BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Operasi Pembubutan
Proses pemotongan logam banyak ditemukan pada industri manufaktur, proses ini mampu menghasilkan komponen yang memiliki bentuk rumit dengan tingkat akurasi yang tinggi. Prinsip pemotongan logam dapat diartikan sebagai sebuah proses dari sebuah alat potong yang bersentuhan dengan sebuah benda kerja untuk membuang permukaan benda kerja tersebut dalam bentuk geram. Untuk melakukan proses pemotongan harus diperhitungkan kekuatan material yang akan dipotong dengan kekuatan pahat yang akan digunakan. Pahat potong yang digunakan harus lebih keras dari material (benda kerja) juga harus disesuaikan dengan kecepatan potong pada proses tersebut. Untuk kecepatan potong yang lebih tinggi dibutuhkan pahat potong yang lebih kuat.
Salah satu contoh proses pemotongan logam adalah proses bubut. Proses ini terjadi dengan cara alat potong bergerak translasi terhadap benda kerja yang berputar bersama pencekam (chuck), sehingga terjadi pemotongan logam dan menghasilkan geram. Gambar 2.1 adalah skematis dari sebuah proses bubut dimana n adalah putaran poros utama, f adalah pemakanan, dan a adalah kedalaman potong. Pada proses bubut terdapat tiga parameter utama yang berpengaruh terhadap gaya potong, peningkatan panas, keausan, dan kondisi permukaan benda kerja yang dihasilkan. Ketiga parameter itu adalah kecepatan potong (V), pemakanan (f), dan kedalaman potong (a). Kecepatan potong adalah kecepatan keliling benda kerja dengan satuan meter per menit (m/min), pemakanan adalah perpindahan atau jarak tempuh pahat tiap satu putaran benda kerja dengan satuan milimeter per putaran (mm/rev), dimana arah pemakanan adalah sejajar poros spindel (aksial), kedalaman potong adalah tebal material terbuang pada arah radial dengan satuan milimeter (mm). Bagian-bagian serta tatanama (nomenclature) dari alat potong yang digunakan pada proses bubut dijelaskan pada Gambar 2.2. Menurut Kalpakjian & Schmid (2006), pahat kanan adalah pahat yang bergerak dari kanan ke kiri seperti pada gambar 2.1.
Gambar 2.1. Skematis proses pembubutan (Sumber: Kalpakjian & Schmid, 2006)
Gambar 2.2. Tatanama pahat kanan (Sumber: Kalpakjian & Schmid, 2006)
Menurut Rochim (1993), setiap proses pemesinan terdapat lima elemen dasar yang perlu dipahami, yaitu :
1. Kecepatan potong (cutting speed ) : V (m/min) 2. Kecepatan makan (feeding speed) : Vf (mm/min) 3. Kedalaman potong (depth of cut) : a (mm) 4. Waktu pemotongan (cutting time) : tc (min) 5. Laju pembuangan geram (material removal rate) : Z (cm3/min) Elemen dasar pada proses bubut dapat diketahui menggunakan rumus yang dapat diturunkan berdasarkan gambar 2.3 berikut ini.
Gambar 2.3. Proses bubut (Sumber: Rochim, 1993)
Benda Kerja ; do = diameter awal (mm) dm = diameter akhir (mm)
lt = panjang pemesinan (mm) Pahat ; kr = sudut potong utama (0) γo = sudut geram (0)
Mesin Bubut ; a = kedalaman potong (mm) a =
2 d do − m
(mm) 2.1 f = gerak makan (mm/rev)
n = putaran poros utama (rpm)
Dengan diketahuinya besaran-besaran di atas sehingga kondisi pemotongan dapat diperoleh sebagai berikut :
1. Kecepatan potong V =
1000 π.d.n
(m/min) 2.2 dimana : d = diameter rata-rata
d =
2 d do+ m
≈do (m/min) 2.3
Kecepatan potong maksimal yang diizinkan tergantung pada :
a. Bahan benda kerja, dimana makin tinggi kekuatan bahan, makin rendah kecepatan potong.
b. Bahan pahat, dimana semakin tinggi kekerasan pahat, semakin tinggi kecepatan potong.
c. Besar asutan, dimana semakin besar gerak makan, semakin rendah kecepatan potong.
d. Kedalaman potong, dimana semakin besar kedalaman potong, semakin rendah kecepatan potong.
2. Kecepatan pemakanan Vf = f . n (mm/min) 2.4 3. Waktu pemotongan tc = f t V l (min) 2.5
4. Laju pembuangan geram Z = A . V (cm3/min) 2.6 A = f . a (mm2) 2.7
maka, Z = V . f . a (cm3/min) 2.8 dimana, A = penampang geram sebelum terpotong Sudut potong utama (principal cutting edge angle/kr) adalah sudut antara mata potong utama dengan laju pemakanan (Vf), besarnya sudut tersebut ditentukan oleh geometri pahat dan cara pemasangan pahat pada mesin bubut. Untuk nilai pemakanan (f) dan kedalaman potong (a) yang tetap maka sudut ini akan mempengaruhi lebar pemotongan (b) dan tebal geram sebelum terpotong (h) sebagai berikut : Lebar pemotongan b= r sin a κ (mm) 2.9
Tebal geram sebelum terpotong h =
r
sin f
κ (mm) 2.10
Dengan demikian penampang geram sebelum terpotong adalah :
A = f . a = b . h (mm) 2.11
2.2 Mesin Bubut CNC ET 242 2.2.1 Pengertian Mesin CNC
Mesin CNC (Computer Numerically Controlled) secara singkat dapat diartikan suatu mesin yang dikontrol oleh komputer dengan menggunakan bahasa numerik (perintah gerakan dan berhenti dengan menggunakan kode angka dan huruf) (Lilih, 2001). Misalnya jika diberikan perintah M04, maka spindel
mesin akan berputar berlawanan terhadap arah jarum jam, sedang jika diberikan perintah M03 maka spindel mesin akan berputar searah jarum jam.
Dengan adanya mesin CNC pekerjaan operator dapat dikurangi dan digantikan dengan perintah yang telah dimasukkan dalam mesin sehingga selama mesin sedang beroperasi, operator hanya mengawasi jalannya proses pemesinan benda kerja, tentunya hal ini mempermudah serta mempercepat pengerjaan suatu produk. Mesin CNC memiliki banyak keuntungan dibandingkan dengan mesin perkakas konvesionalsejenis. Keuntungan mesin CNC antara lain: produktivitas tinggi, ketelitian pengerjaan tinggi, waktu produksi lebih cepat, biaya pembuatan lebih murah, kapasitas produksi lebih besar, dapat digabung dengan mesin lain, dalam hal ini adalah mesin CAD/CAM dengan perangkat tambahan sehingga pemakaian mesin CNC akan lebih efektif, dan masih banyak lagi keuntungan mesin CNCyanglain. (Wirawan S, 2003).
Salah satu kelemahan dalam penggunaan fasilitas berteknologi tinggi seperti mesin CNC terutama pada harganya yang relatif mahal dan membutuhkan operator mesin yang memiliki pengetahuan yang cukup untuk dapat mengoperasikan mesin CNC. Selain itu mesin bubut CNC juga membutuhkan perawatan yang khusus. Penggunaan mesin CNC memiliki keunggulan yaitu ekonomis untuk pembuatan produk massal.
Secara umum mesin bubutCNC dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu mesin bubut CNC Training Unit (TU) dan Mesin bubut Production Unit
(PU). Kedua jenis mesin tersebut pada prinsip kerjanya sama hanya dalam penerapan dan penggunaannya yang berbeda. Mesin bubut CNC Training Unit
digunakan untuk latihan pembubutan dasar, mengerjakan pekerjaan ringan dan ukuran benda kerja yang relatif kecil. Mesin bubut CNC Production Unit
digunakan untuk membuat produk, sehingga mesin ini dilengkapi dengan aksesoris atau perlengkapan yang lebih kompleks dan mahal, seperti sistem cairan pendingin otomatis, sistem chuck otomatis, konveyor pembuangan tatal (chip) dan lain-lain. Salah satu contoh mesin bubut PU adalah mesin bubut CNC ET 242.
