catia computer aided manufacture
DESCRIPTION
catia computer aided manufactureTRANSCRIPT
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Operasi Pembubutan
Proses pemotongan logam banyak ditemukan pada industri manufaktur,
proses ini mampu menghasilkan komponen yang memiliki bentuk rumit dengan
tingkat akurasi yang tinggi. Prinsip pemotongan logam dapat diartikan sebagai
sebuah proses dari sebuah alat potong yang bersentuhan dengan sebuah benda
kerja untuk membuang permukaan benda kerja tersebut dalam bentuk geram.
Untuk melakukan proses pemotongan harus diperhitungkan kekuatan material
yang akan dipotong dengan kekuatan pahat yang akan digunakan. Pahat potong
yang digunakan harus lebih keras dari material (benda kerja) juga harus
disesuaikan dengan kecepatan potong pada proses tersebut. Untuk kecepatan
potong yang lebih tinggi dibutuhkan pahat potong yang lebih kuat.
Salah satu contoh proses pemotongan logam adalah proses bubut. Proses
ini terjadi dengan cara alat potong bergerak translasi terhadap benda kerja yang
berputar bersama pencekam (chuck), sehingga terjadi pemotongan logam dan
menghasilkan geram. Gambar 2.1 adalah skematis dari sebuah proses bubut
dimana n adalah putaran poros utama, f adalah pemakanan, dan a adalah
kedalaman potong. Pada proses bubut terdapat tiga parameter utama yang
berpengaruh terhadap gaya potong, peningkatan panas, keausan, dan kondisi
permukaan benda kerja yang dihasilkan. Ketiga parameter itu adalah kecepatan
potong (V), pemakanan (f), dan kedalaman potong (a). Kecepatan potong adalah
kecepatan keliling benda kerja dengan satuan meter per menit (m/min),
pemakanan adalah perpindahan atau jarak tempuh pahat tiap satu putaran benda
kerja dengan satuan milimeter per putaran (mm/rev), dimana arah pemakanan
adalah sejajar poros spindel (aksial), kedalaman potong adalah tebal material
terbuang pada arah radial dengan satuan milimeter (mm). Bagian-bagian serta
tatanama (nomenclature) dari alat potong yang digunakan pada proses bubut
dijelaskan pada Gambar 2.2. Menurut Kalpakjian & Schmid (2006), pahat kanan
adalah pahat yang bergerak dari kanan ke kiri seperti pada gambar 2.1.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.1. Skematis proses pembubutan
(Sumber: Kalpakjian & Schmid, 2006)
Gambar 2.2. Tatanama pahat kanan
(Sumber: Kalpakjian & Schmid, 2006)
Menurut Rochim (1993), setiap proses pemesinan terdapat lima elemen
dasar yang perlu dipahami, yaitu :
1. Kecepatan potong (cutting speed ) : V (m/min)
2. Kecepatan makan (feeding speed) : Vf (mm/min)
3. Kedalaman potong (depth of cut) : a (mm)
4. Waktu pemotongan (cutting time) : tc (min)
5. Laju pembuangan geram (material removal rate) : Z (cm3/min)
Elemen dasar pada proses bubut dapat diketahui menggunakan rumus yang
dapat diturunkan berdasarkan gambar 2.3 berikut ini.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.3. Proses bubut
(Sumber: Rochim, 1993)
Benda Kerja ; do = diameter awal (mm)
dm = diameter akhir (mm)
lt = panjang pemesinan (mm)
Pahat ; kr = sudut potong utama (0)
γo = sudut geram (0)
Mesin Bubut ; a = kedalaman potong (mm)
a = 2
dd mo − (mm) 2.1
f = gerak makan (mm/rev)
n = putaran poros utama (rpm)
Dengan diketahuinya besaran-besaran di atas sehingga kondisi
pemotongan dapat diperoleh sebagai berikut :
1. Kecepatan potong V = 1000π.d.n (m/min) 2.2
dimana : d = diameter rata-rata
d =2
dd mo + ≈ do (m/min) 2.3
Kecepatan potong maksimal yang diizinkan tergantung pada :
a. Bahan benda kerja, dimana makin tinggi kekuatan bahan, makin rendah
kecepatan potong.
Universitas Sumatera Utara
b. Bahan pahat, dimana semakin tinggi kekerasan pahat, semakin tinggi
kecepatan potong.
c. Besar asutan, dimana semakin besar gerak makan, semakin rendah
kecepatan potong.
d. Kedalaman potong, dimana semakin besar kedalaman potong, semakin
rendah kecepatan potong.
2. Kecepatan pemakanan Vf = f . n (mm/min) 2.4
3. Waktu pemotongan tc = f
t
Vl
(min) 2.5
4. Laju pembuangan geram Z = A . V (cm3/min) 2.6
A = f . a (mm2) 2.7
maka, Z = V . f . a (cm3/min) 2.8
dimana, A = penampang geram sebelum terpotong
Sudut potong utama (principal cutting edge angle/kr) adalah sudut antara
mata potong utama dengan laju pemakanan (Vf), besarnya sudut tersebut
ditentukan oleh geometri pahat dan cara pemasangan pahat pada mesin bubut.
Untuk nilai pemakanan (f) dan kedalaman potong (a) yang tetap maka sudut ini
akan mempengaruhi lebar pemotongan (b) dan tebal geram sebelum terpotong (h)
sebagai berikut :
Lebar pemotongan b = r sin
aκ
(mm) 2.9
Tebal geram sebelum terpotong h = r sin
fκ
(mm) 2.10
Dengan demikian penampang geram sebelum terpotong adalah :
A = f . a = b . h (mm) 2.11
2.2 Mesin Bubut CNC ET 242
2.2.1 Pengertian Mesin CNC
Mesin CNC (Computer Numerically Controlled) secara singkat dapat
diartikan suatu mesin yang dikontrol oleh komputer dengan menggunakan
bahasa numerik (perintah gerakan dan berhenti dengan menggunakan kode angka
dan huruf) (Lilih, 2001). Misalnya jika diberikan perintah M04, maka spindel
Universitas Sumatera Utara
mesin akan berputar berlawanan terhadap arah jarum jam, sedang jika
diberikan perintah M03 maka spindel mesin akan berputar searah jarum jam.
Dengan adanya mesin CNC pekerjaan operator dapat dikurangi dan
digantikan dengan perintah yang telah dimasukkan dalam mesin sehingga selama
mesin sedang beroperasi, operator hanya mengawasi jalannya proses
pemesinan benda kerja, tentunya hal ini mempermudah serta mempercepat
pengerjaan suatu produk. Mesin CNC memiliki banyak keuntungan dibandingkan
dengan mesin perkakas konvesional sejenis. Keuntungan mesin CNC antara lain:
produktivitas tinggi, ketelitian pengerjaan tinggi, waktu produksi lebih cepat, biaya
pembuatan lebih murah, kapasitas produksi lebih besar, dapat digabung dengan
mesin lain, dalam hal ini adalah mesin CAD/CAM dengan perangkat tambahan
sehingga pemakaian mesin CNC akan lebih efektif, dan masih banyak lagi
keuntungan mesin CNC yang lain. (Wirawan S, 2003).
Salah satu kelemahan dalam penggunaan fasilitas
berteknologi tinggi seperti mesin CNC terutama pada harganya yang relatif mahal
dan membutuhkan operator mesin yang memiliki pengetahuan yang cukup untuk
dapat mengoperasikan mesin CNC. Selain itu mesin bubut CNC juga
membutuhkan perawatan yang khusus. Penggunaan mesin CNC memiliki
keunggulan yaitu ekonomis untuk pembuatan produk massal.
Secara umum mesin bubut CNC dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu
mesin bubut CNC Training Unit (TU) dan Mesin bubut Production Unit
(PU). Kedua jenis mesin tersebut pada prinsip kerjanya sama hanya dalam
penerapan dan penggunaannya yang berbeda. Mesin bubut CNC Training Unit
digunakan untuk latihan pembubutan dasar, mengerjakan pekerjaan ringan dan
ukuran benda kerja yang relatif kecil. Mesin bubut CNC Production Unit
digunakan untuk membuat produk, sehingga mesin ini dilengkapi dengan
aksesoris atau perlengkapan yang lebih kompleks dan mahal, seperti sistem
cairan pendingin otomatis, sistem chuck otomatis, konveyor pembuangan tatal
(chip) dan lain-lain. Salah satu contoh mesin bubut PU adalah mesin bubut CNC
ET 242.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4 Mesin bubut CNC ET 242
2.2.2 Prinsip Kerja Mesin Bubut CNC ET 242
Mesin bubut CNC ET 242 adalah mesin bubut yang dikontrol oleh
komputer, sehingga semua gerakan akan berjalan secara otomatis sesuai
dengan perintah program yang diberikan, sehingga dengan program yang sama
mesin CNC dapat diperintahkan untuk mengulangi proses pelaksanaan program
secara terus-menerus (kontinyu).
