Mesin frais CNC terdiri dari 3 bagian utama: mekanik, elektrik, dan kontroler. Bagian mekanik meliputi meja, spindle, dan eretan yang bergerak sesuai perintah. Bagian elektrik menyediakan tenaga listrik. Kontroler berfungsi mengatur seluruh kegiatan mesin berdasarkan program yang diinput. Dokumen ini menjelaskan komponen-komponen utama mesin frais CNC beserta fungsinya.

1. 1

2. 2
BAB I
MENGENAL BAGIAN-BAGIAN MESIN FRAIS CNC
Tujuan diklat:
✓ Menjelaskan fungsi dan prinsip kerja mesin CNC
✓ Menjelaskan bagian-bagian utama dari mesin frais CNC
✓ Menerangkan fungsi perlengkapan mesin CNC
✓ Melakukan standar perawatan dan pengoperasian mesin CNC
✓ Menjelaskan bagian- bagian panel kontrol pada Mesin Frais CNC
✓ Menerapkan prosedur keselamatan kerja
✓ Menjelasakan tata nama sumbu koordinat pada mesin frais CNC.
Gambar Mesin CNC Milling

3. 3
A. Deskripsi
Mesin Frais CNC (Computer Numerical Control) adalah sebuah
perangkat mesin perkakas jenis frais/milling yang dikendalikan
dengan sistem komputer dengan gerak otomatis yang dikontrol atau
diprogram dengan bahasa numeric. Pada prinsipnya mesin perkakas
CNC merubah cara mengendalikan gerak eretan dan putaran spindle
dengan cara manual di ganti dengan control numeric. Pada mesin
perkakas konvensional operator mesin menentukan dan memutuskan
beberapa parameter seperti kecepatan spindle, kecepatan penyayatan,
kedalaman penyayatan berdasarkan jenis pekerjaan dan
mengontrolnya dengan gerakan tangan. Sedangkan pada mesin
CNC penentuan parameter tersebut dilakukan dengan motor servo
yang dikendalikan dengan program komputer. Mesin CNC akan
bergerak apabila ada titik koordinat (numeric) yang akan dituju dan
ada perintah dari komputer berupa kode huruf dan angka. Jadi syarat
utama mesin CNC bekerja adalah adanya koordinat dan kontrol
(perintah). CNC Controller yang beredar dipasaran banyak sekali
seperti GSK, Fanuc, Siemens, Fagor, dll
Gambar Servo driver dan AC Motor servo

4. 4
gambar Diagran Input-Output data NC
Cara kerja mesin CNC
• Kode perintah dimasukkan ke controller sebagai input data.
• Data dari controller akan diubah menjadi signal perintah ke bagian
elektrik
• Signal perintah dari bagian elektrik diterjemahkan oleh actuator
dibagian mekanik sehingga komponen mekanik bisa bergerak sesuai
perintah controller.
Persyaratan Mengoperasikan CNC
Untuk mengoperasikan mesin CNC tidak semua orang diperkenankan
sebelum mereka benar-benar mengenal, memahami dan terlatih dalam
mengoperasikan mesin CNC. Hal ini untuk menghindari terjadinya
kecelakaan kerja terhadap operator maupun kerusakan mesin akibat salah
pengoperasian.
Berikut ini adalah persyaratan sebelum mengoperasikan mesin CNC :
• Mengetahui komponen penunjang mesin CNC (Penggunaan Arus,
pemakaian angin, oli pelumas dll.)
INPUT DATA
(Data Numeric & Kode perintah
CONTROLLER
BAGIAN
ELEKTRIK
BAGIAN
MEKANIK
OUTPUT
(signal perintah)
INPUT
(signal konfirmasi)
energi
listrik

5. 5
• Mengenal fungsi tombol pada bagian control.
• Mengetahui dasar-dasar pemprograman CNC.
• Mengetahui cara memasukkan / mentrasfer program ke controller.
• Mengetahui cara setting benda kerja dan setting tool.
• Mengetahui prosedur yang benar dalam menjalankan mesin CNC.
• Mengetahui instruksi keselamatan kerja.
B. Macam-Macam Mesin Frais CNC
Secara umum macam mesin frais diklasifikasikan menurut
penggunaanya dan jumlah axis/persumbuannya. Macam-macam mesin frais
CNC di klasifikasikan menurut penggunaanya menjadi dua macam, yaitu :
1. Mesin frais jenis training unit (TU)
Jenis mesin frais Training Unit biasanya digunakan untuk pendidikan
dan pelatihan di lembaga pelatihan maupun sekolah/ Universitas. Beberapa
jenis mesin CNC type Training Unit yang sering digunakan kalangan
pendidikan contohnya Emco, GSK, edumill.
Gambar mesin CNC milling TU
2. Mesin frais jenis production unit (PU)
Mesin frais jenis PU ini digunakan oleh kalangan industri
untuk proses produksi. Beberapa merk ternama yang sering
digunakan untuk industri contohnya Mitsubishi, Siemens,
Fanuc, GSK dan lain-lain.

