SISTEM KENDALI CNCSISTEM KENDALI CNC

MK HERLIANSYAH, ST. MT.MK HERLIANSYAH, ST. MT. PH.D PH.D

PROGRAM STUDI TEKNIK INDUSTRIJURUSAN TEKNIK MESIN DAN INDUSTRI

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS GADJAH MADA2012

MOTION CONTROL (POINT TO POINT-PTP)MOTION CONTROL (POINT TO POINT-PTP)

• Sistem kendali point-to-point akan menggerakkan alat iris ke tempat/titik pengerjaan tanpa menyentuh benda kerja.

• Namun begitu mencapai titik pengerjaan, mesin perkakas CNC akan mengeksekusi arah pergerakan pada sumbu Z.

• Sistem kendali point-to-point disebut juga dengan sistem posisi (positioning system).

• Sistem tersebut dapat berjalan dengan mengikuti salah satu dari tiga pola yang ditunjukkan pada Gambar 11.1

MOTION CONTROL (POINT TO POINT-PTP)MOTION CONTROL (POINT TO POINT-PTP)

MOTION CONTROL (POINT TO POINT-PTP)MOTION CONTROL (POINT TO POINT-PTP)

• Sistem PTP biasanya digunakan pada mesin drilling, punch presses, dan las titik yang membutuhkan pemosisian pada bidang XY dengan kecepatan perpindahan yang tinggi pada saat melakukan proses eksekusi pada aksis Z.

• Sistem pengendali PTP lebih murah dan mudah dalam struktur pengendaliannya, dan mudah untuk dirawat

MOTION CONTROL (CONTINUOUS PATH)MOTION CONTROL (CONTINUOUS PATH)

• Sistem pengendali continuous‑path disebut juga sebagai sistem kontour.

• Sistem kontour diwujudkan dalam bentuk mensingkronisasikan gerakan dua atau lebih sumbu mesin untuk menghasilkan suatu jalur kerja tertentu.

• Terdapat 4 tipe, antara lain: – 2‑D countoring– 2 1/2‑D countouring– 3D countouring– 4D contouring.

Contoh: Perhitungan SudutContoh: Perhitungan Sudut

SISTEM KENDALI CNCSISTEM KENDALI CNC• Sistem kendali CNC dapat berbentuk siklus terbuka

ataupun siklus tertutup.• Perbedaannya terletak pada adanya sistem umpan

balik pada siklus tertutup

1. Sistem Siklus Terbuka Dalam sistem ini tidak terdapat proses umpan balik. Motor akan bekerja sesuai perintah dari MCU, sistem akan

mengasumsikan bahwa meja kerja akan mencapai posisi yang telah ditentukan.

Sistem terbuka ini sangat sensitif terhadap tahanan beban yang besar, karena dapat mengubah posisi dan kecepatan yang telah ditetapkan.

Sistem ini biasanya diterapkan dalam sistem PTP, bisa juga dalam mesin potong beban ringan.

SISTEM KENDALI CNCSISTEM KENDALI CNC

2. Sistem Siklus Tertutup• Dalam sistem ini terdapat sub sistem umpan balik

yang berfungsi memonitor hasil keluaran sebenamya dan mengoreksi setiap ketidaksesuaian yang terjadi antara kenyataan dan hasil yang diinginkan.

• Sistem umpan balik ini bisa berupa sistem analog ataupun sistem digital.

• Sistem analog akan mengukur variasi dari sistem fisik seperti posisi, kecepatan dalam level tegangan.

• Tachometer biasanya dipakai untuk mengukur tegangan dan resolver untuk mengukur posisi.

SISTEM KENDALI CNC: SISTEM KENDALI CNC: Sistem Siklus TertutupSistem Siklus Tertutup

• Terdapat dua macam umpan balik dalam sistem CNC, yaitu siklus posisi dan siklus kecepatan.

• Siklus posisi merupakan siklus luar yang terdiri dari pembanding, sirkit penguat. siklus kecepatan, resolver dan antarmuka resolver.

• Dalam operasinya, pembanding akan menerima signal dari pengendali CNC dan signal dari umpan balik posisi dari resolver, selisih dari dua signal ini menunjukkan adanya ketidaksesuaian dan posisi sebenarnya.

• Komparator kemudian akan menghasilkan signal posisi salah dan mengirimkan signal ini pada penguat untuk menggerakkan motor servo untuk mengoreksi kesalahan yang timbul.

• Siklus kecepatan merupakan sub siklus dari siklus posisi, dan terdiri dari pembanding. sirkit penguat, tachometer yang dipasang pada leadscrew ataupun motor servo dan antarmuka tachometer.