Mesin bubut CNC ET 242 ini menggunakan sistem persumbuan dengan
dasar sistem koordinat Carthesius (searah jarum jam). Sistem persumbuan
tersebut seperti terlihat pada gambar dibawah
Gambar 2.5 Sumbu-sumbu mesin bubut CNC ET 242
Prinsip kerja mesin bubut CNC ET 242 adalah benda kerja berputar
sedangkan tool bergerak kearah horizontal maupun vertikal. Untuk arah
gerakan persumbuan tersebut diberi lambang persumbuan sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
1. Sumbu X bergerak ke arah vertikal (melintang) terhadap garis sumbu
spindel mesin.
2. Sumbu Z bergerak ke arah horizontal (memanjang) terhadap garis
sumbu spindel mesin.
2.2.3 Bagian-bagian Utama Mesin Bubut CNC ET 242
2.2.3.1 Sistem Pengendali
Sistem pengendali merupakan bagian dari mesin CNC berupa panel yang
terdiri dari tombol-tombol dan dilengkapi dengan monitor. Selain itu sistem
pengendali juga dilengkapi dengan perlengkapan tambahan. Sistem pengendali
merupakan layanan langsung untuk berhubungan dengan operator. Bagan panel
pengendali terlihat seperti gambar di bawah ini.
Gambar 2.6 Bagan panel pengendali mesin bubut CNC ET 242
(Sumber: Emco, 1990)
Keterangan gambar:
1. Monitor
2. Dek kaset
Universitas Sumatera Utara
3. Tombol mode
4. Tombol address
5. Tombol angka
6. Tombol fungsi
7. Tombol softkey
8. Tombol jalan manual
9. Tombol kecepatan poros utama
10. Tombol perlengkapan
11. Tombol reset
12. Tombol mulai siklus
13. Tombol feedhold
14. Tombol kecepatan pengasutan
15. Tombol darurat
Fungsi dari setiap bagian dari pengendali diatas adalah sebagai berikut:
1. Monitor atau layar berfungsi untuk menampilkan informasi tentang
mode utama, submode, sajian dalam mm atau inci, nomor program,
status antar aparat, alarm, sajian tombol-tombol pengendali yang aktif,
pengaturan sumbu utama, dan penunjukkan kunci-kunci yang tidak
terlihat dibalik layar (softkey).
2. Dek kaset berfungsi sebagai tempat pemasangan kaset pada mesin untuk
pembacaan dan penyimpanan program ke kaset atau floppy disk.
3. Tombol mode berfungsi untuk mengatur mode utama mesin, terdiri dari
empat tombol yaitu mode eksekusi, edit, manual dan otomatis.
4. Tombol address berfungsi untuk mengetik perintah address, terdiri dari
tombol N, G, M, X, Z, U, W, V, F, S, T dan masing-masing dilengkapi
fungsi kedua yaitu O, PSO, P, I, K, R, /, D, L dan TO.
5. Tombol angka berfungsi untuk memasukkan data berupa angka, terdiri
dari tombol 0 sampai dengan 9, titik (.) dan +/-.
6. Tombol fungsi berfungsi untuk mengatur fungsi-fungsi tertentu, terdiri
dari tombol STORE NEXT, PREV, MAN JOG, tombol pengatur
kecepatan poros utama dan pengatur feed.
Universitas Sumatera Utara
7. Tombol softkey berfungsi untuk memilih kunci-kunci yang tidak terlihat
dibalik layar dan tergantung pada mode yang sedang aktif.
8. Tombol jalan manual berfungsi untuk menggerakkan eretan secara manual.
9. Tombol kecepatan poros utama berfungsi untuk mengatur kecepatan poros
utama.
10. Tombol perlengkapan berfungsi untuk mengaktifkan peralatan
perlengkapan antara lain tombol pelumas dan penggerak bantu.
11. Tombol reset berfungsi untuk membersihkan tampilan layar dan
menghentikan jalannya program.
12. Tombol mulai siklus berfungsi untuk memulai program.
13. Tombol feedhold berfungsi untuk menghentikan sementara gerakan feed.
14. Tombol kecepatan pengasutan berfungsi untuk mengatur kecepatan
pengasutan.
15. Tombol darurat berfungsi untuk menghentikan jalannya mesin (program)
dalam keadaan darurat.
2.2.3.2 Bagian Mekanik
1. Motor utama
Motor utama adalah motor penggerak spindel untuk memutar benda kerja
yang dicekam pada chuck. Motor yang digunakan adalah jenis motor
arus bolak-balik (AC) dengan kecepatan yang bervariasi. Jenjang putaran
motor adalah 1500 – 7000 rpm dan daya masukan 10 kW.
2. Eretan
Eretan (support) adalah bagian mesin bubut yang berfungsi sebagai
penghantar pahat sepanjang alas mesin (bed). Eretan adalah gerak
persumbuan jalannya mesin. Untuk mesin bubut CNC ET 242
mempunyai dua fungsi gerakan yaitu gerakan vertikal (sumbu X) dan
horisontal (sumbu Z).
3. Motor penggerak eretan
Motor penggerak eretan berfungsi menggerakkan eretan secara vertikal
maupun horizontal, masing-masing eretan mempunyai motor penggerak
sendiri, yaitu penggerak sumbu X dan penggerak sumbu Z.
Universitas Sumatera Utara
4. Stasiun Piranti
Stasiun piranti (turret) pada mesin bubut digunakan untuk menjepit
pemegang alat potong (tool holder). Stasiun piranti terdiri dari 8 stasiun
(tempat pemasangan tool holder) yang dapat diindeksikan baik secara
manual maupun secara otomatis, dimana salah satunya merupakan tempat
pemasangan setting gauge. Untuk proses pengerjaan dengan mesin
bubut CNC dapat menggunakan lebih dari satu alat potong, karena 99
nomor data alat potong dapat tersimpan dalam memori mesin.
5. Pemegang alat potong
Pemegang alat potong (tool holder) yang digunakan pada mesin bubut
adalah jenis penjepit manual. Fungsi penjepit digunakan untuk menjepit
pahat agar dapat melakukan penyayatan benda kerja. Bentuk penjepit ini
sesuai dengan bentuk rumah alat potong dan bentuk pahat yang digunakan.
6. Pahat (piranti potong)
Pahat merupakan piranti yang langsung bersentuhan dengan material
benda kerja yang berputar sehingga terjadi proses pemotongan. Pahat
sisipan yang dapat dipasang dan dilepas dari toolholder sering disebut
juga dengan insert. Insert biasa dipakai pada mesin bubut CNC. Terdapat
empat jenis pahat yang paling umum digunkan untuk pembubutan biasa
yaitu pahat roughing, finishing (copying), parting-off (grooving) dan
threading. Huruf R pada tool data berarti radius ujung pahat dalam
satuan milimeter, sedangkan huruf L berarti posisi pahat.
Gambar 2.7 Pahat roughing, finishing, grooving dan threading yang
digunakan pada mesin bubut CNC ET 242.
(Sumber: Emco, 1990)
Universitas Sumatera Utara
2.2.4 Pengoperasian Mesin Bubut CNC ET 242
Pada mesin bubut CNC ET 242 terdapat 4 mode operasi yaitu mode
otomatis, edit, eksekusi, dan manual, dimana masing masing mode diaktifkan
dengan tombol AUTOMATIC, EDIT, EXC dan MAN. Mode edit berfungsi untuk
melakukan pemuatan atau penulisan program secara langsung (on line) maupun
dari kaset. Pada mode edit juga memungkinkan untuk mengedit program yang
telah tersimpan. Pada mode manual, mesin dapat dioperasikan secara manual
contohnya menggerakkan eretan, memutar poros spindel, mengindeksikan turret
dan sebagainya. Hal ini dimungkinkan dengan cara menekan tombol yang sesuai
dengan gerakan yang diinginkan. Pada mode eksekusi dan otomatis, mesin dapat
dioperasikan dengan cara menjalankan program yang telah tersimpan dalam
memori mesin dengan terlebih dahulu membuka program tersebut pada mode edit.
Mesin Bubut CNC ET 242 hanya dapat dioperasikan melalui panel
pengendali. Panel pengendali adalah panel yang terdiri dari tombol-tombol yang
berfungsi untuk mengendalikan operasi mesin. Panel pengendali terdiri dari
beberapa kelompok tombol antara lain:
1. Tombol alamat (address)
2. Tombol mode
3. Tombol softkey
4. Tombol fungsi, dan
5. Tombol pengendali.
a. Tombol alamat
Tombol alamat terdiri dari beberapa tombol beserta fungsinya seperti di
bawah ini:
Tabel 2.1 Tombol alamat dan fungsinya.
