TEKNIK CNC MODUL TEORI

TEKNIK CNCTEORI CNC14 / 34TEKNIK CNCTEORI CNC14 / 34
TEKNIK CNC
TEORI CNC
14 / 34


TEKNIK CNC
TEORI CNC
14 / 34

















TEKNIK CNC

MODUL TEORI







POLITEKNIK BOSOWA
PROGRAM STUDI PERAWATAN DAN PERBAIKAN MESIN
Kampus 1: Jln. Kapasa Raya, No. 23, Kima, Makassar-Sulawesi Selatan 90123
Telp. +62 411 472 001 2, Faks. +62 411 472 001 3
Email:[email protected], Website: www.politeknik-bosowa.ac.id

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahi roabbil'alamin, puji syukur kita panjatkan kepada Allah SWT karena atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan bahan ajar teknik cnc pada semester III.
Bahan ajar ini disusun berdasarkan kurikulum Perawatan Dan Perbaikan Mesin Politeknik Bosowa yang merupakan mata kuliah yang disajikan pada semester III.
Tujuan utama pelajaran Teknik CNC iyalah agar mahasiswa dapat mengetahui dasar – dasar dan tata cara proses permesinan menggunakan mesin-mesin CNC. Dalam perkembangan selanjutnya bahan ajar ini akan selalu dievaluasi dan direvisi sesuai dengan kebutuhan dan perkembangannya.
Penulis sangant mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun demi penyempurnaan bahan ajar ini. Semoga bahan ajar ini dapat bermanfaat sebagaimana mestinya dalam usaha mencerdaskan bangsa.









Makassar , Agustus 2014


Tim Penyusun





Contents
BAB 1 3
1.1 Latar Belakang Atau Sejarah Terberntuknya Mesin CNC 3
1.2 Bagian-Bagian Mesin CNC (Computer Numerically Controlled) 7
BAB II 8
2.1 DASAR-DASAR PEMOGRAMAN MESIN CNC 8
2.2 Prinsip gerakan sumbu utama dalam mesin CNC. 8
2.2.1 Pemrograman Absolut 8
2.2.2 Pemrogramman Relatif (inkremental) 9
2.2.3 Pemrogramman Polar 10
2.2.4 Gerakan sumbu utama pada mesin CNC 11
2.3 Standarisasi Pemrogramman Mesin Perkakas CNC 12
BAB III 17
3.1 TOOL SETTING DAN PSO FILE 17
3.2 Setting Nol Pahat Tunggal 17
3.2.1 Pada mesin CNC Turning 17
3.2.2 Pada Mesin CNC Milling 20
3.4 Setting Nol Multy Tools 22
2.3 PSO File 26
BAB IV 28
4.1 Parameter Lingkaran 28
4.2 Analisa Grafis 31
4.3 Metode Analisis 32


BAB 1
1.1 Latar Belakang Atau Sejarah Terberntuknya Mesin CNC
Dewasa ini perkembangan dunia manufactur semakin berkembang, salah satunya adalah penggunaan teknologi komputer kedalam proses manufactur di dunia industri saat ini. Penggunaan teknologi komputer yang mengalami kemajuan pesat diantaranya adalah penggunaan mesin CNC (Computer Numerically Controlled), yang mana cara pengoperasiannya menggunakan program yang dikontrol langsung oleh komputer dan dengan bantuan operator.
Awal lahirnya mesin CNC ( Computer Numerical Controlled) bermula dari 1952 yang di kembangkan oleh John Pearseon dari Institut Teknologi Massachusetts, atas nama Angkatan Udara Amerika Serikat. Semula proyek tersebut di peruntukan untuk membuat benda kerja khusus yang rumit. Semula perangkat CNC memerlukan biaya yang tinggi dan volume unit pengendali yang besar.Pada tahun 1973, mesin CNC masih sangat mahal sehingga masih sedikit perusahaan yang mempunyai keberanian dalam memplopori investasi dalam teknologi ini.Dari tahun 1975, produksi mesin CNC mulai berkembang pesat. Perkembangan ini di pacu oleh Microprocessor,sehingga volume unit pengendali dapat lebih ringkas. Dewasa ini penggunaan mesin CNC hampir terdapat di segala bidang Dari bidang pendidikan dan riset yang mempergunakan alat-alat demikian dihasilkan berbagai hasil penelitian yang bermanfaat yang tidak terasa sudah banyak di gunakan dalam kehidupan sehari–hari di kalangan masyarakat banyak.Mesin CNC adalah 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.
mesin perkakas adalah suatu alat yang memotong atau piranti pengolahan lain dari benda kerja, benda kerja adalah objek yang diproses. Manakalah mesin perkakas sedang melakukan pemakanan, program intruksi dapat diubah untuk memproses suatu pekerjaan baru. Numerical control (NC) adalah suatu format berupa program otomatis dimana tindakan mekanik dari suatu alat – alat permesinan atau peralatan lain dikendalikan oleh suatu program yang berisi data kode angka. Data alphanumerical menghadirkan suatu intruksi pekerjaan untuk mengoprasikan mesin tersebut.
Numeric Control (NC) adalah suatu kendali mesin atas dasar informasi digital, ini diperkenalkan di area pabrikasi. NC adalah bermanfaat untuk produksi rendah dan medium yang memvariasikan produksi item, di mana bentuk, dimensi, rute proses, dan pengerjaan dengan mesin bervariasi. Mesin perkakas NC meliputi mesin dengan operasi tujuan tunggal, yang memberikan informasi kuantitatif seperti pengerjaan dengan mesin operasi yang disajikan oleh suatu computer kendali dengan program database yang menyimpan instruksi secara langsung untuk mengendalikan alat – alat bermesin CNC (Computer Numerical Control). Kode data diubah untuk satu rangkaian perintah, yang mana servo mekanisme, seperti suatu pijakan motor yang berputar sesuai jumlah yang telah ditetapkan, memperbaiki dengan masing-masing mengemudi dari suatu meja pekerjaan dan suatu alat untuk melaksanakan suatu pengerjaandengan mesin dan gerakan yang ditetapkan oleh suatu sistem pengulangan tertutup atau terbuka.
CNC yang dikendalikan dapat melakukan pekerjaan berbentuk linier, lingkar, atau sisipan berbentuk parabola.
Dalam rangka menerapkan ilmu yang telah diperoleh dari mata kuliah Mesin Perkakas CNC, bagaimana cara menggunakan mesin bubut TU-2A. Untuk lebih memahami mengenai mesin bubut CNC maka mahasiswa perlu mengikuti praktikum CNC yang lebih mendalam. Untuk dapat mengetahui bagian-bagian dari mesin bubut TU-2A, proses yang dapat dilakukan oleh mesin bubut TU-2A, dan cara pengoperasiannya merupakan bagian dari proses pembelajaran praktikum CNC.
Dalam praktikum CNC ini Mahasiswa dapat merancang suatu profile yang dapat dikerjakan dengan bubut TU-2A, yang menjadikan pembelajaran dari teori-teori yang didapat dari mata kuliah mesin perkakas CNC. Sehingga mahasiswa mampu mengaplikasikan antara teori dengan praktek di lapangan.
Secara luas penggunaan sistem NC (Numerically Controlled) pada dunia industri terutama pada pekerjaan permesinan, yaitu:
Frais (milling)
Bubut (turning)
Pengeboran (drilling)
Gerinda (grinding)
Pemotongan logam (metal cutting)

