tutorial dan bahan per-kuliahan

Saturday 9 April 2016

Laporan CNC terlengkap



BAB I
PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang
            Tuntutan produktivitas dalam dunia industri modern mengakibatkan bergesernya proses-proses pengerjaan yang biasa dilakukan secara manual atau konvensional kearah pengerjaan yang serba otomatis. Tak terkecuali dalam pembuatan produk atau pola, penggunaan mesin-mesin canggih sudah merupakan hal yang biasa dalam proses manufaktur. Proses penggunaan mesin ini merupakan suatu bagian yang penting dimana orang yang terlibat di dalamnya dituntut untuk memiliki keahlian yang cukup karena proses-proses yang melibatkan penggunaan mesin-mesin ini akan membutuhkan keakuratan dan tujuan tertentu terhadap output yang dihasilkan. Industri manufaktur merupakan industri yang sangat menuntut efisiensi dari setiap capital yang dikeluarkan sehingga  proses peningkatan efisiensi penggunaan mesin merupakan salah satu hal yang menjadi bagian yang diperjuangkan. Dengan adanya mesin-mesin yang serba otomatis ini, dunia industri semakin berkembang dan semakin banyak ragam barang yang dapat dihasilkan dalam waktu yang singkat.
            Mesin CNC merupakan salah satu produk dari perkembangan teknologi komputer yang mampu menjawab tuntutan proses produksi dalam meningkatkan produktivitasnya dan menghasilkan produk dengan kualitas yang baik. Mesin CNC ini memungkinkan pengerjaan benda dengan toleransi dan akurasi yang tinggi serta kondisi operasi dengan tingkat safety yang tinggi pula sehingga suatu produk dapat dibuat dengan sebaik-baiknya. Mesin CNC ini secara keseluruhan dapat mengurangi campur tangan operator selama mesin sedang beroperasi, sehingga mempermudah serta mempercepat pengerjaan suatu produk. Pada praktikum proses produksi kali ini, mesin yang digunakan adalah mesin CNC (Computer Numerical Controlled) jenis TU-2A yang merupakan mesin turning CNC dengan dua axis dan jenis TU-3A yang merupakan mesin milling CNC dengan tiga axis.
            Melalui praktikum proses produksi pada mesin CNC ini, diharapkan dapat membantu mahasiswa teknik industri untuk mengenal mesin CNC serta aplikasi dan proses kerjanya sehingga mahasiswa dapat melakukan analisis secara tepat dalam proses pembuatan benda kerja serta tidak merasa asing lagi ketika terjun menjadi bagian dari industri manufaktur yang melibatkan mesin-mesin CNC. Pengenalan dan pemahaman terhadap mesin-mesin ini akan membantu mahasiswa untuk merancang suatu system yang dapat mengoptimalkan dan meningkatkan efisiensi mesin dalam proses produksi dan melakukan pemilihan mesin secara tepat untuk membuat benda yang diinginkan. 

1.2  Tujuan

1.      Praktikan dapat mengetahui aplikasi mesin CNC baik TU 2A maupun TU 3A dalam proses manufaktur.
2.      Praktikan mampu memahami fungsi setiap tombol pada panel pengendali mesin serta         membuat  kode program (coding) yang tepat untuk membentuk benda kerja yang diinginkan.
3.      Praktikan dapat mengetahui proses kerja mesin CNC baik TU 2A maupun 3A.
4.      Praktikan mampu membedakan pemesinan Konvensional dengan pemesinan CNC serta melakukan pemilihan yang tepat untuk membentuk benda kerja yang diinginkan.

1.3  Manfaat

1.      Mengetahui proses permesinan dengan menggunakan mesin CNC.
2.      Pratikan dapat menentukan mesin yang tepat sesuai dengan benda kerja yang diinginkan.
3.      Mengetahui perbedaan serta kelebihan dan kekurangan mesin CNC disbanding mesin konvensional.







