Arus yang diizinkan pada saat pengoperasian mesin adalah 4 Ampere, apabila mesin dioperasikan secara terus-menerus (kontinyu) besarnya
BAB 13 MEMAHAMI MESIN CNC LANJUT
A. Mesin Perkakas CNC
Tidak berbeda dengan berbagai peralatan yang bekerja secara otomatis lainnya, semua jenis mesin perkakas dapat dikontrol dengan memanfaatkan sistem CNC. Di dalam sistem CNC terdapat komputer sebagai elemen pengontrol utama. Istilah CNC pada mulanya ditonjolkan demi untuk membedakan dengan jenis NC, akan tetapi istilah tersebut cenderung untuk disederhanakan menjadi NC, sebab orang akan tahu bahwa di dalam sistemnya selalu didapatkan komputer (Microprocessor, Clock, Memory, Bus, I/O interface).
Fungsi komputer pada sistem CNC dapat dikelompokkan dalam tiga tugas yaitu:
1. Mengubah data menjadi instruksi terinci guna mengontrol dan mengkoordinasikan gerakan sumbu-sumbu mesin perkakas.
2. Mengolah data masuk dan keluar seperti mengodekan (encoding), menerjemahkan
(decoding) data umpan balik dari alat ukur posisi, komunikasi dengan panel kontrol,
reaksi terhadap sensor dan limit switch, dan sebagainya.
3. Mengatur fungsi mesin, misalnya menjalankan spindel, membuka/menutup cairan pendingin, mengganti pahat, mengganti palet, dan sebagainya.
Pada waktu mesin dinyalakan, tindakan mula yang dilakukan komputer adalah
”Operasi Pengenalan Diri” (booting) dengan cara membaca Perangkat Lunak Sistem Operasi (Operating System Software) yang tersimpan dalam ROM (EPROM atau
Magnetic Bubble) dan dimasukkan dalam active-memory machine control unit (MCU).
Dengan cara demikian komputer mengetahui fungsinya sebagai pengontrol suatu jenis mesin perkakas. Tugas perangkat lunak sistem operasi ini antara lain berkaitan dengan:
1. pendefinisian tugas (prioritas, lokasi, dan status);
2. pengalokasian dan pengontrolan setiap komponen (hardware) untuk menangani tugas; dan
3. pengelolaan data (file, interface, I/O operations).
Selain itu, diperlukan juga perangkat lunak kelengkapan (utility program) antara lain sebagai berikut.
1. I/O routine, untuk mentransfer data.
2. Text Editor; secara interaktif (komunikasi langsung dua arah) digunakan dalam
penulisan format program pembuatan benda kerja.
3. Debug routine, secara interaktif diperlukan dalam mencoba program.
4. Dump routine, untuk mencetak (printout) file dalam memori.
5. Data conversion routine, untuk melaksanakan konversi data dua arah antara I/O
devices dengan CPU.
6. Assembler, untuk menerjemahkan program yang ditulis dalam bahasa simbol
(symbolic/G code language) menjadi bahasa mesin (binary code) yangdimengerti oleh
Gambar 13.3 Komputer mikro dalam sistem CNC
Selain perangkat lunak sistem operasi yang dibuat oleh pabrik komputer pengontrol, (NC
Builder) ROM juga berisi beberapa perangkat lunak yang tergolong sebagai Perangkat
Lunak Pemakaian Khusus (Special Application Software) antara lain sebagai berikut.
1. Program penghitung kecepatan (speed calculation software); untuk menentukan kecepatan termasuk aselerasi dan deselerasi sumbu gerak mesin.
2. Program interpolasi (interpolation software); untuk melakukan koordinasi gerakan antara beberapa sumbu sehingga dicapai gerakan pahat relatif terhadap benda kerja seperti yang diprogram.
3. Program kompensasi kesalahan (error compensation software); untuk memperkecil (mengeliminir) kesalahan posisi akibat keterbatasan ketelitian komponen mesin ataupun lenturan akibat berat komponen yang digerakkan dan mungkin juga akibat gaya- gaya pemotongan (yang diakibatkan oleh proses).
4. Program diagnosa kerusakan (diagnostic routine); untuk mempercepat analisa kerusakan, menentukan sumber kerusakan, dan prosedur pembetulannya.
Sewaktu sistem kontrol dipasang pada suatu jenis mesin perkakas maka tugas pembuat mesin (machine tool builder) selain dari merakit beberapa perangkat keras juga perlu menuliskan program penggabungan (interface software, protocols) dan mengisi ROM dengan parameter-parameter mesin (machine parameters) yang merupakan batasan kerja mesin maupun harga-harga kompensasi kesalahan yang diolah berdasarkan hasil kalibrasi (geometrical test of accuracy). Dengan demikian mesin perkakas dan sistem kontrol beserta segala peralatannya (peripherals) menjadi satu kesatuan yang siap untuk melaksanakan tugasnya.
