Prinsip Kerja Mesin Bubut
Proses pembubutan adalah salah satu proses pemesinan yang mengunakan pahat dengan satu mata potong untuk membuang material dari permukaan benda kerja yang berputar. Pahat bergerak pada arah linier sejajar dengan sumbu putar benda kerja seperti yang terlihat pada gambar. Dengan mekanisme kerja seperti ini, maka Proses bubut memiliki kekhususan untuk membuat benda kerja yang berbentuk silindrik.
Benda kerja dipegang (dicekam) pada poros spindel dengan bantuan chuck yang memiliki rahang (jaw) pada salah satu ujungnya, yaitu pada pusat sumbu putarnya, sementara ujung lainnya dapat ditumpu dengan center yang lain.
Gerak rotasi benda kerja akan menghasilkan gerak potong, sementara pahat yang dibawa oleh eretan pada arah translasi sejajar dengan sumbu spindel dan sumbu putar benda kerja akan menghasilkankan gerak makan.
Mesin bubut dirancang terutama untuk dapat membuat benda kerja dengan bentuk dasar silindrik, misalnya membuat poros silindrik, poros kerucut (tirus), lubang silindrik dan membuat ulir. Di samping mampu membuat benda kerja silindrik, mesin juga juga mampu mengerjakan bentuk-bentuk lain, seperti meratakan permukaan dan proses knurling
Kemampuan Yang Dapat Dilakukan Oleh Mesin Bubut
Jenis jenis pembubutan yang bisa dikerjakan mesin bubut
1. Pembubutan tepi (facing)
Pengerjaan benda kerja terhadap tepi penampangnya atau tegak lurus terhadap sumbu benda kerja.
2. Pembubutan silindris (turning)
Pengerjaan benda kerja dilakukan sepanjang garis sumbunya. Baik pengerjaan tepi maupun pengerjaan silindris posisi dari sisi potong pahtnya harus terletak senter terhadap garis sumbu dan ini berlaku untuk semua proses pemotongan pada mesin bubut.
3. Pembubutan alur (grooving)
Pembubutan yang di lakukan di antara dua permukaan.
4. Pembubutan tirus (chempering)
Adapun caranya sebagai berikut :
• Dengan memutar compound rest
• Dengan menggeser sumbu tail stock
• Dengan menggunakan taper attachment.
5. Pembubutan ulir (threading)
Bentuk ulir didapat dengan cara menggerinda pahat menjadi bentuk yang sesuai dengan menggunakan referensi mal ulir (thread gauge). Atau bisa juga menggunakan pahat tertentu ukurannya yangsudah di jual di pasaran, biasanya untuk ulir-ulir standar.
6. Drilling
Membuat lubang awal pada benda kerja
7. Boring
Memperbesar lubang pad benda kerja.
8. Kartel (knurling)
Membuat profil atau grif pegangan pada benda kerja seperti pada pegangan tang,obeng agar tidak licin.
9. Reaming
Memperhalus lubang pada benda kerja.
Proses keja Mesin Bubut
Ada tiga proses yang dihasilkan oleh mesin bubut diantarnya adalah:
1. Proses Kerja Mesin Bubut
1. Proses Kerja Mesin Bubut
Gerak potong dilakukan oleh benda kerja secara rotasi sedangkan gerak makan dilakukan oleh pahat secara translasi.
2. Input Dari Proses Mesin Bubut
Penggerak dari mesin bubut adalah motor listrik. Daya menjadi transmisi diteruskan transmisi I dan II.
Daya yang diteruskan melalui transmisi I akan menggerakan spindle, cekam dan benda bekerja.
Sedangkan daya yang diteruskan pada transmisi II, diubah menjadi gerak translasi oleh poros pembawa.
3. Output Dari Proses Mesin Bubut
Proses dari mesin bubut menghasilkan :
a. Benda kerja yang sudah dibentuk sesuai dengan keinginan.
b. Geram (sisa hasil pemotongan).
Mesin CNC singkatan dari Computer Numerically Controlled merupakan suatu mesin yang dikontrol oleh komputer dengan menggunakan bahasa numerik (data perintah dengan kode angka, huruf dan simbol) sesuai standart ISO. Sistem kerja teknologi CNC ini akan lebih sinkron antara komputer dan mekanik, sehingga bila dibandingkan dengan mesin perkakas yang sejenis, maka mesin perkakas CNC lebih teliti, lebih tepat, lebih fleksibel dan cocok untuk produksi masal. Dengan dirancangnya mesin perkakas CNC dapat menunjang produksi yang membutuhkan tingkat kerumitan yang tinggi dan dapat mengurangi campur tangan operator selama mesin beroperasi.
Dari segi jenisnya, mesin perkakas CNC dapat dibagi menjadi tiga jenis, antara lain:
1. Mesin CNC 2A yaitu mesin CNC 2 axis (Mesin Bubut), karena gerak pahatnya hanya pada arah dua sumbu koordinat (aksis) yaitu koordinat X, dan koordinat Z, atau dikenal dengan mesin bubut CNC.
2. Mesin CNC 3A (Mesin Milling) yaitu mesin CNC 3 axis atau mesin yang memiliki gerakan sumbu utama kearah sumbu koordinat X, Y, dan Z, atau dikenaldengan Mesin Milling CNC.
3. Mesin CNC kombinasi, yaitu mesin CNC yang mampu mengerjakan pekerjaan bubut dan milling sekaligus, dapat pula dilengkapi dengan peralatan pengukuran sehingga dapat melakukan pengontrolan kualitas pembubutan/pengoprasian pada benda kerja yang dihasilkan.
Mesin CNC (Computer Numerically Controlled ) pada umumnya mesin CNC yang sering digunakan pada tingkat dasar adalah Mesin CNC Two Axis atau yang lebih dikenal dengan mesin bubut (lathe machine) dan mesin CNC three axis atau yang lebih dikenal dengan mesin milling (milling machine).