BAB II
 TEORI DASAR
2.1. Pengertian Mesin CNC (Computer Numerical Control)
             Computer Numerical Control / CNC (berarti "komputer kontrol numerik") merupakan sistem otomatisasi Mesin perkakas yang dioperasikan oleh perintah yang diprogram secara abstark dan disimpan dimedia penyimpanan, hal ini berlawanan dengan kebiasaan sebelumnya dimana mesin perkakas biasanya dikontrol dengan putaran tangan atau otomatisasi sederhana menggunakan cam. Kata NC sendiri adalah singkatan dalam Bahasa inggris dari kata Numerical Control yang artinya Kontrol Numerik.
Dalam hal ini Mesin perkakas biasa ditambahkan dengan motor yang akan menggerakan pengontrol mengikuti titik-titik yang dimasukan kedalam sistem oleh perekam kertas. Mesin perpaduan antara servo motor dan mekanis ini segera digantikan dengan sistem analog dan kemudian komputer digital, menciptakan Mesin perkakas modern yang disebut Mesin CNC (computer numerical control) yang dikemudian hari telah merevolusi proses desain. Dengan mesin CNC, ketelitian suatu produk dapat dijamin hingga 1/100 mm lebih, pengerjaan produk masal dengan hasil yang sama persis dan waktu permesinan yang cepat.
Mesin CNC  digunakan untuk pengontrolan otomatis dalam dunia industri. Mesin ini berfungsi untuk mengontrol kinerja mesin-mesin lain yang dipergunakan. Dengan kata lain, tidak memerlukan operator yang banyak untuk mengoperasikan beberapa mesin yang ada. Cukup dikontrol dengan CNC saja maka mesin yang dikontrol bisa berjalan sesuai dengan keinginan kita.

2.2 Prinsip kerja mesin CNC TU-2A
            Mesin CNC TU-2A memiliki gerakan dasar kearah melintang dan horizontal dengan sistem koordinat sumbu X dan Z. Prinsip kerjanya adalah benda kerja terpasang pada cekam yang berputar, sedangkan gerakan pemakanan horizontal atau melintang dilakukan oleh pahat.
            Untuk arah gerakan pada mesin CNC TU-2A diberi lambang sebagai berikut:
a.    Sumbu X yaitu untuk arah gerakan melintang tegak lurus terhadap sumbu putar.
b.   Sumbu Z untuk arah gerakan horizontal yang sejajar sumbu putar.


 






Gambar 2,1. Arah gerakan pada mesin CNC TU-2A

§ Tombol koordinat sumbu X, Z
Tombol sumbu X dan Z berfungsi untuk menggerakkan eretan ke arah sejajar sumbu utama (Z) atau melintang tegak lurus sumbu utama (X). cara pengoperasian tombol sumbu X dan Z yaitu operator dapat menekan tombol sesuai dengan arah gerakan yang diinginkan. Sedangkan untuk mengatur kecepataanya, maka dapat diatur dengan memutar saklar pengatur kecepatan penyayatan.


 











Gambar 2,2. Tombol koordinat sumbu X dan Z

§  Tombol-tombol eksekusi gabungan
Tombol angka [0-9]                                         : untuk mengetik angka-angka program
Tombol [ - ]                                                     : untuk memasukkan nilai minus Kembali ke blok nc. 00 cek uji jalan memasukkan fungsi   
Tombol [INP]                                                  : untuk memasukkan angka program yang baru diketik ke   dalam program
Tombol [DEL]                                                 :  untuk menghapus
Tombol [FWD]                                               : peninjauan program maju ke nomor blok berikutnya
Tombol [REV]                                                : peninjauan program mundur ke nomor blok sebelumnya
Tombol [ ->]                                                    :  peninjauan program maju satu kolom
Kombinasi [INP] + [FWD]                             : menghentikan eksekusi program di suatu blok. Eksekusi   siap untuk dilanjutkan
Kombinasi [INP] + [REV]                              : membatalkan eksekusi program. Kursor kembali ke blok No. 00
Kombinasi [DEL] + [INP]                              : menghapus program
Kombinasi [~] + [INP]                                    : menyisipkan blok
Kombinasi [~] + [DEL]                                   : menghapus blok