Berdasarkan karakteristik yang umum dari pekerjaan-pekerjaan proses produksi yang menggunakan CNC, proses permesinan ini lebih banyak akan menghasilkan :
a. Komponen dimana diproses secara berulang-ulang (sering) atau menghasilkan produk massal.
b. Komponen dengan bentuk geometri yang cukup kompleks, dimana banyak sekali informasi-informasi ukuran dan dalam unsur bentuk (sepeti alur, pembulatan, kemiringan dan toleransi) yang banyak.
c. Komponen dimana membutuhkan banyak operasi untuk membentuknya.
d. Komponen dimana pada saat proses pengerjaannya membutuhkan pembuangan logam yang banyak.
e. Komponen dengan toleransi yang sangat kecil.
f. Komponen yang cukup mahal sehingga kesalahan dalam pembuatan akan merupakan kerugian yang cukup besar.
g. Komponen yang dalam prosesnya membutuhkan inspeksi 100%.
Kelebihan dan kekurangan dari mesin CNC Kelebihan dari penggunaan mesin CNC dibandingkan dengan mesin konvensional antara lain adalah:
a. Adanya pengurangan dari waktu yang tidak produktif (non productive time), karena adanya penyetelan peralatan, benda kerja, dan lain-lain.
b. Mengurangi penggunaan dari alat bantu penepat (fixtures).
c. Mengurangi waktu proses produksi.
d. Proses manufaktur yang sangat fleksibel.
e. Meningkatkan kontrol kualitas dari hasil produksi (quality control)
f. Mengurangi inventori
g. Mengurangi kebutuhan ruang, terutama untuk penyimpanan bahan baku.
Adapun kekurangan dari mesin CNC dibandingkan dengan mesin-mesin konvensional adalah:
a. Biaya investasi yang sangat besar, dikarenakan mesin CNC harganya sangat mahal.
b. Biaya perawatan yang sangat besar.
c. Memerlukan operator yang mempunyai keterampilan dalam pemrograman dan penggunaan dari mesin CNC.
Karena adanya keuntungan dan kerugian dari penggunaan mesin-mesin CNC dalam proses manufaktur tersebut, maka perlu untuk dipertimbangkan beberapa faktor dalam pengambilan keputusan untuk penggunaan mesin CNC dalam memproduksi suatu komponen, faktor-faktor tersebut antara lain adalah:
Adanya penurunan biaya.
Dimana dengan penggunaan mesin CNC diharapkan dapat menekan biaya dari produksi, utamanya adalah biaya yang tinggi akibat upah dan rendahnya jam kerja produktif. Untuk penggunaan mesin CNC ini biasanya diberikan tugas beregu dengan bergilir untuk mengoperasikan mesin CNC tersebut.
b. Diharapkan terdapatnya perbaikan produksi.
Pada mesin konvensional, jam kerja mesin yang digunakan sering hanya 20%-30% untuk pembentukan produk. Sisa waktu yang sekitar 80% tersebut digunakan dalam mengatur posisi, mengubah sakelar, menukar peralatan, memasang benda kerja, membersihkan beram, dan sebagainya. Penghematan waktu yang banyak dapat diperoleh dengan membaca gambarnya. Dengan penggunaan mesin CNC, hanya diperlukan satu kali, ialah pada waktu membuat programnya. Juga pengaturan posisi pada mesin CNC dapat dilakukan dengan lebih cepat.
c. Adanya perbaikan kualitas.
Faktor yang mempengaruhi keputusan pemilihan dari penggunaan mesin CNC yaitu apakah pada proses produksi menghasilkan produk-produk dengan kualitas yang tinggi ataupun dengan kualitas yang konstan. Pada saat proses produksi, kesalahan-kesalahan manusia dibatasi sampai pada suatu nilai minimal dan karenanya dapat menimbulkan kualitas produk yang konstan. Dengan penggunaan mesin CNC kesalahan-kesalahan ini dapat diminimalisasi sehingga perbaikan terhadap produk yang salah juga dapat dikurangi.
d. Waktu proses yang lebih cepat.
Apabila pada proses produksi diharapkan dalam mengerjakan suatu produk ini dibutuhkan waktu yang singkat. Dimana dengan penggunaan mesin CNC ini dimungkinkan untuk membuat produk-produk yang kompleks dalam satu kali pemasangan saja.
e. Terjadinya perluasan paket produksi.
Peningkatan jumlah produksi yang amat banyak, tidak mungkin dilaksanakan tanpa peggunaan mesin-mesin CNC. Juga untuk bentuk produk- produk yang kompleks.
1.2 Bagian-Bagian Mesin CNC (Computer Numerically Controlled)
Unit Kontrol
Berupa panel pengontrolan yang berisi tombol-tombol perintah untuk menjelaskan kontrol gerakan mesin dan berbagai fungsi lainnya yang menggunakan instruksi oleh sistem kontrol elektronika.
Kepala Tetap
berupa roda-roda gigi transmisi penukar putaran yang akan memutar poros spindle
Poros utama (spindel)
berupa tempat kedudukan pencekam untuk berdirinya benda kerja.
Eretan utama (appron)
bergerak sepanjang meja pada sumbu x sambil membawa eretan lintang
Eretan melintang (cross slide)
Membawa tool post bergerak ke sumbu y atau melintang.
Eretan Memanjang yang menggerakan pahat arah vertikal.
Kepala Lepas, sejajar kepala tetap untuk membantu pergerakan spindel dalam memegang benda kerja.

