BAB II DASAR TEORI A.Sejarah Mesin Bubut CNC Mesin otomatis telah ada sejak Perang Sipil di Amerika (1861-1865), namun mesin tersebut hanya mampu membuat satu jenis produk dan dibutuhkan waktu yang sangat lama untuk setting mesin apabila berganti produksi jenis produk lain.Dari sumber yang ada, mesin bubut ditemukan bubut ditemukan oleh seorang Insinyur, arsitek dari swedia yang bernama Immanuel Nobel yang kemudian mempunyai seorang anak yang sekarang dikenal sebagai Alfred Nobel yaitu seorang ilmuwan Penemu Dinamit dan pengusaha terkenal sekaligus penggagas pemberian penghargaan Nobel.Mesin otomatis dengan elektronik program program pertama kali sukses dibuat oleh proyek gabungan antaraMassachusetts Institute of Technology (MIT) dan US Air Force pada pertengahan tahun 1950. Mesin itu adalah 3 axis milling mesin yang dikontrol oleh satu ruangan penuh perangkat Tabung Vakum Elektronik. Meskipun mesin ini tidak handal, namun mesin ini merupakan satu langkah ke arah mesin modern. Kontroler tersebut dinamakan Numerical Control, atau NC The Electronics Industry Association (EIA) mendefinisikan NC sebagai "Sebuah sistem dimana gerakan-gerakan mesin di kontrol dengan cara memasukkan langsung data numerik di beberapa titik"Disebut kontrol numerik (NC = Numerical Control) karena pemrograman yang digunakan digunakan menggunakan kode kode alfanumerik (terdiri dari alfabet/huruf dan numerik/bilangan) yang digunakan untuk menuliskan instruksi-instruksi beserta posisi relatif tool dengan benda kerjanya. Mesin NC dikontrol secara elektronis, tanpa menggunakan komputer Disebut Mesin Bubut CNC, CNC, singkatan dari Computer Numerical Control, adalah perangkat yang mampu menjadikan suatu mesin perkakas ataupun mesin produksi lainnya dapat beroperasi secara otomatis dengan memanfaatkan komputer sebagai pengendali gerakan. Pada tahun 1960 1960 an, Mesin Bubut CNC sudah CNC sudah tersedia dengan masih menggunakan komputer dengan ukuran besar.Selama tahun 1980 an, banyak pabrik mesin mengembangkan teknologi PC (Personal Computer) untuk meningkatkan kehandalan dan menurunkan biaya dari kontrol CNC model sebelumnya. Dalam perkembangnya Mesin Bubut CNC semakin CNC semakin modern, Output
perkerjaan atau kemampuan mesin makin meningkat, semakin sederhana dan rapih bentuknya namun semakin mudah cara pengoperasiannya dan didesi gn semakin komplit bagian perangkat alat kerjanya sehingga akan lebih effisien dan praktis B.Prinsip Kerja Mesin Bubut CNC TU 2A Mesin CNC TU 2A mempunyai prinsip gerakan dasar seperti halnya mesin bubut konvensional yaitu gerakan dasar ke arah melintang dan horizontal dengan system koordinat sumbu x dan sumbu z. prinsip kerja bubut CNC TU 2A adalah benda kerja terpasang pada chuck berputar searah alat potong. Untuk arah gerakan pada mesin bubut di beri lambang sebagai berikut :
Sumbu x untuk daerah gerakan melintang, arah tegak lurus terhadap sumbu
Sumbu Z untuk daerah gerakan memanjang, arah sejajar terhadap sumbu putar.
Mesin bubut CNC TU 2A secara garis besar dapat digolongkan menjadi dua sebagai berikut : 1. Mesin bubut CNC Training Unit (CNC TU ). 2. Mesin bubut CNC Production Unit ( CNC PU ). Kedua mesin tersebut mempunyai prinsip kerja yang sama, tetapi yang membedakan kedua tipe mesin tersebut adalah penggunaanya dilapangan, CNC TU digunakan untuk pelatihan dasar pemrograman dan pengoperasian CNC yang dilengkapi dengan EPS (external programming system). Mesin CNC jenis Training Unithanya mampu dipergunakan untuk pekerjaan ringan dengan bahan yang relative lunak. Sedangkan mesin CNC PU dipergunakan untuk produksi massal. Mesin ini dilengkapi dengan assesoris tambahan seperti system pembuka otomatis yang menerapkan prinsip kerja hidrolis, pembuangan tatal dll. Gerakan mesin bubut CNC dikontrol oleh computer, sehingga semua gerakan yang
berjalan sesuai dengan program yang diberikan, keuntungan dari system ini adalah memungkinkan mesin untuk diperintah mengulang gerakan yang sama sec ara terus menerus dengan tingkat ketelitian yang sama pula.
