
Nt,N6 }-----
60 
_ ___j 
f------
1
100 ----! 
Nt GOO XO YO ZtO.; 
N2 GOO X60.Y10.ZO; 
N3 GOt Z-3. F200; 
N4 G03 X100.Y50.R30F200; 
NS GOt X60.Y50.ZO; 
N6 GOO XO YOZto.; 
T 
50 
J_ 
+X 
Fig. 2.5.4 Código G03 
Establecer Sistema Coordenado 
o G54 
o G55 
o G56 
o G57 
o G58 
o G59 
48 
Sistema Coordenado Absoluto 
Formato: 
(X-2, Yt) 
• 
N G90 -X 
-4- -3 -2 -1 
y 
4-
3 •(X2,Y3) 
2 
/(XO,YO) 
1 2 3 4-
X 
• -2 • (X2,Y-2) (X-4-, Y-2) 
-3 
-4-
-Y 
Fig. 2.5.5 Sistema coordenado absoluto 
Sistema Coordenado Incremental 
y 
Formato: X 
N_G91 -4 r3 -2 -1 1 2 3 4 
/ 
¿_ -2 ----
(X-2, Y-3) --------.:3---.._ (X6.5, Y-1.25) 
-4 
-Y 
Fig. 2.5.6 Sistema coordenado incremental 
49 
Retorno automático a la posición "Home" 
Formato: 
N_G28 X_Y_Z_; 
HOME 
Fig. 2.5.7 Código G28 
Planos de trabajo 
z 
X 
y....----------, 
Fig. 2.5.8 Planos de trabajo 
50 
Establecer sistema de unidades en pulgadas (in) 
Formato: 
N_G20 
I' 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 11 1 1 1 • 1 
Pulgadas (in) 
Fig. 2.5.9 Código G20 
Establecer sistema de unidades en milímetros (mm) 
Formato: 
N_G21 
Avance de la herramienta. 
G94 - Feed Rate (mm/min.) 
G95 - Feed Rate (mm/rev) 
1
1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 
_ Milímetros (nun) _ 
Fig. 2.5.10 Código G21 
51 
Compensación izquierda del cortadorFormato: 
N G4-1 D_ 
-----i•~ Corte Programado 
-----------> Corte compensado 
Fig. 2.5.11 Código G41 
D- # de la herramienta en uso 
Compensación derecha del cortador 
Formato: 
N_G4-2 D_ 
D- # de la herramienta en uso 
__....,.,~ Corte Programado 
-----------> Corte Compensado 
Fig. 2.5.12 Código G42 
52 
Cancelación de compensaciones 
Formato: 
N G40 
Fig. 2.5.13 Código G40 
Cancela cualquier compensación que haya sido aplicada durante la ejecución· del 
programa y funciona como una cancelación para compensaciones aplicadas en 
programas anteriores. 
Compensación de altura de herramienta 
e Pnnto de referencia 
Formato: 
N_G43 H_Z_; 
Fig. 2.5.14 Código G43 
H- # de la herramienta en uso; este código se utiliza cada vez que se cambia la 
herramienta. 
G49- Cancelar compensación de altura 
53 
2.6 Códigos M 
Giro del husillo a favor de las manecillas del reloj (CW) 
Formato: 
N_M03S 
l. 
Fig. 2.6.1 Código MOJ 
Giro del husillo a favor de las manecillas del reloj (CCW) 
Formato: 
N_M04-S_ 
z 
Fig. 2.6.2 Código M04 
54 
Paro del Husillo 
Formato: 
N_MOS 
z 
Fig. 2.6.3 Código MOS 
Cambio de herramienta 
Formato: 
N M06TXX 
TXX- Número de herramienta 
Fig. 2.6.4 Código M06 
55 
Encendido del líquido refrigerante. 
Formato: 
N M08 
Fig. 2.6.5 Código M08 
Apagado del líquido refrigerante. 
Formato: 
N M09 
Fig. 2.6.6 Código M09 
56 
Fin del Programa 
Formato: 
~ N_M30 Formato: 
N_M02 
I 
Fig. 2.6.7 Códigos para finalizar un programa 
M02 Termina la ejecución del programa y resetea el control numérico. 
