aplikasi g-code untuk membuat pcb pada cnc 3020 …

APLIKASI G-CODE UNTUK MEMBUAT PCB PADA CNC 3020 BERBASIS PC
SKRIPSI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
APLIKASI G-CODE UNTUK MEMBUAT PCB PADA CNC 3020 BERBASIS PC
SKRIPSI
Gelar Sarjana Sains
i
PERSETUJUAN
Judul : Aplikasi G-Code untuk membuat PCB pada CNC 3020 berbasis PC
Kategori : Skripsi Nama : Abdullah Nasution Nomor Induk Mahasiswa : 140821024 Program Studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Pembimbing I
BERBASIS PC
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Nopember 2017
Abdullah Nasution 140821024
Alhamdulillahirobbil’alamin,
Segala puji dan syukur untuk Allah SWT yang telah melimpahkan barokah,
rahmat, hidayah-Nya dan menganugerahkan kemudahan serta kelancaran sehingga
penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul Aplikasi G-Code untuk
membuat PCB pada CNC 3020 berbasis PC. Sholawat dan salam semoga senantiasa
tercurahkan kepada Rasulullah Muhammad SAW sang pembawa petunjuk dan
selalu menjadi inspirasi dan teladan bagi penulis.
Dalam proses penyelasaian skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai
pihak. terutama orang-orang tercinta, Ayahanda alm. Salih Nasution dan Ibunda
Habibah, dan juga saudara kandung penulis kakak Saharni Nasution S.Sos,. S.Pd,
Nurhamidah Nasution, Nur Jamilah Nasution S.Pd , Siti Aminah S.Si, Purnama
Nasution S.Pd, abang Ilham Nasution, Suhaimi Nasution, Ahmad Hidayat
Nasution S.Pdi teristimewa Istri Tercinta Ummu Athifah yang telah memberikan
bantuan moril maupun materil, dan do’a yang begitu besar kepada penulis.
Penulis juga menyadari bahwa tersusunnya skripsi ini tidak terlepas dari
perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan
keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima
kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Drs. Kurnia Brahmana, M.Si, sebagai dosen pembimbing 1 yang
telah memberikan bimbingannya kepada penulis selama penulis
mengerjakan skripsi ini.
2. Bapak Drs. Aditia Warman M.Si, sebagai dosen pembimbing 2 yang telah
memberikan bimbingannya kepada penulis selama penulis mengerjakan
skripsi ini.
3. Bapak dosen penguji, Drs. Herli Ginting M.S., Drs. Kurnia Brahmana,
M.Si., Drs. Aditia Warman,M.Si
4. Bang Johaiddin Saragih, M.Si, sebagai staf pegawai Departemen Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera
Utara yang telah memberikan saran dan masukkan kepada penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini.
5. Scuat Team ( We are Super Team )
6. KPGI Team ( Faris Khairy , Zovi Kurniawan dan Hendra Buang Manalu )
7. Teman-teman seperjuangan yang sudah susah senang sama-sama selama
kuliah di jurusan fisika ini, Septia Mega Rasinta br Ginting , Jepri Purwanto,
Dian Hermaya, Muhammad Irsan, Juli Suhartika, Devi Larasati, Ketty,
Abral dan lain-lain.
8. Dan semua pihak yang telah membantu penulis namun tidak dapat
disebutkan satu per satu.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan skripsi ini masih
jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari
pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan skripsi ini.
Semoga skripsi ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu
yang bermanfaat bagi pembaca.
Amin Yaa Rabbal’alamin
v
ABSTRAK
Telah dirancang sebuah mesin pembuat printed circuit board (PCB), mesin ini digunakan
sebagai pembuat pcb secara digital dengan menggunakan bor dan didesain dengan baik. Mesin ini
dikontrol dengan sebuah program yang memiliki kemampuan untuk menggerakkan motor dan bor
secara otomatis. Motor digerakkan dengan sebuah driver yang dapat bekerja sangat baik.
Perancangan dan pembuatan mesin bor dikendalikan dengan menggunakan sebuah sebuah
komputer. Mesin ini dirancang dengan menggunakan 2 motor stepper sebagai penggerak pada
sumbu X dan sumbu Y, dan sebuah motor DC dipasangkan sejajar pada posisi X,Y yang digunakan
untuk melakukan pengeboran. Posisi step dari motor akan di representasikan dalam model
koordinat 2D pada skala millimeter. Proses memasukkan koordinat pada mesin dilakukan melalui
aplikasi dengan mengetikkan koordinat ataupun mengarahkan motor stepper yang ada pada mesin
dengan tombol arah.
vi
ABSTRACT
It has been designed a printed circuit board (PCB) machine, this machine is used as a
digital pcb maker using drill and well designed. This machine is controlled by a program that
has ability to drive the motor and drill automatically. The motor is driven by a driver that
works very well. The design and manufacture of drilling machines is controlled using a
computer. The machine is designed using 2 stepper motors as a drive on the X axis and Y axis,
and a DC motor is parallel to the X, Y position used for drilling. The step position of the motor
will be represented in the 2D coordinate model on a millimeter scale. The process of entering
the coordinates on the machine is done through the application by typing coordinates or
directing the stepper motor that is on the machine with the direction button
Keywords- PCB machine, PCB, CNC
Persetujuan ....................................................................................................... i Pernyataan ........................................................................................................ ii Penghargaan ..................................................................................................... iii Abstrak .............................................................................................................. v Abstract.............................................................................................................. vi Daftar Isi ........................................................................................................... vii Daftar Tabel ...................................................................................................... ix Daftar Gambar ................................................................................................. x Daftar Singkatan .............................................................................................. xi
Bab 1 Pendahuluan .......................................................................................... 1 1.1. Latar Belakang ..................................................................................... 1 1.2. Rumusan Masalah ................................................................................ 1 1.3. Tujuan dan manfaat Penelitian ............................................................. 1 1.4. Batasan Masalah .................................................................................. 2
Bab 2 Landasan Teori ...................................................................................... 3 2.1. Computer Numerical Control (CNC).................................................... 3
2.1.1. Format Pemrograman NC......................................................... 4 2.1.2. Nilai Koordinat Pada Mesin CNC ............................................ 5 2.1.3. Fungsi Interpolasi...................................................................... 6
2.1.3.1. Fungsi G00 Rapid Axes Positioning ........................... 7 2.1.3.2. Fungsi G01 Linier Interpolation .................................. 7 2.1.3.3. Fungsi G02 dan G03 Circular Interpolation................. 8
2.2. Arduino ................................................................................................ 9 2.3. Mikrokontroler ATMega328 ............................................................... 11
2.3.1. Fitur AVR ATMega328............................................................ 12 2.3.2. Memory Mikrokontroller .......................................................... 15 2.3.3. Input/Output Mikrokontroller ................................................... 17 2.3.4. Interupsi .................................................................................... 18
2.4. Motor Stepper ..................................................................................... 18 2.4.1. Prinsip Kerja Motor Stepper ..................................................... 20 2.4.2. Motor Stepper NEMA 17.......................................................... 21
2.5. IC A4988 ............................................................................................. 21 2.6. Power Supply ....................................................................................... 22 2.7. Timing Belt .......................................................................................... 22
Bab 3 Perancangan Alat .................................................................................. 28 3.1. Keseluruhan Sistem ............................................................................. 28 3.2. Perancangan perangkat keras mekanik ................................................. 31 3.3. Perancangan perangkat keras elektronik............................................... 32
3.3.1. Driver motor stepper ................................................................. 32 3.3.2. Perancangan Motor DC Untuk Bor........................................... 32 3.3.3. Perancangan Power Supply....................................................... 33 3.3.4. Rangkaian Limit Switch ........................................................... 35
3.4. Sistem Softwer ...................................................................................... 35 3.4.1. Konfigurasi Mach3 .................................................................. 35
3.4.1.1. Langkah Setting Konfigurasi Input dan Output ........... 35 3.4.1.2. Langkah Setting Konfigurasi Tuning Motor ................ 38
Bab 4 Pengujian dan Data ............................................................................... 40 4.1. Bentuk Fisik Mesin PCB Otomatis Berbasis Komputer....................... 40 4.2. Cara Pengoperasian Mesin.................................................................... 41 4.3. Pengujian............................................................................................... 44
4.3.1. Pengujian Pengeboran............................................................... 44 4.3.2. Pengujian Stepper Driver .......................................................... 45
4.4. Pembahasan Software ........................................................................... 46
Bab 5 Kesimpulan dan Saran ......................................................................... 48 5.1. Kesimpulan .......................................................................................... 48 5.2. Saran .................................................................................................... 48
Daftar Pustaka .................................................................................................. 49 Lampiran
DAFTAR SINGKATAN
CNC = Computer Nommerical Control PCB = Printed Circuit Board RFID = Radio Frequency Identification KTM = Kartu Tanda Mahasiswa GUI = Graphical User Interface OOP = Object Oriented Programming IDE = Integrated Development Environment VB = Visual Basic UL = Ultralight COM = Communication LED = Light Emiting Diode I/O = Input/Output AC = Alternating Current DC = Direct Current
Perkembangan teknologi yang berkembang pesat saat ini telah memberi
dampak di berbagai bidang. Di dalam dunia industri, perkembangan teknologi yang
berkembang secara pesat berpengaruh terhadap hasil produksi. Penggunaan teknologi
komputer ke dalam dunia industri berdampak pada penggunaan sistem otomasi.
Penerapan dari sistem ini memberikan hasil produksi yang meningkat karena semua
sistem dilakukan oleh perangkat yang telah diprogram.
Di Indonesia perangkat Industri masih banyak didatangkan dari luar negeri.