Tombol Arti Fungsi
Alamat N Untuk nomor blok
Alamat O Untuk nomor program
Alamat G Fungsi G
PSO Pergeseran posisi titik nol
Universitas Sumatera Utara
Alamat M Fungsi M
Alamat P Parameter dalam siklus
Alamat X, Z Data jalan dalam absolut
Alamat I, K Parameter titik pusat lingkaran
Alamat U, W Data jalan dalam inkremental
Alamat R Parameter R
Garis miring Tanda untuk blok lompat
Alamat F Asutan dan kisar ulir
Alamat D Parameter siklus
Alamat S Putaran spindel
Alamat L Adres lompat
Memanggil program tersimpan
Alamat T Alat potong
Data alat potong Masukan data alat potong
Sumber: Emco, 1990.
b. Tombol mode
Tombol mode berfungsi sebagai tombol untuk memilih mode yang akan
diaktifkan. Tombol mode terdiri atas beberapa tombol yaitu:
Tabel 2.2 Tombol mode dan fungsinya.
Tombol Mode Fungsi
Manual Pelayanan manual
Edit Masukkan program dengan program relevan,
masukan data untuk penggeseran dan alat
potong, mode antar aparat, monitor pemakai.
Universitas Sumatera Utara
Eksekusi - Pemrosesan buffer penyimpan blok.
- Pemanggilan alat potong dan penggeseran
posisi sedemikian, sehingga harganya
tersajikan pada mode manual.
- Mode JOG dengan suatu inkremen yang
diinginkan.
Otomatis - Program tersimpan dapat dimulai dari blok
manapun.
- Program tersimpan dijalankan dalam mode
blok tunggal, mode blok lompat, mode
penjajagan atau uji jalan tanpa gerakan
sumbu sumbu.
Sumber: Emco, 1990.
c. Tombol softkey
Tombol softkey berfungsi untuk memilih sub menu dari masing-masing
mode dan tertera pada bagian bawah layar monitor.
i. Softkey pada mode manual antara lain grafik hidup, status, mode
sajian, referensi dan ganti alat potong.
ii. Softkey pada mode eksekusi antara lain grafik hidup, status dan
mode sajian.
iii. Softkey pada mode edit antara lain port kaset, port RS 232 dan port
parallel.
iv. Softkey pada mode otomatis antara lain grafik hidup, ststus, mode
sajian, penjajagan, tunggal dan lompat.
d. Tombol fungsi
Tombol fungsi berguna sebagai tombol yang berhubungan dengan
penulisan program maupun perintah pada mesin.
Tabel 2.3 Tombol fungsi dan fungsinya.
Tombol Mode Fungsi
Edit
Eksekusi
Manual
Dalam bidang CNC, ENTER berarti:
- Menyimpan ke memori
- Pengukuhan fungsi pengendali
Universitas Sumatera Utara
Otomatis - Pemanggilan T atau Pencatat PSO, N, O, INT,
pengambil alihan langsung data alat potong
Edit Eksekusi
Kata harus dikukuhkan dengan ENTER bila
dimasukkan. Jika memasukkan kata misal G01,
G01 muncul pada layar tapi tidak tersimpan
sampai ENTER ditekan.
Manual Masukan harga F, S harus dikukuhkan dengan
ENTER.
Edit
Eksekusi
Melompat maju secara blok
Edit
Eksekusi
Melompat kembali ke blok awal (tombol ENTER
ditekan bersamaan dengan tombol SHIFT)
Edit Pemanggilan alat potong atau pencatat
penggeseran posisi
Edit
Eksekusi
Manual
Otomatis
SHIFT disini berarti mengalihkan. Bila tombol
tersebut ditekan, LED tombol SHIFT menyala.
LED nya akan padam, bila tombol ditekan
kembali.
Edit
Eksekusi
Otomatis
Memilih alamat sebelah atas pada tombol alamat
Edit
Eksekusi
Bila kursor berada pada kata, menekan tombol
SHIFT dan ENTER bersamaan berarti kembali ke
awal blok
Manual Spindel berputar berlawanan arah jarum jam bila
menekan tombol SHIFT dan ON bersamaan
Edit
Eksekusi
C.E. = Clear Entry – berarti menghapus masukan.
Edit
Eksekusi
Menghapus masukan terakhir (angka)
Edit
Eksekusi
Menghilangkan tanda alarm
Universitas Sumatera Utara
Manual
Otomatis
Edit
Eksekusi
C. BL. = Clear Block – berarti menghapus blok.
Edit Penghapusan blok dalam memori program dan
buffer penyimpan blok.
Eksekusi Penghapusan blok dalam buffer penyimpan blok
Edit
Eksekusi
Manual
C. W. = Clear Word – berarti menghapus kata.
Kata harus dipilih.
Edit
C. PR. = Clear Program – berarti menghapus
program. Nomor program harus dipilih. Layar
harus menyajikan "found/ ditemukan".
Edit
Eksekusi
Otomatis
Membuka halaman dari program terpanggil
(secara blok).
Edit
Penyimpanan blok dari buffer penyimpan blok ke
dalam memori utama. Blok diakhiri dengan
STORE NEXT. Pada saat yang sama terjadi
lompatan ke blok berikutnya.
Catatan:
STORE NEXT harus ditekan meskipun setelah
meralat dalam satu blok. Jika tidak harga ralatan
tidak terambil alih ke dalam memori utama.
Edit
Eksekusi
Otomatis
Pengerjaan balik secara blok dalam program.
Sumber: Emco, 1990.
e. Tombol pengendali
Tombol pengendali adalah tombol yang digunakan untuk mengendalikan
mesin.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.4 Tombol pengendali dan fungsinya.
Tombol Arti dan Fungsi
Tingkat putaran spindel
Mengatur putaran spindel
Tingkat asutan
Mengatur kecepatan asutan aktif sebesar 0% - 120%
(kecuali pada penguliran)
Tombol gerak manual (Manual Jog)
Untuk mengerakkan eretan secara manual, tombol
MAN JOG (manual jog) harus ditekan bersamaan
dengan tombol arah.
Tombol spindel ON
Menghidupkan spindel
Tombol spindel OFF
Mematikan spindel
Tombol satu benda kerja
Mengaktifkan mode satu benda kerja
Tombol pelumasan pusat
Menghidupkan dan mematikan pompa pelumasan
Tombol penggerak bantu ON
Menghidupkan penggerak bantu (eretan)
Tombol penggerak bantu OFF
Mematikan penggerak bantu (eretan)
Tombol revolver pahat
Mengindeksikan revolver pahat, tombol revolver
pahat harus ditekan bersamaan tombol MAN JOG
Tombol pendingin
Menghidupkan dan mematikan aliran air pendingin
(coolant)
Universitas Sumatera Utara
Tombol alat pencekam
Membuka dan menutup alat pencekam (chuck)
Tombol kepala lepas (tail stock)
Menggerakkan sumbu kepala lepas
Sumber: Emco, 1990.
2.2.5 Sistem Pemrograman Mesin Bubut CNC ET 242
Mesin CNC adalah mesin yang dikendalikan oleh perintah berupa kode
numerik dimana kumpulan kode ini akan membentuk sebuah program NC. Suatu
program NC berisi semua perintah dan informasi yang diperlukan untuk
pengerjaan benda kerja (Emco, 1990). Maka, faktor yang penting pada pekerjaan
mesin-mesin CNC adalah memrogram. Memrogram CNC adalah bagian
persiapan pekerjaan dan meliputi pengetahuan mengenai bahasa mesin itu sendiri.
Menurut Hollebrandse (1993), memrogram adalah menetapkan dalam kode dari
posisi-posisi perkakas itu terhadap benda kerjanya, dimana diperhitungkan dengan
aspek-aspek teknologi dari hasil pekerjaan dan kemungkinan-kemungkinannya
dari mesin, perkakas dan benda kerja. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam
menulis sebuah program CNC, antara lain:
1. Petunjuk-petunjuk benda kerja yang bersangkutan.
2. Metode-metode pengerjaan.
Seorang programmer harus mempunyai pengetahuan yang mendasar dan
pengertian yang berhubungan dengan :
1. Gambar kerja.
2. Urutan pengerjaan.
3. Aspek teknologi pada metode produksi yang digunakan.
4. Teknik pemasangan/pemuatan benda kerja dan piranti.
Program itu dibangun dari perintah-perintah yang ditulis dalam kode ISO
ataupun DIN, yang dapat dikerjakan dengan mengendalikannya. Sebuah program
dibagi lagi dalam aturan-aturan, tiap aturan mulai dengan sebuah nomor aturan.