6. 6
Jenis mesin frais CNC di klasifikasikan menurut jumlah
persumbuanya (Axis) dibedakan menjadi :
a. Mesin CNC 3 Axis
Mesin Frais yang memiliki 3 axis biasanya menggunakan
sumbu X, Y dan Z
Gambar mesin CNC Milling 3 Axis
b. Mesin CNC 5 Axis
Mesin Frais yang memiliki 5 axis. Mesin frais ini menggunakan 5
axis yaitu X,Y,Z,W, dan B
Gambar mesin CNC Milling 5 Axis

7. 7
C. Bagian-bagian Utama Mesin Frais CNC
Mesin frais CNC dapat dibagi menjadi 3 bagian utama, yaitu
mekanik, elektrik, dan controller
1. Komponen mekanik
Komponen mekanik ini merupakan komponen pada mesin yang
bergerak seperti meja, spindle, eretan, spindle, dll
2. Komponen elektrik
Komponen elektrik ini merupakan komponen mesin yang
memiliki fungsi memberikan tenaga ke komponen mekanik
supaya bergerak sesuai perintah controler. Bagian ini seperti
motor servo, motor listrik utama, spindle driver, power suply, dll
3. Bagian controller
Bagian kontroler merupakan bagian mesin yang berfungsi
mengatur seluruh kegiatan mesin, controller merupakan otak
dari mesin CNC. Merk controler tergantung dari perusahaan
yang membuatnya. Contohnya : GSK, Fanuc, Mitsubishi,
Sinumeric, Fagor,dan lain-lain.
Gambar skematis mesin frais CNC adalah seperti berikut ini:

8. 8
Gambar bagian utama mesin CNC Milling
a. Base / dasar mesin
Base/dasar merupakan bagian bawah mesin yang menopang
tiang/badan mesin. Di bagian ini juga sebagai penampung cairan
pendingin/collant.
b. Meja / table
Meja mesin merupakan bagian tempat clamping device / benda
kerja. Meja mesin dibagi menjadi 3 bagian, yaitu Fixed table, Swivel
table, dan Compund table.
c. Spindle utama
Spindle utama merupakan bagi utama dari mesin milling. Spindle
ini berfungsi untuk mencekam tool. macam-macam spindle utama yaitu
vertical spindle, horizontal spindle, dan universal spindle.
d. Pencekam benda kerja
Untuk mencekam benda kerja bentuk box dapat menggunakan tiga
cara, yaitu Step clamp, Edge clamp, dan Vise (Ragum). Untuk alat
pencekam benda kerja berbentuk silinder dapat digunakan alat pencekam
yaitu cekam, kepala pembagi.
Step clamp edge clamp vise /ragum
Gambar macam penjepit benda kerja pada mesin CNC Milling
e. Magazine
Mesin CNC dibagi menjadi type single tool dan multiple tool.
Maksudnya mesin milling single tool tidak dilengkapi dengan

9. 9
magazine sehingga pergantian tool dilakukan secara manual. Untuk
mesin milling type multiple tool dilengkapi dengan magazine.
Magazine ini berfungsi untuk menyimpan tool. Sehingga dengan
perintah kode maka akan otomatis mengganti tool yang tersedia pada
magazine. Kapasitas penyimpanan tool pada magazine berbeda
Gambar Magazine
D. Perlengkapan mesin Frais CNC
Untuk mengoperasikan mesin CNC diperlukan
perlengkapan kerja. Ada beberapa macam perlengkapan utama
mesin frais CNC.
1. Adaptor
Adaptor adalah perlengkapan mesin frais yang berfungsi
sebagai alat pencekam tool/cuter.
Gambar Adaptor
2. Pul stud
Pul stud adalah perlengkapan adaptor pada mesin CNC
milling yang berfungsi untuk mengunci arbor

10. 10
Gambar Pulstud
3. Collet
Collet adalah perlengkapan adaptor berfungsi sebagai alat
pencekam tool/ cuter
Gambar Collet
4. Ragum / vise
Ragum berfungsi untuk mencekam benda kerja.
Perlengkapan pencekaman benda kerja pada mesin frais untuk
benda kerja berbentuk box sangat disarankan menggunakan
ragum presisi.
Gambar Ragum
5. Clamping kit
Clamping kit ini satu set perlengkapan clamp yang
digunakan untuk mengikat ragum ataupun langsung benda kerja.
Gambar Clamping kit
6. Zerro Setter axis Z