Gambar 2.4 Mesin bubut CNC ET 242
2.2.2 Prinsip Kerja Mesin Bubut CNC ET 242
Mesin bubut CNC ET 242 adalah mesin bubut yang dikontrol oleh komputer, sehingga semua gerakan akan berjalan secara otomatis sesuai dengan perintah program yang diberikan, sehingga dengan program yang sama mesin CNC dapat diperintahkan untuk mengulangi proses pelaksanaan program secara terus-menerus (kontinyu).
Mesin bubut CNCET 242 ini menggunakan sistem persumbuan dengan dasar sistem koordinat Carthesius (searah jarum jam). Sistem persumbuan tersebut seperti terlihat pada gambar dibawah
Gambar 2.5 Sumbu-sumbu mesin bubut CNC ET 242
Prinsip kerja mesin bubut CNC ET 242 adalah benda kerja berputar sedangkan tool bergerak kearah horizontal maupun vertikal. Untuk arah gerakan persumbuan tersebut diberi lambang persumbuan sebagai berikut:
1. Sumbu X bergerak ke arah vertikal (melintang) terhadap garis sumbu spindel mesin.
2. Sumbu Z bergerak ke arah horizontal (memanjang) terhadap garis sumbu spindel mesin.
2.2.3 Bagian-bagian Utama Mesin Bubut CNC ET 242 2.2.3.1 Sistem Pengendali
Sistem pengendali merupakan bagian dari mesin CNCberupa panel yang terdiri dari tombol-tombol dan dilengkapi dengan monitor. Selain itu sistem pengendali juga dilengkapi dengan perlengkapan tambahan. Sistem pengendali merupakan layanan langsung untuk berhubungan dengan operator. Bagan panel pengendali terlihat seperti gambar di bawah ini.
Gambar 2.6 Bagan panel pengendali mesin bubut CNC ET 242 (Sumber: Emco, 1990)
Keterangan gambar: 1. Monitor 2. Dek kaset
3. Tombol mode 4. Tombol address
5. Tombol angka 6. Tombol fungsi 7. Tombol softkey
8. Tombol jalan manual
9. Tombol kecepatan poros utama 10. Tombol perlengkapan
11. Tombol reset
12. Tombol mulai siklus 13. Tombol feedhold
14. Tombol kecepatan pengasutan 15. Tombol darurat
Fungsi dari setiap bagian dari pengendali diatas adalah sebagai berikut: 1. Monitor atau layar berfungsi untuk menampilkan informasi tentang
mode utama, submode, sajian dalam mm atau inci, nomor program, status antar aparat, alarm, sajian tombol-tombol pengendali yang aktif, pengaturan sumbu utama, dan penunjukkan kunci-kunci yang tidak terlihat dibalik layar (softkey).
2. Dek kaset berfungsi sebagai tempat pemasangan kaset pada mesin untuk pembacaan dan penyimpanan program ke kaset atau floppy disk.
3. Tombol mode berfungsi untuk mengatur mode utama mesin, terdiri dari empat tombol yaitu mode eksekusi, edit, manual dan otomatis.
4. Tombol address berfungsi untuk mengetik perintah address, terdiri dari tombol N, G, M, X, Z, U, W, V, F, S, T dan masing-masing dilengkapi fungsi kedua yaitu O, PSO, P, I, K, R, /, D, L dan TO.
5. Tombol angka berfungsi untuk memasukkan data berupa angka, terdiri dari tombol 0 sampai dengan 9, titik (.) dan +/-.
6. Tombol fungsi berfungsi untuk mengatur fungsi-fungsi tertentu, terdiri dari tombol STORE NEXT, PREV, MAN JOG, tombol pengatur kecepatan poros utama dan pengatur feed.
7. Tombol softkey berfungsi untuk memilih kunci-kunci yang tidak terlihat dibalik layar dan tergantung pada mode yang sedang aktif.
8. Tombol jalan manual berfungsi untuk menggerakkan eretan secara manual. 9. Tombol kecepatan poros utama berfungsi untuk mengatur kecepatan poros
utama.
10. Tombol perlengkapan berfungsi untuk mengaktifkan peralatan perlengkapan antara lain tombol pelumas dan penggerak bantu.
11. Tombol reset berfungsi untuk membersihkan tampilan layar dan menghentikan jalannya program.
12. Tombol mulai siklus berfungsi untuk memulai program.
13. Tombol feedhold berfungsi untuk menghentikan sementara gerakan feed. 14. Tombol kecepatan pengasutan berfungsi untuk mengatur kecepatan
pengasutan.
15. Tombol darurat berfungsi untuk menghentikan jalannya mesin (program) dalam keadaan darurat.
2.2.3.2 Bagian Mekanik 1. Motor utama
Motor utama adalah motor penggerak spindel untuk memutar benda kerja yang dicekam pada chuck. Motor yang digunakan adalah jenis motor arus bolak-balik (AC) dengan kecepatan yang bervariasi. Jenjang putaran motor adalah 1500 – 7000 rpm dan daya masukan 10 kW.
2. Eretan
Eretan (support) adalah bagian mesin bubut yang berfungsi sebagai penghantar pahat sepanjang alas mesin (bed). Eretan adalah gerak persumbuan jalannya mesin. Untuk mesin bubut CNC ET 242 mempunyai dua fungsi gerakan yaitu gerakan vertikal (sumbu X) dan horisontal (sumbu Z).
3. Motor penggerak eretan
Motor penggerak eretan berfungsi menggerakkan eretan secara vertikal maupun horizontal, masing-masing eretan mempunyai motor penggerak sendiri, yaitu penggerak sumbu X dan penggerak sumbu Z.
4. Stasiun Piranti
Stasiun piranti (turret) pada mesin bubut digunakan untuk menjepit pemegang alat potong (tool holder). Stasiun piranti terdiri dari 8 stasiun (tempat pemasangan tool holder) yang dapat diindeksikan baik secara manual maupun secara otomatis, dimana salah satunya merupakan tempat pemasangan setting gauge. Untuk proses pengerjaan dengan mesin bubut CNC dapat menggunakan lebih dari satu alat potong, karena 99 nomor data alat potong dapat tersimpan dalam memori mesin.
5. Pemegang alat potong
Pemegang alat potong (tool holder) yang digunakan pada mesin bubut adalah jenis penjepit manual. Fungsi penjepit digunakan untuk menjepit pahat agar dapat melakukan penyayatan benda kerja. Bentuk penjepit ini sesuai dengan bentuk rumah alat potong dan bentuk pahat yang digunakan. 6. Pahat (piranti potong)
Pahat merupakan piranti yang langsung bersentuhan dengan material benda kerja yang berputar sehingga terjadi proses pemotongan. Pahat sisipan yang dapat dipasang dan dilepas dari toolholder sering disebut juga dengan insert. Insert biasa dipakai pada mesin bubut CNC. Terdapat empat jenis pahat yang paling umum digunkan untuk pembubutan biasa yaitu pahat roughing, finishing (copying), parting-off (grooving) dan
threading. Huruf R pada tool data berarti radius ujung pahat dalam satuan milimeter, sedangkan huruf L berarti posisi pahat.
Gambar 2.7 Pahat roughing, finishing, grooving dan threading yang digunakan pada mesin bubut CNC ET 242.
2.2.4 Pengoperasian Mesin Bubut CNC ET 242
Pada mesin bubut CNC ET 242 terdapat 4 mode operasi yaitu mode otomatis, edit, eksekusi, dan manual, dimana masing masing mode diaktifkan dengan tombol AUTOMATIC, EDIT, EXC dan MAN. Mode edit berfungsi untuk melakukan pemuatan atau penulisan program secara langsung (on line) maupun dari kaset. Pada mode edit juga memungkinkan untuk mengedit program yang telah tersimpan. Pada mode manual, mesin dapat dioperasikan secara manual contohnya menggerakkan eretan, memutar poros spindel, mengindeksikan turret dan sebagainya. Hal ini dimungkinkan dengan cara menekan tombol yang sesuai dengan gerakan yang diinginkan. Pada mode eksekusi dan otomatis, mesin dapat dioperasikan dengan cara menjalankan program yang telah tersimpan dalam memori mesin dengan terlebih dahulu membuka program tersebut pada mode edit.
Mesin Bubut CNC ET 242 hanya dapat dioperasikan melalui panel pengendali. Panel pengendali adalah panel yang terdiri dari tombol-tombol yang berfungsi untuk mengendalikan operasi mesin. Panel pengendali terdiri dari beberapa kelompok tombol antara lain:
1. Tombol alamat (address) 2. Tombol mode
3. Tombol softkey
4. Tombol fungsi, dan 5. Tombol pengendali. a. Tombol alamat
Tombol alamat terdiri dari beberapa tombol beserta fungsinya seperti di bawah ini:
Tabel 2.1 Tombol alamat dan fungsinya.