§ Kode-kode program TU-2A
-    Kode G
G00                                                           : Perintah pergerakan cepat
G01                                                           : Perintah pergerakan lurus
G02                                                           : Perintah pergerakan melingkar searah jarum jam
G03                                                           : Perintah pergerakan melingkar berlawanan arah jarum jam
G04                                                           : Waktu penahan atau tinggal diam
G21                                                           : Blok kosong
G25                                                           : Pemanggil sub program (sub unit)
G27                                                           : Perintah melompat
G33                                                           : Perintah pembuatan ulir
G64                                                           : Perintah untuk memutus arus ke motor
G65                                                           : Perintah pelayanan kaset
G66                                                           : Perintah pelayanan RS 232
G73                                                           : Siklus pemboran dengan pemutus tatal
G78                                                           : Siklus penguliran
G81                                                           : Siklus pemboran untuk penandaan
G82                                                           : Siklus pemboran dengan tinggal diam
G83                                                           : Siklus pemboran dengan penarikan
G84                                                           : Siklus pembubutan memanjang
G85                                                           : Siklus pembubutan ulir
G86                                                           : Siklus pembubutan alur
G88                                                           : Siklus melintang
G89                                                           : Siklus perimeran dengan tinggal diam
G90                                                           : Pemrograman absolut
G91                                                            : Pemrograman inkrimental.Penentuan titik referensi atau  titik (0,0,0)
G92                                                           : Absolut
G94                                                           : Asutan dalam mm/min
G95                                                           : Asutan dalam mm/put


-    Kode M
M00                                                           : Berhenti program
M03                                                           : Spindel ON searah jarum jam
M05                                                           : Spindel berhenti
M06                                                           : Perhitungan panjang pahat
M17                                                           : Akhir sub program
M30                                                           : Akhir program
M98                                                           : Kompensasi kelonggaran secara otomatis
M99                                                           : Parameter lingkaran



·   Prosedur pemesinan
1.      Perhitungan kecepatan potong
            Kecepatan potong adalah sutau harga yang diperlukan dalam menentukan kecepatan pada proses penyayatan atau pemotongan benda kerja, dimana harga kecepatan potong tersebut ditentukan oleh jenis alat potong dan jenis benda yang dipotongnya.

Rumus dasar keceptan potong:
Dimana
Vx       : Kecepatan potong
d          : Diameter benda kerja
n          : Jumlah putaran

Hal-hal yang mempengaruhi harga kecepatan potong :
-    Material benda kerja
   Semakin tinggi kekuatan material benda kerja, maka harga kecepatan potong semakin kecil.
-    Jenis alat potong
   Semakin tinggi kekuatan alat potong, maka harga kecepatan potong semakin besar.
-    Kedalaman potong
   Semakin tebal pemotongannya, maka harga kecepatan potongnya semakin kecil.

2.      Perhitungan jumlah putaran
         Dari kecepatan potong, diameter benda kerja kita dapat menghitung jumlah putaran sumbu utama ( putaran spindle ) :
3.      Perhitungan Feeding
            Rumus dasar menghitung feeding (F) :
            F (mm/putaran)= n(put/menit) x f (mm/putaran)

2.3 Metode pemrograman
Metode pemrograman yang biasa digunakan dalam mesin-mesin CNC umumnya adalah metode Incremental dan metode Absolute.
1.      Metode Incremental
Suatu cara untuk mencapai tujuan, dimana setiap tempat/titik, dimana pahat berhenti dijadikan referensi untuk ukuran berikutnya. Prinsip gerakan incremental sebagaimana terlihat pada gambar 2.3






 







Gambar 2.3 Metode Incremental
2.      Metode Absolute
Suatu cara untuk mencapai tujuan, dimana satu tempat/titik dimana pahat mulai dijalankan dijadikan referensi. Hal ini berarti setiap pergerakan pahat dimulai dari suatu titik referensi baik untuk pemakanan maupun gerakan kosong tanpa pemakanan dan kembali ke titik tersebut. Prinsip gerakan metode absolute seperti terlihat pada gambar 2.4




 








                                          Gambar 2.4 Metode Absolute

2.4 Bahasa pemrograman

1. Pemrograman harga Incremental ( G91 )
            Seluruh penetapan ukuran dihitung incremental jika tidak diprogram dengan G90 atau G91 ( satatus mula-mula TU-2A ). Gambar 2.5 menggambarkan pemrograman harga incremental.