MJO Termina la ejecución y se repite el programa para volver a maquinar. 
Cierre de la Prensa "Clamp" 
Formato: 
N M77 
Fig. 2.6.8 Código M77 
57 
Apertura de la Prensa "Clamp" 
Formato: 
N M78 
2. 7 Ciclos "enlatados" 
Fig. 2.6.9 Código M78 
• Simplifican la programación 
• Combinan una gran cantidad de operaciones de programación estándar y 
disminuyen los pasos de programación simplificando las operaciones 
matemáticas y optimizando las condiciones de corte. 
58 
Ciclo de taladrado 
Formato: 
N_G81 X_Y_Z_R_F_ 
z 
X_ Y_: Ubicación del agujero 
Z_: Profundidad del agujero 
R_:Plano de retracción 
F_:Avance de corte 
Velocidad de avance Rápido 
• 
Velocidad de corte 
G98 Subimos a (X Y Z) 
G99 Subimos a Plano de retracción 
Fig.2.7.1 Código G81 
Ciclo de taladrado profundo 
Formato: 
N_G83X_Y_Z_R_Q_F_ 
Q 
G98 Subimos a (X Y Z) 
- G99 Subimos a plano de retracción 
X_ Y: Ubicación del agujero 
Z_:Profundidad del agujero 
R_:Plano de retracción 
Q_:Profundidad por picoteo 
F_:Avance 
Fig.2.7.2 Código G83 
59 
Cancelación de ciclos de taladrado 
Fonnato: 
N G80 
Cancela cualquier ciclo de taladrado que se haya programado antes de este. 
CAPÍTUL03 
3. Operación 
3.1 Encendido de la Fresadora [l.] 
El procedimiento para encender la Fresadora [1.] CNC es muy simple y se compone 
de dos pasos. El primer paso es girar el interruptor de potencia (a) localizado en la parte 
trasera de la máquina, como se muestra en la Fig. 3. 1.1. El interruptor es el que 
suministra la potencia a la máquina. Sin embargo, el Torno [2.] CNC no puede ser 
operado sin esta parte de control. El siguiente paso es prender el control presionando el 
botón verde de ON (b) localizada en el panel frontal. 
a) Interruptor de potencia b) Botones ON I OFF 
Fig. 3.1.1. Interruptores 
60 
Para apagar el Tomo [2.], primero presiona el botón rojo de OFF del panel frontal y 
después gira a la posición de OFF el interruptor de P?tencia de la parte trasera de la 
máquina. 
3.2 Mover una herramienta 
~ Hay diferentes formas para mover una herramienta con la Fresadora [1.]. 
~ Podemos utilizar los modos Jog, Handle, Rapid, 
~ Cuando utilizamos el modo rapid, la maquina se mueve a la velocidad del 
feedrate override al porcentaje de rapid override que ten~a; esto se hace con 3 
switches X, Y y Z. 
~ Cuando utilizamos el modo jog, la maquina se mueve con el porcentaje de 
feedrate que tenga en mm/Rev. este movimiento se lleva a cabo con los 3 
switches switches X, Y y Z. que también se utilizan en el modo rapid. 
~ Cuando utilizamos el modo handle la maquina se mueve en incrementos de 1, 1 O 
y 100 micras, esto se controla mediante una perilla. Este tipo de movimiento es 
el más preciso y el más usado para hacer el cero pieza. 
3.3 Ejecutar códigos individuales 
Para ejecutar códigos individuales en la Fresadora [l.] , tenemos que utilizar el 
modo MDI que significa MANUAL DATA INPUT, apretar el botón de "PROG" para 
insertar códigos. Para insertar el código G o M que queramos con ayuda del Panel de 
Programación con el formato de programación que le corresponda. 
3.4 Programación 
3.4.1 Subir Programa 
Para poder subir un programa en la Fresadora [1.] debemos ponerlo en el modo 
EDIT, posteriormente abrir el software Basic Operation Package y seleccionar la IP 
correspondiente (3 para Fresadora [l.] ). En la parte inferior del programa debemos 
seleccionar la opción de SYSTEM y después el botón OPR ubicado en la parte inferior 
derecha de la pantalla, una vez hecho esto en menú inferior cambiará, necesitamos 
61 
localizar el botón READ y al oprimirlo se abrirá un cuadro de diálogo de Windows 
donde debemos localizar el archivo, una vez encontrado_,se nos preguntará el número del 
programa que tiene el archivo (formato Oxxx), al dar aceptar aparecerá otra ventana 
donde se verifica el programa, si éste no tiene errores aparecerá OK y se habrá subido 
correctamente el programa. 