• Sistem digital menggunakan transducer posisi digital untuk mengukur posisi.

• Encoders merupakan transducers posisi digital yang banyak dikenal.

• Up‑down counter dan DAC digunakan dalam posisi sebagai pembanding dan penguat.

• Sedangkan siklus kecepatan adalah sama dengan yang ditemukan dalam sistem analog.

Perencanaan dan Arah Aksis MesinPerencanaan dan Arah Aksis Mesin • EIA‑267‑B mendefinisikan 14 aksis untuk mendeskripsikan gerak

linear dan rotasi dan mesin CNC. • Gerakan ini terdiri dari 9 aksis linear dan 5 aksis rotasi. Sembilan

gerak linear dapat dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu:– Aksis linear primer (X, Y, dan Z).– Aksis linear skunder (U, V, dan W)– Aksis linear tertier (P, Q, dan R)

• Aksis primer (X. Y, dan Z) ditugaskan pada meja gerak utama, sedangkan aksis sekunder (U. V, dan W) ditambahkan pada aksis utama untuk mendefinisikan pergerakan dari meja gerak berikutnya atau spindle, sedangkan aksis tertier (P, Q, dan R) dipergunakan untuk memetakan gerak linear dari meja gerak ketiga atau spindle. Untuk gerak rotasi terdiri dari 3 aksis rotasi primer (A, B, dan C) dan dua aksis khusus (D dan E). dimana:– Aksis A: gerak rotasi pada aksis linear primer X.– Aksis B: gerak rotasi pada aksis linear primer Y.– Aksis C: gerak rotasi pada aksis linear primer Z. – Aksis D: gerak rotasi pada semua aksis linear.– Aksis E: gerak rotasi pada semua aksis linear

Rancangan Aksis MesinRancangan Aksis Mesin

• Aksis mesin didesain berdasarkan "aturan tangan kanan'.

• Jari jempol menunjukkan aksis X, jari telunjuk menunjukkan aksis Y, dan jari tengah menunjukkan aksis Z.

• Dapat dilihat bahwa Z+ (jari tengah) selalu mengarah ke dalam dari spindle.

Arah Aksis MesinArah Aksis Mesin • Pengendali CNC menggunakan tanda (+) positif, ataupun

tanda (‑) negatif untuk mengindikasi arah gerakan dari aksis mesin, berikut ini adalah cara mendefinisikan arah tersebut – Arah +Z: Arah yang menambah jarak antara benda kerja dan

perkakas potong– Arah –Z: Lawan dari +Z– Arah +X: (a), dalam mesin vertikal, merupakan arah ke kanan,

jika dilihat dari spindle terhadap kolom penyangganya

(b). dalam mesin horizontal, merupakan arah kanan jika dilihat dari spindle terhadap benda kerja

– Arah –X: Lawan dari +X– Arah +Y: Mengikuti aturan tangan kanan, jika jempol adalah +X, jari

tengah adalah +Z, maka jari telunjuk merupakan +Y– Arah –Y: Lawan dari +Y

Titik Referensi NolTitik Referensi Nol • Titik referensi nol merupakan titik awal/titik

mulai yang dipilih sebagai referensi untuk proses kalkulasi koordinat dari titik‑titik lainnya.

• Titik referensi nol ini juga disebut sebagai titik nol.

• Pengendali CNC menggunakan 4 tipe titik referensi nol untuk melakukan pemrograman pada jalur pemotongan.

Titik Referensi NolTitik Referensi Nol: : Titik Nol Mesin (Titik Nol Mesin (Machine Zero PointMachine Zero Point))

• Merupakan titik asal dari sistem koordinat mesin. Ini sudah ditentukan oleh pembuat mesin dan tidak dapat diganti. Titik nol mesin ini ditandai dengan label M dan direpresentasikan dengan simbol seperti ditunjukkan pada gambar

• Biasanya titik ini tidak digunakan langsung sebagai titik referensi dalam menuliskan program.

• Umumnya titik,ini dipakai untuk:– Setup awal dari mesin– Sebagai titik referensi dari titik referensi

lainnya, misalnya titik balik, titik kerja nol, dan juga titik program nol.

– Sebagai tempat pertukaran perkakas.

Titik Referensi NolTitik Referensi Nol: : Titik Nol Mesin (Titik Nol Mesin (Machine Zero PointMachine Zero Point))

Titik Referensi NolTitik Referensi Nol: : Titik Referensi Balik (Titik Referensi Balik (Reference Return PointReference Return Point))

Titik Referensi NolTitik Referensi Nol: : Titik Referensi Balik (Titik Referensi Balik (Reference Return PointReference Return Point))

• Lokasi dari titik balik pertama ditentukan secara tepat pada aksis gerak dalam hubungannya dengan titik nol mesin. Oleh karenanya, titik ini dapat digunakan untuk mengkalibrasi dan mengatur ulang sistem pengukuran dari meja kerja dan spindle.

