BAB II KEGIATAN BELAJAR
B. Kegiatan Belajar
1. Kegiatan Belajar 1 TEKNOLOGI DASAR CNC
1.4 Klasifikasi Sistem NC
Klasifikasi sistem mesin perkakas NC dapat dibagi menurut empat cara: 1). Berdasarkan tipe mesin: Point to point versus contouring (continuous
path)
2). Berdasarkan struktur pengendali: NC berbasis perangkat keras versus CNC
3). Berdasarkan metoda pemprograman: inkremental versus absolut 4). Berdasarkan tipe loop kontrol: open-loop versus closed loop.
1). Lintasan Point-to-Point
Sistem point-to-point. Contoh yang paling sederhana dari mesin perkakas NC ponit-to-point (PTP) adalah mesin gurdi dan atau mesin bor. Pada mesin gurdi, benda kerja digerakkan sepanjang sumbu gerakan hingga sumbu lubang yang akan digurdi berada tepat di bawah mata bor/gurdi. Kemudian mata gurdi akan bergerak secara otomatis ke arah benda kerja (dengan suatu kecepatan spindel dan kecepatan pemakanan yang dapat dikontrol), lubang digurdi, kemudian mata gurdi bergerak naik dengan kecepatan tinggi. Benda kerja bergerak ke titik baru, demikian seterusnya dengan pengulangan prosedur di atas.
Contoh 2: Meja XY dari sebuah mesin gurdi harus bergerak dari titik (5, 5) ke titik (150, 75). Setiap sumbu bergerak dengan kece-patan konstan 750 mm/min. Tentukan waktu yang dibutuh-kan untuk melintasi kedua titik tersebut.
Penyelesaian: Waktu lintasan yang diperlukan sumbu X adalah (150 - 5) * (60/750) = 11.6 detik. Waktu lintasan sumbu Y adalah (75 - 5) * (60/750) = 5.6 det. Karena sumbu dapat bergerak secara bergantian (hampir bersamaan), maka waktu pelintasan meja akan menjadi lebih lama, misalnya 11.6 det. Lintasan meja mendekati alat potong sama seperti dilukiskan pada Gambar 1.5.
Gambar 1.5. Lintasan alat-potong antara dua lubang pada sistem point-to- point.
Titik awal
Contoh 3: Jika resolusi sistem, SPD = 0.01 mm, Bagaimanakan perintah posisi inkremental terhadap sistem NC?
Penyelesaian:
Pada arah sumbu X: (150 - 5)/0.01 = 14500. Pada arah sumbu Y: (75 - 5)/0.01 = 7000. Jadi perintahnya adalah X+14500, Y+7000.
2). Lintasan berdasarkan kontur.
Pada sistem kontur, atau lintasan kontiniu, alat potong melakukan pemotongan, sementara sumbu gerak bergeser. Semua sumbu gerak dapat bergeser secara bergantian, masing-masing pada kecepatan yang berbeda. Apabila diperlukan lintasan nonlinier, kecepatan sumbu berubah, meskipun di dalam satu segmen. Misalnya, pemotongan kontur radius/lingkaran memerlukan kecepatan sinus yang berubah dalam satu sumbu, sementara kecepatan sumbu lainnya berubah pada kecepatan kosinus.
Pada mesin-mesin kontur, posisi alat potong pada akhir setiap segmen berikut dengan perbandingan antara kecepatan-kecepatan aksial menentukan kontur komponen yang dikehendaki, dan pada waktu yang sama, resultante pemakanan juga akan mempengaruhi permukaan penyelesaian. Hal ini disebabkan karena terjadinya kesalahan kecepat-an pada satu sumbu yang dapat mengakibatkan kesalahan posisi lintasan alat-potong, perhatikan Gambar 1.6.
Gambar 1.6. Kesalahan kecepatan akan mengakibatkan kesalahan posisi pada sistem kontur
Lintasan salah Lintasan
tepat
Untuk mengatasi hal ini, maka di dalam sistem ini harus ada loop kendali posisi kontiniu yang berfungsi untuk memperbandingkan seka-ligus menempatkan posisi. Masing-masing sumbu gerakan dilengkapi dengan counter dan loop posisi secara terpisah. Untuk setiap sumbu, informasi dimensional diberikan pada pita secara terpisah, dan di-umpankan melalui DPU ke counter posisi terkait. Kecepatan pema-kanan terprogram untuk kontur harus diproses melalui DPU untuk memperoleh perintah kecepatan yang tepat pada setiap sumbu, yang dapat dikerjakan oleh suatu alat yang disebut dengan interpolator (penyisip) yang terdapat di dalam DPU sistem kontur. Fungsi dari interpolator adalah untuk mendapatkan titik penghubung antara titik-titik yang sesuai dengan gambar kerja.
