Modul Praktikum Pada Mesin CNC TU 3A 2020. Mahasiswa Teknik Mesin Undip melaksanakan praktikum CNC pada semester 4. Untuk pelaksanaan praktikum CNC dibutuhkan pedoman umum, berikut adalah modulnya.

1. [MODUL LABORATORIUM COMPUTER NUMERICAL CONTROL 2020 ]
MESIN FRAIS TU-3A
BAB I
MESIN FRAIS EMCO TU-3A
1.1. Spesifikasi Mesin Frais Emco TU-3A
Mesin Frais TU-3A adalah mesin frais CNC training unit yang biasa digunakan
dalam pelatihan-pelatihan penggunaan mesin frais CNC. Salah satu mesin frais CNC yang
sering digunakan adalah EMCO TU-3A yang merupakan buatan Emco Austria, berupa
mesin perkakas CNC untuk simulasi proses pengefraisan. Adapun spesifikasi dari Mesin
Frais Emco TU-3A adalah :
1. Daerah kerja putaran spindel antara 50 - 3200 rpm
2. Kecepatan gerak pahat arah longitudinal atau melintang.
1. Kecepatan penuh ( tak boleh memotong) : 700 mm/ mnt
2. Kecepatan secara manual (mode manual) : 5-400 mm/ mnt
3. Kecepatan secara otomatis (mode CNC) : 5-499 mm/ mnt
3. Ketelitian gerakan (yang tercantum pada display digital) : 0.01 mm
4. Daerah kerja memanjang, melintang, dan vertical : 300 mm
5. Kapasitas cengkram ragum : 60 mm x 60 mm
6. Gaya pemakanan maksimum yang dibolehkan : 1000 N
1.2. Bagian-bagian Mesin Frais TU-3A
Ada banyak bagian-bagian dari Mesin Frais TU-3A, diantaranya yaitu :
1. Monitor
Pada mesin CNC Frais EMCO TU-3A monitor berfungsi untuk menampilkan
informasi program yang sedang berjalan pada mesin.
Gambar 1.1. Monitor Mesin CNC TU-3A
(Lab CNC Undip, 2020)
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT | DIPONEGORO UNIVERSITY 20

2. [MODUL LABORATORIUM COMPUTER NUMERICAL CONTROL 2020 ]
MESIN FRAIS TU-3A
2. Ragum
Fungsi dari ragum adalah untuk mencekam benda kerja.
Gambar 1.2 Ragum (Lab CNC Undip, 2020)
3. Arbor
Arbor berfungsi untuk mencekam pahat frais.
Gambar 1.3 Arbor
(Lab CNC Undip, 2020)
4. Motor Listrik
Motor listrik pada mesin CNC berfungsi menjalankan pahat serta memutar pahat
Motor Listrik
Gambar 1.4 Motor Listrik
(Lab CNC Undip, 2020)
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT | DIPONEGORO UNIVERSITY 21

3. [MODUL LABORATORIUM COMPUTER NUMERICAL CONTROL 2020 ]
MESIN FRAIS TU-3A
5. Tempat Pahat
Tempat pahat berfungsi untuk meletakan jenis-jenis pahat yang hendak digunakan
untuk melakukan eksekusi benda kerja.
Gambar 1.5 Tempat Pahat
(Lab CNC Undip, 2020)
6. Perangkat Tambahan
Gambar 1.6 dibawah ini adalah perangkat tambahan yang digunakan untuk
mengkonfigurasikan mesin CNC TU-3A, adapun perangkat tambahan tersebut adalah
sebagai berikut :
1
2
3
4
Gambar 1.6 Perangkat Tambahan
(Lab CNC Undip, 2020)
1. Emergency Stop Button, merupakan saklar darurat
2. Pengatur Kecepatan Spindle
3. Keyboard, untuk menginput kode
4. Mouse, sebagai penggerak pointer
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT | DIPONEGORO UNIVERSITY 22