Bagian – Bagian Dari Mesin CNC TU 2A o
Bagian Mekanik
1. Motor Utama Motor utama adalah motor penggerak cekam untuk benda kerja. Motor ini adalah jenis motor arus searah DC (Direct Current) dengan kecepatan putaran yang variable. Adapun data teknis motor sebagai berikut:
Jenjang putaran 600-4.000rpm
Power Input 500 watt
Power output 300 watt
2. Eretan / Support Eretan adalah gerak persumbuan jalannya mesin.untuk mesin bubut CNC TU 2A dibedakan menjadi dua bagian berikut :
Eretan memanjang (sumbu Z) dengan jarak lintasan 0 – 300 mm.
Eretan melintang (sumbu Y) dengan jarak lintasan 0 – 50 mm.
3. Step Motor Step motor berfungsi untuk menggerakkan eretan,yaitu gerakan sumbu X dan gerakan sumbu Z. Tiap – tiap eretan memiliki step motor sendiri – sendiri, adapun data teknis motor sebagai berikut :
Jumlah putaran 72 mm/menit.
Momen putar 0,5 Nm
Kecepatan gerakan
4. Rumah Alat Potong (revolver/toolturret) Rumah alat potong berfungsi sebagai penjepit alat potong pada saat proses pengerjaan benda kerja. Adapun alat yang digunakan di sebut revolver atau toolturret, revolver digerakkan oleh step motor sehingga bisa digerakkan secara manual maupun terprogram. Pada revolver bisa dipasang enam alat potong sekaligus yang terbagi menjadi dua bagian berikut :
Tiga tempat untuk jenis alat potong luar dengan ukuran 12 x 12mm, missal pahat kanan luar, pahat potong, pahat ulir dll.
Tiga tempat untuk jenis alat potong dalam dengan maksimum diameter 8mm, misal : pahat kanan dalam, bor, center driil, pahat ulir dalam dll.
5. Cekam Cekam pada mesin bubut berfungsi untuk menjepit benda kerja pada saat proses penyayatan berlangsung. Kecepatan spindle mesin bubut ini diatur menggunakan transmisi sabuk. Pada system transmisi sabuk dibagi menjadi enam transmisi penggerak. 6. Meja Mesin Meja mesin atau sliding bed sangat mempengaruhi baik buruknya hasil pekerjaan menggunakan mesin bubut ini, hal ini dikarenakan gerakan memanjang eretan (gerakan sumbu z) tertumpu pada kondisi sliding bed ini. Jika kondisi sliding bed sudah aus atau cacat bisa dipastikan hasil pembubutan menggunakan mesin ini tidak akan maksimal, bahkan benda juga berlaku apda mesin bubut konvensional. 7. Kepala Lepas Kepala lepas berfungsi sebagai tempat pemasangan center putar pada saat proses pembubutan benda kerja yang relative panjang. Padakepal lepas ini bisa dipasang pencekam bor, dengan diameter mata bor maksimum 8mm. untuk mata
bor dengan diameter lebih dari 8mm, ekor mata bor harus memenuhi syarat ketirusan MT1.
Bagian Terkendali/Control
Bagian pengendali/control merupakan bok control mesin CNC yang berisikan tombol -tombol dan saklar serta dilengkapi dengan monitor. Pada bok control merupakan unsure layanan langsung yang berhubungan dengan operator. berikut menunjukan secara visual dengan nama-nama bagian sebagai berikut : Pengopersian mesin bubut CNC dilakukan dengan saklar – saklar dan tomboltombol yang terpasang pada panel pengendali mesin. 1. Jenis tombol dan saklar pada papan pengendali adalah :
Saklar utama
Berfungsi untuk menghidupkan dan mematikan mesin CNC saklar utama pada posisi “ off “ arus listrik dari sumber ke mesin CNC tidak tersambung ( mesin dalam keadaan mati), sedang pada posisi “on” arus listrik dari sumber ke mesin CNC tersambung atau mesin siap di operasikan (Ready).
Tombol darurat ( Emergensi Stop )
Berfungsi untuk mematikan mesin dalam keadaan darurat karena terjadi sesuatu yang mungkin dapat membahayakan keselamatan operator, mesin, maupun benda kerja.