Hal ini tentunya membuat Industri di Indonesia sulit berkembang karena harga dari
perangkat industri yang mahal. Untuk mengatasi hal tersebut perlu dilakukan riset
mengenai perancangan perangkat Industri produksi dalam negeri. Pada proyek akhir
ini,dirancang suatu alat CNC (computer numerical control) yang dapat digunakan
engraving atau dengan istilah lain untuk menggambar suatu pola pada bidang
tertentu secara otomatis.
Berdasarkan latar belakang tersebut, proyek akhir ini dirancang sebuah alat
CNC router secara sederhana dengan berbasis mikrokontroler yang dapat mencetak
PCB dengan mudah.
1.2. Rumusan Masalah
2. Bagaimana cara sinkronisasi pengendalian di ke 3 motor stepper?
3. Bagaimana cara menggerakkan pada papan dengan pergerakan sumbu X dan
Y?
1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian
1. Merancang alat CNC sederhana.
2. Mengembangkan ilmu di bidang mekanika dan elektronika.
terjangkau.
1.4. Batasan Masalah
serial
Pada bab ini akan dibahas mengenai teori-teori dasar yang digunakan
untuk menunjang perancangan dan pembuatan Prototype Mesin CNC.
2.1 Computer Numerical Control (CNC)
Computer numerical control (CNC) adalah sebuah sistem dimana
mikrokomputer atau mikrokontroller merupakan bagian integral dari panel control
mesin (James G. Keramas, 1999, hal 248). Mikrokomputer atau mikrokontroller
mengolah data dari pengguna dalam bentuk bahasa numerik (data perintah dengan
kode angka, huruf dan simbol) sesuai standar ISO.
Awal lahirnya mesin CNC (Computer Numerically Controlled) bermula
dari 1952 yang dikembangkan oleh John Pearseon dari Institut Teknologi
Massachusetts, atas nama Angkatan Udara Amerika Serikat. Semula proyek
tersebut diperuntukkan untuk membuat benda kerja khusus yang rumit.Semula
perangkat mesin CNC memerlukan biaya yang tinggi dan volume unit pengendali
yang besar.Pada tahun 1973, mesin CNC masih sangat mahal sehingga masih
sedikit perusahaan yang mempunyai keberanian dalam mempelopori
investasidalam teknologi ini. Dari tahun 1975, produksi mesin CNC mulai
berkembang pesat.Perkembangan ini dipacu oleh perkembangan mikroprosesor,
sehingga volume unit pengendali dapat lebih ringkas.
Dewasa ini penggunaan mesin CNC hampir terdapat di segala bidang. Dari
bidang pendidikan dan riset yang mempergunakan alat-alat demikian dihasilkan
berbagai hasil penelitian yang bermanfaat yang tidak terasa sudah banyak
digunakan dalam kehidupan sehari-hari masyarakat banyak. Contoh dari mesin
CNC dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Mesin CNC memiliki 3 buah bagian utama yang dapat bergerak
berdasarkan sumbu X, Y, dan Z. Sistem kerja teknologi CNC ini akan lebih presisi
antara komputer dan mekanik, sehingga bila dibandingkan dengan mesin perkakas
yang sejenis, maka mesin CNC lebih teliti, tepat, fleksibel dan cocok untuk
produksi massal.
2.1.1. Format Pemrograman NC
Format pemrograman NC yang dikenal saat ini adalah G-Code. Format G-
Code ini adalah format yang pertama dikenalkan dan dikhususkan untuk
pemrograman NC. G-Code adalah nama umum dari ISO 6983 atau Numerical
Control of Machine – Program Data Format And Definition of Address Words.
Awal tahun 1960 G-Code ini dikembangkan oleh Electronical Industries Alliance
secara terus – menerus sehingga akhirnya dikeluarkan revisi terakhir yang
disetujui pada bulan februari tahun 1980 yang disebut RS274D.
G-Code yang berorientasi pada mesin (Machine Oriented) yaitu berfokus
pada jejak titik pusat pahat (tool center path) pada sumbu mesin untuk
pemogramannya. Contoh dari beberapa kode G terlihat pada Tabel .dibawah ini.
Tabel 2.1 Beberapa Contoh Kode G-Code CNC
2.1.2. Nilai Koordinat Pada Mesin CNC
Dalam pemrograman CNC ada dua nilai koordinat yang biasa digunakan
dalam pembuatan sebuah program, yaitu absolute G90 dan incremental G91.
Keduanya dapat dipergunakan untuk membuat program tergantung tingkat
kesulitan dan kemudahan proses. Koordinat absolute digunakan apabila proses
permesinan dengan reference kerja tetap atau titik nolnya tidak berpindah tempat,
sedangkan yang dimaksud dengan koordinat incremental yaitu apabila titik
referensi berpindah – pindah. Agar lebih mudah perhatikan Gambar dibawah ini.
Gambar di atas dapat membedakan antara absolute dan incremental melalui
bentuk koordinat seperti di bawah ini. Koordinat absolute(G90) adalah koordinat
yang titik nolnya tetap sehingga jika dibuat dalam bentuk program akan ditulis
sebagai berikut:
Sementara itu, koordinat incremental (G91) adalah koordinat yang titik nolnya
berpindah tempat sehingga jika dibuat dalam bentuk program akan ditulis sebagai
berikut:
Fungsi kode G yang sering digunakan dalam proses permesinan adalah
gerakan lurus (G00, G01), ataupun melingkar (G02, G03). Titik koordinat yang dapat
digunakan koordinat absolute dan incremental bergantung pada tingkat kesulitan
sebuah proses.
Kode G00 berfungsi untuk memposisikan pahat terhadap benda
kerja.Gerakan ini bisa dilakukan dengan mengunakan perintah koordinat
absolute G90 atau incremental G91, G00 dapat bergerak cepat atau dapat
diatur oleh handle ravid traverse yaitu pengatur langkah kecepatan gerak
pahat. Besaran lintasan dari ravid traverse dibuat dalam bentuk persentase
antara 25%, 50% dan 100% dari langkah semestinya tergantung mesin.
Syntax: G00 [G-code] [axes] [offset] [F..] [a]
Keterangan :
Axes : Sumbu X , Y atau Z dengan nilai numeriknya.
Offset : Factor offset (opsional).
Kode G01 berfungsi untuk melakukan proses pemotongan benda
kerja dengan garis lurus. gerakan ini bisa dilakukan dengan mengunakan
perintah koordinat absolute G90 atau incremental G91.
Syntax: G01 [G-code] [axes] [offset] [F..] [a]
Keterangan :
Axes : Sumbu X ,Y atau Z dengan nilai numeriknya.
Offset : Factor offset (opsional).
a: Acceleration atau percepatan (opsional).
2.1.3.3 Fungsi G02 dan G03 Circular Interpolation
Kode G02 dan G03 berfungsi untuk melakukan proses pemotongan benda
kerja dengan bentuk melingkar. Gerakan ini bisa dilakukan dengan menggunakan
perintah koordinat absolute G90 atau incremental G91. Lintasan G02 adalah
lintasan pahat yang bergerak searah jarum jam (CW) dan G03 lintasan pahat yang
bergerak kebalikan arah jarum jam (CCW). Proses kerja dari kode ini harus diikuti
dengan besar kecepatan langkah proses pemotongan (F) dan juga radius
lintasan(R).
Syntax: G02 atau C03 [G-code] [axes] I J [F..] [a]
G02 atau C03 [G-code] [axes] R [F..] [a]
Keterangan :
Axes : Sumbu X , Y atau Z dengan nilai numeriknya.
I: Abscissa dari titik pusat lingkaran.
J: Ordinate dari titik pusat lingkaran.
R: Radius lingkaran.
a: Acceleration atau percepatan (opsional).
Maksimum derajat yang dapat diprogram adalah 3600. Untuk orientasi
bentuk tiga dimensi seperti yang terlihat pada Gambar dibawah, harus mensetting
G16, G17, G18 dan G19. G17 atau orientasi sumbu X- Y secara otomatis aktif ketika
mesin menyala.
X10 Y20
G3 X64 Y38 I46 J38
Circular interpolation dengan incremental programming:
X10 Y20
G3 X18 Y18 I0 J18
2.2. Arduino
Arduino adalah papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya
terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR
dari perusahaan Atmel. Mikrokontroler itu sendiri adalah chip atau IC (integrated
circuit) yang bisa diprogram menggunakan komputer.
Tujuan menanamkan program pada mikrokontroler adalah agar rangkaian
elektronik dapat membaca input, memproses input tersebut dan kemudian
menghasilkan output sesuai yang diinginkan. Jadi mikrokontroler bertugas sebagai
otak yang mengendalikan proses input, dan output sebuah rangkaian elektronik.
Bagian-bagian pada Arduino dapat dilihat pada Gambar dibawah
Gambar 2.5 Arduino UNO
Mikrokontroler: Arduino UNO
Tegangan Operasi: 5V
Pin digital I/O: 14 ( 6 diantaranya pin PWM )
Pin analog input: 6
Flash Memory: 32 KB dengan 0.5 KB digunakan untuk bootloader
SRAM: 2 KB
EEPROM: 1 KB
Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah
chip. Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM,
memori program, atau keduanya), dan perlengkapan input output. Dengan kata lain,
mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan
keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara
khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis data.
Sekedar contoh, bayangkan diri Anda saat mulai belajar membaca dan menulis,
ketika Anda sudah bisa melakukan hal itu Anda bisa membaca tulisan apapun baik
buku, cerpen, artikel dan sebagainya, dan Andapun bisa pula menulis hal-hal
sebaliknya. Begitu pula jika Anda sudah mahir membaca dan menulis data maka
Anda dapat membuat program untuk membuat suatu sistem pengaturan otomatik
menggunakan mikrokontroler sesuai keinginan Anda.
Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk
mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya.
Secara harfiahnya bisa disebut “pengendali kecil” dimana sebuah sistem elektronik
yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC
TTL dan CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan
oleh mikrokontroler ini.
