4/13/2012

1

Numerical Control & Computer Numerical Computer Numerical

Control (NC-CNC)

Kontrol Numerik (NC) adl satu bentuk otomasi terprogram dimana gerakan mekanik otomasi terprogram dimana gerakan mekanik mesin perkakas atau peralatan lainnya dikendalikan oleh sebuah program yang berisi data alfanumerik terkode.

Data alfanumerik menunjukkan posisi relatif antara workhead (perkakas potong) thd benda kerja. Juga menyangkut instruksi* lain yg diperlukan utk mengoperasikan mesin.

Mesin NC pertama dibuat 1952

4/13/2012

2

Mesin Perkakas Drilling Drilling Milling Turning Etc

Non Mesin Perkakas Perakitan Penggambaran Inspeksi

MachineControl Unit

ProgramInstructions

1. Program instruksi Sekumpulan perintah terperinci yang mengendalikan gerakan

peralatan pemroses

Power

TransformationProcess

peralatan pemroses Perintah individu merujuk pd posisi relatif suatu perkakas

potong thd benda kerja Instruksi tambahan: kecepatan spindel, kecepatan makan,

pemilihan perkakas potong, dll Media yg dipakai: pita berlubang, pita magnetik, disket,

flashdisk

4/13/2012

3

2. Unit pengendali mesin (MCU) Merupakan sebuah komputer mikro dan

perangkat keras lain utk menyimpan program instruksi dan menjalankannya Saat ini ban ak dig nakan seb ah komp ter Saat ini banyak digunakan sebuah komputer lebih canggih CNC (Computer Numerical Control)

3. Peralatan PemrosesMesin ang melak kan proses terdiri dari Mesin yang melakukan proses, terdiri dari meja kerja, spindel, motor* pengendali dll

MCU

Mesin Pemroses

4/13/2012

4

Sistem sumbu: posisi workhead relatif thd benda kerjabenda kerja

Dua macam sistem sumbu pd NC1. Benda kerja datar dan balok2. Benda kerja rotasional

4/13/2012

5

For flat and prismatic (block-like) parts: Milling and drilling operations Conventional Cartesian coordinate system Rotational axes about each linear axis

For rotational parts: Turning operations Only x- and z-axes

NC : pengontrolan mesin menggunakan program yg disiapkan

NC (EIA) : sistem dimana aksi dikontrol melalui penyisipan langsung data numerik ke beberapa produk, p y p g g p p ,sistem hrs langsung menginterpretasikan paling tdk sebagian data

Part program : data numerik dibutuhkan untuk memproduksi part dan disimpan di punch tape, diatur dlm bentuk blok-blok informasi, setiap blok memuat data numerik yg dibutuhkan

Perpindahan punched tape : utk memproses satu segmen bhn kerja

Informasi dimensional (panjang, lebar, radius) dan bentuk countour (grs lurus, lingkaran, dll) diambil dr gambar teknik

4/13/2012

6

Cutting speed, feedrate dan fungsi pembantu (coolant off atau on, arah spindle, penjepit, perubahan roda, dst) diprogram berdasarkan permukaan jadi dan kebutuhan toleransi yg diharapkan

NC vs mesin konvensional: sistem NC menggantikan operator

Part programmer : pembuat program instruksi

Part program ditulis secara manual atau dgn bahasa berbantuan komputer, spt APT.

Program dimasukkan ke tape menggunakan alat pembuat lobang spt teletype atau dgn bantuan komputer.g p yp g p

Dimensi part dlm part program : integer

Setiap unit berhububungan dgn resolusi posisi aksis pergerakan dan direpresentasikan dlm BLU (Basic Length Unit)

BLU : ukuran pertambahan atau bobot bit danBLU : ukuran pertambahan atau bobot bit dan berhubungan dg akurasi sistem NC

Perintah posisi dlm NC = jarak aktual dibagi BLU

Sistem NC : setiap aksis digerakkan oleh alat penggerak terpisah (menggantikan handwheel).

Alat penggerak : DC motor, hydraulic actuator atau t i t D ilih k b t h tstepping motor. Dasar pemilihan : kebutuhan tenaga

mesin.

4/13/2012

7

NC memuat MCU (Machine Control Unit)

MCU : membaca dan mengkodekan part program

Kode part program : instruksi ke control loop

MCU : Data Processing Unit (DPU) dan Control Loops Unit (CLU)

Fungsi DPU : mengkodekan data yg diterima dr tape, memproses dan menyediakannya bagi CLU

CLU memberikan signal bhw segmen sblmnya sdh diselesaikan dan DPU dpt membaca blok program baru.