3.1.1 Mesin CNC Two axis ( Mesin Bubut )
Mesin bubut CNC secara garis besar dapat digolongkan menjadi dua yaitu:
1. Mesin Bubut CNC Training Unit ( CNC TU )
2. Mesin Bubut CNC Production Unit ( CNC PU )
Kedua mesin tersebut mempunyai prinsip kerja yang sama, akan tetapi yang membedakan kedua tipe mesin tersebut adalah penggunaan pada saat di lapangan. Sedangkan Mesin CNC TU dipergunakan untuk pelatihan dasar pemograman dan pengoprasian CNC yang dilengkapi dengan EPS ( External Programing Sistem ). Mesin jenis training unit hanya mampu dipergunakan untuk pekerjaan- pekerjaan ringan dengan bahan relative lunak. Sedangkan mesin CNC PU dipergunakan untuk Produksi missal, sehingga mesin ini dilengkapi dengan assesoris tambahan seperti sistem pembuka otomatis yang menerapkan prinsip kerja hidrolis, pembuangan tatal, dan sebagainya.
Gerakan Mesin Bubut CNC dikontrol oleh komputer, sehingga gerakan yang berjalan sesuai dengan program yang diberikan, keuntungan dari sistem ini adalah memungkinkan mesin untuk diperintah mengulang gerakan yang sama secara terus menerus dengan tingkat ketelitian yang sama dan akuarat.
3.1.2 Perinsip Kerja Mesin CNC Two axis ( Mesin Bubut )
Mesin Bubut CNC TU-2A mempunyai prinsip gerakan seperti halnya mesin bubut konvensional yaitu gerakan kearah melintang dan horizontal dengan sistem koordinat sumbu X dan Z. Prinsip Kerja mesin bubut CNC TU-2A juga sama dengan mesin bubut konvensional yaitu benda kerja yang dipasang pada cekam bergerak sedangkan alat potong diam.
Untuk gerakan arah pada mesin bubut diberi lambing sebagai berikut:
1. Sumbu X untuk gerakan arah melintang tegak lurus terhadap sumbu putar
2. Sumbu Z untuk arah gerakan memanjang yang sejajar dengan sumbu putar.
3.1.3 Mesin CNC Three Axis (Milling Machine).
Pada prinsipnya, cara kerja Mesin CNC Milling ini adalah benda kerja dipotong oleh sebuah pahat yang berputar dan kontrol gerakannya diatur oleh komputer melalui program yang disebut G-Code. Komputer ini merupakan komponen yang sangat penting dan sangat vital dalam sistem kontrol numerik. Komputer dapat memecahkan persamaan-persamaan matematika dan pekerjaan yang sulit dalam waktu singkat. Selain itu sebuah computer dapat dengan mudah memahami bentuk dan ukuran benda kerja, fungsi kontrol dari mesin dan operasi pengerjaannya.
Keuntungan penggunaan mesin CNC antara lain adalah :
1. Kemampuan mengulang pada saat pembuatan benda kerja, mesin CNC ini mampu mengulangi membuat beberapa benda dengan bentuk yang sama persis dengan aslinya.
2. Mesin CNC dapat digunakan untuk berbagai bentuk pengerjaan dan bermacam-macam kontur sesuai dengan kebutuhan.
3. Kemampuan kerja Mesin CNC dapat memproduksi benda kerja secara terus menerus dengan hasil yang baik, sehingga dapat meningkatkan produktifitas pengerjaan.
3.2 Dasar-Dasar Mesin Bubut CNC
Mesin CNC (Computer Numerical Control) merupakan salah satu jenis dari sekian banyak mesin NC (numerical Control), yaitu mesin yang dikendalian secara numerik. Oleh karena masih ada jenis mesin NC lain, yaitu mesin DNC (Direct Numerical Control) dan ANC (Adaptive numerical Control). Pada dasarnya, konstruksi dari sebuah mesin NC seperti CNC terdiri dari dua bagian utama, yaitu bagian sistem pengendali dan bagian mesin perkakas. Pada bagian pengendali, berisi sistem-sistem yang dipergunakan untuk mengendalikan gerakan mesin perkakas (gerakan alat potong). Adapun pada bagian mesin perkakas berisi bagian-bagian mekanik yang bergerak dimana perkakas potong terpasang.
Berdasarkan uraian tersebut, ternyata mesin NC ini merupakan penyempurnaan sistem pengoperatsan mesin dari cara konvensional (menggunakan tenaga manusia) menjadi menggunakan kendali elektronika (otomation). Sejalan dengan itu, muncul pertanyaan apa sebenarnya yang dimaksud dengan mesin NC? Mesin NC adalah:
a) Suatu mesin kemana kita masukan perintah berupa angka dan hurup (masukan data).
b) Suatu mesin yang memahami, memproses, dan menghitung data (Pemrosesan data).
c) Suatu mesin yang meneruskan data dan harga terhitung, dan mengubahnya dalam bentuk perintah-perintah (keluaran data), dan
d) Suatu mesin yang mentaati perintah (pelaksanaan).
Berdasarkan keempat pengertian tersebut, dapat disimpulkan bahwa mesin NC seperti CNC adalah suatu mesin yang mampu menerima masukan data dalam bentuk perintah, memproses, dan mengeluarkannya dalam bentuk gerakan-gerakan pada perkakas potong.
3.2.1 Mengenal Panel Kontrol
Gambar skematis panel kontrol adalah sebagai berikut
Gambar 3.1 Monitor CNC
A. Penjelasan Panel kontrol mesin (Machine Control Panel)
B. Papan ketik CNC (CNC keyboard)
3.2.2 Layar Layout
Gambar 3.2 Layar Layout
Penjelasan untuk gambar di atas adalah :
Penjelasan bagian-bagian tampilan layar Sinumerik 802 S/C
No.
|
Bagian
|
Singkatan
|
Penjelasan
|
1
|
Area operasi yang sedang aktif
|
MA
|
Mesin
|
PA
|
Parameter
| ||
PR
|
Programming
| ||
DI
|
Services
| ||
DG
|
Diagnosis
| ||
2
|
Status Program
|
STOP
|
Program Berhenti
|
RUN
|
Program sedang berjalan
| ||
RESET
|
Program dibatalkan
| ||
3
|
Mode Pengoperasian
|
JOG
|
Pergeseran eretan manual
|
MDA
|
Input manual dengan fungsi Automatic
| ||
AUTO
|
Automatic
| ||
4
|
Status Display
|
SKP
|
Blok dilewati
Blok program yang diberi tanda garis miring (/) di depan nomer blok diabaikan selama eksekusi program
|
DRY
|
Dry Run Feed
Gerakan pergeseran eretan dilaksanakan dengan gerak makan yang telah ditentukandalam data gerak makan yang sudah ditetapkan pada seting Dry Run
| ||
No.