3.4.2 Cargar Programa 
Para cargar un programa únicamente debemos colocamos en modo EDIT y 
presionar el botón de PROG y posteriormente el botón DIR, para así encontrar el 
directorio con los diferentes programas que existen en la memoria, una vez hecho esto 
debemos escribir el número del programa que deseamos cargar (formato Oxxxx), y 
presionar la flecha hacia abajo, con esto se cargará automáticamente el programa y se 
desplegará en la pantalla. 
3.4.3Bajar Programa 
Para bajar el programa es necesario abrir el software Basic Operation Package, al 
igual que en la parte de subir, debemos oprimir el botón PROGRAM y posteriormente 
OPR, al hacer esto cambiará el menú inferior y debemos localizar la opción que dice 
WRITE TO DISK, al oprimirlo se abrirá un cuadro de diálogo de Windows debemos 
ingresar el nombre y la ubicación donde queremos guardar el archivo, posteriormente 
presionamos el botón SA VE y el archivo estará guardado. 
3.4.4Borrar Programa 
Para borrar el programa debemos hacerlo directamente en la Fresadora [l.]/Tomo 
[2.], también debe estar en el modo EDIT, presionar el botón PROG y DIR, para 
colocamos en la pantalla del directorio de los programas, escribir el programa que 
deseamos borrar y oprimir el botón DELETE, posteriormente se nos preguntará si 
deseamos borrar el programa y únicamente debemos confirmar la operación. 
62 
3.4.5Editar Programa 
Para editar el programa es necesario abrir el software Basic Operation Package, al 
igual que en la parte de subir, debemos oprimir el botón PROGRAM y posteriormente 
OPR, al hacer esto cambiará el menú inferior y debemos localizar la opción que dice 
GET FROM NC y seleccionaremos el programa que deseamos editar, con esto se 
cargará el programa y lo podremos editar directamente, al realizar un cambio se pondrá 
en amarillo un indicador en la parte superior derecha indicándonos que se ha 
modificado el archivo, cuando hayamos terminado con los cambios podemos volver a 
subir el programa con el botón WRITE BACK TO NC, con lo que se cargará el 
programa modificado a la Fresadora [ 1.]. 
3.5 Ejecución de Programa. (Por cuestiones didácticas en esta parte debemos 
referirnos al manual interactivo) 
3.5.1 Cero pieza de una pieza cuadrada 
3.5.2 Cero pieza de una pieza redonda 
3.5.3Simulación 
3.5.4 Corrida de programa 
3.5.4.1 Código 
3.5.4.2 Maquinado 
63 
PARTE 3. TORNO [2.] CNC 
CAPÍTULO 1 
l. Introducción1.1 Definiciones básicas 
1.1.1 ¿Qué es CNC? 
El Control Numérico por Computadora (CNC) ha sido uno de los más importantes 
desarrollos en cuestión de manufactura en los últimos 50 años, al desarrollar: 
Nuevas técnicas de manufactura y producción. 
Incrementar la calidad de los productos manufacturados. 
Reducir costos de los procesos. 
¿Qué es un Torno [2.] CNC? 
El Tomo [2.] es una de las máquinas más utilizadas en la industria. Una operación 
de torneado consiste en rotar el material de trabajo mientras una herramienta se mueve a 
lo largo del material, por lo tanto se le da un mismo acabado a lo largo de toda la pieza. 
En la Fig. 1.1.1 y Fig. 1.1.2 se muestran algunos ejemplos de piezas fabricadas por un 
Tomo [2.]. 
Tomillos Ejes Rin 
Fig. 1.1.1 Piezas Fabricadas por un Torno (2.) 
