Dokumen tersebut membahas tentang pemrograman CNC yang mencakup pengertian, sejarah perkembangan, prinsip kerja, dan komponen utama mesin CNC."

1. Pemrograman CNC
I.PENDAHULUAN
1.1 Ruang Lingkup Mesin-mesin Non-Konvensional
Industri manufaktur dewasa ini menuntut kecepatan produksi yang tinggi akibat persaingan
global. Kecepatan produksi, akurasi dan kepresisian juga sangat dituntut sebagai bentuk
kualitas produk. Oleh karena itu, mesin-mesin non-konvensional telah menggantikan peranan
mesin-mesin konvensional yang semakin dirasakan keterbatasannya. Beberapa jenis mesin
non-konvensional antara lain mesin dengan erosi bunga api (Electrical Discharge
Machining), mesin dengan berkas laser (Laser Beam Machining), mesin dengan jet air (Water
Jet Machining) mesin pemotong (Wire Cut Machining), mesin ukur koordinat CMM
(Coordinate Measuring Machine), mesin Plasma Arc, mesin CNC dan lain-lain.
Mesin-mesin tersebut di atas dinamakan mesin-mesin perkakas berbasis
pengendali/pengontrol numeris atau NC (Numerical Control) yang memerlukan berbagai
perangkat lunak berupa program dalam pengoperasiannya, misalnya program Sistem Operasi
(Operating System), program-program Kelengkapan (Utility Programs), dan program-
program Aplikasi Khusus (Special Application Programs) bagi komputer pengontrolnya.
Mesin-mesin CNC merupakan kelompok mesin yang digolongkan sebagai mesin-
mesin non-konvensional karena dalam pengoperasiannya dikendalikan melalui program yang
diakses dengan komputer. Di era komputerisasi ini mesin-mesin perkakas berbasis komputer
kemajuannya sangat pesat karena dituntut untuk mampu membuat produk dengan kecepatan
produksi yang tinggi dengan ketelitian dan kualitas yang maksimal. Saat ini penggunaan
mesin-mesin CNC sudah bukan sesuatu yang asing bagi dunia Industri, karena mesin tersebut
merupakan asset vital yang digunakan dalam proses produksi untuk menghasilkan produk

2. massal atau pembuatan komponen-komponen lainnya yang memerlukan tingkat ketelitian
(accuracy) dan kepresisian (precision) yang tinggi.
Teknologi komputer yang digunakan dalam proses produksi meliputi perangkat keras
dan lunak (hardware dan software) yang dirangkaikan dengan mesin sedemikian rupa untuk
memproses data masukan dan sebagai alat pengendali pergerakan tools dari mesin perkakas
serta merupakan pengontrol proses sistem permesinan secara keseluruhan yang sangat akurat
dan presisi, sehingga mesin-mesin non-konvensional ini dapat bekerja dengan produktif dan
penggunaannya lebih fleksibel.
Mesin-mesin non-konvensional yang digunakan pada proses permesinan
(Manufacturing Process) dimulai dari penanganan bahan baku seperti pemotongan bahan,
proses pengerjaan produk, sampai dengan proses finishing dan pengukuran dimensi produk.
Penggunaan mesin-mesin modern seperti ini sangat berbeda dengan mesin-mesin
konvensional, karena mesin-mesin ini dapat bekerja secara mandiri atau dilengkapi dengan
peralatan bantu seperti robot menjadi satu set mesin produksi (Machining Cell).
Beberapa machining cell dapat digabung dengan peralatan transportasi otomatik atau
peralatan mekanik lainnya menjadi suatu sistem terpadu yang lebih fleksibel. Sistem terpadu
ini diterapkan pada industri-industri manufaktur modern yang dikenal dengan nama FMS
(Flexible Manufacturing System).
Konsep dasar dari proses produksi dalam suatu industri manufaktur modern dimulai
dari ide/konsep suatu produk dituangkan ke dalam perancangan teknik (Engineering Design)
yang diikuti dengan penggambaran atau drafting, dimana proses perancangan teknik dan
drafting termasuk dalam kelompok CAD (Computer Aided Design). Selanjutnya dibuat
perencanaan proses (Process Planning) dan penjadwalan (Scheduling) yang dikelompokkan