|
Bagian
|
Singkatan
|
Penjelasan
|
ROV
|
Rapid traverse override
Penambahan kecepatan gerak juga terjadi pada gerakan Rapid
| ||
SBL
|
Single Block
Pelaksanaan program dengan eksekusi tiap blok program
| ||
M1
|
Programmed Stop
Ketika fungsi ini aktif, program akan berhenti pada blok dimana MO1 dituliskan. Pada kasus ini, pesan "5 stop M00/M01 is active" muncul pada layar.
| ||
PRT
|
Program test
Pengujian program yang telah dituliskan
| ||
5
|
Operational massage
|
1
|
Stop : NO NC Ready
|
2
|
Tombol reset
| ||
3
|
Stop : EMERGENCY STOP Active
| ||
4
|
Stop : Alarm active with stop
| ||
5
|
Stop : MOO/M01 active
| ||
6
|
Stop : Block ended in SBL Mode
| ||
7
|
Stop : NC STOP active
| ||
No
|
Bagian
|
Singkatan
|
Arti
|
8
|
Wait : Read- in enable missing
| ||
9
|
Wait : Feed enable missing
| ||
10
|
Wait : Dwell time active
| ||
11
|
Wait : Auxiliary fuction acknowl. missing
| ||
12
|
Wait : Axis enable missing
| ||
13
|
Wait : Exact Stop not reached
| ||
14
|
Wait : For Spindle
| ||
15
|
Wait : eed Overide to 0%
| ||
16
|
Stop : NC block incorrect
| ||
17
|
Wait : Block search Active
| ||
18
|
Wait : No. spindle enable
| ||
19
|
Stop : NC block incorrect
| ||
6
|
Program Name
|
Program Name
|
Nama program
|
7
|
Alarm line
|
Alarm
|
Baris alarm hanya muncul jika suatu alarm NC atau PLC sedang aktif. baris alarm berisi no alarm dan criteria reset
|
8
|
Working Windows
|
Working Windows
|
Wait : Block search active
|
9
|
Recall symbol
|
Wait : No. spindle enable
|
No
|
Bagian
|
Singktan
|
Penjelasan
|
10
|
Menuextension
|
ETC muncul jika simbol muncul di atas tombol softkey, fungsi lanjutan akan muncul. Fungsi ini dapat diaktifkan dengan tombol ETC.
| |
11
|
Vertical Menu
|
Apabila simbol ini muncul di atas tombol softkey fungsi menu lebih lanjut akan muncul. Ketika tombol VM ditekan, fungsi ii akan muncul di layar dan dapat dipilih dengan menggunakan kursor UP dan kursor DOWN.
| |
12
|
Feedrate override
|
%
|
Di sini ditampilkan penambahan feed rate gerak makan actual.
|
13
|
Gear box
|
Di sini ditampilkan tingkatan gigi spindel 1....5
| |
14
|
Sepindel sepeed override
|
%
|
Di sini ditampilkan penambahan kecepatan spindel
|
Tabel 3.1 Penjelasan bagian-bagian tampilan layar Sinumerik 802 S/C
3.2.3 Area Operasi
Fungsi dasar CNC dikelompokkan dalam area operasi berikut :
Gambar 3.3 Area Operasi Sinumerik 802 S/C Base line
Pemindahan daerah operasi :
Tekan tombol area “Machine” untuk bisa langsung masuk pada area operasi mesin.
Gunakan tombol pemindahan area operasi untuk kembali dari semua area operasi ke menu utama.
Tekan tombol pemindahan area operasi dua kali untuk kembali ke area operasi sebelumnya. Sesudah sistem kontrol dihidupkan, secara default akan muncul area operasi mesin.
Softkey adalah tombol di bawah layar yang berfungsi sebagai tulisan yang tertera pada layar di atas tombol soft key tersebut. Gambaran fungsi soft key yang paling sering digunakan yaitu seperti di bawah ini :
Gambar 3.4 Gambaran fungsi softkey pada Sinumerik 802 S/C
3.2.4 Tingkatan-tingkatan Proteksi
Titik-titik sensitif dari sistem kontrol diproteksi menggunakan password untuk mencegah terjadinya pengisian dan perubahan data. Akan tetapi, operator bisa memilih tingkatan titik-titik sensitif dari sistem kontrol diproteksi menggunakan password untuk mencegah terjadinya pengisian dan perubahan data. Akan tetapi, operator bisa memilih tingkatan.
• Tool offsets
• Zero offsets
• Seting data
• RS232 setings
3.2.5 Keselamatan Kerja
Simbol petunjuk keselamatan kerja yang ada pada mesin harus diperhatikan dengan seksama. Simbol tersebut adalah :
Danger (Bahaya) : mengindikasikan bahwa situasi sangat berbahaya yang mana bila diabaikan akan menyebabkan kematian atau cidera yang serius atau kerusakan peralatan yang fatal.
Warning (Peringatan) : mengindikasikan bahwa berpotensi menimbulkan situasi berbahaya yang mana bila diabaikan akan menyebabkan kematian atau cidera yang serius atau kerusakan peralatan yang fatal.
Caution (Perhatian) : Kata caution yang digunakan dengan simbol keselamatan kerja mengindikasikan adanya potensi berbahaya, yang jika diabaikan, bisa menyebakan cidera kecil atau menengah atau kerusakan peralatan.
Caution (Perhatian) : Kata caution yang digunakan tanpa simbol keselamatan kerja mengindikasikan adanya potensi berbahaya, yang jika diabaikan, bisa menyebakan kerusakan peralatan.
Notice (Pemberitahuan) : menunjukkan informasi yang berhubungan dengan produk atau bagian-bagian penting dari dokumentasi yang memerlukan perhatian khusus.
3.2.6 Mesin Perkakas CNC dan Tata Nama Sumbu Koordinat
Mesin perkakas CNC adalah mesin perkakas yang dalam pengoperasian proses penyayatan benda kerja oleh pahat dibantu dengan kontrol numerik komputer atau CNC (Computer Numerical Control). Untuk menggerakkan pahat pada mesin perkakas CNC disepakati menggunakan sistem koordinat. Sistem koordinat pada mesin bubut CNC (Gambar 3.6) adalah sistem koordinat kartesian dengan dua sumbu yaitu sumbu X , dan sumbu Z. Sistem koordinat tersebut bisa dipindah-pindah titik nolnya untuk kepentingan pelaksanaan seting, pembuatan program CNC dan gerakan pahat. Titik- titik nol yang ada pada mesin bubut CNC adalah titik nol Mesin (M), dan titik nol benda kerja (W).