Untuk mengilustrasikan fungsi interpolator, perhatikan sistem dua sumbu, di mana pemotongan lurus akan dilakukan sepanjang lintasan seperti terlihat pada Gambar 1.6. Andaikan bahwa sumbu X akan bergerak p- satuan dan pada waktu yang sama sumbu Y bergerak q-satuan. Kontur yang terbentuk melalui gerakan sumbu harus dipotong dengan kecepatan V satuan panjang per satuan waktu (mm/det. atau in/det.) data numerik dari p, q, V diprogram pada pita dan diumpankan ke interpolator. Selanjutnya, interpolator akan memberikan dua sinyal kecepatan Vx dan
Vy, yang biasanya dalam bentuk pulsa, yang setara dengan:
Vx = ... (1) dan Vy = ... (2) pV p2 + q2 qV p2 + q2
Dalam sistem NC dan CNC, ada tiga tipe interpolasi: linier, lingkaran, dan parabola, tetapi yang paling umum digunakan adalah interpolasi linier dan lingkaran.
Contoh 4: Sebuah mesin perkakas NC digunakan untuk memotong suatu alur yang ditempatkan antara titik (0, 0) dan titik (175, 175)
pada bidang XY. Kecepatan pemakanan yang
direkomendasikan sepanjang alur adalah 150 mm/min. Tentukanlah lamanya pemotongan dan kecepatan aksial? Penyelesaian: Jarak lintasan adalah L = X2 + Y2 = 247.487 mm. Lamanya pemotongan adalah 60 (L/150) = 60 (247.487/150) = 98.995 det. Kecepatan sepanjang sum-bu X dan Y adalah sama dengan:
Vx = Vy = 150/2 = 106.067 mm/min.
Contoh 5: Kecepatan sumbu Y pada Contoh 4 turun 10%. Berapakan kesalahan posisi sepanjang sumbu Y pada akhir lintasan? Penyelesaian: Kecepatan aksial Vx = 106.067 mm/min.; Vy = 0.9 * Vx =
0.9 * 106.067 = 95.46 mm/min. Sumbu X menyelesaikan gerak langkah dalam waktu 98.995 det. Selama periode ini, sumbu Y melintas hanya Ly
= t * Vy/60 = 98.995 * 95.46/60 = 157.501 mm. Jadi kesalahan adalah
175 - Ly = 175 - 157.501 = 17.499 mm. Dengan demikian, dapat
disimpulkan bahwa apabila kesalahan kecepatan yang terjadi sebesar 10%, maka akan mengakibatkan kesalahan posisi sebesar 10% juga. Sistem pemotongan-lurus (Staright-cut system). Sejumlah mesin PTP ada yang dilengkapi dengan kemampuan memfrais. Keadaan ini akan memungkinkan kita untuk mengendalikan ketiga tipe kontrol, di mana kendali kontur dilakukan dari titik ke titik (point-to-point). Sistem pema- kanan ini disebut sistem pemakanan lurus (langsung), karena alat potong dapat bergerak sepanjang garis lurus yang sejajar dengan sumbu-sumbu
Pemotongan benda kerja dilakukan ketika alat potong bergerak, baik sepanjang sumbu X, sumbu Y, maupun sumbu Z. Pada sistem pemotongan-lurus, kecepatan pemakanan diprogram pada pita, dan dapat ditetapkan atau dipilih oleh programmer. Di dalam sistem ini digunakan loop kontrol meskipun cukup sederhana, termasuk counter posisi dan kendali kecepatan primitif (sederhana) untuk menjamin kuali- tas permukaan penyelesaian. Untuk yang terakhir ini, suatu kesalahan hingga 5% dari kecepatan pemakanan terprogram masih diijinkan. Untuk sistem pemotongan-langsung ini, interpolator tidak diperlukan, karena pada sistem ini tidak ada gerakan yang serempak antara sumbu yang satu dengan sumbu lainnya yang diperlukan.