3. ke dalam CAPP (Computer Aided Process Planning) baru kemudian dilakukan proses
permesinan (Manufacturing Process). Produk yang dihasilkan harus melalui pemeriksaan
kualitas (Quality Control) sebelum dijual ke pelanggan atau pasar. Siklus proses produksi
tersebut dapat dilihat urut-urutannya dalam gambar berikut.
CAD
CAPP
CAM
CAD : Computer Aided Design (Drafting)
CAPP : Computer Aided Process Planning
CAM : Computer Aided Manufacturing
Gambar 1.1 Siklus Produk (Product Cycle)
Produk yang dihasilkan tidak selamanya harus baru, akan tetapi umumnya merupakan
modifikasi dari produk-produk sebelumnya. Dalam hal ini dikenal 4 (empat) jenis tahapan
dalam proses produksi, yaitu:
1.Imitasi
2.Modifikasi

4. 3.Inovasi
4.Invensi
Imitasi, adalah tahapan tiruan produk asli yang umumnya dilakukan dengan cara
membuat produk sejenis dengan karakteristik yang diusahakan sama dengan produk aslinya.
Pembuatan produk imitasi secara massal terutama ditujukan untuk alih teknologi dan
memenuhi kebutuhan pasar akan produk-produk dengan harga yang lebih murah (industri
manufaktur di negara China, Korea, dan Taiwan).
Modifikasi, adalah tahapan perbaikan produk sebelumnya agar menjadi produk yang
lebih baik. Perbaikan-perbaikan yang dilakukan untuk mengatasi kekurangan-kekurangan
produk sebelumnya menyangkut segi bentuk atau dimensi maupun fungsi dari produk
tersebut.
Inovasi, adalah tahapan pengembangan baru atau terobosan baru, berdasarkan produk
yang sudah mengalami perbaikan atau modifikasi, akan tetapi produk tersebut lebih
disempurnakan lagi sehingga pengembangan pembuatan produk baru ini dapat dapat
melahirkan suatu produk dengan sistem baru, seperti penggunaan secara manual menjadi
otomatis.
Invensi, adalah tahapan pembuatan produk yang baru samasekali, belum pernah
dibuat sebelumnya, dan biasanya teknologi produk baru ini memiliki keunggulan jauh lebih
baik dibandingkan produk sebelumnya. Produk temuan baru ini pada umumnya didaftarkan
pada Paten industri.
1.2 Pengertian mesin-mesin CNC

5. Pengertian singkat mesin CNC dapat kita lihat dari arti CNC itu sendiri, yakni Computer
Numerically Controlled sehingga dapat diartikan sebagai suatu mesin yang dikontrol oleh
komputer dengan menggunakan bahasa pemograman numerik (angka dan huruf) sebagai
perintah gerakan.
Mesin CNC adalah mesin perkakas yang pengoperasiannya dikendalikan melalui program
yang diakses dengan komputer. Secara garis besar program permesinan berupa input data
yang diolah pada software komputer diteruskan ke unit pengendali yang berfungsi mengubah
sinyal elektronik menjadi gerakan mekanis, kemudian gerakan tersebut diteruskan ke mesin
perkakas untuk melakukan operasi permesinan.
Untuk mengoperasikan mesin CNC diperlukan suatu pengetahuan bahasa pemrograman yang
dimengerti oleh mesin CNC itu sendiri karena mesin CNC tidak memahami bahasa manusia.
Oleh karena itu, kita harus menyusun data masukan secara teratur dalam bahasa
pemrograman yang dipahaminya agar mesin CNC dapat memproses informasi data yang
diberikan.
Pengoperasian mesin CNC akan berjalan secara otomatis dari awal hingga selesai apabila kita
memasukkan data pemrograman dengan benar, karena semua data yang masuk akan
tersimpan di memori komputer. Data-data program yang dimasukkan adalah data program
perintah gerakan permesinan yang telah tersusun dengan bahasa pemrograman yang benar.
Bahasa pemrograman yang digunakan berupa bahasa numerik, yaitu kombinasi huruf dan
angka yang dikeluarkan oleh pabrik pembuat mesin CNC tersebut.
Pemrograman yang dibuat bermakna kita memberikan data kepada computer yang dapat
dipahami olehnya. Dengan kata lain, kita menyuapi computer, menyusun data dalam urutan