64 
Árboles de levas 
Fig. 1.1.2 Piezas Fabricadas por un Torno [2.J 
Los tornos han sido utilizados desde hace mucho tiempo. Existen evidencias de 
artefactos realizados con operaciones de torneado desde el año 700 A.C. Originalmente 
los tornos fueron utilizados para trabajar con madera pero con el conocimiento de los 
metales su uso se extendió a la industria metalúrgica. Esta máquina se compone de 
diferentes elementos y requiere demasiados parámetros a definir para que funcione 
adecuadamente. 
La diferencia entre un Torno [2.] de Control Numérico por Computadora (CNC) y 
un Torno [2.] manual es que el Torno [2.] CNC permite al operador maquinar piezas 
conforme a un programa. Este programa facilita los procesos de maquinado 
especialmente cuando se maquinan piezas complicadas o piezas que incluyen arcos en 
su forma, por ejemplo. El Tomo [2.] CNC es muy útil, también, cuando se consideran 
en el programa muchos cambios de herramienta, ya que en vez de quitar la herramienta, 
cambiarla y montar la nueva herramienta, un Torno [2.] CNC puede convertir todos 
estos paso en uno solo, por lo tanto, se reduce el tiempo llamado "too// setup". 
Partes que componen un Torno [2.J 
Como ya se mencionó, los tomos se utilizan para maquinar sólidos de revolución 
(piezas simétricas a lo largo de su eje de rotación). Para desarrollar estos maquinados el 
material de trabajo necesita estar girando mientras una herramienta se desplaza, 
haciendo contacto, a lo largo de la pieza. Por lo tanto, un Tomo [2.] CNC básico debe 
65 
estar equipado con (1) una mordaz.a que sostenga a la pieza y le de el movimiento 
rotacional necesario, (2) una torreta de almacenamiento de Herramientas [7.] [8.] que 
•' 
permita un cambio rápido de las mismas, y (3) un "tail stock" que ayude a sostener 
barras de material que sean demasiado largas (ver Fig. 1.2.1 ). 
Mordaza Torreta 
Tail Stock 
Fig. 1.2.1. Componentes de un Torno [2.J 
66 
Un elemento importante de una máquina CNC es su sistema de control como se 
muestra en la Fig. 1.2.2. El sistema de control de un Topio [2.] CNC se puede ver como 
si fuera la computadora de la máquina. 
Fig. 1.2.2. Sistema de control de un Torno (2.). 
En general, el fabricante de la máquina es diferente al fabricante de la parte de 
control como sucede en nuestro caso ya que, el fabricante de la máquina es KIA y el 
fabricante del control es FANUC. Pero, si se tiene la oportunidad de ver dentro de una 
máquina CNC Haas se podrá observar que tanto el fabricante de la máquina como el de 
la parte de control es el mismo. Cada fabricante encargado de la parte de control, usa un 
lenguaje de programación específico, sin embargo, no difieren mucho unos de otros. 
F ANUC es el más grande fabricante encargado de la parte de control pero existen otros 
fabricantes como Siemens, Num, Haas, Haidenhain entre otros. Cada fabricante de 
control utiliza un lenguaje de programación en particular; sin embargo, no difieren 
mucho. El sistema de control permite operar la máquina presionando los botones 
67 
deseados. Se pueden realizar diferentes tareas desde el panel de control tales como 
inicializar la máquina, enviar la herramienta a la posición de HOME, mover la 
herramienta, controlar varios dispositivos del Tomo [2.] CNC, correr un programa, 
definir el origen de la pieza, etc .... 
El control del Torno [2.] CNC se muestra en la Fig. 1.2.3, se puede dividir en tres 
secciones: el panel de programación (Fig. 1.2.4 ), el panel del operador (Fig. 1.2.5) y el 
monitor. 
Fig. 1.2.3. Control del Torno [2.] CNC 
68 
Fig. 1.2.4. Panel de Programación 
Fig. 1.2.5. Panel del operador 
69 
Ventajas de un Torno (2.) CNC 
Maquinar geometrías más complejas que con tornos tradicionales, 
incrementando la flexibilidad del maquinado. 
Disminuir el tiempo del maquinado. 
Aumentar el tiempo de vida útil de la herramienta, al calcular las velocidades de 
corte específicas, disminuyendo los costos por Herramientas [7.] [8.] . 
Disminuir el tiempo de traslado de la pieza de trabajo. 
