DASAR MESIN CNC BUBUT

1.1 Latar Belakang

Mesin perkakas merupakan suatu alat yang berfungsi memotong atau piranti pengolahan laindan part. Jadi, yang dimaksud dengan mesin perkakas adalah suatu alat atau mesin dimana energi yangdiberikan, kemudian dipergunakan untuk mendeformasikan dan memotong material ke dalam bentuk dan ukuran produk atau benda kerja sesuai dengan kehendak. Manakala mesin perkakas sedangmelakukan pemakanan, program instruksi dapat diubah untuk memproses suatu pekerjaan baru.Syarat-syarat umum yang harus dipenuhi oleh mesin perkakas adalah:1.kebutuh akan daya kerja2.Efisiensi yang tinggi baik secara teknis maupun ekonomis.3.Performance4.Kualitas kerja5.Kekakuan static dan dynamic6.Deformasi mekanis yang mungkin terjadi7.Gaya-gaya yang terjadi pada saat operasi.Ketelitian adalah kegiatan menganalisis atau mengolah data secara sistematis untuk mencapaikesalahan yang relatif terhadap suatu acuan. Sedangkan ketepatan adalah kemampuan yang dicapaiuntuk memenuhi besar atau kecilnya suatu target dengan cara mengulangi hal yang sama. Dan semuaitu 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 digunakanuntuk menjelaskan kontrol gerakan mesin dan berbagai fungsi lainnya berupa program otomasidimana tindakan mekanik dari suatu alat-alat permesinan atau peralatan lain dikendalikan olehsuatu 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 diarea 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, pekerjaanrutin-rutin dan khusus, dan kemampuan melakukan perubahan skala inci/ metrik/ absolut.2.

Sistem Pengoperasian Mesin

Sistem operasi dari mesin perkakas NC adalah menggunakan sistem operasi CNC sehinggadiperlukan pengenalan kode data untuk menjalankan satu rangkaian perintah.

3.Jenis Mesin Perkakas NC

Mesin perkakas NC meliputi mesin dengan operasi tujuan tunggal. Dan yang akan kami ceritakandisini adalah mesin perkakas NC untuk mesin bubut (CNC Turning).

 

a. Prinsip Kerja CNC TurningBenda kerja dipegang oleh pencekam yang dipasang diujung poros utama (spindel). Denganmemutar 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 putaranspindel tidak lagi bertingkat melainkan berkesinambungan (kontinue). Pahat dipasangkan padadudukan pahat dan kedalaman potong (a) diatur dengan menggeserkan peluncur silang melaluiroda 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 telahdistandarkan, misalnya: …….., 0.1, 0.112, 0.125, 0.14, 0.16, …… (mm/(r)).Bubut merupakan suatu proses pemakanan benda kerja yang sayatannya dilakukan dengan caramemutar 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 silindrislurus/langsung atau untuk menciptakan suatu profil.Bedanya dengan Mesin perkakas NC adalah meliputi mesin dengan operasi tujuan tunggal, yangmemberikan informasi kuantitatif seperti pengerjaan dengan mesin operasi yang disajikan olehsuatu komputer kendali dengan program database berupa kode data yang diubah untuk saturangkaian perintah yang menyimpan instruksi secara langsung untuk mengendalikan alat-alat bermesin CNC (Computer Numerical Control). b. Bagian-Bagian Mesin CNC TurningBagian dari mesin CNC Turning tidak jauh berbeda dengan yang berada pada mesin bubutkonvensional yaitu sebagai berikut:

•

Unit Kontrol berupa panel pengontrolan yang berisi tombol-tombol perintah untuk menjelaskan kontrol gerakan mesin dan berbagai fungsi lainnya yang menggunakan instruksioleh sistem kontrol elektronika.

•

Kepala Tetap berupa roda-roda gigi transmisi penukar putaran yang akan memutar porosspindel

•

Poros utama (spindel) berupa tempat kedudukan pencekam untuk berdirinya benda kerja.

•

Eretan utama (appron) akan bergerak sepanjang meja sambil membawa eretan lintang (crossslide) 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.

 

4.

Keuntungan dan Kerugian

Faktor-faktor yang menyebabkan mesin perkakas NC jenis CNC Turning ini lebih Menguntungkanadalah 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/ ruanganf. Level keterampilan yang dibutuhan operator dikurangiAdapun kerugian yang dapat ditimbulkan oleh mesin perkakas NC jenis CNC Turning ini adalahsebagai berikut:a. Pengerjaan komponen dengan mesin yang mudah menjadi sulit karena menggunakan format yangrumit. b. Modal yang ditanamkan mengalami peningkatan.c. Peralatan sederhana tetap diperlukand. Dibutuhkan tenaga ahli yang berfungsi untuk memprogram peralatan NC. 

