Mechanical Engineering Ismanto Alpha's

Pengenalan CNC(Computerized Numerical Control)

Dengan makin berkembangnya teknologi manufacture mechanic terhadap otomasi, yang legih baik dengan pengenalan NC(numerical control) menunjukan langkah maju. Sebab kemampuan NC machine dapat memenuhi harapan baik kualitas dan kuantitas dari suatu benda kerja kebenda kerja yang lain(adaptive otomation). Dengan adanya adaptive otomation tersebut maka pekerjaan yang komplek lebih baik dan disederhanakan.
Untuk NC machine, tidak ada hand wheel dan levers maksudnya semua axis dan slide dapat ditempatkan tanpa dengan manual. NC machine dirancang sedemikian rupa sehingga campur tangan selama operasi dapat dikurangi atau dihilangkan. Untuk beberapa jenis mesin, proses penggantian tools dapat secara otomatis, begitu pula dengan benda kerja yang dapat berpindah secara otomatis. Pengembangan dari NC adalah CNC. Pada mesin CNC ini berjalan sesuai dengan program yang diberikan padanya berupa perintah dari disk, tape atau bubble kaset maupun program yang ditransfer dari pusat. Mesin CNC merupakan teknik otomatisasi yang diintegrasikan dengan mesin tools dengan bantuan elektronik computer
Pada dasarnya informasi numeric yang didapat mesin CNC dari fasilitas-fasilitas diatas diubah menjadi sederetan pulsa. Kemudian melalui converter memberi perintah kemotor steep untuk melakukan suatu gerakan translasi atau rotasi.
Dibandingkan dengan mesin konvensional yang setaraf dan sejenis. Mesin
CNC dikatakan lebih teliti(accurate), lebih tepat(precise), lebih flexible, dan lebih produktif. Semua kelebihan tersebut tidak akan tercapai bila tidak disiapkan system pendukung yang lebih baik. System pendukung tersebut yaitu:
- NC programming
Program NC dalam setiap produk harus mencerminkan urutan langsung dan benar untuk mendapatkan menghasilkan part yang bagus. Untuk itu pemrograman NC harus didukung dengan ketersedian data yang diteliti dan akurat. Untuk data yang dimasukkan adalah data dengan bahasa program yaitu alpha numeric codes yaitu disebut NC data (G-code, M-code dan address pada suatu world yang lainnya).
- Tooling system
Disini sistem perkakas handal harus dimiliki dan dikelola dengan baik
- Fixturing system
Proses pencekaman pada mesin CNC haruslah kuat untuk mencapai ketepatan dan ketelitian
- Measuring equipment
Guna menjamin kualitas(geometric dan fisik) harus tersedia alat ukur yang memadai dan program pengontrolan kualitas yang terpercaya. Untuk itu dikembangkan alat ukur jenis NC yaitu CMM(coordinate measuring machine). Dengan alat ini pengujian dimensi-dimensi dari suatu pengerjaan part akan lebih teliti.
- Raw material
Yaitu ketersedian bahan untuk menjamin kelangsungan proses produksi
- Utility
Kelengkapan sarana pabrik yang handal yang akan mendukung dalam sarana operasi produksi
- Maintenance program
Dalam mesin NC ini perlu adanaya perawatan yang baik, karena team perawat harus menguasai teknologi mekatronika. Disamping itu ketelitian geometric dan kehandalan mesin harus diperhatikan.

Jenis-Jenis Dari CNC Control
Numerical control dibagi menjadi3 bagian berdasarkan gerakan toolsnya:
1. Point to point NC control
Teknologi ini digunakan pada NC drilling machine gerakan meja pada sumbu X dan Y dan tools pada sumbu Z. feed rate pada sumbu Z dan rapid deplacement pada sumbu X dan Y.
2. NC-straight line control
Feed rate pada sumbu X-Y-Z, mempunyai gerakan pararel dengan sumbu dan mempunyai gerakan yang akurat.biasanya digunakan untuk drilling dan milling machine dan mampu berkerja dengan feed yang rendah.
3. NC contour control
Penggabungan antara linear interpolation dengan circular information dan ada juga yang mempunyai parabolic interpolation dengan curve determinan oleh metode matematik(digunakan untuk milling complex shape).

Linear interpolation
Bila koordinat dari titik A ke titik B dimasukkan kedalam program, pada proses data input, computer akan menghitung nilai interpolasi dari titik-titik sepanjang garis A-B dan akan memerintahkan sumbu-sumbu sambil bergerak.

Circular interpolation
Bila koordinat dari titik A ke titik B dengan pusat busur titik C dimasukkan kedalam program. Pada proses data input, computer akan menghitung nilai interpolasi dari titik sepanjang circular pada A-B dan akan membawa tools sepanjang busur AB dengan pusat busur C.