DPU paling tdk terdiri dr fungsi :

Alat input, spt pembaca punched-tape

Sirkuit pembaca dan logika pemeriksaan part

Pengkodean sirkuit utk mendistribusikan data diantara kontrol aksiskontrol aksis

Interpolator, mensuplai perintah kecepatan antara titik berurutan yg diambil dr gambar

CLU terdiri dari sirkuit:

Loop kontrol posisi utk semua aksis

Loop kontrol kecepatan

Sirkuit perlambatan dan pengambilan umpan balik

Kontrol fungsi tambahan

4/13/2012

8

Fleksibilitas penuh

Ketelitian tinggi

Waktu proses lebih singkat Waktu proses lebih singkat

Dimensi bentuk (countour) pemotongan bisa lebih banyak

Penyesuaian mesin mudah, membutuhkan wkt lbh singkat dibanding metode permesinan lainnya

Tdk membutuhkan operator keahlian tinggi dan berpengalaman

Operator memiliki waktu luang

Investasi awal tinggi

Pemeliharaan yg lebih kompleks; teknisi pemeliharaan spesial dibutuhkan

Dibutuhkan Part programmer dgn keahlian tinggi dan terlatih dgn tepat

4/13/2012

9

1. Tipe mesin : point-to-point vs Contouring

2. Struktur kontroller : hardware-base NC vs CNC

3. Metode pemrograman : pertambahan vs absolut

4. Tipe loop kontrol : loop terbuka vs loop tertutup

Contoh sederhana : mesin drilling Contoh sederhana : mesin drilling

Operasi:

Bahan kerja dipindahkan menuju cutting tool sampai mencapai posisi numerik yg ditetapkan.

Cutting tool melaksanakan operasi yg diperintahkan dgn aksis diam.

Sampai tugas diselesaikan, bahan kerja berpindah ke titik berikutnya dan siklus diulangi.

Hanya membutuhkan penghitung posisi utk mengontrol posisi akhir tool sampai mencapai titik yg akan dilubangi.

Jalur dr titik awal sampai posisi akhir tdk dikontrol

4/13/2012

10

Data utk setiap posisi yg diinginkan diberikan dalam nilai koordinat dan resolusi tgt pd sistem BLU

Contoh : meja XY mesin drilling akan dipindahkan dari titik (1,1) ke titik (6,3) dengan dimensi dlm in. Setiap aksis dpt dipindahkan dgn ekcepatan tetap 30 in/min. Tentukan waktu perjalanan dari titik awal ke titik akhir!

Solusi :

Waktu perjalanan aksis X : detik( ) 10306016 =

Waktu perjalanan aksis Y : detik

Krn aksis dpt digerakkan scr simultan, mk wkt perjalanan meja adalah wkt terlama, yaitu 10 detik

30( ) 4

306013 =

Contoh : mesin milling, turning

Semua aksis dpt bergerak scr simultan dgn kecepatan yg berbeda.

Ketika arah nonlinear dibutuhkan, kecepatan aksial berubah, bahkan dlm segmen.

Posisi cutting tool pd akhir setiap segmen bersama dgn rasio Posisi cutting tool pd akhir setiap segmen bersama dgn rasio antara kecepatan aksial menentukan countour yg diinginkan, dan pd wkt yg bersamaan, umpan resultan jg mempengaruhi penyelesaian permukaan.

Kesalahan kecepatan pd satu aksis akan menyebabkan kesalahan posisi jalur pemotong, krn itu sistem hrs memuat loop kontrol posisi kontinu sbg tambahan thd penghitung posisi.

4/13/2012

11

Setiap pergerakan aksis dilengkapi dgn loop posisi dan penghitung terpisah

Informasi dimensi untuk setiap aksis diberikan scr terpisahInformasi dimensi untuk setiap aksis diberikan scr terpisah dan diumpan melalui DPU ke penghitung posisi yg sesuai

Feedrate (laju umpan) terprogram hrs diproses oleh DPU dgn tujuan utk menyediakan perintah kecepatan yg tepat utk setiap aksis yg dilakukan oleh interpolator.

Fungsi interpolator : utk mendapatkan titik tengah yg diambil dr gambar.g

Ada 3 interpolator : linear, sirkular dan parabolik. Yg paling umum adalah linear dan parabolik

NC menggunakan perangkat keras elektronik yg berdasarkan teks sirkuit digital.

CNC : menggunakan minikomputer atau mikrokomputer utk mengontrol peralatan mesin dan menghapuskan (jika mungkin) sirkuit perangkat keras tambahan dlm kabinet pengontrol.

Kontrol digital dlm sistem NC berbasis perangkat keras menggunakan voltage pulses, dimana setiap pulse menyebabkan gerakan 1 BLU aksis yg sesuai:

P l BLUPulse BLU Pulse ini menggerakkan stepping motor dlm kontrol loop

terbuka, atau dc servomotor dlm kontrol loop tertutup.

Jml pulse yg ditransmisikan pd setiap aksis = pergerakan pert yg dibutuhkan, dan frekuensi menunjukkan kecepatan aksis

4/13/2012

12

Komputer : inf diatur, dimanipulasi dan disimpan dlm bentuk kata biner

Setiap kata terdiri dr sejumlah bit tetap : 8-bit, 16-bit, dst.