Pengertian mesin CNC

CNC singkatan dari Computer Numerically Controlled, merupakan mesin perkakas yangdilengkapi dengan sistem mekanik dan kontrol berbasis komputer yang mampu membaca instruksikode 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 perkakasCNC tidak berbeda dengan mesin perkakas konvensional. Fungsi CNC dalam hal ini lebih banyak menggantikan pekerjaan operator dalam mesin perkakas konvensional. Misalnya pekerjaan setting toolatau mengatur gerakan pahat sampai pada posisi siap memotong, gerakan pemotongan dan gerakankembali keposisi awal, dan lain-lain.Demikian pula dengan pengaturan kondisi pemotongan (kecepatan potong, kecepatan makandan kedalaman pemotongan) serta fungsi pengaturan yang lain seperti penggantian pahat, pengubahantransmisi daya (jumlah putaran poros utama), dan arah putaran poros utama, pengekleman, pengaturancairan pendingin dan sebagainya. Mesin perkakas CNC dilengkapi dengan berbagai alat potong yangdapat membuat benda kerja secara presisi dan dapat melakukan interpolasi yang diarahkan secaranumerik (berdasarkan angka). Parameter sistem operasi CNC dapat diubah melalui program perangkatlunak (software load program) yang sesuai. Tingkat ketelitian mesin CNC lebih akurat hingga ketelitianseperseribu millimeter, karena penggunaan ballscrew pada setiap poros transportiernya. Ballscrew bekerja seperti lager yang tidak memiliki kelonggaran/spelling namun dapat bergerak dengan lancar.Pada awalnya mesin CNC masih menggunakan memori berupa kertas berlubang sebagai media untuk mentransfer kode G dan M ke sistem kontrol. Setelah tahun 1950, ditemukan metode baru mentransfer data dengan menggunakan kabel RS232, floppy disks, dan terakhir oleh Komputer Jaringan Kabel

 

(Computer Network Cables) bahkan bisa dikendalikan melalui internet. Akhir-akhir ini mesin-mesinCNC telah berkembang secara menakjubkan sehingga telah mengubah industri pabrik yang selama inimenggunakan tenaga manusia menjadi mesin-mesom otomatik.Dengan telah berkembangnya Mesin CNC, maka benda kerja yang rumit sekalipun dapat dibuatsecara mudah dalam jumlah yang banyak. Selama ini pembuatan komponen/suku cadang suatu mesinyang presisi dengan mesin perkakas manual tidaklah mudah, meskipun dilakukan oleh seorang operator mesin perkakas yang mahir sekalipun. Penyelesaiannya memerlukan waktu lama. Bila ada permintaankonsumen untuk membuat komponen dalam jumlah banyak dengan waktu singkat, dengan kualitassama baiknya, tentu akan sulit dipenuhi bila menggunakan perkakas manual. Apalagi bila bentuk  benda kerja yang dipesan lebih rumit, tidak dapat diselesaikan dalam waktu singkat. Secara ekonomis biaya produknya akan menjadi mahal, hingga sulit bersaing dengan harga di pasaran. Tuntutankonsumen yang menghendaki kualitas benda kerja yang presisi, berkualitas sama baiknya, dalam waktusingkat dan dalam jumlah yang banyak, akan lebih mudah dikerjakan dengan mesin perkakas CNC(Computer Numerlcally Controlled), yaitu mesin yang dapat bekerja melalui pemogramman yangdilakukan dan dikendalikan melalui komputer.Mesin CNC dapat bekerja secara otomatis atau semiotomatis setelah diprogram terlebih dahulumelalui komputer yang ada. Program yang dimaksud merupakan program membuat benda kerja yangtelah direncanakan atau dirancang sebelumnya. Sebelum benda kerja tersebut dieksikusi ataudikerjakan oleh mesin CNC, sebaikanya program tersebut di cek berulang-ualang agar program benar- benar telah sesuai dengan bentuk benda kerja yang diinginkan, serta benar-benar dapat dikerjakan olehmesin CNC. Pengecekan tersebut dapat melalui layar monitor yang terdapat pada mesin atau bila tidak ada fasilitas cheking melalui monitor (seperti pada CNC TU EMCO 2A/3A) dapat pula melalui plotter yang dipasang pada tempat dudukan pahat/palsu frais. Setelah program benar-benar telah berjalanseperti rencana, baru kemudian dilaksanakan/dieksekusi oleh mesin CNC.Dari segi pemanfaatannya, mesin perkakas CNC dapat dibagi menjadi dua, antara lain: (a)mesin CNC Training unit (TU), yaitu mesin yang digunakan sarana pendidikan, dosen dan training. (b)mesin CNC produktion unit (PU), yaitu mesin CNC yang digunakan untuk membuat bendakerja/komponen yang dapat digunakan sebagai mana mestinya. Dari segi jenisnya, mesin perkakasCNC dapat dibagi menjadi tiga jenis, antara lain: (a) mesin CNC 2A yaitu mesin CNC 2 aksis, karenagerak pahatnya hanya pada arah dua sumbu koordinat (aksis) yaitu koordinat X, dan koordinat Z, ataudikenal dengan mesin bubut CNC, (b) mesin CNC 3A, yaitu mesin CNC 3 aksis atau mesin yangmemiliki gerakan sumbu utama kearah sumbu koordinat X, Y, dan Z, atau dikenal dengan mesin frsaisCNC. (c) mesin CNC kombinasi, yaitu mesin CNC yang mampumengerjakan pekerjaan bubut dan freis sekaligus, dapat pula dilengkapi dengan peralatan pengukuransehingga dapat melakukan pengontrolan kualitas pembubutan/pengefraisan pada benda kerja yangdihasilkan. Pada umumnya mesin CNC yang sering dijumpai adalah mesin CNC 2A (bubut) dan