CNC Lengkap

7/21/2019 CNC Lengkap

1/68

0

Teori Dasar

Mesin Freis CNC(Computer Numerical Control Milling Machine)

Laboratorium Teknik Mesin

JURUSAN TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS GUNADARMA2011


2/68

1

Bab

1

PENDAHULUAN

Manufakturing adalah kegiatan yang merubah bahan baku menjadi suatu

produk akhir yang mempunyai nilai tambah. Memilih proses manufaktur untuk merubah

bahan baku menjadi suatu part akhir yang memiliki spesifikasi khusus didasarkan pada

kecocokkan antara rancangan produk dengan kemampuan proses manufaktur.

Perancangan suatu proses biasanya memerlukan pengalaman, sehingga nantinya

dapat menghasilkan suatu produk akhir yang baik. Pengalaman merupakan suatu hal

yang diperhitungkan, namun dalam hal ini suatu perencanaan proses berdasarkan

pengalaman memiliki kekurangan, antara lain :

1. Membutuhkan waktu yang panjang.

2. Hanya menunjukkan pengetahuan terapan bukan eksak.

3. Tidak dapat langsung diterapkan pada suatu sistem atau proses baru.

Karena masalah tersebut, maka perlu untuk mempergunakan cara yang lain

untuk menunjukkan kemampuan proses yang dimiliki dan hal itu dapat kita lakukan

dengan menggunakan sistem komputer. Selain itu permintaan pasar akan produk-produk

berkualitas secara langsung menjadi pendorong teknologi manufaktur pada industri

permesinan berkembang demikian pesat. Pemasaran produk industri permesinan yang

sangat kompetitif membawa dampak pada penciptaan perangkat yang dapat mendukung

upaya perluasan otomatisasi proses produksi. Fenomena ini tampak pada industri

pemesinan yang mengadopsi perangkat manufaktur untuk dapat dioperasikan membuat

mesin yang mampu mengulangi suatu operasi mekanik tertentu secara berkesinambung-

an/secara otomatis.

Awal lahirnya mesin NC (Numerically Controlled) bermula tahun 1948 yang

dikembangkan oleh John Pearseon ilmuwan di MIT (Massachussetts Institute of

Technology) mulai bekerja pada proyek yang disponsori Angkatan Udara Amerika Serikat

untuk mengembangkan kontrol komputer pada mesin perkakas. Hal ini diperlukan untuk


3/68

2

dapat memproduksi suku cadang yang lebih kompleks dan dibutuhkan oleh pesawat

terbang modern. Suku cadang, walaupun nampaknya sederhana jika ditinjau dari sudut

pandang matematik, tetapi sulit untuk diproduksi (manufaktur) oleh mesin perkakas yang

menggunakan kontrol manual.

Pada awal otomatisasi, mesin-mesin perkakas beroperasi dengan menggunakan

mekanisme kontrol yang masih primitif. Mesin-mesin tersebut dikendalikan oleh peralatan

mekanik. Untuk membuat sebuah kontur, benda kerja dipasang pada piringan CAM yang

kemudian difrais, dan pengerjaan ini dilakukan beberapa kali tanpa ada alat kontrol

tambahan sehingga menjadi benda kerja yang baru dengan bentuk kontur yang

diinginkan. Alat-alat kontrol mekanis mempunyai beberapa kerugian, yaitu :

Waktu ganti pahat potong cukup lama ;

Cara set-upyang terbatas dan ;

Sistem kurang f leksibel

Untuk mengatasi kekurangan alat-alat kontrol mekanis tersebut, maka

dikembangkan suatu sistem komputer yang disebut NC (Numerically Controlled). Di

dalam Buku Proses Pemesinan (Taufiq Rochim, 1994) Numerically Controlled

diterjemahkan menjadi Kontrol Numerik. Sesuai dengan namanya, NumericallyControlled

(NC), adalah suatu sistem yang fungsi bekerjanya mengendalikan, mengontrol, atau

mengatur kerja operasional (pengoperasian) suatu peralatan/ mesin yang dikendalikan

dengan angka-angka. Konsep ini dikembangkan oleh Amerika Serikat yang terdiri dari

pengendalian gerakan mesin perkakas oleh kombinasi angka-angka sebagai data

masukan.

Semula perangkat mesin NC memerlukan biaya yang tinggi dan volume unit

pengendali yang besar. Hal ini menyebabkan harga mesin NC masih sangat mahal

sehingga masih sedikit perusahaan yang mempunyai keberanian dalam mempelopori

investasi dalam teknologi ini. Tetapi pada tahun 1975 produksi mesin NC mulai

berkembang pesat ini dipacu oleh perkembangan mikroprosesor, sehingga volume unit

pengendali dapat lebih ringkas dan komputer dapat diaplikasikan ke dalam mesin-mesin

perkakas.

Hasil perpaduan teknologi komputer dan teknologi mekanik inilah yang selanjutnya

dinamakan CNC (Computer Numerically Controlled), seperti mesin perkakas CNC. CNC

adalah sebuah sistem NC yang di dalamnya terdapat sistem komputer. Sistem

pengoperasian CNC menggunakan program yang dikontrol langsung oleh komputer.


4/68

3

Secara umum konstruksi mesin perkakas CNC dan sistem kerjanya adalah sinkronisasi

antara komputer dan mekaniknya. Jika dibandingkan dengan mesin perkakas

konvensional yang setaraf dan sejenis, mesin perkakas CNC lebih unggul baik dari segi

ketelitian (accurate), ketepatan (precision), fleksibilitas, dan kapasitas produksi.

Mesin CNC tingkat dasar yang ada pada saat ini dibagi menjadi dua kelompok,

yaitu Mesin CNC dua aksis (Two Axis) dan Mesin CNC tiga aksis (Three Axis). Dari segi

jenisnya mesin perkakas CNC dapat dibagi menjadi tiga jenis, antara lain :

1. Mesin CNC 2A yaitu mesin CNC 2 aksis, karena gerak pahatnya hanya pada arah dua

sumbu koordinat (aksis) yaitu X, dan Z, atau dikenal dengan mesin bubut CNC (Lathe

Machine).

2. Mesin CNC 3A, yaitu mesin CNC 3 aksis atau mesin yang memiliki gerakan sumbu

utama ke arah sumbu koordinat X, Y, dan Z, atau dikenal dengan mesin frais CNC

(Milling Machine).

3. Mesin CNC kombinasi (arbeitscentrum), yaitu mesin CNC bubut dan frais yang

dilengkapi dengan peralatan pengukuran sehingga dapat melakukan pengontrolan

kualitas benda kerja yang dihasilkan. Mesin CNC pada umumnya berupa mesin CNC

bubut dan mesin CNC frais.

Dewasa ini penggunaan mesin CNC hampir terdapat di segala bidang. Dari bidang

pendidikan dan riset yang mempergunakan alat-alat demikian dihasilkan berbagai hasil

penelitian yang bermanfaat yang tidak terasa sudah banyak digunakan dalam kehidupan

sehari-hari masyarakat banyak.

Pada perkembangannya CNC banyak diaplikasikan pada berbagai jenis mesin,

seperti mesin perkakas, mesin las, mesin las potong, mesin las titik, dan sebagainya.

Suatu mesin yang telah dilengkapi dengan sistem CNC, disebut mesin CNC, misalnya

mesin bubut CNC (CNC turning), mesin frais CNC (CNC milling).

Gambar 1.1. Mesin Bubut CNC


5/68

4

Gambar 1.2. Mesin Frais CNC

Gambar 1.3. Robot

Gambar 1.4. Wire EDM Machine


6/68

5

Bab

2

OPERASI MESIN FRAIS CNC

Pada dasarnya pengoperasian mesin frais konvensional sama dengan mesin frais

CNC, akan tetapi perbedaan terletak pada sistem kontrol yang mengambil alih semua

fungsi-fungsi operator yang harus dilakukan pada mesin kontrol manual. Komponen

mesin yang bergerak lurus (eretan mesin) dan bagian yang berputar dilengkapi oleh

motor. Sumbu linier mesin didapatkan dari gerakan rotasi motor yang diubah menjadi

gerakan linier oleh mur dan baut transversal. Sebelum mesin dioperasikan, kontrol harus

menginstruksikan apa saja yang harus dilakukan oleh mesin dan ini dapat dilakukan

dengan membuat program untuk sistem kontrol.

Gambar 2.1.Mesin frais konvensional dan mesin frais CNC

Sistem kontrol membaca instruksi-instruksi yang terdapat pada program dan

instruksi tersebut dijalankan langkah demi langkah berdasarkan urutan pekerjaan yang

disusun dalam program. Pekerjaan dilakukan oleh mesin terhadap benda kerja dijalan-

kan berdasarkan program yang telah dibuat, sehingga dapat menyesuaikan dimensi yang


7/68

6

telah ditetapkan dalam program. Dalam menjalankan program ini, sistem kontrol

dihubungkan dengan mesin frais yang dapat menerima data dan berisi perintah yang

terdapat dalam program tersebut.

Sistem kontrol memberikan sinyal elektrik untuk menggerakkan pahat atau benda

kerja. Sinyal-sinyal ini di perkuat oleh penguat sinyal elektrik (amplifier) dan diteruskan ke

motor yang terletak pada sumbu yang sesuai untuk menggerakkan eretan mesin. Sistem

kontrol harus mengetahui kecepatan pemotongan dan posisi yang diinginkan dari setiap

gerakan. Operator dapat melihat pahatnya dan mengetahui seberapa jauh eretan mesin

telah dapat digerakkan.

Sistem kontrol tidak mengetahui seberapa jauh eretan mesin telah digerakkan.

Supaya sistem kontrol mengetahui seberapa jauh pahat telah digerakkan, maka disetiapsumbu eretan dipasang peralatan sistem pengukuran yang mentransmisikan sinyal

elektrik ke unit kontrol yang kemudian dihitung jarak lintasan dan seterusnya dicocokkan

dengan instruksi yang diberikan.

2.1. Kontro l Posisi .

Sistem kontrol membandingkan sinyal posisi dengan titik referensi yang sudah

diprogramkan dan akan meneruskan perintah gerakan yang sesuai dengan instruksi

dalam program tersebut. Sistem lingkaran tertutup pada kontrol posisi atau disebut juga

lingkaran kontrol posis terdiri dari peralatan pengukur, pembanding atau komparator dan

motor.

Gambar 2.2.Pendeteksian posisi secara tidak langsung

Perbandingan antara posisi sebenarnya dari titik referensi dengan hasil perintah

kontrol memberikan sedikit perbedaan karena membutuhkan sangat sedikit waktu untuk

mesin meluncur atau berputar, sehingga memberikan jarak beberapa mikron atau be-

berapa seperseribu derajat. Sesaat setelah sistem kontrol menerima pesan dari sistem


8/68

7

pengukuran, eretan mesin telah bergerak 0,001 mm atau 0,0010, kemudian mesin

melanjutkan pemeriksaan kontrol posisi yang lain.

Sistem kontrol posisi dapat juga digunakan untuk menahan eretan (luncuran

mesin) pada suatu posisi tanpa penjepit mekanik. Unit kontrol dapat mengendalikan

sampai lima sumbu secara serentak dan menentukan dengan tepat posisi dari luncuran

mesin atau unit yang bersangkutan dan memperbaikinya jika diperlukan. Gambaran ini

dapat digunakan untuk mendapatkan lintasan pemotong dalam 3 dimensi, helikal atau

bahkan permukaan 3 dimensi bebas.

