Arus yang diizinkan pada saat pengoperasian mesin adalah 4 Ampere, apabila mesin dioperasikan secara terus-menerus (kontinyu) besarnya
BAB 13 MEMAHAMI MESIN CNC LANJUT
C. Penamaan Sistem Sumbu (Koordinat) Mesin Perkakas NC
Proses pemesinan bertujuan mengubah bentuk/geometrik benda kerja menjadi geometri produk dengan cara pemotongan dan geometri produk dapat didefinisikan dengan memakai sistem sumbu (koordinat) yang tertentu. Derajat kebebasan gerakan pahat relatif terhadap benda kerja ditentukan oleh konstruksi mesin perkakas CNC itu sendiri. Setiap gerakan komponen mesin yang mengakibatkan perubahan posisi pahat sesuai dengan keinginan atau mampu dikontrol oleh unit pengontrol mesin disebut dengan sumbu (axis).
Dengan demikian derajat kebebasan gerakan pahat ditentukan oleh jumlah sumbu mesin perkakas CNC. Guna mempermudah pembuatan program maka sistem sumbu yang digunakan untuk mendefinisikan geometri produk disamakan atau disesuaikan dengan sistem sumbu mesin perkakas CNC yang digunakan untuk membuatnya. Lebih jauh lagi, cara penamaan sumbu mesin CNC ini haruslah distandarkan supaya mampu tukar
(interchangeability) dapat dijamin, yang berarti suatu program CNC dapat
diproses/dimengerti oleh berbagai jenis mesin dengan berbagai jenis sistem kontrolnya tanpa ada suatu kesalahan pengertian arah gerakan.
Standar ISO 841 mendefinisikan sistem koordinat kartesian bagi gerakan pahat tiga sumbu utama X, Y, Z dan (sumbu) putaran A, B, C. Arah gerakan translasi positif mengikuti kaidah tangan kanan dan putaran positif mengikuti kaidah sekrup ulir kanan. Apabila benda kerjanya yang bergerak maka diberi simbol aksen (X’, Y’, Z’, A’, B’ dan C’) dan arah gerakan positif adalah berlawanan dengan arah gerakan positif dari pahat. Penerapan simbol sumbu tersebut pada mesin perkakas CNC mengikuti aturan tertentu, dimulai dengan sumbu Z, diikuti sumbu X dan akhirnya sumbu Y sebagaimana penjelasan berikut.
1. Penentuan Sumbu Z
a. Sumbu Z direferensikan pada poros utama atau spindel mesin. Spindel ini dapat memutar pahat (misalnya bagi Mesin Frais, Koter, dan Gurdi) atau memutar benda kerja (misalnya untuk Mesin Bubut dan Mesin Gerinda silindris).
b. Apabila mesin mempunyai beberapa spindel maka spindel yang direferensikan sebagai sumbu Z adalah spindel yang tegak lurus meja mesin.
c. Jika spindel bisa dimiringkan (swivel, berputar pada sumbu yang lain) maka dipilih kedudukannya sebagai sumbu Z pada posisi tertentu sehingga sejajar dengan salah satu sumbu dasar mesin (sistem koordinat mesin) terutama jika posisinya dapat tegak lurus meja.
d. Bila mesin tidak mempunyai spindel (contohnya Mesin Sekrap) maka sumbu Zdipilih tegak lurus meja.
e. Arah gerakan positif didefinisikan searah dengan gerakan yang memperbesar jarak antara pahat dengan benda kerja (memperbesar volume ruang kerja
).
Gambar 13.7 Penentuan sumbu Mesin Bubut (Lathe)
Gambar 13. 8 Penentuan sumbu pada vertical Lathe
2. Penentuan Sumbu X
a. Sumbu X ditetapkan sejajar dengan arah memanjang meja mesin dan dipilih orientasinya horizontal.
b. Bagi mesin dengan pahat yang berputar, perlu dilihat terlebih dahulu orientasi sumbu Z-nya.
c. Untuk Z horizontal maka arah gerakan positif adalah ke kanan bila benda kerja dipandang dari spindel mesin.
d. Untuk Z vertical maka arah gerakan positif adalah ke kanan bila tiang (tiang kiri untuk mesin dengan double column seperti gantry atau bridge type) dipandang dari spindel mesin.
e. Bagi mesin dengan benda kerja berputar, maka sumbu X adalah sejajar dengan gerak radial pahat dan arah positif menjauhi spindel.
f. Untuk mesin tanpa spindel (mesin sekrap) sumbu X ditetapkan sejajar dengan gerak potong dan arah positif searah gerak potong.