Beberapa cara pengendalian menempatkan kata-kata dalam urutan tertentu. Cara
pengendalian mesin CNC itu sebenarnya merupakan proses menyusun informasi,
yang terdiri dari huruf-huruf dan angka-angka (kode alfanumerik), dalam fungsi-
Universitas Sumatera Utara
fungsi mesin dan gerakan-gerakan. Dengan demikian, persyaratan agar hasil
produksi sesuai keinginan perancang adalah bahwa cara-cara pengendalian itu
telah berisi informasi dan cara yang benar.
Di dalam informasi dikenal dari sejumlah paket petunjuk, garis-garis arah
dan untuk pembuatannya memerlukan syarat pengetahuan di bidang konstruksi
dan pengetahuan yang lengkap atas mesin yang akan digunakan. Informasi
tersebut dapat dibedakan menjadi:
1. Informasi geometri.
2. Informasi teknologi.
Informasi geometri adalah informasi yang berhubungan dengan bentuk dan
ukuran dari bahan kasar (stock) dan bentuk akhir dan ukuran produk. Informasi
geometri merupakan bagian program CNC yang berisi koordinat-koordinat
lintasan atau titik posisi sumbu. Ada tiga jenis koordinat yang terdapat pada
informasi geometri antara lain:
1. Point entry (positioning) adalah posisi (koordinat) peletakan awal tool
sebelum penyayatan.
2. Toolpath adalah titik – titik koordinat yang dilintasi oleh tool.
3. Point exit (lift off) adalah posisi (koordinat) pembebasan tool setelah
penyayatan.
Informasi teknologi berisi antara lain tentang kecepatan pemakanan atau
asutan (feeding) dan kecepatan putaran spindel, dimana harus memperhitungkan
beberapa hal antara lain:
1. Material benda kerja
2. Piranti-piranti yang digunakan
3. Kondisi pembubutan (kecepatan potong, asutan dan kedalaman potong)
4. Metode pemasangan piranti/pemuatan benda kerja
5. Pengerjaan dan urutannya satu sama lain
6. Toleransi ukuran dan bentuk, kualitas permukaan, piranti-piranti dan
petunjuk-petunjuk pembubutan.
Universitas Sumatera Utara
2.2.5.1 Struktur Program Emcotronic TM 02
Menurut Widarto (2008), suatu program NC, dilihat dari segi struktur
isinya terdiri dari tiga bagian utama, yaitu bagian pembuka, bagian isi, dan bagian
penutup. Bagian pembuka selalu terletak pada bagian awal program, bagian isi
terletak pada bagian tengah, dan bagian penutup terletak pada bagian akhir
program
Bagian pembuka (header) adalah bagian awal program yang berisi
perintah-perintah pengoperasian awal suatu mesin perkakas, sebelum langkah
pemesinan utama (pemotongan) dimulai. Perintah-perintah yang termasuk dalam
bagian pembuka sebagai berikut:
1. Perintah untuk memindahkan titik nol mesin ke posisi tertentu agar
berimpit dengan titik nol benda kerja. Perintah ini disebut pemindahan
titik nol mesin (Position Shift Offset atau disingkat PSO).
2. Perintah pemilihan sistem pemrograman, apakah dikehendaki mesin
bekerja dengan sistem absolut atau inkremental.
3. Perintah menentukan jumlah putaran spindel mesin dan arah putarannya.
4. Perintah menentukan besarnya kecepatan pemakanan (feeding).
5. Perintah memilih jenis alat potong dan tool offset.
6. Perintah mengalirkan air pendingin.
Bagian isi suatu program NC adalah bagian inti dari pekerjaan pemesinan.
Perintah-perintah pada bagian isi meliputi perintah gerak relatif alat potong
terhadap benda kerja menuju titik-titik koordinat yang telah ditentukan guna
melakukan proses pemotongan. Proses-proses ini dapat berupa gerak interpolasi
lurus, interpolasi radius, gerakan pemosisian, membuat lubang (drilling), proses
penguliran (threading), pembuatan alur (grooving), dan sebagainya tergantung
dari bentuk geometri produk yang akan dihasilkan.
Bagian penutup program (footer) berisi perintah-perintah untuk
mengakhiri suatu proses pemesinan. Inti perintahnya adalah memberi instruksi
kepada mesin untuk berhenti dan melepas benda kerja yang telah selesai
dikerjakan dan memasang benda kerja baru untuk proses pembuatan produk
sejenis berikutnya. Perintah pada bagian penutup adalah perintah kebalikan atau
Universitas Sumatera Utara
berfungsi membatalkan perintah yang diberikan pada bagian pembuka dan
biasanya meliputi:
1. Perintah menghentikan aliran cairan pendingin
2. Perintah menghentikan putaran spindel mesin
3. Perintah pembatalan PSO
4. Perintah pembatalan kompensasi pahat, dan
5. Perintah menutup program (end-program).
Bahasa pemrograman mesin yang mendasar adalah kode ISO. Akan tetapi
tidak semua pabrik memakai standar ISO ataupun DIN. Sebuah program dalam
kode ISO dibangun dari kolom-kolom dan aturan-aturan. Jumlah kolom
ditentukan oleh sejumlah fungsi. Sebuah program terdiri dari huruf-huruf, angka-
angka dan karakter-karakter secara berurutan.
Menurut Smid (2003), terdapat beberapa istilah dasar pada pemrograman
pada mesin bubut CNC antara lain karakter, kata, blok dan program. Pada mesin
bubut CNC ET 242 istilah-istilah tersebut disertai ketentuan yang harus diikuti
dalam memrogram mesin bersangkutan.
1. Karakter
Tiap unsur informasi, dalam hal ini dapat huruf, angka, titik, tanda plus
atau minus atau karakter khusus.
2. Aturan (block) :
Suatu aturan terdiri dari kumpulan kata-kata dan berisi semua informasi
untuk melaksanakan sebuah pengerjaan. Sebuah aturan atau kaidah disebut
juga blok. Dalam petunjuk pemrograman mesin, dicantumkan pula
berbagai fungsi yang dapat diprogram dalam satu aturan. Sebuah sistem
yang bekerja dengan alamat-alamat, memberikan urutan petunjuk untuk
dipertukarkan dalam sebuah aturan, karena alamat-alamat itu mengirim
beberapa petunjuk-petunjuk ke daftar-daftar yang sesuai. Agar jelas dan
sejauh mungkin mengurangi kesalahan-kesalahan yang sekiranya ada,
maka disarankan dibuat dengan urutan yang tetap.
Panjang blok maksimal dapat bervariasi antara 3 dan 4 baris
tergantung pada kata-kata yang diprogram. Bila panjang blok maksimal
terlampaui, muncul alarm 650. Untuk mencapai struktur program yang
Universitas Sumatera Utara
jelas, dianjurkan menyusunnya yang logis. Suatu blok biasanya terdiri atas
beberapa kata.
3. Alamat (address)
Sebuah alamat (address) adalah suatu huruf yang berhubungan dengan arti
yang tertentu. Sebuah huruf dalam kata itu disebut alamat (kebanyakan
dari merupakan huruf permulaan dari sebuah kata dalam bahasa Inggris).
Dengan cara pengalamatan, maka cara pengendalian dibedakan dalam
berbagai perintah-perintah. Sejumlah kata-kata bersama membentuk suatu
cara pengendalian instruksi yang dapat dilaksanakan. Dalam sebuah aturan
program dapat terjadi informasi sebagai berikut:
Gambar 2.8 Struktur program pada sebuah blok
(Sumber: Hollebrandse, 1993)
4. Kata (word):
Suatu kata terdiri dari sebuah huruf dan beberapa angka (alamat dan
sebuah bilangan). Kata terdiri atas satu huruf (address) dan kombinasi
angka. Setiap alamat (address) mempunyai arti tertentu, menurut harga
gabungan numeris yang sesuai. Address-address dan artinya, diuraikan
dalam petunjuk pemrograman mesin yang bersangkutan.
2.2.5.2 Uraian Tentang Alamat (Address)
1. Alamat N
Nomor aturan dipakai untuk menetapkan aturan-aturan. Pekerjaan
diselesaikan menurut aturan yang diprogramkan, jadi tidak dalam urutan
angka, tetapi dalam urutan seperti yang dituliskan. Nomor aturan menjadi
Universitas Sumatera Utara
penting dalam pengerjaannya mengingat program-program di bawahnya
atau untuk menginformasikan aturan-aturan yang harus diulangi.
2. Alamat X, Z, U, W, I dan K
Titik tujuan dalam sistem koordinat absolut ditetapkan dengan X dan Z.
Sistem koordinat aslinya adalah M (titik nol mesin) atau titik W (titik nol
benda kerja) yang dapat ditentukan dengan PSO. Ukuran X diberikan
sebagai diameter (penetapan pabrik). Dengan parameter L0, bit 0 pada
monitor pemakai juga dapat menetapkan pemrograman X sebagai radius.
