BAB IIIMESIN-MESIN CNC

1. Pengantar. Selama manusia bekerja dengan logarn-logam, maka ia terus mencari cara-cara dan proses-proses untuk memperbaiki pekerjaan itu. Kita membedakan berturut-turut empat fase dalam perkembangan pekerjaan logam :

a. Penggunaan kekuatan ototb. Pemanfaatan sumber kekuatanc. Peningkatan kemampuan dengan cara-cara kemudi (kendali)d. Peningkatan kemampuan dengan penambahan 'kecerdasan'.

2. Sementara ini, perkembangan telah berjalan mulai dari fase ketiga, di mana gerakan bagian-bagian mesin telah dilakukan dengan penomoran dan pengemudian nomor-nomor itu. Namun, perkembangan ke arah fase empat segera menyusul (ialah dengan penambahan dengan kecerdasan buatan). Yang dimaksudkan dengan cara mengemudikan mesin adalah memberikan semua informasi kepada mesin untuk dapat menghasilkan produk atau hasil-hasil tertentu. Pada pekerjaan dengan mesin konvensional, maka informasi diberikan dengan memutar roda-tangan atau mengubah sakelar. Juru mesin mengambil informasi itu dari gambar-gambar serta tabel-tabel dan memeriksa gerak perubahan mesin itu dengan pertolongan pembagian skala. Pada mesin CNC (Computerized Numerical Control) kode-kode dilakukan dengan cara kendali terpadu dan perintah-perintah diterjemahkan secara jelas bagi mesin itu.

Gambar 3.1 fungsi mesin CNC

Mengemudikan kode-nomor NC (Numerical Control)

3. Mengemudikan kode-nomor (atau NC, kependekan dari numerical control dalarn bahasa Inggrisnya). Kendali NC untuk pertama kalinya digunakan dalarn tahun 1952 di Amerika Serikat. Mengemudikan NC dilakukan dengan pertolongan angka-angka dan huruf-huruf. Suatu peralatan elektronika menerjemahkan sifat-sifat yang diberikan dalam perintah-perintah dan meneliti pula apakah mesin benar-benar mengerjakannya dengan baik. Pemindahan-pemindahan eretan mesin yang dikehendaki diberikan dalarn bentuk koordinat-koordinat dan perintah-perintah lainnya dengan pertolongan kode-kode yang telah disepakati.

CNC (Computerized Numerical Control)

4. Berkat perkembangan teknologi semikonduktor, maka perkembangan sistem-sistem otomatik berkembang pesat. Karena sistem kendali dengan penomoran generasi pertama dilakukan dengan tabung-tabung elektron. Maka penggunaannya terbatas sampai beberapa proses-proses saja, karena tingginya biaya (misalnya profil-profil sayap dalarn pembuatan pesawat terbang). Dengan penemuan semikonduktor, maka biaya bisa ditekan lebih rendah sehingga teknologi numerical control kemudian bisa dipakai juga dalam pembuatan produk yang tidak begitu rumit. Perkembangan berikutnya, cara-cara kendali dengan menggunakan rangkaian terpadu (Integrated Circuit /IC).

5. Cara kendali ini dirancang dengan cara hard-wire logic (mengemudikan dengan jalur/kawat tetap), disebabkan karena semua fungsi dalam jalur/kawat. Program benda kerja dapat terbaca pada sebuah pita berlubang. Pada tahun tujuhpuluhan dihasilkan kendali CNC yang pertama. Cara kendali dilakukan dengan komputer. Program benda kerja yang berisi informasi kendali itu dapat diubah dan disimpan. Cara kendali berbasis komputer itu tahun demi tahun berkembang pesat karena kemudahannya bagi pemakai. Dengan demikian, penggunaan CNC meningkat pesat.

Mengapa menggunakan CNC?

6. Sebelum kita dapat menjawab pertanyaan itu, maka kita harus menyebut dahulu beberapa kendala yang membatasi pekerjaan kita dengan mesin konvensional :

a. Untuk pembuatan suatu produk, sering harus dilakukan penyetelan-penyetelan yang memakan banyak waktu.

b. Merealisir bentuk kontur gabungan hanya mungkin dengan pertolongan mal-mal khusus.

c. Kualitas produk yang dihasilkan sangat tergantung Pelayanan. Kualitas harus terus-menerus diperiksa (cek ulang)

Proses Produksi Majoring Aeronautika

22

Kegunaan dari Mesin CNC

7. Kegunaan dari mesin CNC, antara lain :

a. Penurunan biaya. Biaya upah yang tinggi dan rendahnya jam kerja produktif per tahun memaksa untuk melakukan otomasi. Karena tingginya harga pembelian dari mesin CNC, maka diperlukan tugas beregu dengan bergilir untuk melayani mesin itu.