2.2. Kontrol Makan.

Sesuai dengan program kecepatan makan atau penyayatan benda kerja, sistem

kontrol meneruskan sinyal digital untuk menggerakkan penguat yang akan mengirim

sinyal analog ke motor makan. Setiap motor akan dilengkapi dengan tacho-generator

yang mengukur kecepatan makan dan memberi sinyal kecepatan motor yang sebenar-

nya ke amplifier yang selanjutnya menggunakan sinyal ini untuk mengenali kecepatan

makan yang sebenarnya dan kemudian dibandingkan dengan kecepatan makan yang

telah diprogram.

Jika terjadi kasus penyimpangan, sinyal elektrik diberikan ke amplifier untuk

mempercepat atau memperlambat motor. Proses ini disebut lingkaran kontrol makan.

2.3. Kontrol Lainnya.

Seperti telah diketahui, sistem kontrol membantu operator menggerakkan mesin

dengan gerakan horisontal atau vertikal serta memutar unit berputar.

Sebagai tambahan pada fungsi posisi, sistem kontrol juga mengendalikan peng-

gantian pahat otomatis atau penggantian sistem palet. Ketika pahat yang telah diganti

oleh alat potong yang lain, atau benda kerja yang baru telah dipindahkan ke mesin yang

lain sehingga proses ini dapat dibaca pada program sistem kontrol.Fungsi lain dari sistem kontrol yaitu manajemen program. Sistem kontrol

menyimpan program-program eksekusi pekerjaan mesin pada memorinya. Program

manajemen menempatkan berbagai macam file pada setiap program, dimana data

program yang berhubungan dengan fungsi masing-masing komponen mesin disimpan

didalam memori sistem kontrol, misalnya data pahat yang berupa subroutin dan

parameter. Bila diminta sistem kontrol dapat mendaftarkan semua program menurut

namanya dan mengklasifikasikan file-file milik program-program tertentu.


9/68

8

2.4. Konfigurasi dalam s istem kont rol.

Unit kontrol merupakan penghubung antara manusia dan mesin. Prinsip operasi

Mesin Kontrol Numerik (CNC) adalah sama dengan mesin kontrol manual. Contoh tipikal

operasi ini adalah pada gerakan luncur mesin, penggantian pahat dan lain-lain.

Untuk memastikan pengoperasian Mesin Kontrol Numerik beberapa persyaratan

harus dipenuhi, karena sistem kontrol harus mengetahui bagaimana cara memproses

benda kerja. Sehingga perlu data-data antara lain :

a. Data geometrik benda kerja.

b. Data teknologi pemrosesan.

Informasi ini harus disesuaikan oleh operator dalam bentuk program. Sebaliknya

semakin canggih sistem kontrol, semakin tinggi permintaan oleh pengguna (user) jika

sistem kontrol akan dimanfaatkan pada kapasitas penuh. Konfigurasi dalam sistem

kontrol ini dari 4 bagian utama yaitu:

1. Memori Program.

Merupakan tempat dimana sistem kontrol menyimpan semua program termasuk files

kepunyaan setiap program.

2. Memori Utama.

Program yang akan dipakai untuk bekerja harus dimuat ke program utama. Hal ini

dilakukan dengan memanggil program dari memori program.

3. Unit Proses Kontrol.

Di sini komputer melakukan semua perhitungan, contoh : interpolasi untuk meng-

hitung alur pahat.

4. Unit Masukan / Keluaran Internal.

Unit ini menghubungkan sistem kontrol dengan kabinet kontrol, layar video dan

papan ketik dan bertanggung jawab untuk pertukaran data.

2.5. Komponen utama CNC.

Sistem kontrol mesin CNC dapat dibedakan menjadi 3 kelompok utama yang

terdiri dari :

1. Perangkat Keras yang terdiri dari layar monitor, papan ketik elektronik, dll.

2. Perangkat Lunak CNC yang menentukan langkah perhitungan, data yang harus

disimpan, layar yang harus ditampilkan.


10/68

9

3. Program merupakan bagian yang harus diberikan oleh operator. Program berisi

urutan instruksi atau perintah, dimana dalam program operator dapat menggunakan

kapasitas perangkat lunak CNC untuk pekerjaan produksi tertentu.

2.5.1. Perangkat Keras.

1. Meja mesin

Meja mesin milling CNC bisa bergerak dalam 2 sumbu yaitu sumbu X dan sumbu Y.

Untuk masing-masing sumbunya, meja ini dilengkapi dengan motor penggerak, ball

screw plus bearing dan guide way slider untuk akurasi pergerakannya. Untuk

pelumasannya, beberapa mesin menggunakan minyak oli dengan jenis dan merk

tertentu, dan beberapa mesin menggunakan grease. Pelumasan ini sangat penting

untuk menjaga kehalusan pergerakan meja, dan menghindari kerusakan ball screw,

bearingatau guidewayslider. Untuk itu pemberian pelumas setiap hari wajib dilakukan

kecuali mesin tidak digunakan. Meja ini bisa digerakkan secara manual dengan

menggunakan handleeretan.

Gambar 2.3.Meja mesin

2. Spindlemesin

Spindlemesin merupakan bagian dari mesin yang menjadi rumah cutter. Spindleinilah

yang mengatur putaran dan pergerakan cutter pada sumbu Z. Spindle inipun

digerakkan oleh motor yang dilengkapi oleh transmisi berupa belting atau kopling.

Seperti halnya meja mesin, spindle ini juga bisa digerakkan oleh handleeretan yang


11/68

10

sama. Pelumasan untuk spindle ini biasanya ditangani oleh pembuat mesin. Spindle

inilah yang memegang arborcutterdengan batuan udara bertekanan.

Gambar 2.4.Spindle mesin

3. Magasin Tool

Satu program NC biasanya menggunakan lebih dari satu tool/cutterdalam satu operasi

permesinan. Pertukaran cutter yang satu dengan yang lainnya dilakukan secara

otomatis melalui perintah yang tertera pada program. Oleh karena itu harus ada tempat

khusus untuk menyimpan tool-toolyang akan digunakan selama proses permesinan.

Magasin Tool adalah tempat peletakkan tool/cutter standby yang akan digunakan

dalam satu operasi permesinan. Magasin tersebut memiliki banyak slot untuk banyak

tool, antara 8 sampai 24 slot tergantung jenis mesin CNC yang digunakan.

Gambar 2.5.Tool Magazine


12/68

11

4. Monitor

Pada bagian depan mesin terdapat monitor yang menampilkan data-data mesin mulai

dari settingparameter, posisi koordinat benda, pesan error, dan lain-lain.

Dengan layar monitor memungkinkan operator berkomunikasi dengan mesin CNC

pada bagian dari sistem kontrol. Dengan kata lain, sistem kontrol menyediakan

informasi yang dibutuhkan selama pemrograman dan operasi pemesinan kepada

operator. Informasi tersebut dapat dimasukkan pada baris program atau daftar, tabel-

tabel isi atau grafik, pesan error atau harga yang sebenarnya pada layar. Sebagai

tambahan, operator akan menemukan informasi pada program yang telah operator

pilih dan mode aktif utama, sub mode atau mode tambahan.

Gambar 2.6.Monitor

5. Panel Control

Panel control adalah kumpulan tombol-tombol panel/papan ketik yang terdapat pada

bagian depan mesin dan berfungsi untuk memberikan perintah-perintah khusus pada

mesin, seperti memutar spindle, menggerakkan meja, mengubah settingparameter,

dan lain-lain. Masing-masing tombol ini harus diketahui dan dipahami betul oleh

seorang CNC Setter

Papan ketik adalah media untuk berkomunikasi dengan sistem kontrol. Sistem

komunikasi ini terdiri dari papan ketik dialog untuk komunikasi interaktif dengan

sistem kontrol, papan ketik pemrograman dan panel kontrol mesin. Operator dapat

menggunakan papan ketik dialog untuk menggerakkan semua konfigurasi perangkat

lunak sistem kontrol.


13/68

12

Papan ketik pemrograman dapat digunakan untuk menulis dan memperbaiki progam.

Operator dapat menulis kerja program sesuai hukum bahasa pemrograman atau

memakai tabel atau daftar. Panel kontrol mesin melayani pengoperasian mesin

secara manual, misalnya untuk mengatur benda kerja pada saat awal dan interupsi

operasi otomatis ketika proses sedang berjalan.

Gambar 2.7.Panel kontrol

6. Coolanthose

Setiap mesin pasti dilengkapi dengan sistem pendinginan untuk cutter dan benda

kerja. Yang paling umum digunakan yaitu air coolantdan udara bertekanan, melalui

selang yang dipasang pada blokspindle.

Gambar 2.8.Coolant hose


14/68

13

7. Jenis-jenis alat potong

Untuk mempermudah penggunaan maka pahat milling disesuai dengan bentuk dan

penggunaannya, nama-namanya adalah seperti terlihat pada Gambar 9 berikut :

Gambar 2.9. Jenis-jenis pahat Milling


15/68

14

2.5.2. Perangkat Lunak CNC.

Supaya suatu mesin CNC dapat didayagunakan secara optimal maka dibutuhkan

beberapa perangkat lunak pendukung. Perangkat lunak tersebut berupa CAD, CAM, dan

perangkat lunak pengendali CNC. CAD atau Computer Aided Design adalah perangkat

lunak yang digunakan sebagai alat bantu untuk desain produk dan manajemen

dokumentasi desain. Dengan menggunakan perangkat lunak CAD kita dapat membuat

gambar benda kerja yang akan dilakukan proses pemesinan. Contoh perangkat lunak

CAD adalah AutoCAD, Inventor, Solid Edge,

CAM atau Computer Aided Manufacturing secara umum adalah perangkat lunak

yang digunakan sebagai alat bantu untuk mendukung kegiatan manufaktur. Secara

khusus sesuai konteks penulisan buku ini, CAM adalah perangkat lunak yangmengkonversikan file gambar hasil dari CAD menjadi program untuk mesin CNC,

umumnya berupa G-code. Disebut G-code karena sebagian besar instruksinya diawali

huruf G. Selain G-code format lain yang dikenal terutama di kalangan hobiis elektronika

dalam pembuatan PCB adalah gerber file. Contoh perangkat lunak CAM adalah

MasterCAM, ArtCAM

Setelah dihasilkan G-code ataupun gerber file dari CAM maka perangkat lunak

pengendali CNC akan mengkonversikannya menjadi perintah kepada motor untuk

bergerak dengan putaran dan kecepatan tertentu. Umumnya perintah itu berupa sinyal

pulsa dengan banyak pulsa mewakilibanyak putaran dan frekwensi pulsa mewakili

kecepatan motor.

2.6. Kecepatan Potong Bahan, jumlah putaran dan penghitungan asutan

2.6.1. Kecapatan potong atau Cuting Speed (Vs)

Kecepatan potong (Vs) biasanya dinyatakan dalam satuan m/menit, yaitu kecepat-an dimana pahat melintasi benda kerja untuk mendapatkan hasil yang paling baik pada

kecepatan yang sesuai. Kecepatan potong ini dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu:

a. kekerasan dari logam yang akan dipotong, dan

b. tipe alat potong yang digunakan.

Pada umumnya kecepatan potong ini harus disesuaikan dengan kecepatan

putaran spindel mesin. Untuk itu digunakan persamaan sebagai berikut :


16/68

15

1000

.. ndvs

[m/min]

Dimana :

Vs : kecepatan potong (m/min)

d : diemeter benda kerja (mm)

n : putaran spindel mesin (rpm)

Berikut ini adalah tabel tentang kecepatan beberapa bahan logam

Tabel 2.1. Kecepatan potong untuk beberapa macam bahan.

No. Nama Bahan Kecepatan Potong (m/menit)

1. Baja lunak 24-30

2. Baja perkakas Des-18

3. Besi tuang abu-abu 18-24

4. Kuningan keras 45

5. Kuningan lunak 60

6. Tembaga 60

7. Alumunium 300

Sumber George Love dan Harus A.R. (1986:190)

Harga kecepatan potong dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya :

1) Bahan benda kerja atau jenis material.

