KELOMPOK 21

PROSES MANUFAKTUR

TAHUN AKADEMIK 2012/2013

PM 05

CNC (COMPUTER NUMERICALLY CONTROLLED)

Disusun oleh:

Kelompok 21

Ibnu Fakhrudin (12.04.2.1.1.00007)

Ririn Susilowati (12.04.2.1.1.00092)

Handik Yulianto (12.04.2.1.1.00098)

Andre Wahyudi (12.04.2.1.1.00022)

ASISTEN :

SYAMSUL HIDAYATULLAH

110421100005

LABORATORIUM SISTEM OTOMASI INDUTRI DAN ROBOTIKA

PRODI TEKNIK INDUSTRI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS TRUNOJOYO MADURA

2014

PRAKTIKUM PROSES MANUFAKTUR 2013/2014

LABORATORIUM SISTEM OTOMASI DAN ROBOTIKA UNIVERSITAS TRUNOJOYO MADURA 99

RINGKASAN MODUL 5

MESIN CNC (Computering Numerical Controlled)

Dalam praktikum modul 5 ini, kami melakukan proses pembubutan dengan

mesin CNC (Computering Numerical Controlled). Dimana kami menggunakan

benda kerja silinder pejal, yang sama dengan benda kerja pada praktikum mesin

bubut sebelumnya, dimana digunakan mesin bubut konvensional atau manual.

Sedangan pada modul 5 ini, kami melakukan pembubutan pada benda kerja

dengan menggunakan program yang telah dibuat dalam komputer dengan kode-

kode tertentu.

Adapun beberapa perbedaan yang dapat dibandingkan antara pembubutan

dengan mesin bubut konvensional dan pembubutan dengan mesin CNC. Dalam

hal ini perbedaan yang paling menonjol yakni pada waktu permesinannya. Pada

pembubutan dengan mesin CNC didapat waktu permesinan yang lebih rendah

dibandingkan dengan waktu permesinan pada mesin bubut konvensional.



BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dalam proses manufaktur atau pembuatan suatu produk, dibutuhkan

beberapa prooses diantaranya adalah proses bubut. Dalam proses bubut, terbagi

atas dua macam yakni proses bubut secara manual dan proses bubut secara

otomatis yakni dengan menggunakan mesin CNC (Computering Numerical

Control).

Dengan semakin berkembangnya teknologi yang ada, dibutuhkan proses

pembubutan dengan kualitas yang baik oleh operator atau tenaga ahli. Tujuan dari

pada proses pembubutan dengan menggunakan mesin CNC kita dapat lebih

mudah untuk membuat suatu produk dengan hasil yang lebih baik pula.

Dalam praktikum modul 5 ini, kami melakukan pembubutan pada benda

kerja yang berupa silinder pejal dengan panjang 100mm. Sebelum dilakukan

praktikum, perlu dipelajari tentang code mesin CNC agar kita dapat membuat

benda kerja yang diinginkan dengan proses yang benar.

1.2. Tujuan

1.2.1. Tujuan instruksional umum

Mahasiswa dapat memahami dam menggunakan teknik pemrograman

Computer Numerical Controlled (CNC) pada otomasi proses manufaktur.

1.2.2. Tujuan instruksional khusus

1. Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja mesin CNC.

2. Mahasiswa dapat menyusun program CNC untuk proses turning.



BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian CNC Turning

CNC kependekan dari Computer Numerically Controlled, merupakan

mesin perkakas yang dilengkapi dengan sistem kontrol berbasis komputer

yang mampu membaca instruksi kode N dan G (G kode) yang mengatur kerja

sistem peralatan mesinnya (Subagio, 2008).

Mesin CNC baik mesin bubut maupun mesin freis selalu dilengkapi oleh

sebuah kontrol pengendali sekaligus untuk membuat sebuah program yang dapat

langsung dilihat pada layar monitornya. Arah gerakan pahat pada mesin CNC

menggunakan sistem koordinat. Sistem koordinat pada mesin CNC turning adalah

sistem koordinat kartesian dengan dua sumbu X dan Z. Sumbu X didefinisikan

sebagi sumbu yang tegak lurus terhadap sumbu spindel mesin bubut. Arah

positif sumbu X adalah arah yang menjauhi sumbu spindel. Sumbu Z adalah

sumbu yang sejajar dengan sumbu spindel dan arah positif adalah arah yang

menjauhi kepala tetap mesin bubut. Untuk kepentingan pembuatan program

CNC digunakan sistem kordinat benda kerja (Workpiece Coordinate System).