Gambar 3.5 Mesin Perkakas CNC
Gambar 3.6 Sistem koordinat pada mesin bubut CNC,
dan titik nol yang ada di mesin bubut CNC
Gambar 3.7 Layar monitor dan tombol-tombol Mesin CNC
BAB IV
PELAKSANAAN KERJA PRAKTEK
4.1 Waktu Pelaksanaan Kerja Praktek
Kerja praktek dilaksanakan dari tanggal 11 Juni 2012 sampai dengan 10 Agustus 2012 selama 8 minggu. Waktu kerja praktek adalah dari hari Senin sampai dengan Jumat, dari pukul 08.00 sampai dengan pukul 16.30 wib. Secara umum, kegiatan yang dilakukan selama kerja praktek adalah sebagai berikut:
1) Minggu pertama:
· Pengenalan lingkungan kerja
· Masuk ke jalur proses produksi
2) Minggu kedua:
· Belajar mengunakan mesin milling manual
3) Minggu ketiga:
· belajar mengunakan mesin CNC Two Axsis ( mesin bubut )
4) Minggu keempat:
· Belajar membaca gambar
· Belajar membuat gambar dies
5) Minggu kelima dan minggu ke enam:
· Belajar memahami bagian PPIC ( Pleaning production inventory control )
· Belajar membuat data cheek sheet
6) Minggu ketujuh dan minggu ke delapan:
· Belajar di Bagian Finishing
Program kerja praktek ini adalah salah satu program studi yang efisien untuk mahasiswa, karena manfaatnya dapat dirasakan oleh mahasiswa dengan tujuan langsung dalam dunia kerja. Dan Kerja Praktek ini diarahkan pada organisasi/instansi/perusahaan yang bergerak di bidang teknik mesin baik itu proses produksi, permesinan, perawatan maupun aplikasi komputer yang berkaitan dengan bidang teknik mesin. Sehingga mahasiswa dapat menambah ilmu pengetahuan dibidang aplikasi teknik mesin dan mahasiswa dapat mengaplikasikan ilmu yang diperoleh selama kerja peraktek untuk menyelesaikan permasalahan di dunia nyata.
Perkembangan teknologi komputer saat ini telah mengalami kemajuan yang amat pesat. Dalam hal ini komputer telah diaplikasikan ke dalam alat-alat mesin perkakas di antaranya mesin bubut, mesin milling, mesin sekrap, mesin bor, dan lain-lain. Hasil perpaduan teknologi komputer dan teknologi mekanik inilah yang selanjutnya dinamakan CNC (Computer Numerically Controlled). Sistem pengoperasian CNC menggunakan program yang dikontrol langsung oleh computer dengan bahasa nuerik.
Mesin bubut CNC secara garis besar dapat digolongkan menjadi dua yaitu:
1. Mesin Bubut CNC Training Unit ( CNC TU )
2. Mesin Bubut CNC Production Unit ( CNC PU )
Kedua mesin tersebut mempunyai prinsip kerja yang sama, akan tetapi yang membedakan kedua tipe mesin tersebut adalah penggunaan di lapangan. Sedangkan Mesin CNC TU dipergunakan untuk pelatihan dasar pemograman dan pengoprasian CNC yang dilengkapi dengan EPS ( External Programing Sistem ). Mesin jenis training unit hanya mampu dipergunakan untuk pekerjaan- pekerjaan ringan dengan bahan relative lunak. Sedangkan mesin CNC PU dipergunakan untuk Produksi massal, sehingga mesin ini dilengkapi dengan assesoris tambahan seperti sistem pembuka otomatis yang menerapkan prinsip kerja hidrolis, pembuangan tatal, dan sebagainya.
4.3.1 Langkah- langkah Menghidupkan Mesin Bubut CNC
Sebelum menghidupkan mesin, pastikan bahwa arus listrik sudah terhubung ke mesin CNC.
a. Pompa Oli hidrolik (yang berada di sebelah kanan eretan) dipompa 3 kali, sampai di eretan keluar pelumas.
b. Hidupkan mesin dengan cara memposisikan kunci power supply dan saklar utama pada posisi ON
A B
Gambar 4.1 a. Gambar Pompa Oli Hidrlik Gambar 4.1 b. Gambar Saklar Utama
c. Menghidupkan control CNC /Monitor dengan cara menekan tombol NC ON, kemudian tunggu sebentar sampai proses booting selesai dan muncul tampilan di layar seperti gambar di bawah.
Gambar 4.2 Tombol Monitor Mesin CNC
d. Mengaktifkan Referensi Mesin
Untuk mengaktifkan referensi mesin, maka ditekan tombol referensi, kemudian tekan tombol gerakan pahat ke arah +Z sampai referensi ditemukan (lihat posisi kecepatan gerak makan (feed rate), jangan pada posisi nol) . Setelah itu tekan tombol +X sampai referensi ditemukan. Tampilan di layar menjadi :
Gambar 4.3 Tampilan layar mesin CNC
e. Spindle dihidupkan dengan menekan tombol spindel start, maka di layar akan tampil rpm putaran spindel, dan spindel mesin berputar.
Gambar 4.4 Tampil rpm putaran spindel
4.3.2 Menggerakkan Pahat Secara Manual
Untuk menggerakkan pahat secara manual dilakukan dengan cara menekan tombol jog. Setelah itu pahat bisa digerakkan ke arah sumbu X (diameter), atau arah sumbu Z (memanjang). Hal tersebut dilakukan dengan tombol gerakan sumbu (-Z, +Z, -X atau +X).
a. Menggerakkan pahat Ke arah sumbu Z
Tombol untuk menggerakan pahat Setelah tombol jog ditekan
Gambar 4.5 Menggerakkan pahat Ke arah sumbu Z
b. Menggerakkan pahat ke arah sumbu X
Gambar 4.6 Menggerakkan pahat ke arah sumbu X
4.4 Mematikan Mesin Bubut CNC Dengan Sistem Control Sinumerik 802S/C
Prosedur mematikan mesin (Shut down) mesin bubut CNC lebih sederhana dari pada cara menghidupkan. Akan tetapi proses mematikan ini hanya dilakukan kalau proses pembelajaran sudah selesai, dan jangan menghidupkan dan mematikan berkali-kali pada satu pertemuan pelajaran.
