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.
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 :
|
|||||||
|
|
||||||
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
|
|
L1
= 2.236
L1= 2,24
|
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
|
||||||||
|
L1
= 2,828
L1
= 2,82
|
Z04 = L1 + panjang = 2,82 + 11 = 13,82
|
8.
Interpolasi
lingkaran dengan parameter I,K
Karakteristik dari interpolasi dengan menggunakan
parameter I,K seperti terlihat pada gambar 2.9
|
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
|
|
|||||
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
|
Gambar
3.1 Gambar kerja
3.2 Perhitungan fillet
|
|
|
|
|
·
Rumus cekung
|
L1 = 2.82
L2 = 2,23
L3 = 0
·
Rumus cembung
|
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
|
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 ).
No comments:
Post a Comment