4. [MODUL LABORATORIUM COMPUTER NUMERICAL CONTROL 2020 ]
MESIN FRAIS TU-3A
7. Software MACH3 Milling
MACH3 berfungsi untuk memproses data/ komputasi yang digunakan untuk
mengontrol sistem CNC dengan desktop PC
1
3
4
5
62
Gambar 1.7 Tampilan awal software MACH3 Milling
Pada software MACH3 Milling terdapat fitur – fitur yang membantu
pengoperasian mesin CNC, seperti :
1. Menampilkan baris - baris kode dan sumbu pengoperasian
2. Menjalankan, memulai, dan memasukkan kode pengoperasian
3. Memasukkan ukuran jarak pada sumbu sumbu
4. Informasi jumlah tool yang digunakan
5. Laju pemakanan spindle pada benda kerja
6. Kecepatan putar spindle
1.3. Cara Menghidupkan Mesin CNC
Secara umum penggunaan dan pengoperasian mesin (saat membuat produk),
mengikuti langkah-langkah berikut ini.
1. Menghidupkan mesin dengan memutar tombol main switch ke angka 1. Maka
dilayar monitor akan terlihat bahwa mesin sedang aktifpada mode manual, harga
X, Y, dan Z menunjuk angka 0. Dilayar juga terlihat harga ketelitian mesin dan
jenis satuan yang aktif yaitu mm, atau inchi.
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT | DIPONEGORO UNIVERSITY 23

5. [MODUL LABORATORIUM COMPUTER NUMERICAL CONTROL 2020 ]
MESIN FRAIS TU-3A
2. Mesin dapat beroperasi secara manual dengan menekan tombol satuan +Z, - Z,
+Y, -Y, +X atau -X yang tersedia disebelah keyboard, maka pahat (tool post)
akan bergerak sesuai dengan tombol yang kita tekan dan di monitor terlihat bahwa
harga X atau Z berubah, sesuai dengan jarak yang ditempuh pahat. Jika
mmerlukan gerak pahat yang cepat tekanlah bersama-sama tombol tersebut (X
atau Z) dengan tombol ~ .
3. Menekan tombol H/C untuk masuk ke mode CNC dan memperhatikan format
program yang tampil di monitor. Memasukkan program CNC yang telah
disiapkan dengan menggunakan tombol keyboard. Cara pemasukan program akan
dijelaskan kemudian
4. Memeriksa program yang telah dimasukkan dengan melakukan simulasi.
Melakukan simulasi dengan pena dan kertas, dimana pena dipasang pada gagng
yang terikat pada tool post. Jika hasil simulasi tidak scsuai yang diinginkan, maka
kita harus memperbaiki program sampai benar.
5. Mengembalikan ke mode manual dengan menekan tombol H/C, jika program
sudah benar. Memasang benda kerja dan melakukan pengcsetan benda kerja dan
pahat. Cara melakukan pengesetan (setting) benda kerja diberikan pada bab II.
6. Mengubah ke mode CNC, pilih putaran spindel ke CNC dan menjalankan
program. Mengawasi jalannya pahat terutama jika menggunakan tail stock, jangan
sampai pahat menabrak material benda kerja.
7. Membereskan dan matikan mesin, jika sudah selesai (produk sudali jadi)
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT | DIPONEGORO UNIVERSITY 24

6. [MODUL LABORATORIUM COMPUTER NUMERICAL CONTROL 2020 ]
MESIN FRAIS TU-3A
BAB II
METODE PEMROGRAMAN
2.1. PROSES PEMESINAN
Data yang dibutuhkan dari proses pemesinan untuk pembuatan program adalah
kecepatan makan/potong, yaitu kecepatan gerak pahat (dinyatakan dengan symbol F) dalam
satuan mm/menit. Untuk benda kerja berupa alumunium, harga kecepatan makan yang
disarankan diberikan pada gambar 2.1, yang tergantung pada putaran spindle dan diameter
pahat frais. Notasi t adalah kedalaman pemotongan dan d diameter pahat frais.
Gambar 2.1 Grafik untuk menentukan kecepatan makan
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT | DIPONEGORO UNIVERSITY 25

