BAB 7. PEMROGRAMAN BUBUT
7.4 Difinisi Perkakas
7.4.1 Nomor perkakas dan nomor penggeseran
7.4.1.1 Nomor perkakas (tool number)
Variabel ini digunakan untuk output dari nomor perkakas pada part program. Sebagai contoh, nomor 5 akan memberikan perintah nomor perkakas T5 pada part program. Nomor perkakas mewakili posisi perkakas pahat di turret atau tool magasin. Posisi nomor perkakas adalah dari nomor 6 sampai 24 tergantung dari ukuran mesin dan jumlah dari turret.
7.4.1.2 Nomor pergeseran (offset number)
Variabel ini meng-ouput sebuah nomor pergeseran perkakas ke part program. Nomor pergeseran perkakas ini biasa digunakan bersamaan dengan nomor perkakas dalam bentuk Txxxx. Nomor penggeseran (offset number) dapat berbeda dari nomor perkakas (tool number) sebagai contoh T0105
Tabel 7.2 Nomor pergeseran
Offset number Offset value in X axis (OFX) Offset value in Z axis (OFZ)
Tool nose radius comp. value (OFR) Direction of imaginary tool nose (OFT) 01 02 0 0.15 0 0.05 0.032 0.016 1 1
Nomor perkakas (tool number) dan nomor penggeseran (offset number) biasa menggunakan kode T pada part program. Kode T diikuti dengan empat digit angka, yang terbagi menjadi dua group, tiap group terdiri dari dua digit angka. Group pertama mengindikasikan nomor perkakas dan yang kedua adalah nomor penggeseran, seperti dicontohkan berikut ini:
7.4.2 Offset Register Parameters Setting
Perkakas potong dipasang pada posisi yang spesifik di turret (magazine). Tiap posisi diberi nomor, dan tiap perkakas diidentifikasikan oleh nomor turret. Jika suatu perintah diberikan pada nomor tersebut maka perkakas akan berpindah ke tempat dimana siap melakukan pemotongan. Nomor yang kedua berfungsi untuk memberikan informasi dimensi dan tool feature. Informasi ini disimpan di offset register pada mesin CNC.
Offset register berisikan: • offset number
• offset value in X axis (OFX) • offset value in Z axis (OFZ)
• tool nose redius compensation value (OFR) • direction of imaginary tool nose (OFT) Gambar 7.7 menggambarkan informasi di atas:
Gambar 7.10 Posisi penggeseran
7.4.3 Nose radius
Perkaka untuk bubut (turning) dibuat kecil dengan hidung membulat pada tool tip untuk menambah kekuatan dari tip, memperpanjang umur pahat, mengurangi konsentrasi tegangan, membantu mengurangi panas dan menghasilkan permukaan yang halus.
Hidung membulat yang kecil ini sering disebut sebagai hidung pahat dan radiusnya disebut radius hidung pahat (gambar 7.11). Tool nose radius yang sering digunakan untuk turning adalah 1/64, 1/32, 3/64 dan 1/16 in.
Gambar 7.11 Hidung Pahat Gambar 7.12 Hidung Pahat Khayalan
Hidung pahat khayalan ini sering digunakan sebagai titik referensi untuk program toolpath. Hal ini ditentukan sebagai titik pertemuan dari dua garis yang bersinggungan pada hidung pahat dan sejajar dengan sumbu X dan Z (gambar 7.12). Kegunaan dari hidung pahat khayalan ini adalah untuk membuat toolpath yang tepat pada taper dan path yang melingkar tergantung pada orientasi dari vektor pemotongan.Untuk radius hidung pahat yang sangat kecil maka cutter path error dapat diabaikan.Untuk radius hidung pahat yang besar maka efek dari cutting path error harus diperhatikan. Kesalahan dari cutting path error ini dapat dikompensasikan dengan menggunakan TNR compensation command yang diatur dengan cutter compensation dalam control parameter.
7.4.4 Imaginary tool nose
Imaginary tool nose sering kali digunakan sebagai titik reference untuk programming tool path. Ini ditentukan dari titik perpotongan antara dua buah garis yang menyinggung tool nose dan paralel pada sumbu X dan Z.Arah dari imaginary tool nose diindikasikan oleh angka antara 1 - 8, yang tiap nomor mewakili arah tool nose (Fig 7.13). Arah ini digambarkan oleh tool nose center melalui imaginary tool nose
.