2) Semakin tinggi kekuatan bahan yang dipotong, maka harga kecepatan potong

semakin kecil.

3) Jenis alat potong (Tool).

4) Semakin tinggi kekuatan alat potongnya semakin tinggi pula kecepatan

potongnya.

5) Besarnya kecepatan penyayatan / asutan.

6) Semaki besar jarak asutan, maka harga kecepatan potong semakin kecil.

7) Kedalaman penyayatan/pemotongan.8) Semakin tebal penyayatan, maka harga kecepatan potong semakin kecil.

2.6.2. Jumlah putaran (n)

Dalam menentukan jumlah putaran sumbu utama (n) dapat ditentukan dengan

menggunakan rumus :


17/68

16

d

vn

s

.

1000.

[put/min]

Dimana :

Vs : kecepatan potong (m/min)

d : diemeter benda kerja (mm)

n : putaran spindel mesin (rpm)

2.6.3. Kecepatan asutan.

Asutan adalah pemotongan benda kerja oleh pahat. Asutan itu sendiri dibedakan

menjadi dua, yaitu :

1) Asutan dalam mm/putaran (f)2) Asutan dalam mm/menit (F)

Rumus dasar perhitungan asutan adalah:

F (mm/menit) = n ( put/menit ) x f ( mm/put )

Dari beberapa rumusan di atas, didapat suatu tabel perbandingan antara diameter benda

kerja, kecepatan potong, dan putaran mesin.

Tabel 2.2. Hubungan diameter benda kerja, kecepatan potong, dan putaran mesin.

Diameter (mm) Vs (m/menit) Kecepatan Putar (put/min)

5 20/30/40 1250/1900/2500

6 20/30/40 1050/1600/2100

7 20/30/40 900/1300/1800

8 20/30/40 800/1200/1550

9 20/30/40 700/1050/1400

10 20/30/40 650/950/1250

12 30/40/70 780/1050/1225

14 40/50/70 900/1150/1550

16 40/50/70 780/1000/1400

18 40/50/70 700/900/1250

20 40/50/70 625/800/1100

25 40/50/70 500/650/900

30 40/50/70 425/550/750

35 40/50/70 360/450/650

40 50/70/100 400/570/800

45 50/70/100 350/500/700

50 50/70/100 225/450/650


18/68

17

Bab

3

DASAR-DASAR GEOMETRI

Gerakan Mesin Frais CNC dikontrol oleh komputer, sehingga semua gerakan yang

berjalan sesuai dengan program yang diberikan, keuntungan dari sistem ini adalah mesin

memungkinkan untuk diperintah mengulang gerakan yang sama secara terus menerus

dengan tingkat ketelitian yang sama pula. Oleh karena itu, sistem kontrol harus telah

mengetahui semua data yang diperlukan melalui program yang telah dibuat oleh operator

untuk mengerjakan benda kerja dengan geometri yang telah ditentukan dengan teknologi

pemesinan yang dibutuhkan atau teknik-teknik pengerjaan yang telah dikenal oleh mesin.

3.1. Gerakan Kerja Mesin.Pada proses frais dan proses pelubangan (drilling) secara universal, beberapa

gerakan dapat dilakukan oleh komponen ujung mesin seperti meja kerja dan spindel.

Gambar 3.1. Gerakan kerja mesin frais


19/68

18

Gerakan-gerakan ini harus diberi kode atau nama di dalam sistem kontrol supaya

dapat dimengerti atau disimpan di dalam memori program.

1. Meja bergerak ke kanan atau ke kiri. Ketika meja bergerak ke kanan atau ke kiri,

maka disebut sebagai gerakan dalam arah sumbu X, atau luncuran mesin bergerak

searah sumbu X.

2. Meja bergerak bergerak maju atau mundur. Ketika meja bergerak ke depan atau ke

belakang, hal ini diebut sebagai gerakan dalam sumbu Y atau luncuran mesin

bergerak searah sumbu Y.

3. Kepala spindel ke atas atau ke bawah . Jika kepala spindel bergerak ke atas atau ke

bawah, maka disebut sebagai gerakan dalam arah Z.

Selain gerak translasi, dapat juga dilakukan gerak rotasi pada sumbu rotasinya

yang selanjutnya sumbu rotasi ini didefinisikan sebagai berikut :

1. Sumbu A. Benda kerja berputar pada sumbu X atau benda kerja diputar kedepan

atau ke belakang

2. Sumbu B. Benda kerja berputar pada sumbu Y atau benda kerja diputar ke arah

samping kanan dan arah samping kiri.

3. Sumbu C. Benda kerja berputar pada sumbu Z atau benda kerja berputar pada meja

kerjanya.

Gambar 3.2. Gerak rotasi pada mesin frais


20/68

19

3.2. Gerakan Pahat.

Ketika mesin perkakas sedang beroperasi, ada dua alternatif bagian mesin yang

bergerak yaitu pahat yang bergerak atau benda kerja yang bergerak meja, dimana

gerakannya tergantung dari desain mesin perkakas tesebut.

Pada mesin freis jenis lutut, benda kerja (berikut meja) bergerak searah sumbu X

dan sumbu Y, sedangkan kepala spindel dengan pahatnya bergerak searah sumbu Z.

Sedang-kan untuk mesin jenis bed, kepala spindel bergerak dalam tiga arah sumbu.

Ketika programer akan memberitahu sistem kontrol ke arah mana luncuran mesin

akan digerakkan, programer harus mengetahui apakah kepala spindel ataukah meja yang

bergerak pada luncuran mesin. Sebagai contoh : gerakan meja ke arah kanan, adalah

sama dengan gerakan pahat memotong ke arah kiri.

Supaya program dapat digunakan pada kedua jenis mesin, jenis ranjang (bed)

dan jenis lutut (knee), hukum atau asumsi umum di bawah ini harus digunakan :

Benda kerja harus diam - hanya pahat yang bergerak.

Sistem kontrol akan menggerakkan pahat pada satu arah atau menggerakkan

benda kerja pada arah yang lain tergantung dari jenis mesin. Konsep ini dikenal sebagai

gerak pahat relatif. Konsep ini membuat pemrograman menjadi lebih sederhana, karena

programer tidak harus selalu memikirkan yang mana dari dua alternatif yang dipakai,

benda kerja atau pahat yang sebenarnya bergerak.

3.3. A rah Gerak Mesin CNC.

Kendali numeris menggunakan koordinat tegak lurus atau cartesian untuk

menentukan sebuah titik dalam ruangan. Melalui sistem koordinat ini, sebuah titik dalam

ruangan dapat dinyatakan dalam istilah matematis dari sembarang titik disepanjang

sumbu yang saling tegak lurus

Konstruksi mesin perkakas didasarkan pada dua atau tiga sumbu tegak lurus dari

gerakan dan sumbu putaran. Umumnya, gerak sumbu Z adalah paralel dengan spindel

utama mesin, sedangkan gerak sumbu X adalah horisontal dan paralel dengan

permukaan pemegang benda kerja. Gerak sumbu Y adalah tegak lurus bidang X dan Z.

Lokasi dari rute Gambar 3.3. adalah X = -2, Y = +3 dan Z = +1. Penunjukan sumbu untuk

beberapa mesin perkakas ditunjukkan oleh Gambar 3.3.


21/68

20

Gambar 3.3.Prinsip sumbu X, Y, dan Z untuk mesin frais

Arah gerak pahat relatif ini disesuaikan dengan posisi operator yang menghadap

ke mesin seperti dijelaskan dalam gambar.

Gerak relatif pahat ke kanan (= meja ke kiri) : +X

Gerak relatif pahat ke kiri (= meja ke kanan) : -X

Gerakan pahat ke belakang : +Y

Gerakan pahat ke depan : -Y

Gerakan relatif pahat ke atas (= meja ke bawah) : +Z

Gerakan relatif pahat ke bawah (= meja ke atas) : -Z

Cara baik untuk mengingat arah positif dari tiga sumbu adalah dengan kaidah

tangan kanan (right-hand coordinate system). Caranya adalah dengan kita menghadap ke

mesin dan tangan kanan dibuat sedemikian rupa seperti terlihat pada Gambar 3.4.

Setelah kondisi ini dipenuhi, maka jari tengah menunjuk ke arah positif dari sumbu positif

pahat (+Z), ibu jari menunjuk ke arah sumbu +X dan telunjuk ke arah sumbu +Y.


22/68

21

Gambar 3.4.Sistem koordinat dengan kaidah tangan kanan.

3.4. Sistem Koo rdinat Benda Kerja.

Sebelum menggunakan mesin CNC ada yang harus diperhatikan seorang

programer yaitu mengenal sistem koordinat yang ada pada mesin CNC. Sistem koordinat

yang dipakai adalah sistem koordinat kartesian XYZ, yang selanjutnya selalu digunakan

untuk mendefinisikan setiap lokasi titik pada benda kerja dengan menempatkan tiga

sumbu dari sistem koordinat tersebut pada benda kerja.

Semua titik pada permukaan benda kerja didefinisikan oleh nilai X dan nilai Y

sedangkan nilai Z diindikasikan oleh kedalaman makan dari pahat. Pada waktu benda

kerja dijepit pada mesin, benda kerja yang belum diproses diletakkan di atas meja kerja

mesin sedemikian rupa supaya sumbu-sumbunya sejajar dengan arah luncuran mesin.

Agar mendapat gambaran yang lebih jelas dan rinci tentang sistem koordinat

benda kerja, perlu mengetahui tentang istilah-istilah berikut : titik pada bidang, pemilihan

titik awal, titik ofset rotasi, titik ofset linier dan titik ruang.

3.4.1. Titik pada bidang.

Sebagai langkah awal dalam pemrograman, sementara dibatasi pada titik yang

terletak pada permukaan benda kerja dan kedalaman penirisan (infeed) diabaikan.

Sumbu koordinat yang diperlukan untuk mendefinisi titik ini adalah sumbu X dan sumbu

Y. Kedua sumbu ini membentuk sistem koordinasi dua dimensi. Titik perpotongan kedua


23/68

22

sumbu ini disebut titik referensi (nol), sedangkan anak panah menunjukkan arah positif

(+X dan -Y).

Jika kita menempatkan mistar atau memberikan skala yang benar sepanjang

sumbu-sumbunya, kita dapat mendefinisikan setiap titik pada permukaan benda kerja

dengan mengindikasikan harga X dan Y. Nilai numerik pada arah anak panah yang

dihitung dari titik referensinya didefinisikan sebagai nilai positif, sedangkan nilai negatif

diberikan pada arah yang berlawanan.

Contoh :

Titik-titik mempunyai koordinat sebagai berikut :

P1 : X15 Y55

P2 : X70 Y50

P3 : X45 Y15

3.4.2. Pemilihan tit ik awal.

Pada saat memulai menggambar atau menentukan titik tertentu pada benda kerja,

pertama-tama harus diputuskan di mana akan ditempatkan sistem koordinat pada benda

kerja, khususnya dalam meletakkan titik awal

atau pusat koordinasinya..

Titik awal sebagai referensi dari semua

dimensi boleh diletakkan di mana saja pada

permukaan benda kerja dan disebut titik nol

benda kerja. Untuk mengurangi kesulitan yang

tidak perlu dalam perhitungan, disarankan

untuk meletakkan titik nol dari benda kerja

pada bagian gambar di mana banyak dimensi

benda kerja diletakkan atau dilokasi dimana

banyak terdapat ukuran/dimensi benda kerja.


24/68

23

3.4.3. Titik ofset rotasi.

Benda kerja dapat mempunyai dimensi

dalam bentuk sudut, dimana sistem koordinat

dapat dirotasikan sekitar titik offset (dengan

tambahan offset linier bila diperlukan). Dengan

perputaran seperti demikian, dapat diberikan

dimensi sudut kedalam program CNC.