CNC : setiap bit merepresentasikan 1 BLU

Bit BLU Kata 16-bit = 216 = 65,536 posisi aksial berbeda (termasuk

nol).

Jika resolusi sistem BLU = 0.001 mm, mk angka itu menunjukkan gerakan sampai 65.536 mm

sistem CNC : Bit Pulse BLU

NC : punched tape maju satu blok demi satu blok dan dibaca setiap pemotongan satu segmen selesai.

CNC : punched tape dibaca sekaligus di awal (sebelumCNC : punched tape dibaca sekaligus di awal (sebelum produksi dilakukan) dan disimpan dalam memori komputer)

Sistem pertambahan dan absolut

Sistem pertambahan : titi referensi utk instruksi berikutnya d l h titik t khi i b ladalah titik terakhir operasi sebelumnya.

Sistem pertambahan : metode pemrograman dan alat umpan balik ada dalam bentuk pertambahan

4/13/2012

13

0

Y

12 3

45

300

500

X

700

1000

1300

1: X + 500 4 : X - 300

2 : X + 200 5 : X - 700

3 : X + 600 0 : X - 300

Semua perintah perpindahan : satu titik referensi, titik awal dan disebut dgn titik nol

Titik awal bisa di luar bahan kerja atau di pojok bahan

Perintah posisi : jarak absolut dari titik nol

4/13/2012

14

Titik nol : floating atau titik tetap

Titik floating nol : memungkinkan operator, dgn menekan tombol, memilih scr sembarang titik di antara meja peralatan

i b titik l M ki k t d tmesin sbg titik nol. Memungkinkan operator dgn cepat meletakkan fixture dimana saja di meja mesin NC

Sistem absolut : absolut murni dan sistem pemrograman absolut

Absolut murni : dimensi pemrograman dan signal umpan balik merujuk ke satu titik, shg membutuhkan alat umpan balik yg menghasilkan inf dlm bent k absol t (m ltichannel digitalmenghasilkan inf dlm bentuk absolut (multichannel digital encoder)

Alat itu mahal, oleh krn itu absolut murni digunakan terutama utk meja berputar yg membutuhkan kontrol posisi yg tepat.

Sist pemrograman absolut : tdk dilengkapi dgn peralatan umpan balik absolut ttp dgn alat pengukuran pertambahan

Absolute positioningMove is: x = 40, y = 50

Incremental positioningMove is: x = 20, y = 30.

4/13/2012

15

Kontrol loop terbuka : tdk ada umpan balik, aksi kontroller tdk memp inf ttg pengaruh signal yg memproduksi.

Tipe digital dan menggunakan stepping motor untuk menggerakkan slide.

Stepping motor : cara sederhana mengkonversi pulsa elektrik ke perpindahan proporsional

Krn tdk ada umpan balik dari posisi slide, akurasi sistem hanya merupakan fungsi kemampuan motor berjalan melalui sejumlah tahapan yang tepat sesuai dengan input

j

Input pulsaStepping motor roda

meja

sekrup

Mengukur posisi aktual dan kecepatan aksis melalui pembandingan dengan referensi yg diinginkan

Perbedaan antara aktual dengan nilai yang diinginkan adalah kesalahanadalah kesalahan

Kontrol : menghilangkan atau mengurangi ke minimum kesalahan, yang disebut sistem sebagai tipe umpan balik negatif

4/13/2012

16

Input dan signal umpan balik : urut-urutan pulse 1 pulses 1 BLU Pembandign digital menghubungkan 2 urutan dan

memberikan signal yg merepresentasikan kesalahan posisimemberikan signal yg merepresentasikan kesalahan posisi sistem menggunakan digital-to-analog converter (DAC) yg akan digunakan untuk menggerakkan dc motor

Alat umpan balik, yg merupakan encoder inkremental, dipasang di ujung lain sekrup dan memberikan output pulsa

Encoder incremental terdiri dari disk berputar yg dibagi ke dalam 2 segmen

Fotosel dan lampu diletakkan pada kedua sisi diskotose da a pu d eta a pada edua s s d s Ketika disk berputar, setiap perubahan pada intensitas

cahaya jatuh pada fotosel dan menghasilkan pulsa output Laju pulsa per menit proporsional dengan revolusi per menit

sekrup

Contoh (1) :

Sebuah stepping motor dgn 200 langkah per revolusi dipasang diujung sekrup mesin milling. Pitch sekrup adalah 0.1 in.

a. Berapa BLU sistem?

b. Jika motor menerima frekuensi pulsa 2000 per detik (pps), berapa kecepatan linier dlm in/men?