11. 11
Zero setter digunakan untuk menstting tool/ cutter pada
sumbu Z terhadap koordinat pengerjaan
Gambar zero setter axis Z
7. Zerro Setter axis X dan Y
Zero setter digunakan untuk mensetting tool/cutter
pada sumbu X dan Y terhadap koordinat pengerjaan
Gambar zero setter axis X dan Y
8. Dial Indikator
Dial indicator merupakan alat pembanding yang
digunakan untuk membantu setting pemasangan benda kerja
Gambar dial indikator
9. Jangka sorong digital
Jangka sorong merupakan alat ukur presisi yang
digunakan untuk pengukuran benda kerja.
Gambar jangka sorong

12. 12
E. Pengoperasian Mesin CNC Milling
Seorang operator mesin CNC harus memahami
bagaimana instruksi kerja pengoperasian mesin dan langkah-
langkah pemeriksaan awal. Instruksi kerja adalah perintah kerja
yang disusun secara berurutan untuk memandu pelaksanaan suatu
pekerjaan. Skema pengoperasian mesin CNC dapat digambarkan
sebagai berikut:
Gambar skema pengoperasian mesin CNC
1. Masukkan program ke mesin CNC
Memasukan program NC yang telah dibuat kedalam mesin CNC.
Proses pemasukan data program NC dapat dilakukan dengan dua cara
yaitu :
a. Mengetik manual pada mesin
Memasukkan program CNC sederhana langsung dituliskan pada
mesin menggunakan tombol-tombol pemasukan program.
b. Mentransfer data program NC dengan flasdisk/kabel data
Memasukan program dengan cara transfer data dapat dilakukan
dengan mengggunakan bantuan flasdisk, harddisk external, dan
memory card. Program dibuat dengan diketikan di komputer/laptop
pada notepad kemudian disimpan file dalam bentuk text (.txt) atau
diketik pada CNC syntac editor kemudian file disimpan dalam bentuk
extention NC (.NC).

13. 13
2. Uji jalan program
Program NC yang telah di input pada mesin kemudian di
periksa kebenaranya. Pemeriksaan bahasa pemrograman meliputi
pemeriksaan kesalahan ketik, format dan bahasa pemrograman
dilakukan secara manual kemudian dengan tes jalan program. Apabila
terjadi kesalahan pada program akan mucul alarm.
3. Uji lintasan pahat
pemeriksaan arah lintasan pahat ini digunakan untuk mendeteksi
kesalahan langkah pengerjaan. Pemeriksaan ini bisa dilakukan dengan
dua cara, yaitu:
a. mensimulasikan dengan bantuan software seperti Swansoft CNC
Simulator atau CNC Simulator pro.
b. menggunakan dry run yang dipunyai mesin. Untuk melihat arah
lintasan pahat dapat digunakan fasilitas graph
4. Pemasangan benda kerja
Pemasangan benda kerja dilakukan sesuai standar pemasangan dan
mengikuti tata letak yang telah ditetapkan. Perhatikan titik atau bidang
datum pemasangan benda kerja. Penggunaan alat pencekam disesuaikan
dengan bahan dan jenis pekerjaan. Metode pemasangan benda kerja ini ada
beberapa macam cara.
a. Menggunakan ragum / vise
b. Clamp
c. Cekam
d. kepala pembagi
e. rotary table
5. Penempatan pahat pada posisi awal jalan
Penempatan pahat pada posisi awal jalan harus sesuai dengan jarak yang
ditetapkan. Penempatan pahat pada start point ini harus memperhatikan
keamanan pengerjaan. Keamanan yang dimaksud disini adalah kemanan
tool, benda kerja, dan langkah pengerjaan itu sendiri.
6. Jalankan program/mengeksekusi program