Langkah-langkah mematikan adalah sebagai berikut :
a. Pada area Jog jauhkan pahat dari cekam atau benda kerja (hal ini dilakukan agar tangan kita tidak tergores pahat ketika membersihkan mesin)
b. Tekan tombol NC OFF pada inverter (warna merah)
c. Matikan saklar utama (ke arah OFF)
Catatan :
Sebelum mesin CNC siap dioperasikan, mesin CNC harus dihidupkan dengan langkah-langkah tertentu. Langkah- langkah untuk menghidupkan mesin bubut CNC adalah sebagai berikut :
1) Pastikan bahwa arus listrik sudah terhubung ke mesin frais CNC
2) Lakukan pelumasan melalui pompa hidrolik
3) Hidupkan saklar utama
4) Tombol inverter diposisikan ON atau NC ON
5) Aktifkan referensi mesin frais CNC dengan menekan tombol Jog, reference point, tekan tombol +Z sampai referensi tercapai, kemudian tekan tombol +X sampai referensi tercapai
6) Tekan tombol spindle start right
7) Tekan tombol spindle stop
4.5 Pencekaman Benda Kerja di Mesin Bubut CNC
Setelah mesin dihidupkan dan mengaktifkan referensi mesin, maka sebelum mesin digunakan untuk melakukan seting pahat. Sebelum melakukan seting pahat harus dipahami dahulu prinsip pencekaman benda kerja dan pemasangan benda kerja, serta pemahaman tentang alat potong (pahat) yang digunakan pada mesin bubut CNC pada umumnya.
Alat pencekam benda kerja adalah seperti berikut:
cekam rahang empat
sepindel mesin bubut cekam rahang tiga
collet
face plate
Gambar 4.7 Alat pencekam/ pemegang benda kerja proses bubut
Pemilihan cara pencekaman tersebut di atas, sangat menentukan hasil proses bubut. Pemilihan alat pencekam yang tepat akan menghasilkan produk yang sesuai dengan kualitas geometris yang dituntut oleh gambar kerja. Misalnya apabila memilih cekam rahang tiga untuk mencekam benda kerja silindris yang relatif panjang, hendaknya digunakan juga senter jalan yang dipasang pada kepala lepas, agar benda kerja tidak tertekan.
Gambar 4.8 Benda kerja yang relatif panjang dipegang oleh
cekam rahang tiga dan didukung oleh senter putar
4.6 Pahat
Pahat pada mesin CNC biasanya menggunakan pahat sisipan dari bahan karbida, seperti terlihat pada Gambar 4.9
Gambar 4.9 Pahat bubut sisipan (inserts), dan pahat sisipan yang dipasang
pada pemegang pahat (tool holders)
4.6.1 Pemasangan Pahat
Pemasangan pahat dilakukan dengan cara menjepit pahat pada rumah pahat (tool post). Usahakan bagian pahat yang menonjol tidak terlalu panjang, supaya tidak terjadi getaran pada pahat ketika proses pemotongan dilakukan. Posisi ujung pahat harus pada sumbu kerja mesin bubut, atau pada sumbu benda kerja yang dikerjakan. Posisi ujung pahat yang terlalu rendah tidak direkomendasi, karena menyebabkan benda kerja terangkat, dan proses pemotongan tidak efektif .
A B
Gambar 4.10 A Rumah pahat Gambar 4.10 B Kode warna pahat
Pahat sisipan yang diproduksi oleh pembuat pahat memiliki kode warna tertentu sesuai dengan bahan benda kerja yang akan dikerjakan dan kondisi pemotongan. Kode warna biru berarti untuk mengerjakan baja, kode warna kuning adalah pahat untuk mengerjakan baja tahan karat, dan kode warna merah untuk pengerjaan besi tuang ( lihat gambar 4.10 B ).
4.6.2 Data Pemotongan (Cutting data)
Biasanya data pemotongan disertakan pada kemasan pahat sisipan, seperti pada gambar di bawah.
Gambar 4.11 Data pemotongan Pahat
Beberapa kerusakan pada pahat ( troubleshooting ) dan cara mengatasinya dapat dlihat pada table di bawah.
Tabel Gambar 4.1 troubleshooting Pahat
4.6.3 Seting Pahat (Tool Offset) dan Pemindahan Titik Nol (Zero Offset)
Sebelum dilakukan proses setting, maka referensi mesin harus diaktifkan terlebih dahulu. Proses mengaktifkan referensi pahat dimaksudkan untuk mengidentifikasi posisi tempat pahat pada posisi paling jauh dari spindle mesin (posisi X maksimal, dan posisi Z maksimal). Angka yang tercantum pada sumbu X dan sumbu Z sesudah mengaktifkan referensi berbeda-beda untuk setiap jenis mesin , dan ukuran mesin (disetting di perusahaan mesin). Apa yang tertera di layar sebelum, dan sesudah mengaktifkan referensi dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Sebelum referensi
Gambar 4.12 Tampilan layar sebelum referensi
Sesudah referensi aktif
Gambar 4.13 Tampilan layar sesudah referensi
Sesudah mengaktifkan referensi , dilakukan juga mengaktifkan spindle (memutar spindle) dengan menekan tombol spindle start, sehingga pada layar akan mampak putaran spindle pada rpm tertentu. Hal tersebut terlihat pada gambar di bawah ini.
Tampilan di layar ketika Spindle dihidupkan
Gambar 4.14 Tampilan di layar ketika Spindle dihidupkan
Sesudah proses mengaktifkan referensi, maka pahat bisa digerakkan dengan menggunakan tombol gerakan pahat ke arah sumbu X dan sumbu Z
Gambar 4.15 Gerakan arah sumbu Z
Tombol untuk menggerakan pahat
Gambar 4.16 Gerakan arah sumbu X
Agar dapat menulis program CNC dan memahami apa yang ditulis, maka berikut ini dipaparkan mengenai dasar- dasar pemrograman CNC dan kode-kode instruksi pemrograman CNC. Hal ini harus dipahami lebih dahulu sebagai dasar pemahaman penulisan program CNC.