Solusi :

a. BLU = 0.1/200 = 0.0005 in

b. v = 2000 x 0.0005 x 60 = 60 in/men

4/13/2012

17

Contoh (2) :

DC servomotor dihubungkan secara langsung ke sekrup yang menggerakkan meja dan peralatan mesin NC Encodermenggerakkan meja dan peralatan mesin NC. Encoder digital, yang memancarkan 500 pulsa per revolusi, dipasang di ujung lain sekrup. Jika pitch sekrup 5 mm dan motor berputar 600 rpm, hitunglah:

a. Kecepatan linier meja?

b. BLU sistem NC

F k i l dit i ik l h dc. Frekuensi pulsa yang ditransmisikan oleh encoder

Jawab :

a. V = 600 x 5 = 3000 mm/men = 3 m/men

b. BLU = 5/500 = 0.01 mm

c. F = (3000/60)/0.01 = 5000 pps

Karakteristik utama stepping motor : kecepatan maksimum tergantung distorsi yang dimuat. Semakin tinggi torsi, semakin kecil frekuensi maksimum yang diinginkan.St i t tdk d t di k k i d Stepping motor tdk dapat digunakan ke mesin dengan pemuatan torsi bervariasi, krn variasi torsi menyebabkan motor hilang langkah.

4/13/2012

18

Alat penyimpanan part program : punched tape, magnetic tape, floppy disk, memory komputer di CNC, dll

Tape : kertas/plastik Ada maks 8 lubang dalam setiap baris Ada maks 8 lubang dalam setiap baris Setiap baris lubang merepresentasikan digit desimal

tanda-tanda aljabar, atau huruf dan disebut sebagai karakter

Satu set karakter : satu kata Instruksi dan data disusun dalam bentuk blok Setiap blok memuat instruksi yg dibutuhkan utk

perpindahan mesin spesifikperpindahan mesin spesifik Setiap blok diakhiri dgn kode End-of-Block (EB) khusus Informasi dlm blok dilubangi dlm format khusus Ada 3 format : tab berurutan, alamat kata dan blok tetap

Format tab berurutan : setiap kata dlm blok (kecuali yg terakhir) diakhiri dgn kode tab spesial

Dengan menghit jlh kode tab, kontrol dpt mengidentifikasi kata spesifik dlm blok

Al t k t k h f tk id tifik i k t Alamat kata : menggunakan huruf utk mengidentifikasi kata

Inf dilubangi ke tape menggunakan kode standar :

Kode ISO : identik dgn kode ASCII, jlh lubang selalu genap

Kode EIA, diberikan dlm nomor standar RS-244 dan RS-273.

Dicirikan oleh jlh ganjil lubang dlm setiap karakterKode pelubangan EB adalah lubang tunggal dlm 8

track

4/13/2012

19

Pembaca tape : membaca karakter berurutan smpi akhir blok.

Code EB :pembacaan blok sdh selesai dan sistem hrs segera melaksanakan instruksi yg baru saja dibaca

Sist NC melaksanakan segmen yg dibutuhkan kemudian mengirim instruksi ke pembaca tape utk membaca blok b ik tberikutnya

NC yg lebih baru : wkt pembacaan dihemat dgn menyediakan penyimpanan buffer.

CNC : punched tape dibaca sekali dan disimpan di memori komputer. Ketika akan memproses, komputer memberikan part program ke program kontrol dlm format sama dgn pembaca tape ttp tanpa jeda dlm setiap blokpembaca tape, ttp tanpa jeda dlm setiap blok.

Laju pembacaan tape : tgt dari tipe pembacaMekanis : 30 karakter per menitOptikal : 300 karakter per detik atau lebih

Punched tape dapat dibuat secara manual atau dgn bantuan komputerSecara manual : flexowriter atau teletype

Permesinan : proses manufakturing dimana ukuran, bentuk atau sifat-sifat permukaan dirubah dengan memindahkan bahan berlebih

Ada 5 tipe dasar mesin tool : lathe atau turning, drilling atau boring, milling, shaper atau planner dan grinder

Kondisi pemotongan : variabel, dirubah oleh part programmer dan mempengaruhi laju pemindahan metal

Kecepatan pemotongan (v) : kecepatan relatif antara cutting tool dgn bahan kerja

Kecepatan spindle ( : kecepatan pemotongan dan diameter l t t b h k jalat atau bahan kerja

Kedalaman pemotongan (d) : jarak cutting tool masuk ke dalam bahan kerja.

Menentukan dimensi linier pertama dari area cross-sectional ukuran pemotongan

4/13/2012

20

Feed : dimensi linier kedua yang menentukan area cross-sectional ukuran pemotonganPerpindahan lateral relatif antara alat dan bahan kerja selama operasiMilling machine : satuan panjang/toothMilling machine : satuan panjang/toothLathe dan drill machines : satuan panjang/revolusiSist. NC : panjang/men feedrate Feedrate milling : feed dasar x jlh teeth x rev/men

turning : feed x rev spindle/menMetal removal rate (MRR) = v x f x d (volume/men)Produktifitas operasi mesin = MRRProduktifitas operasi mesin = MRR

Tujuan pengembangan NC : akurasi dan produktifitas

Akurasi resolusi repeatibility (pengulangan) Akurasi resolusi repeatibility (pengulangan)

Resolusi : fitur sistem NC/CNC yang ditentukan oleh perancang unit kontrol dan tergantung terutama pada sensor umpan balik posisi.

