CNC Lengkap

Teori or i Dasar

Mes i n Fr ei s CNC CNC (Computer Numerical Control Milling Machine )

Laboratorium Laboratorium Teknik Mesin

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS GUNADARMA 2011 0

1

Bab

PENDAHULUAN

Manufakturing adalah kegiatan yang merubah bahan baku menjadi suatu produk akhir yang mempunyai nilai tambah. Memilih proses manufaktur untuk merubah bahan baku menjadi suatu part akhir yang memiliki spesifikasi khusus didasarkan pada kecocokkan antara rancangan produk dengan kemampuan proses manufaktur. Perancangan suatu proses biasanya memerlukan pengalaman, sehingga nantinya dapat menghasilkan menghasil kan suatu produk akhir yang baik. Pengalaman merupakan suatu hal yang diperhitungkan, namun dalam hal ini suatu perencanaan proses berdasarkan pengalaman memiliki kekurangan, antara lain : 1. Membutuhkan waktu yang panjang. 2. Hanya menunjukkan pengetahuan terapan bukan eksak. 3. Tidak dapat langsung langsung diterapkan pada suatu sistem atau proses baru. Karena masalah tersebut, maka perlu untuk mempergunakan cara yang lain untuk menunjukkan kemampuan proses yang dimiliki dan hal itu dapat kita lakukan dengan menggunakan sistem komputer. Selain itu permintaan pasar akan produk-produk berkualitas secara langsung menjadi pendorong teknologi manufaktur pada industri permesinan berkembang demikian pesat. Pemasaran produk industri permesinan yang sangat kompetitif membawa dampak pada penciptaan perangkat yang dapat mendukung upaya perluasan otomatisasi proses produksi. Fenomena ini tampak pada industri pemesinan yang mengadopsi perangkat manufaktur untuk dapat dioperasikan membuat mesin yang mampu mengulangi mengulangi suatu operasi mekanik tertentu secara berkesinambungan/secara otomatis.  Awal lahirnya mesin NC (Numerically Controlled) bermula tahun 1948 yang dikembangkan oleh John Pearseon ilmuwan di MIT (Massachussetts Institute of Technology) mulai bekerja pada proyek yang disponsori Angkatan Udara A merika Serikat untuk mengembangkan kontrol komputer pada mesin perkakas. Hal ini diperlukan untuk

1

1

Bab

PENDAHULUAN

Manufakturing adalah kegiatan yang merubah bahan baku menjadi suatu produk akhir yang mempunyai nilai tambah. Memilih proses manufaktur untuk merubah bahan baku menjadi suatu part akhir yang memiliki spesifikasi khusus didasarkan pada kecocokkan antara rancangan produk dengan kemampuan proses manufaktur. Perancangan suatu proses biasanya memerlukan pengalaman, sehingga nantinya dapat menghasilkan menghasil kan suatu produk akhir yang baik. Pengalaman merupakan suatu hal yang diperhitungkan, namun dalam hal ini suatu perencanaan proses berdasarkan pengalaman memiliki kekurangan, antara lain : 1. Membutuhkan waktu yang panjang. 2. Hanya menunjukkan pengetahuan terapan bukan eksak. 3. Tidak dapat langsung langsung diterapkan pada suatu sistem atau proses baru. Karena masalah tersebut, maka perlu untuk mempergunakan cara yang lain untuk menunjukkan kemampuan proses yang dimiliki dan hal itu dapat kita lakukan dengan menggunakan sistem komputer. Selain itu permintaan pasar akan produk-produk berkualitas secara langsung menjadi pendorong teknologi manufaktur pada industri permesinan berkembang demikian pesat. Pemasaran produk industri permesinan yang sangat kompetitif membawa dampak pada penciptaan perangkat yang dapat mendukung upaya perluasan otomatisasi proses produksi. Fenomena ini tampak pada industri pemesinan yang mengadopsi perangkat manufaktur untuk dapat dioperasikan membuat mesin yang mampu mengulangi mengulangi suatu operasi mekanik tertentu secara berkesinambungan/secara otomatis.  Awal lahirnya mesin NC (Numerically Controlled) bermula tahun 1948 yang dikembangkan oleh John Pearseon ilmuwan di MIT (Massachussetts Institute of Technology) mulai bekerja pada proyek yang disponsori Angkatan Udara A merika Serikat untuk mengembangkan kontrol komputer pada mesin perkakas. Hal ini diperlukan untuk

1

dapat memproduksi suku cadang yang lebih kompleks dan dibutuhkan oleh pesawat terbang modern. Suku cadang, walaupun nampaknya sederhana jika ditinjau dari sudut pandang matematik, tetapi sulit untuk diproduksi (manufaktur) oleh mesin perkakas yang menggunakan kontrol manual. Pada awal otomatisasi, mesin-mesin perkakas beroperasi dengan menggunakan mekanisme kontrol yang masih primitif. Mesin-mesin tersebut dikendalikan oleh peralatan mekanik. Untuk membuat sebuah kontur, benda kerja dipasang pada piringan CAM yang kemudian difrais, dan pengerjaan ini dilakukan beberapa kali tanpa ada alat kontrol tambahan sehingga menjadi benda kerja yang baru dengan bentuk kontur yang diinginkan. Alat-alat Alat-alat kontrol mekanis mempunyai mempunyai beberapa kerugian, kerugian, yaitu : Waktu ganti pahat potong cukup lama ; Cara setset-up yang up yang terbatas dan ; Sistem kurang f leksibel Untuk

mengatasi

kekurangan

alat-alat

kontrol

mekanis

tersebut,

maka

dikembangkan suatu sistem komputer yang disebut NC ( Numerically Controlled). Controlled ). Di dalam Buku Proses Pemesinan (Taufiq Rochim, 1994)

Numerically Controlled

diterjemahkan menjadi Kontrol Numerik. Sesuai dengan namanya, Numerically Controlled (NC), adalah suatu sistem yang fungsi bekerjanya mengendalikan, mengontrol, atau mengatur kerja operasional (pengoperasian) suatu peralatan/ mesin yang dikendalikan dengan angka-angka. Konsep ini dikembangkan oleh Amerika Serikat yang terdiri dari pengendalian gerakan mesin perkakas oleh kombinasi angka-angka sebagai data masukan. Semula perangkat mesin NC memerlukan biaya yang tinggi dan volume unit pengendali yang besar. Hal ini menyebabkan harga mesin NC masih sangat mahal sehingga masih sedikit perusahaan yang mempunyai keberanian dalam mempelopori investasi dalam teknologi ini. Tetapi pada tahun 1975 produksi mesin NC mulai berkembang pesat ini dipacu oleh perkembangan mikroprosesor, sehingga volume unit pengendali dapat lebih ringkas dan komputer dapat diaplikasikan ke dalam mesin-mesin perkakas. Hasil perpaduan teknologi komputer dan teknologi mekanik inilah yang selanjutnya dinamakan CNC (Computer (Computer Numerically Controlled), Controlled ), seperti mesin perkakas CNC. CNC adalah sebuah sistem NC yang di dalamnya terdapat sistem komputer. Sistem pengoperasian CNC menggunakan program yang dikontrol langsung oleh komputer. 2

Secara umum konstruksi mesin perkakas CNC dan sistem kerjanya adalah sinkronisasi antara komputer dan mekaniknya. Jika dibandingkan dengan mesin perkakas konvensional yang setaraf dan sejenis, mesin perkakas CNC lebih unggul baik dari segi ketelitian (accurate), ketepatan (precision), fleksibilitas, dan kapasitas produksi. Mesin CNC tingkat dasar yang ada pada saat ini dibagi menjadi dua kelompok, yaitu Mesin CNC dua aksis (Two Axis) dan Mesin CNC tiga aksis (Three Axis). Dari segi  jenisnya mesin perkakas CNC dapat dibagi menjadi tiga jenis, antara lain : 1. Mesin CNC 2A yaitu mesin CNC 2 aksis, karena gerak pahatnya hanya pada arah dua sumbu koordinat (aksis) yaitu X, dan Z, atau dikenal dengan mesin bubut CNC (Lathe Machine). 2. Mesin CNC 3A, yaitu mesin CNC 3 aksis atau mesin yang memiliki gerakan sumbu utama ke arah sumbu koordinat X, Y, dan Z, atau dikenal dengan mesin frais CNC (Milling Machine). 3. Mesin CNC kombinasi (arbeitscentrum), yaitu mesin CNC bubut dan frais yang dilengkapi dengan peralatan pengukuran sehingga dapat melakukan pengontrolan kualitas benda kerja yang dihasilkan. Mesin CNC pada umumnya berupa mesin CNC bubut dan mesin CNC frais. Dewasa ini penggunaan mesin CNC hampir terdapat di segala bidang. Dari bidang pendidikan dan riset yang mempergunakan alat-alat demikian dihasilkan berbagai hasil penelitian yang bermanfaat yang tidak terasa sudah banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari masyarakat banyak. Pada perkembangannya CNC banyak diaplikasikan pada berbagai jenis mesin, seperti mesin perkakas, mesin las, mesin las potong, mesin las titik, dan sebagainya. Suatu mesin yang telah dilengkapi dengan sistem CNC, disebut mesin CNC, misalnya mesin bubut CNC (CNC turning), mesin frais CNC (CNC milling).

Gambar 1.1. Mesin Bubut CNC 3

Gambar 1.2. Mesin Frais CNC

Gambar 1.3. Robot

Gambar 1.4. Wire EDM Machine 4

2

Bab

OPERASI MESIN FRAIS CNC Pada dasarnya pengoperasian mesin frais konvensional sama dengan mesin frais CNC, akan tetapi perbedaan terletak pada sistem kontrol yang mengambil alih semua fungsi-fungsi operator yang harus dilakukan pada mesin kontrol manual. Komponen mesin yang bergerak lurus (eretan mesin) dan bagian yang berputar dilengkapi oleh motor. Sumbu linier mesin didapatkan dari gerakan rotasi motor yang diubah menjadi gerakan linier oleh mur dan baut transversal. Sebelum mesin dioperasikan, kontrol harus menginstruksikan apa saja yang harus dilakukan oleh mesin dan ini dapat dilakukan dengan membuat program untuk sistem kontrol.

Gambar 2.1. Mesin frais konvensional dan mesin f rais CNC Sistem kontrol membaca instruksi-instruksi yang terdapat pada program dan instruksi tersebut dijalankan langkah demi langkah berdasarkan urutan pekerjaan yang disusun dalam program. Pekerjaan dilakukan oleh mesin terhadap benda kerja dijalankan berdasarkan program yang telah dibuat, sehingga dapat menyesuaikan dimensi yang 5

telah ditetapkan dalam program. Dalam menjalankan program ini, sistem kontrol dihubungkan dengan mesin frais yang dapat menerima data dan berisi perintah yang terdapat dalam program tersebut. Sistem kontrol memberikan sinyal elektrik untuk menggerakkan pahat atau benda kerja. Sinyal-sinyal ini di perkuat oleh penguat sinyal elektrik ( amplifier ) dan diteruskan ke motor yang terletak pada sumbu yang sesuai untuk menggerakkan eretan mesin. Sistem kontrol harus mengetahui kecepatan pemotongan dan posisi yang diinginkan dari setiap gerakan. Operator dapat melihat pahatnya dan mengetahui seberapa jauh eretan mesin telah dapat digerakkan. Sistem kontrol tidak mengetahui seberapa jauh eretan mesin telah digerakkan. Supaya sistem kontrol mengetahui seberapa jauh pahat telah digerakkan, maka disetiap sumbu eretan dipasang peralatan sistem pengukuran yang mentransmisikan sinyal elektrik ke unit kontrol yang kemudian dihitung jarak lintasan dan seterusnya dicocokkan dengan instruksi yang diberikan.