Mikrokonktroler digunakan dalam produk dan alat yang dikendalikan secara
automatis, seperti sistem kontrol mesin, remote controls, mesin kantor, peralatan
rumah tangga, alat berat, dan mainan. Dengan mengurangi ukuran, biaya, dan
konsumsi tenaga dibandingkan dengan mendesain menggunakan mikroprosesor
memori, dan alat input output yang terpisah, kehadiran mikrokontroler membuat
kontrol elektrik untuk berbagai proses menjadi lebih ekonomis. Dengan penggunaan
mikrokontroler ini maka :
Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar
dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi
Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang kompak
Agar sebuah mikrokontroler dapat berfungsi, maka mikrokontroler tersebut
memerlukan komponen eksternal yang kemudian disebut dengan sistem minimum.
12
Untuk membuat sistem minimal paling tidak dibutuhkan sistem clock dan reset,
walaupun pada beberapa mikrokontroler sudah menyediakan sistem clock internal,
sehingga tanpa rangkaian eksternal pun mikrokontroler sudah beroperasi.
Yang dimaksud dengan sistem minimal adalah sebuah rangkaian
mikrokontroler yang sudah dapat digunakan untuk menjalankan sebuah aplikasi.
Sebuah IC mikrokontroler tidakakan berarti bila hanya berdiri sendiri. Pada dasarnya
sebuah sistem minimal mikrokontroler AVR memiliki prinsip yang sama.
2.3.1. Fitur AVR ATMega328
arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang dimana setiap proses
eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set
Computer). Mikrokontroller ini memiliki beberapa fitur antara lain :
130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus
clock.
Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.
32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang
menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.
Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only
Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanent
karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.
Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.
Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width
Modulation) output.
Mikrokontroller ATmega 328 memiliki arsitektur Harvard, yaitu memisahkan
memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan
kerja dan parallelism.
tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah
diambil dari memori program. Konsep inilah yang memungkinkan instruksi –
instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock. 32 x 8-bit register serba
guna digunakan untuk mendukung operasi pada ALU ( Arithmatic Logic unit ) yang
dapat dilakukan dalam satu siklus. 6 dari register serbaguna ini dapat digunakan
sebagai 3 buah register pointer 16-bit pada mode pengalamatan tidak langsung untuk
mengambil data pada ruang memori data.
Ketiga register pointer 16-bit ini disebut dengan register X ( gabungan R26 dan
R27 ), register Y ( gabungan R28 dan R29 ), dan register Z ( gabungan R30 dan R31
). Hampir semua instruksi AVR memiliki format 16-bit. Setiap alamat memori
program terdiri dari instruksi 16-bit atau 32-bit.
Selain register serba guna di atas, terdapat register lain yang terpetakan dengan
teknik memory mapped I/O selebar 64 byte. Beberapa register ini digunakan untuk
fungsi khusus antara lain sebagai register control Timer/ Counter, Interupsi, ADC,
USART, SPI, EEPROM, dan fungsi I/O lainnya. Register – register ini menempati
memori pada alamat 0x20h – 0x5Fh. Berikut ini adalah tampilan architecture
ATmega 328 :
Eeprom - Electrically Erasable Programmable Read Only Memory Beberapa
mikrokontroler memiliki EEPROM yang terintegrasi pada chipnya.
EEPROM ini dugunakan untuk menyimpan sejumlah kecil parameter yang
16
dapat berubah dari waktu ke waktu. Jenis memori ini bekerja relatif pelan,
dan kemampuan untuk dihapus/tulis nya juga terbatas.
FLASH (EPROM) FLASH meberikan pemecahan yang lebih baik dari
EEPROM ketika dibutuhkan sejumlah besar memori non-volatile untuk
program. FLASH ini bekerja lebih cepat dan dapat dihapus/tulis lebih sering
dibanding EEPROM.
Keunggulan utama dari RAM statis adalah sangat cepat dibanding memori
non-volatile, dan juga tidak terdapat keterbatasan kemampuan hapus/tulis
sehingga sangat cocok untuk aplikasi untuk menyimpan dan manipulasi data
secara lokal.
Field Programming/Reprogramming
memungkinkan mikrokontroler tersebut untuk diprogram ditempat, tanpa
melepaskan dari sistem yang dikontrolnya. Dengan kata lain mikrokontroler
tersebut dapat diprogram setelah dirakit pada PCB.
Otp - One Time Programmable
kali saja dan tidak dapat dihapus atau dimodifikasi. Biasanya digunakan
untuk produksi dengan jumlah terbatas. OTP menggunakan EPROM standard
tetapi tidak memiliki jendela untuk menghapus programnya.
Software Protection
akan terlindungi dari pembajakan, modifikasi atau rekayasa ulang.
Kemampuan ini hanya dipunyai oleh komponen OTP atau komponen yang
dapat diprogram ulang. Pada komponen jenis Mask ROM tidak diperlukan
proteksi, hal ini dikarenakan untuk membajak isi programnya seseorang harus
membacanya (visual) dari chip nya dengan menggunakan mikroskop
elektron.
UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) adalah adapter serial
port adapter untuk komunikasi serial asinkron.
USART (Universal Synchronous/Asynchronous Receiver Transmitter)
merupakan adapter serial port untuk komunikasi serial sinkron dan
asinkron. Komunikasi serial sinkron tidak memerlukan start/stop bit dan
dapat beroperasi pada click yang lebih tinggi dibanding asinkron.
SPI (serial peripheral interface) merupakan port komunikasi serial sinkron.
SCI (serial communications interface) merupakan enhanced UART
(asynchronous serial port).
I2C bus (Inter-Integrated Circuit bus) merupakan antarmuka serial 2 kawat
yang dikembangkan oleh Philips. Dikembangkan untuk aplikasi 8 bit dan
banyak digunakan pada consumer elektronik, otomotif dan indistri. I2C bus
ini berfungsi sebagai antarmuka jaringan multi-master, multi-slave dengan
deteksi tabrakan data. Jaringan dapat dipasangkan hingga 128 titik dalam
jarak 10 meter. Setiap titik dalam jaringan dapat mengirim dan menerima
data. Setiap titik dalam jaringan harus memiliki alamat yang unik.
Analog to Digital Conversion (A/D). Fungsi ADC adalah merubah besaran
analog (biasanya tegangan) ke bilangan digital. Mikrokontroler dengan
fasilitas ini dapat digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang memerlukan
informasi analog (misalnya voltmeter, pengukur suhu dll). Terdapat
beberapa tipe dari ADC sbb:
o Succesive Approximation A/D converters.
o Single Slope A/D converters.
o Delta-Sigma A/Ds converters.
D/A (Digital to Analog) Converters. Kebalikan dar ADC seperti diatas.
Comparator. Mikrokontroler tertentu memiliki ssebuah atau lebih
komparator. Komparator ini bekerja seperti IC komparator biasa tetapi
sinyal input/output terpasang pada bus mikrokontroller.
2.3.4. Interupsi
Interupt merupakan metode yang efisien bagi mikrokontroler untuk
memproses periperalnya, mikrokontroler hanya bekerja memproses peripheral tsb
hanya pada saat terdapat data diperiperal tsb. Pada saat terjadi interupt,
mikrokontroler menunda operasi yang sedang dilakukan kemudian mengidentifikasi
interupsi yang datang dan menjalankan rutin pelayanan interupsi. Rata-rata
mikrokontroler memiliki setidak-tidaknya sebuah interupsi eksternal, interupsi yang
dimiliki bisa dipicu oleh "edge" atau "level". Edge triggered interupt bekerja tidak
tergantung pada pada waktu terjadinya interupsi, tetapi interupsi bisa terjadi karena
glitch. Sedangkan Level triggered interupt harus tetap pada logika high atau low
sepanjang waktu tertentu agar dapat terjadi interupsi, interupsi ini tahan terhadap
glitch Interrupts ada 2.
satu atau lebih interupsi. Keuntungan maskable interupt ini adalah kita
dapat mematikan interupsi pada saat mikrokontroler sedang melakukan
proses yang kritis sehingga interupsi yang datang akan diabaikan.
Vectored Interrupts
dengan jenis interupsi yang terjadi
2.4. Motor Stepper
Motor stepper seperti pada Gambar dibwah adalah salah satu jenis motor DC
yang dapat berputar pada sudut tertentu pada langkah tetap. Besarnya langkah
bervariasi antara 0,9o hingga 90o.
sudut tertentu namun tidak memerlukan feedback dari sensor posisi. Sudut
perpindahan diketahui dengan menghitung jumlah langkah yang telah dilakukan.
Motor stepper merupakan satu-satunya jenis motor DC yang pengendaliannya dapat
dilakukan secara open loop. Contoh penggunaan motor stepper dapat dilihat pada
printer dan scanner. Motor stepper memiliki beberapa bagian yang sama seperti
motor pada umumnya, dapat dilihat pada Gambar dibawah.
Gambar 2.9 Bagian-bagian Motor Stepper
2.4.1 Prinsip Kerja Motor Stepper
Motor stepper terdiri dari rotor berupa magnet permanen dan stator berupa
elektromagnet seperti pada Gambar dibawah
Gambar 2.10 Bagian Motor Stepper
Pada kenyataannya jumlah elektromagnet pada suatu motor stepper tidak
hanya empat, namun bisa berjumlah banyak. Meski demikian, untuk memudahkan
pengaturannya, setiap elektromagnet tidak diatur secara individu, namun terdapat
beberapa elektromagnet yang disatukan pengaturannya.
Gambar 2.11 bagian motor stepper
Posisi rotor akan tergantung pada kombinasi medan magnet yang dihasilkan
oleh stator. Terdapat berbagai macam metode switching untuk menghasilkan
kombinasi medanmagnet untuk menggerakkan rotor.