Incrementar el control de calidad debido a la alta precisión de estas máquinas. 
Eliminar posibles errores mediante simulaciones previas al maquinado. 
Industria a la que se enfoca un Torno (2.) CNC 
La principal función de una Torno [2.] está en la industria del diseño; el alcance 
de estas maquinas a nivel industrial es muy basto, flexible y potente. 
• Esta máquina cumple las necesidades en diseño, que se necesita para hacer 
infinidad de artículos corno Árboles de levas, tornillos, ejes de turbinas y rines 
por mencionar solo algunas. 
Un Torno [2.] CNC puede ser utilizado desde el ramo automotriz hasta el ramo 
médico. 
CAPÍTUL02 
2. Programación 
2.1 Concepto del CNC 
La programación CNC podría parecer intimidante al principio pero en realidad se 
basa en un concepto relativamente básico. No es una forma complicada de 
programación y la mayor parte del tiempo requiere solamente sentido común. El 
concepto básico de la programación CNC es de tipo lineal ya que, hay que mover las 
Herramientas [7.] [8.] de un punto a otro y de esta manera se va dando forma a las 
70 
piezas de trabajo. Si se mantiene siempre este concepto en mente programación CNC la 
programación se convertirá en un instrumento muy fácil de utilizar. Existen diferentes 
maneras de mover una herramienta de un punto a otro, se puede mover en líneas rectas 
o haciendo arcos. El movimiento lineal de la herramienta puede tener diferentes 
velocidades de un corte a otro, para ser lo más eficiente posible la posición de la 
herramienta se dará respecto a un sistema de coordenadas como se explicó en el capítulo 
anterior. La programación CNC utiliza un lenguaje específico llamado Códigos G - M, 
dicho lenguaje no difiere mucho de un fabricante a otro. 
2.2 Sistemas de coordenadas 
Existen tres sistemas de coordenadas: máquina, absolutas y relativas. La Fig. 2.2.1 
ilustra los tres sistemas de coordenadas. El sistema coordenado de máquina muestra las 
coordenadas de la herramienta según la posición de HOME. 
NOTA: La posición de HOME al estar localizada en el extremo positivo de los ejes 
hace que los valores del sistema coordenado de máquina siempre sean negativos. 
Fig. 2.2.1. Sistemas de coordenadas. 
71 
El sistema de coordenadas absoluto muestra el sistema de coordenadas respecto al 
origen de la pieza que está activado. El sistema de coordenadas relativo se utiliza como 
un sistema secundario de coordenadas. Estos dos sistemas de coordenadas tienen sus 
pantallas propias como se muestra en la Fig. 2.2.2. 
,\CTIJ,;J POS I T ION (,;RSOl lJTF) O'.Hllil I tJ[,l(,Jf,Elíl 
X 
z 
JOG r 
IWN 
/,( l. 
JOG 
TIM[ 
r 
+ + ,t ¡. 
[ElElll!J( 
20,Hl 
e) 
• +' 
R[L 
170.420 
150.633 
P t\f.: T e our·J r 
0 Wl?M C Y( L [ T Jr.1[ 011 
Mr,1/M U'.~150~~ 
+ * + 1 G: 55: :=.;',' 
0 
lM:J5S 
0:-; 
)( !,L L )( flN[>L )[ (OPP.T) ) 
a) Sistema de coordenadas absoluto 
.;CTUF.L r·oSITION (RELATIVE) 0.?,@01 r-.100580 
u 
w 
JOG r 
IWl•I T !ME 
/1(. 1. 1-
2000 
116.820 
-96.000 
p;,r:T COUNT o 
011'.',ni CYCLE TIME 011 IM?5.S 
r0 rM,1 /M o~; 1 t) Vi~; 1 ¡,)~~ 
J(iC, +>t<:+-1<+++ :f·:f+. 16:55:50 
[ AH'., )[mJII)[ Al I )[ 111.Jlll )( (()Pk 1)) 
b) Sistema de coordenadas relativo 
Fig. 2.2.2. Sistemas de coordenadas 
2.3 HOME y origen de la pieza 
Como se vio previamente, la ubicación de una herramienta se basa en el sistema de 
coordenadas que se está utilizando. Sin embargo, aún no se ha definido el origen para el 
sistema de coordenadas. En una máquina CNC existen dos tipos de sistemas de 
coordenadas: el sistema de coordenadas de máquina y el de la pieza de trabajo. 