2.1. Kontro l Posisi . Sistem kontrol membandingkan sinyal posisi dengan titik referensi yang sudah diprogramkan dan akan meneruskan perintah gerakan yang sesuai dengan instruksi dalam program tersebut. Sistem lingkaran tertutup pada kontrol posisi atau disebut juga lingkaran kontrol posis terdiri dari peralatan pengukur, pembanding atau komparator dan motor.

Gambar 2.2. Pendeteksian posisi secara tidak langsung

Perbandingan antara posisi sebenarnya dari titik referensi dengan hasil perintah kontrol memberikan sedikit perbedaan karena membutuhkan sangat sedikit waktu untuk mesin meluncur atau berputar, sehingga memberikan jarak beberapa mikron atau beberapa seperseribu derajat. Sesaat setelah sistem kontrol menerima pesan dari sistem 6

pengukuran, eretan mesin telah bergerak 0,001 mm atau 0,001 0, kemudian mesin melanjutkan pemeriksaan kontrol posisi yang lain. Sistem kontrol posisi dapat juga digunakan untuk menahan eretan (luncuran mesin) pada suatu posisi tanpa penjepit mekanik. Unit kontrol dapat mengendalikan sampai lima sumbu secara serentak dan menentukan dengan tepat posisi dari luncuran mesin atau unit yang bersangkutan dan memperbaikinya jika diperlukan. Gambaran ini dapat digunakan untuk mendapatkan lintasan pemotong dalam 3 dimensi, helikal atau bahkan permukaan 3 dimensi bebas.

2.2. Kontrol Makan. Sesuai dengan program kecepatan makan atau penyayatan benda kerja, sistem kontrol meneruskan sinyal digital untuk menggerakkan penguat yang akan mengirim sinyal analog ke motor makan. Setiap motor akan dilengkapi dengan tacho-generator  yang mengukur kecepatan makan dan memberi sinyal kecepatan motor yang sebenarnya ke amplifier yang selanjutnya menggunakan sinyal ini untuk mengenali kecepatan makan yang sebenarnya dan kemudian dibandingkan dengan kecepatan makan yang telah diprogram. Jika terjadi kasus penyimpangan, sinyal elektrik diberikan ke amplifier untuk mempercepat atau memperlambat motor. Proses ini disebut lingkaran kontrol makan.

2.3. Kontr ol Lainn ya. Seperti telah diketahui, sistem kontrol membantu operator menggerakkan mesin dengan gerakan horisontal atau vertikal serta memutar unit berputar. Sebagai tambahan pada fungsi posisi, sistem kontrol juga mengendalikan penggantian pahat otomatis atau penggantian sistem palet. Ketika pahat yang telah diganti oleh alat potong yang lain, atau benda kerja yang baru telah dipindahkan ke mesin yang lain sehingga proses ini dapat dibaca pada program sistem kontrol. Fungsi lain dari sistem kontrol yaitu manajemen program. Sistem kontrol menyimpan program-program eksekusi pekerjaan mesin pada memorinya.

Program

manajemen menempatkan berbagai macam file pada setiap program, dimana data program yang berhubungan dengan fungsi masing-masing komponen mesin disimpan didalam memori sistem kontrol, misalnya data pahat yang berupa subroutin dan parameter. Bila diminta sistem kontrol dapat mendaftarkan semua program menurut namanya dan mengklasifikasikan file-file milik program-program tertentu. 7

2.4. Konfigurasi d alam s istem kont rol. Unit kontrol merupakan penghubung antara manusia dan mesin. Prinsip operasi Mesin Kontrol Numerik (CNC) adalah sama dengan mesin kontrol manual. Contoh tipikal operasi ini adalah pada gerakan luncur mesin, penggantian pahat dan lain-lain. Untuk memastikan pengoperasian Mesin Kontrol Numerik beberapa persyaratan harus dipenuhi, karena sistem kontrol harus mengetahui bagaimana cara memproses benda kerja. Sehingga perlu data-data antara lain : a. Data geometrik benda kerja. b. Data teknologi pemrosesan. Informasi ini harus disesuaikan oleh operator dalam bentuk program. Sebaliknya semakin canggih sistem kontrol, semakin tinggi permintaan oleh pengguna ( user ) jika sistem kontrol akan dimanfaatkan pada kapasitas penuh. Konfigurasi dalam sistem kontrol ini dari 4 bagian utama yaitu: 1. Memori Program. Merupakan tempat dimana sistem kontrol menyimpan semua program termasuk f iles kepunyaan setiap program. 2. Memor i Utama. Program yang akan dipakai untuk bekerja harus dimuat ke program utama. Hal ini dilakukan dengan memanggil program dari memori program. 3. Unit Proses Kontrol. Di sini komputer melakukan semua perhitungan, contoh : interpolasi untuk menghitung alur pahat. 4. Unit Masukan / Keluaran Internal. Unit ini menghubungkan sistem kontrol dengan kabinet kontrol, layar video dan papan ketik dan bertanggung jawab untuk pertukaran data.

2.5. Kompo nen utama CNC. Sistem kontrol mesin CNC

dapat dibedakan menjadi 3 kelompok utama yang

terdiri dari : 1. Perangkat Keras yang terdiri dari layar monitor, papan ketik elektronik, dll. 2. Perangkat Lunak CNC yang menentukan langkah perhitungan, data yang harus disimpan, layar yang harus ditampilkan. 8

3. Program merupakan bagian yang harus diberikan oleh operator.

Program berisi

urutan instruksi atau perintah, dimana dalam program operator dapat menggunakan kapasitas perangkat lunak CNC untuk pekerjaan produksi tertentu.

2.5.1. Perangk at Ker as. 1. Meja mesin Meja mesin milling CNC bisa bergerak dalam 2 sumbu yaitu sumbu X dan sumbu Y. Untuk masing-masing sumbunya, meja ini dilengkapi dengan motor penggerak, ball screw plus bearing  dan guide way slider   untuk akurasi pergerakannya. Untuk pelumasannya, beberapa mesin menggunakan minyak oli dengan jenis dan merk tertentu, dan beberapa mesin menggunakan grease. Pelumasan ini sangat penting untuk menjaga kehalusan pergerakan meja, dan menghindari kerusakan ball screw, bearing atau guide way slider . Untuk itu pemberian pelumas setiap hari wajib dilakukan kecuali mesin tidak digunakan. Meja ini bisa digerakkan secara manual dengan menggunakan handle eretan.

Gambar 2.3. Meja mesin 2. Spindle mesin Spindle mesin merupakan bagian dari mesin yang menjadi rumah cutter . Spindle inilah yang mengatur putaran dan pergerakan cutter pada sumbu Z. Spindle  inipun digerakkan oleh motor yang dilengkapi oleh transmisi berupa belting  atau kopling. Seperti halnya meja mesin, spindle ini juga bisa digerakkan oleh handle eretan yang 9

sama. Pelumasan untuk spindle  ini biasanya ditangani oleh pembuat mesin. Spindle inilah yang memegang arbor cutter  dengan batuan udara bertekanan.

Gambar 2.4. Spindle mesin 3. Magasin Tool Satu program NC biasanya menggunakan lebih dari satu tool/cutter  dalam satu operasi permesinan. Pertukaran cutter   yang satu dengan yang lainnya dilakukan secara otomatis melalui perintah yang tertera pada program. Oleh karena itu harus ada tempat khusus untuk menyimpan tool-tool yang akan digunakan selama proses permesinan. Magasin Tool  adalah tempat peletakkan tool/cutter standby yang akan digunakan dalam satu operasi permesinan. Magasin tersebut memiliki banyak slot untuk banyak tool, antara 8 sampai 24 slot tergantung jenis mesin CNC yang digunakan.

Gambar 2.5. Tool Magazine 10

4. Monitor Pada bagian depan mesin terdapat monitor yang menampilkan data-data mesin mulai dari setting parameter , posisi koordinat benda, pesan error , dan lain-lain. Dengan layar monitor memungkinkan operator berkomunikasi dengan mesin CNC pada bagian dari sistem kontrol. Dengan kata lain, sistem kontrol menyediakan informasi yang dibutuhkan selama pemrograman dan operasi pemesinan kepada operator. Informasi tersebut dapat dimasukkan pada baris program atau daftar, tabeltabel isi atau grafik, pesan error   atau harga yang sebenarnya pada layar. Sebagai tambahan, operator akan menemukan informasi pada program yang telah operator pilih dan mode aktif utama, sub mode atau mode tambahan.

Gambar 2.6. Monitor 5. Panel Contr ol Panel control adalah kumpulan tombol-tombol panel/papan ketik yang terdapat pada bagian depan mesin dan berfungsi untuk memberikan perintah-perintah khusus pada mesin, seperti memutar spindle, menggerakkan meja, mengubah setting parameter , dan lain-lain. Masing-masing tombol ini harus diketahui dan dipahami betul oleh seorang CNC Setter Papan ketik adalah media untuk berkomunikasi dengan sistem kontrol. Sistem komunikasi ini terdiri dari papan ketik dialog untuk komunikasi interaktif dengan sistem kontrol, papan ketik pemrograman dan panel kontrol mesin. Operator dapat menggunakan papan ketik dialog untuk menggerakkan semua konfigurasi perangkat lunak sistem kontrol. 11

Papan ketik pemrograman dapat digunakan untuk menulis dan memperbaiki progam. Operator dapat menulis kerja program sesuai hukum bahasa pemrograman atau memakai tabel atau daftar. Panel kontrol mesin melayani pengoperasian mesin secara manual, misalnya untuk mengatur benda kerja pada saat awal dan interupsi operasi otomatis ketika proses sedang berjalan.

Gambar 2.7. Panel kontrol 6. Coolant hose Setiap mesin pasti dilengkapi dengan sistem pendinginan untuk cutter   dan benda kerja. Yang paling umum digunakan yaitu air coolant dan udara bertekanan, melalui selang yang dipasang pada blok spindle.

Gambar 2.8. Coolant hose 12

7. Jenis-jenis alat potong Untuk mempermudah penggunaan maka pahat milling disesuai dengan bentuk dan penggunaannya, nama-namanya adalah seperti terlihat pada Gambar 9 berikut :

Gambar 2.9. Jenis-jenis pahat Milling

13

2.5.2. Perangkat Lunak CNC. Supaya suatu mesin CNC dapat didayagunakan secara optimal maka dibutuhkan beberapa perangkat lunak pendukung. Perangkat lunak tersebut berupa CAD, CAM, dan perangkat lunak pengendali CNC. CAD atau Computer Aided Design adalah perangkat lunak yang digunakan sebagai alat bantu untuk desain produk dan manajemen dokumentasi desain. Dengan menggunakan perangkat lunak CAD kita dapat membuat gambar benda kerja yang akan dilakukan proses pemesinan. Contoh perangkat lunak CAD adalah AutoCAD, Inventor, Solid Edge, CAM atau Computer Aided Manufacturing secara umum adalah perangkat lunak yang digunakan sebagai alat bantu untuk mendukung kegiatan manufaktur. Secara khusus sesuai konteks penulisan buku ini, CAM adalah perangkat lunak yang mengkonversikan file gambar hasil dari CAD menjadi program untuk mesin CNC, umumnya berupa G-code. Disebut G-code karena sebagian besar instruksinya diawali huruf G. Selain G-code format lain yang dikenal terutama di kalangan hobiis elektronika dalam pembuatan PCB adalah gerber file. Contoh perangkat lunak CAM adalah MasterCAM, ArtCAM Setelah dihasilkan G-code ataupun gerber file dari CAM maka perangkat lunak pengendali CNC akan mengkonversikannya menjadi perintah kepada motor untuk bergerak dengan putaran dan kecepatan tertentu. Umumnya perintah itu berupa sinyal pulsa dengan banyak pulsa mewakilibanyak putaran dan frekwensi pulsa mewakili kecepatan motor.

