TI-3222: Otomasi Sistem Produksi · PDF filePada mesin bubut, axis X adalah arah gerakan tool...
Transcript of TI-3222: Otomasi Sistem Produksi · PDF filePada mesin bubut, axis X adalah arah gerakan tool...
1
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi
Pemograman Numerical-Control
LaboratoriumLaboratorium SistemSistem ProduksiProduksiwww.lspitb.orgwww.lspitb.org
©©20042004
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 2
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Hasil Pembelajaran• Umum
Mahasiwa mampu untuk melakukan pemograman mesinNC, memahami kode G dan M, serta merancang danmengimplementasikan pemograman NC.
• KhususMemahami dasar-dasar pemograman NC, mampumembuat, mengembangkan pemograman NC danmemberikan pengembangan pengetahuan otomasipemograman NC
2
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 3
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Pemograman NC
• Sistem Koordinat
• Media penyimpanan program NC
• Kode simbolik
• Format masukan tape
• NC words
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 4
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Sistem Koordinat• Setiap gerak axis dilengkapi
dengan sumber penggerak.
• Sumber penggerak antara lain adalah motor DC, motor stepper, dan aktuatorhidrolik.
• Gerak relatif antara tool danbenda kerja akan diatur olehmekanisme gerakan slides mesin perkakas.
• Gerakan utama tiga axis akanselalu berpedoman padasumbu x, y dan z.
Kaedah tangan kanan (sistem koordinat)
Sistem koordinat mesin bubut
+X
+Y+Z
3
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 5
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Sistem Koordinat• Axis Z
Pada mesin dengan benda kerja berputar, sepertibubut, axis Z paralel dengan spindle, dan gerak positifsesuai dengan arah tool menjauhi benda kerja.Pada mesin dengan tool yang berputar, seperti mesinmilling atau boring, axis Z paralel pada tool axis, dangerak positif sesuai dengan arah tool menjauhi bendakerja.Pada mesin press, planning atau shearing, axis Z tegaklurus tool set, dan gerak positif akan menambah jarakantara tool dan benda kerja.
• Axis XPada mesin bubut, axis X adalah arah gerakan tool dangerak positif sesuai dengan arah tool menjauhi bendakerjaPada mesin milling horizontal, axis X paralel denganmeja.Pada mesin milling vertikal, axis X positif ke kanan.
• Axis YAxis ke arah kiri pada standar sistem koordinatCartesian
Sistem koordinat mesin drill
Sistem koordinat mesin milling
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 6
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Media penyimpanan program NCAda 4 jenis media penyimpananprogram NC1. Punched card; data hanya bisa
sebagai input ke MCU dengan tingkatkelajuan rendah
2. Punched tape; pembacaan sebarisdalam waktu yang sama. Pembacaandilakukan persetiap blok.
3. Magnetic tape; dipersiapkanmengunakan metoda berbasiskomputertidak dapat editing padatape dan kemampuan terbatas.
4. Direct communication link; transmisidata NC dengan melalui jaringan, MCU digantikan denganmikrokomputer, dapat memonitorbeberapa mesin secara simultan
4
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 7
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Kode simbolik
Dalam aplikasi NC selalu digunakankode:
BCD (binary-coded decial)ASCII (American Standard Code for Information Interchange)
BCDBerdasarkan EIA Standard RS-244AData berupa simbol, kata, angka harusmerepresentasikan 8mark.
ASCIIJuga digunakan pada komputer dantelekomunikasiMempunyai karakter yang lebih lengkapdibandingkan BCD
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 8
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
NC words• Nomor urut (kode N); khusus untuk penomoran secara berurutan
yang dapat juga untuk identifikasi setiap blok.• Preparatory word (kode G); digunakan sebagai alat komunikasi
untuk persiapan masuk ke MCU. Sesuai dengan EIA standar RS-273
• Koordinat (X, Y dan Z); memberikan posisi koordinat tool. Perpindahan sejauh 0.6in dengan arah positif pada sistem NC dengan BLU=0.001in. Dan jumlah pergeseran 600, maka dalamNC part program akan ditulis X+600.