Resolusi program : pertambahan posisi terkecil yang diijinkan dalam part program dan diberikan dalam bentuk BLU.dalam part program dan diberikan dalam bentuk BLU.

Resolusi kontrol : perubahan posisi terkecil yang alat umpan balik dapat rasakan.

Efisiensi sistem terbaik : resolusi program=resolusi kontrol dan disebut dengan resolusi sistem.

4/13/2012

21

Akurasi sistem CNC tergantung pada algoritma kontrol komputer, sistem resolusi dan ketidakakuratan mesin.

Algoritma kontrol mungkin menyebabkan kesalahan posisi yang disebabkan kesalahan pembulatandisebabkan kesalahan pembulatan

Ketidakakuratan sistem berhubungan dengan resolusi, biasanya BLU.

Akurasi sistem = BLU + akurasi mesin

Terminologi statistik yang berhubungan dengan akurasi.

Jika machine slide diperintahkan berpindah dari titik tertentu dengan jarak yang sama beberapa kali, dengan semua kondisi lain sama, akan di k b h k l h id kditemukan bahwa gerakan resultan mengarah penempatan yang tidak harmonis.

Repeatability sistem adalah penyimpangan posisi dari rata-rata kesalahan penempatan ini.

Repeatability selalu lebih baik dibandingkan akurasi.

Akurasi dan produktifitas bisa saling kontradiksi.

Produktifitas tinggi membutuhkan kecepatan tinggi feed dan Produktifitas tinggi membutuhkan kecepatan tinggi, feed dan kedalaman pemotongan, yang akan meningkatkan panas dan tenaga pemotongan dalam sistem.

4/13/2012

22

Peningkatan panas dan usaha pemotongan dapat menghasilkan deformasi panas, defleksi, dan vibrasi mesin dan sebagai akibatnya penurunan akurasi.

Pertimbangan dalam disain mesin : bahan baku, komponen bergerak f ik i d h hi d k k hil d i l i bfriksi rendah, hindarkan gerakan hilang dan isolasi sumber panas.

Produktifitas mesin dicapai dengan meningkatkan efisiensi mesin.

Efisiensi mesin : menggunakan machining center dan turning center daripada milling atau lathe.

Center memungkinkan penggunaan feed tinggi dan kedalaman pemotongan untuk meningkatkan MRR.

Tool deflection dan chatter

Energi sudut alat terhadap bahan kerja dalam milling dan turning memutar tool dan pegangan tool dan akibatnya kesalahan dimensi Kesalahan ini dapat diatasi dengan meningkatkandimensi. Kesalahan ini dapat diatasi dengan meningkatkan kekakuan kosntruksi cantelan tool.

Chatter : respon vibrator yang dihasilkan tool deflection.

Chatter terjadi sebagai fungsi struktur emsin, materi tool dan bahan kerja dan kondisi pemotongan.

Menggunakan machine tools dengan kekakuan lbh tinggi dapat menghilangkan chatter yang terjadi dibawah kondisi pemotongan yg

d i d k k k (k )sama pada mesin dengan kurang kaku (keras).

4/13/2012

23

Ketidakakuratan dapat disebabkan oleh hubungan mekanis antara leadscrew dengan tool.

Untuk meningkatkan akurasi, mekanisme harus waktu-bervariasi (tidak ada pengaruh pemanasan) dan linier (tidak ada backflash dan friksi).ada pengaruh pemanasan) dan linier (tidak ada backflash dan friksi).

Deformasi panas : ada 3 sumber panas yaitu proses pemesinan, motor spindle dan penggerak dan friksi slideways dan leadscrew.

Distribusi sumber panas yang tidak uniform dapat menyebabkan deformasi pegangan tool, meja, dll.

Perbedaan suhu 10C sepanjang 1000 mm dapat menyebabkan kesalahan 0.01 mm.

Untuk mengatasi : pindahkan motor tenaga-tinggi dari dasar mesin, sediakan permukaan pemindahan panas yang luas, gunakan pengaruh friksi rendah dan distribusi simetris sumber panas.p g p

Pengaruh panas hanya dapat diminimalkan tidak dapat dihilangkan.

Mesin tool yang membutuhkan keakuratan tinggi ditempatkan di ruang ber AC atau ruangan terpisah.

Jika keakuratan lebih tinggi dibutuhkan, gunakan peralatan pengukuran khusus mahal dan kompensasi dengan loop umpan balik tambahan.

4/13/2012

24

Total waktu produksi : waktu pemotongan aktual, waktu menunggu dan perpindahan, waktu loading dan unloading dan waktu pertukaran mesin.