2.6. Kecepatan Potong Bahan, jumlah put aran dan penghitu ngan asutan 2.6.1. Kecapatan po ton g atau Cutin g Speed (Vs) Kecepatan potong (Vs) biasanya dinyatakan dalam satuan m/menit, yaitu kecepatan dimana pahat melintasi benda kerja untuk mendapatkan hasil yang paling baik pada kecepatan yang sesuai. Kecepatan potong ini dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu: a. kekerasan dari logam yang akan dipotong, dan b. tipe alat potong yang digunakan. Pada umumnya kecepatan potong ini harus disesuaikan dengan kecepatan putaran spindel mesin. Untuk itu digunakan persamaan sebagai berikut : 14

  .d .n

vs 

1000

  [m/min]

Dimana : Vs : kecepatan potong (m/min) d : diemeter benda kerja (mm) n : putaran spindel mesin (rpm) Berikut ini adalah tabel tentang kecepatan beberapa bahan logam Tabel 2.1. Kecepatan potong untuk beberapa macam bahan. No. 1.

Nama Bahan Baja lunak

2. 3. 4.

Baja perkakas Besi tuang abu-abu Kuningan keras

5. 6. 7.

Kuningan lunak Tembaga Alumunium

Kecepatan Potong (m/menit) 24-30 Des-18 18-24 45 60 60 300

Sumber George Love dan Harus A.R. (1986:190) Harga kecepatan potong dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya : 1) Bahan benda kerja atau jenis material. 2) Semakin tinggi kekuatan bahan yang dipotong, maka harga kecepatan potong semakin kecil. 3) Jenis alat potong (Tool). 4) Semakin tinggi kekuatan alat potongnya semakin tinggi pula kecepatan potongnya. 5) Besarnya kecepatan penyayatan / asutan. 6) Semaki besar jarak asutan, maka harga kecepatan potong semakin kecil. 7) Kedalaman penyayatan/pemotongan. 8) Semakin tebal penyayatan, maka harga kecepatan potong semakin kecil.

2.6.2. Jumlah p utaran (n) Dalam menentukan jumlah putaran sumbu utama (n) dapat ditentukan dengan menggunakan rumus :

15

n

v s .1000  .d 

  [put/min]

Dimana : Vs : kecepatan potong (m/min) d : diemeter benda kerja (mm) n : putaran spindel mesin (rpm)

2.6.3. Kecepatan asu tan.  Asutan adalah pemotongan benda kerja oleh pahat. Asutan itu sendiri dibedakan menjadi dua, yaitu : 1) Asutan dalam mm/putaran (f) 2) Asutan dalam mm/menit (F) Rumus dasar perhitungan asutan adalah: F (mm/menit) = n ( put/menit ) x f ( mm/put ) Dari beberapa rumusan di atas, didapat suatu tabel perbandingan antara diameter benda kerja, kecepatan potong, dan putaran mesin. Tabel 2.2. Hubungan diameter benda kerja, kecepatan potong, dan putaran mesin. Diameter (mm) 5 6 7 8 9

Vs (m/menit) 20/30/40 20/30/40 20/30/40 20/30/40 20/30/40

Kecepatan Putar (put/min) 1250/1900/2500 1050/1600/2100 900/1300/1800 800/1200/1550 700/1050/1400

10 12 14 16 18 20 25 30 35

20/30/40 30/40/70 40/50/70 40/50/70 40/50/70 40/50/70 40/50/70 40/50/70 40/50/70

650/950/1250 780/1050/1225 900/1150/1550 780/1000/1400 700/900/1250 625/800/1100 500/650/900 425/550/750 360/450/650

40 45 50

50/70/100 50/70/100 50/70/100

400/570/800 350/500/700 225/450/650

16

3

Bab

DASAR-DASAR GEOMETRI Gerakan Mesin Frais CNC dikontrol oleh komputer, sehingga semua gerakan yang berjalan sesuai dengan program yang diberikan, keuntungan dari sistem ini ad alah mesin memungkinkan untuk diperintah mengulang gerakan yang sama secara terus menerus dengan tingkat ketelitian yang sama pula. Oleh karena itu, sistem kontrol harus telah mengetahui semua data yang diperlukan melalui program yang telah dibuat oleh operator untuk mengerjakan benda kerja dengan geometri yang telah ditentukan dengan teknologi pemesinan yang dibutuhkan atau teknik-teknik pengerjaan yang telah dikenal oleh mesin.

3.1. Gerakan Kerja Mesin. Pada proses frais dan proses pelubangan ( drilling) secara universal, beberapa gerakan dapat dilakukan oleh komponen ujung mesin seperti meja kerja dan spindel.

Gambar 3.1. Gerakan kerja mesin frais

17

Gerakan-gerakan ini harus diberi kode atau nama di dalam sistem kontrol supaya dapat dimengerti atau disimpan di dalam memori program. 1. Meja bergerak ke kanan atau ke kiri . Ketika meja bergerak ke kanan atau ke kiri, maka disebut sebagai gerakan dalam arah sumbu X, atau luncuran mesin bergerak searah sumbu X. 2. Meja bergerak bergerak maju atau mund ur . Ketika meja bergerak ke depan atau ke belakang, hal ini diebut sebagai gerakan dalam sumbu Y atau luncuran mesin bergerak searah sumbu Y. 3. Kepala spindel ke atas atau ke bawah . Jika kepala spindel bergerak ke atas atau ke bawah, maka disebut sebagai gerakan dalam arah Z. Selain gerak translasi, dapat juga dilakukan gerak rotasi pada sumbu rotasinya yang selanjutnya sumbu rotasi ini didefinisikan sebagai berikut : 1. Sumbu A.  Benda kerja berputar pada sumbu X atau benda kerja diputar kedepan atau ke belakang 2. Sumbu B. Benda kerja berputar pada sumbu Y atau benda kerja diputar ke arah samping kanan dan arah samping kiri. 3. Sumbu C. Benda kerja berputar pada sumbu Z atau benda kerja berputar pada meja kerjanya.

Gambar 3.2. Gerak rotasi pada mesin frais

18

3.2. Gerak an Pahat. Ketika mesin perkakas sedang beroperasi, ada dua alternatif bagian mesin yang bergerak yaitu pahat yang bergerak atau benda kerja yang bergerak meja, dimana gerakannya tergantung dari desain mesin perkakas tesebut. Pada mesin freis jenis lutut, benda kerja (berikut meja) bergerak searah sumbu X dan sumbu Y, sedangkan kepala spindel dengan pahatnya bergerak searah sumbu Z. Sedang-kan untuk mesin jenis bed, kepala spindel bergerak dalam tiga arah sumbu. Ketika programer akan memberitahu sistem kontrol ke arah mana luncuran mesin akan digerakkan, programer harus mengetahui apakah kepala spindel ataukah meja yang bergerak pada luncuran mesin. Sebagai contoh : gerakan meja ke arah kanan, adalah sama dengan gerakan pahat memotong ke arah kiri. Supaya program dapat digunakan pada kedua jenis mesin, jenis ranjang ( bed) dan jenis lutut (knee), hukum atau asumsi umum di bawah ini harus digunakan : Benda kerja harus diam - hanya pahat yang bergerak. Sistem kontrol akan menggerakkan pahat pada satu arah atau menggerakkan benda kerja pada arah yang lain tergantung dari jenis mesin. Konsep ini dikenal sebagai gerak pahat relatif . Konsep ini membuat pemrograman menjadi lebih sederhana, karena programer tidak harus selalu memikirkan yang mana dari dua alternatif yang dipakai, benda kerja atau pahat yang sebenarnya bergerak.

3.3. A rah Gerak Mesin CNC. Kendali numeris menggunakan koordinat tegak lurus atau cartesian untuk menentukan sebuah titik dalam ruangan. Melalui sistem koordinat ini, sebuah titik dalam ruangan dapat dinyatakan dalam istilah matematis dari sembarang titik disepanjang sumbu yang saling tegak lurus Konstruksi mesin perkakas didasarkan pada dua atau tiga sumbu tegak lurus dari gerakan dan sumbu putaran. Umumnya, gerak sumbu Z adalah paralel dengan spindel utama mesin, sedangkan gerak sumbu X adalah horisontal dan paralel dengan permukaan pemegang benda kerja. Gerak sumbu Y adalah tegak lurus bidang X dan Z. Lokasi dari rute Gambar 3.3. adalah X = -2, Y = +3 dan Z = +1. Penunjukan sumbu untuk beberapa mesin perkakas ditunjukkan oleh Gambar 3 .3.

19

Gambar 3.3. Prinsip sumbu X, Y, dan Z untuk mesin frais

 Arah gerak pahat relatif ini disesuaikan dengan posisi operator yang menghadap ke mesin seperti dijelaskan dalam gambar. 

Gerak relatif pahat ke kanan (= meja ke kiri)

: +X



Gerak relatif pahat ke kiri (= meja ke kanan)

: -X



Gerakan pahat ke belakang

: +Y



Gerakan pahat ke depan

: -Y



 Gerakan relatif pahat ke atas (= meja ke bawah) : +Z



 Gerakan relatif pahat ke bawah (= meja ke atas) : -Z Cara baik untuk mengingat arah positif dari tiga sumbu adalah dengan kaidah

tangan kanan (right-hand coordinate system). Caranya adalah dengan kita menghadap ke mesin dan tangan kanan dibuat sedemikian rupa seperti terlihat pada Gambar 3.4. Setelah kondisi ini dipenuhi, maka jari tengah menunjuk ke arah positif dari sumbu positif pahat (+Z), ibu jari menunjuk ke arah sumbu +X dan telunjuk ke arah sumbu +Y.

20

Gambar 3.4. Sistem koordinat dengan kaidah tangan kanan.

3.4. Sistem Koo rdinat B enda Kerja. Sebelum menggunakan mesin CNC ada yang harus diperhatikan seorang programer yaitu mengenal sistem koordinat yang ada pada mesin CNC. Sistem koordinat yang dipakai adalah sistem koordinat kartesian XYZ, yang selanjutnya selalu digunakan untuk mendefinisikan setiap lokasi titik pada benda kerja dengan menempatkan tiga sumbu dari sistem koordinat tersebut pada benda kerja. Semua titik pada permukaan benda kerja didefinisikan oleh nilai X dan nilai Y sedangkan nilai Z diindikasikan oleh kedalaman makan dari pahat. Pada waktu benda kerja dijepit pada mesin, benda kerja yang belum diproses diletakkan di atas meja kerja mesin sedemikian rupa supaya sumbu-sumbunya sejajar dengan arah luncuran mesin.  Agar mendapat gambaran yang lebih jelas dan rinci tentang sistem koordinat benda kerja, perlu mengetahui tentang istilah-istilah berikut : titik pada bidang, pemilihan titik awal, titik ofset rotasi, titik ofset linier dan titik ruang.