2.4.2 Motor Stepper NEMA 17
Motor stepper NEMA 17 adalah motor standar yang dipakai untuk mesin
CNC. Harganya yang murah serta minim perawatan membuatnya banyak diminati
pembeli. Berikut ini spesifikasi dari NEMA 17:
Phase : 2
Step/Revolution : 200
IC A4988 adalah driver microstepping motor yang lengkap dengan built-in
penerjemah untuk memudahkan pengoperasian motor stepper bipolar.IC ini memiliki
fitur microstepping, yakni dapat meningkatkan resolusi dari step motor.IC A4988
memiliki kemampuan untuk beroperasi dalam slow atau mixed decay mode.
Gambar 2.12 Diagram Aplikasi IC A4988
Untuk mengoperasikan motor stepper menggunakan IC A4988 hanya
menggunakan dua pin, yakni STEP dan DIR. STEP berfungsi mengatur kecepatan
motor stepper dengan memberikan trigger HIGH dan LOW, DIR berfungsi untuk
mengatur arah putaran motor. Bentuk IC A4988 berserta rangkaian tipikal dapat
dilihat pada Gambar 12. IC A4988 memiliki 8 buah kaki yang terdapat pada sisi
kanan dan sisi kirinya.
Power Supply adalah suatu perangkat yang dapat mengubah dan menurunkan
tegangan listrik dari 220V AC menjadi 12V DC, 5V DC atau 3,3V DC. Komponen
yang terdapat pada power supply dapat dilihat seperti pada Gambar dibawah
Gambar 2.14 Power Supply
2.7. Timing Belt
Timing belt adalah sabuk rantai yang lentur dan memiliki gigi yang berurutan
seperti pada Gambar 2.16. Belt ini biasa digunakan pada mesin mobil karena
kekuatannya. Desain gigi yang sedemikian rupa akan meminimalkan terjadinya
backslash.
2.8 Pulley
Pulley adalah gear yang terpasang pada shaft / ujung sebuah motor. Pulley
tersedia dalam berbagai macam ukuran tergantung diameter shaft, lebar belt yang
digunakan dan pitch atau jarak antar ujung gigi. Contoh dari pulley terlihat pada
Gambar dibawah ini.
shaft dan diameter threaded rod. Desainnya yang fleksibel akanmereduksi getaran
atau goyangan antara shaft dan threaded rod yan
2.10 Linier Bearing
Tidak seperti beearing biasa yang bergerak rotasional, linier bearing dapat
bergerak linier atau lurus. Hal ini dimungkinkan karena terdapat bola – bola kecil
pada bagian dalam bearing. Linier bearing tersedia dalam berbagai ukuran tergantung
diameter slidernya. Tampilan dari linier bearing terlihat pada Gambar dibawah
Gambar 2.18 Linier Bearing LM8UU
2.11 Software GBRL Controller
berfungsi untuk mengirimkan kode G-code secara kontinu ke arduino.Software ini
hanya dapat membaca file dengan extention.ngc. Fitur – fitur pada yang terdapat
pada software ini adalah visualisasi gerak dari program yang akan dibuat, terdapat
beberapa tombol untuk pergerakan awal mesin CNC dan keterangan koordinat titik
End Effector. Saat memulai program Gbrl Controller, akan muncul setting atau
pengaturan seperti pada Gambar dibawah ini.
$0, $1 dan $2 – XYZ, step/mm
Kalibrasi tiap sumbu motor dengan gambar di software, motor stepper sumbu X, Y
dan Z harus ditentukan step per millimeter nya. Parameter yang perlu diketahui untuk
menentukan step / mm sebuah mesin CNC yakni harus diketahui pitch atau jarak
antara gigi pulley untuk sistem pergerakan belt and pulley, jarak antar ulir untuk
sistem pergerakan threaded rod, full steps per revolution motor stepper dan
microstep per step pada controller. mm per revolution pada sistem belt dan pulley
dapat ditentukan dengan jumlah gigi dikali pitch, sedangkan pada sistem threaded
rod ditentukan dari jarak antar ulir.
Maka steps / mmpada sebuah sumbu dapat ditentukan dengan rumus:
$3 – Step pulse. microseconds
Panjang pulsa step untuk motor stepper. Range angka yang digunakan antara 5
sampai 50 microseconds.
$4 dan $5 – Default feed and seek rate, mm/min
Setting defaults seek (G0) dan feed rate (G1, G2, G3) setelah GBRL dinyalakan dan
inisialisasi. Seek rate atau rapids untuk bergerak dari titik A ke B secepat mungkin,
biasanya untuk berpindah atau traversing ke posisi tertentu. Feed rate untuk
kecepatan memahat atau menulis, jika program Gcode tidak menulis feed ratenya
maka nilai default yang dipakai.
$6 – Step port invert mask, int : binary
Beberapa mesin CNC memerlukan input HIGH dan LOW yang dibalik baik
direction atau steps.
Setiap kali motor stepper bergerak menyelesaikan satu potongan program Gcode,
Gbrl akandisablemotor stepper. Stepper idle lock adalah waktu dimana motor stepper
diam atau disable setelah mengerjakan satu potongan program Gbrl lalu lanjut ke
potongan program atasnya. Nilai yang biasa dipakai adalah antara 25 sampai 50
miliseconds, nilai maksimum delay yang bisa digunakan adalah 255 miliseconds.
$8 – Acceleration, mm/sec^2
Percepatan motor stepper bergerak, nilai yang kecil akan memperhalus gerakan
motor stepper, sebaliknya jika nilainya besar maka feed rate akan semakin cepat.
Jika nilai ini terlalu tinggi akan menyebabkan mesin kurang presisi.
$9 – Junction deviation, mm
Pengaturan percepatan untuk menentukan seberapa cepat mesin dapat bergerak pada
patahan. Pergantian putaran pada motor stepper yang cepat dapat menyebabkan
kesalahan koordinat garis.
$10 – Arc, mm/segment
Grbl membuat lingkaran dan busur dengan membagi ke dalam garis kecilTampilan
Software Grbl Controller dapat dilihat pada Gambar dibawah ini.
BAB III
PERANCANGAN ALAT
Pada bab ini akan dijelaskan mengenai sistem dari mesin membuat pcb
berbasis komputer dengan menggunakan perangkat lunak (software) mach3 sebagai
pengendali motor stepper untuk penggerak sumbu x, y, z, dan motor dc untuk
penggerak spindle.
lunak Mach3 sebagai pengendali gerak dari motor stepper untuk menggerakkan
sumbu-sumbu mesin. Agar motor dapat bergerak, maka operator harus memberikan
perintah dengan memasukkan kode-kode perintah berupa G-Codes yang selanjutkan
akan diubah ke dalam bentuk sinyal atau pulsa agar motor stepper dapat berputar.
Sinyal keluaran diteruskan kedalam rangkaian penterjemah sinyal (breakout board)
melalui terminal paralel (parallel port) dimana pengaturan jalur masuk atau keluar
(input/output) harus diatur terlebih dahulu dalam perangkat lunak Mach3. Sinyal
keluaran dari komputer yang telah diterima oleh breakout board kemudian akan
diterima oleh stepper driver untuk dilakukan penguatan sinyal, sehingga stepper driver
dapat memberi perintah pada motor stepper untuk berputar.
Gambar 3.1 Konfigurasi Keseluruhan Sistem
29
Pada gambar di atas ditunjukkan alur proses untuk pembuatan benda dengan
mesin bor otomatis berbasis komputer. Urutan proses tersebut adalah persiapan mesin,
persiapan benda kerja, seting mesin dan menjalankan program. Alur program tersebut
akan menjadi pemandu operasi apabila akan melakukan proses kerja, sehingga dapat
meminimalkan kesalahan proses, kesalahan kerja dan kerusakan mesin atau benda
kerja.
Gambar 3.3 Flowchart
Dari Flowchar diatas dapat dilihat cara kerja dari mesin cnc yang dirancang,
pada mesin cnc ini membutuhkan sebuah desain pcb kemudian dikonversi menjadi
GCODE dengan software mach 3, file GCODE tersebut dikirim ke elektrikal
controller yang akan mengontrol actuator sesuai dengan perintah pada Gcode,
actuator akan mati atau non aktif jika program di dalam GCODE telah selesai di
instruksi.
Dalam perancangan perangkat keras mekanik ini menggunakan bahan dasar
darialuminium untuk komponen rangka atau bodi mesin. Komponen pada bagian-
bagian seperti bantalan gelinding (bearing), poros ulir bulat (ball screw) dan batangan
as (linear shaft) menggunakan bahan dasar logam. Bahan-bahan tersebut relatif mudah
di dapatkan dengan harga cukup murah, kecuali untuk bahan dasar alumunium yang
lebih mahal. Hasil perancangan sistem mekanik kemudian dikerjakan dengan proses
permesinan untuk mendapatkan hasil yang cukup presisi sesuai kebutuhan sistem.
Gambaran perancangan dari sistem mekanik yang akan direalisasikan ditunjukkan
pada gambar dibawah ini.
Gambar 3.4 Rancangan Hardware Mekanik
Mesin membuat pcb otomatis ini bergerak dalam 3 sumbu, yaitu sumbu x,
sumbu y, sumbu z dan pada setiap sumbunya digerakkan oleh sebuah motor stepper.
3.3.1 Driver Motor Stepper
Untuk dapat menggerakkan motor stepper dibutuhkan IC A4988. Satu buah IC
A4988 hanya dapat mengendalikan satu buah motor stepper. Oleh karena itu pada driver
motor ini terdapat 3 buah IC A4988 untuk dapat menggerakkan 3 buah motor stepper.
Perancangan driver motor A4988 dapat dilakukan dengan mengggunakan software Isis
seperti pada Gambar dibawah ini.