BAB II
2.1 DASAR-DASAR PEMOGRAMAN MESIN CNC
Ada beberapa langkah yang harus dilakukan seorang programmer sebelum menggunakan mesin CNC, pertama mengenal beberapa sistem koordinat yang ada pada mesin CNC, yaitu:
(a) sistem koodinat kartesius, yang terdiri dari koordinat mutlak (absolut) dan koordinat relatif (inkremental).
(b) sistem koordinat kutub (koordinat polar), yang terdiri dari koordinat mutlak (absolut) dan koordinat relatif (inkremental). Selanjutnya menentukan system koordinat yang akan digunakan dalam pemograman.
Apakah program akan menggunakan sistem pemogramman metode absolut atau inkremental. Pada umumnya sistem koordinat yang sering digunakan antara lain system koordinat kartesius, yaitu koordinat mutlak (absolut) dan koordinat relatif/berantai (incremental).
2.2 Prinsip gerakan sumbu utama dalam mesin CNC.
2.2.1 Pemrograman Absolut
Pemrograman absolut adalah pemrograman yang dalam menentukan titik koordinatnya selalu mengacu pada titik nol benda kerja. Kedudukan titik dalam benda kerja selalu berawal dari titik nol sebagai acuan pengukurannya. Sebagai titik referensi benda kerja letak titik nol sendiri ditentukan berdasarkan bentuk benda kerja dan keefektifan program yang akan dibuat. Penentuan titik nol mengacu pada titik nol benda kerja (TMB). Pada pemrogramman benda kerja yang rumit, melalui kode G tertentu titik nol benda kerja (TMB) bisa dipindah sesuai kebutuhan untuk memudahkan pemrogramman dan untuk menghindari kesalahan pengukuran. Pemrogramman absolut dikenal juga dengan sistem pemrogramman mutlak, di mana pergerakan alat potong mengacu pada titik nol benda kerja. Kelebihan dari sistem ini bila terjadi kesalahan pemrogramman hanya berdampak pada titik yang bersangkutan, sehingga lebih mudah dalam melakukan koreksi. Berikut ini contoh pengukuran dengan menggunakan metode absolut.



Titik Koordinat Absolut
(X , Y)
A B C D E F G
A(0,0)
B(0,-5)
C(-25,-5)
D(-25,-10)
E(-55,-10)
F(-55,-15)
G(0,-20)

2.2.2 Pemrogramman Relatif (inkremental)
Pemrogramman inkremental adalah pemrogramman yang pengukuran lintasannya selalu mengacu pada titik akhir dari suatu lintasan. Titik akhir suatu lintasan merupakan titik awal untuk pengukuran lintasan berikutnya atau penentuan koordinatmya berdasarkan pada perubahan panjang pada sumbu X (.X) dan perubahan panjang lintasan sumbu Y (.Y). Titik nol benda kerja mengacu pada titik nol sebagai titik referensi awal, letak titik nol benda kerja ditentukan berdasarkan bentuk benda kerja dan keefektifan program yang akan dibuatnya.
Penentuan titik koordinat berikutnya mengacu pada titik akhir suatu lintasan. Sistem pemrogramman inkremental dikenal juga dengan sistem pemrogramman berantai atau relative koordinat. Penentuan pergerakan alat potong dari titik satu ke titik berikutnya mengacu pada titik pemberhentian terakhir alat potong. Penentuan titik setahap demi setahap. Kelemahan dari sistem pemrogramman ini, bila terjadi kesalahan dalam penentuan titik koordinat, penyimpangannya akan semakin besar. Berikut ini contoh dari pengukuran inkremental.



Titik Koordinat Inkremental
Dimana jarak dari gridnya 5mm
(.X , .Y)
A B C D E F G H
A( 0 , 5 )
B( 0 , 5 )
C( 0 , 5 )
D( -25 , 0 )
E( 0 , -5 )
F( -30 , 0 )
G( 0 , -5 )
H( 55 , -5 )

2.2.3 Pemrogramman Polar
G02 : Gerakan melingkar searah jarum jam 
G02 X .... Y .... Z .... R .... F ... ; atau
G02 X .... Y .... Z .... I .... J .... K .... F ... ;

Gerakan ini dipergunakan untuk pemakanan melingkar yang searah jarum jam. Kecepatan gerakan inipun ditentukan oleh feedingnya.