b. Perbaikan produksi. Pada mesin konvensional, jam kerja mesin yang digunakan sering hanya 20%- 30% untuk pembentukan produk itu. Sisa waktu yang sebanyak 80% itu digunakan dalam mengatur posisi, mengubah sakelar, menukar peralatan, memasang benda kerja, membersihkan geram dan sebagainya. Penghematan waktu yang banyak dapat diperoleh dengan membaca gambarnya. Pada penggunaan mesin CNC hanya diperlukan satu kali, ialah pada waktu membuat programnya. Juga, pengaturan posisi pada mesin CNC dapat dilaksanakan dengan jauh lebih cepat; CNC sanggup bekerja dengan cepat (secepat 30 meter per menit bila perlu, atau 2 mm saja) pada permukaan benda kerja.

c. Perbaikan kualitas. Waktu proses produksi, kesalahan-kesalahan manusia dibatasi sampai suatu minimal clan karenanya menimbulkan kualitas produk yang konstan atau amat sedikit yang mengalami kesalahan hingga harus diulang). Pada gambar 3.2(a) ditunjukkan lengkung kualitas untuk produksi konvensional. Gambar 3.2(b) menunjukkan lengkung kualitas untuk mesin CNC. Bentangan lengkung 02 ialah lebih kecil. Dari sini, tampak bahwa kualitas tinggi tidak begitu dipentingkan, baik seperti kualitas yang konstan. Banyaknya ukuran penelitian untuk itu dapat direduksi sehingga biaya bisa ditekan serendah mungkin.

d. Waktu perjalanan yang singkat. Dengan pengerjaan-pengerjaan terpadu, dimungkinkan untuk membuat produk-produk yang kompleks dalam satu kali pemasangan saja. Selain iiu, pada mesin bubut dengan peralatan-peralatan gerak dan gesernya dapat melakukan pengerjaan-pengerjaan frais atau, sebaliknya, mesin frais dapat melaksanakan pengerjaan-pengerjaan bubut (mengkoter dan mengefrais ulir-sekerup).

e. Perluasan paket produksi. Peningkatan jumlah produksi yang amat banyak, tak mungkin dilaksanakan tanpa mesin-mesin CNC. Juga, untuk bentuk produk-produk yang kompieks. Gambar 3.3 memperlihatkan keuntungan dan kerugian penggunaan mesin-mesin CNC.

f. Perkembangan harga. Perbandingan harga antara mesin CNC dan mesin konvensional pada periode-periode awal (dahulu mendekati 6:1. Kini, perbandingan itu kian kecil hingga mencapai 2:1 Adalah tidak tertutup kemungkinan bahwa suatu saat harga kedua jenis mesin itu akan sama saja.

Proses Produksi Majoring Aeronautika

23

Gambar 3.2 Lengkung Kualitas

Proses Produksi Majoring Aeronautika

24

Gambar 3.3 Untung rugi mesin-mesin CNC

Penempatan mesin CNC

8. Mesin CNC dapat digunakan dalam setiap proses di mana jalan yang dapat diprogram harus dicatat bebas. Pada pertimbangan untuk pembelian sebuah mesin CNC kita terbentur pada bermacam-macam problema, apalagi bila kita baru membelinya untuk pertama kalinya. Di samping problema pemilihan mesinnya sendiri, masalah tenaga kerja (yang ada kemungkinan terkena ancaman) juga harus diperhatikan benar.

9. Sebelum kita beralih sampai pembelian mesin CNC, pertama-tama kita akan harus menentukan beberapa hal, seperti :

a. produk-produk yang bagaimana yang dianggap layakb. jumlah seric. organisasi peralatan pemotongd. organisasi alat-alat pemasange. pengerjaan-pengerjaan yang bagaimana harus dilakukanf. dapatkah seorang pekerja melayani beberapa mesin sekaligusg. bagaimanakah kemampuan memrogram mesin.h. aspek-aspek kepegawaian (antara lain pendidikan para operator)i. apakah garis-garis masuk dan keluarnya produk-produk itu diperhitungkan

pada suatu aliran barang-barang yang cepatj. adakah kemungkinan-kemungkinan untuk melakukan pekerjaan dalam

regu-reguk. kalau perlu keterpaduan dengan CAD/CAM.

10 Pada penggunaan mesin-mesin CNC kita mempunyai hubungannya teknis produksi dengan aspek-aspek sebagai berikut :

a. metoda produksinyab. produknyac. jumlah seri dan faktor pengulang.

Metoda produksi

11. Adalah menarik perhatian bahwa mesin-mesin CNC untuk pengerjaan tertentu tampak amat sering digunakan. Penggunaan mesin bubut CNC yang luas dapat diterangkan karena kecepatan produksinya yang tinggi, waktu gerak samping yang cepat dan derajat ketelitian yang amat tinggi. Salah satu sebab penggunaan mesin-mesin CNC makin populer terutama karena kecepatan produksinya yang tinggi. Hal ini dicapai karena pertukaran piranti yang dilakukan dengan otomatis, dan keuntungan lainnya yakni kenyataan bahwa berbagai pengerjaan dapat dilakukan dengan satu kali pemuatan benda kerja dan (sekaligus) pirantinya. Tentunya, hal ini akan mengurangi waktu proses dengan amat berarti.