Gambar 3.5 rangkaian driver dan motor stepper
Pada IC A4988 hanya 7 buah kaki yang dihubungkan dengan Arduino, yaitu
Enable, Stop, Direction, VCC 12V, VCC 5V dan 2 buah Ground. Lalu 4 buah kaki yaitu
1A, 1B, 2A, 2B dihubungkan dengan sebuah motor stepper. Selanjutnya adalah merangkai
komponen yang diperlukan untuk membuat driver motor ini. Rangkaian driver motor ini
menggunakan 4 buah IC A4988. 3 buah IC A4988 digunakan untuk menggerakkan 3 buah
motor stepper, sedangkan satu buah sisanya digunakan sebagai cadangan apabila salah
satu IC A4988 mengalami kerusakan.
3.3.2. Perancangan Motor DC Untuk Bor
Dual H-bridge adalah driver motor menggunakan MOSFET, dimana untuk
dapat menggerakan satu buah motor terdiri dari dua buah MOSFET kanal N dan dua
buah MOSFET kanal P. disebut dual H-bridge karena memiliki kemampuan untuk
mengendalikan dua buah motor. Keunggulan dari driver MOSFET adalah memiliki
kemampuan mengalirkan arus yang besar dan memiliki disipasi daya yang kecil.
Selain itu jenis driver MOSFET hanya memerlukan dua pin untuk dapat
mengendalikan kecepatan dan arah putar motor.
Gambar 3.6 rangkaian driver motor
MOSFET yang digunakan adalah jenis IRF9540 (MOSFET kanal P) dan
IRF540 (MOSFET kanal N). MOSFET jenis ini memliki 3 pin yaitu G (GATE), D
(DRAIN), dan S (SOURCE). MOSFET mengalirkan arus dari drain ke source
sehingga arus aktif MOSFET biasa disebut IDS, sehingga memungkinkan adanya IDS
negatif. MOSFET kanal N dan P memiliki kinerja yang komplemen. MOSFET N akan
aktif jika VGS tidak sama dengan nol atau sebesar 10V untuk IRF540 sedangkan untuk
MOSFET kanal P aktif saat VGS sama dengan -10V (IDS kanal P biasanya negatif).
3.3.3. Perancangan Power Supply
Power supply yang digunakan adalah power supply 12 Volt 25 Ammper,
Power Supply tersebut mempunyai daya yang besar karena kebutuhan untuk
menggerakan motor membutuhkan daya yang cukup besar juga. Power supply ini
banyak digunakan untuk printer 3D dan juga CNC. Dibawah ini adalah gambar fisik
power supply.
Switching power suplly merupakan sebuah disain power supply dengan
efisiensi daya yang baik. Saat ini perlatan elektronika yang menggunakan adaptor
semakin banyak dan semakin beraneka ragam. Kelebihan power supplai switching
adalah efisiensi daya yang besar sampai sekitar 83% jika dibandingkan dengan power
supplai dengan regulasi biasa yang menggunakan LM78xx. Efisiensi yang rendah pada
regulator LM78xx dikarenakan kelebihan tegangan input regulator akan dirubah
menjadi panas sehingga sebagian besar daya input akan hilang karena dirubah menjadi
panas tersebut. Bagaimanapun juga semua regulator harus mendapatkan tegangan
input yang lebih tinggi daripada tegangan regulasi output untuk mendapatkan tegangan
yang teregulasi.
Rangkaian limit switch adalah rangkaian yang digunakan untuk mendeteksi
nilai 0 (nol), atau posisi awal pada sumbu x, y dan z. pada rangkaian ini terdapat 3
limit switch yaitu sebagai batas x, y dan z.
Gambar 3.8 Rangkaian Limit Switch
3.4. Sistem Softwer
Perangkat lunak yang dipakai pada perancangan mesin bor otomatis ini adalah
Mach3, yang memiliki peranan penting dalam hal pengoperasian mesin, karena semua
kontrol dilakukan dengan software ini. Pengendalian yang dilakukan oleh perangkat
lunak ini adalah pergerakan sumbu x, sumbu y, sumbu z dan spindel. Perangkat lunak
ini juga mendeteksi pergerakan maksimal dari masing-masing sumbu melalui limit
switch yang terpasang pada setiap sumbu mesin.
3.4.1. Konfigurasi Mach3
lunak Mach3 Mill karena memiliki kesamaan karakteristik gerakan. Setting ports dan
pins antara perangkat lunak dengan perangkat keras harus disamakan terlebih dahulu
supaya perintah yang diberikan sesuai dengan hasil gerakan dari mesin.
3.4.1.1. Langkah Setting Konfigurasi Input dan Output
Memilih menu Ports and Pins pada Toolbar Config.
Menentukan parameter pada Tab Motor Outputs.
Pada bagian ini, parameter yang perlu disetting adalah kolom
36
pengaktifan sumbu yang akan dipakai (Enable) , pin untuk jalur sinyal langkah
motor stepper yang akan digunakan (Step Pin#) dan pin untuk jalur sinyal arah
gerak sumbu (Dir Pin#). Nomer pin yang akan digunakan untuk jalur motor
sumbu dan spindle.
Gambar 3.9 Parameter Motor Output
Menentukan Parameter pada Tab Input Signals
Sinyal masukkan dilewatkan melalui pin 10-13. Sinyal masukkan berasal dari
limit switch, titik referensi mesin (homing) dan tombol darurat (emergency
stop). Jumlah pin untuk masukkan sinyal lebih sedikit dibanding jumlah
sumber masukkan sinyal, sehingga beberapa sumber masukkan sinyal yaitu
sinyal dari limit switch, dipasang secara seri.
Sinyal Pin Pulsa Pin Arah
Sumbu X 2 3
Sumbu Y 4 5
Sumbu Z 6 7
Gambar 3.10 Parameter Input Signals
Menentukan Parameter pada Tab Ouput Signals
Sinyal keluaran digunakan untuk menghidupkan lampu indikator proses pada
mesin yang akan dilewatkan melalui pin nomor 8 dan 9.
Sinyal Nomer Pin
3.4.1.2. Langkah Setting Konfigurasi Tuning Motor
Hal pertama yang harus dilakukan dalam proses tuning motor adalah
menentukan berapa banyak step per unit dari pergerakan, dalam hal ini unit yang
dipakai adalah millimeter atau metris. Sebagai parameter perhitungan untuk motor
stepper adalah jumlah step per revolusi dari motor stepper, resolusi step dari driver
motor yang dipakai dan jarak gang (pitch) ulir yang digunakan. Perhitungan data untuk
tuning motor sudah dijelaskan pada bab sebelumnya.
Gambar 3.12 Motor Tuning
Pada gambar diatas, akan diisikan semua parameter yang dibutuhkan dalam
tuning motor stepper. Hal pertama yang harus lakukan adalah menentukan sumbu yang
akan di tuning dan simpan setingan yang sudah dilakukan untuk setiap setingan sumbu.
Banyak pulsa atau step ditentukan untuk data yang dibutuhkan komputer untuk
dikirimkan ke pengendali motor untuk menggerakkan motor stepper. Data step sudah
didapat dari paragraf sebelumnya yaitu 200 step per unit dan dimasukkan pada kotak
kiri bawah.
Data pergerakan motor stepper (velocity) sesuai dengan batasan masalah yang
ditentukan yaitu 4mm/detik atau 240mm/menit. Percepatan motor stepper adalah suatu
pertimbangan penting saat bekerja dengan beban. Mengatur percepatan terlalu tinggi
dapat mengakibatkan motor terhambat untuk mencapai kecepatan maksimal, terutama
dengan beban berat. Percepatan atau akselerasi dipilih 90mm/detik2 untuk
menghindari hambatan motor tersebut. Tombol pengaturan pergerakkan dan
percepatan juga dimungkingkan selain dari data perhitungan yang ada untuk
mendapatkan setingan yang lebih baik.
PENGUJIAN DAN DATA
Bab ini berisi mengenai hasil pengamatan dari mesin pcb otomatis berbasis
komputer dengan menggunakan perangkat lunak Mach3 yang telah direalisasi. Hasil
pengamatan berupa analisa dan pengujian performa mekanik, performa elektronik
dan hasil pengujian pada benda kerja.
4.1. Bentuk Fisik Mesin PCB Otomatis Berbasis Komputer
Gambar 4.1 Bentuk fisik mesin pcb otomatis
Mesin PCB otomatis ini memiliki tiga bagian utama yaitu hardware
mekanik,hardware elektronik (panel kontrol) dan komputer. Pada komputer telah
terinstalasi software Mach3 yang digunakan sebagai kontrol utama dari mesin bor
otomatis. Pada kotak hardware elektronik terdapat semua komponen-komponen yang
telah terhubung satu dengan yang lain yang diperlukan untuk menggerakkan
hardware mekanik.
Hardware elektronik terhubung dengan komputer lewat parallel port, dan
akan mengolah sinyal dari software Mach3 untuk diteruskan pada hardware mekanik.
Pada hardware mekanik,terpasang motor-motor sumbu dan motor spindle yang akan
mengubah sinyal-sinyalperintah menjadi gerakan. Dari gerakan-gerakan yang dapat
diperintah ini nantinya akan dapat diterapkan proses pengerjaan pada benda kerja.
Mesin bor otomatis ini memiliki tiga sumbu gerak yaitu sumbu x, sumbu y dan
sumbu z. Setiap sumbu digerakkan oleh sebuah motor step (stepper motor) yang
tersambung dengan poros ulir bulat (ball screw) sebagai pengubah gerak putar motor
menjadi gerakkan lurus. Jarak gang ulir dari poros ulir bulat adalah 2,5mm. Sumbu
gerak posisi adalah sumbu x dan sumbu y (sumbu koordinat), sedangkan sumbu z
digunakan sebagai tempat untuk meletakkan motor spindle dan juga sumbu gerak
untuk kedalaman pengeboran. Meja mesin bor otomatis dilengkapi dengan mur
tanam untuk memudahkan pencekaman benda kerja dan tombol pengaman
(Emergency Stop) apabila terjadi ketidaksesuaian proses pengerjaan.