Gambar 13.9 Penamaan sumbu Mesin Frais vertical (Milling)
3. Penentuan Sumbu Y
Orientasi dan arah positif sumbu Y ditetapkan menurut kaidah tangan kanan (setelah sumbu Z dan X ditentukan), menurut kaidah tangan kiri bila Y′ ditentukan berdasarkan orientasi Z′dan X′.
4. Penentuan Sumbu Putar dan Sumbu Tambahan
Arah positif sumbu putar A, B, dan C ditentukan sesuai dengan kaidah sekrup ulir kanan yaitu putaran positif membuat sekrup bergerak translasi searah dengan gerakan positif sumbu translasinya X, Y, dan Z. Bagi mesin yang mempunyai sumbu tambahan yang sejajar dengan sistem sumbu utama (X, Y, Z sebagai prioritas pertama yaitu yang paling dekat dengan spindel) maka sumbu tambahan tersebut diberi nama sebagai berikut.
Sistem sumbu kedua: U, V, W (U′, V′, W′) Sistem sumbu ketiga: P, Q, R (P′, Q′, R′)
Bagi setiap penambahan sumbu putar diberi nama D atau E.
Gambar 13.10 Penamaan sumbu Mesin Frais harisontal (Jig Borer)
Gambar-gambar berikut menunjukkan nama sumbu-sumbu mesin perkakas NC yang secara resmi ditunjukkan pada standar ISO 841. Untuk setiap gambar mesin tersebut diperlihatkan sistem koordinat kartesian yang sesuai bagi benda kerjanya demi untuk mempermudah pembuatan program NC serta untuk meletakkan benda kerja sehingga kedua sistem sumbu berimpit (sumbu benda kerja yang
”dikhayalkan” programmer berimpit dengan sumbu mesin CNC, X–X, Y–Y, Z–Z). Dengan memperhatikan penamaan sumbu (Z, lalu X, kemudian Y) sebagaimana yang dibahas di atas maka bagi beberapa mesin penamaan sumbunya relatif mudah dipahami. Bagi jenis mesin yang lain dengan jumlah sumbu yang banyak (melebihi jumlah sumbu pada sistem sumbu utama) maka penamaan sumbunya mungkin agak sulit untuk dimengerti. Contoh penjelasan berikut diharapkan dapat membantu pemahaman penamaan sumbu ini, misalnya:
a. Bagi Mesin Frais 5 sumbu (Gambar 13.11b), karena kepala mesin dapat dimiringkan (tilting head) maka spindelnya sendiri tidak dinamakan sumbu Z melainkan W, sebab dalam hal ini dipilih orientasinya yang selalu tegak lurus meja. b. Bagi mesin Koter horizontal (Gambar 13.11c), spindel dinamakan sumbu Z dan gerakan
tiangnya dinamakan sumbu W serta gerakan translasi pahat dalam arah horizontal (mempunyai facing slide) disebut sumbu U (bukan sumbu X, karena menurut definisi sumbu X posisinya harus selalu tetap horizontal).
Gambar 13.11a Gambar 13.11b
Countour Mill, TiltingTable (5 Axes) Countour Mill, Titing Head (5 Axes)
Gambar 13.11c Gambar 13.11d
Horizontal Boring Openside Planer
Gambar 13.11e Gambar 13.11f
Bridge TypeProfiler Gantry Type Profiler
Gambar 13.11g Gambar 13.11h
Perlu dicatat di sini bahwa dalam pekerjaannya programmer tidak perlu membedakan apakah pahat atau benda kerjanya yang bergerak. Cukup dengan menyatakan lokasi akhir yang dituju pada sumbu utamanya (harga X, Y, Z, A, B, dan seterusnya), mesin akan melaksanakan perintah itu dengan menggerakkan komponen-komponen yang bersangkutan pada arah yang dimaksud. Selain itu, patut diingat bahwa sumbu-sumbu tersebut di atas adalah merupakan gerakan yang dapat dikontrol secara kesinambungan (kecepatan dan arahnya). Apabila gerakan tersebut hanya dapat dikontrol secara bertahap (misalnya meja indeks, indexing table) maka dalam hal ini sumbunya kadang kala disebut sebagai setengah sumbu (½ axis).