4.7 Ringkasan Kode Intruksi Program CNC
Kode-kode instruksi untuk pembuatan program CNC yang sering digunakan di sini akan dijelaskan sesuai urutan penggunaan kode yang digunakan dalam suatu program CNC. Penjelasan dan gambar yang digunakan diambil dari buku Referensi yang dibuat oleh perusahaan Siemens (2003). Ringkasan Instruksi yang digunakan secara ringkas dijelaskan di bawah.
a. G54, Pencekaman Benda Kerja Dan Pergeseran Titik Nol Mesin Ke Titik Nol Benda Kerja.
Pergeseran titik nol memberitahukan secara pasti titik nol benda kerja dari titik nol mesin. Pergeseran ini dihitung setelah benda kerja dicekam pada pencekam di mesin dan harus diisikan pada parameter titik nol (zero offset). Pergeseran titik nol diaktifkan melalui program CNC dengan menuliskan G54 (lihat gambar di bawah), atau pergeseran titik nol yang lain, misalnya G55, G56, atau G57.
Gambar 4.17 Pemindahan titik nol dari M ke W
Format :
N... G54: berarti titik nol benda kerja diaktifkan.
4.7.1 Pengertian Pemrograman
Pemrograman adalah suatu urutan perintah yang di susun dari tiap blok perblok untuk member masukan pada mesin CNC tentang apa yang harus di kerjakan. Pemrograman dibutuhkan untuk melaksanakan perintah jalannya alat potong, guna mencapai yujuan atau hasil yang diinginkan .
Fungsi-fungsi pemograman:
a. G00 : Gerakan maksimal tanpa menyayat
b. G01 : Gerakan penyayatan lurus
c. G02 : Gerakan melingkar berlawanan jarum jam
d. G03 : Gerakan melingkar searah jarum jam
e. G33 : Pembubutan ulir
f. G84 : Siklus pembubutan memanjang
g. G73 : siklus pemboran dengan pemutusan tatal
h. G78 : siklus pembubutan ulir
i. G88 : siklus pembubutan melintang
j. G91 : Pemrograman absolute
k. G92 : Pemrograman Inkremental
l. M03: Putaran sumbu utama searah jarum jam
m. M05: Sumbu utama berhenti
n. M06: Ganti pahat
o. M30: Menutup Program
p. M99: Parameter pembubutan melingkar
q. F : Kecepatan putaran sepindel
r. H : Ketebalan tiap kali menyayat
Untuk pemrograman pada mesin CNC di perlukan beberapa metode yaitu :
a. metode pemrograman.
b. bahasa pemrograman.
1. Metode Pemrograman
Metode pemrograman yang sering digunakan dalam pekerjaan mesin CNC adalah :
a. Metode Incremental
Metode Incremental adalah suatu metode pemrograman dimana titik pusatnya referensinya selalu berubah. yaitu, titik akhir yang dituju menjadi titik eferensi yang baru untuk ukuran berikutnya.
b. Metode Absolute
Metode Absolute adalah suatu metode pemrograman dimana titik pusat referensinya tetap yaitu hanya satu titik atau tempat yang di jadikan referensi untuk semua ukuran berikutnya.
Apabila di awal program CNC ditulis G90, maka pemosisian pahat yang diperintahkan menggunakan koordinat absolute dari titik nol benda kerja. Titik nol benda kerja adalah sebagai titik nol absolute atau (0,0,0). Lihat gambar di bawah untuk memahami hal tersebut.
Gambar 4.18 Pengukuran Absolute dan Incremental
Jadi pembedaan kedua metode di atas yaitu:
Jika menggunakan metode incremental titik referensinya selalu berubah-ubah di setiap pererakan pada titik akhir yang dituju. Sedangkan metode absolute titik referensinya tetap hanya pada satu titik saja (tidak berubah-ubah).
Format :
N…G90 : berarti sistem pengukuran absolut diaktifkan
N…G91 ; berarti sistem kordinat yang digunakan adalah incremental.
Kode G91 berarti sistem pengukuran yang digunakan menggunakan koordinat relatif atau incremental. Pergeseran pahat diprogram dari tempat pahat berada ke posisi berikutnya. Titik nol (0,0,0) berada di ujung sumbu pahat. G91 biasanya digunakan di awal sub rutin (sub program).
2. Bahasa Pemrograman
Bahasa pemrograman adalah suatu format perintah dalam suatu blok dengan menggunakan kode huruf, angka, dan symbol. Mesin CNC dilengkapi perangkat komputer yang di singkat MCU. MCU yaitu suatu perangkat yang berfungsi untuk menterjemahkan bahasa kode kedalam bentuk gerakan persumbuan sesuai dengan perintah program yang telah di buat. Kode-kode bahasa dalam mesin CNC dikenal dengan kode G, M, dan Alarm ( fungsi G,M, dan Kode Alarm ) kode-kode ini sudah di standarkan oleh ISO atau badan internasional lainnya.
Contoh pemrograman Absolute
penyusunan program Absolute perhitungannya didasarkan pada satu titik referensi. Nilai X adalah diameter, sedangkan nilai Z adalah jarak dari titik referensi kearah memanjang. untuk lebih jelasnya ikuti ilustrasi program sebagai berikut:
s
b a
c
e d
f
Gambar 4.19 contoh gambar Absolute
susunan program untuk finishing
N
|
G
|
X
|
Z
|
F
|
00
|
92
|
2500
|
0
| |
01
|
M03
| |||
02
|
00
|
800
|
0
|
35
|
03
|
01
|
800
|
-600
|
35
|
04
|
01
|
1500
|
-1800
|
35
|
05
|
01
|
2100
|
-1800
|
35
|
06
|
01
|
2100
|
-2800
|
35
|
07
|
01
|
2500
|
-2800
|
35
|
08
|
00
|
2500
|
0
| |
09
|
M30
|
Tabel 4.2 contoh program Absolute
Keterangan :
· N = Nomor urutan program
· G = Blok perintah fungsi G dan M
· X = Sumbu “X”
· Z = Sumbu “Z”
· F = kecepatan Feed ( alat potong )
Keterangan dari program diatas adalah sebagai berikut:
N00 = Informasi di sampaikan pada mesin bahwa posisi pahat pada diameter 25mm tepat di ujung benda ( G92 X 2500 Z0 ).
N01 = Mesin diperintahkan memutarkan spindel chuck searah jarum jam ( M03 ).