4.2. Cara Pengoperasian Mesin
1. Menghubungkan koneksi sambungan dari terminal listrik dan koneksi parallel
port antara komputer dengan panel kontrol.
2. Menghidupkan komputer dan membuka software Mach3 (pilih Mach3 Mill).
Apabila pada kolom status terdapat tulisan Estop Button Pressed, tekan
tombol Reset.
3. Memilih Wizard dan Pick Wizard pada toolbar, kemudian mengaktifkan
proses Rectangular Bolt Pattern dengan menekan mouse bagian kiri sebanyak
dua kali.
4. Pada bagian ini, user dapat memasukkan semua parameter yang dibutuhkan
seperti menentukan titik referensi, jumlah dan jarak lubang pada sumbu x dan
y, satuan unit yang dipakai (mm/inchi), tipe proses pengeboran, kecepatan
pengeboran (feedrate) dan jarak bebas mata bor ketika melakukan proses
pengeboran.
5. Mengakhiri dan menyimpan data parameter yang sudah dimasukkan dengan
menekan kotak Post Code. Pada saat mengakhiri langkah ini, maka program
akan otomatis terbuat dan ditampilkan pada halaman muka (Program Run
Alt-1).
6. Menghidupkan rangkaian pada panel kontrol dengan memutar Power Switch
pada posisi hidup (On).
7. Memasang dan menjepit benda kerja pada meja mesin dan mata bor pada
spindle.
8. Mengembalikan posisi semua sumbu pada referensi mesin dengan menekan
Ref All Home.
9. Mendekatkan mata bor dengan benda kerja (sumbu x dan y) sesuai dengan
titik referensi yang telah ditentukan sebelumnya (pada Rectangular Bolt
Pattern) dan menyentuhkan ujung mata bor pada permukaan benda kerja.
Langkah ini adalah menentukan titik referensi atau titik nol benda kerja.
10. Masukkan data titik referensi benda kerja dengan mengaktifkan kolom Offs
ets Alt5 yang ada dibawah kolom toolbar. Sebelum memasukkan titik
referensi benda kerja, tombol koordinat mesin harus dipastikan pada kondisi
tidak aktif dengan menekan tombol Machine Coord’s dan indicator lampu
merah tidak menyala.
11. Memasukkan nilai yang sama daris umbu x, y, z pada mesin koordinat
kekolom Current Work Offset. Setelah nilai offset dimasukkan, maka nilai
koordinat mesin akan berubah menjadi nol. Apabila tombol koordinat mesin
diaktifkan maka nilai yang sama tampil pada koordinat mesin dan koordinat
offset.
12. Mengaktifkan tampilan muka Program Run Alt-1 dan mengembalikan semua
sumbu pada referensi mesin.
user ingin mengedit program terlebih dahulu, semua urutan program akan
ditampilkan tersendiri dengan menekan tombol Edit G-Code.
14. Menjalankan program dengan menekan tombol Cycle Start dan
menghentikan jalannya program dengan menekan tombol Stop (apabila
terjadi kesalahan).
power supply. Ketika program dijalankan, saat perintah motor spindle dihidupkan
terkadang power supply mengalami gangguan sehingga terkondisi mati (switching
off). Hal tersebut disebabkan tegangan induksi akibat penggunaan motor ac sebagai
motor spindle. Kemungkinan lain adalah karena penggunaan power supply bukan
merupakan produk barumelainkan menggunakan power supply bekas komputer lama
yang sangat dimungkinkan performa yang sudah mulai menurun (drop). Dengan
menggunakan perangkat powersupply yang baru, diharapkan dapat mengatasi hal
tersebut mengingat bahwa gangguanyang ada tidak selalu terjadi.
4.3. Pengujian
Pengujian pengeboran dilakukan untuk mengetahui pergerakan setiap sumbu
ketika diperintah dalam suatu program kerja. Pengujian ini juga dapat memberikan
data secara visual yaitu kesesuaian dan kesamaan gerak dari setiap sumbu. Pengujian
45
ini dilakukan dengan proses pengeboran pada benda kerja (akrilik) dengan mata bor
berdiameter 2 mm.
Pengujian pengeboran yang dilakukan tersebut menunjukkan bahwa ada dua
prosespengeboran yang berbeda (kanan dan kiri). Pada pengujian sebelah kiri, proses
pengeboran memiliki jarak yang sama pada sumbu x dan jarak yang berubah-ubah
pada sumbu y. Sedangkan pada pengujian disebelah kanan, proses pengeboran
dilakukan dengan jarak yang sama pada sumbu x maupun sumbu y. Pengujian pada
benda kerja yang tebal juga dilakukan untuk memenuhi tuntutan awal yaitu dapat
melakukan proses pengeboran pada ketebalan benda kerja hingga 20mm. Pengujian
yang telah dilakukan membuktikan bahwa mesin bor otomatis mampu melakukan
proses pengeboran lebih dari 20mm. Pengujian dilakukan dengan menggunakan mata
bor yang memiliki diameter 2mm dan pergeseran hanya pada salah satu sumbu saja.
4.3.2. Pengujian Stepper Driver
Pada pengujian stepper driver ini, akan diukur besar arus keluaran pada
masing-masing driver pada keempat kabel keluarannya yang terhubung dengan
motor denganmenggunakan multitester. Dari pengujian arus yang dilakukan,
menunjukkan bahwa arusterbesar terjadi pada saat motor stepper tidak bergerak
(holding). Hal ini disebabkan motorharus ditahan untuk tetap berhenti sebelum ada
perintah bergerak. Data arus yang diukurmenunjukkan bahwa arus terbesar bernilai
1,9 Ampere. Besar arus yang dihasilkan stepperdriver sesuai dengan datasheet dari
Modul A4988 yang merupakan komponen utama daristepper driver yang hanya
memberikan arus keluaran maksimal sebesar 3 Ampere.
4.4. Pembahasan Software
menggunakanperangkat lunak Mach3. Mach3 dapat berkerja pada hampir semua
komputer Windows untuk mengkontrol pergerakan motor (stepper dan servo) dengan
G-Code. G-Codemerupakan bahasa program yang digunakan Mach3 untuk
memberikan sinyal-sinyalperintah sehingga motor dapat bergerak maju atau mundur
secara bergantian ataupunsecara bersamaan. Mach3 terhubung dengan mesin
menggunakan jalur parallel port.
Dari program yang telah dituliskan, user dapat mengolah kembali program
apabila diperlukan. Hal ini berkaitan dengan penyesuaian program dengan mesin
atau meminimalkan penggunaan baris program. Mesin bor otomatis ini hanya
menggunakan satu alat potong (pada baris N002) sehingga perintah penggantian alat
M6 dapat dihilangkan. Demikian juga, motor spindle mesin hanya menggunakan
putaran tunggal M3 (pada baris N005) sehingga perintah berputar dapat dihilangkan.
1. CNC dapat digunakan sebagai pencetak PCB dan pengeboran PCB
2. CNC dapat bekerja seperti yang di harapkan dengan out put sesuai dengan
yang di input
5.2. Saran
1. Menggunakan ‘CNC bit’ Titanium Oxide agar tidak mudah patah dan tumpul
2. Bantalan motor dari bahan yang anti getaran atau vibrasi sehingga objek yang
dicetakmenjadi semakin presisi dan tepat sesuai yang di inginkan.
Kadir, Abdul. 2015. “Arduino” Jakarta; Penerbit Andi
Mike Tooley. 2003. Rangkaian Elektronik Prinsip dan Aplikasi. Edisi Kedua. Erlangga. Jakarta.
Muhammad Syahwil. 2013. Panduan Mudah Simulasi dan Praktek Mikrokontroler Arduino. Andi Offset. Yogyakarta.
Owen Bishop. 2004. Dasar-Dasar Elektronika. Erlangga. Jakarta.
Prasetyo Dwi Budi. 2016. Perancangan Miniatur Sistem Kendali Dan Monitoring Suhu Tangki Bepengaduk Menggunakan PLC Dan LabView Dengan Metode Fuzzy Mamdani [Tugas Akhir].Medan :Universitas Sumatera Utara.
Setiawan, Iwan 2006. “Progammable Logic Controller Dan Teknik Perancangan Sistem Kontrol” Penerbit Andi, Yogyakarta.
Wardoyo, Siswo dan surya PramudyoAnggoro. 2015 “ Pengantar Mikrokontroler dan Aplikasi pada Arduino” Yogyakarta; Teknosaim
Winarno dan Deni Arifianto. 2011. Bikin Robot Itu Gampang. Kawan Pustaka. Jakarta.
[Online].Datasheet DS1820D. Diakses Pada 15 Mei 2016. http://www.alldatasheet.com/view.jsp?Searchword=DS1820D
[Online].Realisasi Kontrol PID dn proportional . Diakses Pada 15 Mei 2016. http://elektro- kontrol.blogspot.co.id/2011/06/realisasi-kontrol-pid-proporsional.html
[Online].Temperature monitoring menggunakan onewire DS18B20. Diakses Pada 15 Mei 2016. https://geeknesia.freshdesk.com/support/solutions/articles/6000107339-temperature- monitoring-menggunakan-onewire-ds18b20-
http://tekimku.blogspot.co.id/2011/08/pengadukan-dan-pencampuran.html
49
Liang, Pengjuan., Chaoyin Chen, Shenglan Zhao, Feng Ge, Diqiu Liu, Binqiu Liu, Qimeng Fan, BenyongHan, and Xianfeng Xiong. 2013. Application of Fourier Transform Infrared Spectroscopy for the Oxidation and Peroxide Value Evaluation in Virgin Walnut Oil. Journal of Spectroscopy. Volume 2013, Article ID 138728. : 1- 5.