• Laju pemakanan (kode F); untuk berhubungan dengan suapan(feed) pada operasi pemesinan. Unit: inchi per minute (ipm)
• Kecepatan spindle (kode S); dikhususkan kecepatan pemotonganpada proses pemesinan. Unitnya revolusion per minute (rpm)
• Pemilihan tool (kode T); dirancang untuk mesin yang berhubungan dengan tool turret atau automatic tool changer
• Miscellaneous function (kode M); dirancang untuk partikularmode dari operasi mesin perkakas NC. Misalnya aktifkan media pendingin (on/off). Sesuai dengan EIA standar RS-273.
5
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 9
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
NC WORDS
g00 g01 g02 g03 g04 g08 g09 g17 g18 g19
Rapid traverse Linear interpolation Circular interpolation, CW Circular interpolation, CCW Dwell Acceleration Deceleration X-Y Plane Z-X Plane Y-Z Plane
g40 g41 g42 g70 g71 g74 g75 g80 g81 -9 g90
Cutter compensation - cancel Cutter compensation - left Cutter compensation -right Inch format Metric format Full circle programming Off Full circle programming On Fixed cycle cancel Fixed cycles Absolute dimension programming
Table 9.1 G codes
N code. sequence number: N0010
G code. preparatory word.
*
*
*
*
*
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 10
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
NC WORDS (continue)
Circular Interpolation:
(5.000,2.000)(7.000,2.000)
N0100 G02 X7.000 Y2.000 I0.000 J-2.000
Cut from (5.000,4.000) to(7.000,2.000) CW
(5.000,4.000)Full circle ON
6
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 11
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
NC WORDS (continue)
F Code. feed speed.
inch/min (ipm), or ipr.
F code must be given before either G01, G02, or G03 can be used.
N0100 G02 X7.000 Y2.000 I5.000 J2.000 F6.00
S Code. cutting speed code. It is programmed in rpm. S code does not turn on the spindle, spindle is turned on by a M code.
N0010 S1000
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 12
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
NC WORDS (continue)
M Code. miscellaneous word. Table 9.2. M codes
m00 m01 m02 m03 m04
Program stop Optional stop End of program Spindle CW Spindle CCW
Tool change Flood coolant on Mist coolant on Coolant off End of tape
m06 m07 m08 m09 m30
7
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 13
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Part-programmingContoh: Diameter cutter 0.25in. Feedrate 6ipm dan kecepatanpotong 300sfpm (surface feet per minute). Axis Z sementara diabaikan dan lima titik (p1 s/d p5) diperlihatkan pada gambar.Perhitungan:Titik p1:
x = 4 - 0.125 = 3.875y = 4 – 0.125 tan 67.5 = 3.698
Titik p2:x = 3.875 y = 4 + 5 + 0.125 = 9.125
Titik p3:y = 9 + 0.125 = 9.125(-x + 6.5)2 + 0.1252 = (1 – 0.125)2
6.5 – x = 0.866; maka x = 5.634Titik p4:
y = 9.125x = 6.5 + 0.866 = 7.366
Titik p5:y = 9.125x = 9 + 0.125 tan 67.5 = 9.302
NC ProgrammingN10 F6.0 S400 M03N20 G01 X3.875 Y3.698N40 G01 X5.634 Y9.125N50 G03 X7.366 Y9.125 I6.5 J9.N60 G01 X8.948N70 G01 X3.875 Y3.698N80 G01 X2.0 Y2.0 M30
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 14
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Part program (O-shape groove)ContohPemograman manual padapemotongan aluminum:
Pemesinan O-shape groove denganmenggunakan mesin CNC Terco. Gerakan pemesinan dibagi dalam tigakelompok pengerjaan:
Point-to-point tanpamemerlukan garis yang diinginkandan menuju titik acuan dengangerakan cepat.
N001 G00 X00 Y00
Gerakan garis lurus dengankecepatan konstan menuju ke titikacuan.
N001 G01 F100 S8 M03 X00 Y00
Gerakan arc
8
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 15
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Part Program (Parallel slots)
Langkah pemotongan:1. Sada2. Dasda3. Sda
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 16
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Kompensasi radius-tool
G40: batalkan kompensasiradius-tool
G41: kompensasi – kiriG42: kompensasi – kananM96: Blok tambahan untuk
kurva eksternalM97: Menuju titik pemesinan
ketika memotong kurvaeksternal
9
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 17
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
KompensasiStart kompensasi
Inside corner
Penggunaan M96 dan M97
Batalkan kompensasi tool
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 18
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Pembuatan empat persegi dengan G41
10
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 19
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Computer-assisted part-programmingComputer-assisted part-programming• Bahasa pemograman untuk perhitungan lintasan pahat dan
mempersiapkan “punched card”• Lebih ekonomis jika dibandingkan dengan pemograman
manual untuk komponen yang berbentuk rumit.