7. [MODUL LABORATORIUM COMPUTER NUMERICAL CONTROL 2020 ]
MESIN FRAIS TU-3A
2.2. SISTEM ACUAN PADA INFORMASI GEOMETRIK
Sistem acuan yang dipakai untuk menyatakan informasi geometri/ukuran benda
kerja/produk terdiri dari sistem absolute dan sistem incremental. Pada sistem absolute,
referensi ukuran adalah dari satu titik yang tetap. Pada sistem incremental, referensi ukuran
adalah titik sebelumnya atau titik yang ditinjau berlaku sebagai referensi untuk titik
berikutnya. Hal ini diperlihatkan pada gambar 2.2.
Gambar 2.2 Pemberian ukuran dengan sistem absolute dan sistem incremental
Pada mesin frais TU-3A, sistem absolute dinyatakan dengan kode G90 atau G92,
sedang sistem incremental dinyatakan dengan kode G91. Untuk G90 dan G91, titik
referensinya (titik nol) adalah posisi awal pahat saat program mulai dijalankan, sedang G92
titik referensinya diberikan oleh programmer, dimana posisi awal pahat sudah berada dalam
harga koordinat tertentu yang akan dijelaskan kemudian. Dalam membuat program, kadang
dijumpai sebuah program yang menggunakan kedua sistem tersebut, sehingga sebagian
langkah pemesinan mengggunakan sistem absolute, sedang sebagian langkah yang lain
menggunakan sistem incremental.
2.3. SISTEM PERSUMBUAN PADA MESIN FRAIS
Sistem sumbu pada mesin frais TU-3A ada 3 buah yaitu X, Y, dan Z. arah dari sumbu
X menyatakan arah melintang, sumbu Y arah longitudinal, dan sumbu Z menyatakan arah
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT | DIPONEGORO UNIVERSITY 26

8. [MODUL LABORATORIUM COMPUTER NUMERICAL CONTROL 2020 ]
MESIN FRAIS TU-3A
vertical. Gambar 2.3 memperlihatkan sistem persumbuan pada mesin bubut TU-3A beserta
arah positif dan negatifnya.
Gambar 2.3. Sistem persumbuan pada mesin frais TU-3A
2.4. PENGESETAN BENDA KERJA
Suatu benda kerja harus mempunyai titik nol, yang berfungsi sebagai petunjuk awal
proses pemesinan dan sekaligus sebagai titik referensi pengukuran, posisi titik ini harus diset
terlebih dahulu dengan cara menyentuhkan pahat pada benda kerja. Pengesetan dilakukan
pada mode manual.
Pengesetan titik nol dimulai dengan cara memasang benda kerja pada dudukannya,
pasang pahat referensi pada spindelnya dan geserlah secara manual ujung pahat kearah
mendekati benda kerja. Pengesetan dilakukan sebagai berikut:
a. Pengesetan titik Z=0 (spindle pahat tidak berputar)
Sentuhkan padat pada posisi muka atas benda kerja (gambar 2.4) dan tekan tombol
DEL, maka posisi Z=0 sudah didapat.
b. Pengesetan titik Y=0 (spindle pahat diberi putaran rendah)
Sentuhkan padat pada posisi permukaan samping benda kerja (gambar 2.5) dan tekan
tombol DEL, maka posisi Y=0 sudah didapat.
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT | DIPONEGORO UNIVERSITY 27

9. [MODUL LABORATORIUM COMPUTER NUMERICAL CONTROL 2020 ]
MESIN FRAIS TU-3A
c. Pengesetan titik X=0 (spindle pahat diberi putaran rendah)
Sentuhkan padat pada posisi permukaan samping benda kerja (gambar 2.6) dan tekan
tombol DEL, maka posisi X=0 sudah didapat.
Gambar 2.4 Pengesetan Z = 0
Gambar 2.5. PengesetanY=0
Gambar 2.6. Pengesetan X=0
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT | DIPONEGORO UNIVERSITY 28