Paranjpe, G.R. and P. V. Deshpande. 1935. Dielectric Properties of Some Vegetable Oils. Physics Laboratory, Royal Institut of Science. Bombay. Purcell, Edwar M. 1985. Electricity and Magnetizm. Second Edition. Mc Graw-Hill. Massachusetts.
Shakhashiri. 2008. Fats & Oil. General Chemistry. Chemical of the Week Article [serial online]. http://scifun.chem.wisc.edu/chemweek/pdf/Fats&Oils. pdf. [30 Januari 2014]. Young, Hugh D. and Roger A. Freedman. 2008. University Physics with Modern Physics. 12th Edition. Pearson Addison-Wisley. San Fransisco. 56
(See readme.txt for licensing terms.)
(This file generated from the board:)
(.../ekatron_17/abdullah_s1_ext/abdullah.brd)
(feed rate xy = F508 )
(feed rate z = F254 )
(Unit of measure: mm)
RepRap GCode Cheat Sheet Comm. Parameters Description Example
G0 Axis [X/Y/Z] Position Rapid Movement G0 X50 G1 Axis [X/Y/Z/E] Position Feed [F] Controlled Movement G1 F150 X10 G4 Time in ms [P] Dwell / Wait G4 P500 G20 none Set units to inch G20 G21 none Set units to mm G21 G28 <Axis [X/Y/Z]> Home G28 X Y G90 none Absolute Positioning G90 G91 none Relative Positioning G91 G92 Axis [X/Y/Z/E] Value Set Position to value G92 X5 Y10
Comm. Parameters Description Example M0 none Stops everything after buffer is empty M0 M17 none Enable all stepper motors M17 M18 none Disable all stepper motors (move freely) M18 M20 none List files at the root folder of the SD Card M20 M21 none Initialise (mount) SD Card M21 M22 none Release (unmount) SD Card M22 M23 Filename Select File for Printing M23 print.gco M24 none Start / Resume SD Card Print (see M23) M24 M25 none Pause SD Card Print (see M24) M25 M26 Bytes[S] Set SD Position in bytes M26 S12345 M27 none Report SD Print status M27 M28 Filename Write programm to SD Card M28 print.gco M29 Filename Stop writing programm to SD Card M29 print.gco M40 none Eject part (if possible) M40 M41 none Loop Programm(Stop with reset button!) M41 M42 none Stop if out of material (if supported) M42 M43 none Like M42 but leave heated bed on (if supported) M43 M80 none Turn on ATX Power (if neccessary) M80 M81 none Turn off ATX Power (if neccessary) M81 M84 none Stop idle hold (DO NOT use while printing!) M84 M92 Steps_per_unit[X] Programm set S steps per unit (resets) M92 X123 M101 none Set extruder 1 to forward (outdated) M101 M102 none Set extruder 1 to reverse (outdated) M102 M103 none Turn all extruders off (outdated) M103 M104 Temperature[S] Set extruder temperature (not waiting) M104 S100 M105 none Get extruder Temperature M105 M106 <PWM Value[S 0-255]> Set Fan Speed to S and start M106 S123 M107 none Turn Fan off M107 M108 none Set extruder speed (outdated) M108 M109 Temperature[S] Set extruder Temperature (waits till reached) M109 S123 M110 Line Number[N] Set current line number (next line number = line no. +1) N123 M110 M111 Debug Level [S] Set Debug Level M111 S6 M112 none Emergency Stop (Stop immediately) M112 M113 <PWM [S]> Set Extruder PWM to S (or onboard potent. If not given) M113 S0.7 M114 none Get Current Position M114 M115 none Get Firmeware Version and Capabilities M115 M116 none Wait for ALL temperatures M116 M117 none Get Zero Position in steps M117 M119 none Get Endstop Status M119 M126 Time[P] Open extruder valve (if available) and wait for P ms M126 P500 M127 Time[P] Close extruder valve (if available) and wait for P ms M127 P500 M128 PWM[S] Set internal extruder pressure S255 eq max M128 S123 M129 Time[P] Turn off extruder pressure and wait for P ms M129 P500 M140 Degrees[S] Set heated bed temperature to S (not waiting) M140 S55 M141 Degrees[S] Set chamber temperature to S (not waiting) M141 S30 M142 Pressure[S] Set holding pressure to S bar M142 S1 M143 Degrees[S] Set maximum hot-end temperture M143 S275
M160 No.[S] Set number of materials extruder can handle M160 S4 M203 Offset[Z] Set Z offset (stays active even after power off) M203 Z-0.1 M226 none Pauses printing (like pause button) M226 M227 Steps[P/S] Enables Automatic Reverse and Prime M227 P1500 S1500 M228 none Disables Automatic Reverse and Prime M228 M229 Rotations[P/S] Enables Automatic Reverse and Prime M229 P1.0 S1.0 M230 [S] Enable / Disable wait for temp.(1 = Disable 0 = Enable) M230 S1 M240 none Start conveyor belt motor M240 M241 none Stop conveyor belt motor M241 M245 none Start cooler fan M245 M246 none Stop cooler fan M246 M300 Freq.[S] Duration[P] Beep with S Hz for P ms M300 S300 P1000
T No. Select extruder no. (starts with 0) T1
User guide for CNC 3040 Series
- 1 -
CONTENT
Main features forthis mini CNC router machine CNC 3040Z-DQ V2 ............... - 2 -
How to use CNC 3040Z-DQV2 ............................................................................ - 4 -
1. Software ........................................................................................................ - 4 -
4. To know the engraving bits in common use ............................................ - 27 -
- 2 -
Main features for this mini CNC router machine CNC 3040Z-DQ V2 Ball Screw
4 Axis
- 3 -
Notice: 1. This machine should be used with the PC parallel port and controlled by Mach 3 or other software. The PC parallel port should work in condition of the EPP mode, the setup of the EPP mode should be applied on the main board BIOS. 2. You’d better use the PC to control the machine, especially for this machine and do not install other software if conditions permit. And please do not use the Laptop to control the machine, the battery of some laptops will impact the pulse signal of the machine and the voltage of some parallel port is very low, it will cause the lost of the signal. Warn: You should setup the software correctly; it will make the machine works well. If you do not do it well and try to run the machine, it may damage the machine or cause the danger. When you install or setup the machine, please do not turn on the control box, it may cause some damages. Please do not put the connectors on the control box, when it is poweron. You should regulate the spindle as the low speed when you want to restart it. The interval of the open/close button time should be at least 30s, when you restart the spindle or turn on the control box again, otherwise it will cause the damages of the control box.
Our machine is 220V or 110V, when it is power on, please do not open the control box, do not touch the wiring connectors and not touch the running cutters, please wear the glasses or mask to protect yourself. Main technical details forCNC 3040Z-DQ V2 are as below:
CNC 3040Z-DQ V2 technical detailes
X,Y,Z Working Area 275×385×55mm Max. Feeding height ≤70mm Outside dimension 610×480×400mm Table size 530×320mm Lathe structure 6061/6063 Aluminium alloy Stepping motor two-phase 57/1.8A Drive unit 1204 Ball Screw Sliding unit: Chromeplate shaft Maximum speed 0-4000mm/min Engraving speed 300-2500mm/min Repeat positioning Accuracy
0.05mm
How to use CNC 3040Z-DQ
1. Software
1. Open the Mach 3 file; double click the “Mach3xxxxx.Exe”to start.
2. Click the “Next”
10. Click the“Ok”
After installing the Mach 3, on the desktop, there will occur 3 icon as follows:
Notice: do not open them, please restart your PC at first (if you open the software not restart PC,it need uninstall fully and reinstall it) After restarting the PC, please double click the “MACH 3 MILL” icon, then you can enter the setup of the software (you can delete the other two icons Mach3 and Mach3Turn) Open the G code---all the axis should be“0”---then start to engrave, You can choose the “Feed hold” to pause the working when it has something, if something emergency happens, you can use the “Reset” or you can adjust the “Feed rate”.
2. How to set the software:
1. After restarting the PC, choose the MACH 3 MILL icon on the desktop to start the Mach 3. 2. Open the “Config-- selects Native Units” menu, and then choose the “MM’s”
- 11 -
3. See as below,open”Config--Ports and Pins” to enter the setup.
4. To check whether all the data is same as the follows in the big red circle and then choose OK to continue.
- 12 -
5. Click “Motor Outputs” to setup the Pin of the stepper motor as follow
This part is very important; please check your setup is as same as the data above. Even a small error will cause the machine working incorrectly. Do not forget to save the setup. Remark: (1). If you want to use the 4th axis (A axis), you can setup the A axis data as follows:
(2).”Dir Low Active” This choice is to set up the Direction of the motor, if you find the running direction of the axis is inverse, you can choose the “Dir Low Active” to change the direction and then save the setup. As below picture:
- 13 -
6. The clients who bought the Control box from us, need to setup the E-stop signal, still in “Ports and
Pins” menu to click “Input Signals” to find the “Estop”,then setup as follow, final apply and then save.( Emergency setting )
- 14 -
7. Limited Switch setting in “Ports and Pins” menu to click “Input Signals” and set X, Y, Z as below:
8. Output signals setting in “Ports and Pins” menu to click “Output Signals”, set as below, and then save.
- 15 -
9. Spindle setup in “Ports and Pins” menu to click “Spindle Setup”, set as below, and then save.
\
- 16 -
The setup is over, Please close the Mach software that all data setup can be available. And then open it again to check whether all the data is correct otherwise can’t run your machine well.
3. Try to use your CNC
1. First let us to learn this machine, below take 3020 for example, The full kit has the machine(the Frame), the electrical control box, X,Y,Z stepper motors, the spindle and the spare parts box(it contains the 4 pcs presser feet, 5 pcs test bits, 1 pair of spare carbon brush, 1 pcs fuse pipe,ancethe spanner of the spindle, the 6 hexagonal spanner and the nuts and screws).