3.4.4. Titik ofset l inier.

Dimensi benda kerja dapat didasarkan

pada beberapa titik sehingga pada kasus seperti

ini, sistem koordinat dapat direlokasikan

sepanjang lintasan operasi permesinan. Titik

relokasi ini disebut titik offset linier. Kedua titik

offset rotasi dan linier dapat menghemat waktu

perhitungan, karena tidak perlu merubah

koordinat yang terlihat pada gambar teknik.

Proses transformasi yang memakan waktu ini

akan dilakukan oleh sistem kontrol.

3.4.5. Titik ruang.

Untuk menentukan titik dalam ruang,

maka sumbu ketiga (sumbu Z) harus dimasuk-

kan. Dengan demikian sistem koordinat yang

digunakan adalah sistem koordinat ruang atau

sistem koordinasi tiga dmensi. Dalam hal ini

nilai Z menunjukkan kedalaman pemotongan

benda kerja.

Sistem koordinat ruang ini mempunyai

tiga bidang, yaitu bidang X-Y, bidang X-Z dan

bidang Y-Z. Untuk langkah awal, sistem

koordinat ruang yang digunakan dalam program diassumsikan bahwa mesin melakukan

pekerjaan pada bidang permukaan benda kerja yaitu pada bidang XY, sehingga harga Z

menunjukkan dalamnya permesinan.


25/68

24

Hal yang sangat penting yaitu memastikan memakai tanda yang benar, dimana

nilai koordinat pada arah anak panah adalah positif dan nilai yang berlawanan adalah

negatif.

3.5. Sistem Koo rdinat Mesin.

Untuk proses pengerjaan benda kerja pada mesin (permesinan), benda kerja

dijepit pada meja mesin dan diset-up sedemikian rupa untuk memastikan sumbu sistem

koordinat benda kerja sejajar dengan sumbu mesin. Sistem kontrol harus diberitahu di

mana letak titik nol di dalam ruang kerja mesin.

3.5.1. Titik referensi mesin.Setiap mesin CNC selalu mempunyai titik nol yang letaknya sudah ditetapkan

dalam sistem kontrol. Titik nol ini disebut titik referensi yang didefinisikan oleh tanda

referensi pada gelas kaca sistem pengukuran. Titik referensi mesin adalah titik nol dari

sistem koordinat permanen mesin. Semua komponen mesin yang bergerak berada titik

referensi dan kondisi mesin terletak pada titik referensi, maka titik nol dari mesin adalah

koordinat permanen dari sistem.

Pada permulaan pengoperasian mesin CNC, operator dapat memberitahu sistem

kontrol bahwa titik dimana koordinat permanen dari sistem yang merupakan titik nol dari

benda kerja, proses ini disebut setting-up.

Sistem control akan merekam harga-harga X, Y, Z dari lokasi titik nol benda kerja

relatif terhadap titik referensi mesin, sehingga dapat disinkronisasikan titik nol benda kerja

dengan mesin walaupun setelah mesin dimatikan.

3.5.2. Titik nol.

Titik nol dalam sistem koordinat dapat dibedakan menjadi tiga referensi yaitu

referensi terhadap mesin, benda kerja dan program. Titik nol dari sistem koordinat

permanen mesin disebut titik referensi. Titik nol dari sistem koordinat benda kerja disebut

titik

nol

benda

kerja

(sering disebut dalam benda kerja). Titik nol ini kemudian disesuaikan

dengan titik refernsi ketika menset-up mesin.

Titik nol pada data diprogram disebut titik nol program. Titik ini sering identik

dengan titik nol benda kerja, tetapi titik ini dapat bergeser oleh offset linier atau rotasi.


26/68

25

Dalam pembahasan selanjutnya perlu penyesuaian dan penyederhanaan yaitu dengan

mengasumsikan titik nol program identik dengan titk nol dari sistem koordinat.

Titik NOL mesin untuk mesin milling terletak pada sudut kiri atas dari meja mesin.

Titik nol pada posisi ini, pada pemakaiannya bisa digeser ke suatu titik/ tempat yang

menguntungkan. Untuk melakukan pergeseran titik referensi mesin perlu diketahui titik-

titik referensi mesin yaitu :

1. Titik Nol Mesin (M)

Titik Nol Mesin adalah sistem koordinat asli.

Gambar 3.5.Titik nol mesin (M)

2. Titik Referensi Pemegang Pahat (N)

Dari titik inilah dinyatakan panjangnya alat potong.

Gambar 3.6.Titik nol pemegang pahat (N)

3. Titik Nol Benda Kerja (W)

Titik nol benda kerja ditentukan oleh pemrograman.


27/68

26

Gambar 3.7.Titik nol Benda kerja (W)

3.5.3. Posisi awal pengoperasian.

Ketika benda kerja sudah dijepit pada meja mesin dan letak titik nol benda kerjatelah diset-up dan direkam oleh sistem kontrol, mesin dapat distart dan program

pengerjaan mesin dimulai. Dalam proses permesinan (mesin bekerja), sistem kontrol

harus menggerakkan pahat ke titik atur (set-point) posisi-posisi yang berbeda.

Disini seorang programmer sebelum menggunakan mesin CNC harus mengenal

beberapa sistem koordinat yang ada pada mesin CNC, yaitu: (a) sistem koodinat

kartesius, yang terdiri dari koordinat mutlak (absolut) dan koordinat berantai/relatif

(inkremental), dan (b) sistem koordinat kutub (koordinat polar), yang terdiri dari koordinat

mutlak (absolut) dan koordinat relatif/berantai (inkremental).

Selanjutnya menentukan sistem koordinat yang akan digunakan dalam

pemograman, apakah program akan menggunakan pemograman dengan metode absolut

atau inkremental. Pada umumnya sistem koordinat yang sering digunakan antara lain

sistem koordinat kartesius, yaitu koordinat mutlak (absolut) dan koordinat relatif/berantai

(incremental). Selain itu juga harus memahami prinsip gerakan sumbu utama dalam

mesin CNC.

3.5.3.1. Pemrograman Absolut

Pemrograman absolut adalah pemrograman yang dalam menentukan titik

koordinatnya selalu mengacu pada titik nol benda kerja. Kedudukan titik dalam benda

kerja selalu berawal dari titik nol sebagai acuan pengukurannya. Sebagai titik referensi

benda kerja letak titik nol sendiri ditentukan berdasarkan bentuk benda kerja dan


28/68

27

keefektifan program yang akan dibuat. Penentuan titik nol mengacu pada titik nol benda

kerja.

Pemrogramman absolut dikenal juga dengan sistem pemrogramman mutlak, di

mana pergerakan alat potong mengacu pada titik nol benda kerja. Kelebihan dari sistem

ini bila terjadi kesalahan pemrogramman hanya berdampak pada titik yang bersangkutan,

sehingga lebih mudah dalam melakukan koreksi.

Berikut ini contoh pengukuran dengan menggunakan metode absolut.

Gambar 3.8.Pengukuran metode absolut.

3.5.3.2. Pemrograman inkremental.

Pemrograman inkremental adalah pemrogramman yang pengukuran lintasannya

selalu mengacu pada titik akhir dari suatu pengukuran. Titik akhir suatu lintasan

merupakan titik awal untuk pengukuran lintasan berikutnya atau penentuan koordinatmya

berdasarkan pada perubahan panjang pada sumbu X (?X) dan perubahan panjang

lintasan sumbu Y (?Y). Titik nol benda kerja mengacu pada titik nol sebagai titik referensi

awal, letak titik nol benda kerja ditentukan berdasarkan bentuk benda kerja dan

keefektifan program yang akan dibuatnya. Penentuan titik koordinat berikutnya mengacu

pada titik akhir suatu lintasan. Sistem pemrograman inkremental dikenal juga dengan

sistem pemrogramman berantai atau relative koordinat. Penentuan pergerakan alat

potong dari titik satu ke titik berikutnya mengacu pada titik pemberhentian terakhir alat

potong. Penentuan titik setahap demi setahap. Kelemahan dari sistem pemrogramman

ini, bila terjadi kesalahan dalam penentuan titik koordinat, penyimpangannya akan

semakin besar.

Titik Koordinat Absolut(X, Y)

ABC

(1 , 1)(5 , 1)(3 , 3)


29/68

28

Berikut ini contoh dari pengukuran inkremental.

Gambar 3.9.Pengukuran metode inkremental.

3.5.3.3. Pemrograman polar.

Pemrograman polar/kutub terdiri dari polar absolut mengacu pada panjang

lintasan dan besarnya sudut (@ L, a) dan polar inkremental mengacu pada panjang

lintasan dan besarnya perubahan sudut (@ L, ? a).

Berikut ini contoh dari pengukuran polar/kutub.

Gambar 3.10.Pengukuran metode polar/kutub.

Titik Koordinat inkremental(?X, ?Y)

ABC

(1 , 1)(4 , 0)(-2 , 2)

Polar Koordinat Absolut(@ L , a)

Polar Koordinat Inkremental(@ L , ?a)

B (5, 0o) ,

C (2V2, 135o)

A (2V2, 225o)

B (5, 0o) ,

C (2V2, 135o)

A (2V2, 270o)


30/68

29

Bab

4

DASAR-DASAR PEMROGRAMAN CNC

Mesin perkakas CNC mempunyai perangkat pengendali komputer yang disebut

Machine Control Unit (MCU) yakni suatu perangkat yang berfungsi menterjemahkan

bahasa kode ke dalam bentuk gerakan persumbuan sesuai bentuk benda kerja. Bahasa

kode inilah yang selanjutnya disebut bahasa pemrograman, yakni sebagai komunikasi

antara mesin dan operator dengan kode angka, huruf dan simbol.

Kode bahasa pemrograman pada mesin perkakas CNC dikenal dengan fungsi G &

M, kode fungsi G dan M pada mesin perkakas CNC dapat menggunakan standar

pemrograman ynag berlaku antara lain: DIN (Deutsches Institut fur Normug) 66025, ANSI

(American Nationale Standarts Institue), AEROS (Aeorospatiale Frankreich), ISO, dll.

Dalam aplikasi fungsi kode angka, huruf, dan simbol pada mesin perkakas CNC

bermacam-macam, tergantung sistem dan kontrol tipe mesin yang dipergunakan tetapi

secara prinsip sama. Misal : mesin perkakas CNC dengan sistem kontrol EMCO, FANUC,

SIEMENS fungsi G dan M sesuai standart ISO, sehingga untuk pengoperasian mesin

perkakas CNC dengan tipe yang berbeda tidak ada perbedaan yang berarti.

Pembuatan program mesin CNC, seorang programmer harus memiliki ke-

mampuan dasar pemograman, antara lain: (a) Pengalaman dalam membaca gambar

teknik, (b) berpengalaman dalam pengerjaan logam dengan menggunakan mesin

perkakas konvensional. (c) mampu memilih alat potong/pisau perkakas secara tepat

sesuai dengan bentuk benda kerjanya, (d) dapat menentukan posisi benda kerja dalamsisitem koordinat dengan tepat, (e) mempunyai dasar-dasar pengetahuan matematika

terutama trigonometri.

4.1. Struktur Program

Program CNC adalah sejumlah urutan perintah logis yang disusun dengan kode-

kode huruf dan angka yang bisa dimengerti oleh unit kontrol mesin. Program CNC dibuat


31/68

30

khusus untuk suatu mesin tertentu dan untuk pembuatan produk tertentu. Program CNC

di dalamnya terdiri dari sejumlah kode-kode perintah yang tersusun dalam bentuk

kombinasi huruf-huruf tertentu dan angka. Kode berupa huruf, misalnya N, G, M, F, dan

sebagainya disebut adres. Suatu kode huruf yang di belakangnya diikuti angka

(kombinasi huruf dan angka) disebut kata (word). Gabungan dari beberapa kata disebut

blok. Blok merupakan gabungan dari beberapa kata yang membentuk satu tahapan

perintah, misalnya eretan melintang bergerak lurus sejauh 4 mm mendekati sumbu

dengan kecepatan 80 mm/menit. Di dalam sebuah program CNC satu tahapan perintah

ditulis dalam satu baris, berarti blok adalah gabungan beberapa kata yang ditulis dalam

satu baris program. Komputer (unit kontrol) mesin membaca dan menjalankan program

per satu blok, bukan per kata.