G03 : Gerakan melingkar berlawanan arah jarum jam 

G03 X .... Y .... Z .... R .... F ... ; atau
G03 X .... Y .... Z .... I .... J .... K .... F ... ;
Gerakan ini dipergunakan untuk pemakanan melingkar yang berlawanan arah jarum jam. Seperti halnya G02, kecepatan gerakan inipun ditentukan oleh feedingnya. Sedangkan masing-masing fungsi addres yang mengikuti gerakan G02/G03 ini adalah:
X,Y,Z : Koordinat yang dituju
R : Radius [ Jarak antara start point ke center poit ]
I : Jarak antara start point menuju center point searah sumbu X secara Inkremental
J : Jarak antara start point menuju center point searah sumbu Y secara Inkremental
K : Jarak antara start point menuju center point searah sumbu Z secara Inkremental
F : Feeding [ kecepatan pemakanan / asutan / penyayatan ]
Cara menentukan nilai I dan J :
- Jika center point berada disebelah kanan start point, maka : I +
- Jika center point berada disebelah kiri start point, maka : I - 
- Jika center point berada disebelah atas start point, maka : J+
- Jika center point berada disebelah bawah start point, maka : J-

2.2.4 Gerakan sumbu utama pada mesin CNC
Dalam pemogrammman mesin CNC perlu diperhatikan bahwa dalam setiap pemograman menganut, prinsip bahwa sumbu utama (tempat pahat/pisau frais) yang bergerak ke berbagai sumbu, sedangkan meja tempat dudukan benda diam meskipun pada kenyataanya meja mesin frais yang nergerak. Programer tetap menganggap bahwa alat potonglah yang bergerak. Sebagai contoh bila programer menghendaki pisau frais ke arah sumbu X positif, maka meja mesin frais akan bergerak ke sumbu X negatif, juga untuk gerakan alat pemotong lainnya.
Selain menentukan sumbu simetri mesin, langkah berikutnya adalah memahami letak titik nol benda kerja (TNB), titik nol mesin (TNM), dan titik referens (TR). TNB merupakan titik nol di mana dari titik tersebut programmer mengacu untuk menentukan dimensi titik koordinatnya sendiri, baik secara absolute maupun inkremental. TNM merupakan titik nol mesin. Pada mesin CNC bubut TNM terletak di pangkal cekam tempat cekam benda kerja diletakkan. Pada mesin CNC frais TNM berada pada pangkal dimana alat potong/pisau frais diletakkan. Titik Referens (TR) adalah suatu titik yang menyebutkan letak alat potong mula-mula diparkir atau diletakan. Titik referens ditempatkan agak jauh dari benda kerja, agar pada saat pemasangan atau melepaskan benda kerja, tangan operator tidak mengenai alat potong yang dapat mengakibatkan kecelakaan kerja. Benda kerja aman untuk dipasang maupun dilepas dari ragum atau pencekam.

2.3 Standarisasi Pemrogramman Mesin Perkakas CNC
Pemakaian kode-kode pada mesin perkakas CNC dapat menggunakan standar pemrograman ynag berlaku antara lain: DIN (Deutsches Institut fur Normug) 66025, ANSI (American Nationale Standarts Institue), AEROS (Aeorospatiale Frankreich), ISO, dll. Sebagian besar dari standar, yang diinginkan memiliki persamaan dan sedikit saja perbedaannya. Berikut ini beberapa bagian kode pada mesin CNC EMCO antara lain kode G, kode M, kode F, kode S dan kode T yang mempunyai arti sebagai berikut. Arti Kode M pada mesin CNC Mesin CNC hanya dapat membaca kode standar yang telah disepakati oleh industri yang membuat mesin CNC. Dengan kode standar tersebut, pabrik mesin CNC dapat menggunakan PC sebagai input yang diproduksi sendiri atau yang direkomendasikan.
Kode standar pada mesin bubut CNC yaitu :
G00
Gerakan cepat
G01
Interpolasi linear
G02/G03
Interpolari melingkar
G04
Waktu tinggal diam.
G21
Blok kosong
G24
Penetapan radius pada pemrograman harga absolut
G25/M17
Teknik sub program
G27
Perintah melompat
G33
Pemotongan ulir dengan kisar tetap sama
G64
Motor asutan tak berarus
G65
Pelayanan kaset
G66
Pelayanan antar aparat RS 232
G73
Siklus pemboran dengan pemutusan tatal
G78
Siklus penguliran
G81
Siklus pemboran
G82
Siklus pemboran dengan tinggal diam
G83
Siklus pemboran dengan penarikan
G84
Siklus pembubutan memanjang
G85
Siklus pereameran
G86
Siklus pengaluran
G88
Siklus pembubutan melintang
G89
Siklus pereameran dengan tinggal diam
G90
Pemrograman harga absolut
G91
Pemrograman harga inkremental
G92
Pencatat penetapan

Fungsi M
M00
Berhenti terprogram
M03
Sumbu utama searah jarum jam
M05
Sumbu utama berhenti
M06
Penghitungan panjang pahat, penggantian pahat
M08
Titik tolak pengatur
M09
Titik tolak pengatur
M17
Perintah melompat kembali
M22
Titik tolak pengatur
M23
Titik tolak pengatur
M26
Titik tolak pengatur
M30
Program berakhir
M99
Parameter lingkaran
M98
Kompensasi kelonggaran / kocak Otomatis

kode program pada mesin frais cnc
G00
Gerakan cepat
G01
Interpolasi lurus
G02
Interpolasi melinqkar searah iarum Jam
G03
Interpolasi melingkar berlawanan arah jarum jam
G04
Lamanya tinggal diam.
G21
Blok kosonq
G25
Memanqqil sub program
G27
Instruksi melompat
G40
Kompensasi radius pisau hapus
G45
Penambahan radius pirau
G46
Pengurangan radius pisau
G47
Penambahan radius pisau 2 kali
G48
Penguranqan radius pisau 2 kali
G64
Motor asutan tanpa arus (Fungsi penyetelan)
G65
Pelavanan pita magnet (Fungsi penyetetan)
G66
Pelaksanaan antar aparat dengan RS 232
G72
Siklus pengefraisan kantong
G73
Siklus pemutusan fatal
G74
Siklus penguliran (jalan kiri)
G81
Siklus pemboran tetap
G82
Siklus pemboran tetap dengan tinj diam
G83
Siklus pemboran tetap dengan pembuangantatal
G84
Siklus penguliran
G85
Siklus mereamer tetap
G89
Siklus mereamer tetap denqan tinqqal diam.
G90
Pemroqraman nilai absolut
G91
Pemroqraman nilai inkremental
G92
Penqqeseran titik referensi
Fungsi M