El origen del sistema de coordenadas de máquina también se le conoce como la 
posición de origen o "HOME', la cual en realidad es una posición de seguridad que ya 
ha sido definida por el fabricante. Generalmente, la posición de origen (HOME) se 
localiza en el extremo final de los ejes ( en sentido positivo) y por ende se convierte en 
una posición adecuada para realizar los cambios de herramienta. Para enviar la 
herramienta a la posición de origen es necesario utilizar el código G28. Para enviar la 
herramienta al origen del sistema de coordinas de máquina se puede hacer moviendo un 
eje a la vez o de manera simultanea. Los códigos UO y WO se utilizan para definir los 
72 
eJes que se moverán (X y Z respectivamente) como se explica en los ejemplos 
siguientes: 
(1) G28 uo La herramienta se moverá a HOME en el 
eje X. 
(2) G28 wo La herramienta se moverá a HOME en el 
eje Z. 
(3) G28 uo wo La herramienta se moverá a HOME en 
ambos ejes. 
NOTA: Es necesario enviar la herramienta a la posición de origen siempre que se 
inicie un programa y cada vez que se requiera hacer un cambio de herramienta. 
El otro sistema de coordenadas se refiere a la pieza de trabajo. Generalmente, el 
origen de dicho sistema de coordenadas se localiza en la cara exterior del material y 
sobre el eje de rotación de la pieza de trabajo. Este sistema de coordenadas es 
sumamente útil ya que todas las coordenadas sobre los ejes X y Z del programa se darán 
conforme al dibujo de la pieza de trabajo como se muestra en la Fig. 2.3. l. 
X 
··· ¡ ·······-""'~::... __ -___ -__ -___ -___ -___ -__ -___ -____ -__ -___ -___ -___ -___ -_ -+··············-·········-·· XlO. 
10 ! . 30 _____ __ ___ ¡_ ___ ____ z 
... i ..... --~-- - - - --~ 
Z-30. 
Fig. 2.3.1. Origen de la pieza 
73 
La posición del origen del sistema coordenado de la pieza se puede salvar en los 
códigos que van desde el G54 hasta el G59. Estos sei~, orígenes de pieza nos permiten 
maquinar hasta seis diferentes piezas de trabajo, pero a pesar de ello, escribir un código 
cualquiera de G54 - G59 en nuestro programa no significa que la herramienta se 
moverá a ese punto preciso sino que se usará ese origen de pieza. Después de escribir 
este código, siempre que se escriban las coordenadas [0,0] la herramienta se moverá al 
origen de la pieza. 
2.4 Estructura de Programación 
La arquitectura de un programa CNC siempre será la misma. Se compone de cuatro 
partes principales: los bloques (líneas) de inicio, los bloques de preparación, el cuerpo 
del programa y el final de los bloques. Los bloques de inicio se refieren a un signo de 
"%" para iniciar un programa y el número de programa, y su formato se compone de 
una letra "O" seguida de un número de cuatro dígitos. Los bloques de preparación se 
utilizan para definir los sistemas de coordenadas de la pieza, las unidades 
dimensionales, la programación del tipo de movimiento, el "feecf', etc .... El cuerpo del 
programa representa varias operaciones de maquinado que se desarrollarán. Los bloques 
finales se componen de códigos de programa finales tales como M02 o M30, al igual 
que los códigos necesarios para parar adecuadamente la máquina y otro signo de"%". 
2.5 Códigos G 
Los códigos G se utilizan para mover Herramientas [7.] [8.] , correr ciclos de 
maquinado, establecer parámetros del programa. 
2.5.1 Códigos de Movimiento (GOO, GOi, G02, GOJ) 
Antes de explicar cada uno de los códigos de movimiento, es necesario identificar 
que parte de la herramienta se controlará. Existe siempre un punto de la herramienta que 
se considera el punto de referencia. La ubicación de este punto depende de la geometría 
de la herramienta, en algunos casos la ubicación del punto de referencia es obvio pero 
existen ciertas Herramientas [7.] [8.] que tienen más de un punto posible. La mayoría 
74 
de las veces, la ubicación del punto de referencia de la herramienta depende del método 
de calibración utilizado en cada herramienta. A con,tinuación, en la Fig. 2.5.1.1 se 
muestran algunos ejemplos que ayudarán a identificar los puntos de referencia. 