3.4.1.Titik pada bidang . Sebagai langkah awal dalam pemrograman, sementara dibatasi pada titik yang terletak pada permukaan benda kerja dan kedalaman penirisan ( infeed) diabaikan. Sumbu koordinat yang diperlukan untuk mendefinisi titik ini adalah sumbu X dan sumbu Y. Kedua sumbu ini membentuk sistem koordinasi dua dimensi. Titik perpotongan kedua 21

sumbu ini disebut titik referensi (nol), sedangkan anak panah menunjukkan arah positif (+X dan -Y). Jika kita menempatkan mistar atau memberikan skala yang benar sepanjang sumbu-sumbunya, kita dapat mendefinisikan setiap titik pada permukaan benda kerja dengan mengindikasikan harga X dan Y. Nilai numerik pada arah anak panah yang dihitung dari titik referensinya didefinisikan sebagai nilai positif, sedangkan nilai negatif diberikan pada arah yang berlawanan. Contoh : Titik-titik mempunyai koordinat sebagai berikut : P1 : X15 Y55 P2 : X70 Y50 P3 : X45 Y15

3.4.2.Pemilihan tit ik awal. Pada saat memulai menggambar atau menentukan titik tertentu pada benda kerja, pertama-tama harus diputuskan di mana akan ditempatkan sistem koordinat pada benda kerja, khususnya dalam meletakkan titik awal atau pusat koordinasinya.. Titik awal sebagai referensi dari semua dimensi boleh diletakkan di mana saja pada permukaan benda kerja dan disebut titik nol benda kerja. Untuk mengurangi kesulitan yang tidak perlu dalam perhitungan, disarankan untuk meletakkan

titik nol dari benda kerja

pada bagian gambar di mana banyak dimensi benda kerja diletakkan atau dilokasi dimana banyak terdapat ukuran/dimensi benda kerja.

22

3.4.3.Titik ofs et r otasi. Benda kerja dapat mempunyai dimensi dalam bentuk sudut, dimana sistem koordinat dapat dirotasikan sekitar titik offset (dengan tambahan offset linier bila diperlukan). Dengan perputaran seperti demikian, dapat diberikan dimensi sudut kedalam program CNC.

3.4.4.Titik ofs et l inier. Dimensi benda kerja dapat didasarkan pada beberapa titik sehingga pada kasus seperti ini,

sistem

koordinat

dapat

direlokasikan

sepanjang lintasan operasi permesinan.

Titik

relokasi ini disebut titik offset linier. Kedua titik offset rotasi dan linier dapat menghemat waktu perhitungan,

karena

tidak

perlu

merubah

koordinat yang terlihat pada gambar teknik. Proses transformasi yang memakan waktu ini akan dilakukan oleh sistem kontrol.

3.4.5.Titik ruang . Untuk menentukan titik dalam ruang, maka sumbu ketiga (sumbu Z) harus dimasukkan. Dengan demikian sistem koordinat yang digunakan adalah sistem koordinat ruang atau sistem koordinasi tiga dmensi.

Dalam hal ini

nilai Z menunjukkan kedalaman pemotongan benda kerja. Sistem koordinat ruang ini mempunyai tiga bidang, yaitu bidang X-Y, bidang X-Z dan bidang

Y-Z.

Untuk

langkah

awal,

sistem

koordinat ruang yang digunakan dalam program diassumsikan bahwa mesin melakukan pekerjaan pada bidang permukaan benda kerja yaitu pada bidang XY, sehingga harga Z menunjukkan dalamnya permesinan. 23

Hal yang sangat penting yaitu memastikan memakai tanda yang benar, dimana nilai koordinat pada arah anak panah adalah positif dan nilai yang berlawanan adalah negatif.

3.5. Sistem Koo rdinat Mesin. Untuk proses pengerjaan benda kerja pada mesin (permesinan), benda kerja dijepit pada meja mesin dan diset-up sedemikian rupa untuk memastikan sumbu sistem koordinat benda kerja sejajar dengan sumbu mesin. Sistem kontrol harus diberitahu di mana letak titik nol di dalam ruang kerja mesin.

3.5.1.Titik referensi mesin. Setiap mesin CNC selalu mempunyai titik nol yang letaknya sudah ditetapkan dalam sistem kontrol. Titik nol ini disebut titik referensi yang didefinisikan oleh tanda referensi pada gelas kaca sistem pengukuran. Titik referensi mesin adalah titik nol dari sistem koordinat permanen mesin. Semua komponen mesin yang bergerak berada titik referensi dan kondisi mesin terletak pada titik referensi, maka titik nol dari mesin adalah koordinat permanen dari sistem. Pada permulaan pengoperasian mesin CNC, operator dapat memberitahu sistem kontrol bahwa titik dimana koordinat permanen dari sistem yang merupakan titik nol dari benda kerja, proses ini disebut setting-up. Sistem control akan merekam harga-harga X, Y, Z dari lokasi titik nol benda kerja relatif terhadap titik referensi mesin, sehingga dapat disinkronisasikan titik nol benda kerja dengan mesin walaupun setelah mesin dimatikan.

3.5.2.Titik nol. Titik nol dalam sistem koordinat dapat dibedakan menjadi tiga referensi yaitu referensi terhadap mesin, benda kerja dan program. Titik nol dari sistem koordinat permanen mesin disebut titik referensi. Titik nol dari sistem koordinat benda kerja disebut titik nol benda kerja (sering disebut dalam benda kerja). Titik nol ini kemudian disesuaikan dengan titik refernsi ketika menset-up mesin. Titik nol pada data diprogram disebut titik nol program. Titik ini sering identik dengan titik nol benda kerja, tetapi titik ini dapat bergeser oleh offset linier   atau rotasi.

24

Dalam pembahasan selanjutnya perlu penyesuaian dan penyederhanaan yaitu dengan mengasumsikan titik nol program identik dengan titk nol dari sistem koordinat. Titik NOL mesin untuk mesin milling terletak pada sudut kiri atas dari meja mesin. Titik nol pada posisi ini, pada pemakaiannya bisa digeser ke suatu titik/ tempat yang menguntungkan. Untuk melakukan pergeseran titik referensi mesin perlu diketahui titiktitik referensi mesin yaitu : 1. Titik Nol Mesin (M) Titik Nol Mesin adalah sistem koordinat asli.

Gambar 3.5. Titik nol mesin (M) 2. Titik Referensi Pemegang Pahat (N) Dari titik inilah dinyatakan panjangnya alat potong.

Gambar 3.6. Titik nol pemegang pahat (N) 3. Titik Nol Benda Kerja (W) Titik nol benda kerja ditentukan oleh pemrograman.

25

Gambar 3.7. Titik nol Benda kerja (W)

3.5.3.Posis i awal p engop erasian. Ketika benda kerja sudah dijepit pada meja mesin dan letak titik nol benda kerja telah diset-up dan direkam oleh sistem kontrol, mesin dapat distart dan program pengerjaan mesin dimulai. Dalam proses permesinan (mesin bekerja), sistem kontrol harus menggerakkan pahat ke titik atur ( set-point) posisi-posisi yang berbeda. Disini seorang programmer sebelum menggunakan mesin CNC harus mengenal beberapa sistem koordinat yang ada pada mesin CNC, yaitu: (a) sistem koodinat kartesius, yang terdiri dari koordinat mutlak ( absolut) dan koordinat berantai/relatif (inkremental), dan (b) sistem koordinat kutub ( koordinat polar ), yang terdiri dari koordinat mutlak (absolut) dan koordinat relatif/berantai (inkremental). Selanjutnya

menentukan

sistem

koordinat

yang

akan

digunakan

dalam

pemograman, apakah program akan menggunakan pemograman dengan metode absolut atau inkremental. Pada umumnya sistem koordinat yang sering digunakan antara lain sistem koordinat kartesius, yaitu koordinat mutlak ( absolut) dan koordinat relatif/berantai (incremental). Selain itu juga harus memahami prinsip gerakan sumbu utama dalam mesin CNC.

3.5.3.1. Pemrograman Absolut Pemrograman absolut adalah pemrograman yang dalam menentukan titik koordinatnya selalu mengacu pada titik nol benda kerja. Kedudukan titik dalam benda kerja selalu berawal dari titik nol sebagai acuan pengukurannya. Sebagai titik referensi benda kerja letak titik nol sendiri ditentukan berdasarkan bentuk benda kerja dan

26

keefektifan program yang akan dibuat. Penentuan titik nol mengacu pada titik nol benda kerja. Pemrogramman absolut dikenal juga dengan sistem pemrogramman mutlak, di mana pergerakan alat potong mengacu pada titik nol benda kerja. Kelebihan dari sistem ini bila terjadi kesalahan pemrogramman hanya berdampak pada titik yang bersangkutan, sehingga lebih mudah dalam melakukan koreksi.

Berikut ini contoh pengukuran dengan menggunakan metode absolut.

Titik  A B C

Koordinat Absolut (X, Y) (1 , 1) (5 , 1) (3 , 3)

Gambar 3.8. Pengukuran metode absolut. 3.5.3.2. Pemrograman inkremental. Pemrograman inkremental adalah pemrogramman yang pengukuran lintasannya selalu mengacu pada titik akhir dari suatu pengukuran. Titik akhir suatu lintasan merupakan titik awal untuk pengukuran lintasan berikutnya atau penentuan koordinatmya berdasarkan pada perubahan panjang pada sumbu X (?X) dan perubahan panjang lintasan sumbu Y (?Y). Titik nol benda kerja mengacu pada titik nol sebagai titik referensi awal, letak titik nol benda kerja ditentukan berdasarkan bentuk benda kerja dan keefektifan program yang akan dibuatnya. Penentuan titik koordinat berikutnya mengacu pada titik akhir suatu lintasan. Sistem pemrograman inkremental dikenal juga dengan sistem pemrogramman berantai atau relative koordinat. Penentuan pergerakan alat potong dari titik satu ke titik berikutnya mengacu pada titik pemberhentian terakhir alat potong. Penentuan titik setahap demi setahap. Kelemahan dari sistem pemrogramman ini, bila terjadi kesalahan dalam penentuan titik koordinat, penyimpangannya akan semakin besar.

27

Berikut ini contoh dari pengukuran inkremental.

Titik  A B C

Koordinat inkremental (?X, ?Y) (1 , 1) (4 , 0) (-2 , 2)

Gambar 3.9. Pengukuran metode inkremental. 3.5.3.3. Pemrograman polar. Pemrograman

polar/kutub terdiri dari polar absolut mengacu pada panjang

lintasan dan besarnya sudut (@ L, a) dan polar inkremental mengacu pada panjang lintasan dan besarnya perubahan sudut (@ L, ? a). Berikut ini contoh dari pengukuran polar/kutub.

Polar Koordinat Absolut (@ L , a)

Polar Koordinat Inkremental (@ L , ?a)

B (5, 0o) ,

B (5, 0o) ,

C (2V2, 135o )  A (2V2, 225o )

C (2V2, 135 o )  A (2V2, 270o )

Gambar 3.10. Pengukuran metode polar/kutub.

28

4

Bab

DASAR-DASAR PEMROGRAMAN CNC Mesin perkakas CNC mempunyai perangkat pengendali komputer yang disebut Machine Control Unit (MCU) yakni suatu perangkat yang berfungsi menterjemahkan bahasa kode ke dalam bentuk gerakan persumbuan sesuai bentuk benda kerja. Bahasa kode inilah yang selanjutnya disebut bahasa pemrograman, yakni sebagai komunikasi antara mesin dan operator dengan kode angka, huruf dan simbol. Kode bahasa pemrograman pada mesin perkakas CNC dikenal dengan fungsi G & M, kode fungsi G dan M pada mesin perkakas CNC dapat menggunakan standar pemrograman ynag berlaku antara lain: DIN (Deutsches Institut fur Normug) 66025, ANSI ( American Nationale Standarts Institue), AEROS (Aeorospatiale Frankreich), ISO, dll. Dalam aplikasi fungsi kode angka, huruf, dan simbol pada mesin perkakas CNC bermacam-macam, tergantung sistem dan kontrol tipe mesin yang dipergunakan tetapi secara prinsip sama. Misal : mesin perkakas CNC dengan sistem kontrol EMCO, FANUC, SIEMENS fungsi G dan M sesuai standart ISO, sehingga untuk pengoperasian mesin perkakas CNC dengan tipe yang berbeda tidak ada perbedaan yang berarti.