Tugas programmer part-program• Mulai dari konfigurasi benda kerja berdasarkan elemen
dasar geometri seperti titik, garis permukaan, lingkarandan sebagainya.
• Membentuk langkah pemesinan sepanjang elemengeometri.
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 20
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Computer-assisted part programmingPengelompokkan part-program• Bahasa berbasis pada pemesinan (machined-oriented languages)• Membuat lintasan pahat dengan perhitungan koordinat
berdasarkan format data koordinat, feed dan speed.• General-purpose languages, dimulai dari processing stage dan
post processing stage.
ProcessingPre-Processing Post-Processing
11
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 21
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Processing stageTahapan ini akan menghasilkan satuset titik data penghubung yang disebut dengan CL (cutter location) data yang merupakan common interface language.
Pengelompokkan CL data• Menterjemahkan simbol input
(penghubung antara operator dankomputer)
• Perhitungan aritmatik untukpengerjaan pemotongan.
• Perhitungan ofset cutter; menghitung ofset dari lintasanpahat berdasarkan geometribenda kerja.
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 22
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Part programming dari CAD
Mempunyai beberapa manfaat seperti:• Memudahkan pembacaan geometri yang komplek• Waktu pengerjaan semakin pendek
Sistem CAD yang dapat berintegrasi denganCAM
• CADAM: generate lintasan pahat berdasarkan apayang didefenisikan user
• Computer vision (NC vision): interaktive mode• CATIA : generate NC program secara internal• NC-part program generator: berdasarkan ASCII
file dari AutoCAD
12
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 23
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Generate NC program dari data CAD
Berdasarkan geometri• Terbatas untuk bentuk geometri yang sederhana• Memerlukan algortima pengenalan feature (feature
recognition) yang tepat.
Optimasi lintasan pahat NC• Generate lintasan pahat untuk berbagai operasi NC• Tidak memerlukan model matematik dalam mengkreasikan
lintasan pahat optimum• Hanya memerlukan identifikasi jumlah pemotongan yang
minimal
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 24
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Pendekatan analitik pada perencanaan lintasan pahat
• Optimasi pemesinan NCOptimasi parameter pemesinan (feed, speed, depth of cut)Minimasi panjang pemotongan
• Menggunakan beberapa metoda pada mesin milling seperti:Staircase: gerakan pahat selalu sejajar dengan kaki padabidang.Window frame: gerakan pahat pertama mengikuti bentukbidang dan pada tahap berikutnya semakin berkurang hinggamenuju posisi di tengah bidang.
Catatan:Diameter cutter ↑ ↑ maka lintasan pahat ↓ ↓Diameter cutter ↓ ↓ maka lintasan pahat ↑ ↑Diameter cutter ≅ maka lintasan pahat ∼
13
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 25
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Staircase dan windowframe milling
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 26
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
A tool path is comprised of two parts
14
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 27
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Length of cut within a polygon
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 28
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
• Pemesinan dengan NC berdampak padaAkurasiRepeatabilityFleksibilitasEkonomis
• Peringkat otomasi mesin NC Pemograman manualComputer assisted programmingAutomated generation NC code
15
TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 29
Departemen Teknik Industri FTI-ITB
Tugas• Pilih suatu komponen mekanik yang memiliki proses
milling. Gambarkan komponen tersebut dalam bentuk solid (3D) dengan menggunakan AutoCAD.Tentukan parameter pemesinan miling (pahat, kecepatan spindle, kecepatan potong dll.)Buat program NC untuk proses milling.
• Ketentuan:Tugas kelompok (sesuai kelompok praktikum).NC program dibuat menggunakan text editor
• JadwalMinggu 1: menyusun program NC program (printout dikumpulkan minggu depan)Minggu 2: asistensi dengan asisten untuk memverifikasiprogram NC (perlu membawa disket program NC dan disketgambar solid). Jadwal asistensi akan diumumkan
• Penilaian:Kompleksitas proses milling.