14. 14
Menjalankan program dapat dilakukan setelah semua tahapan terpenuhi.
Dipastikan semua data yang akan dijalankan benar dalam hal penulisan dan
langkah pengerjaan. Selain itu juga diperhatikan pula pemasangan benda
kerja dan pemasangan tool/cutter. Kalau sudah dianggap siap dijalankan
posisikan mesin dalam mode Auto. Untuk menjalankan program biasanya
pada mesin kita menekan tombol start atau cycle start. Mode menjalankan
program bisa dengan cara block per block atau secara berkelanjutan
/kontinue. Apabila merasa masih ragu dengan kebenaran program bisa
digunakan dengan cara menjalankan dengan mode block per block. Dengan
cara ini bisa di mungkinkan dapat meneliti kebenaran program dan
parameter pemakanan. Apabila sudah benar seratus persen bisa
menggunakan mode menjalankan program, secara kontinue. Gerakan pahat
selama program jalan harur terus diperhatikan dan segera hentikan jalan
program dengan menekan tombol pause jika ada hal yang
mengkhawatirkan atau emergency kalau akan terjadi bahaya.
F. Pemeliharaan Mesin Frais CNC
Sebelum menjalankan mesin adalah tindakan pemeriksaaan awal.
Pemeriksaan awal adalah suatu kegiatan memeriksa, mengecek, meneliti
perlengkapan, kondisi kerja perlengkapan yang berkaitan dengan
pengoperasian mesin Frais CNC sebelum dijalankan dengan program
CNC.
Tujuan dari pemeriksaan awal adalah sebagai berikut :
1. Mendeteksi secara dini hal-hal yang dapat menyebabkan
pengoperasian mesin Frais CNC mengalami gangguan
2. Mencegah terjadinya kesalahan yang dapat menyebabkan kegagalan
proses dan produk
3. Mengurangi kemungkinan terjadinya kesalahan akibat kelalaian kerja
oleh operator
4. Sebagai standar operasi untuk memberikan rasa aman dan
jaminan keselamatan pengoperasian mesin

15. 15
Pemeriksaan Awal pada pengoperasian mesin Frais CNC adalah
sebagai berikut :
1. Posisi pencekaman benda kerja
Posisi pencekaman benda kerja disesuaikan dengan jenis
pekerjaan. Dalam pencekaman benda kerja dengan ragum presisi perlu
diperhatikan hal-hal sebagai berikut:
Gambar posisi pencekaman benda kerja
2. Teknik pencekaman
Teknik pencekaman benda kerja disesuaikan dengan bentuk
bahan dan jenis pekerjaan
a. pencekaman dengan klem

16. 16
Gambar klem magnet dan klem manual
b. pencekaman dengan ragum
Gambar pencekaman dengan ragum presisi dan ragum universal
c. pencekaman dengan cekam untuk benda silindris
Gambar pencekaman dengan rotari table, dividing head, Vblock
3. Posisi alat potong pada awal jalan
Pemeriksaan posisi awal jalan akan sangat berpengaruh
pada hasil produk. Jika terjadi selisih dengan nilai yang sama
pada setiap ukuran maka dipastikan terjadi kesalahan setting
awal.
4. Jalan atau lintasan yang dilalui alat potong relatif terhadap
benda kerja.

17. 17
Lintasan yang dilalui alat potong tidak boleh menabrak benda
kerja, atau kemungkinan menyayat dengan ketebalan yang
melebihi spesifikasi teknis alat potong atau mesin CNC yang
digunakan. Lintasan gerak alat potong ini mengikuti bentuk
(kontur) benda kerja
Jenis pekerjaan yang dilakukan dalam tindakan perawatan adalah
sebagai berikut :
1. Pelumasan Ball Screw &linier Motion (LM)Guide
2. Pembersihan filter udara pada panel listrik.
3. Pengecekan fan/kipas-kipas yang ada di mesin
4. Pemberian Grease pada Spindle
5. Pengecekan penggantian belt spindle
6. Pengecekan bearing support dan pemberian grease
7. Pengecekan dan pemberian oli drawbar spindle
8. Pengecekan kopling motor servo dan locking nut
9. Pengecekan ballscrew dan LM Guide
10.Pengecekan keasusan bearing spindle
11.Pengecekan tangki coolant
G. Rangkuman
Mesin Frais CNC (Computer Numerical Control) adalah sebuah
perangkat mesin perkakas jenis frais/milling yang dikendalikan dengan
sistem komputer dengan gerak otomatis yang dikontrol atau diprogram
dengan bahasa numeric.
Mesin CNC dapat dibagi menjadi 3 bagian utama, yaitu mekanik,
elektrik, dan controller
Instruksi kerja adalah perintah kerja yang disusun secara berurutan
untuk memandu pelaksanaan suatu pekerjaan. Intruksi kerja digunakan
untuk memandu dalam pengoperasian mesin secara umum.

18. 18
Pemeriksaan awal adalah suatu kegiatan memeriksa, mengecek, meneliti
perlengkapan, kondisi kerja perlengkapan yang berkaitan dengan
pengoperasian mesin Frais CNC sebelum dijalankan dengan program CNC.