Struktur program adalah suatu bentuk program di mana ke dalamnya dimasukan

data yang berupa angka dan huruf. Dalam menentukan struktur program, tidak semudah

apa yang dibayangkan, oleh karena dalam pengerjaannya perlu didukung oleh berbagai

ahli dari latar belakang bidang keilmuan yang bebeda. Hal ini dalam upaya untuk

memenuhi kriteria dari suatu struktur program yaitu harus mudah, ketidak tergantungan

terhadap bahasa tertentu, oreintasi praktis, dan dapat dipakai untuk semua mesin

perkakas. Prosedur dalam menentukan suatu struktur program, harus dimulai dari

analisis proses kerja mesin-mesin perkakas.

Dilihat dari struktur luarnya, program untuk mesin Frais terdiri dari nomor blok,

kata, dan karakter.

Keterangan:

N : Nomor blok

G : Kolom input fungsi atau perintah


32/68

31

X : Gerak memanjang

Y : Gerak melintang

Z : Gerak pisau (vertikal)

F : Kecepatan langkah penyayatan

4.2. Kode-kode Perintah Pada pemrograman Mesin Frais CNC.

Kode-kode data diubah untuk satu rangkaiaan perintah yang akan digunakan

untuk melaksanakan suatu pengerjaan dengan mesin dan gerakan yang ditetapkan oleh

suatu sistem pengulangan tertutup atau terbuka. Sistem operasi dari mesin perkakas NC

adalah menggunakan sistem operasi CNC sehingga diperlukan pengenalan kode data

untuk menjalankan satu rangkaian perintah.

Kode yang digunakan untuk memprogram CNC machine disebut G-code.

Sementara itu, instruksi G-code hanya bagian dari programming language. Secara

khusus, G-code memberikan CNC machine koordinat untuk merancang machine tool

untuk dapat memotong dan membentuk metal menjadi spesifikasi khusus. Keseluruhan

seri kode digunakan untuk mengoperasikan CNC machine juga memiliki M-codes dan T-

codes yang mengatur CNC machine dan drill tool. Tool kecepatan dan feed control

dibawah naungan S-code dan F-code, sementara itu, X, Y dan Z-code untuk menentukan

posisi yang tepat.

4.2.1. Kode G

Kode G merupakan fungsi persiapan yang ditulis diawal block. Didalam

sebuah block dapat disusun lebih dari satu kode G dengan syarat mempunyai fungsi

atau dari kelompok yang berbeda.

Jenis-jenis perintah kode G yang terkait dengan bentuk pergerakan alat

potong serta digunakan untuk memprogram mesin Frais adalah :

-G00 : Gerakan cepat tanpa pemakanan

-G01 : Gerakan pemotongan lurus terprogram

-G02 : Gerakan pemotongan melingkar searah jarum jam

-G03 : Gerakan pemotongan melingkar berlawanan arah jarum jam

-G04 : Waktu tunda (dwell)

-G09 : Berhenti tepat (exact stop)

-G10 : Masukan data yang diprogram

-G15 : Perintah membatalkan koordinat polar


33/68

32

-G16 : Perintah koordinat polar

-G17 : Pilihan arah sumbu Xp Yp

-G18 : Pilihan arah sumbu Zp Xp

-G19 : Pilihan arah sumbu Yp Zp

-G28 : Kembali keposisi referensi

-G29 : Kembali dari posisi referensi

-G30 : Kembali keposisi sebelumnya

-G31 : Perintah melompat

-G33 :Membuat ulir

-G40 : Pembatalan kompensasi diameter pahat

-G41 : Kompensasi diameter pahat kiri.

-G42 : Kompensasi diameter pahat kanan.

-G43 : Kompensasi panjang pahat arah positif

-G44 : Kompensasi panjang pahat arah negatif.

-G49 : Pembatalan kompensasi panjang pahat.

-G50 : Skala (Scaling)

-G51 : Pembatalan skala

-G50.1 : Programmable mirror image cancel

-G51.1 : Programmable mirror image-G52 : Seting sistem koordinat lokal

-G53 : Seting sistem koordinat mesin

-G54 : Seting sistem koordinat benda kerja dengan 1 pilihan

-G59 : Seting sistem koordinat benda kerja dengan 6 pilihan

-G61 : Pembatalan berhenti tepat (exact stop cancel)

-G64 : Cutting mode

-G65 : Marco call

-G66 : Marco modal call

-G67 : Marco modal call cancel

-G68 : Coordinate rotation

-G69 : Coordinate rotation cancel

-G70 : Ukuran dalam inchi

-G71 : Ukuran dalam mm

-G73 : Peck drilling cycle


34/68

33

-G74 :Counter tapping cycle

-G76 : Siklus pengeboran bertahap

-G80 : Membatalkan fixed cycle

-G81 : Siklus pengeboran

-G82 : Siklus pemboran dengan tinggal diam

-G83 : Siklus pemboran dengan penarikan

-G84 : Siklus penguliran

-G85 : Siklus Pengaluran

-G86 : Siklus Pengaluran kecepatan tinggi

-G87 : Siklus pengeboran dengan pemutusan tatal

-G88 : Siklus pengeboran dengan pemutusan tatal dan gerakan ke permukaan

-G89 : Siklus pemboran dengan tinggal diam

-G90 : Perintah pemrograman Absolut

-G91 : Perintah pemrograman inkrimental

-G92 : Seting koordinat referensi benda kerja

-G94 : Penetapan asutan dalam mm/min

-G95 : Penetapan asutan dalam m/putaran

-G96 : Constant linear velocity control on surface

-G97 : Constant linear velocity control on surface cancel

-G98 : Return to initial point in canned cycle

-G99 : Return to R point in canned cycle

-G134 : Circumference hole cycle

-G135 : Angular strainght hole cycle

-G136 : Arc type hole cycle

-G137.1 : Chess type hole cycle

4.2.2. Kode MMesin CNC dilengkapi dengan fungsi yang dapat dikontrol secara manual dengan

tombol seperti coolant on/off, spindel on/off dan sebagainya. Fungsi-fungsi tersebut dapat

dikontrol dengan kode M (M-Code) sebagai fungsi tambahan (Auxilary function). Kode M

tersebut dapat aktif pada awal block dan diakhir block.

Kode M yang merupakan fungsi bantu dapat digunakan dalam pemrograman

mesin Frais CNC adalah :

- M00 : Berhenti terprogram (dwell)


35/68

34

- M01 : Berhenti opsional (direncanakan)

- M02 : Program selesai

- M03 : menghidupkan spindel CW (spindel ON CW)

- M04 : menghidupkan spindel CCW (spindel ON CCW)

- M05 : mematikan putaran spindel

- M06 : Pergantian tool

- M08 : menghidupkan pendingin (coolant ON)

- M09 : mematikan pendingin (coolant OFF)

- M19 : Pemposisian spindel pada saat berhenti

- M30 : Mengakhiri program, mengembalikan ke posisi tool terakhir.

- M98 : Masuk ke sub program

- M99 : Keluar dari sub program dan kembali ke program pokok


36/68

35

Bab

5

PEMROGRAMAN CNC

Untuk dapat menjalankan mesin CNC, berarti mempersiapkan sistem kendali

(prepatory) agar siap untuk melaksanakan informasi yang mengikuti instruksi blok

berikutnya. Fungsi prepatorydinyatakan dalam sebuah program dengan menggunakan

word adressG diikuti oleh dua digit. Fungsi-fungsi prepatory disebut juga G-codesdan

menunjukkan mode kendali operasi.

Selain dari G-codes ada lagi fungsi-fungsi yang disebut miscellaneous

menggunakan huruf addres M diikuti dengan dua digit. Fungsi-fungsi tersebut

membentuk sekumpulan instruksi seperti on/off coolant, penggantian pahat,

penghentian program atau mengakhiri program. Sering disebut juga dengan fungsi-

fungsi mesin atau M-functions.

5.1. Kode G atau G Code

5.1.1. Program gerakan cepat tanpa pemakanan (G00)

Kode G00 berfungsi untuk memposisikan pahat terhadap benda kerja dengan kata

lain gerak gerak cepat tanpa melakukan pemakanan. Gerakan ini digunakan bila pahat/

pisau frais tidak melakukan pemakanan/pemotongan pada benda kerja. Gerakan

cepat digunakan bila alat potong berada bebas dari pemakanan benda kerja, alat

potong kembali ke atas permukaan benda kerja, atau kembali ke titik referen.

Gerakan cepat dapat dilakukan bila posisi alat potong benar-benar tidak akan

menabrak benda kerja dari peralatan lainnya. Kesalahan dalam penentuan ko-ordinat

dapat menyebabkan tabrakan antara alat potong dengan mesin atau benda kerja

yang dapat menyebabkan kerusakan fatal pada alat potong maupun mesin

Gerak ini bisa dilakukan dengan menggunakan perintah koordinat absolut G90

atau incremental G90, G00 dapat bergerak dengan cepat atau dapat di atur oleh handle

ravid traverseyaitu pengatur langkah kecepatan gerak pahat. Besaran lintasan dari ravid


37/68

36

traverse dibuat dalam bentuk prosentase antara 25%, 50%, dan 100% dari langkah

semestinya tergantung mesin.

Format pemrograman G00 adalah : N .... / G00 / X ......../ Y ......./ Z .......

Lintasan G00 dapat dilihat pada gambar 5.1.

Gambar 5.1.Contoh Gerak lintasan cepat (G00)

Untuk menggerakkan pisau dari posisi awal hingga pada posisi siap menyayat seperti

Gambar 5.1, dilakukan gerakan cepat dengan G00.

N G(M)

X(I) (D)

Y(J) (S)

Z(K)

F(L) (T) (H)

00 00 30 0 0

01 00 0 0 -20

02 00 0 25 0

03

Di atas adalah lembar program gerakan cepat (G00) seperti terlihat pada Gambar 5.1.

Dengan hanya bergerak dalam satu sumbu, maka kemungkinan geraknya adalah:

Gambar 5.2.Kemungkinan gerak G00 yang lain


38/68

37

5.1.2. Program pemotongan lurus terprogram (G01)

Kode G01 memberikan instruksi kepada alat potong mesin CNC melakukan

gerakan pemakanan lurus baik ke arah sumbu X, Y, maupun Z. Pada mesin frais

CNC, intruksi G01 merupakan perintah agar alat potong bergerak lurus dari satu titik

ke titik lainnya dengan kecepatan sesuai dengan feeding yang telah ditentukan.

Cara pemrograman kode G01 sebenarnya sama dengan pada kode G00, hanya

pada kode G01 bisa diisikan kecepatan potong/asutannya di kolom F sedangkan pada

G00 tidak.

Format Perintahnya : N / G01 / X / Y / Z / F

Contoh penyayatan lurus :

Langkah untuk pengefreisan tangga langkahnya tererlihat pada gambar berikut, serta

pemrograman G01 terlihat pada lembar program di bawah ini.

Gambar 5.3.Langkah-langkah proses milling CNC

Akan dibuat benda kerja seperti gambar,

dengan posisi pahat berada 30 mm dari

titik referensi benda kerja.