• Secara khusus, titik referensi dipergunakan untuk 4 hal:1. Ketika pengendali sudah dinyalakan, maka semua aksis

harus sela!u diposisikan pada titik referensi balik untuk mengkalibrasi sistem pengukuran.

2. Mesin harus direposisikan pada titik balik untuk mendapatkan kembali nilai koordinat asal jika terjadi situasi dimana terjadi kehilangan data posisi awal akibat mati listrik ataupun operasi permesinan yang tidak baik.

3. Semua aksis harus diarahkan ke titik referensi sebelum dilakukan pertukaran perkakas.

4. Pada akhir dari program, semua aksis harus dikembalikan ke titik referensi balik untuk me‑reset sistem pengendali sebelum menjalankan kembali program part ataupun sebelum menjalankan part program baru.

Titik Referensi NolTitik Referensi Nol: : Titik Kerja Nol (Titik Kerja Nol (Work Zero PointWork Zero Point))

• Titik kerja nol merupakan posisi awal dan sistem koordinat benda kerja.

• Ini digunakan untuk menentukan sistem koordinat kerja dalam hubungannya dengan titik nol mesin.

• Titik kerja nol sering dijadikan referensi untuk titik setup karena merupakan posisi untuk melakukan setup terhadap benda kerja pada meja kerja.

• Ada CNC yang mengijinkan digunakannya beberapa titik kerja nol pada satu setup.

• Titik ini ditandai dengan huruf W dan simbol seperti ditunjukkan pada gambar:

Titik Referensi NolTitik Referensi Nol: : Titik Kerja Nol (Titik Kerja Nol (Work Zero PointWork Zero Point))

Titik Referensi NolTitik Referensi Nol: : Titik Program Nol (Titik Program Nol (Program Zero PointProgram Zero Point)) • Merupakan titik asal dari part program. • Dipergunakan untuk menempatkan titik‑titik lainnya dalam

Part program. • Titik ini ditandai dengan huruf P dan simbol seperti

ditunjukkan dalam gambar:

Titik Referensi NolTitik Referensi Nol: : Titik Program Nol (Titik Program Nol (Program Zero PointProgram Zero Point))

Sistem PosisiSistem Posisi• Sistem posisi digunakan untuk menentukan lokasi titik posisi pada

benda kerja dimana perkakas potong bergerak. • Terdapat dua metoda yang diperkenalkan di sini, yaitu:1. Sistem posisi absolut (Absolute positioning system).

Dalam sistem posisi absolut pengukuran data dimensi selalu dilakukan dari titik referensi tetap. Dimana titik ini adalah titik program nol. Sistem posisi absolut ini sering diacu sebagai sistem posisi acuan.

2. Sistem posisi bertambah (Incremental positioning system)Dalam sistem ini data dimensi selalu mengacu pada titik sebelumnya, Tiap posisi diukur dari titik sebelumnya, dan sistem koordinat bertambah dari titik ke titik. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dari sistem ini adalah:– Titik nol program hanya dipergunakan sebagai titik referensi pade

titik program pertama.– Tanda (+) dan (‑) perlu digunakan untuk mengindikasi gerakan dan

perkakas meskipun titik terletak pada kuadran pertama.– Sekuensial posisi dari jalur perkakas mempengaruhi dimensi data

dari titik.

Pemilihan Sistem PosisiPemilihan Sistem Posisi • Sistem posisi absolut dipergunakan jika :

1. Kesalahan posisi yang muncul pada suatu titik tertentu tidak mempengaruhi posisi lainnya.

2. Sistem absolut lebih mudah dipergunakan untuk melacak lokasi pemotong untuk memeriksa kesalahan, hal ini dikarenakan semua titik berreferensi pada satu titik tetap.

Pemilihan Sistem PosisiPemilihan Sistem Posisi Sistem posisi bertambah lebih disarankan jika pola seperti lubang, lubang tidak tembus (pockets) ataupun pola kotltur dalam benda kerja dilakukan secara berulang, Terdapat 3 kekurangan menggunakan sistem posisi bertambah ini, yaitu:

1. Jika terjadi kesalahan posisi pada satu titik akan berakibat salah pada seluruh program.

2. Kesalahan akan bertambah secara progeesif jika terjadi lebih dari satu kesalahan.

3. Adalah sangat susah untuk memeriksa letak kesalahan posisi terutama dalam program part yang besar.

Terima kasih atas Terima kasih atas perhatiannyaperhatiannya