10. [MODUL LABORATORIUM COMPUTER NUMERICAL CONTROL 2020 ]
MESIN FRAIS TU-3A
Dari sini terlihat bahwa harga titik no (X=0. Y=0, dan Z=0) adalah pada tepi ujung
benda kerja, dan ini adalah titik nol untuk benda kerja, seperti terlihat pada gambar 2.7.
Gambar 2.7. pengesetan titik nol benda kerja (mode manual)
Setelah titik nol terdefinisi, pahat sebaiknya digeser agak menjauh dari titik nol
tersebut yang dianggap cukup aman untuk melakukan awal proses pemesinan.
Gambar 2.8 adalah sebuah contoh penempatan pahat sebelum proses pemesinan. Pahat
mempunyai diameter 40 mm diberi jarak tepi benda kerja dengan cara menggeser-geser
pahat sampai dilayar monitortertera harga X=-200, Y=-200, Z=200. Hal ini karena ketelitian
mesin 0,01 mm, sehingga nilai 200 dilayar monitor menyatakan pergeseran pahat sebesar2
mm dari titik nol manual. Harga X, Y, Z tersebut sering dikenal sebagai harga setting
manual. Maka posisi pusat ujung pahat (setting CNC) adalah X=-2200, Y=-2200, Z=200.
Gambar 2.8 penempatan pahat pada awal pemesinan
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT | DIPONEGORO UNIVERSITY 29

11. [MODUL LABORATORIUM COMPUTER NUMERICAL CONTROL 2020 ]
MESIN FRAIS TU-3A
2.5. FORMAT PROGRAM PADA MESIN FRAIS TU-3A
Begitu kita masuk ke mode CNC maka di monitor akan muncul format pemograman
yang siap untuk diisi dengan data dari progrmaer. Adapun format program tersebut seperti
yang diberikan pada gambar 2.9.
N G X Y Z F
(M) (I)(D) (J)(S) (K)(H) (L)(T)
00
01
02
03
04
dst
Gambar 2.9. format pemrograman
Adapun keterangan dari format program tersebut adalah:
1. Kolom 1: nomor baris (blok) yang akan muncul secara otomaris.
2. Kolom 2: kode G atau M yang menyatakan jenis gerak pahat dan status mesin
3. Kolom 3: harga X dari posisi yang akan dituju pahat (satuan 0,01mm)
4. Kolom 4: harga Y dari posisi yang akan dituju pahat (satuan 0,01mm)
5. Kolom 5: harga Z dari posisi yang akan dituju pahat (satuan 0,01mm)
6. Kolom 6: besar kecepatan makan dari pahat (satuan mm/menit)
Kode-kode yang (yang tertera dalam kurung), akan muncul secara otomatis jika
kita memberikan kode G atau M tertentu, yang akan dijelaskan kemudian.
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT | DIPONEGORO UNIVERSITY 30

12. [MODUL LABORATORIUM COMPUTER NUMERICAL CONTROL 2020 ]
MESIN FRAIS TU-3A
BAB III
PEMROGRAMAN TINGKAT TINGGI
3.1. KODE PEMROGRAMAN
Beberapa kode G dan M yang sering dipaka untuk pemograman tingkat dasar diberikan
dibawah ini. Uraian diberikan berdasar gerak pahat dan status mesin.
1. Gerak lurus cepat (G00)
Format penulisan : N…/G00/X…/Y…/Z…
Untuk kode ini pahat tak boleh melakukan pemotongan/pemakanan. Tanda titik-titik
adalah harga yang harus diisi oleh programmer, dimana untuk N adlah nomor baris
dari program, X adalah harga X dari posisi yang dituju pahat, Y adalah harga Y yang
dituju pahat, dan Z adalah harga Z dari posisi yang dituju pahat. Kecepatan dari gerak
ini sudah otomatis diberikan oleh mesin yaiut 700 mm/menit.
2. Gerak lurus (G01)
Format penulisan : N…/G01/X…/Y…/Z…/F…
Untuk kode ini pahat boleh melakukan pemotongan. Harga F adalah kecepatan gerak
pahat yang harus diisi oleh programmer.
3. Gerak melingkar searah jarum jam seperempat lingkaran (G02)
Format penulisan : N…/G02/X…/Y…/Z…/F…
Gerakan ini sepanjang seperempat lingkaran (900) dan hanya berlaku pada satu
kuadran saja, yang dapat dilihat pada gambar 3.1.
4. Gerak melingkar berlawanan arah jarum jam seperempat lingkaran (G03)
Format penulisan : N…/G03/X…/Y…/Z…/F…
Gerakan ini sepanjang seperempat lingkaran (900) dan juga hanya berlaku pada satu
kuadran saja, yang dapat dilihat pada gambar 3.1.
5. Gerak melingkar tidak sampai seperempat lingkaran (G02 / G03 DAN M99)
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT | DIPONEGORO UNIVERSITY 31