6. yang teratur dan dalam bahasa pemrograman yang dikenali dan dipahaminya sehingga dapat
memproses data tersebut.
Gambar 1.2 Pengoperasian mesin CNC menggunakan bahasa pemrograman
1.3 Sejarah Perkembangan
Tahun 1952 adalah awal penggunaan mesin perkakas yang dikendalikan dengan program
yang dikenal dengan NC (Numerically Controlled). Dimulai di Amerika Serikat oleh John
Pearson dan Massachusset Institute of Technology yang bekerja untuk US Air Force pada
tahun 1970 merupakan era baru dalam perkembangan mesin NC tersebut.
Seiring dengan perkembangan teknologi semikonduktor/mikroprosesor, maka
berkembang pula sistem kendali/kontrol yang diterapkan. Selanjutnya terciptalah sistem
kendali yang berbasis komputer yang kemudian dikenal dengan nama mesin CNC
(Computerized Numerically Controlled Machine). Berbeda dengan pendahulunya, pada
mesin-mesin CNC ini telah digunakan mikroprosesor yang dapat mengakses data jauh lebih
banyak dan lebih cepat.
Perkembangan selanjutnya dikenal mesin-mesin DNC (Direct Numerically
Controlled) dan ANC (Adaptive Numerically Controlled) yang lebih canggih dan terintegrasi
untuk produksi massal pada indusrtri-industri besar.
Pada awal perkembangannya, mesin-mesin CNC merupakan mesin yang tergolong langka
dan sangat mahal harganya, akan tetapi saat ini penggunaan mesin-mesin CNC di industri
manufaktur cenderung semakin meluas. Hal ini dikarenakan:
 Tuntutan kualitas produksi

7.  Tuntutan produktivitas
 Harga mesin yang semakin murah
Dibandingkan dengan mesin perkakaks konvensional yang digerakkan secara manual
atau semi otomatis maka mesin CNC mempunyai beberapa kelebihan, antara lain:
 Teliti (accurate)
 Tepat (precision)
 Luwes (flexibility)
 Cepat (productive)
Sama halnya dengan mesin perkakas konvensional, banyak ragam mesin CNC sesuai dengan
fungsi serta proses permesinan yang dilaksanakan antara lain:
1. Mesin Bubut (Turning)
2. Mesin Frais (Milling)
3. Mesin Cutter (Boring)
4. Mesin Bor (Drilling)
5. Mesin Gerinda (Grinding) dsb
Dewasa ini telah banyak pabrik pembuat mesin yang mengeluarkan produk mesin CNC
dengan berbagai merek misalnya:
1. EMCO (Austria)

8. 2. SIEMEN, FANUC PFAUTER (Jerman)
3. MIKRON RISCHKA CSEPEL (Hungaria)
4. TOYODA MITSUBISHI NISSINBHO (Jepang)
5. CELTIC (Belgia) dsb
Bahkan Indonesia pun sudah merintis pembuatan mesin CNC, hasil kerjasama antara PT.
PINDAD dan FANUC. Produknya adalah mesin CNC dengan merek dagang FANUC.
Mesin CNC Emco buatan negara Austria, secara garis besar terdiri dari:
1. Unit Pelatihan (Training Unit) yaitu:
a. Compact 5
b. TU-2A
c. TU-3A
2. Unit Produksi (Production Unit), yaitu:
a. Kecil: 1). ET-120
2). VMC-100
b. Menengah: 1). PU-2A dan PU-3A
2). ET 242 dan VMC 200
c. Besar: 1). ET 360