Tombol Arti Fungsi
Alamat N Untuk nomor blok Alamat O Untuk nomor program
Alamat G Fungsi G
Alamat M Fungsi M
Alamat P Parameter dalam siklus Alamat X, Z Data jalan dalam absolut Alamat I, K Parameter titik pusat lingkaran Alamat U, W Data jalan dalam inkremental
Alamat R Parameter R
Garis miring Tanda untuk blok lompat Alamat F Asutan dan kisar ulir Alamat D Parameter siklus Alamat S Putaran spindel Alamat L Adres lompat
Memanggil program tersimpan
Alamat T Alat potong
Data alat potong Masukan data alat potong Sumber: Emco, 1990.
b. Tombol mode
Tombol mode berfungsi sebagai tombol untuk memilih mode yang akan diaktifkan. Tombol mode terdiri atas beberapa tombol yaitu:
Tabel 2.2 Tombol mode dan fungsinya.
Tombol Mode Fungsi
Manual Pelayanan manual
Edit Masukkan program dengan program relevan, masukan data untuk penggeseran dan alat potong, mode antar aparat, monitor pemakai.
Eksekusi - Pemrosesan buffer penyimpan blok.
- Pemanggilan alat potong dan penggeseran posisi sedemikian, sehingga harganya tersajikan pada mode manual.
- Mode JOG dengan suatu inkremen yang diinginkan.
Otomatis - Program tersimpan dapat dimulai dari blok manapun.
- Program tersimpan dijalankan dalam mode blok tunggal, mode blok lompat, mode penjajagan atau uji jalan tanpa gerakan sumbu sumbu.
Sumber: Emco, 1990. c. Tombol softkey
Tombol softkey berfungsi untuk memilih sub menu dari masing-masing mode dan tertera pada bagian bawah layar monitor.
i. Softkey pada mode manual antara lain grafik hidup, status, mode sajian, referensi dan ganti alat potong.
ii. Softkey pada mode eksekusi antara lain grafik hidup, status dan mode sajian.
iii. Softkey pada mode edit antara lain port kaset, port RS 232 dan port parallel.
iv. Softkey pada mode otomatis antara lain grafik hidup, ststus, mode sajian, penjajagan, tunggal dan lompat.
d. Tombol fungsi
Tombol fungsi berguna sebagai tombol yang berhubungan dengan penulisan program maupun perintah pada mesin.
Tabel 2.3 Tombol fungsi dan fungsinya. Tombol Mode Fungsi
Edit Eksekusi Manual
Dalam bidang CNC, ENTER berarti: - Menyimpan ke memori
Otomatis - Pemanggilan T atau Pencatat PSO, N, O, INT, pengambil alihan langsung data alat potong Edit
Eksekusi
Kata harus dikukuhkan dengan ENTER bila dimasukkan. Jika memasukkan kata misal G01, G01 muncul pada layar tapi tidak tersimpan sampai ENTER ditekan.
Manual Masukan harga F, S harus dikukuhkan dengan ENTER.
Edit Eksekusi
Melompat maju secara blok
Edit Eksekusi
Melompat kembali ke blok awal (tombol ENTER ditekan bersamaan dengan tombol SHIFT)
Edit Pemanggilan alat potong atau pencatat penggeseran posisi
Edit Eksekusi Manual Otomatis
SHIFT disini berarti mengalihkan. Bila tombol tersebut ditekan, LED tombol SHIFT menyala. LED nya akan padam, bila tombol ditekan kembali.
Edit Eksekusi Otomatis
Memilih alamat sebelah atas pada tombol alamat
Edit Eksekusi
Bila kursor berada pada kata, menekan tombol SHIFT dan ENTER bersamaan berarti kembali ke awal blok
Manual Spindel berputar berlawanan arah jarum jam bila menekan tombol SHIFT dan ON bersamaan
Edit Eksekusi
C.E. = Clear Entry – berarti menghapus masukan.
Edit Eksekusi
Menghapus masukan terakhir (angka) Edit
Eksekusi
Manual Otomatis Edit Eksekusi
C. BL. = Clear Block – berarti menghapus blok.
Edit Penghapusan blok dalam memori program dan
buffer penyimpan blok.
Eksekusi Penghapusan blok dalam buffer penyimpan blok Edit
Eksekusi Manual
C. W. = Clear Word – berarti menghapus kata. Kata harus dipilih.
Edit C. PR. = Clear Program – berarti menghapus program. Nomor program harus dipilih. Layar harus menyajikan "found/ ditemukan".
Edit Eksekusi Otomatis
Membuka halaman dari program terpanggil (secara blok).
Edit Penyimpanan blok dari buffer penyimpan blok ke dalam memori utama. Blok diakhiri dengan STORE NEXT. Pada saat yang sama terjadi lompatan ke blok berikutnya.
Catatan:
STORE NEXT harus ditekan meskipun setelah meralat dalam satu blok. Jika tidak harga ralatan tidak terambil alih ke dalam memori utama.
Edit Eksekusi Otomatis
Pengerjaan balik secara blok dalam program.
Sumber: Emco, 1990. e. Tombol pengendali
Tombol pengendali adalah tombol yang digunakan untuk mengendalikan mesin.
Tabel 2.4 Tombol pengendali dan fungsinya. Tombol Arti dan Fungsi
Tingkat putaran spindel Mengatur putaran spindel Tingkat asutan
Mengatur kecepatan asutan aktif sebesar 0% - 120% (kecuali pada penguliran)
Tombol gerak manual (Manual Jog)
Untuk mengerakkan eretan secara manual, tombol MAN JOG (manual jog) harus ditekan bersamaan dengan tombol arah.
Tombol spindel ON Menghidupkan spindel Tombol spindel OFF Mematikan spindel Tombol satu benda kerja
Mengaktifkan mode satu benda kerja Tombol pelumasan pusat
Menghidupkan dan mematikan pompa pelumasan Tombol penggerak bantu ON
Menghidupkan penggerak bantu (eretan) Tombol penggerak bantu OFF
Mematikan penggerak bantu (eretan) Tombol revolver pahat
Mengindeksikan revolver pahat, tombol revolver pahat harus ditekan bersamaan tombol MAN JOG
Tombol pendingin
Menghidupkan dan mematikan aliran air pendingin (coolant)
Tombol alat pencekam
Membuka dan menutup alat pencekam (chuck) Tombol kepala lepas (tailstock)
Menggerakkan sumbu kepala lepas Sumber: Emco, 1990.
2.2.5 Sistem Pemrograman Mesin Bubut CNC ET 242
Mesin CNC adalah mesin yang dikendalikan oleh perintah berupa kode numerik dimana kumpulan kode ini akan membentuk sebuah program NC. Suatu program NC berisi semua perintah dan informasi yang diperlukan untuk pengerjaan benda kerja (Emco, 1990). Maka, faktor yang penting pada pekerjaan mesin-mesin CNC adalah memrogram. Memrogram CNC adalah bagian persiapan pekerjaan dan meliputi pengetahuan mengenai bahasa mesin itu sendiri. Menurut Hollebrandse (1993), memrogram adalah menetapkan dalam kode dari posisi-posisi perkakas itu terhadap benda kerjanya, dimana diperhitungkan dengan aspek-aspek teknologi dari hasil pekerjaan dan kemungkinan-kemungkinannya dari mesin, perkakas dan benda kerja. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam menulis sebuah program CNC, antara lain:
1. Petunjuk-petunjuk benda kerja yang bersangkutan. 2. Metode-metode pengerjaan.
Seorang programmer harus mempunyai pengetahuan yang mendasar dan pengertian yang berhubungan dengan :
1. Gambar kerja. 2. Urutan pengerjaan.
3. Aspek teknologi pada metode produksi yang digunakan. 4. Teknik pemasangan/pemuatan benda kerja dan piranti.
Program itu dibangun dari perintah-perintah yang ditulis dalam kode ISO ataupun DIN, yang dapat dikerjakan dengan mengendalikannya. Sebuah program dibagi lagi dalam aturan-aturan, tiap aturan mulai dengan sebuah nomor aturan. Beberapa cara pengendalian menempatkan kata-kata dalam urutan tertentu. Cara pengendalian mesin CNC itu sebenarnya merupakan proses menyusun informasi, yang terdiri dari huruf-huruf dan angka-angka (kode alfanumerik), dalam
fungsi-fungsi mesin dan gerakan-gerakan. Dengan demikian, persyaratan agar hasil produksi sesuai keinginan perancang adalah bahwa cara-cara pengendalian itu telah berisi informasi dan cara yang benar.