Tipe-tipe NC-control
a. Numerical control(CN)
Semua fungsi logic disatukan dengan control yang merupakan hardware dan disimpan dengan memory . fasilitasnya terbatas, tidak ada interpolar, offset, circle dan lain-lain.
b. Computer numerical control(CNC)
Adalah NC yang disatukan dengan control yang berupa microprocessor atau mini computer. Fungsi logic adalah program control secara software adalah program yang disimpan dalam memory. Kapasitas memory cukup untuk penyimpanan program machining. Untuk beberapa benda kerja yang lengkap.

c. Direct Numerical Control
Suatu host computer akan mengontrol beberapa machining cell. Tiap machining cell terdiri dari beberapa CNC machine, robot untuk loading unloading work piece. Biasanya dalam system DNC dilengkapi dengan automatic werehouse,CAD/CAM dan lain-lain.cara ini menuju pada otomatisasi produksi factory automation.

Metode programming untuk CNC
Persiapan kerja untuk mesin CNC yang terpenting adalah program benda kerja. Ada beberapa cara untuk membuat program.
a. Manual programming/manual data input(MDI) program dibuat oleh operator
Dibengkel kecil, operator dari mesin konvensional.
Di bengkel kecil operator dari mesin konvensional menentukan rangkaian sendiri. Dia memilih sendiri metode clamping dan menentukan tools yang diperlukan.kalau menggunakan mesin CNC. Persiapan kerja tersebut adalah sama, hanya perlu menuliskan rangkaian kerja kedalam bentuk program. Program tersebut diedit kedalam mesin CNC melalui keyboard pada control panel. Metoda programming ini digunakan untuk program-program yang sederhana.
b. Manual programming from tape punch.
Untuk menjamin ketepatan pemindahan data input kedalam memory. Program tersebut ditulis kedalam tape punch melalui tape reader program dapat diedit kedalam memory. Tape punch merupakan pembawa program yang baik sekali dan tidak memakan tempat.
c. Computer aided programing
Untuk benda kerja yang komplek manual program akan menjadi sukar dan kemungkinan kesalahan akan menjadi bertambah. Untuk mengatasi masalah ini dibutuhkan komputer mini dengan program terpisah.
d. Programming dengan remote control
Cara ini digunakan untuk mengatasi sejumlah program yang kompleks dan rumit. Perusahaan-perusahaan yang besar, untuk mengatasi masalah tersebut diatas menggunakan remote data programming memory dikirim dari pusat komputer dan dihubungkan ke terminal komputer secara remote dan selanjutnya diproses kedalam CNC mesin.

Cara Kerja Mesin CNC
Mesin tool dengan NC adalah perkembangan dari mesin perkakas konvensional, dimana pada mesin NC dapat bekerja secara otomatis dan cepat. Data teknis dan geometris pada mesin NC/CNC diinformasikan dengan tepat:
- tools diplacement
- feed rate
- tools size
informasi tersebut dalam bahasa khusus yang dimengerti oleh mesin CNC(biasannya berupa alpha numeric code)
Ketelitian Dari Mesin CNC
Yang mempengaruhi ketelitian mesin CNC adalah:
- ketelitian komputer CNC
- ketelitian sensor feed back
- ketelitian geometris mesin perkakas
- kekakuan mesin perkakas
- pengaruh gradient thermis

Pemakaian Mesin CNC
Alasan pemilihan mesin CNC dikarenakan:
a. teliti
- design konstruksi mesin yang lebih baik
- mempunyai elemen-elemen teliti
- pengatur rangkaian dengan close loop control
- dilengkapi dengan lead screw error dan backlash compesation
b. tepat:
- mampu mengulang pekerjaan dengan hasil yang sama sesuai dengan program yang terdapat dalam MCU
c. fleksibel
- mempunyai banyak variasi bentuk pahat, yang dapat digunakan pada tool magazine
- MCU mampu menyimpan beberapa program NC
- Derajat keberhasilan gerakan dapat dibuat secara maksimal

Cara Programasi
Cara pemograman pada mesin NC ini dibedakan menjadi dua, yaitu :
1. Incremental Programing
ádalah statu cara programasi untuk perintah gerakan sumbu dimana titik referensinya ádalah titik akhir dari perintah sebelumnya. Titik referensinya selalu berpindah, tidak selalu pada koordinat nol.
2. Absolut Programing
Adalah suatu cara programasi untuk perintah gerakan sumbu dengan titik referensi tetap pada koordinat sama dengan nol. Titik referensinya tidak berpindah. Disamping cara pemograman, bahasa pemograman atau bahasa kode ( yang distandarkan ISO, sering disebut sebagai bahasa kode G) perlu dimengerti oleh semua personil yang menangani sistem CAM (terutama programmer dan operator mesin) karena dapt digunakan untuk pembuatan program sederhana maupun program yang kompleks.