N02 = Pahat diperintahan maju lurus tidak menyayat ( G00 X 800 Z0 ) dari titik S ke titik A.
N03 = Pahat diperintahkan menyayat lurus memanjang ( G01 X 800 Z-600 F35 ) dari titik A ke B.
N04 = Pahat di perintahkan menyayat tirus ( G01 X 1500 Z-1800 F35) dari titik B ke C.
N05 = Pahat diperintahkan menyayat mundur lurus (G01 X 2001 Z-1800 F35) dari titik C ke D.
N06 = Pahat diperintahkan menyayat lurus memanjang ( G01 X 2100 Z-1800 F35 ) dari titik D ke E.
N07 = Pahat diperintahkan mundur lurus ( G01 X 2500 Z-2800 F35 ) dari titik E ke F.
N08 = Pahat diperintahkan gerak cepat tidak menyayat ( G00 X 2500 Z0 ) dari titik F kemali ke titik S.
N09 = mesin diperintahkan untuk selesai atau program telah berakhir ( M30 ).
contoh program Incremental
Gambar 4.20 contoh gambar Incremental
susunan program untuk finishing
N
|
G
|
X
|
Z
|
F
|
00
|
91
| |||
01
|
M03
| |||
02
|
01
|
00
|
-3200
|
90
|
03
|
01
|
1000
|
-2000
|
90
|
04
|
00
|
-1000
|
-5200
| |
05
|
M03
|
Tabel 4.3 contoh program Incremental
Keterangan :
· N = Nomor urutan program
· G = Blok perintah fungsi G dan M
· X = Sumbu “X”
· Z = Sumbu “Z”
· F = kecepatan Feed ( alat potong )
Keterangan dari program diatas adalah sebagai berikut:
N00 = Informasi di sampaikan pada mesin dengan program inkemental
N01 = Mesin di perintahkan memutar spindel chuck Searah jarum jam (M03)
N02 = Pahat di perintahkan menyayat lurus memanjang (G01 X00 Z-300 F90)
N03 = Pahat di perintahkan menyayat tirus (G01 X1000 Z-2000 F 90)
N04 = Pahat di perintahkan mundur lurus tidah menyayat (G00 X-1000 Z5200
N05 = Mesin di perintahkan untuk mengakhiri program (M30)
Format :
N…G90 : berarti sistem pengukuran absolut diaktifkan
N…G91 ; berarti sistem kordinat yang digunakan adalah incremental.
Kode G91 berarti sistem pengukuran yang digunakan menggunakan koordinat relatif atau incremental. Pergeseran pahat diprogram dari tempat pahat berada ke posisi berikutnya. Titik nol (0,0,0) berada di ujung sumbu pahat. G91 biasanya digunakan di awal sub rutin (sub program).
4.7.2 T, Pemanggilan Pahat
Pahat yang digunakan dipilih dengan menuliskan kata T diikuti nomer pahat, misalnya T1, T2, T3. Nomer pahat bisa dari angka bulat 1 sampai 32000. Di sistem kontrol maksimum 15 pahat yang bisa disimpan pada waktu yang sama. Apabila akan mengganti pahat, maka pada program CNC ditulis T diikuti angka nomer pahat yang dimaksud.
Format :
N....
N.... T1; berarti pahat 1 diaktifkan
N...
N… T4 ; berarti pahat diganti dengan pahat 4.
a. Mengaktifkan Kompensasi Pahat
Beberapa pahat memiliki panjang dan diameter yang berbeda. Untuk mengaktifkan perbedaan tersebut, maka sesudah menulis nomer pahat (misalnya T1), kemudian diikuti D dengan nomer kompensasi yang dimaksud. Harga kompensasi pahat disimpan pada parameter tool correction (lihat gambar di bawah). Harga D adalah antara 1 sampai 9 tergantung bentuk pahat yang digunakan. Pada program CNC. apabila D tidak diprogram, maka harga D yang digunakan adalah D1, apabila D0 berarti pergeseran harga pahat tidak aktif.
Gambar 4.21 Pergeseran posisi pahat (tool offset) yang diperlukan
b. F, Gerak Makan Pahat
Gerak makan F adalah kecepatan pergerakan pahat yang berupa harga absolut . Harga gerak makan ini berhubungan dengan gerakan interpolasi G1, G2, atau G3 dan tetap aktif sampai harga F baru diaktifkan di program CNC. Satuan untuk F ada dua yaitu mm/menit apabila sebelum harga F ditulis G94, dan mm/putaran apabila ditulis G95 sebelum harga F. Satuan mm/putaran hanya dapat berlaku apabila spindel berputar.
Format :
N....
N... G94 F100:berarti harga gerak makan 100 mm/menit
N... M3 S1000
N... G95 F2: berarti gerak makan 2 mm/putaran
c. G0, Gerak Cepat Lurus
G0 berfungsi untuk menempatkan (memposisikan) pahat secara cepat dan tidak menyayat benda kerja. Semua sumbu bisa bergerak secara simultan sehingga menghasilkan jalur lurus (lihat gambar di samping). Perintah G0 akan selalu aktif sebelum dibatalkan oleh perintah dari kelompok yang sama, misalnya G1, G2, atau G3.
Gambar 4.22 Gerak cepat dengan G0
Format :
N...
N... G0 X40 Z25; gerak cepat aktif menuju koordinat yg ditulis
4.7.3 G96 , G97 Dan S, Kecepatan Potong Konstan
Fungsi G96 adalah untuk mengatur kecepatan potong. Apabila G96 ditulis kemudian diikuti S, berarti satuan untuk S adalah m/menit, sehingga selama proses pembubutan menggunakan kecepatan potong konstan. G97 berarti pengaturan kecepatan potong konstan OFF, sehingga satuan S menjadi putaran spindel konstan dengan saruan putaran per menit (rpm).
Format :
N… G96 S120 LIMS = F…: kecepatan potong konstan 120 m/menit
N…
N… G97 ; kecepatan potong konstan OFF
Catatan :
LIMS berarti batas atas putaran spindel. Apabila menggunakan G96 harus diprogram harga putaran maksimal, karena untuk G96 putaran spindel akan bertambah cepat ketika diameter mengecil dan menjadi tidak terhingga ketika diamater 0 (misalnya pada proses facing). Harga F yang digunakan akan ikut terpengaruh apabila menggunakan G95 dengan satuan mm/putaran.