39/68

38

N G(M)

X(I) (D)

Y(J) (S)

Z(K)

F(L) (T) (H)

00 00 20 0 0

01 00 0 0 -34

02 01 60 0 0 200

03 01 0 50 0 200

04 01 -50 0 0 200

05 01 0 -50 0 200

06 00 -30 0 0

07 00 0 0 34

08 M30

Gerakan lurus dengan pemakanan digunakan untuk melakukan pengefraisan atau

pembubutan lurus, termasuk tirus dan kedalaman pemakanan. Gerakan lurus dengan

pemakanan digunakan untuk melakukan pengefraisan atau pembubutan lurus,

termasuk tirus dan kedalaman pemakanan. Lintasan alat potong bergerak dengan

pemakanan lurus ke titik X =25 dan Y =18 (Gambar 5.4.).

Gambar 5.4.Pemakanan lurus pada mesin CNC frais

5.1.3. Program pemotongan melingkar (G02 dan G03)

Digunakan untuk membuat gerakan penyayatan lingkaran atau busur lingkaran

dengan sudut busur lingkaran 90O. Perbedaan fungsi G02 dan G03 adalah arah

gerakannya.


40/68

39

1. Fungsi G02.

Kode G02 merupakan intruksi agar alat potong mesin CNC melakukan gerakan

interpolasi lingkaran searah jarum jam (CW). Alat potong (pisau frais atau pahat

bubut) akan membentuk lingkaran yang searah jarum jam. Sering dijumpai bentuk

benda kerja yang berupa lengkungan yang memiliki radius tertentu. Seperti bentuk

fillet pada ujung-ujung benda kerja atau bentuk lingkaran sebagian atau penuh pada

benda kerja. Gerakan searah jarum jam atau berlawanan menggunakan asumsi

bahwa alat potong berada di atas benda kerja, atau di belakang benda kerja. Jadi bila

alat potong berada di depan benda kerja maka berlaku sebaliknya.

Gambar 5.5.Arah pemakanan melingkar G02 pada mesin CNC frais

Lintasan alat potong mesin frais bergerak dengan pemakanan radius berlawanan

dengan jarum jam ke titik X = Pz dan Y = Pz (Gambar 5.5.).

Format Perintahnya : N / G02 / XPz/ YPz / ZPz / F

G02 = Gerak alat potong melingkar searah dengan jarum jam

XPz = Tujuan lengkungan searah X yang dikehendaki (mm)

YPz = Tujuan lengkungan searah Y yang dikehendaki (mm)

ZPz = Tujuan lengkungan searah Z yang dikehendaki (mm)

F = Feeding (kecepatan asutan dalam mm/menit)

2. Fungsi G03.

Kode G03 merupakan instruksi agar alat potong mesin CNC melakukan gerakan

interpolasi lingkaran berlawanan arah dengan jarum jam. Gerakan ini akan

membentuk kontur lingkaran yang berlawanan arah dengan jarum jam.


41/68

40

Lintasan alat potong mesin frais bergerak dengan pemakananradius berlawanan

dengan jarum jam ke titik X = Pz dan Y = Pz (Gambar 5.6.).

Format Perintahnya : N / G03 / XPz/ YPz / ZPz / F

Gambar 5.6.Arah pemakanan melingkar G03 pada mesin CNC frais

5.1.4. Program in terpolasi melingkar (G17, G18 dan G19)

Perintah G17, G18, atau G19, digunakan pada pengerjaan dengan interpolasi

melingkar pada kompensasi jari-jari pahat atau perintah koordinat polar.

G17: Pemilihan arah sumbu XY

G18: Pemilihan arah sumbu ZX

G19: Pemilihan arah sumbu YZ

Gambar 5.9.Contoh gerakan interpolasi dengan perintah G17, G18 dan G19


42/68

41

Gambar 5.10.Perintah G17, G18, G19 pada sumbu koondinat

5.1.5. Program kompensasi pahat (G40, G41 dan G42)

Gerakan alat potong tanpa memperhatikan besar radius alat potongnya. Alat

potong bergerak sesuai dengan bentuk lintasan benda kerja. Biasanya digunakan

untuk pembuatan alur, atau huruf tertentu.

Kode G40, G41, dan G42 adalah kode untuk kompensasi pada pahat (cutter) pada

proses pemakanan. Bila pada kondisi biasa, atau pemakanan dengan posisi pahat pada

titik tengah dari diameter pahat, maka digunakan kode G40. Bila pemakanan dilakukan

dengan sisi luar pahat dari sebelah kiri benda kerja, maka digunakan kode G41,

sebaliknya untuk pemakanan dengan sisi luar pahat dari sebelah kiri benda kerja, maka

digunakan kode G42. Penggunaan kode G40, G41, dan G42, untuk lebih jelasnya dapat

dilihat pada Gambar 5.11, 5.12, dan 5.13.

Gambar 5.11.Fungsi G40, G41 dan G42.


43/68

42

Gambar 5.12.Fungsi G41 pada gerak pemakanan..

Gambar 5.13.Fungsi G42 pada gerak pemakanan.

5.1.6. Program kompensasi panjang pahat (G43, G44 dan G49)

Kode G43, G44, dan G49 adalah kode untuk kompensasi panjang pahat atau

cutter. Ketika mesin digunakan untuk setiap proses benda kerja, maka akan ada banyak

pahat/tools yang kita gunakan, dan panjang masing-masing pahat/tools berbeda, selama

pemrograman, setelah perubahan pahat/tools, maka perbedaan antara panjang

pahat/tools akan membuat arah sumbu Z memiliki kesalahan atau error, kompensasi

panjang pahat/tools (G43/G44) digunakan untuk kompensasi posisi sumbu Z dan untuk

memperbaiki perbedaan antara panjang pahat/tools yang akan digunakan.

Gambar 5.14.Fungsi G43, G44 dan G49.


44/68

43

Gambar 5.15.Fungsi G43, G44 dan G49 pada benda kerja.

5.1.7. Penentuan sistem koordinat kerja (G54, G55, G56, G57, G58 dan G59)

Kode G54 sampai G59 digunakan untuk penentuan sistem koordinat pada benda

kerja. Kode G54 menandakan sistem koordinat pada benda kerja yang pertama (ke-1),

G55 untuk sistem koordinat pada benda kerja yang kedua (ke-2), dan G56, G57, G58,

G59 seterusnya digunakan untuk sistem koordinat pada benda kerja ke-3, 4, 5, dan 6,

sedangkan untuk benda kerja yang lebih dari 6 digunakan kode G59 dengan

penambahan variabel angka dibelakangnya seperti G59.1, G59.2, G59.3, dan

seterusnya sesuai dengan banyaknya benda kerja yang akan diproses.

Gambar 5.16.Pengaturan penggunaan kode G54 s/d G59.


45/68

44

5.1.8. Kode 70.

Kode G70 merupakan instruksi untuk satuan ukuran british atau inchi (inch),

biasanya dituliskan pada bagian awal program atau kepala program.

5.1.9. Kode G71.

Kode G71 merupakan instruksi untuk satuan ukuran metric atau millimeter (mm),


5.1.10. Kode G90, G91

G90: Pemrograman Absolute

Kode G90 merupakan instruksi absolute, yakni sistem pengukuran yang titik

pusatnya mengacu pada titik referensi atau titik nol (0) benda kerja. G90


G91: Pemrograman Incremental

Kode G91 merupakan instruksi incremental, yakni sistem pengukuran dengan

pertambahan yang mengacu pada pengukuran dari titik sebelumnya. G91


Gambar 5.17.Sistem koordinat kode G90 (absolut) dan kode G91(inkremental).


46/68

45

5.1.11. Kode G92

Kode G92 merupakan instruksi untuk melakukan pengaturan (setting) sistem koordinat

kerja, biasanya digunakan untuk menentukan atau menetapkan titik referensi/titik nol (0) pada

benda kerja.

5.2. Kode M atau M Code

Selain kode G, pada mesin CNC terdapat juga instruksi-instruksi tertentu yang

dilambangkan atau biasanya ditulis dengan dengan kode "M" (M code). Sama halnya

dengan kode G, terdapat banyak kode M dan biasanya memiliki persamaan, namun arti

kode pada merek yang berbeda dapat memiliki arti yang berbeda pula, sehingga sekali

lagi, programmer harus dapat menyesuaikan standarisasi kode yang digunakan pada

mesin CNC yang akan digunakan.

Terdapat banyak fungsi kode M pada mesin CNC, namun beberapa kode M yang

penting atau biasa ditemui dan digunakan pada pemrograman CNC antara lain.

5.2.1. Kode M00

Kode M00 adalah kode instruksi untuk mesin agar terhenti terprogram/sementara.

Penggunaannya :

a. Mematikan putaran poros utama

b. Memperbaiki kesalahan program

5.2.2. Kode M03

Kode M03 adalah kode instruksi pada spindle, untuk putaran sumbu utama

berputar searah dengan jarum jam (CW). Kode ini biasanya ditulis pada awal intruksi atau

kepala program. Adanya kode ini menyebabkan sumbu utama mesin akan berputar

searah jarum jam. Pada mesin bubut CNC cekam benda kerja akan berputar searah

jarum jam, sedangkan pada mesin frais CNC yang berputar adalah tempat alat potong

arbornya.


47/68

46

.

Gambar 5.18.Alat potong berputar searah jarum jam (M03).

5.2.3. Kode M04

Kode M04 adalah kode instruksi pada spindle, untuk putaran sumbu utama

berputar berlawanan dengan jarum jam (CCW). Kode ini biasanya ditulis pada awal

intruksi atau kepala program. Adanya kode ini menyebabkan sumbu utama mesin akan

berputar berlawanan jarum jam. Penggunaan kode M04 maupun kode M03 biasanya

tergantung pada sisi tajam atau bagian pemakanan dari tools (pisau/pahat).

5.2.4. Kode M05

Kode M05 adalah kode instruksi agar sumbu utama atau spindle mesin terhenti

terprogram.

5.2.5. Kode M06

Kode M06 adalah kode instruksi untuk penggantian alat potong (tools). Penggantian

alat potong dilakukan agar kualitas benda kerja meningkat. Bentuk benda kerja yang semakin

kompleks akan cenderung menggunakan alat potong yang banyak, seperti pemakanan kasar,pengeboran, pembuatan alur, dan pemakanan finishing. Masing-masing jenis pemakanan

memerlukan alat potong yang khusus, sebagai contoh alat potong untuk melakukan

pemakanan kasar akan berbeda dengan alat potong yang digunakan untuk membuat ulir.


48/68

47

5.2.6. Kode M08

Kode M08 adalah kode instruksi untuk menyalakan atau mengalirkan cairan

pendingin (coolant liquid ON). Pada proses pengerjaan benda kerja, terjadi gesekan

antara benda kerja dan alat potong. Alat potong dan benda kerja akan menjadi panas.

Bila tidak didinginkan maka alat potong akan cepat tumpul/ rusak. Oleh karena itu perlu

didinginkan dengan cara memerintahkan mesin untuk mengalirkan cairan pendingin

(coolant).

Gambar 5.19. Cairan pendingin disemprotokan untuk mendinginkan

alat potong dan benda kerja

5.2.7. Kode M09

Kode M09 adalah kode instruksi untuk mematikan atau menghentikan cairan

pendingin (coolant liquid OFF).

5.2.8. Kode M19

Kode M19 adalah kode instruksi untuk pemosisian spindle, penentuan posisi

berhenti/stop spindle pada posisi yang ditetapkan.

5.2.9. Kode M30

Kode M30 adalah kode instruksi untuk program berakhir (end program) dan

kembali pada program semula.


49/68

48

5.2.10. Kode M98

Kode M98 adalah kode instruksi untuk pemanggilan sub-program pada program

utama (main-program).

5.2.11. Kode M99

Kode M99 adalah kode instruksi untuk kembali ke program utama (mainprogram) dari

sub-program.