Di dalam informasi dikenal dari sejumlah paket petunjuk, garis-garis arah dan untuk pembuatannya memerlukan syarat pengetahuan di bidang konstruksi dan pengetahuan yang lengkap atas mesin yang akan digunakan. Informasi tersebut dapat dibedakan menjadi:
1. Informasi geometri. 2. Informasi teknologi.
Informasi geometri adalah informasi yang berhubungan dengan bentuk dan ukuran dari bahan kasar (stock) dan bentuk akhir dan ukuran produk. Informasi geometri merupakan bagian program CNC yang berisi koordinat-koordinat lintasan atau titik posisi sumbu. Ada tiga jenis koordinat yang terdapat pada informasi geometri antara lain:
1. Point entry (positioning) adalah posisi (koordinat) peletakan awal tool
sebelum penyayatan.
2. Toolpath adalah titik – titik koordinat yang dilintasi oleh tool.
3. Point exit (lift off) adalah posisi (koordinat) pembebasan tool setelah penyayatan.
Informasi teknologi berisi antara lain tentang kecepatan pemakanan atau asutan (feeding) dan kecepatan putaran spindel, dimana harus memperhitungkan beberapa hal antara lain:
1. Material benda kerja
2. Piranti-piranti yang digunakan
3. Kondisi pembubutan (kecepatan potong, asutan dan kedalaman potong) 4. Metode pemasangan piranti/pemuatan benda kerja
5. Pengerjaan dan urutannya satu sama lain
6. Toleransi ukuran dan bentuk, kualitas permukaan, piranti-piranti dan petunjuk-petunjuk pembubutan.
2.2.5.1Struktur Program Emcotronic TM 02
Menurut Widarto (2008), suatu program NC, dilihat dari segi struktur isinya terdiri dari tiga bagian utama, yaitu bagian pembuka, bagian isi, dan bagian penutup. Bagian pembuka selalu terletak pada bagian awal program, bagian isi terletak pada bagian tengah, dan bagian penutup terletak pada bagian akhir program
Bagian pembuka (header) adalah bagian awal program yang berisi perintah-perintah pengoperasian awal suatu mesin perkakas, sebelum langkah pemesinan utama (pemotongan) dimulai. Perintah-perintah yang termasuk dalam bagian pembuka sebagai berikut:
1. Perintah untuk memindahkan titik nol mesin ke posisi tertentu agar berimpit dengan titik nol benda kerja. Perintah ini disebut pemindahan titik nol mesin (Position Shift Offset atau disingkat PSO).
2. Perintah pemilihan sistem pemrograman, apakah dikehendaki mesin bekerja dengan sistem absolut atau inkremental.
3. Perintah menentukan jumlah putaran spindel mesin dan arah putarannya. 4. Perintah menentukan besarnya kecepatan pemakanan (feeding).
5. Perintah memilih jenis alat potong dan tool offset. 6. Perintah mengalirkan air pendingin.
Bagian isi suatu program NC adalah bagian inti dari pekerjaan pemesinan. Perintah-perintah pada bagian isi meliputi perintah gerak relatif alat potong terhadap benda kerja menuju titik-titik koordinat yang telah ditentukan guna melakukan proses pemotongan. Proses-proses ini dapat berupa gerak interpolasi lurus, interpolasi radius, gerakan pemosisian, membuat lubang (drilling), proses penguliran (threading), pembuatan alur (grooving), dan sebagainya tergantung dari bentuk geometri produk yang akan dihasilkan.
Bagian penutup program (footer) berisi perintah-perintah untuk mengakhiri suatu proses pemesinan. Inti perintahnya adalah memberi instruksi kepada mesin untuk berhenti dan melepas benda kerja yang telah selesai dikerjakan dan memasang benda kerja baru untuk proses pembuatan produk sejenis berikutnya. Perintah pada bagian penutup adalah perintah kebalikan atau
berfungsi membatalkan perintah yang diberikan pada bagian pembuka dan biasanya meliputi:
1. Perintah menghentikan aliran cairan pendingin 2. Perintah menghentikan putaran spindel mesin 3. Perintah pembatalan PSO
4. Perintah pembatalan kompensasi pahat, dan 5. Perintah menutup program (end-program).
Bahasa pemrograman mesin yang mendasar adalah kode ISO. Akan tetapi tidak semua pabrik memakai standar ISO ataupun DIN. Sebuah program dalam kode ISO dibangun dari kolom-kolom dan aturan-aturan. Jumlah kolom ditentukan oleh sejumlah fungsi. Sebuah program terdiri dari huruf-huruf, angka-angka dan karakter-karakter secara berurutan.
Menurut Smid (2003), terdapat beberapa istilah dasar pada pemrograman pada mesin bubut CNC antara lain karakter, kata, blok dan program. Pada mesin bubut CNC ET 242 istilah-istilah tersebut disertai ketentuan yang harus diikuti dalam memrogram mesin bersangkutan.
1. Karakter
Tiap unsur informasi, dalam hal ini dapat huruf, angka, titik, tanda plus atau minusatau karakter khusus.
2. Aturan (block) :
Suatu aturan terdiri dari kumpulan kata-kata dan berisi semua informasi untuk melaksanakan sebuah pengerjaan. Sebuah aturan atau kaidah disebut juga blok. Dalam petunjuk pemrograman mesin, dicantumkan pula berbagai fungsi yang dapat diprogram dalam satu aturan. Sebuah sistem yang bekerja dengan alamat-alamat, memberikan urutan petunjuk untuk dipertukarkan dalam sebuah aturan, karena alamat-alamat itu mengirim beberapa petunjuk-petunjuk ke daftar-daftar yang sesuai. Agar jelas dan sejauh mungkin mengurangi kesalahan-kesalahan yang sekiranya ada, maka disarankan dibuat dengan urutan yang tetap.
Panjang blok maksimal dapat bervariasi antara 3 dan 4 baris tergantung pada kata-kata yang diprogram. Bila panjang blok maksimal terlampaui, muncul alarm 650. Untuk mencapai struktur program yang
jelas, dianjurkan menyusunnya yang logis. Suatu blok biasanya terdiri atas beberapa kata.
3. Alamat (address)
Sebuah alamat (address)adalah suatu huruf yang berhubungan dengan arti yang tertentu. Sebuah huruf dalam kata itu disebut alamat (kebanyakan dari merupakan huruf permulaan dari sebuah kata dalam bahasa Inggris). Dengan cara pengalamatan, maka cara pengendalian dibedakan dalam berbagai perintah-perintah. Sejumlah kata-kata bersama membentuk suatu cara pengendalian instruksi yang dapat dilaksanakan. Dalam sebuah aturan program dapat terjadi informasi sebagai berikut:
Gambar 2.8 Struktur program pada sebuah blok (Sumber: Hollebrandse, 1993)
4. Kata (word):
Suatu kata terdiri dari sebuah huruf dan beberapa angka (alamat dan sebuah bilangan). Kata terdiri atas satu huruf (address) dan kombinasi angka. Setiap alamat (address) mempunyai arti tertentu, menurut harga gabungan numeris yang sesuai. Address-address dan artinya, diuraikan dalam petunjuk pemrograman mesin yang bersangkutan.
2.2.5.2Uraian Tentang Alamat (Address) 1. Alamat N
Nomor aturan dipakai untuk menetapkan aturan-aturan. Pekerjaan diselesaikan menurut aturan yang diprogramkan, jadi tidak dalam urutan angka, tetapi dalam urutan seperti yang dituliskan. Nomor aturan menjadi
penting dalam pengerjaannya mengingat program-program di bawahnya atau untuk menginformasikan aturan-aturan yang harus diulangi.