Waktu pemotongan aktual ; proporsional terbalik dengan perkalian Waktu pemotongan aktual ; proporsional terbalik dengan perkalian parameter : cutting speed, feed dan kedalaman pemotongan.

Waktu menunggu dan perpindahan : perpindahan aksis mesin sepanjang pemotongan tidak terjadi. Dalam proses turning, setengah pergerakan adalah tipe ini. Dalam milling, waktu menunggu terjadi ketika bergerak dari titik awal ke arah bahan kerja dan kembali ke awal dan akhir operasi. Dengan meningkatkan kecepatan balik, waktu menunggu dikurangi dan waktu produksi dihemat.

Kecepatan balik maksimum yang diijinkan tergantung dari kekakuan mesin, drives, leadscrew dan tipe slide.

Waktu loading dan unloading dapat dihemat menggunakan dua fixtures g g p ggpemegang-komponen secara simultan pada meja mesin. Satu komponen dapat unloaded dan komponen berikutnya loaded dan lainnya sedang diproses

Metode pertukaran tool otomatis dapat menghemat waktu produksi

4/13/2012

25

Mesin tunggal, pertukaran tool otomatis, meja berputar yang memfasilitasi proses sirkular dan satu atau dua meja kerja integral.

Tool changer : vertikal atau horizontal.

P b hi i t di ti l i k b t h k i ti i Pengembangan machining center distimulasi kebutuhan akurasi tinggi dalam produksi komponen besar dan kompleks.

Disain machining center saat ini hrs memperhatikan fitur:

Pengurangan waktu tidak produktif dgn mengaplikasikan pertukaran tool lebih cepat dan gerakan balik yg lbh cepat

Tingkatkan akurasi menggunakan konstruksi las kaku

Ijin feed dan kedalaman pemotongan Peningkatan orientasi-pengguna diagnostik mesin Menggunakan memori bubble untuk menyimpan program

Machining center pertama : vertikal

Fungsi MCU

Mode selection : auto mode, manual atau dial-in mode, jogging mode, block-by-block mode.

Kompensasi dan override : tool zero offsets or cutter radius compensation, tool length compensation dan feedrate override

Readout display : pembacaan nomor urutan dan pembacaan posisi-saat iniposisi saat ini.

CNC controller : keyboard dan cathode-ray tube (CRT)

4/13/2012

26

Data yang diperlukan untuk memproduksi komponen dapat diklasifikasikan menjadi:

Informasi dari gambar : dimensi (panjang lebar tinggi jari-jari dll) Informasi dari gambar : dimensi (panjang, lebar, tinggi, jari jari, dll), bentuk segmen (linier, sirkular) dan diameter yg akan dilubangi. Ketiga informasi ini akan membentuk tool path.

Parameter pemesinan: feed, spindle speed, cutting speed, fungsi tambahan. tgt dari kualitas permukaan, toleransi, tipe cutting tool dan bahan kerja.

Data yang ditentukan oleh programmer : arah pemotongan dan pergantian tool

Spesifikasi sistem NC.

Standarisasi medium pengontrol sistem NC : kode EIA RS-273A dan RS-274B

Setiap baris pada manuscript : block

Block terdiri dari kata

Kata terdiri dari karakter

Standar EIA RS-273A : bentuk baris point-to-point dan pemotongan lurus.

Dalam bentuk baris :

n000g00xyfstm(EB)

Huruf diikuti dengan bilangan yang menunjukkan kode atau dimensi

4/13/2012

27

Bentuk blok lengkap mengandung kata berikut, yang diijinkan muncul hanya dalam bentuk seperti di bawah:

nomur urut N terdiri dari 3 digit dan letaknya pertama dalam blok.Fungsi persiapan g mengikuti dengan dua digit.Kata dimensi mengikuti, yang diatur dalam urutan x, y, z, u,v, w, p, q, r, i, j, k, a, b, c, d, e, untuk sistem yang terdirid ari banyak aksis. Dalam mesin linier 3 aksis, kata dimensi adalam urutan x, y, z, i, j, k.

Diikuti dengan kata feed f dalam 4 digit ketika menggunakan metode kebalikan-waktu atau 3 digit ketika menggunakan magic-three coded. Fungsi CNC umumnya menggunakan 3 digit.

Diikuti spindle speed dalam 3 digit menggunakan magic-three coded.Diikuti dengan kata tool t yang terdiri dari maksimum 5 digit.Dan terakhir kata misclelaneous function yang terdiri dari 2 digit dan segera diikuti dengan karakter EB.

Masing-masing huruf atau kumpulan bilangan yang mengikutinya disebut dengan karakter

Huruf dengan bilangan yang mengikutinya : kata

Satu baris di atas, yang ditandai dengan (EB) : satu block

Huruf di awal kata : alamat kata

Karakter EB tidak dicetak, hanya dilobangi (punched)

Standar EIA RS-273A dan RS-274B menunjukkan format blok variabel

Format blok variabel : kombinasi alamat kata dan format sekuensial tab.