50/68

49

Bab

6

PENGOPERASIAN MESIN CNC

6.1. Pemosisian dan Penentuan Titik Referensi

Langkah pertama yang perlu dilakukan dan diperhatikan oleh programmer adalah

pemosisian dan penentuan titik referensi (titik nol), baik pada mesin terlebih pada benda

kerja. Dengan catatan koordinat posisi pada mesin sudah menujukkan X=0.000, Y=0.000,

dan Z=0.000. (lihat Gambar 6.1)

Pemosisian dilakukan dengan meletakkan posisi ujung tools pada spindle mendekat

ataupun menyentuh pada bagian dari benda kerja yang menjadi titik acuan, atau bagian

pertama dari benda kerja yang akan pertama dilakukan proses machining.

F1 F2 F3 F4 F5

Gambar 6.1. Layout koordinat position (mesin CNC Milling AMCO)


51/68

50

Setelah dipastikan titik acuannya, kemudian langkah selanjutnya adalah input titik

koordinat tadi sebagai titik referensi (titik nol) mesin dan benda kerja, dengan cara

memilih menu "workplace coordinat" pada layout koordinat position dengan menekan

tombol F5. Setelah itu akan terlihat posisi koordinat sumbu X, Y, dan Z yang menunjukkan

titik koordinat posisi pada saat itu.

Kemudian lanjutkan dengan memilih tiap-tiap koordinat sumbu, baik sumbu X, Y,

dan Z ialu pilih menu "coordinat Latched" pada layout workpiece koordinat, dengan

menekan tombol F1. Pastikan semua koordinat sumbu telah menjadi 0.000 atau dibaca

sebagai titik nol mesin dan titik nol benda kerja. (lihat Gambar 6.2)

Gambar 6.2.Layout Workpiece koordinat

Setelah itu, tekan tombol escape (ESC) pada keyboard, atau back () pada CPU

mesin, untuk kembali ke menu awal (layout coordinat position).

6.2. Input Tools, Kecepatan Putar Spind le Dan Pemakanan (Feedrate)

Melakukan proses machining dengan mesin CNC, tentulah akan terdapat proses

pemakanan (material removal). Pemakanan (material removal) tersebut merupakan salah

satu dari kerja cutter atau tools yang digunakan. Pada mesin CNC, dimensi/ukuran dari

cutter atau tools haruslah di-input pada mesin, agar kemudian dapat terbaca dan


52/68

51

memudahkan programmer untuk dapat menentukan jarak pergerakan tools terhadap

benda kerja, serta mengurangi terjadinya kesalahan pada saat proses machining

berlangsung. Demikian pula dengan kecepatan putar spindle (rpm) dan pemakanan

(feedrate) perlu diperhatikan, karena berpengaruh sangat penting terhadap proses

machining dan hasil yang diharapkan.

Langkah pertama dalam meng-input data tools, kecepatan putar spindle (rpm) dan

pemakanan (feedrate) tersebut adalah, pada menu awal layout coordinat position

(Gambar 6.1), tekan tombol escape (ESC) pada keyboard, atau back () pada CPU

mesin, sehingga dapat terlihat pilihan menu yang berbeda (lihat Gambar 6.3). Setelah itu

pilih menu "Monitor" dengan menekan tombol F4, sehingga masuk ke menu "MDI Input"

maka tampilan akan berubah seperti pada Gambar 6.4.

Gambar 6.3.Layout koordinat position setelah menekan tombol ESC atau back


53/68

52

Gambar 6.4.Layout Menu Monitor/MDI input

Setelah itu, pilih menu "Setting" dengan menekan tombol F4, sehingga akan tampil besar

kecepatan (rpm) spindle dan pemakanan atau federate (Gambar 6.5). Setelah itu,

masukkan data berupa besar kecepatan putar spindle yang diinginkan pada pilihan

"speed" dan kecepatan pemakanan pada pilihan "federate" (lihat Gambar 6.5).

Gambar 3.5.Layout Setting Kecepatan putar (rpm) dan kecepatan pemakanan (feedrate)


54/68

53

Kemudian, untuk input data cutter atau tools, kembali pada menu "MDI Input" tekan ESC,

kemudian pilih menu "Tool Setting" sehingga terlihat tampilan seperti Gambar 6.6.

Setelah itu input ukuran/diameter tools, pada opsi yang ditampilkan programmer harus

memasukkan data radius dari tools, yakni diameter tools dibagi dua (D/2), dalam satuan

millimeter (mm), (lihat Gambar 6.6).

Gambar 6.6.Layout Tool Setting (input tools)

6.3. Pemrograman I Input Program

Input program pada CNC dilakukan dengan menuliskan program sesuai dengan

yang telah di jelaskan pada sub-bab sebelumnya. Input program diawali dengan terlebih

dahulu masuk ke menu "program" dengan menekan tombol F2 ketika keluar atau

menekan ESC dari menu awal (position). Setelah masuk ke menu program, kemudian

programmer dapat meng-input/menuliskan program sesuai dengan proses yang akan

dilakukan.

Penulisan pada mesin, harus diawali dengan dengan tanda "%" ini dilakukan agar

program nantinya menjadi sebuah perintah yang dapat dibaca/direspon dalam suatu

gerakan mesin. (lihat Gambar 6.7).


55/68

54

Gambar 6.7.Layout Program

6.3.1. Pembuatan Main-Program dan Sub-Program

Membuat program dalam mesin CNC dapat dilakukan lebih dari satu program,

namun tetap dapat dijalankan oleh satu program. Hal ini dilakukan apabila proses yangdilakukan terdiri dari banyak proses atau pun terdapat proses yang berulang.

a. Main-Program

Pada main-program, biasanya hanya terdiri dari kepala program, program untuk

gerak awal mendekati benda kerja, lalu dilanjutkan dengan pemanggilan sub-

program dengan instruksi M98 pada penulisan main-program, kemudian

pengulangan (jika ada). Main-program sifatnya adalah sebagai program induk

yang menjalankan program lainnya (sebagai sub-program) untuk kemudian prosesyang dilakukan mesin akan lebih dari satu proses, sesuai dengan subprogram

yang dijalankan. Pada pemanggilan sub-program, setelah instruksi M98 kemudian

diikuti dengan huruf "P" dan penulisan file directory dari sub-program, yang

biasanya berupa 4 digit angka dengan huruf "O" didepan, sebagai penamaan file

yang dimasukkan saat membuat file baru pada menu "file manage" sebelum

mengakhiri program

Contoh: G98 PO1277 (dibaca pemanggilan sub-program O1277).


56/68

55

b. Sub-Program

Pada sub-program, biasanya terdiri dari kepala program, serta instruksi-instruksi

untuk proses yang akan dilakukan, kemudian instruksi untuk kembali pada

program utama (main-program) dengan instruksi M99 di akhir penulisan program

(tidak perlu menuliskan instruksi end program M30). Sub-program sifatnya adalah

sebagai anak program yang menjalankan proses kerja lain selain pada proses

utamanya (di main-program).

Sebagai contoh, seperti membuat lingkaran pada bagian tengah bentuk segi

empat. Yang harus dilakukan adalah, pembuatan program berupa proses untuk

bentuk segi empat dan program proses untuk bentuk lingkaran. Kemudian pada

program segiempat kondisikan sebagai main-program dengan penginstruksianM98 untuk pemanggilan program lingkaran yang dikondisikan sebagai sub-

program.

6.3.2. Pengulangan (Looping)

Pengulangan (looping) adalah perintah yang digunakan untuk pengerjaan dengan

instruksi atau dengan sub program, yang dilakukan lebih dari 1 kali/berulang. Looping

biasanya di gunakan untuk kedalaman pemakanan atau pun perbesaran diameter denganskala tetap. Pada program Looping, biasanya perintah ditandai dengan huruf "L" diikuti

dengan jumlah pengulangan, pada akhir baris penulisan program.

Contoh : G01 X50 L5 (untuk istruksi berulang) atau

G98 PO1277 L10 (untuk pemanggilan program dengan pengerjaan

berulang)

6.4 Menjalankan Program

Setelah program selesai dibuat, kemudian langkah terakhir yang dilakukan adalah

menjalankan program. Saat menjalankan program inilah, akan diketahui apakah program

dapat berjalan sesuai yang diinginkan atau terjadi kesalahan pada program. Menjalankan

program dapat dilakukan secara simulasi terlebih dahulu ataupun langsung pada mesin.

Namun biasanya langkah yang dilakukan oleh programmer adalah dengan menjalankan

program secara simulasi terlebih dahulu.


57/68

56

6.4.1 Simulasi Program

Sebelum program dijalankan pada mesin, langkah yang perlu dilakukan adalah

melihat simulasi dari program yang telah dibuat. Hal ini dilakukan agar kesalahan pada

penulisan program ataupun input kode atau ukuran dapat terlihat sebelum program atau

proses machining berjalan.

Simulasi program dapat dilakukan dengan memilih pada menu/layout "Program"

pilihan "Simu" (lihat Gambar 6.7) dengan menekan tombol F7. Setelah itu layout gambar

akan berubah seperti pada Gambar 6.8.

Gambar 6.8.Layout Simulasi Program (sumbu XYZ)

Koordinat titik penglihatan (coordinat view) pada simulasi program, dapat diatur

sedemikian rupa, sesuai dengan keinginan programmer. Penglihatan dapat dilakukan

pada 3 titik koordinat, yakni XYZ dan 2 titik koordinat saja, yakni XY atau XZ. Pengaturansimulasi dapat dilakukan pada menu "Simu. Setting" dengan menekan tombol F8 pada

menu simulasi, kemudian pilih Koordinat titik penglihatan yang diinginkan pada "Drawing

Mode" (lihat Gambar 6.9 dan 6.10).


58/68

57

Gambar 6.9.Layout Pengaturan Simulasi Program

Gambar 6.10.Simulasi Program Pada Koordinat Sumbu XY

6.4.2 Proses Machining.

Setelah program selesai dibuat, dan telah dipastikan benar, maka selanjutnya

adalah menjalankan program tersebut pada benda kerja (workpiece) yang akan di proses

atau machining.


59/68

58

Sebelum program dijalankan, sebelumnya terlebih dahulu memperhatikan

kesiapan, baik pada benda kerja, tools, dan lain-lainnya sehingga kesalahan ataupun

accident dapat terhindarkan. Setelah dipastikan, maka selanjutnya menjalankan program.

Langkah-langkah dalam menjalankan program CNC (untuk mesin CNC milling AMCO)

adalah:

1. Pada CPU (pemrograman), kembali ke menu awal (seperti pada Gambar 6.3).

2. Pilih menu "Monitor" dengan menekan tombol F4.

3. Pada layar, pastika telah terdapat tulisan "Ready", yang telah menyala hijau.

4. Tekan tombol START (tombol hijau) pada tombol kotak CPU mesin.

5. Mesin bekerja dan merespon semua perintah melalui G-Code pada program.

Gambar 6.11.CPU dan panel kontrol mesin CNC Milling AMCO


60/68

59

Bab

7

PERAWATAN MESIN

Bab ini sangat penting untuk dipahami. Pelajari terlebih dahulu cara merawat

mesin dengan benar, baru kemudian belajar cara pengoperasiannya. Bagian-bagian yang

harus dirawat antara lain : Kebersihan bodi mesin, Pelumas ball screw meja, pelumas

untuk silinder udara pada spindle (apabila ada), saringan udara pada dinding panel

belakang, dan lain-lain.