13. [MODUL LABORATORIUM COMPUTER NUMERICAL CONTROL 2020 ]
MESIN FRAIS TU-3A
Format penulisan : N…/G02(atau G03)/X…/Y…/Z…/F…
N…/M99/I…/J…/K…
Untuk gerak jenis ini memerlukan dua baris program, seperti contoh pada gambar
3.2 untuk sistem incremental. Baris pertama menentukan arah lingkaran (G02 atau
G03), posisi yang dituju (X, Y, dan Z) dan kecepatan pahat (F). baris kedua
menyatakan bahwa lingkaran yang terbentuk tidak sampai seperempat lingkaran
/parameter radius (M99), dan menyatakan jarak antara awal gerak pahat dengan
pusat lingkaran (I, J, dan K), dimana:
Harga I adalah jarak arah X dari pusat lingkaran ke titik awal, J adalah jarak
awah Y dari pusat lingkaran ke titik awal sedang K adalah jarak arah Z dari pusat
lingkaran ke titik awal. Harga I,J maupun K selalu positif.
Gambar 3.1. Gerakan untuk G02 dan G03
Gambar 3.2. Gerakan dengan parameter radius M99
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT | DIPONEGORO UNIVERSITY 32

14. [MODUL LABORATORIUM COMPUTER NUMERICAL CONTROL 2020 ]
MESIN FRAIS TU-3A
6. Siklus pengefraisan kantong (pocket) (G72)
Format penulisan : N…/G72/X…/Y…/Z…/F…
Bentuk kantong (pocket) adalah bentuk umum dari pengefraisan. Adapun harga X, Y,
dan Z diberikan pada gambar 3.3. Pahat akan kembali ke posisi semula jika
pembuatan kantong sudah selesai. Penggunaan siklus ini dilakukan dengan terlebih
masuk ke mode incremental (G91).
Gambar 3.3 Pengertian notasi pada program G72
7. Siklus pengeboran ( G81)
Format Penulisan: N…/G81/Z…/F…
Siklus pengeboran ini adalah gabungan dari gerakan G01 saat turun, dan G00 saat
naik untuk kembali ke posisi semula, seperti yang terlihat di gambar 3.4
Gambar 3.4 Urutan proses siklus pemboran G81
8. Mode Incremental (G91)
Format : N…/G91
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT | DIPONEGORO UNIVERSITY 33