Fig. 2.5.1.1. Ejemplos de Herramientas [7.] [8.] 
Existen cuatro diferentes códigos G para mover Herramientas [7.] [8.], su diferencia 
reside en la forma del movimiento y la velocidaq del mismo. 
~ El código GOO (o GO) se utiliza para mover las Herramientas [7.] [8.] en línea 
recta y a alta velocidad (rapid). La alta velocidad (rapid) ya se encuentra 
programada en el Torno [2.] CNC. Este tipo de movimiento también se conoce 
como "rapid'. Se utiliza para posicionar la herramienta justo antes de realizar un 
corte. Se debe tener cuidado, por que este código no debe utilizarse para realizar 
cortes a la pieza de trabajo. Para programar correctamente un código GOO es 
necesario agregar las nuevas coordenadas de la herramienta tal y como se 
muestra en el siguiente ejemplo. 
GOO XlO. Z-25. 
Esta línea de programa indica que la herramienta se moverá en línea recta y de 
forma rápida desde donde se encuentre hasta las coordenadas [10,-25]. 
NOTA: Se recomienda agregar un punto decimal() a la coordenada, de otro 
modo algunas máquinas CNC interpretarán los valores en el orden de micras. 
El punto y coma (,) al final de la línea indica que es el fin de una línea de 
programa. 
75 
~ A diferencia del código GOO, los otros tres códigos G se utilizan para 
maquinado. El código GOl mueve la herramieflta en línea recta a la velocidad 
especificada por el ''feed'. Por lo tanto se necesita un código F para establecer la 
velocidad ''feed'. 
GOl X34. Z2. F0.1 
En este ejemplo, la herramienta se moverá en línea recta a la coordenada [34,2] 
con una velocidad de 0.1 mm/rev. 
~ Las Herramientas [7.] [8.] no siempre se tienen que mover en línea recta por lo 
que si se requiere mover una herramienta en sentido de las manecillas del reloj 
debemos utilizar el código G02. Para esto se necesita un nuevo código para 
realizar este movimiento adecuadamente. Existen dos para programar 
movimientos circulares basados en los datos disponibles del dibujo y se explican 
a continuación. 
(1) G02 X12. Z-20. R25. F0.05 
En el primer caso, el movimiento de la herramienta es un arco en el sentido de 
las manecillas del reloj hasta las coordenadas [12,-20] con un radio de 25 mm y 
un ''feecf' de 0.05 mm/rev. 
(2) G02 X12. Z-20. 125. K-5. F0.05 
En este caso, el movimiento de la herramienta es en sentido de las manecillas del 
reloj a las coordenadas [12,-20] con un ''feed' de 0.05 nun/rev. El centro del 
arco se localiza en las coordenadas [25,-5]. 
~ El código G03 funciona exactamente igual que el código G02 pero en sentido 
inverso a las manecillas del reloj. 
76 
Código 
GOO 
GOl 
G02 
G03 
NOTA: La coordenada X tiene el valor del diámetro, lo que significa que si yo 
quiero reducir el diámetro de una pieza de tr_~bajo a 20 mm, moveremos la 
herramienta a X20. (y no a XJO.). 
A continuación la Tabla 2.5.1.1 resume los cuatro códigos de movimiento. 
Tipo de Movimiento Velocidad Formato 
... Rapid GOOX Z_, 
... Feed GOl X z F . - -' 
~ Feed G02 X_ Z _ R _ F _ ; or 002 X_ Z _ I _ K _ F _ ; 
'-Jf Feed G03 X_Z_ R_ F_; orG03 X_Z_ I_ K_ F_; 
Tabla 2.5.1.1 Códigos de Movimiento 
2.5.2 Códigos para el sistema de coordenadas 
Como se vio previamente, la ubicación de una herramienta se basa en el sistema de 
coordenadas que se está utilizando. Sin embargo, aún no se ha definido el origen para el 
sistema de coordenadas.