7.1 Pelumas ballscrew.

Beberapa mesin menggunakan oli sebagai pelumas, pelumas ini biasanya

ditampung dalam tabung plastik yang ditempatkan di bagian belakang mesin. Tabung ini

dilengkapi dengan sensor yang terhubung dengan mesin yang akan memberikan

peringatan apabila jumlah oli sudah tidak mencukupi. Jumlah oli pelumas ini harus diperiksa setiap hari dan ditambah apabila perlu . Jenis oli yang bisa digunakan antara lain

Vactra Oil no 2, ESSO K68, Shell T68. Beberapa perusahaan menggunakan oli Hidrolik

no 32, namun hal ini tidak dianjurkan. Satu hal yang juga sangat penting dilakukan terkait

dengan pelumas ball screw ini adalah kepastian terdistribusikannya pelumas ini secara

merata ke tempat-tempat yang seharusnya.

Pelumas ini di distribusikan dari tabung belakang menuju meja mesin melalui pipa

kecil dengan bantuan pompa. Apabila ada measalah dengan sistem distribusi, maka meja

aka bergerak tanpa pelumas, akibatnya dalam waktu singkat ball screw akan rusak (aus,

terbakar, dll), bearing akan hancur, dan biaya yang dikeluarkan untuk memperbaikinya

akan sangat mahal. Pastikan bahwa pelumas terdistribusi dengan benar dengan cara

membuka tutup meja secara periodik dan memeriksa apakah pelumas terdistribusi

dengan benar.


61/68

60

Lakukan pemeriksaan ini sebulan sekali. Gejala awal dari kerusakan ball screw

atau bearing dapat dideteksi dari bunyi kasar yang dikeluarkan meja ketika meja

digerakkan. Lakukan segera pemeriksaan apabila ini terjadi.

Gambar 7.1.Ball Screw dan Tabung pelumas

7.2. Pelumas Guideway slider

Mesin Milling CNC memiliki 4 buah Guide way slider, yaitu perangkat yang

menyangga semua beban berat meja, dan membawa meja bergerak ke sumbu dan Y.

Guide way ini bertanggung jawab atas akurasi pergerakkan meja dan kemulusan

gerakannya. Hubungan antara guideway, rel landasan dan meja mesin adalah mutlak

sliding fit, tidak diperkenankan adanya kelonggaran sedikitpun. Apabila itu terjadi, maka

akurasi pergerakan akan melenceng jauh, dan bearing serta ballscrewakan cepat rusak.

Untuk menjaga konsistensinya, pergerakan guidewayini juga harus selalu dibantu oleh

pelumas.

Kebanyakan mesin menyatukan pelumas ini dengan pelumas pada ball screw.

Tetapi ada beberapa mesin yang memisahkannya. Untuk tipe mesin ini Anda harus

memeriksa distribusi pelumasan juga secara terpisah.


62/68

61

Gambar 7.2. Guide Way Slider

7.3. Pelumas untuk Silinder udara bertekanan pada proses ATC (Auto Tool

Change)

Pada proses ganti tool secara otomatis, mesin menggunakan pneumaticcylinder

yang dibantu udara bertekanan (angin) sebagai tenaganya. Udara bertekanan itu

mendorong poros yang ada didalam Cylinderyang pada gilirannya akan mendorong tuas

pada magasin untuk mengeluarkan tool. Untuk cylinder inipun dibutuhkan pelumas yang

harus selalu kita periksa kecukupannya.

Pelumas ini biasanya diletakkan pada tabung plastik kecil yang diletakkan di

depan cylindernya. Meskipun pelumas untuk cylinder ini sangat awet, bisa bertahansampai bertahun-tahun tanpa harus ditambah, tetapi pemeriksaan secara periodik tetap

harus dilakukan untuk mengantisipasi kebocoran. Jenis pelumas untuk cylinder ini bisa

menggunakan oli hidrolik no.32, oli yang sama yang biasa digunakan pada mesin jahit.

Gambar 7.3. Pelumas ATC Pneumatic Cylinder


63/68

62

7.4. Saringan udara panel belakang mesin.

Pada bagian belakang mesin terdapat panel tempat menyimpan perangkat keras

mesin tersebut. Panel tersebut berisi kartu pengatur (untuk spindle, motor servo,

amplifier), relay dan lain-lain. Pada saat mesin dihidupkan, hal ini akan meningkatkan

suhu pada ruangan dalam, oleh karena itu pada pintu panel belakang biasanya dipasang

satu exhaust fan yang menarik udara luar ke dalam ruangan panel selama mesin di

hidupkan. Pada pintu fanini di pasang filtermatuntuk menyaring debu yang ikut tertarik,

dan filter ini akan cepat sekali kotor tertutup debu (tergantung dari lingkungan ruangan

mesin ditempatkan). Apabila filter ini tersumbat debu, fan akan gagal mendinginkan

ruangan panel, dan akibatnya hardwaredalam ruangan panel akan mengalami overheat

dan mengalami kerusakan. Bersihkan filter fan pada pintu ruangan panel belakang

SETIAP HARI.

Gambar 7.4. Saringan udara panel masin


64/68

63

7.5. Tangki Coolant

Setiap mesin memiliki tangki khusus untuk penampungan coolant (pendingin)

dengan kapasitas yang berbeda-beda, berkisar antara 200 hingga 700-an liter air,

tergantung dari ukuran mesin. Alur yang terjadi pada proses pendinginan benda kerja

oleh coolantadalah sebagai berikut : coolantpada tangki ditarik oleh pompa menuju inlet

yang terpasang pada (biasanya blok spindlemesin) melalui selang fleksible. Inletakan

mengeluarkan coolant ke arah benda kerja atau tool (tergantung arah yang dinginkan

operator) dengan kapasitas semburan yang bisa di atur. Coolanttersebut kemudian akan

mengalir kembali ke dalam tangki coolantyang berada di bagian bawah mesin. Pada saat

coolant kembali mengalir ke tangki penampungan, chip yang halus akan ikut terbawa

masuk karena ukurannya yang kecil sehingga bisa masuk ke celah yang kecil dan

berbobot cukup ringan sehingga mudah terbawa arus coolant. Tumpukan chiphalus pada

tangki coolant dalam jumlah banyak akan mengakibatkan tersumbatnya saluran keluar

dari tangki menuju selang, dan akibatnya coolanttidak akan keluar dari inlet. Permesinan

pada material logam HARUS SELALU MENGGUNAKAN COOLANT. Bersihkan tangki

secara periodik (2 minggu sekali atau sebulan sekali, tergantung dari produktifitas mesin

dan jenis material yang digunakan).

Gambar 7.5. Tanki Coolant

Selain perawatan rutin komponen di atas, kebersihan bodi mesin secara keseluruhan

harus dijaga SETIAP HARI KERJA tanpa kecuali.


65/68

64

Bab

8

STANDAR KESELAMATAN KERJA

Keselamatan kerja atau Occupational Safety, dalam istilah sehari hari sering

disebut dengan safety saja merupakan aspek penting dalam pekerjaan atau kegiatan

hidup lainnya. Keselamatan kerja selalu dijadikan sebagai bahasan utama ketika

berbicara mengenai pekarjaan. Hal ini karena keselamaatan kerja mempunyai kontribusi

penting dalam peningkatan kinerja dan produktivitas pekerja. Untuk itu setiap tenaga kerja

sudah harus memahami pengertian keselamatan kerja bagi dirinya dan lingkungannya.

Pengertian kecelakaan kerja memang sudah seharusnya dipahami secara umum

oleh seluruh pekerja. Aspek keselamatan kerja memang harus dipahami semua orang

sebab dalam konteksnya keselamatan kerja ini mencoba untuk mencegah terjadinya

kejadian negatif dalam kehidyupan setiap orang. Pada setiap aspek kehidupan, kejadian

negatif atau selanjutnya di sebut sebagai kecelakaan dapat saja terjadi. Hal ini karena

setiap aspek kehidupan membawa serta ancaman di balik eksistensinya.

Sebab itu sebelum mempelajari tentang proses permesinan dengan mesin CNC,

maka ada beberapa hal yang perlu diperhatikan untuk menghindarkan hal-hal yang akan

mengakibatkan kecelakaan kerja maupun kerusakan mesin, antara lain :

1. Gunakan pakaian kerja yang pas dibadan, jangan terlalu longgar, buang atau rapikan

bagian-bagian pakaian yang menjuntai

2. Gunakan selalu sepatu keselamatan (safety shoe)

3. Gunakan kacamata pelindung ketika berhadapan dengan mesin yag sedang

beroperasi

4. Jangan terlalu dekat dengan meja mesin di saat Pergantian Tool Otomatis (Auto Tool

Change) berlangsung.

5. Jangan mengganti tool di magazine toolpada saat mesin beroperasi

6. Jangan membersihkan chip, terutama yang berada di meja mesin pada saat mesin

beroperasi


66/68

65

7. Jangan membuka pintu panel (bagian belakang mesin) pada saat mesin sedang

beroperasi

8. Jangan menggunakan sumber arus yang cepat berubah seperti arus yang dipakai

oleh mesin las di area yang berdekatan dengan mesin CNC.

9. Apabila terjadi hal hal yang tidak diinginkan pada saat mesin sedang beroperasi,

hentikan mesin segera dengan menekan tombol Emergency Stop.

10.Hentikan putaran mesin dan pergerakan meja maupun spindlesebelum memasuki

mesin untuk penggantian part mesin, pembersihan, ataupun penyesuaian.

11.Matikan mesin sebelum melakukan perbaikan mesin

12.Hindarkan sirkuit atau kabel yang terbuka tanpa pengaman.

13.Bersihkan dinding taper(miring) pada bagian dalam spindle arbor. Hal ini harus benar

benar diperhatikan agar keakurasian pemotongan cutter dapat terjamin

14.Perhatikan pencekaman benda kerja. Jika benda kerja di cekam pada fixtureataupun

pada meja mesin, pastikan pencekamannya kuat.

15.Pengoperasian tombol panel. Jangan menekan tombol ataupun switchdengan

memakai sarung tangan

16.Jangan menyentuh chipsdengan tangan telanjang, gunakan sarung tangan

17.Jaga kebersihan lantai di sekitar mesin.

18.Pastikan koridor/gang/jalan disekitar mesin bersih dari barang-barang yang

menghalangi.

19.Ingatkan rekan kerja soal keselamatan kerja dan kebersihan area kerja

20.Pastikan hanya operatoryang ditunjuk yang boleh mengoperasikan mesin.

21.Jangan mengoperasikan mesin, kecuali yakin tidak akan membahayakan diri dan

rekan kerja,

22.Jangan meletakkan tooldan alat perlengkapan di dalam mesin yang sedang

beroperasi.

23.Kembalikan tooldan alat ke tempat semula setelah dipakai.

24.Jangan menyentuh bagian mesin yang berputar.

25.Jangan memposisikan anggota badan pada celah mesin pada saat mesin sedang

beroperasi.

26.Jangan membersihkan atau melumasi bagian mesin pada saat mesin sedang

27.beroperasi.

28.Jangan membersihkan bagian mesin yang berputar menggunakan kain lap.

29.Jangan melepas label peringatan yang telah ditempelkan di mesin.


67/68

66

30.Jangan memakai perhiasan saat mengoperasikan mesin, seperti cincin, gelang,

kalung maupun sejenisnya.

31.Mengerti, hafal dan paham akan aturan keselamatan kerja

32.Biasakan berdoa sebelum bekerja


68/68

DAFTAR PUSTAKA

1. SYNTEC Incorporation, Mill Machine Programming Manual Ver. 8.5, SYNTEC, Juli

2001.

2. SYNTEC Incorporation, Mill (900ME) User Guide, Ver. 8.00, SYNTEC, Januari 2001

3. UNY, Memprogramkan Mesin CNC (Dasar), Diknas, 2004

4. Yudhi Kristianto, Pemrograman CNC TU-3A, Penerbit Gava Media, Yogyakarta, 2006.

CNC Lengkap

Documents

Transcript of CNC Lengkap