Pembuatan program mesin CNC, seorang programmer harus memiliki kemampuan dasar pemograman, antara lain: (a) Pengalaman dalam membaca gambar teknik, (b) berpengalaman dalam pengerjaan logam dengan menggunakan mesin perkakas konvensional. (c) mampu memilih alat potong/pisau perkakas secara tepat sesuai dengan bentuk benda kerjanya, (d) dapat menentukan posisi benda kerja dalam sisitem koordinat dengan tepat, (e) mempunyai dasar-dasar pengetahuan matematika terutama trigonometri.

4.1. Struktur Program Program CNC adalah sejumlah urutan perintah logis yang disusun dengan kodekode huruf dan angka yang bisa dimengerti oleh unit kontrol mesin. Program CNC dibuat

29

khusus untuk suatu mesin tertentu dan untuk pembuatan produk tertentu. Program CNC di dalamnya terdiri dari sejumlah kode-kode perintah yang tersusun dalam bentuk kombinasi huruf-huruf tertentu dan angka. Kode berupa huruf, misalnya N, G, M, F, dan sebagainya disebut adres. Suatu kode huruf yang di belakangnya diikuti angka (kombinasi huruf dan angka) disebut “kata” ( word). Gabungan dari beberapa kata disebut “blok”. Blok merupakan gabungan dari beberapa kata yang membentuk satu tahapan perintah, misalnya eretan melintang bergerak lurus sejauh 4 mm mendekati sumbu dengan kecepatan 80 mm/menit. Di dalam sebuah program CNC satu tahapan perintah ditulis dalam satu baris, berarti “blok” adalah gabungan beberapa kata yang ditulis dalam satu baris program. Komputer (unit kontrol) mesin membaca dan menjalankan program per satu blok, bukan per kata. Struktur program adalah suatu bentuk program di mana ke dalamnya dimasukan data yang berupa angka dan huruf. Dalam menentukan struktur program, tidak semudah apa yang dibayangkan, oleh karena dalam pengerjaannya perlu didukung oleh berbagai ahli dari latar belakang bidang keilmuan yang bebeda. Hal ini dalam upaya untuk memenuhi kriteria dari suatu struktur program yaitu harus mudah, ketidak tergantungan terhadap bahasa tertentu, oreintasi praktis, dan dapat dipakai untuk semua mesin perkakas. Prosedur dalam menentukan suatu struktur program, harus dimulai dari analisis proses kerja mesin-mesin perkakas. Dilihat dari struktur luarnya, program untuk mesin Frais terdiri dari nomor blok, kata, dan karakter.

Keterangan: N : Nomor blok G : Kolom input fungsi atau perintah 30

X : Gerak memanjang Y : Gerak melintang Z : Gerak pisau (vertikal) F : Kecepatan langkah penyayatan 4.2. Kod e-kod e Perintah Pada pemrog raman Mesin Frais CNC. Kode-kode data diubah untuk satu rangkaiaan perintah yang akan digunakan untuk melaksanakan suatu pengerjaan dengan mesin dan gerakan yang ditetapkan oleh suatu sistem pengulangan tertutup atau terbuka. Sistem operasi dari mesin perkakas NC adalah menggunakan sistem operasi CNC sehingga diperlukan pengenalan kode data untuk menjalankan satu rangkaian perintah. Kode yang digunakan untuk memprogram CNC machine disebut G-code. Sementara itu, instruksi G-code hanya bagian dari programming language. Secara khusus, G-code memberikan CNC machine koordinat untuk merancang machine tool untuk dapat memotong dan membentuk metal menjadi spesifikasi khusus. Keseluruhan seri kode digunakan untuk mengoperasikan CNC machine juga memiliki M-codes dan Tcodes yang mengatur CNC machine dan drill tool. Tool kecepatan dan feed control dibawah naungan S-code dan F-code, sementara itu, X, Y dan Z-code untuk menentukan posisi yang tepat.

4.2.1. Kode G

Kode G merupakan fungsi persiapan yang ditulis diawal block. Didalam sebuah block dapat disusun lebih dari satu kode G dengan syarat mempunyai fungsi atau dari kelompok yang berbeda. Jenis-jenis perintah kode G yang terkait dengan bentuk pergerakan alat potong serta digunakan untuk memprogram mesin Frais adalah : -

G00

: Gerakan cepat tanpa pemakanan

-

G01

: Gerakan pemotongan lurus terprogram

-

G02

: Gerakan pemotongan melingkar searah jarum jam

- G03

: Gerakan pemotongan melingkar berlawanan arah jarum jam

-

G04

: Waktu tunda (dwell)

-

G09

: Berhenti tepat (exact stop )

-

G10

: Masukan data yang diprogram

-

G15

: Perintah membatalkan koordinat polar

31

-

G16

: Perintah koordinat polar

-

G17

: Pilihan arah sumbu Xp Yp

-

G18

: Pilihan arah sumbu Zp Xp

-

G19

: Pilihan arah sumbu Yp Zp

-

G28

: Kembali keposisi referensi

-

G29

: Kembali dari posisi referensi

-

G30

: Kembali keposisi sebelumnya

-

G31

: Perintah melompat

-

G33

: Membuat ulir 

-

G40

: Pembatalan kompensasi diameter pahat

-

G41

: Kompensasi diameter pahat kiri.

-

G42

: Kompensasi diameter pahat kanan.

-

G43

: Kompensasi panjang pahat arah positif 

-

G44

: Kompensasi panjang pahat arah negatif.

-

G49

: Pembatalan kompensasi panjang pahat.

-

G50

: Skala (Scaling)

-

G51

: Pembatalan skala

- G50.1

: Programmable mirror image cancel

- G51.1

: Programmable mirror image

-

G52

: Seting sistem koordinat lokal

-

G53

: Seting sistem koordinat mesin

-

G54

: Seting sistem koordinat benda kerja dengan 1 pilihan

-

G59

: Seting sistem koordinat benda kerja dengan 6 pilihan

-

G61

: Pembatalan berhenti tepat (exact stop cancel )

-

G64

: Cutting mode

-

G65

: Marco call

-

G66

: Marco modal call

-

G67

: Marco modal call cancel

-

G68

: Coordinate rotation

-

G69

: Coordinate rotation cancel

-

G70

: Ukuran dalam inchi

-

G71

: Ukuran dalam mm

-

G73

: Peck drilling cycle 32

-

G74

: Counter tapping cycle

-

G76

: Siklus pengeboran bertahap

-

G80

: Membatalkan fixed cycle

-

G81

: Siklus pengeboran

-

G82

: Siklus pemboran dengan tinggal diam

-

G83

: Siklus pemboran dengan penarikan

-

G84

: Siklus penguliran

-

G85

: Siklus Pengaluran

-

G86

: Siklus Pengaluran kecepatan tinggi

-

G87

: Siklus pengeboran dengan pemutusan tatal

-

G88

: Siklus pengeboran dengan pemutusan tatal dan gerakan ke permukaan

-

G89

: Siklus pemboran dengan tinggal diam

-

G90

: Perintah pemrograman Absolut

-

G91

: Perintah pemrograman inkrimental

-

G92

: Seting koordinat referensi benda kerja

-

G94

: Penetapan asutan dalam mm/min

-

G95

: Penetapan asutan dalam m/putaran

-

G96

: Constant linear velocity control on surface

-

G97

: Constant linear velocity control on surface cancel

-  G98

: Return to initial point in canned cycle

-  G99

: Return to R point in canned cycle

- G134

: Circumference hole cycle

- G135

: Angular strainght hole cycle

-

G136 : Arc type hole cycle

- G137.1

: Chess type hole cycle

4.2.2. Kode M Mesin CNC dilengkapi dengan fungsi yang dapat dikontrol secara manual dengan tombol seperti coolant on/off, spindel on/off dan sebagainya. Fungsi-fungsi tersebut dapat dikontrol dengan kode M (M-Code) sebagai fungsi tambahan (Auxilary function). Kode M tersebut dapat aktif pada awal block dan diakhir block. Kode M yang merupakan fungsi bantu dapat digunakan dalam pemrograman mesin Frais CNC adalah : -

M00 : Berhenti terprogram (dwell) 33

-

M01 : Berhenti opsional (direncanakan)

-

M02 : Program selesai

-

M03 : menghidupkan spindel CW (spindel ON CW)

-

M04 : menghidupkan spindel CCW (spindel ON CCW)

-

M05 : mematikan putaran spindel

-

M06 : Pergantian tool

-

M08 : menghidupkan pendingin (coolant ON)

-

M09 : mematikan pendingin (coolant OFF)

-

M19 : Pemposisian spindel pada saat berhenti

-

M30 : Mengakhiri program, mengembalikan ke posisi tool terakhir.

-

M98 : Masuk ke sub program

-

M99 : Keluar dari sub program dan kembali ke program pokok

34

5

Bab

PEMROGRAMAN CNC Untuk dapat menjalankan mesin CNC, berarti mempersiapkan sistem kendali (prepatory) agar siap untuk melaksanakan informasi yang mengikuti instruksi blok berikutnya. Fungsi prepatory dinyatakan dalam sebuah program dengan menggunakan word adress G diikuti oleh dua digit. Fungsi-fungsi prepatory disebut juga G-codes dan menunjukkan mode kendali operasi. Selain

dari

G-codes

ada lagi fungsi-fungsi

yang disebut miscellaneous

menggunakan huruf addres M diikuti dengan dua digit. Fungsi-fungsi tersebut membentuk

sekumpulan

instruksi

seperti

on/off

coolant,

penggantian pahat,

penghentian program atau mengakhiri program. Sering disebut juga dengan fungsifungsi mesin atau M- functions.

5.1. Kode G atau G Code 5.1.1. Program gerakan c epat tanp a pemakanan (G00) Kode G00 berfungsi untuk memposisikan pahat terhadap benda kerja dengan kata lain gerak gerak cepat tanpa melakukan pemakanan. Gerakan ini digunakan bila pahat/

pisau frais tidak melakukan pemakanan/pemotongan pada benda kerja. Gerakan cepat digunakan bila alat potong berada bebas dari pemakanan benda kerja, alat potong kembali ke atas permukaan benda kerja, atau kembali ke titik referen. Gerakan cepat dapat dilakukan bila posisi alat potong benar-benar tidak akan menabrak benda kerja dari peralatan lainnya. Kesalahan dalam penentuan ko-ordinat dapat menyebabkan tabrakan antara alat potong dengan mesin atau benda kerja yang dapat menyebabkan kerusakan fatal pada alat potong maupun mesin Gerak ini bisa dilakukan dengan menggunakan perintah koordinat absolut G90 atau incremental G90, G00 dapat bergerak dengan cepat atau dapat di atur oleh handle ravid traverse yaitu pengatur langkah kecepatan gerak pahat. Besaran lintasan dari ravid

35

traverse  dibuat dalam bentuk prosentase antara 25%, 50%, dan 100% dari langkah semestinya tergantung mesin. Format pemrograman G00 adalah : N .... / G00 / X ......../ Y ......./ Z ....... Lintasan G00 dapat dilihat pada gambar 5.1.

Gambar 5.1. Contoh Gerak lintasan cepat (G00) Untuk menggerakkan pisau dari posisi awal hingga pada posisi siap menyayat seperti Gambar 5.1, dilakukan gerakan cepat dengan G00.