M00
Diam
M03
Spindel frais hidup.searah jarumjam
M05
Spindel frais mati
M06
Penggeseran alat, radius pisau frais masuk
M17
Kembali ke program pokok
M08
Hubungan keluar
M09
Hubungan keluar
M20
Hubungan keluar
M21
Hubungan keluar
M22
Hubungan keluar
M23
Hubungan keluar
M26
Hubungan keluar- impuls
M30
Program berakhir
M98
Kompensasi kocak / kelonggaran otomatis
M99
Parameter dari interpolasi melingkar (dalam hubungan dengan G02/303)

Berikut kode tanda alaram bila terjadi kesalahan dalam program
A00
Salah kode G/M
A01
Salah radius/M99
A02
Salah nilaiZ
A03
Salah nilai F
A04
Salah nilai Z
A05
Tidak ada kode M30
A06
Tidak ada kode M03
A07
Tidak ada arti
A08
Pita habis pada penyimpanan ke kaset
A09
Program tidak ditemukan
A10
Pita kaset dalam pengamanan
A11
Salah pemuatan
A12
Salah pengecekan
A13
Penyetelan inchi/mm dengan memori program penuh
A14
Salah posisi kepala frais / penambahan jalan dengan LOAD / M atau / M
A15
Salah nilai Y.
A16
Tidak ada nilai radius pisau frais
A17
Salah sub program
A18
Jalannya kompensasi radius pisau frais lebih kecil dari nol
BAB III
3.1 TOOL SETTING DAN PSO FILE
Pada bab ini akan dibahas mengenai penyettingan dari pahat yang digunakan pada mesin CNC, baik penggunaan pahat tunggal maupun jamak serta penggunaan PSO file pada mesin-mesin CNC yang digunakan pada industri.. Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam bab ini adalah setelah mempelajari materi perkuliahan ini, mahasiswa akan memiliki kompetensi dalam menjelaskan penyettingan dari pahat yang digunakan pada mesin CNC Turning dan CNC Milling, baik penggunaan pahat tunggal maupun jamak serta penggunaan PSO file dalam pemrograman CNC pada mesin-mesin CNC yang digunakan pada industri.
3.2 Setting Nol Pahat Tunggal
Penggunaan pahat tunggal pada permesinan CNC biasanya hanya untuk pengerjaan-pengerjaan bentuk yang sederhana, sehingga cukup hanya dengan menggunakan sebuah pahat saja pekerjaan tersebut dapat dilaksanakan. Penyetelan (setting) nilai nol pada pahat tunggal terdiri atas penyetelan tinggi pahat terhadap titik pusat benda kerja (centering) dan pengaturan pahat menuju titik awal program (start point)
3.2.1 Pada mesin CNC Turning
a. Penyetelan tinggi pahat terhadap titik pusat benda kerja (centering) Pada mesin CNC turning, dalam hal ini mesin CNC TU-2A, sebelum dilakukan penyetelan, terlebih dahulu dilakukan pemasangan pahat pada pemegang pahat (tool turret). Pada tool turret dapat dipasang enam buah pahat, tiga pahat pemotongan luar dan tiga lagi untuk pahat pemotongan dalam, seperti terlihat pada gambar. Yang harus diperhatikan dalam pemasangan ini, yaitu bahwa panjang dari pahat pemotongan luar yang menonjol keluar maksimum sebesar 13 mm. Hal ini dilakukan untuk mencegah agar pahat tidak bersentuhan dengan bagian dasar tool turret pada saat dilakukan pemutaran tool turret untuk mengganti pahat.

















Gambar Tool Turren Pada Mesin CNC TU-2A
Untuk penyetelan tinggi pahat, digunakan center yang terpasang pada kepala lepas (tail stock). Atur agar bagian ujung dari pahat sejajar dengan center tersebut.
Gambar pengaturan tinggi pahat dengan ceter
Untuk mengatur ketinggian pada pahat pemakanan dalam dilakukan dengan mengendorkan tiga buah baut pemegang tool turret, dan menggerakkan pemegang pahat sampai ujung pahat sejajar dengan center. Sedangkan untuk pahat pemakanan luar pengaturan dilakukan dengan menggunakan pelat pelapis. Pelat pelapis ini diletakkan di atas pahat apabila kedudukan pahat terhadap center terlalu tinggi, sebaliknya apabila terlalu rendah, pelat pelapis diletakkan di bawah pahat. Ketebalan dari pelat pelapis bervariasai mulai dari 0.2 mm sampai dengan 1 mm.
Pengaturan pahat menuju titik programPengaturan pahat menuju titik awal program (start point) Setelah pahat terpasang dengan baik dan kedudukan telah sejajar dengan center, maka selanjutnya adalah mengatur kedudukan pahat pada posisi titik awal program (start point). Hal ini juga bertujuan untuk menentukan letak titik nol benda kerja (khususnya pada pemrograman dengan sistem absolut / G92), agar terjadi sinkronisasi antara titik nol benda kerja dan program permesinan
..
Metode yang digunakan adalah metode penggoresan (scratching) pada kedua bidang sumbu (axis) yaitu sumbu X dan Z dari benda kerja. Untuk melakukan hal tersebut, langkah-langkah yang harus diikuti adalah sebagai berikut:
1) Pasang benda kerja pada pada cekam dengan posisi yang benar.
2) Hidupkan mesin dengan memutar tombol saklar utama pada posisi ON.
3) Pilih operasi pada pelayanan manual.
4) Putarkan benda kerja dengan memposisikan saklar pamutar sumbu utama pada posisi I dan atur pada putaran 500 rpm.
5) Sentuhkan pahat pada benda kerja dengan cara; gerakkan pahat mendekati benda kerja, kemudian dengan gerak putus-putus sedikit sentuhkan ujung pahat dengan permukaan benda kerja seperti gambar 2.4 di bawah.
6) Atur agar penunjukan harga X menjadi "0" (nol) dengan menekan tombol "DEL".
7) Lakukan langkah seperti poin 5) di atas untuk arah sumbu Z
8) Atur agar penunjukan harga Z menjadi "0" (nol) dengan menekan tombol "DEL"
9) Atur pahat pada posisi awal dari program yang akan dijalankan dengan cara menggerakan pahat dalam arah sumbu X maupun Z. Pada umumnya posisi awal pahat dalam arah sumbu X dibuat sejajar dengan diameter luar benda kerja atau sampai dengan 5 mm di luar diameter benda kerja, sedangkan posisi pahat dalam arah sumbu Z umumnya diatur sampai dengan 5 mm diluar benda kerja sejajar dengan sumbu benda kerja.
3.2.2 Pada Mesin CNC Milling
Pada mesin CNC milling, pengaturan posisi nol untuk pahat tunggal dilakukan dengan cara menyentuhkan atau menggores pahat (cutter) yang berputar terhadap benda kerja pada ketiga sisinya (sumbu X, Y, dan Z) dikenal dengan metode scrathing seperti terlihat pada gambar 2.7. Penggoresan dilakukan pada ketiga bidang sumbu X, Y, dan Z dari benda kerja yang dilakukan secara perlahan-lahan. Untuk melakukan hal tersebut, langkah-langkah yang harus diikuti adalah sebagai berikut:
1) Pasang benda kerja pada pada cekam dengan posisi yang benar.
2) Pasang cutter pada pada tool magazine dengan posisi yang benar
3) Pilih operasi pada pelayanan manual.
4) Putarkan benda kerja dengan memposisikan saklar pamutar sumbu utama pada posisi I dan atur pada putaran 500 rpm.
5) Sentuhkan cutter pada benda kerja dengan cara; gerakkan pahat mendekati benda kerja, kemudian dengan gerak putus-putus sedikit sentuhkan ujung cutter dengan permukaan benda kerja seperti gambar di bawah.
6) Atur agar penunjukan harga Z menjadi "0" (nol) dengan menekan tombol "DEL"
7) Lakukan langkah seperti poin 5) dan 6) di atas untuk arah sumbu X dan Y