Data jalannya dalam inkremental diberikan dengan U dan W, sedangkan I
dan K adalah parameter interpolasi untuk pemrograman busur lingkaran.
3. Alamat G
Alamat G merupakan fungsi persiapan yang bertujuan agar mesin
mempersiapkan diri untuk melaksanakan perintah-perintah tertentu. Di sini
kita bedakan menjadi Fungsi-fungsi persiapan gerakan, misalnya G00,
G01, G02 dan G03; dan fungsi-fungsi persiapan setelan pendahulu,
misalnya G90, G91, dan G56.
Sebuah fungsi persiapan gerakan bersamaan dari petunjuk-petunjuk
dimensi dan menimbulkan perpindahan-perpindahan eretan.
Sebuah fungsi persiapan penyetelan pendahulu adalah sangat penting
dalam hal pengendalian pengerjaan.
Tabel 2.5 Struktur dan status mula fungsi G pengendali ET 242
Grup 0
*
*
*
*
*
*
G00
G01
G02
G03
G04
G33
G84
G85
G86
G87
G88
Gerakan cepat
Interpolasi lurus
Interpolasi melingkar searah jarum jam
Interpolasi melingkar berlawanan arah jarum jam
Waktu tinggal diam
Pemotongan ulir dalam blok tunggal
Siklus pembubutan memanjang dan melintang
Siklus penguliran
Siklus pengaluran
Siklus pemboran dengan pemutusan tatal
Siklus pemboran dengan penarikan kembali
Universitas Sumatera Utara
Grup 1
**
G96
G97
Kecepatan potong konstan
Kecepatan putaran konstan
Grup 2
**
G94
G95
Data asutan dalam mm/min atau 1/100 inci/min
Data asutan dalam μm/rev. atau 1/10.000 inci/rev.
Grup 3 ** G53
G54
G55
Membatalkan titik nol benda kerja 1 dan 2
Memanggil titik nol benda kerja 1
Memanggil titik nol benda kerja 2
Grup 4 *
G92 1. Pembatasan kecepatan
2. Penggantian koordinat titik nol benda kerja PSO 5
Grup 5 **
G56
G57
G58
G59
Membatalkan titik nol benda kerja 3, 4 dan 5
Memanggil titik nol benda kerja 3
Memanggil titik nol benda kerja 4
Memanggil titik nol benda kerja 5
Grup 6 *
*
*
G25
G26
G27
Memanggil sub program
Memanggil program poligon
Lompat tanpa syarat
Grup 7 □
□ **
G70
G71
Data pengukuran dalam inci
Data pengukuran dalam mm
Grup 8 **
G40
G41
G42
Netralisasi koreksi tool
Koreksi tool ke arah kiri
Koreksi tool ke arah kanan
Sumber: Emco, 1990.
Keterangan:
* Efektif secara blok
** Status Mula
□ Status mula dapat ditentukan dalam mode monitor pemakai (MON)
4. Alamat M
Alamat M (Miscellaneous) merupakan fungsi pembantu yang memberi
informasi tentang arah putaran, pendingin, proses gerak dan memasukkan
atau mencabut saklar fungsi-fungsi mesin tertentu. Dengan alamat M,
fungsi pemindah atau fungsi lain dapat dipanggil.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.6 Struktur dan status mula fungsi M pengendali ET 242
Grup 0
M03
M04
M05
M19
Putaran sumbu utama searah jarum jam
Putaran sumbu utama berlawanan arah jarum jam
Sumbu utama berhenti
Sumbu utama berhenti tepat
Grup 1
**
M38
M39
Berhenti tepat, aktif
Berhenti tepat, batal
Grup 2 *
*
*
M00
M17
M30
Berhenti terprogram
Sub program berakhir
Program berakhir dan kembali keawal program
Grup 3
**
M08
M09
Pendingin hidup
Pendingin mati
Grup 5
M25
M26
Alat pencekam membuka
Alat pencekam menutup
Grup 6
M20
M21
Sumbu kepala lepas mundur
Sumbu kepala lepas maju
Grup 7
M23
M24
Penangkap benda kerja mundur
Penangkap benda kerja maju
Grup 8 □
□
M50
M51
Pembatalan logik arah revolver pahat
Pemilihan logik arah revolver pahat
Grup 9 **□
□
M52
M53
Pembatalan pintu pelindung tatal otomatis
Pengaktifan pintu pelindung tatal otomatis
Sumber: Emco, 1990.
Catatan:
* Efektif secara blok
** Status mula
□ Status mula dapat ditentukan dalam mode monitor pemakai (MON)
5. Alamat S
Besar putaran atau kecepatan potong (V) diprogram dengan alamat S
(speed). Pada mesin mesin bubut mempunyai beberapa kemungkinan,
tergantung dari kode G yang diaktifkan. Beberapa ketentuan pada alamat S
anatara lain:
Universitas Sumatera Utara
a) S dalam hubungannya dengan G96.
Kecepatan potong diprogram dalam mm/menit atau inchi/menit.
Kode G96 itu dengan alamat S100 artinya kecepatan potong
konstan 100 m/menit.
b) S dalam hubungannya dengan G97.
Kecepatan putaran sumbu utama diprogram dalam putaran/menit.
Kode G97 yang diikuti oleh alamat S1000 itu artinya jumlah
putaran konstan 1000 putaran/menit.
c) S dalam blok dengan G92
Di program batas kecepatan sumbu utama tertinggi. Kode G92
yang diikuti oleh alamat S3000 artinya jumlah putaran tertinggi
3000 putaran/menit.
d) S dalam blok dengan M19.
Di program posisi berhenti dari sumbu utama.
6. Alamat F
Kecepatan asutan (Vf) itu diprogram dengan alamat F (feed). Pada mesin
bubut, kecepatan tersebut dinyatakan dalam μm/putaran. Penunjukkan
F100 dalam sebuah program bubut berarti 100 μm/putaran dan sama
dengan 0,1 mm/putaran. Menjalankan dalam mm/menit atau mm/putaran
tergantung pada kode G yang aktif, dimana berlaku ketentuan:
a) F dalam hubungannya dengan G94.
Dengan alamat F, asutan diprogram sebagai kecepatan asutan
dalam mm/menit (inchi/menit).
b) F dalam hubungannya dengan G95.
Asutan ditetapkan dalam μm/putaran atau inchi/putaran.
c) F dalam hubungannya G33 dan G85.
Dengan F diprogram kisar ulir dalam mm dan inchi. Saat sakelar
mesin bubut diaktifkan maka G95 otomatis akan dipanggil. Selama
program bekerja, untuk hampir semua mesin CNC kecepatan
asutannya masih mungkin untuk diatur dengan tombol tingkat
asutan (feedrate).
Universitas Sumatera Utara
7. Alamat R, P dan D
Pada R dituliskan radius ujung pahat. Jenis pelaksanaan khusus dalam
siklus diprogram dengan parameter P dan D.
8. Alamat O
Alamat O ditetapkan untuk nomor-nomor program NC. Nomor program
ini dipakai sebagai tanda pengenal, misal dari program yang tersimpan
pada kaset dan sebagai tanda awal program.
9. Alamat T
Alamat T (tool) dilengkapi dengan sebuah bilangan untuk memberikan
informasi stasiun piranti yang harus diaktifkan. Pada beberapa cara
pengendalian, nomor piranti diikuti langsung oleh nomor koreksi tool (tool
offset). Dengan kata T, alat potong (posisi revolver pahat) dan data pahat
dipanggil. Misalnya T0101 memiliki arti stasiun piranti yang diaktifkan
adalah stasiun nomor 01 dan data tool yang aktif adalah nomor 01.
10. Alamat L
Dalam kebanyakan cara-cara pengendalian, huruf L (loop) digunakan
untuk membuat sebuah pengulangan. Dengan menempatkan L di
belakangnya, maka kita informasi berapa kali sebuah bagian tertentu dari
program harus diulangi. Alamat L juga dipakai sebagai pencatat posisi
pahat.
11. / (tanda belah) atau blockship
Untuk beberapa hal (percobaan pemotongan, produksi masal) adalah
bermanfaat jika blok-blok dapat dilompati. Blok-blok yang dilompati
ditandai dengan garis miring. Garis miring ini harus ditempatkan setelah
nomor bloknya.
2.2.5.3 Ketentuan Urutan Kata-kata pada Emcotronic TM 02
Selain dari urutan X(U), Z(W) dalam siklus G84, G85, G86, tidak ada
ketentuan mutlak tentang urutan kata. Namun, untuk memperoleh struktur
program yang jelas, diharapkan memperhatikan urutan-urutan berikut ini:
a. Setiap blok dimulai dengan nomor blok.
b. Fungsi G harap diprogram setelah nomor blok.