Untuk mengaktifkan jumlah putaran spindel mesin frais CNC digunakan S diikuti dengan jumlah putaran per menit. Arah putaran spindel mengikuti perintah kode M, yaitu M3 putaran searah jarum jam, dan M4 putaran berlawanan arah jarum jam. Sedangkan perintah M5 putaran spindel berhenti.
Format :
N... M3
N... G97 S1500; berarti putaran spindel searah jarum jam 1500 rpm.
N...
Contoh Program
Nama Program : LRS1.MPF
N10 G54 G90 T1 M3 S1500 F100
N15 G0 X44 Z2
N20 X39
N30 G1 Z-60
N40 X42
0 G0 Z2
N60 X37
N80 X42
N90 G0 Z2 36
N100 X36
N110 G1 Z-40
N120 X38
N130 Z-60 60 40
N140 X44
N150 G0 Z5
N160 X50
N170 M5
N180 M2
Sesudah program ditulis dan disimpan di mesin bubut CNC, maka langkah untuk memeriksa program dan menjalankannya adalah sebagai berikut :
contoh produk pin CV. Solutech Indonesia jaya
Gambar 4.23 Produk PIN CV. Soluteck Indonesi Jaya
4.8 Memeriksa Program CNC Yang Telah Ditulis
Periksa apakah ada kesalahan penulisan pada setiap blok program. Kalau ada yang salah dibetulkan terlebih dahulu (Biasanya kalau ada program yang salah akan ada peringatan/alarm dari sistem kontrol mesin CNC).
Harus di periksa apakah
blok program sudah
diperiksa dengan benar
Gambar 4.24 Program CNC
Kalau sudah yakin bahwa program sudah benar, maka dilanjutkan dengan menjalankan program (eksekusi program) tanpa menggunakan benda kerja.
4.8.1 Menjalankan Program Tanpa Benda Kerja Perblok
Untuk memeriksa jalannya pahat yang sedang melaksanakan tiap blok program, maka diperiksa dahulu jalannya program tanpa memasang benda kerja. Dalam hal ini perlu diperiksa apakah jalannya pahat atau program CNC sudah benar. Langkahnya adalah :
a. Naikkan posisi pahat dengan menekan tombol +Z pada mode Jog, sehingga posisi pahat relatif jauh di atas ragum.
b. Pastikan program yang akan dicoba sudah ada di area monitor
c. Tekan tombol auto
d. Tekan tombol single block
e. Tekan tombol Cycle start
Jika menjalankan program CNC tiap blok, maka untuk tiap blok tombol cycle start ditekan.
f. Periksa jalannya pahat, apakah sudah menggambarkan jalannya pahat sesuai dengan program yang dibuat. Ketika menjalankan program di mesin, sebagai operator anda harus cepat bereaksi jika dirasa ada kesalahan.
Apabila ada kesalahan segera tekan tombol reset atau cycle stop.
atau
Atau, kalau kondisinya membahayakan tekan tombol emergency stop
g. Apabila jalannya pahat benar, maka berarti program yang dibuat/ditulis tidak ada kesalahan yang membahayakan mesin dan operator, maka berikutnya diperiksa dengan menjalankan program secara menerus.
h. Tekan automatic, kemudian tekan cycle start.
Simulasi jalannya pahat tanpa benda kerja adalah seperti gambar berikut.
Gambar 4.25 Simulasi jalannya pahat
4.8.2 Menjalankan Program Untuk Membuat Benda Kerja
1. Memasang benda kerja pada ragum dan Seting titik nol lagi (kalau ragum menggunakan stopper, maka tidak usah diseting lagi).
2. Menekan tombol Automatic
3. Menekan tombol cycle start, sehingga hasilnya sebagai berikut :
Pada mesin CNC virtual (simulator)
Gambar 4.26 Mesin CNC virtual (simulator)
Setelah benda kerja jadi, kemudian periksa ukuran benda kerja (menggunakan jangka sorong atau mikrometer). Bandingkan ukuran benda kerja dengan yang tertulis pada gambar kerja. Kesalahan ukuran hasil proses pemesinan dengan menggunakan mesin bubut CNC ada beberapa sebab yaitu:
• kesalahan seting titik nol
• kesalahan seting pahat
• kesalahan pencekaman benda kerja
• kesalahan program CNC.
Apabila ada kesalahan ukuran maka empat penyebab kesalahan di atas harus dicek lagi.
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
1. Mesin CNC ini mampu membuat ulang benda kerja dengan bentuk gambar yang sama.
2. Kemampuan kerja mesin lebih teliti, akurat, waktu pengerjaannya lebih cepat, dan hasilnya lebih bagus atau lebih halus di bandingkan mesin perkakas biasa.
3. Mesin CNC dapat digunakan untuk berbagai bentuk pengerjaan dan bermacam-macam kontur sesuai dengan kebutuhan.
4. Kemampuan kerja Mesin CNC dapat memproduksi benda kerja secara terus menerus dengan hasil yang baik, sehingga dapat meningkatkan produktifitas pengerjaan.
5.2 SARAN
1. Setiap penyelesaian pemograman sebaiknya harus di cek ulang agar pekerjaan yang di hasil sesuai dengan keinginan.
2. Pengoprasian mesin bubut harus di simulasikan terlebih dahulu agar tidak terjadi kesalahan dan pekerjaan tidak berulang-ulang.
3. Melakukan pengecekan pada setingan titik nol, pencekraman benda kerja, dan settingan pahat agar tidak terjadi kesalahan.
DAFTAR PUSTAKA
1. Direktoriat Pengawasan Norma Keselamatan dan Kesehatan Kerja, 1999.
Modul Mesin CNC Two Axis ( Mesin Bubut ). Bima Prima: Jakarta.
2. EMCO MAIER Ges.m.b.H. (2009). Easy Learning,Easy Machining, Emco Industrial Training Courseware. Diambil pada tanggal 1 Desember 2009.
3. Schneider,G.Jr. (2006). Cutting Tool Applications. Diambil pada tanggal 5 Juni 2006.
4. Setyardjo Djoko M.J. 1995 Mesin CNC Two Axis ( Mesin Bubut ). Pradnya Paramitha: Jakarta.
5. Siemens.(2003). Operation and Programming 08/2003 Edition Sinumerik 802S base line, Sinumerik 802C base line Turning. Federal Republic of Germany: Siemens AG .