Gambar 2.1 Koordinat Absolute dan Incremental



2.2 Parameter Pada Mesin CNC Proturn

2.2.1 Pergeseran titik nol (zerro offset)

Pergeseran titik nol memberitahukan secara pasti titik nol benda kerja

dari titik nol mesin. Pergeseran ini dihitung setelah benda kerja dicekam pada

pencekam di mesin dan harus diisikan pada parameter titik nol (zero offset).

2.2.2 Pemrograman absolut dan inkremental

Pemrograman absolut adalah Pemrograman yang menentukan titik

koordinatnya selalu mengacu pada titik nol benda kerja. Pemrograman

inkremental adalah Pemrograman yang pengukuran lintasannya selalu

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

merupakan titik awal untuk pengukuran lintasan berikutnya atau penentuan

koordinatnya. Beberapa pahat memiliki panjang dan diameter yang

berbeda. Harga kompensasi pahat disimpan pada parameter tool correction.

Pada program CNC apabila D tidak diprogram, maka harga D yang digunakan

adalah D1, apabila D0 berarti pergeseran harga pahat tidak aktif.

2.2.3 Kecepatan Potong (Cutting speed)

Kecepatan potong atau cutting speed yang umum dinyatakan dalam

meter/menit, ialah kecepatan relatif mata pahat dengan benda kerja saat

proses pemesinan berlangsung. Kecepatan potong ini bergantung pada

kecepatan putar spindle(n) dan diameter (D) benda uji dalam.

2.2.4 Laju Pemakanan (feed rate)

Kecepatan pemakan atau feed rate adalah jarak yang ditempuh oleh

pahat setiap benda kerja berputar satu kali, sehingga satuan feed rate adalah

milimeter per putaran (mm/rev) Laju pemakanan ditentukan berdasarkan

kekuatan mesin, material benda kerja, material pahat, bentuk pahat, dan

terutama kehalusan permukaan yang diinginkan. Gerak makan biasanya

ditentukan dalam hubungannya dengan kedalaman potong.

Tabel 2.1 cutting speed dan feed pada benda aluminium 6001

2.2.5 Kedalaman pemotongan (depth of cut)

Kedalaman pemotongan atau depth of cut,adalah tebal bagian benda

kerja yang dibuang dari benda kerja, atau jarak antara permukaan yang

dipotong terhadap permukaan yang belum terpotong. Ketika pahat memotong



sedalam a, maka diameter benda kerja akan berkurang 2a, karena bagian

permukaan benda kerja yang dipotong ada di dua sisi, akibat dari benda

kerja yang berputar.

2.2.6 Panjang pemakanan

Panjang pemakanan adalah panjang bagian benda yang disayat atau

dipotong sejajar dengan sumbu spindel. Pada proses pemesinan CNC

turning, lintasan pahat disebut dengan toolpath. Toolpath pada proses

pemesinan tersebut terdiri dari pergerakan dengan pemakanan (feed cut

length) dan pergerakan pahat tanpa pemakanan (rapid treverse length).

2.2.7 Gerakan lurus tanpa pemakanan

G0 berfungsi untuk menempatkan (memposisikan) pahat secara cepat

dan tidak menyayat benda kerja. Perintah G0 akan selalu aktif sebelum

dibatalkan oleh perintah dari kelompok yang sama, misalnya G1, G2, atau

G3.

2.2.8 Gerakan lurus dengan pemakanan

Fungsi dari perintah G1 adalah menggerakkan pahat dari titik awal

menuju titik akhir dengan gerakan lurus. Kecepatan gerak makan ditentukan

dengan F. Perintah G1 tetap aktif (modal) sebelum dibatalkan oleh perintah dari

kelompok yang sama(G0, G2,G3)

2.3 Waktu Proses Turning

Perhitungan waktu pengerjaan adalah jarak tempuh pahat dikali

frekwensi pemakanan, dibagi kecepatan pemakanan dikali kecepatan.

Gambar 2.2 Terminologi Waktu Pemotongan Turning (Sumber: Widarto,

2008 : 150).

Berdasarkan ilustrasi diatas, waktu proses pada pemesinan CNC turning

dapat dipengaruhi oleh penentuan kecepatan potong untuk penentuan putaran

spindel, laju pemakanan, kedalaman pemakanan, dan panjang pemakanan.



BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat

1. Mesin CNC ProTurn 9000

2. 1 unit PC (Personal Computer)

3. Kuas pembersih

4. Majun

3.1.2 Bahan

1. Gambar Benda kerja

2. Software dan program CNC

3. Stock Material Aluminium

3.2 Prosedur Praktikum

1. Tentukan salah satu gambar 2 Dimensi Benda kerja yang berupa

komponen

2. Tulisakan program CNC turning proturn 9000 untuk Benda kerja tersebut

seperti

3. Lakukan perhitungan dan perencanaan proses turning . Untuk perhitungan

lihat contoh pada lampiran modul ini .



4.3 Flowchart Praktikum Modul 5

Langkah-langkah yang dilakukan pada praktikum modul 5 Proses Manufaktur

akan dijelaskan dengan menggunakan Flowchart dibawah ini :

Mulai

Menyiapkan alat, bahan, software dan gambar

benda kerja

Tujuan praktikum

Menerapkan Metode Penelitian

Melakukan proses pembubutan dengan mesin CNC Proturn :

1. Set up posisi pahat

2. Pemasangan benda kerja pada mesin CNC

3. Verify coding pada software

4. Run program pada software

Pengolahan data :

1. Kecepatan pemotongan

2. Kecepatan pemakanan

3. Kedalaman potong

4. Putaran Spindle

5. Waktu permesinan teoritis

Melakukan Analisa dan Interpetasi Data

Membuat Kesimpulan dan Saran Hasil Praktikum modul 5

Selesai

Tahap identifikasi

Tahap pengumpulan

data

Tahap pengolahan

data

Tahap analisa dan

kesimpulan

Identifikasi masalah

Mencatat hasil pembubutan pada mesin CNC yaitu waktu yang

dibutuhkan untuk proses bubut

pGambar 3.2 Flowchart praktikum modul 5



BAB IV

PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

4.1 Gambar Teknik Benda Kerja Dalam 2D dan 3D

(Terlampir)

4.2 Program CNC Turning Proturn untuk Benda Kerja

Dalam proses pembuatan produk pada modul 5 ini menggunakan gambar

kuda yang akan diproses dengan program CNC turning yang sudah modern

dibandingkan dengan mesin konvensional. Semua proses diatur dalam suatu code

numeric yang sering disebut dengan proses CNC (Computer Numerical Control)

sebagai berikut:

Gambar 5.4.7 Codding program CNC Base



Setelah codding pada program CNC bace selesai maka dapat dilihat

simulasinya dengan cara memilih tool verify, Berikut merupakan hasil benda kerja

setelah di verify :

Gambar 5.4.7 hasil Verify pada program

4.3 Perhitungan Parameter Proses Permesinan

Proses bubut (turning) dengan menggunakan mesin CNC dalam

perhitungannya menggunakan parameter. Parameter tersebut diantaranya adalah

kecepatan makan , kecepatan spindle serta kedalaman potongnya. Pada

praktikum proses manufaktur modul 5 ini menggunakan kecepatan spindle

sebesar 1500 m/menit. Untuk kecepatan makan dan kedalaman potong pada

setiap proses dapat dilihat pada table dibawah ini:

Tabel 5.4.1 parameter permesinan

No Proses Feeding (mm/menit Dept Of Cut (mm)

1 Facing 50 1

2 Bubut bertingkat 1 50 1


4 Taper 1 50 0.5

5 Taper 2 50 0.5


7 Taper 3 50 0.5

8 Taper 4 50 0.5

9 Taper 5 50 0.5

Pada tabel diatas dapat disimpulkan bahwa pada semua proses kecepatan

makan atau feeding adalah sebesar 50 mm/menit. Sedangkan untuk kedalaman

potong atau dept of cut untuk proses facing, bubut bertingkat 1,2, dan 3 adalah

sebesar 1 mm sedangkan untuk proses taper 1 sampai 5 adalah sebesar 0,5 mm.



4.4 Perhitungan Waktu Permesinan Teoritis

Untuk menghitung waktu pemesinan dalam proses pembuatan produk modul

5 menggunakan parameter. Dimana waktu permesinan secara teoritis dapat

dirumuskan seperti dibawah ini:

=

1000. (1)

Keterangan:

V = kecepatan potong teoritik

= (3,14)

do = diameter awal

n = kecepatan spindle

=

(2)

Keterangan :

do = diameter awal

di = diameter akhir

a = kedalaman pemotongan

f = kecepatan pemakanan

n = kecepatan spindel

V = kecepatan potong teoritik

Berdasarkan rumus parameter diatas perhitungan manual tiap proses adalah

sebagai berikut:

1. Proses Facing

a. Kecepatan potong teoritik (v)