Universitas Sumatera Utara
c. Jika diprogram G02, G03 parameter interpolasi I, K harap diprogram
setelah X (U), Z (W).
d. Jika diprogram siklus, parameter diprogram setelah alamat X (U), Z (W).
e. Kata F (kisar ulir).
f. Kata S (kecepatan putaran sumbu utama, kecepatan potong).
g. Kata T (address alat potong).
h. Kata M (fungsi tambahan).
Beberapa ketentuan tambahan yang berlaku:
1) Beberapa fungsi G dan M dari kelompok yang sama
Jika dua atau lebih fungsi G atau M dari kelompok yang sama dari satu
blok (tak berarti) fungsi yang diprogram terakhir efektif.
2) Kata kata yang sama dalam satu blok
Selain dari kata G dan M, yang berlaku yang dimasukan terakhir.
3) Kata G dan M yang sama dari kelompok yang sama dalam satu blok
Dengan kata G dan M dari kelompok yang sama yang berlaku adalah yang
dimasukkan terakhir.
4) Pemrograman titik desimal
Harga harga X, Z, U, W, Po, P2,1, K harus diprogram dengan titik
desimal, tanpa titik desimal harga-harga akan dianggap sebagai μm (pada
G71) atau 1/10000 inchi (G70) nol didepan dan nol berikutnya harus
diprogram.
2.2.6 Metode Pemrograman Mesin CNC
Untuk dapat mengendalikan mesin CNC, harus dilakukan pemrograman.
Program yang dibuat harus dimasukkan ke mesin. Menurut Hollebrandse (1993),
berdasarkan cara pemuatan program ke mesin, metode pemrograman dibedakan
menjadi pemrograman manual, pemrograman dialog, pemrograman eksternal, dan
pemrograman dengan menggunakan komputer eksternal.
2.2.6.1 Pemrograman Manual
Pemrograman manual adalah metode pemrograman yang langsung
dilakukan pada mesin (online program). Hal ini dimungkinkan, karena pada
Universitas Sumatera Utara
mesin telah disediakan fasilitas untuk pemuatan program yaitu dengan
menggunakan tombol-tombol keyboard pada mesin. Dalam metode pemrograman
ini, seorang operator harus mengetik langsung program dengan benar.
Pemrograman dengan metode ini memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan
sebagai berikut:
Tabel 2.7 Kelebihan dan kekurangan metode pemrograman manual.
Kelebihan Kekurangan
1. Cepat, dapat dikerjakan satu orang.
2. Bagi seorang operator, pekerjaan ini
sangat mengasyikan, sehingga akan
mengenali mesin dengan lebih baik
dan pada akhirnya dia akan lebih
faham dan terampil.
3. Penghapusan program lebih
sederhana dan proses kerjanya
menjadi lebih luwes.
4. Bagi pemula, dia dapat mulai
bekerja dengan peraturan-pertauran
organisasi manual.
1. Terbatas untuk program yang
pendek. Hal ini berkaitan dengan
kemampuan dan daya tahan
manusia untuk berdiri di depan
mesin.
2. Selama pengetikan program tidak
mungkin untuk terus berproduksi.
3. Banyak waktu yang dibutuhkan
untuk memeriksa kesalahan-
kesalahan yang terjadi.
4. Diperlukan keahlian yang cukup
tinggi dari operator.
5. Tergantung pada tipe dan jenis
mesin (tidak universal).
Sumber: Hollebrandse, 1993.
2.2.6.2 Pemrograman Dialog
Suatu cara pengendalian lainnya adalah pengendalian dengan
memanfaatkan menu (dialog). Misalnya, setelah memasukkan siklus akan
mendapatkan pertanyaan terhadap alamat-alamat tertentu yang muncul di layar-
gambar. Seorang programmer harus menjawab pertanyaan itu terlebih dulu,
sebelum dapat memulai aturan berikutnya. Dengan demikian, cara pengendalian
ini sangat membantu pemrograman.
Keuntungan pengendalian dengan bantuan dan fasilitas dialog adalah
pengendali mengatur sendiri pemrograman sebuah siklus yang tetap atau setelah
Universitas Sumatera Utara
beberapa kode G, maka pada semua alamat yang penting terdapat informasi, lupa
akan sebuah alamat menjadi tidak mungkin tetapi bukan berarti tidak mungkin
melakukan kesalahan-kesalahan.
Sedangkan kekurangan metode ini adalah untuk produk yang sulit, metode
ini juga sering menyulitkan pemakainya.
2.2.6.3 Pemrograman Eksternal
Langkah perbaikan yang dilakukan guna lebih meningkatkan efesiensi
proses produksi, diciptakan alat bantu untuk membuat program. Program yang
dibuat dinyatakan dalam bentuk kode G ISO. Pada awal perkembangannya,
pembuatan program dilakukan dengan menggunakan alat bantu teletip yang
dihubungkan melalui perangkat pelubang (punch), guna membuat pita berlubang
(ponsband). Dengan menggunakan alat khusus (tape reader), pita berlubang
tersebut dipasang dan program termuat pada mesin. Untuk memuatnya ke dalam
mesin digunakan perangkat atau alat bantu berbentuk disket atau melalui interface
seperti RS 232 C. Keuntungan dan kekurangan yang dimiliki oleh metode ini
adalah:
Tabel 2.8 Kelebihan dan kekurangan metode pemrograman eksternal.
Kelebihan Kekurangan
1. Program dapat dibuat dalam
lingkungan yang tenang dan tempat
kerja yang murah.
2. Selama penulisan program mesin
dapat terus beroperasi.
3. Sebelum pengujian langsung pada
mesin, program dapat disimulasikan
terlebih dahulu di dulu dalam PC.
4. Cara penyimpanan dan penghapusan
program amat sederhana.
1. Tidak seragam atau universal,
tergantung pada jenis mesin yang
digunakan.
2. Kurang cocok untuk bentuk-
bentuk produk yang kompleks,
karena titik-titik target harus
dihitung.
Sumber: Hollebrandse, 1993.
Universitas Sumatera Utara
2.2.6.4 Pemrograman dengan Bantuan Komputer Eksternal
Pemrograman dengan bantuan komputer eksternal, memudahkan
programmer dalam penentuan informasi geometris (titik-titik koordinat target)
dengan bantuan sistem pemrograman yang menggunakan komputer yang
dilengkapi dengan fasilitas CAD (Computer Aided Design) dan CAM (Computer
Aided Manufacturing). CAD digunakan untuk mendesain gambar produk,
sedangkan CAM digunakan untuk membuat program dalam membentuk produk
sesuai dengan gambar. Dengan bantuan CAM ini, kita diberi kesempatan untuk
membuat rancana pengerjaan suatu produk sesuai dengan langkah sebenarnya.
Selain itu, informasi geometris (koordinat-koordinat target) dari gambar produk
dapat diketahui langsung. Keuntungan dan kekurangan yang dimiliki oleh metode
pemrograman ini adalah:
Tabel 2.9 Kelebihan dan kekurangan metode pemrograman dengan bantuan
komputer eksternal.
Kelebihan Kekurangan
1. Program input yang digunakan
seragam.
2. Dapat digunakan untuk membuat
program pada kontur benda kerja
yang rumit.
3. Waktu produksi setiap produk dapat
diketahui.
4. Pengalihan data dapat berjalan
melalui komputer.
5. Pembuatan program dapat dilakukan
pada tempat yang tenang dan
memberikan hasil yang lebih baik.
1. Dalam membuat program,
programmer harus terlebih dulu
memiliki pengetahuan tambahan
tentang metode pengerjaan, cara
pemasangan benda kerja, dan
penentuan dan perencanaan harga
produksi.
Sumber: Hollebrandse, 1993.
Berdasarkan metode pengukuran, metode pemrograman dapat dibedakan
menjadi metode pemrograman absolut dan inkremental.
a. Metode pemrograman absolut adalah metode pemrograman yang
menggunakan satu titik acuan tetap. Metode pemrograman absolut ini
Universitas Sumatera Utara
terdiri dari dua jenis, yaitu metode pemrograman absolut dengan
penetapan dan metode pemrograman tanpa penetapan. Dalam metode
pemrograman absolut tanpa penetapan, acuan yang digunakan adalah
posisi pahat sebelum digerakkan, sedangkan program absolut dengan
penetapan, titik acuannya menggunakan titik perpotongan antara garis
sumbu dan sisi permukaan bagian luar benda kerja. Pada sistem ini
pemasukan data lintasan pahat selalu dihitung dari titik awal pahat
yaitu X=0 dan Z=0. Metode absolut memiliki keakuratan tinggi,
tetapi akan menimbulkan kesulitan bila membuat benda kerja yang rumit.
b. Metode pemrograman inkrimental (relatif) adalah metode pemrograman
yang tidak menggunakan satu titik acuan, tetapi berubah-ubah. Artinya,
koordinat akhir dari suatu pergerakan digunakan sebagai acuan untuk
pergerakan berikutnya. Pada sistem ini pemasukan data lintasan pahat
selalu dihitung dari titik akhir lintasan pahat sebelumnya, X dan Z
berubah-ubah tergantung posisi akhir dari pahat.
c. Metode pemrograman kombinasi adalah metode pemrograman yang
menggunakan metode absolut dan inkremental sekaligus. Pada beberapa
sistem kendali CNC misalnya Emcotronic metode ini dipakai untuk
parameter pada interpolasi lurus maupun melingkar. Metode pemrograman
ini sangat menguntungkan karena akan mempermudah dan
menyederhanakan pengukuran suatu titik koordinat pada suatu toolpath.