Pemakai mesin perkakas NC (user) selanjutnya tinggal menuliskan program- program pembuatan komponen (NC-Part Programs) yang dapat disimpan pada RAM. Apabila segala peralatan telah disiapkan (fixture & tools) maka salah satu NC-part
program tersebut dapat dipanggil (masuk dalam active memory) guna melaksanakan
operasi pemesinan bagi benda kerja yang sesuai. Dalam batas-batas tertentu pemakai mesin dapat mengganti harga beberapa parameter untuk menyesuaian prosedur penanganan mesin dengan kebiasaan yang dianutnya serta penggantian harga-harga kompensasi kesalahan sebagai hasil dari rekalibrasi mesin yang dilakukan setelah mesin digunakan selama periode tertentu.
Pada mulanya sistem kontrol hanya ditangani oleh satu komputer mini, karena satu komputer hanya bisa menyelesaikan satu tugas pada suatu saat, maka kemampuan sistem kontrol ini agak terbatas (hanya sesuai bagi mesin perkakas NC sederhana). Dengan kemajuan teknologi prosesor mikro (microprocessor) pada saat ini hampir semua sistem CNC memanfaatkan microprocessor yang terpisah untuk menangani fungsi I/O (In & Output function). Dengan program yang tersimpan pada masing-masing EPROM-nya bagian yang menangani fungsi I/O tersebut menjadi ”pandai”
(Intelegent I/O), sebagai contoh:
1. A/D converter, mengubah data analog dari Resolver (alat ukur perubah posisi) menjadi data digital yang dapat diproses oleh CPU.
2. Mengubah karakter ASCII (American Standard Code of Information Interchange) yang dihasilkan oleh papan tombol (keyboard, keypad) menjadi data biner yang dimengerti komputer.
3. Mengubah data biner menjadi bentuk yang dapat diperlihatkan (display) pada layar monitor (CRT) ataupun pada unit pencetak (printer). Apabila monitor merupakan
graphic CRT (mampu merekonstruksi gambar/grafik) maka diperlukan graphic pro-
cessor.
Pada Gambar 13.4. ditunjukkan beberapa microprocessor dibebani selain dari tugas sebagai intelegent I/O, juga sebagai:
1. Microprocessor untuk servocontrol (measuring circuit processor); untuk mengontrol
gerakan pahat relatif terhadap benda kerja dengan kemampuan kontrol sampai dengan 5 sumbu gerak (5 axes).
2. Microprocessor untuk tugas interpolasi (menentukan titik yang dituju pada suatu
ruang/koordinat dan cara mencapai titik tersebut seperti linier, sirkuler, ataupun parabolik).
3. Microprocessor untuk tugas operasi logik yang dikenal dengan nama PC
(Programmable Controller atau PMC, Programmable Machine Controller), yang
bertugas mengelola mesin seperti Control Panel, Automatic Tool Changer (ATC), dan bagian-bagian mesin lainnya.
Dengan kombinasi NC dan PC seperti ini jumlah komponen elektrik yang dibutuhkan mesin perkakas CNC menjadi berkurang. Beberapa perangkat keras seperti timer,
counter, dan relay/switch yang dirangkai secara permanen untuk tugas pengelolaan
mesin dapat diganti dengan perangkat lunak yang berupa program yang ditulis oleh
Machine Tool Builder dan disimpan pada EPROM. Programasi bagi PC ini dilakukan
dengan memakai komputer pemrogram dengan bahasa tertentu. Pengaktifan dan penonaktifan komponen mesin perkakas seperti spindel (hidup, mati, arah putaran, dan kecepatan putar), dan sebagainya dilaksanakan oleh processor pada PC (Program-
mable Controller) sesuai dengan program yang ditulis oleh Machine Tool Builder pada
EPROM.
Lewat panel kontrol inilah komunikasi antara operator dengan mesin dilaksanakan. Pada layar CRT dapat dilihat segala informasi yang diinginkan. Selain itu bila CRT mempunyai kemampuan graphic (monochrome atau colour) maka simulasi proses ataupun pemrograman secara simbolik dapat dilaksanakan lewat MDI (Manual Data Input) pada panel kontrol. Data input dilaksanakan melalui berbagai media (diskette, cassete) yang digabungkan dengan bus melalui suatu interface.