Gambar 7.13 Macam Perkakas Potong Gambar 7.14 Arah Tool Nose
7.4.5 Orientation (arah dari hidung pahat khayalan)
Tool orientation ditandai dengan nomor dari 1 sampai 8 dengan tiap nomor mewakili vektor hidung pahat. Vektor ini dipandang dari tengah hidung pahat ke hidung pahat khayalan. Nomor 1 sampai 4 menandakan vektor dari hidung pahat sebagai yang pertama, kedua, ketiga dan keempat dari kuadran (gambar 7.15). Pemegang pahat (toolholders) dipandang dari arah X. Nomor 5 samapi 8 digunakan untuk menentukan facing tool dalam empat kuadran (gambar 7.16). Facing tools memiliki toolholders yang paralel terhadap sumbu Z.
Gambar 7.17 menunjukkan beberapa turning tools yang digunakan dalam the slant bed lathes yang menggunakan sistem koordinat tangan kiri (left handed coordinate system). Gambar 7.18 adalah untuk standard bed lathes yang menggunakan sistem koordinat tangan kanan (right handed coordinate system).
Gambar 7.17 Typical slant bed lathe tools Gambar 7.18 Standard bed lathe tools
7.4.6 Cutter compensation
Konpensasi perkakas potong i dapat dipilih dari pilihan berikut : Off, kiri atau kanan. Hasilnya adalah tool nose radius (TNR) compensation command pada part program. Hubungan antara kedua hal tersebut adalah :
Off → G40 (TNR off) Left → G41 (TNR left) Right → G42 (TNR right)
Cutter compensation ini dibutuhkan ketika melakukan proses turning untuk slope surface atau curved surface. Gambar 7.19 menggambarkan kesalahan posisi pada posisi turning untuk slope surface dan curved surface tanpa menggunakan TNR compensation yang benar.
Status dari parameter ini tidak akan mempengaruhi toolpath yang ditampilkan pada layar komputer. Hal ini hanya akan menambah TNR compensation command pada program. Tool vector dan tool nose radius pada offset registers haruslah ditentukan secara benar pada CNC control untuk membuat TNR command bekerja dengan baik.
Parameter ini dapat dipilih dari pilihan berikut ini : off, kiri atau kanan. Hal ini digunakan untuk menentukan sisi mana dari cutter yang di-offset dalam arah dari cutting contour. Efek pada toolpath dapat dilihat pada gambar 7.20
Gambar 7.20 Gerakan Pahat Potong yang Dikompensasi
Pemilihan yang tepat pada cutter compensation command tergantung atas dua faktor yaitu operation type dan chaining direction. Tabel 19.3 menampilkan compensation command untuk banyak kasus.
Tabel 7.3 Kompensasi dan Arah Potong
Jenis
pengerjaan Arah pemotongan
Perintah
konpensasi Ilustrasi gerakan pahat OD turning
(roughing and finishing)
Dari kanan ke kiri Kanan
Dari kiri ke kanan Kiri
Facing Gerak ke dalam Kiri
Gerak ke luar Kanan
I.D Boring Dari kanan ke kiri Kiri
7.4.7 Sudut perkakas potong
Parameter ini mengindikasikan sudut dari tool. Sudut ini terbentuk antara ujung pahat sisipan dan arah pemotongan. Sudut ini ditentukan oleh dua faktor: lead angle dan insert angle. Definisi, lead angle dapat positif ataupun negatif, insert angle adalah sudut yang asli dari insert.
Gambar 7.21 Relief Angle Gambar 7.22 Lead Angle
Rumus yang dipakai untuk menentukan relief angle :
Relief angle = 90° + Lead angle – Insert angle Contoh: relief angle yang ditunjukkan gambar dibawah ini : Relief angle = 90 + (-3) – 55 = 32°
Gambar 7.23 Realief Angle 32 deg
Relief angle = 90 + (-5) – 35 = 50°
Gambar 7.4 Realief Angle 50 deg
7.4.8 Machining parameters
7.4.8.1 Kedalaman potong (depth of cut)
Kedalaman potong menentukan dari jumlah pemotongan dari tiap gerak pahat. Jarak ini diukur dalam arah tegak lurus terhadap arah pemotongan (gambar 7.24).