9. 2). VMC 400 dsb
Pada materi pembelajaran mata kuliah Teknik Produksi PNC-I ini pembahasan dibatasi pada
mesin CNC turning dan milling Training Unit (TU-2A dan TU-3A), sedangkan pembahasan
mesin CNC turning dan milling Production Unit (ET-120/242 dan VMC 100/242) dibahas
pada mata kuliah Teknik Produksi PNC-II.
1.4 Prinsip Kerja dan Komponen Utama MesinCNC
Secara garis besar prinsip kerja mesin CNC meliputi 3 (tiga) bagian utama, yaitu (1) program
permesinan, berupa input data yang tersusun dan teratur sebagai perintah gerakan pahat untuk
diolah pada software komputer sesuai bahasa pemrograman mesin yang selanjutnya
diteruskan ke bagian (2) unit pengendali, yang berfungsi mengubah sinyal elektronik menjadi
gerakan mekanis, kemudian gerakan tersebut diteruskan ke bagian (3) mesin perkakas, untuk
mengeksekusi gerakan pahat berupa operasi permesinan.
Masukan berupa input data pemrograman diproses pada bagian penyimpan data kemudian
keluaran data melalui prosesor. Bila dilakukan proses permesinan dengan menekan tombol
start, maka pada bagian memori Eprom akan memberikan sinyal ke prosesor untuk diteruskan
ke memori Ram. Setelah data tersimpan pada Ram diteruskan ke prosesor yang berfungsi
mengontrol dan mengkoordinir data, selanjutnya diteruskan ke unsur keluaran antar
komponen berupa sinyal elektronik yang diubah menjadi gerakan mekanis yang tertentu
sesuai data pemrograman, seperti besar dan arah putaran spindel utama, pergerakan eretan
membawa pahat dan seterusnya ke alamat (adress) yang dituju, yaitu titik-titik koordinat
sumbu X dan Y untuk mesin turning, atau koordinat sumbu X, Y, dan Z untuk mesin milling.
Setelah selesai mengeksekusi satu blok program, maka data selanjutnya dikonfirmasi ke
prosesor untuk mengeksekusi blok program berikutnya sampai semua data masukan
diselesaikan.

10. Sebagai ilustrasi, gambar berikut menjelaskan secara kronologis proses pengoperasian mesin
CNC yang dimulai dari masukan data sampai eksekusi program per blok yang ditandai
dengan tampilan pembacaan digital pada monitor.
Gambar
1.3 Prinsip
pengoperas
ian mesin
CNC
Komponen
utama
mesin
CNC
terdiri atas
2 (dua)
bagian
besar yaitu
bagian
mekanik
dan bagian
pengontrol
/pengendal
i.
1.Bagian
Mekanik

11. Adalah semua komponen mekanis yang fungsi utamanya berkaitan langsung dengan proses
permesinan. Komponen tersebut antara lain kepala tetap, kepala lepas, landasan mesin,
eretan, motor penggerak, pemegang pahat, poros penghantar, unit transmisi dan sebagainya.
2.Bagian Pengontrol
Adalah komponen mekanis yang fungsi utamanya untuk mengendalikan dan
mengatur berlangsungnya proses permesinan. Terdiri atas panel kontrol dengan berbagai
saklar dan tombol yang berfungsi antara lain mengaktifkan mesin, memutar dan mengatur
putaran spindel utama, menggerakkan eretan, memutar tool turret, membuat dan mengontrol
program, mengatur pelayanan disket dan sebagainya.
Fungsi-fungsi di atas dapat dilaksanakan karena adanya peralatan elektronika di
dalam panel berupa modul-modul papan rangkai (board). Modul-modul tersebut antara lain
CPU board, main spindle board, power supply board, step motor board, disk drive board dan
sebagainya
Bagian di dalam komputer yang terpenting adalah CPU (Central Processing Unit) karena
disinilah semua masukan diproses. Selain CPU ada bagian penting lain bernama memori
yang berfungsi sebagai tempat menyimpan data. Terdapat dua jenis memori:
1. Rom/Eprom (Read Only Memory/Erasable Programmable Read Only Memory)
adalah tempat untuk menyimpan data secara permanen sehingga tidak mudah
hilang.
2. Ram (Random Access Memory) adalah tempat menyimpan data sementara, yaitu
data-data yang akan diakses.