N

G (M)

X (I) (D)

Y (J) (S)

Z (K)

00

00

30

0

0

01

00

0

0

-20

02

00

0

25

0

F (L) (T) (H)

03 Di atas adalah lembar program gerakan cepat (G00) seperti terlihat pada Gambar 5.1. Dengan hanya bergerak dalam s atu sumbu, maka kemungkinan geraknya adalah:

Gambar 5.2.  Kemungkinan gerak G00 yang lain

36

5.1.2. Program pemotongan lurus terprogram (G01)

Kode G01 memberikan instruksi kepada alat potong mesin CNC melakukan gerakan pemakanan lurus baik ke arah sumbu X, Y, maupun Z. Pada mesin frais CNC, intruksi G01 merupakan perintah agar alat potong bergerak lurus dari satu titik ke titik lainnya dengan kecepatan sesuai dengan feeding yang te lah ditentukan. Cara pemrograman kode G01 sebenarnya sama dengan pada kode G00, hanya pada kode G01 bisa diisikan kecepatan potong/asutannya di kolom F sedangkan pada G00 tidak. Format Perintahnya : N … / G01 / X± … / Y … / Z± … / F … Contoh penyayatan lurus :

 Akan dibuat benda kerja seperti gambar, dengan posisi pahat berada 30 mm dari titik referensi benda kerja.

Langkah untuk pengefreisan tangga langkahnya tererlihat pada gambar berikut, serta pemrograman G01 terlihat pada lembar program di bawah ini.

Gambar 5.3. Langkah-langkah proses milling CNC 37

N

G (M)

X (I) (D)

Y (J) (S)

Z (K)

00

00

01

F (L) (T) (H)

20

0

0

00

0

0

-34

02

01

60

0

0

200

03

01

0

50

0

200

04

01

-50

0

0

200

05

01

0

-50

0

200

06

00

-30

0

0

07

00

0

0

34

08

M30

Gerakan lurus dengan pemakanan digunakan untuk melakukan pengefraisan atau pembubutan lurus, termasuk tirus dan kedalaman pemakanan. Gerakan lurus dengan pemakanan digunakan untuk melakukan pengefraisan atau pembubutan lurus, termasuk tirus dan kedalaman pemakanan. Lintasan alat potong bergerak dengan pemakanan lurus ke titik X =25 dan Y =18 (Gambar 5.4.).

Gambar 5.4. Pemakanan lurus pada mesin CNC frais

5.1.3. Prog ram pemot ong an meling kar (G02 dan G03) Digunakan untuk membuat gerakan penyayatan ¼ lingkaran atau busur lingkaran dengan sudut busur lingkaran 90 O. Perbedaan fungsi G02 dan G03 adalah arah gerakannya.

38

1. Fungsi G02. Kode G02 merupakan intruksi agar alat potong mesin CNC melakukan gerakan interpolasi lingkaran searah jarum jam (CW). Alat potong (pisau frais atau pahat bubut) akan membentuk lingkaran yang searah jarum jam. Sering dijumpai bentuk benda kerja yang berupa lengkungan yang memiliki radius tertentu. Seperti bentuk fillet pada ujung-ujung benda kerja atau bentuk lingkaran sebagian atau penuh pada benda kerja. Gerakan searah jarum jam atau berlawanan menggunakan asumsi bahwa alat potong berada di atas benda kerja, atau di belakang benda kerja. Jadi bila alat potong berada di depan benda kerja maka berlaku sebaliknya.

Gambar 5.5. Arah pemakanan melingkar G02 pada mesin CNC frais Lintasan alat potong mesin frais bergerak dengan pemakanan radius berlawanan dengan jarum jam ke titik X = Pz dan Y = Pz (Gambar 5.5.). Format Perintahnya : N … / G02 / XPz/ YPz / ZPz / F …

G02 = Gerak alat potong melingkar searah dengan jarum jam XPz = Tujuan lengkungan searah X yang dikehendaki (mm) YPz = Tujuan lengkungan searah Y yang dikehendaki (mm) ZPz = Tujuan lengkungan searah Z yang dikehendaki (mm) F

= Feeding (kecepatan asutan dalam mm/menit)

2. Fungsi G03. Kode G03 merupakan instruksi agar alat potong mesin CNC melakukan gerakan interpolasi lingkaran berlawanan arah dengan jarum jam. Gerakan ini akan membentuk kontur lingkaran yang berlawanan arah dengan jarum jam. 39

Lintasan alat potong mesin frais bergerak dengan pemakanan radius berlawanan dengan jarum jam ke titik X = Pz dan Y = Pz (Gambar 5.6.). Format Perintahnya : N … / G03 / XPz/ YPz / ZPz / F …

Gambar 5.6. Arah pemakanan melingkar G03 pada mesin CNC frais

5.1.4. Program in terpo lasi meling kar (G17, G18 dan G19) Perintah G17, G18, atau G19, digunakan pada pengerjaan dengan interpolasi melingkar pada kompensasi jari-jari pahat atau p erintah koordinat polar. G17: Pemilihan arah sumbu XY G18: Pemilihan arah sumbu ZX G19: Pemilihan arah sumbu YZ

Gambar 5.9. Contoh gerakan interpolasi dengan perintah G17, G18 dan G19 40

Gambar 5.10. Perintah G17, G18, G19 pada sumbu koondinat

5.1.5. Program kompensasi pahat (G40, G41 dan G42)

Gerakan alat potong tanpa memperhatikan besar radius alat potongnya. Alat potong bergerak sesuai dengan bentuk lintasan benda kerja. Biasanya digunakan untuk pembuatan alur, atau huruf tertentu. Kode G40, G41, dan G42 adalah kode untuk kompensasi pada pahat (cutter) pada proses pemakanan. Bila pada kondisi biasa, atau pemakanan dengan posisi pahat pada titik tengah dari diameter pahat, maka digunakan kode G40. Bila pemakanan dilakukan dengan sisi luar pahat dari sebelah kiri benda kerja, maka digunakan kode G41, sebaliknya untuk pemakanan dengan sisi luar pahat dari sebelah kiri benda kerja, maka digunakan kode G42. Penggunaan kode G40, G41, dan G42, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 5.11, 5.12, dan 5.13.

Gambar 5.11. Fungsi G40, G41 dan G42.

41

Gambar 5.12. Fungsi G41 pada gerak pemakanan..

Gambar 5.13. Fungsi G42 pada gerak pemakanan. 5.1.6. Program k ompens asi panj ang pahat (G43, G44 dan G49) Kode G43, G44, dan G49 adalah kode untuk kompensasi panjang pahat atau cutter. Ketika mesin digunakan untuk setiap proses benda kerja, maka akan ada banyak pahat/tools yang kita gunakan, dan panjang masing-masing pahat/tools berbeda, selama pemrograman, setelah perubahan pahat/tools, maka perbedaan antara panjang pahat/tools akan membuat arah sumbu Z memiliki kesalahan atau error, kompensasi panjang pahat/tools (G43/G44) digunakan untuk kompensasi posisi sumbu Z dan untuk memperbaiki perbedaan antara panjang pahat/tools yang akan digunakan.

Gambar 5.14. Fungsi G43, G44 dan G49.

42

Gambar 5.15. Fungsi G43, G44 dan G49 pada benda kerja.

5.1.7. Penentuan sistem koordinat kerja (G54, G55, G56, G57, G58 dan G59) Kode G54 sampai G59 digunakan untuk penentuan sistem koordinat pada benda kerja. Kode G54 menandakan sistem koordinat pada benda kerja yang pertama (ke-1), G55 untuk sistem koordinat pada benda kerja yang kedua (ke-2), dan G56, G57, G58, G59 seterusnya digunakan untuk sistem koordinat pada benda kerja ke-3, 4, 5, dan 6, sedangkan untuk benda kerja yang lebih dari 6 digunakan kode G59 dengan penambahan variabel angka

dibelakangnya seperti G59.1, G59.2, G59.3, dan

seterusnya sesuai dengan banyaknya benda kerja yang akan diproses.

Gambar 5.16. Pengaturan penggunaan kode G54 s/d G59.

43

5.1.8. Kode 70. Kode G70 merupakan instruksi untuk satuan ukuran british atau inchi (inch), biasanya dituliskan pada bagian awal program atau kepala program.

5.1.9. Kode G71. Kode G71 merupakan instruksi untuk satuan ukuran metric atau millimeter (mm), biasanya dituliskan pada bagian awal program atau kepala program.

5.1.10. Kode G90, G91 G90: Pemrograman Absolute Kode G90 merupakan instruksi absolute, yakni sistem pengukuran yang titik pusatnya mengacu pada titik referensi atau titik nol (0) benda kerja. G90 biasanya dituliskan pada bagian awal program atau kepala program. G91: Pemrograman Incremental Kode G91 merupakan instruksi incremental, yakni sistem pengukuran dengan pertambahan yang mengacu pada pengukuran dari titik sebelumnya. G91 biasanya dituliskan pada bagian awal program atau kepala program.

Gambar 5.17. Sistem koordinat kode G90 (absolut) dan kode G91(inkremental).

44

5.1.11. Kode G92 Kode G92 merupakan instruksi untuk melakukan pengaturan (setting) sistem koordinat kerja, biasanya digunakan untuk menentukan atau menetapkan titik referensi/titik nol (0) pada benda kerja.

5.2. Kode M atau M Code Selain kode G, pada mesin CNC terdapat juga instruksi-instruksi tertentu yang dilambangkan atau biasanya ditulis dengan dengan kode "M" (M code). Sama halnya dengan kode G, terdapat banyak kode M dan biasanya memiliki persamaan, namun arti kode pada merek yang berbeda dapat memiliki arti yang berbeda pula, sehingga sekali lagi, programmer harus dapat menyesuaikan standarisasi kode yang digunakan pada mesin CNC yang akan digunakan. Terdapat banyak fungsi kode M pada mesin CNC, namun beberapa kode M yang penting atau biasa ditemui dan digunakan pada pemrograman CNC a ntara lain.

5.2.1. Kode M00 Kode M00 adalah kode instruksi untuk mesin agar terhenti terprogram/sementara. Penggunaannya : a. Mematikan putaran poros utama b. Memperbaiki kesalahan program

5.2.2. Kode M03 Kode M03 adalah kode instruksi pada spindle, untuk putaran sumbu utama berputar searah dengan jarum jam (CW). Kode ini biasanya ditulis pada awal intruksi atau kepala program. Adanya kode ini menyebabkan sumbu utama mesin akan berputar searah jarum jam. Pada mesin bubut CNC cekam benda kerja akan berputar searah  jarum jam, sedangkan pada mesin frais CNC yang berputar adalah tempat alat potong arbornya.

45

. Gambar 5.18. Alat potong berputar searah jarum jam (M03).

5.2.3. Kode M04 Kode M04 adalah kode instruksi pada spindle, untuk putaran sumbu utama berputar berlawanan dengan jarum jam (CCW). Kode ini biasanya ditulis pada awal intruksi atau kepala program. Adanya kode ini menyebabkan sumbu utama mesin akan berputar berlawanan jarum jam. Penggunaan kode M04 maupun kode M03 biasanya tergantung pada sisi tajam atau bagian pemakanan dari tools (pisau/pahat).

5.2.4. Kode M05 Kode M05 adalah kode instruksi agar sumbu utama atau spindle mesin terhenti terprogram.

5.2.5. Kode M06 Kode M06 adalah kode instruksi untuk penggantian alat potong (tools). Penggantian alat potong dilakukan agar kualitas benda kerja meningkat. Bentuk benda kerja yang semakin kompleks akan cenderung menggunakan alat potong yang banyak, seperti pemakanan kasar, pengeboran, pembuatan alur, dan pemakanan finishing. Masing-masing jenis pemakanan memerlukan alat potong yang khusus, sebagai contoh alat potong untuk melakukan pemakanan kasar akan berbeda dengan alat potong yang digunakan untuk membuat ulir.

46

5.2.6. Kode M08 Kode M08 adalah kode instruksi untuk menyalakan atau mengalirkan cairan pendingin (coolant liquid ON). Pada proses pengerjaan benda kerja, terjadi gesekan antara benda kerja dan alat potong. Alat potong dan benda kerja akan menjadi panas. Bila tidak didinginkan maka alat potong akan cepat tumpul/ rusak. Oleh karena itu perlu didinginkan dengan cara memerintahkan mesin untuk mengalirkan cairan pendingin (coolant).