Gambar 2.5 pemrograman harga incremental

N
G
( M )
X
( I )
Z
( K )
F
(L) (T)
H
00
01
00
-3200
90

01
01
1000
-2000
90

02
00
-1000
5200


03
M30




Tabel 2.1 pemrograman harga Incremental

2, Pemrograman harga Absolute ( G90 )
            Dengan menggunakan kode pemrograman G90, berarti semua ukuran dihitung berdasarkan metoda Absolute. Koordinat aslinya adalah posisi aktual pahat. Bila kode G90 tidak didahului oleh G92, maka harga X dihitung sebagai ukuran diameter. G90 dibatalkan oleh G91. Berikut adalah gambar 2.6 pemrograman harga absolute.



 
Gambar 2.6 pemrograman harga absolute

N
G
(M)
X
(I)
Z
(K)
F
(T) (L)
H
00
90




01
00
2000
-900


02
01
2000
-2500
90

03
01
2200
-2600
90

04
00
3000
-2600


05
M30




Tabel 2.2 pemrograman harga absolute

3.Gerakan tanpa pemakanan ( G00 )
            Perintah program dengan fungsi G00 hanya digunakan untuk menggerakkan alat potong menuju titik koordinat tertentu tanpa ada proses pemakanan. Perintah G00 juga dikenal dengan perintah gerakan cepat tanpa pemakanan, karena kecepatan gerak fungsi G00 menggunakan kecepatan maksimum pada mesin yang tidak dapat diubah. Untuk itu setiap perintah G00 tidak pernah diikuti dengan kecepatan potong atau feeding (F).
Adapun bentuk format G00 adalah :
Ø  Gerakan lurus searah sumbu X ( N10 G00     X100   Z0 )
Ø  Gerakan lurus searah sumbu Z ( N10 G00      X0       Z100 )
Ø  Gerakan interpolasi (tirus) sumbu X,Z (N10  G00     X100   Z1000 )
4. Gerakan dengan pemakanan ( G01 )
            G01 adalah perintah gerakan lurus dengan penyayatan benda kerja. Karena perintah ini merupakan perintah penyayatan, maka setiap perintah G01 akan selalu diikuti oleh feeding (F).
Format umum G01 adalah :
Ø  Gerakan lurus searah sumbu X ( N10 G01    X100   Z0        F50 )
Ø  Gerakan lurus searah sumbu Z ( N10  G01     X0       Z100    F50 )
Ø  Gerakan interpolasi (tirus) sumbu X,Z ( N10  G01    X100   Z1000  F50 )

5. Siklus pembubutan memanjang ( Horizontal )
            Siklus pembubutan memanjang menggunakan perintah G84 untuk menyayat lurus dan berulang-ulang benda kerja,seperti terlihat pada gambar 2.7
Bentuk format umum G84 adalah :
N….G84         X-300              Z-2500                        F80      H100

Bentuk gerakan G84 adalah :










G01
 




G01
 


G01
 

 



           
 

Gambar 2.7 Siklus pembubutan memanjang
6.      Interpolasi lingkaran dengan G02
Interpolasi lingkaran searah jarum jam (G02) atau fillet cembung sebagaimana terlihat pada gambar 2.8












L2 = 2.828
L2= 2,83

 
 





Total panjang = 27
 



L1 = 2.236
L1= 2,24



Catatan :
Nilai L (L1 & L2) pada fillet cembung
boleh lebih, tidak boleh kurang.
 
 




Z01      = total panjang – L1 = 27 – 2,24 = 24,76
Z02      = total panjang – L2 = 27 – 2,83 = 24,27
Gambar 2.8 Interpolasi melingkar dengan G02

7.      Interpolasi lingkaran dengan (G03)
Interpolasi lingkaran berlawanan arah jarum jam ( G03 ) atau fillet cekung mengikuti gambar 2.8













2
 




L2 = 2,236
L1 = 2,23

 
 







L1 = 2,828
L1 = 2,82


Catatan :
Nilai L (L1&L2) pada fillet cekung harus kurang, tidak boleh lebih
 
 



Z04 = L1 + panjang = 2,82 + 11 = 13,82
Gambar 2.9 Interpolasi melingkar dengan G03
 
Z05 = L2 + panjang = 2,23 + 11 = 13,23

8.      Interpolasi lingkaran dengan parameter I,K
Karakteristik dari interpolasi dengan menggunakan parameter I,K seperti terlihat pada gambar 2.9


 





