MESIN CNC

 Pengertian mesin CNC

CNC singkatan dari Computer Numerically Controlled, merupakan mesin perkakas yang dilengkapi dengan sistem mekanik dan kontrol berbasis komputer yang mampu membaca instruksi kode N, G, F, T, dan lain-lain, dimana kode-kode tersebut akan menginstruksikan ke mesin CNC agar bekerja sesuai dengan program benda kerja yang akan dibuat. Secara umum cara kerja mesin perkakas CNC tidak berbeda dengan mesin perkakas konvensional. Fungsi CNC dalam hal ini lebih banyak menggantikan pekerjaan operator dalam mesin perkakas konvensional. Misalnya pekerjaan setting tool atau mengatur gerakan pahat sampai pada posisi siap memotong, gerakan pemotongan dan gerakan kembali keposisi awal, dan lain-lain. Demikian pula dengan pengaturan kondisi pemotongan (kecepatan potong, kecepatan makan dan kedalaman pemotongan) serta fungsi pengaturan yang lain seperti penggantian pahat, pengubahan transmisi daya (jumlah putaran poros utama), dan arah putaran poros utama, pengekleman, pengaturan cairan pendingin dan sebagainya.

Mesin CNC

Mesin perkakas merupakan suatu alat yang berfungsi memotong atau piranti pengolahan lain dan part. Jadi, yang dimaksud dengan mesin perkakas adalah suatu alat atau mesin dimana energi yang diberikan, kemudian dipergunakan untuk mendeformasikan dan memotong material ke dalam bentuk dan ukuran produk atau benda kerja sesuai dengan kehendak. Manakala mesin perkakas sedang melakukan pemakanan, program instruksi dapat diubah untuk memproses suatu pekerjaan baru.
Gambar 1.

Syarat-syarat umum yang harus dipenuhi oleh mesin perkakas adalah:
a. Kebutuhan akan daya kerja
b. Efisiensi yang tinggi baik secara teknis maupun ekonomis.
c. Performance
d. Kualitas kerja
e. Kekakuan static dan dinamic
f. Deformasi mekanis yang mungkin terjadi
g. Gaya-gaya yang terjadi pada saat operasi.

Ketelitian adalah kegiatan menganalisis atau mengolah data secara sistematis untuk mencapai kesalahan yang relatif terhadap suatu acuan. Sedangkan ketepatan adalah kemampuan yang dicapai untuk memenuhi besar atau kecilnya suatu target dengan cara mengulangi hal yang sama. Dan semua itu harus terdapat pada kualitas kerja dari mesin tersebut agar dapat tercapai suatu standart.

1. Kontrol Numerik atau Pengaturan Numerik
Kontrol numerik atau pengaturan numerik (numerical control: NC) adalah istilah yang digunakan untuk menjelaskan kontrol gerakan mesin dan berbagai fungsi lainnya berupa program otomasi dimana tindakan mekanik dari suatu alat-alat permesinan atau peralatan lain dikendalikan oleh suatu program yang berisi data kode angka. Data alphanumerical menghadirkan suatu instruksi pekerjaan untuk mengoperasikan mesin tersebut.
Numeric Control (NC) adalah suatu kendali mesin atas dasar informasi digital, ini diperkenalkan di area pabrikasi. NC adalah bermanfaat untuk produksi rendah dan medium yang memvariasikan produksi item, di mana bentuk, dimensi, rute proses, dan pengerjaan dengan mesin bervariasi.
Istilah computer numerical control (CNC) digunakan bila sistem kontrol memakai komputer internal. Komputer internal memungkinkan penyimpanan program tambahan, penyuntingan program, penjalanan program dari memori, diagnostik kontrol dan pemeriksaan mesin, pekerjaan rutin-rutin dan khusus, dan kemampuan melakukan perubahan skala inci/ metrik/ absolut.
Gambar 2.

Pembuatan komponen dengan CNC memerlukan akses langsung ke mesin dan instalasi komputer agar memperoleh pengalaman praktis yang amat diperlukan. Dalam menggunakan piranti dan jenis mesin tertentu, seperti mengoperasikan mesin-mesin turning, milling dan drilling harus memahami bahasa serta teknik pemrograman memerlukan instruksi.

2. Sistem Pengoperasian Mesin
Kode data diubah untuk satu rangkaian perintah, yang mana servo mekanisme, seperti suatu pijakan motor yang berputar sesuai jumlah yang telah ditetapkan, memperbaiki dengan masing-masing mengemudi dari suatu meja pekerjaan dan suatu alat 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. Adapun contoh dari sistem operasi dari mesin perkakas NC adalah:


Fungsi G
G00 Pengaturan posisi dengan gerak cepat yang mempunyai kemungkinan gerakan yang terjadi berupa eretan yang bergerak dalam arah x, y, z, dan x dan z
G01 Interpolasi linier adalah mendapatkan harga antara yang terletak pada garis lurus. Kemungkinan gerakan yang terjadi yaitu pembubutan dalam arah z atau memanjang, arah x atau melintang, arah x dan z atau membubutan tirus.
G02 Interpolasi melingkar dengan arah kekanan
G03 Interpolasi melintang atau melingkar arah kekiri
G04 Waktu tinggal diam (istirahat dalam detik)
G20-G21 Nilai masukan ditetapkan dalam satuan milimeter atau inchi
G24 Pemrograman radius
G25 Pemanggilan sub program
G27 Perintah melompat / melewati blok
G28 Kembali ketitik acuan
G33 Pemotongan ulir
G41-G42 Pemotongan benda kerja sesuai dengan kompensasi pada permukaan benda kerja.
G64 Mematikan motor/ mematikan arus listrik
G84 Siklus pembubutan memanjang
G88 Siklus pembubutan melintang