2. Alamat X, Z, U, W, I dan K
Titik tujuan dalam sistem koordinat absolut ditetapkan dengan X dan Z. Sistem koordinat aslinya adalah M (titik nol mesin) atau titik W (titik nol benda kerja) yang dapat ditentukan dengan PSO. Ukuran X diberikan sebagai diameter (penetapan pabrik). Dengan parameter L0, bit 0 pada monitor pemakai juga dapat menetapkan pemrograman X sebagai radius. Data jalannya dalam inkremental diberikan dengan U dan W, sedangkan I dan K adalah parameter interpolasi untuk pemrograman busur lingkaran. 3. Alamat G
Alamat G merupakan fungsi persiapan yang bertujuan agar mesin mempersiapkan diri untuk melaksanakan perintah-perintah tertentu. Di sini kita bedakan menjadi Fungsi-fungsi persiapan gerakan, misalnya G00, G01, G02 dan G03; dan fungsi-fungsi persiapan setelan pendahulu, misalnya G90, G91, dan G56.
Sebuah fungsi persiapan gerakan bersamaan dari petunjuk-petunjuk dimensi dan menimbulkan perpindahan-perpindahan eretan.
Sebuah fungsi persiapan penyetelan pendahulu adalah sangat penting dalam hal pengendalian pengerjaan.
Tabel 2.5 Struktur dan status mula fungsi G pengendali ET 242 Grup 0 * * * * * * G00 G01 G02 G03 G04 G33 G84 G85 G86 G87 G88 Gerakan cepat Interpolasi lurus
Interpolasi melingkar searah jarum jam
Interpolasi melingkar berlawanan arah jarum jam Waktu tinggal diam
Pemotongan ulir dalam blok tunggal
Siklus pembubutan memanjang dan melintang Siklus penguliran
Siklus pengaluran
Siklus pemboran dengan pemutusan tatal Siklus pemboran dengan penarikan kembali
Grup 1 **
G96 G97
Kecepatan potong konstan Kecepatan putaran konstan Grup 2
** G94 G95
Data asutan dalam mm/min atau 1/100 inci/min Data asutan dalam μm/rev. atau 1/10.000 inci/rev. Grup 3 ** G53
G54 G55
Membatalkan titik nol benda kerja 1 dan 2 Memanggil titik nol benda kerja 1
Memanggil titik nol benda kerja 2 Grup 4 * G92 1. Pembatasan kecepatan
2. Penggantian koordinat titik nol benda kerja PSO 5 Grup 5 ** G56
G57 G58 G59
Membatalkan titik nol benda kerja 3, 4 dan 5 Memanggil titik nol benda kerja 3
Memanggil titik nol benda kerja 4 Memanggil titik nol benda kerja 5 Grup 6 * * * G25 G26 G27
Memanggil sub program Memanggil program poligon Lompat tanpa syarat
Grup 7 □ □ **
G70 G71
Data pengukuran dalam inci Data pengukuran dalam mm Grup 8 ** G40
G41 G42
Netralisasi koreksi tool Koreksi tool ke arah kiri Koreksi tool ke arah kanan Sumber: Emco, 1990.
Keterangan:
* Efektif secara blok ** Status Mula
□ Status mula dapat ditentukan dalam mode monitor pemakai (MON) 4. Alamat M
Alamat M (Miscellaneous) merupakan fungsi pembantu yang memberi informasi tentang arah putaran, pendingin, proses gerak dan memasukkan atau mencabut saklar fungsi-fungsi mesin tertentu. Dengan alamat M, fungsi pemindah atau fungsi lain dapat dipanggil.
Tabel 2.6 Struktur dan status mula fungsi M pengendali ET 242
Grup 0 M03
M04 M05 M19
Putaran sumbu utama searah jarum jam
Putaran sumbu utama berlawanan arah jarum jam Sumbu utama berhenti
Sumbu utama berhenti tepat Grup 1
**
M38 M39
Berhenti tepat, aktif Berhenti tepat, batal Grup 2 * * * M00 M17 M30 Berhenti terprogram Sub program berakhir
Program berakhir dan kembali keawal program Grup 3 ** M08 M09 Pendingin hidup Pendingin mati Grup 5 M25 M26
Alat pencekam membuka Alat pencekam menutup
Grup 6 M20
M21
Sumbu kepala lepas mundur Sumbu kepala lepas maju
Grup 7 M23
M24
Penangkap benda kerja mundur Penangkap benda kerja maju Grup 8 □
□
M50 M51
Pembatalan logik arah revolver pahat Pemilihan logik arah revolver pahat Grup 9 **□
□
M52 M53
Pembatalan pintu pelindung tatal otomatis Pengaktifan pintu pelindung tatal otomatis Sumber: Emco, 1990.
Catatan:
* Efektif secara blok ** Status mula
□ Status mula dapat ditentukan dalam mode monitor pemakai (MON) 5. Alamat S
Besar putaran atau kecepatan potong (V) diprogram dengan alamat S (speed). Pada mesin mesin bubut mempunyai beberapa kemungkinan, tergantung dari kode G yang diaktifkan. Beberapa ketentuan pada alamat S anatara lain:
a) S dalam hubungannya dengan G96.
Kecepatan potong diprogram dalam mm/menit atau inchi/menit. Kode G96 itu dengan alamat S100 artinya kecepatan potong konstan 100 m/menit.
b) S dalam hubungannya dengan G97.
Kecepatan putaran sumbu utama diprogram dalam putaran/menit. Kode G97 yang diikuti oleh alamat S1000 itu artinya jumlah putaran konstan 1000 putaran/menit.
c) S dalam blok dengan G92
Di program batas kecepatan sumbu utama tertinggi. Kode G92 yang diikuti oleh alamat S3000 artinya jumlah putaran tertinggi 3000 putaran/menit.
d) S dalam blok dengan M19.
Di program posisi berhenti dari sumbu utama. 6. Alamat F
Kecepatan asutan (Vf) itu diprogram dengan alamat F (feed). Pada mesin bubut, kecepatan tersebut dinyatakan dalam μm/putaran. Penunjukkan F100 dalam sebuah program bubut berarti 100 μm/putaran dan sama dengan 0,1 mm/putaran. Menjalankan dalam mm/menit atau mm/putaran tergantung pada kode G yang aktif, dimana berlaku ketentuan:
a) F dalam hubungannya dengan G94.
Dengan alamat F, asutan diprogram sebagai kecepatan asutan dalam mm/menit (inchi/menit).
b) F dalam hubungannya dengan G95.
Asutan ditetapkan dalam μm/putaran atau inchi/putaran.
c) F dalam hubungannya G33 dan G85.
Dengan F diprogram kisar ulir dalam mm dan inchi. Saat sakelar mesin bubut diaktifkan maka G95 otomatis akan dipanggil. Selama program bekerja, untuk hampir semua mesin CNC kecepatan asutannya masih mungkin untuk diatur dengan tombol tingkat asutan (feedrate).
7. Alamat R, P dan D
Pada R dituliskan radius ujung pahat. Jenis pelaksanaan khusus dalam siklus diprogram dengan parameter P dan D.
8. Alamat O
Alamat O ditetapkan untuk nomor-nomor program NC. Nomor program ini dipakai sebagai tanda pengenal, misal dari program yang tersimpan pada kaset dan sebagai tanda awal program.
9. Alamat T
Alamat T (tool) dilengkapi dengan sebuah bilangan untuk memberikan informasi stasiun piranti yang harus diaktifkan. Pada beberapa cara pengendalian, nomor piranti diikuti langsung oleh nomor koreksi tool (tool offset). Dengan kata T, alat potong (posisi revolver pahat) dan data pahat dipanggil. Misalnya T0101 memiliki arti stasiun piranti yang diaktifkan adalah stasiun nomor 01 dan data tool yang aktif adalah nomor 01.
10. Alamat L
Dalam kebanyakan cara-cara pengendalian, huruf L (loop) digunakan untuk membuat sebuah pengulangan. Dengan menempatkan L di belakangnya, maka kita informasi berapa kali sebuah bagian tertentu dari program harus diulangi. Alamat L juga dipakai sebagai pencatat posisi pahat.
11. / (tanda belah) atau blockship
Untuk beberapa hal (percobaan pemotongan, produksi masal) adalah bermanfaat jika blok-blok dapat dilompati. Blok-blok yang dilompati ditandai dengan garis miring. Garis miring ini harus ditempatkan setelah nomor bloknya.