2.2.7 Standar Kode Pemrograman
Pengendalian mesin CNC menggunakan perintah berupa informasi yang
harus diubah menjadi kode-kode yang dapat dimengerti oleh mesin. Pemakaian
kode-kode pada mesin CNC dapat menggunakan berbagai standar pemrograman
yang berlaku, diantaranya, DIN (Deutsches Institut fur Normung) 66025, ISO
(International Organization for Standardization) 6983. Standar DIN 66025
umumnya dipakai oleh mesin CNC buatan eropa misalnya Emco, sedangkan
standar ISO 6983 umumnya dipakai oleh mesin CNC buatan Jepang misalnya
Fanuc.
Universitas Sumatera Utara
2.2.7.1 Standar DIN 66025
Standar DIN (Deutsches Institut fur Normung) merupakan standar industri
yang dibuat Jerman dan banyak dipakai oleh negara-negara di eropa. Salah satu
mesin CNC yang menggunakan standar ini adalah mesin buatan Emco yang
berasal dari Austria. Standar DIN yang mengatur tentang kode pemrograman
mesin CNC termuat dalam standar DIN 66025. Standar tersebut mencakup
standar untuk pemrograman mesin CNC milling dan turning. Dalam hal ini yang
akan dibahas adalah standar untuk turning. Standar pemrograman CNC dibagi
menjadi tiga bagian yaitu standar untuk huruf alamat (address), fungsi G dan
fungsi M. Di bawah ini akan diberikan ringkasan dari masing-masing bagian
tersebut.
Tabel 2.10 Standar DIN 66025 untuk huruf alamat (address).
Tanda Arti Tanda Arti
A Gerakan melingkar
mengelilingi sumbu X.
N Nomor blok.
B Gerakan melingkar
mengelilingi sumbu Y.
O (Tidak terpakai).
C Gerakan melingkar
mengelilingi sumbu Z.
P Gerakan ketiga sejajar sumbu X
atau parameter untuk
kompensasi alat potong.
D Gerakan melingkar
mengelilingi sumbu lain
atau asutan ketiga.
Q Gerakan ketiga sejajar sumbu Y
atau parameter untuk
kompensasi alat potong.
E Gerakan melingkar
mengelilingi sumbu lain
atau asutan ke dua.
R Gerakan ketiga sejajar sumbu Z
atau gerakan cepat dalam arah
sumbu Z, atau parameter untuk
kompensasi alat potong.
F Asutan. S Putaran sumbu utama.
G Fungsi jalan. T Alat potong.
H (Tersedia bebas). U Gerakan kedua sejajar sumbu X.
I Parameter interpolasi atau
kisar ulir sejajar sumbu X.
V Gerakan kedua paralel sumbu Y.
Universitas Sumatera Utara
J Parameter interpolasi atau
kisar ulir sejajar sumbu Y.
W Gerakan kedua paralel sumbu Z.
K Parameter interpolasi atau
kisar ulir sejajar sumbu Z.
X Gerakan dalam arah sumbu X.
L (Tersedia bebas). Y Gerakan dalam arah sumbu Y.
M Fungsi tambahan. Z Gerakan dalam arah sumbu Z.
Sumber: Emco, 1990. (Kutipan dari DIN 66025, lembaran 1, edisi 2.72)
Tabel 2.11 Standar DIN 66025 untuk fungsi G.
Fungsi Arti Fungsi Arti
G00 Pengaturan posisi dengan
gerakan cepat.
G41-
G52
Penggeseran alat potong.
G01 Interpolasi linear. G53 Pembatalan penggeseran.
G02 Interpolasi melingkar dalam
arah jarum jam.
G54-
G59
Penggeseran.
G03 Interpolasi melingkar dalam
lawan arah jarum jam.
H60 Berhenti tepat, tingkat 1
(halus).
G04 Waktu tinggal diam. H61 Berhenti tepat, tingkat 2
(menengah).
G06 Interpolasi parabola. H62 Berhenti cepat (kasar).
G08 Penambahan kecepatan. G63 Penguliran dengan tap.
G09 Pengurangan kecepatan. G80 Pembatalan siklus siklus
pengerjaan.
G17 Pemilihan bidang XY. G81-
G89
Siklus-siklus pengerjaan.
G18 Pemilihan bidan XZ. G90 Penetapan ukuran absolut.
G19 Pemilihan bidan YZ. G91 Penetapan ukuran inkremental.
G25-
G29
Dapat dipakai bebas
senantiasa.
G92 Penggeseran titik referensi
terprogram.
G33 Pemotongan ulir, kisar
konstan.
G93 Penguncian asutan banding
waktu timbel balik.
Universitas Sumatera Utara
G34 Pemotongan ulir,
penambahan kisar konstan.
G94 Penetapan langsung asutan
dalam mm/men.
G35 Pemotongan ulir,
pengurangan kisar konstan.
G95 Penetapan langsung asutan
dalam mm/put.
G36-
G39
Dapat dipakai bebas
senatiasa.
G96 Kecepatan potong.
G40 Pembatalan penggeseran
alat potong.
G97 Penetapan G98: jumlah putaran
langsung.
Sumber: Emco, 1990. (Kutipan dari DIN 66025, lembaran 1, edisi mei 1972).
Tabel 2.12 Standar DIN 66025 untuk fungsi M.
Fungsi Arti Fungsi Arti
M00 Berhenti terprogram. M15 Gerakan kearah plus.
M01 Berhenti altenatif. M16 Gerakan kearah minus.
M02 Akhir program. M19 Sumbu utama berhenti dalam
kedudukan akhir tertentu.
M03 Putaran sumbu utama searah
jarum jam.
M30 Pita berlubang berakhir.
M04 Putaran sumbu utama
berlawanan arah jarum jam.
M31 Pembatalan penguncian.
M05 Sumbu utama berhenti. M36-
M37
Jenjang asutan.
M06 Penggantian pahat. M38-
M39
Jenjang putaran sumbu utama.
M07 Pendingin 1. hidup. M40-
M45
Pengaturan roda gigi transmisi.
M08 Pendingin 2. hidup. M50 Pendingin 3 hidup.
M09 Pendingin mati. M51 Pendingn 4 hidup.
M10 Mencekam. M55-
M56
Penggeseran pahat.
M11 Membuka. M60 Penggantian benda kerja.
Universitas Sumatera Utara
M13 Spindel berputar searah jarum
jam dan pendingin hidup.
M61-
M62
Penggeseran benda kerja.
M14 Spindel berputar berlawanan
jarum jam dan pendingin
hidup.
M71-
M72
Penggeseran putar bendakerja.
Sumber: Emco, 1990. (Kutipan dari DIN 66025, lembaran 2, edisi mei 1972).
2.2.7.2 Standar ISO 6983
Standar ISO (International Organization for Standardization) merupakan
standar industri yang dibuat oleh organisasi standarisasi internasional dan standar
industri yang paling banyak dipakai oleh negara-negara di dunia. Salah satu mesin
CNC yang menggunakan standar tersebut adalah mesin buatan Fanuc yang berasal
dari Jepang. Standar ISO yang mengatur tentang kode pemrograman mesin CNC
termuat dalam standar ISO 6983. Pada dasarnya, standar DIN 66025 dan ISO
6983 merupakan standar yang hampir sama, hanya ada beberapa fungsi G dan M
yang berbeda. Standar tersebut mencakup standar untuk pemrograman mesin
CNC milling dan turning. Dalam hal ini yang akan dibahas adalah standar untuk
turning. Standar pemrograman CNC dibagi menjadi tiga bagian utama yaitu
standar untuk huruf alamat (address), fungsi G dan fungsi M. Di bawah ini akan
diberikan ringkasan dari masing-masing bagian tersebut.
Tabel 2.13 Standar ISO 6983 untuk huruf alamat (address).
Tanda Arti Tanda Arti
A Gerakan melingkar
mengelilingi sumbu X.
N Nomor blok.
B Gerakan melingkar
mengelilingi sumbu Y.
O Nama program.
C Gerakan melingkar
mengelilingi sumbu Z.