=

1000

V = 3.14 26 1500

1000

V = 122,46 mm/menit

b. Panjang Busur (Lm)

Lm = Lo L1

Lm = 100 mm 98 mm

Lm = 2 mm



c. Tc

=2

50

Tc = 0,04

d. Tc Total

Tc total = 01

x tc

= (

26 0

2)

1 x 0,04

= 13 x 0,04

= 0,52 menit

1. Proses Bubut Bertingkat 1


=

1000

V = 3.14 26 1500

1000

V = 122,46 mm/menit


Lm = Lo L1

Lm = 98 mm 48 mm

Lm = 50 mm

c. Tc

=50

50

Tc =1

d. Tc Total

Tc total = 01

x tc

= (2620)/2

1 x 1

= 3 x 1

= 3 menit





=

1000

V = 3.14 20 1500

1000

V = 94,2 mm/menit


Lm = Lo L1

Lm = 98 mm 73 mm

Lm = 25 mm

c. Tc

=25

50

Tc =0,5

d. Tc Total

Tc total = 01

x tc

= (20 18)/2

1 x 0,5

= 1 x 0,5 = 0,5 menit

3. Taper 1


=

1000

V = 3.14 18 1500

1000

V = 84,78 mm/menit


Lm = (Lm1)2 +( 01

2)2

= (82) + ( 1810

2)2

= 64 + 4 = 8,9

Tc

=8,9

50

Tc = 0,178



c. Tc Total

Tc total = 01

x tc

= (1810)/2

0,5 x 0,178

= 8 x 0,178

= 1,424 menit

4. Proses Taper 2


=

1000

V = 3.14 18 1500

1000

V = 84,78 mm/menit


Lm = (Lm1)2 +( 01

2)2

= (72) + ( 1810

2)2

= 49 + 4

= 7,8

c. Tc

=7,8

50

Tc = 0,156

d. Tc Total

Tc total = 01

x tc

= (1810)/2

0,5 x 0,156

= 8 x 0,156

= 1,248 menit



=

1000

=3.14 18 1500

1000

V = 84,78 mm/menit




Lm = Lo L1

Lm = 90 mm 73 mm

Lm = 17 mm

c. Tc

=17

50

Tc = 0,34

d. Tc Total

Tc total = 01

x tc

= (18 10)/2

1 x 0,34

= 4 x 0,34

= 1,36 menit

6. Proses Taper 3


=

1000

V = 3.14 20 1500

1000

V = 94,2 mm/menit


Lm = (Lm1)2 +( 01

2)2

= (102) + ( 2010

2)2

= 100 + 25

= 11,18

c. Tc

=11,18

50

Tc = 0,224

d. Tc Total

Tc total = 01

x tc

= (1810)/2

0,5 x 0,224

= 8 x 0,224 = 1,792 menit



7. Proses Taper 4


=

1000

V = 3.14 20 1500

1000

V = 94,2 mm/menit


Lm = (Lm1)2 +( 01

2)2

= (102) + ( 2018

2)2

= 100 + 4

= 10,19

c. Tc

=10,19

50

Tc = 0,2038

d. Tc Total

Tc total = (01)/2

x tc

= (2018)/2

0,5 x 0,2038

= 2 x 0,2038

= 0,4076 menit

8. Proses Taper 5


=

1000

V = 3.14 20 1500

1000

V = 94,2 mm/menit


Lm = (Lm1)2 +( 01

2)2

= (102) + ( 2018

2)2

= 100 + 4

= 10,19



c. Tc

=10,19

50

Tc = 0,2038 menit

d. Tc Total

Tc total = (01)/2

x tc

= (2018)/2

1 x 0,2038

= 2 x 0,2038

= 0,4076 menit

Dari perhitungan manual diatas dihasilkan perhitungan waktu pemesinan a

bahwa waktu permesinan dari setiap proses bubut dengan mesin CNC ini adalah

dapat dilihat pada table dibawah ini:

Tabel 5.4.2 Hasil rekapitulasi perhitungan Tc dan Tc total

No Proses do (mm) d1 (mm) a (mm) f (mm/mnt) n (mm/mnt) v (mm/mnt) Lm (mm) tc (menit) tc Total (menit)