Saklar penggerak sumbu utama
Berfungsi untuk memutarkan dan menghentikan putaran sumbu utama.
Tombol pengatur putaran sumbu utama.
Berfungsi sebagai pengatur jumlah putaran sumbu utama. Putaran sumbu utama dihitung dalam satuan putatan per menit(rpm).
Tombol pengatur asutan ( feeding).
Berfungsi untuk mengatur kecepatan gerak translasi eretan mesin bubut atau meja mesin frais. Kecepatn gerak diukur dalam satuan mm/menit.
Tombol pemilih pelayanan “H/C”
Berfungsi untuk memilih mode pelayanan/operasi, mode manual atau CNC. 2. Tombol pelayanan manual. Tombol pelayanan manual berfungsi untuk menggerakan eretan, pada mesin bubut CNC. Tombol-tombol pelayanan manual meliputi :
Tombol “ X +”
Tombol “X-“
Tombol “Z+”
Tombol “Z-“dan
Tombol”~”.
Dengan menekan tombol pelayanan manual eretan mesin bubut atau meja mesin frais akan bergerak kearah yang di pilih. Tombol pelayanan manual terutama di gunakan untuk mengeset posisi titik nol. Kecepatan gerak eretan mesin bubut atau meja mesin frais dapat diatur dengan menggunakan tombol pengatur kecepatan asutan. 3. Tombol Pelayanan CNC Tombol-tombol pelayanan CNC berfungsi untuk :
Memasukan dan program CNC secara manual ke dalam memori mesin.
Menyunting ( editing) program.
Mengubah (Modifikasi ), dan
Mengatur operasi mesin pada waktu program CNC dijalankan.
Tombol pelayanan CNC meliputi :
Tombol untuk memasukan program.
Tombol-tombol huruf dan angka (alphanumeric).
Tombol minus “ _ “
Tombol – tombol tersebut sama fungsinya dengan tombol pada papan ketik, yaitu untuk menuliskan program CNC langsung di atas mesin. Tombol untuk penyuntingan (editing)program, meliputi :
Tombol “INP”
Berfungsi untuk memasukan data ke memori mesin.
Tombol “DEL”
Berfungsi untuk menghapus karakter (huruf atau angka) yang telah tertulis.
Tombol “REV”
Berfungsi untuk menggerakkan kursor mundur dari satu blok/baris ke blok/baris sebelumnya.
Tombol “FWD”
Berfungsi untuk menggerakkan kursor maju dari satu blok /baris ke blok/baris berikutnya.
Tombol “ “
Berfungsi menggerakkan kursor ke kanan dalam satu blok/baris.
Tombol”_” + “INP”
Berfungsi untuk menyissipkan blok/baris.
Tombol “_” + “DEL”
Berfungsi untuk menghapus blok/baris.
Tombol “INP” + “DEL”
Berfungsi untuk menghapus program.
Tombol “M” pada mesin freis dan tombol “_” pada mesin bubut.
Berfungsi untuk melakukan uji jalan program secara mamatis.
Tombol “SRART”
Berfungsi untuk menjalankan mesin CNC dengan program yang dipilih.
Tombol “INP” + “FWD”
Berfungsi untuk menghentikan sementara jalannya eksekusiprogram.
Tombol “INP” + “REV”
Berfungsi untuk menghentikan/membtalkan eksekusi program yang sedang berjalan. 2.3 Metode Pemprograman 1. Berdasarkan cara cara pemuatan ke mesin.
pemrograman manual.
pemrograman eksternal.
pemrograman dengan menggunakan computer eksternal.