2.2.5.3Ketentuan Urutan Kata-kata pada Emcotronic TM 02
Selain dari urutan X(U), Z(W) dalam siklus G84, G85, G86, tidak ada ketentuan mutlak tentang urutan kata. Namun, untuk memperoleh struktur program yang jelas, diharapkan memperhatikan urutan-urutan berikut ini:
a. Setiap blok dimulai dengan nomor blok. b. Fungsi G harap diprogram setelah nomor blok.
c. Jika diprogram G02, G03 parameter interpolasi I, K harap diprogram setelah X (U), Z (W).
d. Jika diprogram siklus, parameter diprogram setelah alamat X (U), Z (W). e. Kata F (kisar ulir).
f. Kata S (kecepatan putaran sumbu utama, kecepatan potong). g. Kata T (address alat potong).
h. Kata M (fungsi tambahan).
Beberapa ketentuan tambahan yang berlaku: 1) Beberapa fungsi G dan M dari kelompok yang sama
Jika dua atau lebih fungsi G atau M dari kelompok yang sama dari satu blok (tak berarti) fungsi yang diprogram terakhir efektif.
2) Kata kata yang sama dalam satu blok
Selain dari kata G dan M, yang berlaku yang dimasukan terakhir. 3) Kata G dan M yang sama dari kelompok yang sama dalam satu blok
Dengan kata G dan M dari kelompok yang sama yang berlaku adalah yang dimasukkan terakhir.
4) Pemrograman titik desimal
Harga harga X, Z, U, W, Po, P2,1, K harus diprogram dengan titik desimal, tanpa titik desimal harga-harga akan dianggap sebagai μm (pada G71) atau 1/10000 inchi (G70) nol didepan dan nol berikutnya harus diprogram.
2.2.6 Metode Pemrograman Mesin CNC
Untuk dapat mengendalikan mesin CNC, harus dilakukan pemrograman. Program yang dibuat harus dimasukkan ke mesin. Menurut Hollebrandse (1993), berdasarkan cara pemuatan program ke mesin, metode pemrograman dibedakan menjadi pemrograman manual, pemrograman dialog, pemrograman eksternal, dan pemrograman dengan menggunakan komputer eksternal.
2.2.6.1Pemrograman Manual
Pemrograman manual adalah metode pemrograman yang langsung dilakukan pada mesin (online program). Hal ini dimungkinkan, karena pada
mesin telah disediakan fasilitas untuk pemuatan program yaitu dengan menggunakan tombol-tombol keyboard pada mesin. Dalam metode pemrograman ini, seorang operator harus mengetik langsung program dengan benar. Pemrograman dengan metode ini memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan sebagai berikut:
Tabel 2.7 Kelebihan dan kekurangan metode pemrograman manual.
Kelebihan Kekurangan
1. Cepat, dapat dikerjakan satu orang. 2. Bagi seorang operator, pekerjaan ini
sangat mengasyikan, sehingga akan mengenali mesin dengan lebih baik dan pada akhirnya dia akan lebih faham dan terampil.
3. Penghapusan program lebih sederhana dan proses kerjanya menjadi lebih luwes.
4. Bagi pemula, dia dapat mulai bekerja dengan peraturan-pertauran organisasi manual.
1. Terbatas untuk program yang pendek. Hal ini berkaitan dengan kemampuan dan daya tahan manusia untuk berdiri di depan mesin.
2. Selama pengetikan program tidak mungkin untuk terus berproduksi. 3. Banyak waktu yang dibutuhkan
untuk memeriksa kesalahan-kesalahan yang terjadi.
4. Diperlukan keahlian yang cukup tinggi dari operator.
5. Tergantung pada tipe dan jenis mesin (tidak universal).
Sumber: Hollebrandse, 1993.
2.2.6.2Pemrograman Dialog
Suatu cara pengendalian lainnya adalah pengendalian dengan memanfaatkan menu (dialog). Misalnya, setelah memasukkan siklus akan mendapatkan pertanyaan terhadap alamat-alamat tertentu yang muncul di layar-gambar. Seorang programmer harus menjawab pertanyaan itu terlebih dulu, sebelum dapat memulai aturan berikutnya. Dengan demikian, cara pengendalian ini sangat membantu pemrograman.
Keuntungan pengendalian dengan bantuan dan fasilitas dialog adalah pengendali mengatur sendiri pemrograman sebuah siklus yang tetap atau setelah
beberapa kode G, maka pada semua alamat yang penting terdapat informasi, lupa akan sebuah alamat menjadi tidak mungkin tetapi bukan berarti tidak mungkin melakukan kesalahan-kesalahan.
Sedangkan kekurangan metode ini adalah untuk produk yang sulit, metode ini juga sering menyulitkan pemakainya.
2.2.6.3Pemrograman Eksternal
Langkah perbaikan yang dilakukan guna lebih meningkatkan efesiensi proses produksi, diciptakan alat bantu untuk membuat program. Program yang dibuat dinyatakan dalam bentuk kode G ISO. Pada awal perkembangannya, pembuatan program dilakukan dengan menggunakan alat bantu teletip yang dihubungkan melalui perangkat pelubang (punch), guna membuat pita berlubang (ponsband). Dengan menggunakan alat khusus (tape reader), pita berlubang tersebut dipasang dan program termuat pada mesin. Untuk memuatnya ke dalam mesin digunakan perangkat atau alat bantu berbentuk disket atau melalui interface
seperti RS 232 C. Keuntungan dan kekurangan yang dimiliki oleh metode ini adalah:
Tabel 2.8 Kelebihan dan kekurangan metode pemrograman eksternal.
Kelebihan Kekurangan
1. Program dapat dibuat dalam lingkungan yang tenang dan tempat kerja yang murah.
2. Selama penulisan program mesin dapat terus beroperasi.
3. Sebelum pengujian langsung pada mesin, program dapat disimulasikan terlebih dahulu di dulu dalam PC. 4. Cara penyimpanan dan penghapusan
program amat sederhana.
1. Tidak seragam atau universal, tergantung pada jenis mesin yang digunakan.
2. Kurang cocok untuk bentuk-bentuk produk yang kompleks, karena titik-titik target harus dihitung.
2.2.6.4Pemrograman dengan Bantuan Komputer Eksternal
Pemrograman dengan bantuan komputer eksternal, memudahkan
programmer dalam penentuan informasi geometris (titik-titik koordinat target) dengan bantuan sistem pemrograman yang menggunakan komputer yang dilengkapi dengan fasilitas CAD (Computer Aided Design) dan CAM (Computer Aided Manufacturing). CAD digunakan untuk mendesain gambar produk, sedangkan CAM digunakan untuk membuat program dalam membentuk produk sesuai dengan gambar. Dengan bantuan CAM ini, kita diberi kesempatan untuk membuat rancana pengerjaan suatu produk sesuai dengan langkah sebenarnya. Selain itu, informasi geometris (koordinat-koordinat target) dari gambar produk dapat diketahui langsung. Keuntungan dan kekurangan yang dimiliki oleh metode pemrograman ini adalah:
Tabel 2.9 Kelebihan dan kekurangan metode pemrograman dengan bantuan komputer eksternal.
Kelebihan Kekurangan
1. Program input yang digunakan seragam.
2. Dapat digunakan untuk membuat program pada kontur benda kerja yang rumit.
3. Waktu produksi setiap produk dapat diketahui.
4. Pengalihan data dapat berjalan melalui komputer.
5. Pembuatan program dapat dilakukan pada tempat yang tenang dan memberikan hasil yang lebih baik.
1. Dalam membuat program,
programmer harus terlebih dulu memiliki pengetahuan tambahan tentang metode pengerjaan, cara pemasangan benda kerja, dan penentuan dan perencanaan harga produksi.
Sumber: Hollebrandse, 1993.
Berdasarkan metode pengukuran, metode pemrograman dapat dibedakan menjadi metode pemrograman absolut dan inkremental.
a. Metode pemrograman absolut adalah metode pemrograman yang menggunakan satu titik acuan tetap. Metode pemrograman absolut ini
terdiri dari dua jenis, yaitu metode pemrograman absolut dengan penetapan dan metode pemrograman tanpa penetapan. Dalam metode pemrograman absolut tanpa penetapan, acuan yang digunakan adalah posisi pahat sebelum digerakkan, sedangkan program absolut dengan penetapan, titik acuannya menggunakan titik perpotongan antara garis sumbu dan sisi permukaan bagian luar benda kerja. Pada sistem ini pemasukan data lintasan pahat selalu dihitung dari titik awal pahat yaitu X=0 dan Z=0. Metode absolut memiliki keakuratan tinggi, tetapi akan menimbulkan kesulitan bila membuat benda kerja yang rumit. b. Metode pemrograman inkrimental (relatif) adalah metode pemrograman
yang tidak menggunakan satu titik acuan, tetapi berubah-ubah. Artinya, koordinat akhir dari suatu pergerakan digunakan sebagai acuan untuk pergerakan berikutnya. Pada sistem ini pemasukan data lintasan pahat selalu dihitung dari titik akhir lintasan pahat sebelumnya, X dan Z berubah-ubah tergantung posisi akhir dari pahat.
c. Metode pemrograman kombinasi adalah metode pemrograman yang menggunakan metode absolut dan inkremental sekaligus. Pada beberapa sistem kendali CNC misalnya Emcotronic metode ini dipakai untuk parameter pada interpolasi lurus maupun melingkar. Metode pemrograman ini sangat menguntungkan karena akan mempermudah dan menyederhanakan pengukuran suatu titik koordinat pada suatu toolpath.