8) Atur pahat pada posisi awal dari program yang akan dijalankan dengan cara menggerakan pahat dalam arah sumbu X, Y, maupun Z. Nilai atau besarnya pergerakan dari cutter disesuaikan dengan nilai dari awal program.











Gambar setting posisi awal dari program benda kerja miling
3.4 Setting Nol Multy Tools
Untuk pekerjaan-pekerjaan dengan benda kerja yang mempunyai bentuk yang lebih kompleks yang dikerjakan dengan mesin CNC, umumnya menggunakan lebih dari satu buah pahat. Penyetelan (setting) nilai nol pada pahat jamak (multy tools), selain atas penyetelan tinggi pahat terhadap titik pusat benda kerja (centering) dan pengaturan pahat menuju titik awal program (start point) juga adanya penentuan nilai kompensasi panjang atau tinggi pahat antara pahat yang satu dengan yang lainnya. Biasanya diambil satu buah pahat sebagai pahat referensi, untuk pekerjaan dengan mesin CNC Turning adalah pahat rata kanan (right hand tool) dan untuk mesin CNC Milling adalah pahat/cutter shell end mills yang digunakan untuk perataan permukaan (facing).
Setting nol multi tools Pada mesin CNC Turning
Penentuan nilai kompensasi panjang pahat pada CNC Turning, biasanya menggunakan suatu peralatan optik (optical presetting device). Prosedur untuk menentukan nilai kompensasi pahat adalah:
1) Pasang peralatan optik pada landasan mesin.
2) Atur ketinggian peralatan optik terhadap center, kurang lebih 100 mm, sampai terlihat bayangan center pada alat optik dengan jelas. Seperti pada gambar dibawah ini
Setting posisi alat optic
3) Atur garis sumbu dari peralatan optik hingga sesuai dengan sumbu dari center, posisi gambar yang terdapat pada alat optik akan terbalik dari aslinya.
4) Kembalikan posisi center kepala lepas, dan gerakkan pahat referensi dalam posisi siap pemakanan dan tepat di bawah dari alat optik.
5) Atur posisi dari pahat referensi tersebut sampai bayangan ujung pahat yang tampak pada alat optik mencapai perpotongan sumbu dari alat optik, gambar
Setting posisi pahat refrensi pada alat optikSetting posisi pahat refrensi pada alat optik
Setting posisi pahat refrensi pada alat optik

Setting posisi pahat refrensi pada alat optik

6) Nolkan nilai sumbu X dan Z yang tampil pada layar display dengan menekan tombol DEL dan catat nilainya pada tabel pahat (tool chart).
7) Putar tool turret hingga pahat yang berikutnya pada posisi pemakanan, misalnya pahat rata kiri (left hand tool).
8) Atur posisi pahat sampai ujungnya berada pada titik potong sumbu dari alat optik, seperti pada gambar 2.12.
9) Catat nilai yang tampil pada layar dispalay kedalam tabel pahat.
10) Lakukan cara yang sama pada semua pahat yang akan digunakan, bayangan beberapa pahat pada alat optik dapat dilihat pada gambar