1 facing 26 0 1 50 1500 122,46 2 0,04 0,52

2 Bubut bertingkat 1 26 20 1 50 1500 122,46 50 1 3

3 Bubut bertingkat 2 20 18 1 50 1500 94,2 25 0,5 0,5

4 Taper 1 18 10 0,5 50 1500 84,78 8,9 0,178 1,424

5 Taper 2 18 10 0,5 50 1500 84,78 7,8 0,156 1,248

6 Bubut bertingkat 3 18 10 1 50 1500 84,78 17 0,34 1,36

7 Taper 3 20 10 0,5 50 1500 94,2 11,18 0,224 1,792

8 Taper 4 20 18 0,5 50 1500 94,2 10,19 0,2038 0,4076

9 Taper 5 20 18 0,5 50 1500 94,2 10,19 0,2038 0,4076

Rata-rata 97,34 Total 2,8456 10,6592



BAB V

ANALISA DAN PEMBAHASAN

5.1. Analisa langkah permesinan

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, untuk perhitungan waktu

permesinan dibedakan atas dua macam yakni perhitungan secara teoritis dan

perhitungan secara praktis. Dalam hal ini perhitungan waktu teoritis lebih besar

dibanding dengan perhitungan waktu aktual (praktik Berdasarkan hasil praktikum

diperoleh waktu teoritis dan waktu aktual (praktis) sebagai berikut:

Waktu aktual : 09,46 menit/produk

Waktu teoritis : 10,6592 menit/produk

Berdasarkan data di atas, dapat diketahui bahwa waktu pemesinan aktual (praktis)

lebih besar daripada waktu pemesinan teoritis. Hal ini dapat dikarenakan faktor

teknis, yaitu mesin bubut yang digunakan, maupun faktor operatornya atau

ketelitian dalam menentukan perhitungan.

5.2. Analisa perbandingan mesin bubut konvensional dengan mesin bubut

CNC

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dalam modul 5 ini kami

melakukan pembubutan pada benda kerja menggunakan mesin CNC, sedangkan

pada praktikum sebelumnya juga telah dilakukan proses pembubutan benda kerja

dengan mengunakan mesin bubut konvensional.

Komponen utama pada CNC adalah bagian mekanik dan bagian pengontrol.

Bagian mekanik terdiri dari kepala tetap, kepala lepas, landasan mesin, eretan,

motor pengggerak, pemegang pahat, poros penghantar, unit transmisi. Sedangkan

komponen pada mesin bubut konvensional adalah Kepala tetap (head stoke),

spindel (spindle), poros penjalan (feed rod), eretan (carriage), tempat pahat

(toolpost), kepala lepas (tail stoke).

Dari keduanya terdapat beberapa perbedaan, salah satu diantaranya adalah

perbedaan waktu permesinannya. Mesin bubut konvensional membutuhkan waktu

permesinan yang lebih lama dibandingkan dengan mesin bubut CNC.



BAB VI

PENUTUP

6.1. Kesimpulan

1. Dalam mesin bubut CNC terdapat beberapa prinsip kerja yang perlu

dipahami oleh praktikan untuk dapat memproses benda kerja dengan

benar dan menghasilkan produk yang baik.

2. Dalam pembuatan benda kerja salah satu komponen permainan catur yaitu

kuda, terdapat 9 proses yang meliputi facing, bubut bertingkat 1, bubut

bertingkat 2, taper 1, taper 2, bubut bertingkat 3, taper 3, taper 4, dan taper

5.

3. Berdasarkan analisa, didapatkan waktu pemesinan teoritis 10,6592

menit/produk dan waktu pemesinan aktual (praktis) 9,40 menit/produk.

Perbedaan tersebut dapat dipengaruhi oleh faktor teknis seperti mesin

bubut yang digunakan maupun faktor lain seperti operatornya.

4. Dalam penyusunan program CNC, perlu dipahami langkah dan juga code-

code pemrogaman serta fungsinya.

6.2. Saran

1. Diperlukan ketelitian dalam penyusunan code program dalam pembuatan

benda kerja menggunakan mesin CNC.



DAFTAR PUSTAKA

Anto Edi. 2013. Optimasi Parameter Pemesinan Terhadap Waktu Proses Pada

Pemrograman CNC Turning. Semarang .

Bhattacharya, I., 1969. Design of Cutting tools, Use of metal cutting theory, ASTME.

Dearborn, Michigan.

Rochim, T., 1993. Proses Pemesinan, Higher Education Development support project.

Jurusan Teknik Mesin FTI-ITB Bandung.

Subagio, Ganjar. 2008. Metode Pembuatan Program CNC (CNC Machine).

Departemen Perindustrian RI.

Sumbodo, Wirawan. 2008. Teknik Produksi Mesin Industri Jilid 2. Jakarta:

Depdiknas.

KELOMPOK 21

Documents

Transcript of KELOMPOK 21