Format alamat kata:setiap kata mempunyai judul alamat kata

Format alamat kata : tidak harus berurutan Format alamat kata : tidak harus berurutan

Foramt sekuensial tab karakter tab (dengan menekan tab pada flexowriter) disisipkan di antara setiap dua kata, alamat kata dapat dihilangkan

Format sekuensial tab : kata harus diurutkan

4/13/2012

28

Contoh :

3015

80

15

Y

X

Data dlm mm

1 BLU = 0.01 mm

60

15

4020

A B

C

Manuscript dari gambar di atas adalah :

Mesin : drillingNama part : contohNo. part:

Remarks :Menggunakan 3 toolCenter drill8mm diameter drill20mm diameter drill

Disiapkan oleh:J. ClarkTanggal: 20/10/2004Diperiksa oleh:Y. Koren

No urut TAB Tanda Pert X TAB Tanda Pert Y TAB Fungsi EBNo. urutN

TAB OR EB

Tanda Pert. X TAB OR EB

Tanda Pert. Y TAB OR EB

Fungsi M

EB

000 RWS EB

001 TAB + 4500 TAB - 1500 TAB 03 EB

002 TAB + 5000 EB

4/13/2012

29

No. urutN

TAB OR EB

Tanda Pert. X TAB OR EB

Tanda Pert. Y TAB OR EB

Fungsi M

EB

003 TAB - 2500 TAB - 4500 EB

MANUSCRIPT (lanjutan)

004 TAB - 7000 TAB + 6000 TAB 06 EB

005 TAB + 4500 TAB - 1500 TAB 03 EB

006 TAB + 5000 EB

007 TAB - 9500 TAB + 1500 TAB 06 EB

008 TAB + 7000 TAB - 6000 TAB 03 EB

009 TAB - 7000 TAB + 6000 TAB 30 EB

CHECK :

Pemrograman menggunakan bervariasi fungsi :

M03 : mulai rotasi spindle dalam arah jarum jam

M06 : menunjukkan kebutuhan pertukaran tool. Pada akhir blok, spindle otomatis berhenti dan indikator penukaran tool menyala. Operator akan mengganti tool dan memulai kembali operasi dengan menekan tombol mulai.

M30 : menunjukkan akhir program dan digunakan untuk mereset kontrol. Reset termasuk memutar ulang kembali tape ke karakter rewind-stop (RWS), menghapus urutan register bilangan, dan menghentikan spindle.

RWS : kode Rewind-Stop, biasanya ditempatkan di awal karakter tape. Kode ini menghentikan pembaca tape ketika rewinding otomatis sementara fungsi m30 dieksekusi.

4/13/2012

30

Logika pemrograman pada manuscript di atas:

001: spindle mulai berotasi dan drill berpindah dari titik awal ke lubang A. Lubang center drilled secara otomatis.

002 : drill berpindah dalam arah X dari lubang A ke lubang B. Lubang B center drilled.

003 T l b i d h d i l b B k l b C L b C t ti 003 : Tool berpindah dari lubang B ke lubang C. Lubang C otomatis center drilled.

004 : Drill kembali ke titik awal, spindle berhenti, dan indiaktor pertukaran tool menyala. Tool diganti oleh operator dan mesin dinyalakan ulang dengan menekan tombol yang sesuai.

005 : tool berpindah dari titik awal ke lubang A dan drill melubangi sesuai dengan ukuran.

006: drill berpindah dalam arah X dari lubang A ke lubang B. Lubang B dikerjakan.

007 : drill kembali ke titik awal, indikator pergantian tool nyala dan operator mengganti tool. Operator menyalakan kembali mesin dengan menekan tombol yang sesuai.

008 : Tool berpindah dari titk awal ke lubang C. Lubang C selanjutnya008 : Tool berpindah dari titk awal ke lubang C. Lubang C selanjutnya dikerjakan.

009 : Drill kembali ke titik awal, tape rewound ke kode RWS. Kontrol kembali siap untuk memulai komponen berikutnya.

Kasus di atas sangat sederhana. Untuk pengerjaan kompleks, part programmer harus mencari urutan ekonomis untuk meminimumkan jarak perjalanan

4/13/2012

31

Fungsi persiapan g

Kode Fungsi penjelasan G00 Point-to-point, positioning Menggunakan kombinasi system point-to-point/contouring untuk mengindikasikan posisi operasi G01 Interpolasi linier (dimensi normal) Modus kontrol kontoring digunakan untuk menurunkan pemotongan miring atau lurus, dimana dimensi

incremental normal. G02 G03

Interpolasi sirkular kurva CW (dimensi normal) Interpolasi sirkular kurva CCW (di i l)

Modus kontrl kontoring yang menghasilkan kurva atau lingkaran melalui koordinasi 2 aksis. Jalur pembuatan kurva (searah jarum jam=g002 atau berlawanan arah jarum jam g 003) ditentukan ketika memandang daerah pergerakan dalam arah negatif dari aksis vertical. Jarak terhadap pusat kurva (i,j,k) adalah dimensi normal.