Gambar 5.19. Cairan pendingin disemprotokan untuk mendinginkan alat potong dan benda kerja

5.2.7. Kode M09 Kode M09 adalah kode instruksi untuk mematikan atau menghentikan cairan pendingin (coolant liquid OFF).

5.2.8. Kode M19 Kode M19 adalah kode instruksi untuk pemosisian spindle, penentuan posisi berhenti/stop spindle pada posisi yang ditetapkan.

5.2.9. Kode M30 Kode M30 adalah kode instruksi untuk program berakhir

(end program) dan

kembali pada program semula.

47

5.2.10. Kode M98 Kode M98 adalah kode instruksi untuk pemanggilan sub-program pada program utama (main-program).

5.2.11. Kode M99 Kode M99 adalah kode instruksi untuk kembali ke program utama (mainprogram) dari sub-program.

48

6

Bab

PENGOPERASIAN MESIN CNC 6.1. Pemosisi an dan Penentuan Titik Referensi Langkah pertama yang perlu dilakukan dan diperhatikan oleh programmer adalah pemosisian dan penentuan titik referensi (titik nol), baik pada mesin terlebih pada benda kerja. Dengan catatan koordinat posisi pada mesin sudah menujukkan X=0.000, Y=0.000, dan Z=0.000. (lihat Gambar 6.1) Pemosisian dilakukan dengan meletakkan posisi ujung tools pada spindle mendekat ataupun menyentuh pada bagian dari benda kerja yang menjadi titik acuan, atau bagian pertama dari benda kerja yang akan pertama dilakukan proses machining.

F1

F2

F3

F4

F5

Gambar 6.1. Layout koordinat position (mesin CNC Milling AMCO) 49

Setelah dipastikan titik acuannya, kemudian langkah selanjutnya adalah input titik koordinat tadi sebagai titik referensi (titik nol) mesin dan benda kerja, dengan cara memilih menu "workplace coordinat" pada layout koordinat position dengan menekan tombol F5. Setelah itu akan terlihat posisi koordinat sumbu X, Y, dan Z yang menunjukkan titik koordinat posisi pada saat itu. Kemudian lanjutkan dengan memilih tiap-tiap koordinat sumbu, baik sumbu X, Y, dan Z ialu pilih menu "coordinat Latched" pada layout workpiece koordinat, dengan menekan tombol F1. Pastikan semua koordinat sumbu telah menjadi 0.000 atau dibaca sebagai titik nol mesin dan titik nol benda kerja. (lihat Gambar 6.2)

Gambar 6.2. Layout Workpiece koordinat Setelah itu, tekan tombol escape (ESC) pada keyboard, atau back (  ) pada CPU mesin, untuk kembali ke menu awal (layout coordinat position).

6.2. Input Tools, Kecepatan Putar Spind le Dan Pemakanan (Feedrate) Melakukan proses machining dengan mesin CNC, tentulah akan terdapat proses pemakanan (material removal). Pemakanan (material removal) tersebut merupakan salah satu dari kerja cutter atau tools yang digunakan. Pada mesin CNC, dimensi/ukuran dari cutter atau tools haruslah di-input pada mesin, agar kemudian dapat terbaca dan 50

memudahkan programmer untuk dapat menentukan jarak pergerakan tools terhadap benda kerja, serta mengurangi terjadinya kesalahan pada saat proses machining berlangsung. Demikian pula dengan kecepatan putar spindle (rpm) dan pemakanan (feedrate) perlu diperhatikan, karena berpengaruh sangat penting terhadap proses machining dan hasil yang diharapkan. Langkah pertama dalam meng-input data tools, kecepatan putar spindle (rpm) dan pemakanan (feedrate) tersebut adalah, pada menu awal layout coordinat position (Gambar 6.1), tekan tombol escape (ESC) pada keyboard, atau back ( ) pada CPU mesin, sehingga dapat terlihat pilihan menu yang berbeda (lihat Gambar 6.3). Setelah itu pilih menu "Monitor" dengan menekan tombol F4, sehingga masuk ke menu "MDI Input" maka tampilan akan berubah seperti pada Gambar 6.4.

Gambar 6.3. Layout koordinat position setelah menekan tombol ESC atau back

51

Gambar 6.4. Layout Menu Monitor/MDI input Setelah itu, pilih menu "Setting" dengan menekan tombol F4, sehingga akan tampil besar kecepatan (rpm) spindle dan pemakanan atau federate (Gambar 6.5). Setelah itu, masukkan data berupa besar kecepatan putar spindle yang diinginkan pada pilihan "speed" dan kecepatan pemakanan pada pilihan "federate" (lihat Gambar 6.5).

Gambar 3.5. Layout Setting Kecepatan putar (rpm) dan kecepatan pemakanan (feedrate) 52

Kemudian, untuk input data cutter atau tools, kembali pada menu "MDI Input" tekan ESC, kemudian pilih menu "Tool Setting" sehingga terlihat tampilan seperti Gambar 6.6. Setelah itu input ukuran/diameter tools, pada opsi yang ditampilkan programmer harus memasukkan data radius dari tools, yakni diameter tools dibagi dua (D/2), dalam satuan millimeter (mm), (lihat Gambar 6.6).

Gambar 6.6. Layout 6.6. Layout Tool Setting (input tools)

6.3. Pemrograman I Input Program Input program pada CNC dilakukan dengan menuliskan program sesuai dengan yang telah di jelaskan pada sub-bab sebelumnya. Input program diawali dengan terlebih dahulu masuk ke menu "program" dengan menekan tombol F2 ketika keluar atau menekan ESC dari menu awal (position). Setelah masuk ke menu program, kemudian programmer dapat meng-input/menuliskan program sesuai dengan proses yang akan dilakukan. Penulisan pada mesin, harus diawali dengan dengan tanda "%" ini dilakukan agar program nantinya menjadi sebuah perintah yang dapat dibaca/direspon dalam suatu gerakan mesin. (lihat Gambar 6.7).

53

Gambar 6.7. Layout 6.7. Layout Program

6.3.1. 6.3.1. Pembuatan Pembuatan Main-Progr Main-Progr am dan Sub-Program Membuat program dalam mesin CNC dapat dilakukan lebih dari satu program, namun tetap dapat dijalankan oleh satu program. Hal ini dilakukan apabila proses yang dilakukan terdiri dari banyak proses atau pun terdapat proses yang berulang. a. Main-Program Pada main-program, biasanya hanya terdiri dari kepala program, program untuk gerak awal mendekati benda kerja, lalu dilanjutkan dengan pemanggilan subprogram

dengan

instruksi

M98

pada

penulisan

main-program,

kemudian

pengulangan (jika ada). Main-program sifatnya adalah sebagai program induk yang menjalankan program lainnya (sebagai sub-program) untuk kemudian proses yang dilakukan mesin akan lebih dari satu proses, sesuai dengan subprogram yang dijalankan. Pada pemanggila pe manggilan n sub-program, setelah instruksi M98 kemudian diikuti dengan huruf "P" dan penulisan file directory dari sub-program, yang biasanya berupa 4 digit angka dengan huruf "O" didepan, sebagai penamaan file yang dimasukkan saat membuat file baru pada menu "file manage" manage" sebelum mengakhiri program Contoh: G98 PO1277 (dibaca pemanggilan sub-program O1277). 54

b. Sub-Program Pada sub-program, biasanya terdiri dari kepala program, serta instruksi-instruksi untuk proses yang akan dilakukan, kemudian instruksi untuk kembali pada program utama (main-program) dengan instruksi M99 di akhir penulisan program (tidak perlu menuliskan menuliskan instruksi end program M30). Sub-program sifatnya adalah sebagai anak program yang menjalankan proses kerja lain selain pada proses utamanya (di main-program). main-program). Sebagai contoh, seperti membuat lingkaran pada bagian tengah bentuk segi empat. Yang harus dilakukan adalah, pembuatan program berupa proses untuk bentuk segi empat dan program proses untuk bentuk lingkaran. Kemudian pada program segiempat kondisikan sebagai main-program dengan penginstruksian M98 untuk pemanggilan program lingkaran yang dikondisikan sebagai subprogram.

6.3.2. Pengulangan (Looping) Pengulangan (looping) adalah perintah yang digunakan untuk pengerjaan dengan instruksi atau dengan sub program, yang dilakukan lebih dari 1 kali/berulang. Looping biasanya di gunakan untuk kedalaman pemakanan atau pun perbesaran diameter dengan skala tetap. Pada program Looping, biasanya perintah ditandai dengan huruf "L" diikuti dengan jumlah pengulangan, pada akhir baris penulisan program. Contoh : G01 X50 L5 (untuk istruksi berulang) atau G98 PO1277 L10 (untuk pemanggilan program p rogram dengan pengerjaan berulang)

6.4 Menjalank Menjalank an Progr am Setelah program selesai dibuat, kemudian langkah terakhir yang dilakukan adalah menjalankan program. Saat menjalankan program inilah, akan diketahui apakah program dapat berjalan sesuai yang diinginkan atau terjadi kesalahan pada program. Menjalankan program dapat dilakukan secara simulasi terlebih dahulu ataupun langsung pada mesin. Namun biasanya langkah yang dilakukan oleh programmer adalah dengan menjalankan program secara simulasi terlebih dahulu. 55

6.4.1 Simulasi Prog ram Sebelum program dijalankan pada mesin, langkah yang perlu dilakukan adalah melihat simulasi dari program yang telah dibuat. Hal ini dilakukan agar kesalahan pada penulisan program ataupun input kode atau ukuran dapat terlihat sebelum program atau proses machining berjalan. Simulasi program dapat dilakukan dengan memilih pada menu/layout "Program" pilihan "Simu" (lihat Gambar 6.7) dengan menekan tombol F7. Setelah itu layout gambar akan berubah seperti pada Gambar 6.8.

Gambar 6.8. Layout Simulasi Program (sumbu XYZ) Koordinat titik penglihatan (coordinat view) pada simulasi program, dapat diatur sedemikian rupa, sesuai dengan keinginan programmer. Penglihatan dapat dilakukan pada 3 titik koordinat, yakni XYZ dan 2 titik koordinat saja, yakni XY atau XZ. Pengaturan simulasi dapat dilakukan pada menu "Simu. Setting" dengan menekan tombol F8 pada menu simulasi, kemudian pilih Koordinat titik penglihatan yang diinginkan pada "Drawing Mode" (lihat Gambar 6.9 dan 6.10).

56

Gambar 6.9. Layout Pengaturan Simulasi Program

Gambar 6.10. Simulasi Program Pada Koordinat Sumbu XY

6.4.2 Proses Mach ining . Setelah program selesai dibuat, dan telah dipastikan benar, maka selanjutnya adalah menjalankan program tersebut pada benda kerja (workpiece) yang akan di proses atau machining.

57

Sebelum program dijalankan, sebelumnya terlebih dahulu memperhatikan kesiapan, baik pada benda kerja, tools, dan lain-lainnya sehingga kesalahan ataupun accident dapat terhindarkan. Setelah dipastikan, maka selanjutnya menjalankan program. Langkah-langkah dalam menjalankan program CNC (untuk mesin CNC milling AMCO) adalah: 1. Pada CPU (pemrograman), kembali ke menu awal (seperti pada Gambar 6.3). 2. Pilih menu "Monitor" dengan menekan tombol F4. 3. Pada layar, pastika telah terdapat tulisan "Ready", yang telah menyala hijau. 4. Tekan tombol START (tombol hijau) pada tombol kotak CPU mesin. 5. Mesin bekerja dan merespon semua perintah melalui G-Code pada program.