Arah Z Arah X
7.4.8.2 Kecepatan potong (cutting speed)
Ketiga perintah NC ini digunakan dalam bubut untuk mengontrol kecepatan spindel: G50 Ss putaran spindel maksimum in rpm
G96 Ss Kecepatan permukaan konstan in ft/min atau m/min G97 Ss putaran spindel konstan in rpm
Kecepatan permukaan konstan (constant surface speed) digunakan dalam bubut, peluasan lubang dan peng-alur-an, sedangkan putaran spindel konstan (constant spindle speed) digunakan dalam gurdi dan threading. Batas kecepatan maksimum harus ditentukan ketika Kecepatan permukaan konstan (constant surface speed) digunakan. Gambar 7.25 menunjukkan bagaimana kedua perintah G50 dan G96 bekerja bersama untuk menyediakan kontrol kecepatan yang sesuai.
Gambar 7.25 Kontrol kecepatan spindel
7.4.8.3 Jarak pemakanan (feedrate)
Jarak pemakanan yang digunakan dalam bubut biasa dipakai dalam unit mm atau inchi per-putaran. Dua feedrate dapat ditentukan dari roughing parameter ini, fast feedrate dan slow feedrate.Feedrate unit dapat diubah-ubah baik dalam bentuk inci per putaran atau inci per menit.
7.4.8.4 Stock
Parameter stock ini menentukan dimensi material yang akan disisakan pada arah X dan Z untuk pengerjaan akhir (gambar 7.26). Walaupun nilai negatif dapat juga dipakai tapi diharapkan hanya nilai positif yang digunakan agar dapat dihasilkan gerakan pahat yang benar. Pengisian nilai negatif mengakibatkan hasil yang tidak akurat seperti gambar 7.27
7.4.9 Miscellaneous
Tiga miscellaneous parameter: pendingin, nomor program dan urutan nomor (sequence number).
7.4.9.1 Pendingin
Pendingin (coolant) parameter dapat dipilih dari tiga pilihan berikut yaitu off, flood atau mist (lihat gambar di bawah ini). Pemilihan dari parameter ini akan berhubungan dengan perintah kontrol pendinginan pada part program seperti ditunjukkan berikut.
Off → M09 Flood →M08 MIST →M07
7.4.9.2 Nomor program (program number)
Parameter ini dapat menggunakan nomor antara 0 sampai 2.147.483.647 untuk ditugaskan sebagai nomor program post processor variable. Nomor program ini dapat dilihat pada keluaran dari part program sebagai identitas.
7.4.9.3 Urutan nomor
Dua parameter, dimulai dari urutan nomor (sequence number) dan incremental digunakan untuk mengatur urutan nomor pada NC part program.
7.4.10 Pemosisian Perkakas potong
Ada tiga parameter yang dapat digunakan untuk menentukan awalan dan akhiran dari pola gerakan perkakas dari tiap jalur potong: home position, jalur masuk (entry vector) dan jalur keluar (retraction vector).
7.4.10.1 Home position
Parameter ini menentukan posisi lanjutan untuk pahat agar bergerak sebelum kembali ke titik balik referensi. Hal ini dapat juga digunakan sebagai tempat untuk mengganti pahat.
7.4.10.2 Jalur masuk
Parameter ini menentukan pola gerakan perkakas pahat untuk masuk ke part dari tiap pemotongan. Hal ini ditentukan oleh dua komponen jalur yaitu komponen X dan komponen Z. Nilai positif maupun negatif dapat digunakan. Gambar 7.28 menunjukkan beberapa contoh yang menggunakan jalur pemasukan dalam O.D turning dan I.D. boring. Kecepatan dari pahat yang bergerak sepanjang jalur pemasukan (entry vector) dapat diatur pada rapid rate atau feedrate mode.
Gambar 7.28 Jalur Masuk 7.4.10.3 Jalur keluar
Parameter ini menentukan bagaimana pahat menarik diri dari part pada akhir dari tiap jalur pemotongan. Hal ini terdiri dari dua komponen. Beberapa contoh diberikan pada gambar 7.29. Kecepatan dari pahat yang bergerak sepanjang jalur keluar dapat diatur pada rapid rate atau feedrate mode.
Gambar 7.29 Jalur Keluar
7.4.11 Rough Module
Rough module membuat sebuah set dari toolpath untuk pengasaran dari part sampai mendekati profil untuk finishing cut. Modul ini biasa dipakai untuk diameter luar (O.D) roughing (gambar 7.30a), diameter dalam (i.D) roughing (gambar 7.30b) dan face roughing (gambar 7.30c).
Gambar 7.30 Roughing toolpaths (courtesy of CNC Software, Inc)
7.4.11.1 Rough spesific parameters
Sebagai tambahan pada common parameter, rough module memiliki tiga parameter yang unik : Overlap amount = 0.0100