(dimensi normal) G04 Dwell Waktu penundaan terprogram, dimana tidak ada pergerakan mesin. Lamanya biasanya ditentukan di tempat

lain, biasanya oleh kata f. dalam kasus ini kata dimensi harus dibuat 0. G05 Hold Gerakan mesin berhenti sampai dihentikan oleh operator atau aksi kunci sendiri. G06 Interpolasi parabolic (dimensi

normal) Modus kontrol kontoring yang menggunakan informasi yang diperoleh dalam blok berurutan untuk menghasilkan segmen parabola

G07 Percepatan Federate (kecepatan aksis) meningkat secara halus (biasanya ekponensial) terhadap laju program, dalam satu blok.

G08 Perlambatan Federate menurun (biasanya eksponensial) terhadap persen tetap federate yang diprogram dalam blok perlambatan.

G09 Interpolasi linier (dimensi panjang = LD-long dimension)

Sama dengan g01, kecuali bahwa semua dimensi dikalikan dengan 10. contoh, dimensi program 9874 aka menghasilkan sebuah perjalanan dengan 98740 BLU (digunakan hanya dengan system incremental).

G10 I l i li i (di i S d 01 i b i di i d 10 hd i 9874 k j di 987G10 Interpolasi linier (dimensi pendek=SD-short dimension)

Sama dengan g01, tetapi membagi semua dimensi dengan 10. contoh dari 9874 akan menjadi 987

G11 G12 G13 G14 G15 G16

Seleksi aksis

Digunakan untuk mengarahkan system kontrol untuk pengoperasian aksis tertentu, seperti dalam system dimana kontrol tidak dioperasikan secara simultan

Kode Fungsi penjelasan

G60 s/d Disimpan untuk posisi Disimpan untuk sistem point-to-point saja G79 saja G80 Siklus tetap dibatalkan Perintah yang akan menghentikan siklus tetap G81 s/d G89

Siklus tetap #1 sampai #9 secara berturut-turut

Rangkaian preset operasi yang mengarahkan mesin untuk menyelesaikan gerakan seperti drilling atau boring.

G90 Pemrograman dimensi absolut

Modus kontrol dimana input data dalam bentuk dimensi absolut. Digunakan dengan kombinasi sistme absolut/inkremental

G91 Pemrograman dimensi inkremental

Modus kontrol dimana input data dalam bentuk dimensi inkremental

4/13/2012

32

G17 Pemilihan bidang datar XY G18 Pemilihan bidang datar ZX G19 Pemilihan bidang datar YZ

Digunakan untuk mengidentifkasi bidang datar seperti fungsi interpolasi sirkular atau kompensasi cutter

G20 Interpolasi sirkular kurva CW (LD) Seperti g02, dengan jarak dimensi panjang G21 Interpolasi sirkular kurva CW (SD) Seperti g02, dengan jarak dimensi pendek G30 Interpolasi sirkular kurva

CCW (SD) Seperti g03, dengan jarak dimensi panjang

G31 Interpolasi sirkular kurca CCW (SD)

Seperti g03, dengan jarak dimensi pendek

G33 Pemotongan memanjang (thread cutting), arah konstan

Modus yang dipilih untuk mesin dilengkapi dengan thread cutting

G34 Pemotongan memanjang (thread cutting), meningkatkan arah

Seperti g33, tapi ketika pertambahan arah konstan dibutuhkan

G35 Pemotongan memanjang (thread cutting), mengurangi arah

Seperti g33, tapi ketika pengurangan arah konstan dibutuhkan

G40 Kompensasi cutter-batal Perintah untuk membatalkan kompensasi cutter G41 Kompensasi cutter-left Kesalahan penempatan, normal terhadap jalur cutter, ketika cutter dalam bagian kiri permukaan

bahan, mencari arah gerakan cutter G42 Kompensasi cutter - right Kompensasi ketika cutter pada posisi kanan permukaan kerja

Procedures

Modeling

Part-programming

Tool path

CAD drawing

Verification

NC program

4/13/2012

33

Part-programming

ModelingCutting mode selection- Contour line rough cutting- Contour line finishing- Remainder cutting

Specify tool- Tool diameter- RPM- Feed rate

Enter cutting conditionsg- Tool origin- Cutting pitch- Approach- Precision, etc.

Set target shape model

ExecutecalculationTool path

rough cutting & semi-finishing & finishingwith end mill to remove

cavity Straight end mill Ball end millStraight end mill

Axial cutting depth

Axial cutting depth

Axial cutting depth

Work Work Work

depth p

Layer by layer

4/13/2012

34

Tool path patterns (most popular)

direction-parallel milling contour-parallel milling

Applications

Zig-ZagContour Line

4/13/2012

35

Tool path patterns (advanced)

extra spiral at corners Plunge into part