Gambar 6.11. CPU dan panel kontrol mesin CNC Milling AMCO

58

7

Bab

PERAWATAN MESIN Bab ini sangat penting untuk dipahami. Pelajari terlebih dahulu cara merawat mesin dengan benar, baru kemudian belajar cara pengoperasiannya. Bagian-bagian yang harus dirawat antara lain : Kebersihan bodi mesin, Pelumas ball screw  meja, pelumas untuk silinder udara pada spindle  (apabila ada), saringan udara pada dinding panel belakang, dan lain-lain.

7.1 Pelumas ball screw. Beberapa mesin menggunakan oli sebagai pelumas, pelumas ini biasanya ditampung dalam tabung plastik yang ditempatkan di bagian belakang mesin. Tabung ini dilengkapi dengan sensor yang terhubung dengan mesin yang akan memberikan peringatan apabila jumlah oli sudah tidak mencukupi. Jumlah oli pelumas ini harus di periksa setiap hari dan ditambah apabila perlu . Jenis oli yang bisa digunakan antara lain Vactra Oil no 2, ESSO K68, Shell T68. Beberapa perusahaan menggunakan oli Hidrolik no 32, namun hal ini tidak dianjurkan. Satu hal yang juga sangat penting dilakukan terkait dengan pelumas ball screw ini adalah kepastian terdistribusikannya pelumas ini secara merata ke tempat-tempat yang seharusnya. Pelumas ini di distribusikan dari tabung belakang menuju meja mesin melalui pipa kecil dengan bantuan pompa. Apabila ada measalah dengan sistem distribusi, maka meja aka bergerak tanpa pelumas, akibatnya dalam waktu singkat ball screw akan rusak (aus, terbakar, dll), bearing akan hancur, dan biaya yang dikeluarkan untuk memperbaikinya akan sangat mahal. Pastikan bahwa pelumas terdistribusi dengan benar dengan cara membuka tutup meja secara periodik dan memeriksa apakah pelumas terdistribusi dengan benar.

59

Lakukan pemeriksaan ini sebulan sekali. Gejala awal dari kerusakan ball screw atau bearing dapat dideteksi dari bunyi kasar yang dikeluarkan meja ketika meja digerakkan. Lakukan segera pemeriksaan apabila ini terjadi.

Gambar 7.1. Ball Screw dan Tabung pelumas

7.2. Pelumas Guide way slider  Mesin Milling  CNC memiliki 4 buah Guide way slider , yaitu perangkat yang menyangga semua beban berat meja, dan membawa meja bergerak ke sumbu dan Y. Guide way  ini bertanggung jawab atas akurasi pergerakkan meja dan kemulusan gerakannya. Hubungan antara guide way, rel landasan dan meja mesin adalah mutlak sliding fit, tidak diperkenankan adanya kelonggaran sedikitpun. Apabila itu terjadi, maka akurasi pergerakan akan melenceng jauh, dan bearing serta ball screw akan cepat rusak. Untuk menjaga konsistensinya, pergerakan guide way ini juga harus selalu dibantu oleh pelumas. Kebanyakan mesin menyatukan pelumas ini dengan pelumas pada ball screw. Tetapi ada beberapa mesin yang memisahkannya. Untuk tipe mesin ini Anda harus memeriksa distribusi pelumasan juga secara terpisah.

60

Gambar 7.2. Guide Way Slider

7.3. Pelumas untu k Silind er udara bertekanan pada pros es ATC (Aut o Too l Change) Pada proses ganti tool secara otomatis, mesin menggunakan pneumatic cylinder  yang dibantu udara bertekanan (angin) sebagai tenaganya. Udara bertekanan itu mendorong poros yang ada didalam Cylinder   yang pada gilirannya akan mendorong tuas pada magasin untuk mengeluarkan tool. Untuk cylinder   inipun dibutuhkan pelumas yang harus selalu kita periksa kecukupannya. Pelumas ini biasanya diletakkan pada tabung plastik kecil yang diletakkan di depan cylindernya. Meskipun pelumas untuk cylinder   ini sangat awet, bisa bertahan sampai bertahun-tahun tanpa harus ditambah, tetapi pemeriksaan secara periodik tetap harus dilakukan untuk mengantisipasi kebocoran. Jenis pelumas untuk cylinder   ini bisa menggunakan oli hidrolik no.32, oli yang sama yang biasa digunakan pada mesin jahit.

Gambar 7.3. Pelumas ATC Pneumatic Cylinder 61

7.4. Saring an udara panel belakang mesin. Pada bagian belakang mesin terdapat panel tempat menyimpan perangkat keras mesin tersebut. Panel tersebut berisi kartu pengatur (untuk spindle, motor servo, amplifier ), relay  dan lain-lain. Pada saat mesin dihidupkan, hal ini akan meningkatkan suhu pada ruangan dalam, oleh karena itu pada pintu panel belakang biasanya dipasang satu exhaust fan  yang menarik udara luar ke dalam ruangan panel selama mesin di hidupkan. Pada pintu fan ini di pasang filter mat untuk menyaring debu yang ikut tertarik, dan filter   ini akan cepat sekali kotor tertutup debu (tergantung dari lingkungan ruangan mesin ditempatkan). Apabila filter   ini tersumbat debu, fan  akan gagal mendinginkan ruangan panel, dan akibatnya hardware  dalam ruangan panel akan mengalami overheat dan mengalami kerusakan. Bersihkan filter  fan  pada pintu ruangan panel belakang SETIAP HARI.

Gambar 7.4. Saringan udara panel masin

62

7.5. Tangki Coolant Setiap mesin memiliki tangki khusus untuk penampungan coolant  (pendingin) dengan kapasitas yang berbeda-beda, berkisar antara 200 hingga 700-an liter air, tergantung dari ukuran mesin. Alur yang terjadi pada proses pendinginan benda kerja oleh coolant adalah sebagai berikut : coolant pada tangki ditarik oleh pompa menuju inlet yang terpasang pada (biasanya blok spindle  mesin) melalui selang fleksible. Inlet  akan mengeluarkan coolant  ke arah benda kerja atau tool  (tergantung arah yang dinginkan operator ) dengan kapasitas semburan yang bisa di atur. Coolant tersebut kemudian akan mengalir kembali ke dalam tangki coolant yang berada di bagian bawah mesin. Pada saat coolant  kembali mengalir ke tangki penampungan, chip yang halus akan ikut terbawa masuk karena ukurannya yang kecil sehingga bisa masuk ke celah yang kecil dan berbobot cukup ringan sehingga mudah terbawa arus coolant. Tumpukan chip halus pada tangki coolant  dalam jumlah banyak akan mengakibatkan tersumbatnya saluran keluar dari tangki menuju selang, dan akibatnya coolant tidak akan keluar dari inlet. Permesinan pada material logam HARUS SELALU MENGGUNAKAN COOLANT. Bersihkan tangki secara periodik (2 minggu sekali atau sebulan sekali, tergantung dari produktifitas mesin dan jenis material yang digunakan).

Gambar 7.5. Tanki Coolant Selain perawatan rutin komponen di atas, kebersihan bodi mesin secara keseluruhan harus dijaga SETIAP HARI KERJA tanpa kecuali.

63

8

Bab

STANDAR KESELAMATAN KERJA Keselamatan kerja atau Occupational Safety, dalam istilah sehari hari sering disebut dengan safety  saja merupakan aspek penting dalam pekerjaan atau kegiatan hidup lainnya. Keselamatan kerja selalu dijadikan sebagai bahasan utama ketika berbicara mengenai pekarjaan. Hal ini karena keselamaatan kerja mempunyai kontribusi penting dalam peningkatan kinerja dan produktivitas pekerja. Untuk itu setiap tenaga kerja sudah harus memahami pengertian keselamatan kerja bagi dirinya dan lingkungannya. Pengertian kecelakaan kerja memang sudah seharusnya dipahami secara umum oleh seluruh pekerja. Aspek keselamatan kerja memang harus dipahami semua orang sebab dalam konteksnya keselamatan kerja ini mencoba untuk mencegah terjadinya kejadian negatif dalam kehidyupan setiap orang. Pada setiap aspek kehidupan, kejadian negatif atau selanjutnya di sebut sebagai kecelakaan dapat saja terjadi. Hal ini karena setiap aspek kehidupan membawa serta ancaman di balik eksistensinya. Sebab itu sebelum mempelajari tentang proses permesinan dengan mesin CNC, maka ada beberapa hal yang perlu diperhatikan untuk menghindarkan hal-hal yang akan mengakibatkan kecelakaan kerja maupun kerusakan mesin, antara lain : 1. Gunakan pakaian kerja yang pas dibadan, jangan terlalu longgar, buang atau rapikan

bagian-bagian pakaian yang menjuntai 2. Gunakan selalu sepatu keselamatan ( safety shoe) 3. Gunakan kacamata pelindung ketika berhadapan dengan mesin yag sedang

beroperasi 4. Jangan terlalu dekat dengan meja mesin di saat Pergantian Tool Otomatis ( Auto Tool

Change) berlangsung. 5. Jangan mengganti tool di magazine tool pada saat mesin beroperasi 6. Jangan membersihkan chip, terutama yang berada di meja mesin pada saat mesin

beroperasi

64

7. Jangan membuka pintu panel (bagian belakang mesin) pada saat mesin sedang

beroperasi 8. Jangan menggunakan sumber arus yang cepat berubah seperti arus yang dipakai

oleh mesin las di area yang berdekatan dengan mesin CNC. 9.  Apabila terjadi hal hal yang tidak diinginkan pada saat mesin sedang beroperasi,

hentikan mesin segera dengan menekan tombol Emergency Stop. 10.Hentikan putaran mesin dan pergerakan meja maupun spindle sebelum memasuki

mesin untuk penggantian part mesin, pembersihan, ataupun penyesuaian. 11.Matikan mesin sebelum melakukan perbaikan mesin 12.Hindarkan sirkuit atau kabel yang terbuka tanpa pengaman. 13.Bersihkan dinding taper  (miring) pada bagian dalam spindle arbor . Hal ini harus benar

benar diperhatikan agar keakurasian pemotongan cutter dapat terjamin 14.Perhatikan pencekaman benda kerja. Jika benda kerja di cekam pada fixture ataupun

pada meja mesin, pastikan pencekamannya kuat. 15.Pengoperasian tombol panel. Jangan menekan tombol ataupun switch dengan

memakai sarung tangan 16.Jangan menyentuh chips dengan tangan telanjang, gunakan sarung tangan 17.Jaga kebersihan lantai di sekitar mesin. 18.Pastikan koridor/gang/jalan disekitar mesin bersih dari barang-barang yang

menghalangi. 19.Ingatkan rekan kerja soal keselamatan kerja dan kebersihan area kerja 20.Pastikan hanya operator   yang ditunjuk yang boleh mengoperasikan mesin. 21.Jangan mengoperasikan mesin, kecuali yakin tidak akan membahayakan diri dan

rekan kerja, 22.Jangan meletakkan tool dan alat perlengkapan di dalam mesin yang sedang

beroperasi. 23.Kembalikan tool dan alat ke tempat semula setelah dipakai. 24.Jangan menyentuh bagian mesin yang berputar. 25.Jangan memposisikan anggota badan pada celah mesin pada saat mesin sedang

beroperasi. 26.Jangan membersihkan atau melumasi bagian mesin pada saat mesin sedang 27.beroperasi. 28.Jangan membersihkan bagian mesin yang berputar menggunakan kain lap. 29.Jangan melepas label peringatan yang telah ditempelkan di mesin.

65

30.Jangan memakai perhiasan saat mengoperasikan mesin, seperti cincin, gelang,

kalung maupun sejenisnya. 31.Mengerti, hafal dan paham akan aturan keselamatan kerja 32.Biasakan berdoa sebelum bekerja

66