A ke B   N….        G03        X1000    Z-1000   F45
B ke C    N….        G03        X-200     Z-600     F45
                N….        M99       11000    K00
 

Z = 6
Gambar 2.10 Interpolasi lingkaran dengan parameter I,K

9.      Pemanggilan sub program ( G25 ) dan perintah kembali ke program utama M17
Setelah program sampai pada N11 diperintahkan memanggil sub program mulai baris N20 dengan 025 pada 120. Setelah program sampai pada N22 ketemu M17, maka program diperintahkan kembali ke program utama pada nomor blok selanjutnya, yaitu nomor blok N12. Perjalanan program akan berhenti setelah sampai pada M30.
N10     G01     X…     Z…      F…
N11     G25                 L20
N12     G00     X…     Z…
N13     G01     X…     Z…      F…
N14     G00     X…     Z…
N15     M05
N16     M30
N17
N18
N19
N20     G01     X…     Z…      F…
N21     G01     X…     Z…      F…
N22     M17


10.  Perintah melompat (G27)
Dengan perintah ini kita dapat melompat maju atau mundur dalam program sekehendak  hati. Di addres L… kita dapat menentukan memerintahkan mesin untuk melompat pada nomor blok yang kita tuju.
Contoh progrsm :
N11
N30
N31
N35     G27     L11
            Pada blok N10, program diperintahkan untuk melompat ke blok program N30 melalui perintah G27            L30. Setelah program N30 sampai N35 secara berurutan di eksekusi, di blok program N35 diperintahkan untuk balik ke blok program N11 melalui perintah G27  L11.

11.  Siklus penguliran (G78)
Siklus penyayatan ulir dengan menggunakan G78, dimana mesin akan melaksanakan pemotongan ulir secara siklus dengan selesai tergantung dari nilai X Z dengan kedalaman dan kisar gambar 2.10

30
 
Format : N….G78       X… Z… K… H...









X,Z = koordinat titik yang ditempuh
    K = kisar ulir dalam 1/100
    H = kedalaman pemotongan dalam 1/100           mm

 




 









Gambar 2.11 Siklus penyayatan ulir dengan (G78)
Format umum :
N00     M03
NO1    G78     X-92
N02     M30
Z-270  K150   H20
            Untuk catatan, pengaturan kecepatan putaran mesin sesuai kisar ulir yang dibuat mengacu pada tabel 2.3 kisar ulir dengan putaran mesin.

Tabel 2.3 Hubungan ulir dengan putaran mesin
Kisar Ulir (mm)
Putaran (rpm)
0,00 – 0,5
0.5 – 1
1 – 1,5
1,5 – 2
2 – 3
3  – 4
4 – 4,99
950
500
320
250
170
120
100

Tabel 2.4 Hubungan kisar ulir dengan tinggi ulir
KISAR ULIR
P =….mm
TINGGI ULIR
H =….mm
Keterangan
0,5
0,6
0,7
0,75
0,8
1
1,25
15
1.75
2
2,25
2,5
2,75
0,307
0,368
0,429
0,460
0,491
0,613
0,767
1,074
1,227
0,380
1,5341
1,687
1,840


Rumus Tinggi Ulir
h = 0.61.343.P

Tabel 2.5 Hubungan diameter benda kerja dengan kisar ulir

Diameter
Kisar Ulir
3
4
5
6
8
10
12
16
20
0,5
0,7
0,8
1,0
1,25
1,5
1,75
2,0
2,5




BAB III
METODOLOGI PRAKTIKUM
38
 
3.1 Gambar kerja


 





Gambar 3.1 Gambar kerja

3.2 Perhitungan fillet
 = 2,82
 = 2.23

 
1. Fillet cekung r = 3
R3
 













 






 
 
 = 2,83

 
 = 2,24

 
2. Fillet cembung r = 3


 



·         Text Box: Z = panjang L + panjang sebelum radius Rumus cekung



Z1 = 2,82 + 3
      = 5,82
Z2 = 2,23 + 3
      = 5,23
Z3 = 3




 
 