- 18 -
(1) Our machine is made of the aluminum alloy, if you drop it from the top on the floor or hard hit, it will damage the machine. Please put this machine on the stable desk, the thin desk may cause more resonance when it is running. (2) In the electrical control box, there are the switching power supply, stepper driver board, the spindle speed regulator, please put it in a ventilating condition and around it, there should not have the electromagnetic interference within 10 meters. (3) Please sort out the power cables and connecting cables, do not put it in a mess, maybe it will obstruct the working of the machine. Please remain some excess of the cable for the gantry and the X axis. (4) Please try to study yourself and test it, If you have some questions, you can ask us or discuss it on the CNC Forum 2. The wiring and yourself-checking (1) Wiring: Put the cables into the corresponding port, on the connectors there print the X, Y, Z, the cable of the spindle has no mark, but it is a two-wire plug. On the electrical control box, it prints the marks of the ports. The LIMIT-IN is the spare port for the 4th axis or external limit switch or E-stop etc. Now just connect the X, Y, Z stepper motor cables and the spindle cable, but the parallel cables do not connect it at first. Please make sure that all the connectors are tight to avoid the loose contact.
- 19 -
2. Yourself-checking The aim of the checking is to make sure that the electrical control box and the machine are well wired and all axes can be controlled. At first, power off the spindle and the driver power, “o” is off, “l” is on, and regulates the spindle in this safe position (see the photo below). The E-stop switch is off.
Then wrest the X axis screw by hand to feel it (at this time you can move it easily), and then connect the power of electrical control box and open the driver switch, at the time, you can hear a small voice of the moving of the X, Y, Z stepper motors. Now try to move the X axis screw to check whether you can move it easily by hand, if it does not move, it means this axis have been controlled by the control box, after this, please try to move the Y, Z axis screw(move the coupling is ok), if they cannot be moved, it means all axis are self-locked and fine.
- 20 -
If anyone screw can be moved, please check the wiring of this axis to see whether it is well connected, if the 3 axis all can be moved, please contact us. if 3 axis are ok please continue. Then please power off the driver and make sure the spindle is in the safe position. Power on the spindle and adjust clockwise slowly of the spindle speed regulator to the first dot, the spindle motor will start to move, continue to adjust clockwise, spindle will run more and more quickly. Remark: If you face the spindle, the clockwise direction is the right direction. If you find the direction is anticlockwise, please power off the spindle and exchange the two connectors will be fine.
- 21 -
Notice: (1).When the spindle is power-on, the voltage between the two connectors of the spindle is 90VDC, when the spindle is running, please do not touch the cutters and wear the glasses and mask. Please keep the children away from the machine. (2) Before powering on the spindle, please make sure the spindle speed regulator is in the safe position and then power on the spindle and speed up slowly. When power off the spindle, you can turn off the spindle power supply switch directly and regulate the speed regulator to the safe position. If the speed regulator is in the high-speed position, it will cause the brunt of the fuse and over current, this will do damage to the speed regulating board in the control box. 3.Test by PC (1)In the power off, use the parallel cable to connect the control box and the PC parallel port. (2) Start the PC, open the “MACH 3 mill “and the drive power, and make sure the 3 axis are self-locked automatically. Check the Mach 3 interface, the E-stop button is twinkling, if so, click it to stop it (if you click it, and the E-stop button on the interface is still twining, please check the E-stop button on the control box is pressed, if it is pressed, please move it clockwise to make it unpressed,if the driver is power off the E-stop button is twinkling and can’t stop). 3After stopping twinkling E-stop on MACH 3 interface, you can type the direction key of the PC keyboard, to check whether the X, Y, Z axis can move.
If it cannot move: A-check the X, Y, Z data on the Mach 3 is changed or not when typing the direction key on the keyboard, if the data changes but the X, Y, Z axis do not move, please follow the step as below:
B-check the setup of the pin. C-check the connection of parallel cable D-check the manual control button “JOG ON/OFF”whether is green. Refer the image
below E-contact us
- 22 -
If all the axis can move, please check the direction of the axis coordinate is right (see below). If you find the axis which move wrong direction please changes the setup as Page10 green letters?
- 23 -
PS: you can use the keyboard to control the direction of the axis, and also you can use the manual control keyboard of Mach 3 by using the mouse to control the movement of the X, Y, Z axis. Press the “TAB“key on the keyboard then it will pop-up the MACH manual control interface as the figure below.
Now the test of the Mach 3 communication with the machine is over. If it still can not realized the manual control, please do as follows: (1)Uninstall the Mach3 and use other versions of the Mach 3 to test(because some parallel port is not compatible with MACH software) (2)Check the PC parallel port is fine or change another PC to test it. (3)If the machine’ X, Y, Z axis can be self-locked, you should think about the compatibility of the PC and the Software. 4You must restart the PC when finish installing of the MACH 3. 4. Engraving test
We use a Chinese character”” to test the machine.
First: Assembly the materials
(1)Find a soft material about 12CM*12CM, like PVC. WOOD, PMMA or other plastic material (2)Fix the board on the working table as below, notice the screw and nuts should be tight but do not make the T slotted board out of shape.
Second: Cutter trace unload running test without the cutter (1)Copy the document you want to engrave to the desktop of your PC, and then open the Mach 3 Mill---start the G code and import the document you want to engrave, also you can use the Mach menu---file---load G code to import it.
- 25 -
(2)Import the G code of””, then it will display on the PC as below
(3)Power on the control box driver, move the spindle tool bit to the left-bottom of the material board by manual control the three axis, the area in the red circle (the image below)is the safe area. The left bottom red-green WCS arrowhead above is the original point, move the spindle bit (without cutter) to this point. (4)Put the Z axis a little higher to avoid to touching the clamping nuts. Clear all the axis to zero and click the Green (ALT-R) button to start. At the same time, please pay attention to the windows of the software, the moving dashed is the trace of the machine. If you find the trace is incorrect, please power off the drive and check the unit of the Mach 3 weather is “MM” and axis WCS. (5)This test engraving dimension is 7*7*CM, 1MM thickness, engrave it twice, each time the depth is
- 26 -
0.5MM, so it will work twice the same trace, when it idle running, please check whether it will touch the clamping board, if so, please recheck the original point of the engraving, Otherwise it will damage the cutter, the material even the machine.
Notice: when doing holed-out work, please put a no-use flat board below the material to avoid the damage of the working station 3. Engraving test with the cutter bits (1)Install the cutter bits: after the idle running test without the cutter bit is fine, we can put the cutter bit on the spindle; the cutter bit is SHK---3.175mm---30 degree---0.3mm---flat bottom engraving bits. The shank should be put into the collet more than 1 CM and fix it tightly by wrench. 2Tool setting: It is very import to fix the cutter bits point to the original point of the material. Where is he original point it is according to your G code file setting, our example is in the position of the left-bottom of the material board. You can power on the drive on the control box and move the cutter bits to that point by hand axis as below.
- 27 -
The engraving steps: (1) Power on the drive and move the X, Y, axis to the original point by hand put the Z axis down to the material board, distance is about 1 CM with material board (2)Power off the drive on the control box, and put a small piece of paper on the original point and move the Z axis by hand, and put the Z axis down, when the bit point is closed to the paper, you can feel the paper is touched by the bit point but the bit point is not touch the material, this tool setting tolerance is about 0.05MM (if you need more precise, you can buy a professional tool presenter) (3)After it, power the drive on the control box and all axes will be self-locked. (4)Make sure the spindle speed regulator is in the safe position and power on the spindle and move the speed regulator slowly, for the first time you can move it to highest speed(the biggest point around the speed regulator)to check whether the full speed running of the spindle is fine. (5)Make sure you wear the face mask (at least cover for the eye protection), then click the “Alt-R” to engrave in MACH3. Remark: During the machine is working, if something emergency happens please press the E-stop button on the control box or Click the E-stop button in the Mach 3.
4. To know the engraving bits in common use
(1)ACRYLIC cutting process, we suggest use one spiral flute bits, its advantage is no smoke no smell, high speed, high efficiency, on-stick powder, thin lay of cutting, smooth surface material board, if the material is thin ACRYLIC like as 2-3mm thickness, two spiral flute bits or straight bits are suitable too (2)Aluminum board cutting process, we suggest use one spiral flute bits for
- 28 -
aluminium,non-stick, high speed, and high efficiency. If low cutting required or hard aluminum (non-stick bits aluminum), also can choose two spiral flute bits for metal (3)Small precision 3D engraving in the non-metal material, we suggest use radiuses bottom engraving bits (4)Large 3D engraving in soft wood,MDF board,native wood,PVC,Acrylic we suggest use one or two spiral flute ball bits (5)Engraving metal,it need use one or two spiral flute bits for metal,flat bottom engraving bits for steel (6)Engraving for MDF board,solid wood, composite board, plywood we suggest use straight flute bits or two large flute spiral bits (7)Engraving for metal mould it need use flute end mills (8)Engraving for stone it need use diamond router bits If you have some more questions for router bits please consult professional router bits supplier.
Contact Information Web: http://www.chinacnczone.com/ Phone: 86-755-83692414 Mail: [email protected] Address: Nankeng First Industry Park,Bantian,Longgang District,Shenzhen, China
1. LEMBAR PERSETUJUAN.pdf (p.3)
bab 3.pdf (p.42-53)
bab 4.pdf (p.54-61)
bab 5.pdf (p.62)
DAFTAR PUSTAKA.pdf (p.63-64)
lampiran 1.pdf (p.65-89)
Lampiran 4.pdf (p.121)

aplikasi g-code untuk membuat pcb pada cnc 3020 …

Documents