2.2.7 Standar Kode Pemrograman
Pengendalian mesin CNC menggunakan perintah berupa informasi yang harus diubah menjadi kode-kode yang dapat dimengerti oleh mesin. Pemakaian kode-kode pada mesin CNC dapat menggunakan berbagai standar pemrograman yang berlaku, diantaranya, DIN (Deutsches Institut fur Normung) 66025, ISO (International Organization for Standardization) 6983. Standar DIN 66025 umumnya dipakai oleh mesin CNC buatan eropa misalnya Emco, sedangkan standar ISO 6983 umumnya dipakai oleh mesin CNC buatan Jepang misalnya Fanuc.
2.2.7.1 Standar DIN 66025
Standar DIN (Deutsches Institut fur Normung) merupakan standar industri yang dibuat Jerman dan banyak dipakai oleh negara-negara di eropa. Salah satu mesin CNC yang menggunakan standar ini adalah mesin buatan Emco yang berasal dari Austria. Standar DIN yang mengatur tentang kode pemrograman mesin CNC termuat dalam standar DIN 66025. Standar tersebut mencakup standar untuk pemrograman mesin CNC milling dan turning. Dalam hal ini yang akan dibahas adalah standar untuk turning. Standar pemrograman CNC dibagi menjadi tiga bagian yaitu standar untuk huruf alamat (address), fungsi G dan fungsi M. Di bawah ini akan diberikan ringkasan dari masing-masing bagian tersebut.
Tabel 2.10 Standar DIN 66025 untuk huruf alamat (address).
Tanda Arti Tanda Arti
A Gerakan melingkar mengelilingi sumbu X. N Nomor blok. B Gerakan melingkar mengelilingi sumbu Y. O (Tidak terpakai). C Gerakan melingkar mengelilingi sumbu Z.
P Gerakan ketiga sejajar sumbu X atau parameter untuk kompensasi alat potong.
D Gerakan melingkar
mengelilingi sumbu lain atau asutan ketiga.
Q Gerakan ketiga sejajar sumbu Y atau parameter untuk kompensasi alat potong.
E Gerakan melingkar
mengelilingi sumbu lain atau asutan ke dua.
R Gerakan ketiga sejajar sumbu Z atau gerakan cepat dalam arah sumbu Z, atau parameter untuk kompensasi alat potong.
F Asutan. S Putaran sumbu utama.
G Fungsi jalan. T Alat potong.
H (Tersedia bebas). U Gerakan kedua sejajar sumbu X. I Parameter interpolasi atau
kisar ulir sejajar sumbu X.
J Parameter interpolasi atau kisar ulir sejajar sumbu Y.
W Gerakan kedua paralel sumbu Z.
K Parameter interpolasi atau kisar ulir sejajar sumbu Z.
X Gerakan dalam arah sumbu X.
L (Tersedia bebas). Y Gerakan dalam arah sumbu Y. M Fungsi tambahan. Z Gerakan dalam arah sumbu Z. Sumber: Emco, 1990. (Kutipan dari DIN 66025, lembaran 1, edisi 2.72)
Tabel 2.11 Standar DIN 66025 untuk fungsi G.
Fungsi Arti Fungsi Arti
G00 Pengaturan posisi dengan gerakan cepat.
G41-G52
Penggeseran alat potong.
G01 Interpolasi linear. G53 Pembatalan penggeseran. G02 Interpolasi melingkar dalam
arah jarum jam.
G54-G59
Penggeseran.
G03 Interpolasi melingkar dalam lawan arah jarum jam.
H60 Berhenti tepat, tingkat 1 (halus).
G04 Waktu tinggal diam. H61 Berhenti tepat, tingkat 2 (menengah).
G06 Interpolasi parabola. H62 Berhenti cepat (kasar). G08 Penambahan kecepatan. G63 Penguliran dengan tap.
G09 Pengurangan kecepatan. G80 Pembatalan siklus siklus pengerjaan.
G17 Pemilihan bidang XY. G81-G89
Siklus-siklus pengerjaan.
G18 Pemilihan bidan XZ. G90 Penetapan ukuran absolut. G19 Pemilihan bidan YZ. G91 Penetapan ukuran inkremental.
G25-G29
Dapat dipakai bebas senantiasa.
G92 Penggeseran titik referensi terprogram.
G33 Pemotongan ulir, kisar konstan.
G93 Penguncian asutan banding waktu timbel balik.
G34 Pemotongan ulir, penambahan kisar konstan.
G94 Penetapan langsung asutan dalam mm/men.
G35 Pemotongan ulir,
pengurangan kisar konstan.
G95 Penetapan langsung asutan dalam mm/put.
G36-G39
Dapat dipakai bebas senatiasa.
G96 Kecepatan potong.
G40 Pembatalan penggeseran alat potong.
G97 Penetapan G98: jumlah putaran langsung.
Sumber: Emco, 1990. (Kutipan dari DIN 66025, lembaran 1, edisi mei 1972). Tabel 2.12 Standar DIN 66025 untuk fungsi M.
Fungsi Arti Fungsi Arti
M00 Berhenti terprogram. M15 Gerakan kearah plus. M01 Berhenti altenatif. M16 Gerakan kearah minus.
M02 Akhir program. M19 Sumbu utama berhenti dalam kedudukan akhir tertentu.
M03 Putaran sumbu utama searah jarum jam.
M30 Pita berlubang berakhir.
M04 Putaran sumbu utama berlawanan arah jarum jam.
M31 Pembatalan penguncian. M05 Sumbu utama berhenti.
M36-M37
Jenjang asutan.
M06 Penggantian pahat. M38-M39
Jenjang putaran sumbu utama.
M07 Pendingin 1. hidup. M40-M45
Pengaturan roda gigi transmisi.
M08 Pendingin 2. hidup. M50 Pendingin 3 hidup. M09 Pendingin mati. M51 Pendingn 4 hidup.
M10 Mencekam.
M55-M56
Penggeseran pahat.
M13 Spindel berputar searah jarum jam dan pendingin hidup.
M61-M62
Penggeseran benda kerja.
M14 Spindel berputar berlawanan jarum jam dan pendingin hidup.
M71-M72
Penggeseran putar bendakerja.
Sumber: Emco, 1990. (Kutipan dari DIN 66025, lembaran 2, edisi mei 1972). 2.2.7.2Standar ISO 6983
Standar ISO (International Organization for Standardization) merupakan standar industri yang dibuat oleh organisasi standarisasi internasional dan standar industri yang paling banyak dipakai oleh negara-negara di dunia. Salah satu mesin CNC yang menggunakan standar tersebut adalah mesin buatan Fanuc yang berasal dari Jepang. Standar ISO yang mengatur tentang kode pemrograman mesin CNC termuat dalam standar ISO 6983. Pada dasarnya, standar DIN 66025 dan ISO 6983 merupakan standar yang hampir sama, hanya ada beberapa fungsi G dan M yang berbeda. Standar tersebut mencakup standar untuk pemrograman mesin CNC milling dan turning. Dalam hal ini yang akan dibahas adalah standar untuk
turning. Standar pemrograman CNC dibagi menjadi tiga bagian utama yaitu standar untuk huruf alamat (address), fungsi G dan fungsi M. Di bawah ini akan diberikan ringkasan dari masing-masing bagian tersebut.
Tabel 2.13 Standar ISO 6983 untuk huruf alamat (address).
Tanda Arti Tanda Arti
A Gerakan melingkar mengelilingi sumbu X. N Nomor blok. B Gerakan melingkar mengelilingi sumbu Y. O Nama program. C Gerakan melingkar mengelilingi sumbu Z. P Parameter siklus.