Fungsi M
M00 Menghentikan program, yang dilakukan di pertengahan program. Operator harus siap kembali
M03-M04 Start spindel searah jarum jam
M05 Spindel stop
M06 Penghitungan panjang pahat
M09 Memulai atau pembatalan putaran pemotongan
M17 Memulai atau membatalkan spindel dan cairan memotong
M19 Memutar atau membatalkan spindel untuk mengorientasikan posisi.
M30 Mengakhiri program, memutar kembali atau memberhentikan mesin.
M99 Parameter lingkaran

3. Jenis Mesin Perkakas NC
Mesin perkakas NC meliputi mesin dengan operasi tujuan tunggal. Dan yang akan kami ceritakan disini adalah mesin perkakas NC untuk mesin bubut (CNC Turning).
a. Prinsip Kerja CNC Turning
Benda kerja dipegang oleh pencekam yang dipasang diujung poros utama (spindel). Dengan memutar lengan pengatur, yang terdapat pada kepala tetap, putaran spindel (n) dapat dipilih. Harga putaran spindel umumnya dibuat bertingkat, dengan aturan yang telah distandarkan, misalnya 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1400, 1600, 1800, dan 2000 rpm. Kecepatan putaran spindel tidak lagi bertingkat melainkan berkesinambungan (kontinue). Pahat dipasangkan pada dudukan pahat dan kedalaman potong (a) diatur dengan menggeserkan peluncur silang melalui roda pemutar dan gerak makannya diatur dengan lengan pengatur pada rumah roda gigi. Gerak makan (f) yang tersedia pada mesin bubut bermacam-macam dan menurut tingkatan yang telah distandarkan, misalnya: …….., 0.1, 0.112, 0.125, 0.14, 0.16, …… (mm/(r)).
Bubut merupakan suatu proses pemakanan benda kerja yang sayatannya dilakukan dengan cara memutar benda kerja kemudian dikenakan pada pahat yang digerakkan secara translasi sejajar dengan sumbu putar dari benda kerja. Gerakan putar dari benda kerja disebut gerak potong relatif dan gerakkan translasi dari pahat disebut gerak umpan (feeding). Memutar memerlukan two-axis, kendali alur berlanjut, yang manapun untuk menghasilkan suatu ilmu ukur silindris lurus/langsung atau untuk menciptakan suatu profil.
Bedanya dengan Mesin perkakas NC adalah meliputi mesin dengan operasi tujuan tunggal, yang memberikan informasi kuantitatif seperti pengerjaan dengan mesin operasi yang disajikan oleh suatu komputer kendali dengan program database berupa kode data yang diubah untuk satu rangkaian perintah yang menyimpan instruksi secara langsung untuk mengendalikan alat-alat bermesin CNC (Computer Numerical Control).

b. Bagian-Bagian Mesin CNC Turning
Bagian dari mesin CNC Turning tidak jauh berbeda dengan yang berada pada mesin bubut konvensional yaitu sebagai berikut:
 Unit Kontrol berupa panel pengontrolan yang berisi tombol-tombol perintah untuk menjelaskan kontrol gerakan mesin dan berbagai fungsi lainnya yang menggunakan instruksi oleh sistem kontrol elektronika.
 Kepala Tetap berupa roda-roda gigi transmisi penukar putaran yang akan memutar poros spindel
 Poros utama (spindel) berupa tempat kedudukan pencekam untuk berdirinya benda kerja.
 Eretan utama (appron) akan bergerak sepanjang meja sambil membawa eretan lintang (cross slide) dan eretan atas (upper cross slide) dan dudukan pahat.
 Eretan Melintang yang menggerakan pahat arah melintang.
 Eretan Memanjang yang menggerakan pahat arah vertikal.
 Kepala Lepas, sejajar kepala tetap untuk membantu pergerakan spindel dalam memegang benda kerja.
Gambar 3.

4. Keuntungan dan Kerugian
Faktor-faktor yang menyebabkan mesin perkakas NC jenis CNC Turning ini lebih menguntungkan adalah sebagai berikut:

a. Laju produksi cepat.
b. Keakuratan pada lebih besar dan repeatabilas.
c. Menurunkan tingkat tarip sisa (pemborosan komponen).
d. Mengurangi kebutuhan pemeriksaan.
e. Tidak banyak memakan tempat/ ruangan
f. Level keterampilan yang dibutuhan operator dikurangi


Adapun kerugian yang dapat ditimbulkan oleh mesin perkakas NC jenis CNC Turning ini adalah sebagai berikut:

a. Pengerjaan komponen dengan mesin yang mudah menjadi sulit karena menggunakan format yang rumit.
b. Modal yang ditanamkan mengalami peningkatan.
c. Peralatan sederhana tetap diperlukan
d. Dibutuhkan tenaga ahli yang berfungsi untuk memprogram peralatan NC.