2. Berdasarkan metode pengukuran:
Pemrograman Absolut
Pada sistem ini titik awal penempatan alat potong yang digunakan sebagai acuan adalah menetapkan titik referensi yang berlaku tetap sel ama proses operasi mesin berlangsung.untuk mesin bubut, titik referensnya diletakkan pada sumbu. 2.4. Kode – kode Standar Mesin CNC 2.4.1 Jenis – jenis Kode G Fungsi G : G00 : Gerakan cepat G01 : Interpolasi linear G02/G03 : Interpolari melingkar G04 : Waktu tinggal diam. G21 : Blok kosong G24 : Penetapan radius pada pemrograman harga absolut G25/M17 : Teknik sub program G27 : Perintah melompat G33 : Pemotongan ulir dengan kisar tetap sama G64 : Motor asutan tak berarus G65 : Pelayanan kaset G66 : Pelayanan antar aparat RS 232 G73 : Siklus pemboran dengan pemutusan tatal G78 : Siklus penguliran G81 : Siklus pemboran G82 : Siklus pemboran dengan tinggal diam. G83 : Siklus pemboran dengan penarikan
G84 : Siklus pembubutan memanjang G85 : Siklus pereameran G86 : Siklus pengaluran G88 : Siklus pembubutan melintang G89 : Siklus pereameran dengan tinggal diam. G90 : Pemrograman harga absolut G91 : Pemrcgraman harga inkremental G92 : Pencatat penetapan G94 : Penetapan kecepatan asutan G95 : Penetapan ukuran asutan G110 : Alur permukaan G111 : Alur luar G112 : Alur dalam G113 : Ulir luar G114 : Ulir dalam G115 : Permukaan kasar G116 : Putaran kasar 2.4.2 Jenis – jenis Kode M Fungsi M : M00 : Berhenti terprogram M03 : Sumbu utama searah jarum jam M05 : Sumbu utama berhenti M06 : Penghitungan panjang pahat, penggantian pahat M08 : Titik tolak pengatur M09 : Titik tolak pengatur Ml7 : Perintah melompat kembali M22 : Titik tolak pengatur M23 : Titik tolak pengatur M26 : Titik tolak pengatur M30 : Program berakhir
M99 : Parameter lingkaran M98 : Kompensasi kelonggaran / kocak Otomatis 2.4.3 Jenis – jenis kode A ( Tanda alarm ) Fungsi A : A 00 : Kesalahan perintah pada fungsi G atau M A 01 : Kesalahan perintah pada fungsi G02 dan G03 A02 : Kesalahan pada nilai X A 03 : Kesalahan pada nilai F A 04 : Kesalahan pada nilai Z A 05 : Kurang perintah M30 A 06 : Putaran spindle terlalu cepat A 09 : Program tidak di temukan pada disket A 10 : Disket di protek A 11 : Salah memuat disket A 12 : Salah pengecekan A 13 : Salh satuan mm atau inch dalam pemuatan A 14 : Salah satuan A 15 : Nilai H salah A 17 : Salah subprogram
2.5 Indentifikasi Tools 2.5.1 Identifikasi cekam mesin bubut 1. Jenis cekam mesin bubut Berdasarkan jumlah rahangnya, cekam dibedakan menjadi cekam rahang tiga, dan cekam rahang empat 1. Cekam rahang tiga, memiliki rahang memusat, di sebut cekam universal (universal chuck). 2. Cekam Rahang empat terdiri dari dua jenis, yaitu cekam rahang memusat, dan cekam tidak memusat yang tiap rahangnya bisa digerakkan sendirisendiri. 3. Cekam rahang empat tidak memusat di sebut cekam bebas ( Independent chuck ) 2. Identifikasi nama-nama bagian cekam dan fungsinya Bagian utama cekam ( lihat gambar 2.6 ) adalah :
Rumah ( silinder ) cekam
Rahang ( luar/dalam )
Plat/piring penggerak rahang
Gigi pinion
Baut pengikat
4. Cara memasang cekam Cekam berfungsi untuk memegang benda kerja yang berputar mengikuti putaran poros utama. Cekam dipasang pada poros utama mesin bubut. Pemasangan cekam dilakukan dengan cara mengikatkan baut-baut pengikat yang tertanam pada cekam, pada lubang-lubang baut pada poros utama menggunakan
mur segi enam. Cekam harus terpasang pada poros utama dengan kuat dan tidak terjadi penyimpangan putar baik aksial maupun radial. 5. Cara memasang benda kerja pada cekam 2.5.2 Identifikasi jenis pahat bubut 1. Jenis pahat bubut Sesuai dengan bentuk dan fungfsinya, jenis pahat bubut dibedakan menjadi , pahat rata kanan, pahat rata kiri, pahat netral, pahat ukir luar, pahat alu, pahat potong, pahat ulir dalam kanan, dan pahat dalam 2 .Cara memasang pahat bubut pada revover Pada revolver pahat dapat dipasang 3 buah pahat luar dan 3 buah pahat dalam.
pemasangan pahat luar :
Pasang pahat dan atur tepat setinggi senter menggunakan plat.
Variasi ketebalan palt keluar maksimum 113mm.
Jepit pahat dengan bagian menonjol 0,2mm, 0,5mm, dan 1mm.
Pemasangan pahat dalam
Gunakanlah lubang yang sesuai.
Ujung pahat harus setinggi center.
Untuk mengatur ketinggian pahat gunakan benda kerja yang terpassang pada cekam.