15. [MODUL LABORATORIUM COMPUTER NUMERICAL CONTROL 2020 ]
MESIN FRAIS TU-3A
Titik nol berada pada posisi awal ujung pahat
9. Mode absolute dengan data setting
(G92) Format : N…/G92/X…/Y…/Z…
Harga X, Y, dan Z adalah posisi awal pahat terhadap titik nol benda kerja, yang
sudah dijelaskan pada bab sebelumnya.
10. Spindel utama hidup dan berputar searah jarum jam (M03)
11. Spindel utama berhenti (M05)
12. Proses pergantian pahat
Format : N…/M06/D…/S…/H…/T…
Harga D menyatakan radius pahat, S adalah putaran pahat, H merupakan kompensasi
panjang pahat dan T adalah nomor pahat seperti yang telah diterangkan sebelumnya.
13. Program Selesai / akhir program (M30).
3.2. METODA PEMBUATAN PROGRAN
Dalam membuat program, koordinat yang tertera pda baris - baris program
menyatakan posisi dari pusat ujung pahat, dan dari 3 sumbu ( X, Y dan Z) hanya 2 sumbu
yang dapat dirubah secara bersamaan. Adapun urut-urutan yang harus diperhatikan dalam
membuat program untuk membuat suatu produk secara umum adalah sebagai berikut :
1. Tetapkan dahulu setting pahat dengan benda kerja pada program
2. Hidupkan spindle utama
3. Tahap awal adalah program penghalusan permukaan yang umumnya memakai
pahat dengan diameter yang besar
4. Saat proses penggantian pahat, pastikan bahwa posisi ujung pahat berada jauh di atas
benda kerja (perhatikan di programnya), agar mudah proses penggantian pahatnya.
5. Pembuatan program harus memperhatikan jenis dan arah gerak pahat, jangan sampai
sisi-sisi pahat menabrak benda kerja, yang dapat menyebabkan pahat patah atau
proses pengefraisan tidak jalan.
6. Sebaiknya kembalikan pahat ke posisi semula dan akhiri program
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT | DIPONEGORO UNIVERSITY 34

16. [MODUL LABORATORIUM COMPUTER NUMERICAL CONTROL 2020 ]
MESIN FRAIS TU-3A
3.3. CONTOH PROGRAM PEMBUATAN PRODUK MESIN CNC TU-3A
Di bawah ini diberikan data produk yang akan dinuat dengan menggunakan mesin
bubut TU-3A. Adapun data - datanya adalah sebagai berikut :
Material : Aluminium
Dimensi Awal : 50 mm x 50 mm
N G X Y Z F
0 92 -2200 -2200 200
1 M03
2 00 -2200 -2200 -50
3 00 1250 -2200 -50
4 01 1250 3750 -50 50
5 01 3750 3750 -50 50
6 01 3750 -2200 -50 50
7 00 3750 -2200 -100
8 01 3750 3750 -100 50
9 01 1250 3750 -100 50
10 01 1250 -2200 -100 50
11 00 1250 -2200 4000
12 M05
13 M06 D300 S200 T02
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT | DIPONEGORO UNIVERSITY 35

17. [MODUL LABORATORIUM COMPUTER NUMERICAL CONTROL 2020 ]
MESIN FRAIS TU-3A
14 M03
15 00 1250 -2200 4000
16 00 1250 800 4000
17 00 800 800 4000
18 00 800 800 00
19 91
20 72 4000 4000 -150 50
21 72 4000 4000 -200 50
22 92
23 00 800 800 00
24 00 1500 800 00
25 00 1500 1300 00
26 01 1500 1300 -250 50
27 01 1500 1300 -300 50
28 01 3500 1300 -300 50
29 00 3500 1300 -100
30 00 3500 3950 -100
31 01 3500 3950 -250 50
32 03 3050 3500 -250 50
33 03 3500 3050 -250 50
34 03 3950 3500 -250 50
35 03 3500 3950 -250 50
36 01 3500 3950 -300 50
37 03 3050 3500 -300 50
38 03 3500 3050 -300 50
39 03 3950 3500 -300 50
40 03 3500 3950 -300 50
41 00 3500 3950 -100
42 00 1500 3950 -100
43 01 1500 3950 -250 50
44 02 1950 3500 -250 50
45 02 1500 3050 -250 50
46 02 1050 3500 -250 50
47 02 1500 3950 -250 50
48 01 1500 3950 -300 50
49 02 1950 3500 -300 50
50 02 1500 3050 -300 50
51 02 1050 3500 -300 50
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT | DIPONEGORO UNIVERSITY 36

18. [MODUL LABORATORIUM COMPUTER NUMERICAL CONTROL 2020 ]
MESIN FRAIS TU-3A
52 02 1500 3950 -300 50
53 00 1500 3950 4000
54 M30
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT | DIPONEGORO UNIVERSITY 37