D Kompensasi diameter alat potong.
Q Kenaikan jumlah langkah dalam siklus.
E Asutan presisi untuk
penguliran.
R Parameter pada siklus atau kompensasi alat potong.
F Asutan. S Putaran sumbu utama.
G Fungsi jalan. T Alat potong.
H Koreksi panjang tool. U Gerakan kedua sejajar sumbu X. I Parameter interpolasi atau
kisar ulir sejajar sumbu X.
V Gerakan kedua sejajar sumbu Y.
J Parameter interpolasi atau kisar ulir sejajar sumbu Y.
W Gerakan kedua sejajar sumbu Z.
K Parameter interpolasi atau kisar ulir sejajar sumbu Z.
X Gerakan dalam arah sumbu X.
L Pengulangan siklus tetap. Y Gerakan dalam arah sumbu Y. M Fungsi tambahan. Z Gerakan dalam arah sumbu Z. Sumber: www.wikipedia.com
Tabel 2.14 Standar ISO 6983 untuk fungsi G.
Fungsi Arti Fungsi Arti
G00 Pengaturan posisi dengan gerakan cepat.
G52 Pengaturan koordinat lokal.
G01 Interpolasi linear. G53 Pengaturan koordinat mesin. G02 Interpolasi melingkar searah
jarum jam.
G54-G59
Penggeseran titik referensi terprogram.
G03 Interpolasi melingkar
berlawanan arah jarum jam.
G61 Mode berhenti tepat. G04 Waktu tinggal diam. G62 Mode sudut otomatis. G09 Cek berhenti tepat. G64 Mode pemotongan. G10 Input data terprogram. G65 Pemanggilan makro biasa. G11 Mode pengaturan data batal. G66 Pemanggilan modal makro. G20 Data masukan dalam inchi G67 Pembatalan modal makro. G21 Data masukan dalam mm. G68 Bayangan cermin turret ganda. G22 Cek langkah tersimpan ON G69 cermin turret ganda.
G23 Cek langkah tersimpan OFF G70 Siklus finishing.
G25 Deteksi fluktuasi putaran spindel aktif
G26 Deteksi fluktuasi putaran spindel non aktif
G72 Siklus roughing – sumbu X.
G27 Cek posisi nol mesin G73 Siklus pengulangan pola. G28 Kembali ke titik referensi 1. G74 Siklus pengeboran. G29 Kembali dari titik referensi G75 Siklus pengaluran. G30 Kembali ke titik referensi 2. G76 Siklus penguliran. G31 Fungsi lompat. G90 Siklus pemotongan A. G32 Penguliran, kisar konstan. G92 Siklus pemotongan ulir. G35 Penguliran melingkar searah
jarum jam.
G94 Siklus pemotongan B.
G36 Penguliran melingkar
berlawanan arah jarum jam.
G96 Mode kecepatan pemotongan konstan.
G40 Pembatalan koreksi alat potong
G97 Mode kecepatan spindel
konstan.
G41 Penguliran dengan tap. G98 Asutan per menit. G42 Siklus pengerjaan batal. G99 Asutan per putaran. G50 Posisi alat potong.
Sumber: Smid, 2003.
Tabel 2.15 Standar ISO 6983 untuk fungsi M.
Fungsi Arti Fungsi Arti
M00 Berhenti terprogram. M12 Quill kepala lepas masuk. M01 Berhenti altenatif. M13 Quill kepala lepas keluar. M02 Akhir program. M17 Indeksi pahat maju. M03 Putaran sumbu utama searah
jarum jam.
M18 Indeksi pahat mundur.
M04 Putaran sumbu utama
berlawanan arah jarum jam.
M19 Sumbu utama berhenti dalam kedudukan akhir tertentu. M05 Sumbu utama berhenti. M30 Akhir program.
M06 Penggantian pahat. M41-M44
M07 Pendingin 1. hidup. M48 Pembatalan pengaturan asutan tidak aktif.
M08 Pendingin 2. hidup. M49 Pembatalan pengaturan asutan aktif.
M09 Pendingin mati. M98 Pemanggilan subprogram.
M10 Mencekam. M99 Akhir subprogram.
M11 Membuka. Sumber: Smid, 2003.
2.3 AutoCAD 2004
AutoCAD berasal dari kata Automatic Computer Aided Design, yang artinya AutoCAD merupakan suatu program komputer sebagai alat bantu dalam proses desain atau perancangan (Wahana Komputer, 2002). AutoCAD 2004 merupakan pengembangan beberapa fasilitas menggambar dari AutoCAD versi-versi sebelumnya.
TampilanAutoCAD 2004 seperti terlihat pada gambar dibawah.
Gambar 2.9 Tampilan AutoCAD2004
AutoCAD 2004 dilengkapi beberapa fasilitas dan kemampuan baru yang sebagian besar merupakan pengembangan fasilitas-fasilitas yang terdapat pada versi-versi sebelumnya. Fasilitas dan kemampuan baru tersebut antara lain:
1. Penambahan tombol-tombol perintan dan subperintah baru pada toolbar dan menu pull down.
2. Penggunaan tampilan kotak dialog pada beberapa perintah yang sebelumnya menggunakan masukan melalui command line.
3. Pembaharuan cara penggunaan beberapa fasilitas penggambaran, seperti dimensi, teks dan blok.
Adanya tambahan fasilitas dari versi-versi sebelumnya diharapkan
AutoCAD 2004 ini menjadi salah satu program komputer untuk desain dan perancangan yang baik. AutoCAD 2004 menghasilkan file dengan format data dwg dan dxf.
2.4 Mastercam X
Mastercam X merupakan perangkat lunak komputer yang berisi
software CAM yaitu perangkat lunak yang dapat digunakan untuk merancang proses pembubutan. Software Mastercam X dapat digunakan untuk merancang proses pemesinan misalnya proses freis dan bubut juga memilki kemampuan sebagai program simulasi proses pemesinan menggunakan mesin CNC. Mastercam X dapat digunakan untuk menggambar mendesain benda kerja, selain itu software Mastercam X juga bisa digunakan untuk mengimpor atau mengambil
file dari program lain yang memiliki tipe file yang sama dengan dengan tipe file
yang kompatibel dengan software Mastercam X.
Software Mastercam X dapat menghasilkan file desain suatu benda kerja dengan format data mcx. Software Mastercam X juga dapat membaca file yang dihasilkan software lain diantaranya Solidworks (*.sldprt), Autodesk (*.ipt), Catia (*.catpart), AutoCAD (*.dwg dan *.dxf), sehingga semua file yang memiliki tipe
file diatas bisa ditransfer ke sofware Mastercam X.
Mastercam X dilengkapi fasilitas simulasi yang berguna untuk menampilkan simulasim proses pemesinan yang telah dirancang, sedang untuk pembuatan benda kerja pada mesin CNC, software Mastercam X dilengkapi fasilitas post processing yang memiliki fungsi merubah desain gambar (grafis) menjadi bahasa numerik yang bisa dimengerti oleh mesin CNC. Sehingga dengan adanya fasilitas ini hasil desain gambar dari software Mastercam X atau dari
software lain dapat diproses untuk diubah menjadi kode G untuk dieksekusi ke mesin CNC.
Adapun keunggulan software Mastercam X ini antara lain:
1. Hasil program CNC dapat disimulasikan terlebih dahulu, bila ada kesalahan atau error program dapat dikoreksi agar bisa dieksekusi untuk menghindari kerusakan pada mesin CNC jika telah dieksekusi.
2. Simulasi pembuatan benda kerja dapat dilihat langsung hasilnya, dapat dilihat dalam tampilan 2 dimensi maupun 3 dimensi.
3. Dapat dilakukan transfer file dengan software lain yang memiliki format data yang sama, sehingga mempermudah membuat program kode G. 4. Hasil program kode G dari software ini dapat disimpan menggunakan
media penyimpanan data elektronik misalnya hard disk ataupun flash disk. 5. Hasil program kode G dari software ini dapat langsung digunakan pada
mesin CNC yang kompatibel atau melakukan konversi untuk mesin CNC tertentu yang menggunakan standar pemrograman yang berbeda.
Tampilan dan elemen interface Mastercam X dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 2.10 Tampilan dan elemen interface Mastercam X (Sumber: CNC Software, 2005)