Proses Produksi Majoring Aeronautika

25

Produk (hasil benda-kerja)

12. Suatu 'peraturan umum' yang berlaku dalam penggunaan CNC adalah bahwa semakin suku-bagian itu bertambah kompleks, maka pengerjaan dengan CNC akan semakin meningkat manfaatnya. Yang kita maksudkan dengan 'kompleks' (atau rumit) adalah: banyaknya informasi ukuran-ukuran untuk benda-kerja dalam unsur-unsur bentuk seperti alur, pembulatan, kemiringan dan toleransinya. Karena ketelitian mesin CNC yang tinggi, maka untuk produk-produk di mana syarat-syarat ketelitian yang tinggi diperlukan mesin CNC amat cocok , bahkan bisa mereduksi biaya yang mahal.

13. Pelaksanaan bentuk-bentuk kompleks dan pola-pola lubang yang rumit, dengan mesin-mesin konvensional memerlukan penggunaan copy secara berturut-turut dan mengemal bor berulang-ulang. Biaya bekerja dengan mesin semacam itu bahkan bisa beriipat-lipat biia dibandingkan dengan menggunakan program CNC. Produk-produk dengan banyak pengerjaan membutuhkan banyak macam perkakas. Pada mesin-mesin CNC berbagai piranti dapat ditukar secara otomatis, sehingga mengurangi waktu- waktu geser.

Jumlah seri

14. Jumlah seri dan mengulanginya mempunyai banyak pengaruh pada pilihan 'ya' atau `tidaknya' pembelian CNC dan jenis-jenis cara kendalinya. Pada jumlah seri yang sangat besar, misalnya 100.000 buah dan lebih, maka mesin setengah otomatis atau otomasi penuh adalah jawaban sesuai. Pada pembuatan benda-kerja tunggal mesin CNC tentunya tidak begitu cocok Mesin CNC juga bisa dipertimbangkan bila harus ada pekerjaan bentuk yang sangat kompleks dan/atau ketelitian yang lain, jika terdapat seri-seri serupa yang dapat dibentuk dalam kelompok-keiompok keluarga secara teknologi terhadap suku bagian suku bagian. Dalam banyak keadaan, kesulitan karena jumlah seri yang sedikit masih bisa dihindari dengan program CNC dan program kerja yang baik.

15. Gambar 3.4 menunjukkan di mana dan kapan mesin CNC dengan hasil memuaskan dapat ditempatkan (pada kenyataannya pertimbangan manufaktur semakin hari semakin dekat kepada pemilihan CNC). Bahwa posisi mesin CNC tiap tahunnya kian meningkat, tampaknya disebabkan pula oleh faktor perkembangan harga dan peningkatan kenyamanan pemakaiannya.

16. Sekarang terdapat dalam perdagangan antara lain mesin-mesin dengan kendali sebagai berikut :

a. mesin bubutb. mesin fraisc. mesin bord. mesin gerinde. mesin koter (peluas)f. mesin gergajig. mesin erosi Jetusan api clan mesin kawat;

Proses Produksi Majoring Aeronautika

26

Gambar 4.4 kualitas ketelitian

Susunan mesin CNC

17. Untuk dapat memenuhi syarat-syarat ketelitian dan waktu-waktu peredaran yang cepat, maka pada tahun-tahun ini, terjadi penjangkauan perubahan mesin-mesin, terutama penggeraknya dan penentuan posisi eretan-eretannya.

Proses Produksi Majoring Aeronautika

27

Gambar 3.5 mesin-mesin konvensional dan CNC

Pada gambar 3.6. Mesin milling dengan tooling magazine yang dapat dipendekkan

Proses Produksi Majoring Aeronautika

28

18. Juga, mesin-mesin bubut di berbagai tempat telah mengalami perubahan. Hal ini tidaklah hanya pada bentuknya, lihat garnbar 3.6, tetapi juga untuk tempat dan pemasangan pusisi piranti-piranti. .

19. Piranti-piranti itu itu biasanya dipasang daiam pemegang piranti yang dapat berputar (turret) lihat gambar 3.6. Penggerak eretan-eretan tidak dilakukan melalui roda-roda gigi lagi seperti dahulu, tetapi tiap eretan mempunyai motor penggerak sendiri. Apa yang masih terdapat ialah kemungkinan perpindahan eretan yang tergantung pada poros-induknya, hal ini berhubungan dengan proses bergeraknya setiap putaran. Hail-hal lainnya terutama pada piranti-piranti dan rangkaian elektronikanya.

Latihan Soal:

1. Apakah yang dimaksud dengan cara kendali mesin?

2. Apakah hubungannya teknologi semikonduktor CNC ?

3. Sebutkan lima keuntungan mesin CNC.

4. Faktor-faktor apakah yang menyebabkan popularitas mesin CNC meningkat ?

5. Apa sajakah yang terjadi dalam sejarah mesin CNC sejak mesin-mesinkonvensianal.

Proses Produksi Majoring Aeronautika

29