Pada mesin CNC Milling
Pada penggunaan mesin CNC milling, penentuan nilai kompensasi panjang pahat/cutter ditentukan dengan dua cara yaitu penggoresan (scratching) dan menggunakan dial gauge. Untuk penentuan nilai kompensasi panjang cutter dengan metode penggoresan dilakukan dengan cara:
1) Pasang benda kerja pada pada cekam dengan posisi yang benar.
2) Pasang cutter pada pada tool magazine dengan posisi yang benar.
3) Pilih operasi pada pelayanan manual
4) Putarkan cutter dengan memposisikan saklar pamutar sumbu utama pada posisi I dan atur pada putaran 500 rpm
5) Sentuhkan cutter pada bagian atas benda kerja dengan gerak putus-putus sedikit sentuhkan ujung cutter dengan permukaan benda kerja seperti gambar 2.14 di bawah.
6) Nolkan nilai sumbu Z yang tampil pada layar display dengan menekan tombol DEL dan catat nilainya pada tabel pahat (tool chart)
7) Gerakkan kembali cutter ke atas dan hentikan putaran spindle.
8) Lepaskan cutter dari spindle dan pasang cutter lain yang akan dipakai selanjutnya
9) Putar kembali spindle dan sentuhkan kembali cutter pada permukaan bagian atas dari benda kerja, gambar 2.15
10) Catat nilai yang tampil pada layar dispalay kedalam tabel pahat Untuk penentuan nilai kompensasi panjang cutter dengan metode penggunaan dial gauge, caranya tidak berbeda dengan metode penggoresan. Hanya saja cutter dalam kondisi tidak berputar lalu di sentuhkan ke ujung dari dial gauge sampai sampai jarum dari dial menunjukkan angka nol.




2.3 PSO File
Pada mesin-mesin CNC yang digunakan di industri, selain penentuan nilai kompensasi dari pahat-pahat yang digunakan, biasa ditentukan juga besarnya nilai-nilai pergeseran titik referensi (titik nol) yaitu nilai titik referensi mesin (M) menuju titik referensi yang diinginkan, misalnya titik referensi benda kerja (W). Dalam hal ini digunakan PSO (Position Shift Offset) File.
Fungsi dari PSO File ini antara lain adalah untuk mempermudah pemrograman. Data dari PSO file terdiri atas lima posisi yang terbagi dalam dua kelompok yang diaktifkan oleh kode G tertentu.









Fungsi dari PSO File ini antara lain adalah untuk mempermudah pemrograman. Data dari PSO file terdiri atas lima posisi yang terbagi dalam dua kelompok yang diaktifkan oleh kode G tertentu.
GROUP
G 53
ERASE G54, G55

G 54 = 1
CALL UP POSITION SHIFT OFFSETS 1,2.

G55 = 2

GROUP
G56
ERASE G57, G58, G59

G57 = 3
CALL UP POSITION SHIFT OFFSETS 3,4,5.

G58 = 4


G59 = 5


G 54 dan G 55 untuk mengaktifkan data PSO file nomor 1 dan 2, untuk menon-aktifkan fungsi ini digunakan kode G 53. Sementara kode G 57, G58, dan G 59 digunakan untuk mengaktifkan data PSO file nomor 3, 4, dan 5, dan untuk menon-aktifkan fungsi ini digunakan kode G 56
Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penggunaan PSO file, yaitu:
Apabila dalam suatu program CNC terdapat dua atau lebih intruksi pergeseran titik referensi dari kelompok yang sama, maka intruksi yang kedua akan menghapus atau menon-aktifkan intruksi yang sebelumnya.



Apabila dalam suatu program CNC terdapat dua atau lebih intruksi pergeseran titik referensi dari kelompok yang tidak sama, maka intruksi yang kedua akan melanjutkan dari intruksi yang sebelumnya, Penon-aktifan intruksi pergeseran diilustrasikan










BAB IV
Parameter Lingkaran
Pada bab ini akan dibahas mengenai parameter lingkaran serta metode- metode untuk menentukan nilai dari parameter lingkaran tersebut. Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam bab ini adalah setelah mempelajari materi perkuliahan ini, mahasiswa akan memiliki kompetensi dalam menentukan besarnya nilai dari parameter lingkaran pada pemrograman pemakanan melingkar dari mesin cnc, baik menggunakan mesin cnc turning maupun cnc milling.
4.1 Parameter Lingkaran
Pada suatu pemrograman CNC, kadang kita mendapatkan suatu benda kerja yang mempunyai bagian yang berbentuk radius. Untuk itu kita membuat program berdasarkan lintasan dari pahat untuk bagian yang berbentuk radius tersebut. Dimana untuk lintasan pahat dengan bentuk radius ini pasti mempunyai suatu titik pusat walau sekecil apapun ukuran radius tersebut
Dalam permesinan CNC, pemrograman bentuk radius dinamakan pemakanan melingkar. Dimana terdapat dua macam pemakanan melingkar, yaitu pemakanan melingkar searah dengan jarum jam (clockwise/cw) dengan menggunakan kode program G 02 dan berlawanan arah jarum jam (counter clockwise/ccw) dengan kode program G 03. Struktur program ini di lanjutkan dengan pendefinisan nilai titik akhir (target point) dari lintasan melingkar tersebut (target point / TP) dalam arah sumbu X dan Z untuk pemrograman cnc turning dan sumbu X, Y, dan Z untuk pemrograman cnc milling. Selain itu juga harus dapat didefinisikan pergerakan pahat relatif berupa parameter lingkaran yang diukur dari titik awal pergerakan (start point) terhadap titik pusat lingkaran tersebut (center point).
Penetapan parameter lingkaran untuk radius sebesar 90° yang terbentuk dalam satu kuadran penuh (seperempat lingkaran) pada mesin CNC TU-2A maupun TU-3A tidak perlu dilakukan, karena mesin secara otomatis akan mendefinisikan dalam setiap program G 02 maupun G 03. Akan tetapi bila nilai radius yang terdapat tidak sama dengan 90°, maka diharuskan memberikan nilai parameter lingkaran dengan kode program M 99 yang menunjukkan jarak relatif antara pusat lingkaran dan titik awal dari pergerakan melingkar tersebut (start point) yang ditinjau dari arah bidang lingkaran. Untuk mesin cnc turning yang memiliki bidang kerja berupa sumbu X dan Z, parameter lingkarannya yaitu parameter I, merupakan jarak yang diukur antara titik awal (start point / SP) pergerakan melingkar dan titik pusat (center point / C) dari radius tersebut yang diproyeksikan terhadap sumbu X. Sedang parameter K, yang merupakan jarak yang diukur antara titik awal (start point / SP) dan titik pusat (center point / C) dari pergerakan melingkar tersebut yang diproyeksikan terhadap sumbu Z

Sedangkan pada mesin cnc milling yang memiliki bidang kerja berupa sumbu X, Y, dan Z, parameter lingkarannya ditambah dengan parameter J, yang merupakan jarak antara titik awal (start point / SP) pergerakan melingkar dan titik pusat (center point / C) dari radius tersebut yang diproyeksikan terhadap sumbu Y.

