1. MESIN CNC
IDENTITAS MATA KULIAH:
NAMA : MESIN CNC
SKS : 2 SKS (TEORI DAN PRAKTEK)
TUJUAN: Mahasiswa memahami prinsip/konsep dari mesin
(perkakas) CNC dan dapat menyiapkan program pemesinan
CNC serta melakukan proses pemesinan dengan
menggunakan mesin CNC
PRASYARAT: Proses pemesinan konvensional, Gambar
Mesin
SILABUS SINGKAT: Perkembangan Mesin CNC, Komponen
Utama, Aspek Ekonomik, Sistim Koordinat Sistim Alat
Potong, Teknologi Perencanaan Proses, Dasar
Pemrograman (G dan M Codes), Gerak Lurus dan
Melingkar, Persiapan dan Pembuatan Program.
2. MESIN CNC
IDENTITAS MATA KULIAH:
REERENSI:
1. Taufik Rochim, NC Programming, ITB
2. J.J.M. Holesbrandse, Teknik Pemrograman dan Aplikasi
CNC, PT Rosda Jayaputra, Jakarta
3. David Gibbs & Thomas M. Candell, Dasar-dasar Teknik
dan Pemrograman CNC, PT Rosda Jayaputra, Jakarta
4. Seames, Computer Numerical Control, Delmar Publisher,
USA
5. Programming/User Manual
3. MESIN CNC
IDENTITAS MATA KULIAH:
NILAI AKHIR (NA):
A. NILAI TEORI (70%):
TUGAS
KUIS (TEST)
B. PRAKTEK (30%):
DILAKUKAN DI LAB CNC-CAD/CAM ,JURUSAN TEKNIK
MESIN, UNJANI, BANDUNG.
4. PENGANTAR MESIN CNC
1. SEJARAH PERKEMBANGAN MESIN CNC:
1950 : J Parson dengan MIT berkolaborasi untuk
menciptakan prototype mesin NC yang pertama di dunia
dengan memodifiasi mesin miling (3 sumbu), di mana “had
wheel” diganti dengan motor.
Motor listrik bekerja sesuai dengan input yang ada, yaitu
“ON” dan “OFF” aau “1” dan “0”
Media penyimpanan program: punched card/punched tape
5. PENGANTAR MESIN CNC
SEJARAH PERKEMBANGAN MESIN CNC:
PERMASALAHAN:
Pemrograman dilakukan secara “TRIAL – ERROR”
Perlu biaya yang cukup besar untuk persiapan program
(pita/kartu berlubang) maupun untuk proses validasi
program.
Prinsip kerja seperti “Tape Recorder”
1970 : perkembangan “microprocessor” memberikan
dampak yang signifikan terhadap perkembangan teknologi
NC CNC, di mana:
Edit program dan eksekusi dilakukan secara “Softwared”
7. PENGANTAR MESIN CNC
2. KOMPONEN UTAMA SISTIM CNC
A. PART PROGRAM
Part program (program pemesinan) adalah susunan perintah
yang tediri dari kode-kode (G & M Codes) yang
merupakan urutan proses pemesinan suatu produk.
Program disusun secara berurutan (langkah per langkah)
mulai dari awal sampai akhir proses. Yang perlu diingat
adalah bahwa mesin perkakas hanya akan
bekerja/beroperasi sesuai dengan program yang
tersedia. Jika programnya tidak benar maka hasil
produknyapun tidak akan sesuai. Oleh karena itu
penyusunan program (part program) merupakan tahap
awal yang sangat penting dalam tahap persiapan dari
8. PENGANTAR MESIN CNC
B. MACHINE CONROL UNIT (MCU)
Machine Control Unit (MCU) adalah sebuah perangkat yang
dapat dianalogikan sebagai seorang pentercemah
(interpreter). Fungsi utama dari MCU adalah membaca
program (part program) yang disediakan dan menerjemahkan
ke dalam bentuk sinyal-sinyal listrik yang selanjutnya akan
menggerakkan motor-motor listrik yang ada pada mesin
perkakas CNC, sehingga sebuah fungsi, misal gerakan lurus,
dapat dihasilkan.
MCU terdiri dari Data Processing Unit (DPU) dan Control Loop
Unit (CLU). DPU berfungsi untuk membaca program yang
berupa kode-kode (reader) . CLU berfungsi untuk
menerjemahkan kode-kode tadi dalam bentuk bahasa mesin
yaitu ON (1) dan OFF (0) sambil mengecek apakah perintah
tadi sudah selesai dilaksanakan. Jika perintah sudah selesai,
maka CLU akan memberi informasi kepada DPU untuk
membaca blok/baris berikutnya. Begitu seterusnya sampai
seluruh baris/blok selesai diesekusi.
10. PENGANTAR MESIN CNC
C. MESIN PERKAKAS:
Perkakas/alat pemroses di mana proses pengerjaan
sesungguhnya dilakukan.