L1 = 2.82
L2 = 2,23
L3 = 0




·         Text Box: Z = panjang total - LRumus cembung



Z1 = 39 – 2,24 = 37,75
Z2 = 39 – 2,83 = 37,17
Z3 = 39 – 3       = 37
 
 
L1 = 2,24
L2 = 2,83
L3 = 3


3.3 Metode pemrograman
1. Pengertian pemrograman
Untuk melaksanakan perintah jalannya alat potong guna mencapai tujuan yang diinginkan diperlukan pemrograman. Pengertian pemrograman adalah suatu urutan perintah yang disusun secara rinci setiap blok untuk memberikan masukan mesin perkakas CNC tentang apa yang harus dikerjakan.
Metode pemrograman yang biasa digunakan dalam pemesinan CNC adalah :
·               Metode inkremental
Adalah suatu metode pemrograman dimana pahat berhenti disitulah titik nol, titik referensi pahat yang berubah-ubah.

·               Metode absolut
                Adalah  suatu metode pemrograman dimana titik referensinya tetap, yaitu titik pertama dimulainya pemrogaraman, titik itulah yang dijadikan referensi.


           
BAB IV
PEMBUATAN PRODUK

4.1 Perhitungan Parameter pemesinan
Diameter benda kerja = 22
Mata pahat karbida     = 45
 
         Parameter pemesinan adalah :
   

4.2 Referensi pahat
         Referensi pahat adalah jarak aman suatu benda kerja yaitu :
Jaraka aman ( X,Z ) = (-1,-1) terhadap benda kerja.


4.3 Listing program benda kerja
Tabel 4.1 Hasil listing program benda uji
Diasumsikan diameter dari benda kerja adalah 22 mm
N
G
X
Z
F
H
00
M03




01
84
-100
-3900
40
00
02
84
-200
-3900
40
00
03
84
-300
-3900
40
00
04
84
-400
-1100
40
00
05
84
-500
-930
40
00
06
84
-600
-900
40
00
07
01
-300
00
40

08
01
00
-1300
40

09
01
00
00
40

10
01
-100
-900
40

11
01
100
900
40

12
01
-200
-900
40

13
01
200
900
40

14
01
-300
-900
40

15
01
300
00
40

16
84
-100
-582
40
00
17
84
-200
-523
40
00
18
84
-300
-300
40
00
19
01
00
-800
40

20
01
-100
-900
40

21
01
100
900
40

22
01
-200
-900
40

23
01
200
900
40

24
01
-300
-900
40

25
01
300
900
40

26
00
00
3900
40

27
84
-400
-600
40
00
28
84
-500
-400
40
00
29
84
-600
-100
40
00
30
01
-600
00
40

31
01
300
-900
40

32
03
200
-200
40

33
01
100
00
40

34
01
00
-200
40

35
01
-300
-1200
40

36
02
300
-300
40

37
01
300
3000
40

38
M30













4.4 Gambar print



Gambar 4.1 Hasil gambar print

BAB V
KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
Dalam perkembangannya, proses permesinan dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan menggunakan mesin konvensional atau mesin non konvensional. Penggunaan mesin konvensional mutlak membutuhkan keterampilan manual dari operatornya, oleh karena itu biasa disebut mesin “konvensional”. Contoh dari mesin konvensional adalah mesin bubut, mesin frais dan sebagainya. Sementara itu, mesin non konvensional atau biasa disebut mesin CNC (Computer Numerically Controlled) tidak sepenuhnya membutuhkan keterampilan manual dari operator.
Dalam melakukan proses pemesinan, operator hanya perlu memasukkan kode-kode tertentu sebagai instruksi. Mesin CNC ini dibagi menjadi dua jenis, mesin CNC TU-2A, yaitu mesin CNC yang arah gerak pahatnya pada arah dua sumbu koordinat (x dan z) atau biasa dikenal mesin bubut CNC, Masing-masing mesin tersebut, baik mesin konvensional maupun mesin non konvensional (CNC), memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Mana yang lebih baik, tergantung dari tujuan pemakaian dan prinsip produksi. Jika ingin melakukan produksi misal dengan waktu yang cepat maka mesin non konvensional merupakan pilihan yang paling tepat. Namun, jika volume produksi sedikit lebih baik menggunakan mesin konvensional agar menghemat biaya produksi.










DAFTAR PUSTAKA

JOBSHEET PRAKTIKUM NC PROGRAMING 1. Politeknik Negeri Lhokseumawe. 2012.
Situs : TEKNIK-MESIN1: ( Pemrograman Mesin CNC ).