Pada mesin cnc TU-2A dan TU-3A, nilai dari parameter lingkaran merupakan nilai mutlak (tanpa nilai negatip), tapi pada mesin-mesin cnc yang digunakan di industri, nilai-nilai parameter lingkaran mempunyai nilai negatip maupun positip tergantung dari arah antara titik awal ke titik pusat lingkaran. Format dari pemrograman melingkar dengan parameter lingkaran dapat dibuat dengan pemrograman inkremental maupun absolut. Dimana kode pemrograman parameter lingkaran (M 99) ditempatkan setelah kode pemrograman gerakan melingkar (G 02 / G 03).
























Penentuan variabel lingkaran I dan K (pada mesin cnc turning) atau I dan J (pada mesin cnc milling) pada pemrograman gerak melingkar dengan sudut lingkaran yang kurang dari 90°, umumnya dilakukan dengan tiga metode, yaitu 1. Analisa grafis 2. Analisis 3. Computer Aided Design (CAD)
4.2 Analisa Grafis
Analisa grafis dilakukan menggunakan sebuah jangka dan mistar dengan cara menentukan terlebih dahulu titik-titik koordinat dari titik awal (start point / SP) dan titik akhir (target point / TP). Dengan mengetahui posisi dari kedua titik ini, maka titik pusat dari lingkaran dapat diketahui sehingga jarak radius atau jari- jari lingkaran tersebut dapat diketahui.
Hal ini dilakukan dengan cara menggambarkan masing-masing sebuah busur dengan titik pusat pada titik-titik start point (SP) dan target point (TP). Hasil perpotongan dari busur-busur tersebut merupakan titik pusat lingkaran (C) dari busur SP-TP. Maka nilai parameter I dan K dapat dicari dengan mengukur jarak antara SP dan C dengan memproyeksikannya pada sumbu X dan Z.
Nilai parameter lingkaran yang dihasilkan dengan metode ini tidak terlalu tepat dikarenakan ketelitian dari mistar yang digunakan untuk mengukur jarak dari parameter tersebut hanya mempunyai nilai ketelitian sebesar 0.5mm, sementara ketelitian dari mesin cnc sendiri maksimum adalah 0.01mm sehingga dimungkinkan akan terjadinya kesalahan dalam penginputan data nilai parameter. Untuk itu kita harus menambahkan ataupun mengurangi sedikit dari nilai yang didapat secara trial and error hingga didapat nilai yang dapat diterima oleh mesin.










4.3 Metode Analisis
Penentuan nilai parameter lingkaran dengan metode analisis dilakukan dengan melakukan perhitungan menggunakan sudut-sudut istimewa dalam ilmu matematika yaitu trigonometri atau segitiga phytagoras. Dalam metode analisis ini terlebih dahulu harus diketahui titik-titik target point (TP) dan start point (SP), serta besarnya jari-jari lingkaran (R) dari busur.
Setelah titik-titik tersebut terdefinisikan, maka langkah selanjutnya adalah membentuk suatu segitiga siku-siku dari titik-titik tersebut. Dalam hal ini berlaku persamaan phytagoras, yaitu kuadrad dari sisi miring segi tiga merupakan penjumlahan antara kuadrat dari sisi-sisi tegak lainnya. Dengan mennggunakan persamaan ini, maka diharapkan sisi-sisi mana saja yang akan dicari dapat diketahui.







Gambar Metode analisis untuk mencari parameter lingkaranGambar Metode analisis untuk mencari parameter lingkaran
Gambar Metode analisis untuk mencari parameter lingkaran
Gambar Metode analisis untuk mencari parameter lingkaran

Sebagai contoh, satu benda kerja seperti pada gambar dikerjakan dengan suatu mesin cnc turning TU-2A. Maka nilai-nilai parameter lingkarannya adalah sebagai berikut:

Dari hasil analisis, maka didapat nilai dari parameter lingkarannya adalah :
I = 9,59 mm
K = 22 mm
Kelebihan metode analisis dibandingkan dengan metode grafis adalah nilai yang dihasilkan oleh metode analisis tingkat ketelitiannya lebih tinggi dibandingkan dengan metode grafis, sehingga apabila dimasukkan ke dalam program, biasanya langsung diterima oleh mesin tanpa adanya alarm kesalahan.
Metode Computer Aided Design (CAD)
Penentuan nilai parameter lingkaran dengan metode CAD dilakukan dengan bantuan suatu program komputer (software), dimana dengan menggunakan program komputer ini, benda kerja digambarkan secara langsung pada komputer.
Disini diperlukan suatu keahlian khusus dalam bidang pengoperasian komputer dengan software CAD. Software CAD dapat dijumpai dalam banyak macam, tergantung dari industri pembuatnya dan aplikasi yang diinginkan. Program aplikasi CAD yang umum digunakan adalah autocad, mechanical desktop, mastercam, solidwork, unigraphics, dan lain sebagainya. Untuk beberapa software CAD, biasanya sudah dipaketkan dengan suatu software CAM (Computer Aided Manufactur), yaitu suatu program dimana kita dapat secara langsung mensimulasikan gambar yang kita buat (biasanya dalam tiga dimensi) dalam bentuk proses permesinan. Sebagai contoh disini digunakan suatu program CAD sebagai alat bantu untuk medapatkan nilai parameter lingkaran, yaitu program solidwork. Dimana benda kerja digambarkan secara langsung pada komputer dengan ukuran yang sesuai. Setelah gambar selesai, kita dapat secara langsung mendapatkan ukuran yang diinginkan hanya dengan menampilkan ukuran atau dimensi dari bagian yang kita inginkan.