11. PENGANTAR MESIN CNC
C. MESIN PERKAKAS:
Perlengkapan pada mesin perkakas yang penting adalah
sistim pengukuran baik pengukuran langsung (linear
encoder) maupun tidak langsung (rotary encorder).
13. PENGANTAR MESIN CNC
C. MESIN PERKAKAS:
Untuk mengatasi masalah gesekan yang terjadi pada ulir
pembawa (pada masing-masing sumbu meja) maka
dipergunakan “ballscrew”
14. PENGANTAR MESIN CNC
C. MESIN PERKAKAS:
Jenis-jenis Sisti Kontrol Gerakan :
Point – to – Point (PTP)
Straight Cut (Pemotogan Lurus)
Contour (Kontur)
15. PENGANTAR MESIN CNC
C. MESIN PERKAKAS:
Sebuah pusat pemesinan (maching center) biasanya
dilengkapi dengan Automatic Tool Changer (ATC) dan
Auto Pallet Changer (APC).
Auto Tool Changer (ATC):
17. PENGANTAR MESIN CNC
3. DNC
A. Direct Numerical Control:
Direct Numerical Control dikembangkan untuk menjawab
permasalahan yang dihadapi waktu itu, di mana
komputer masih sangat mahal sehingga belum
dimungkinkan untuk melengkapi setiap mesin NC
dengan komputer sendiri-sendiri. Langkah yang diambil
adalah dengan memanfaatkan sebuah komputer yang
cukup besar kemampuannya (proses maupun
memorinya) untuk dihubungkan dengan beberapa mesin
perkakas NC. Komputer tersebut, lebih dikenal dengan
sebutan Host Computer, menyediakan dan mengirimkan
secara langsung program-program yang diperlukan
18. PENGANTAR MESIN CNC
3. DNC
B. Distributed Numerical Conrol
Distributed Numerical Control adalah istilah pemesinan umum
untuk jaringan pada mesin perkakas CNC. Sekali lagi karena
keterbatasan memori internal yang ada pada mesin perkakas
CNC, sehingga tidak memungkinkan untuk melakukan proses
pemesinan super kompleks yang membutuhkan program
yang panjang (memori yang besar), maka sebuah Host
Computer digunakan untuk menyimpan program tadi dan
mengirimkan langsung kepada mesin perkakas CNC untuk
dieksekusi. Jika Host Computer tadi dihubungkan dengan
beberapa mesin perkakas CNC, maka computer
mendistribusikan program per bagian kepada mesin-mesin
perkakas CNC yang membutuhkannya. Bagian dari program
21. PENGANTAR MESIN CNC
4.ASPEK EKONOMIK MESIN CNC
2. KEUNTUNGAN MESIN CNC :
a.Produktivitas meningkat. Komponen waktu proses adalah
watu produktif (pemotongan) dan waktu tidak produktif
(pemosisian, ganti alat potong, pencekaman benda kerja,
pengambilan benda kerja). Tujuan dari mesin CNC
adalah mengoptimumkan waktu produktif dan
meminimumkan waktu tidak produktif. Kecepatan
pemotongan pada mesin CNC akan konstan sesuai
program jika dibandingkan dengan kecepatan manusia,
untuk memutar handwheel, yang cenderung tidak bisa
konstan. Mesin CNC yang dilengkapi dengan ATC dan
APC akan mempercepat waktu pergantian alat potong
22. PENGANTAR MESIN CNC
4.ASPEK EKONOMIK MESIN CNC
2. KEUNTUNGAN MESIN CNC :
b.Ketelitian tinggi. Mesin CNC dilengkapi dengan ballscrew
sebagai pengganti ulir Acme pada eretan pembawanya
(sumbunya) dan sistim pengukuran baik yang langsung (linear
encoder) maupun tidak langsung (rotary encoder) serta
biasanya menggunakan sistim kontrol tertutup (closed loop)
sehingga ketepatan posisi dapat lebih terjamin.
c. Jig dan Fixture jadi lebih sederhana dan keseragaman bentuk
terjamin.
d. Optimasi dari Operator. Karena banyak waktu yang luang dari
operator mesin CNC, maka dimungkinkan untuk seorang
operator melayani lebih dari satu mesin CNC.
d. Pemanfaaan ruang lebih Optimum. Dengan adanya Machining
Center dan Turning Center yang bisa melakukan lebih dari
23. PENGANTAR MESIN CNC
4.ASPEK EKONOMIK MESIN CNC
2. KERUGIAN MESIN CNC :
a. Investasi Alat dan peralatan. Harga sebuah mesin
perkakas CNC berikut peralatannya bisa mencapai lebih
dari 10 kali lipat dari harga mesin konvensional.