P Parameter siklus.
D Kompensasi diameter alat
potong.
Q Kenaikan jumlah langkah dalam
siklus.
E Asutan presisi untuk
penguliran.
R Parameter pada siklus atau
kompensasi alat potong.
Universitas Sumatera Utara
F Asutan. S Putaran sumbu utama.
G Fungsi jalan. T Alat potong.
H Koreksi panjang tool. U Gerakan kedua sejajar sumbu X.
I Parameter interpolasi atau
kisar ulir sejajar sumbu X.
V Gerakan kedua sejajar sumbu Y.
J Parameter interpolasi atau
kisar ulir sejajar sumbu Y.
W Gerakan kedua sejajar sumbu Z.
K Parameter interpolasi atau
kisar ulir sejajar sumbu Z.
X Gerakan dalam arah sumbu X.
L Pengulangan siklus tetap. Y Gerakan dalam arah sumbu Y.
M Fungsi tambahan. Z Gerakan dalam arah sumbu Z.
Sumber: www.wikipedia.com
Tabel 2.14 Standar ISO 6983 untuk fungsi G.
Fungsi Arti Fungsi Arti
G00 Pengaturan posisi dengan
gerakan cepat.
G52 Pengaturan koordinat lokal.
G01 Interpolasi linear. G53 Pengaturan koordinat mesin.
G02 Interpolasi melingkar searah
jarum jam.
G54-
G59
Penggeseran titik referensi
terprogram.
G03 Interpolasi melingkar
berlawanan arah jarum jam.
G61 Mode berhenti tepat.
G04 Waktu tinggal diam. G62 Mode sudut otomatis.
G09 Cek berhenti tepat. G64 Mode pemotongan.
G10 Input data terprogram. G65 Pemanggilan makro biasa.
G11 Mode pengaturan data batal. G66 Pemanggilan modal makro.
G20 Data masukan dalam inchi G67 Pembatalan modal makro.
G21 Data masukan dalam mm. G68 Bayangan cermin turret ganda.
G22 Cek langkah tersimpan ON G69 cermin turret ganda.
G23 Cek langkah tersimpan OFF G70 Siklus finishing.
G25 Deteksi fluktuasi putaran
spindel aktif
G71 Siklus roughing – sumbu Z.
Universitas Sumatera Utara
G26 Deteksi fluktuasi putaran
spindel non aktif
G72 Siklus roughing – sumbu X.
G27 Cek posisi nol mesin G73 Siklus pengulangan pola.
G28 Kembali ke titik referensi 1. G74 Siklus pengeboran.
G29 Kembali dari titik referensi G75 Siklus pengaluran.
G30 Kembali ke titik referensi 2. G76 Siklus penguliran.
G31 Fungsi lompat. G90 Siklus pemotongan A.
G32 Penguliran, kisar konstan. G92 Siklus pemotongan ulir.
G35 Penguliran melingkar searah
jarum jam.
G94 Siklus pemotongan B.
G36 Penguliran melingkar
berlawanan arah jarum jam.
G96 Mode kecepatan pemotongan
konstan.
G40 Pembatalan koreksi alat
potong
G97 Mode kecepatan spindel
konstan.
G41 Penguliran dengan tap. G98 Asutan per menit.
G42 Siklus pengerjaan batal. G99 Asutan per putaran.
G50 Posisi alat potong.
Sumber: Smid, 2003.
Tabel 2.15 Standar ISO 6983 untuk fungsi M.
Fungsi Arti Fungsi Arti
M00 Berhenti terprogram. M12 Quill kepala lepas masuk.
M01 Berhenti altenatif. M13 Quill kepala lepas keluar.
M02 Akhir program. M17 Indeksi pahat maju.
M03 Putaran sumbu utama searah
jarum jam.
M18 Indeksi pahat mundur.
M04 Putaran sumbu utama
berlawanan arah jarum jam.
M19 Sumbu utama berhenti dalam
kedudukan akhir tertentu.
M05 Sumbu utama berhenti. M30 Akhir program.
M06 Penggantian pahat. M41-
M44
Pengaturan roda gigi transmisi.
Universitas Sumatera Utara
M07 Pendingin 1. hidup. M48 Pembatalan pengaturan asutan
tidak aktif.
M08 Pendingin 2. hidup. M49 Pembatalan pengaturan asutan
aktif.
M09 Pendingin mati. M98 Pemanggilan subprogram.
M10 Mencekam. M99 Akhir subprogram.
M11 Membuka.
Sumber: Smid, 2003.
2.3 AutoCAD 2004
AutoCAD berasal dari kata Automatic Computer Aided Design, yang artinya
AutoCAD merupakan suatu program komputer sebagai alat bantu dalam proses
desain atau perancangan (Wahana Komputer, 2002). AutoCAD 2004
merupakan pengembangan beberapa fasilitas menggambar dari AutoCAD versi-
versi sebelumnya.
Tampilan AutoCAD 2004 seperti terlihat pada gambar dibawah.
Gambar 2.9 Tampilan AutoCAD 2004
AutoCAD 2004 dilengkapi beberapa fasilitas dan kemampuan baru yang
sebagian besar merupakan pengembangan fasilitas-fasilitas yang terdapat pada
versi-versi sebelumnya. Fasilitas dan kemampuan baru tersebut antara lain:
1. Penambahan tombol-tombol perintan dan subperintah baru pada toolbar dan
menu pull down.
Universitas Sumatera Utara
2. Penggunaan tampilan kotak dialog pada beberapa perintah yang
sebelumnya menggunakan masukan melalui command line.
3. Pembaharuan cara penggunaan beberapa fasilitas penggambaran,
seperti dimensi, teks dan blok.
Adanya tambahan fasilitas dari versi-versi sebelumnya diharapkan
AutoCAD 2004 ini menjadi salah satu program komputer untuk desain dan
perancangan yang baik. AutoCAD 2004 menghasilkan file dengan format data dwg
dan dxf.
2.4 Mastercam X
Mastercam X merupakan perangkat lunak komputer yang berisi
software CAM yaitu perangkat lunak yang dapat digunakan untuk merancang
proses pembubutan. Software Mastercam X dapat digunakan untuk merancang
proses pemesinan misalnya proses freis dan bubut juga memilki kemampuan
sebagai program simulasi proses pemesinan menggunakan mesin CNC.
Mastercam X dapat digunakan untuk menggambar mendesain benda kerja, selain
itu software Mastercam X juga bisa digunakan untuk mengimpor atau mengambil
file dari program lain yang memiliki tipe file yang sama dengan dengan tipe file
yang kompatibel dengan software Mastercam X.
Software Mastercam X dapat menghasilkan file desain suatu benda kerja
dengan format data mcx. Software Mastercam X juga dapat membaca file yang
dihasilkan software lain diantaranya Solidworks (*.sldprt), Autodesk (*.ipt), Catia
(*.catpart), AutoCAD (*.dwg dan *.dxf), sehingga semua file yang memiliki tipe
file diatas bisa ditransfer ke sofware Mastercam X.
Mastercam X dilengkapi fasilitas simulasi yang berguna untuk
menampilkan simulasim proses pemesinan yang telah dirancang, sedang untuk
pembuatan benda kerja pada mesin CNC, software Mastercam X dilengkapi
fasilitas post processing yang memiliki fungsi merubah desain gambar (grafis)
menjadi bahasa numerik yang bisa dimengerti oleh mesin CNC. Sehingga dengan
adanya fasilitas ini hasil desain gambar dari software Mastercam X atau dari
software lain dapat diproses untuk diubah menjadi kode G untuk dieksekusi ke
mesin CNC.
Universitas Sumatera Utara
Adapun keunggulan software Mastercam X ini antara lain:
1. Hasil program CNC dapat disimulasikan terlebih dahulu, bila ada
kesalahan atau error program dapat dikoreksi agar bisa dieksekusi untuk
menghindari kerusakan pada mesin CNC jika telah dieksekusi.
2. Simulasi pembuatan benda kerja dapat dilihat langsung hasilnya, dapat
dilihat dalam tampilan 2 dimensi maupun 3 dimensi.
3. Dapat dilakukan transfer file dengan software lain yang memiliki format
data yang sama, sehingga mempermudah membuat program kode G.
4. Hasil program kode G dari software ini dapat disimpan menggunakan
media penyimpanan data elektronik misalnya hard disk ataupun flash disk.
5. Hasil program kode G dari software ini dapat langsung digunakan pada
mesin CNC yang kompatibel atau melakukan konversi untuk mesin CNC
tertentu yang menggunakan standar pemrograman yang berbeda.
Tampilan dan elemen interface Mastercam X dapat dilihat pada
gambar berikut:
Gambar 2.10 Tampilan dan elemen interface Mastercam X
(Sumber: CNC Software, 2005)
Universitas Sumatera Utara