b. Perawatan. Mesin CNC banyak mengandung komponen
elektronika (mekatronika) yang memerlukan perlakuan
khusus karena sangat rentan terhadap perubahan yang
terjadi di lingkungan kerja. Misal: suhu ruang kerja,
kelembaban udara, debu, dan sebagainya.
c. Pengembangan Sumber Daya Manusia. Untuk
mendapatkan hasil yang optimum dari penggunaan
mesin CNC, maka diperlukan SDM yang handal dan
menguasai teknologi CNC. Untuk itu SDM tersebut harus
25. SISTIM KOORDINAT
1. SISTIM KOORDINAT MESIN MILLING CNC:
Sistim koordinat pada mesin perkakas diatur oleh ISO 841,
tentang sistim persumbuan pada mesin perkakas. Sumbu-
sumbu utama dari mesin frais adalah sumbu X, sumbu Y dan
sumbu Z.
Sumbu pertama yang ditentukan adalah selalu sumbu Z, di mana
sumbu Z selalu dikaitkan dengan sumbu/spindel utama dari
mesin frais.,maka sumbu Z adalah searah dengan gerakan
alat potongnya. Arah positif (+Z) adalah gerakan alat potong
menjauhi benda kerja (memperbesar volume kerja). Pada
mesin frais jenis vertikal, arah +Z adalah ke atas, sedangkan
pada mesin frais horisontal arah +Z adalah ke arah belakang
(menjauhi operator). Apabila dalam kasus mesin tertentu yang
bergerak naik – turun adalah meja (benda kerjanya), maka
tanda sumbunya adalah +Z’ (tanda ‘ berarti yang
menghasilkan gerakan ini sesungguhnya adalah meja/benda
26. SISTIM KOORDINAT
1. SISTIM KOORDINAT MESIN MILLING CNC:
Sumbu kedua yang ditentukan arahnya adalah sumbu X.
Untuk mesin frais vertikal, arah sumbu +X adalah ke
kanan jika operator melihat spindel utamanya terhadap
kolom utama dari mesin (dari depan mesin). Sedangkan
untuk mesin frais horisontal, arah +X adalah ke kanan
jika operator melihat spindel utama dari kolom utamanya
(dari belakang mesin). Sekali lagi jika ada tanda +X’,
maka yang bergerak sesungguhnya adalah benda
kerjanya.
Sumbu ketiga adalah sumbu Y. Untuk menentukan arah
gerakan sumbu +Y digunakan kaidah jari tangan kanan
28. SISTIM KOORDINAT
2. SISTIM KOORDINAT MESIN BUBUT CNC:
Arah Z+ adalah gerakan alat potong (tool post/tool turret)
menjauhi benda kerja (chuck), dan sebaliknya arah Z- adalah
gerakan mendekati benda kerja. Untuk menentukan arah
sumbu X tergantung pada posisi alat potong terhadap benda
kerjanya. Jika alat potong berada di depan (di antara operator
dan benda kerja), maka arah X+ adalah gerakan alat potong
menuju operator (menjauhi benda kerja). Kalau posisi alat
potong berada di belakang benda kerja (benda kerja berada
di antara operator dan alat potong) maka arah X+ adalah
gerakan alat potong menjauhi operator (benda kerja). Dari sini
dapat disimpulkan bahwa dimanapun posisi alat potong, maka
arah positif dari kedua sumbunya adalah gerakan alat potong
menjauhi benda kerja (memperbesar volume kerja).
Sedangkan bidang kerjanya adalah bidang X-Z.
30. SISTIM ALAT POTONG
Alat potong merupakan pertimbangan yang mendasar untuk
mendapatkan program CNC yang efisien. Jenis dan
material alat potong menjadi dasar pemilihannya.
Jenis Alat potong pada mesin freis CNC:
31. SISTIM ALAT POTONG
Material Alat Potong:
HSS (High Speed Steel):
Keuntungan HSS dibandingkan dengan karbida:
Murah
Tidak getas
Dapat diasah ulang
Kekurangan HSS:
Tidak tahan terhadap suhu tinggi
Tidak bisa untuk memotong material yang sangat keras.
32. SISTIM ALAT POTONG
Material Alat Potong:
Karbida (Carbide):
Keuntungan karbida jika dibandingkan dengan HSS:
Tahan terhadap suhu yang tinggi
Dapat memotong material keras
Karbida (dalam bentuk pejal) dapat menyerap getaran
mesin
Dapat digunakan sebagai insert
Kekurangan karbida:
Lebih mahal
Lebih getas
Perlu gerinda intan untuk mengasah
33. SISTIM ALAT POTONG
Material Alat Potong:
Ceramic (Keramik):
Keuntungan keramik:
Lebih murah dari karbida jika dalam bentuk insert
Dapat memotong material yang lebih keras dengan cepat
Kekurangan keramik:
Paling getas
Hanya cocok untuk putaran tinggi
