Mesin bubut CNC lengkap

Assalamu Alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

            Selamat datang di website mafiaisrul.blogspot.com kali ini kita akan membahas sedikit tentang Mesin Bubut CNC. Nah berikut penjelasan singkatnya…

1.1 Sejarah Mesin Bubut CNC

Awal lahirnya mesin CNC (Computer Numerically Controlled) bermula dari 1952 yang dikembangkan oleh John Pearseon dari Institut Teknologi Massachusetts, atas nama Angkatan Udara Amerika Serikat. Semula proyek tersebut diperuntukkan untuk membuat benda kerja khusus yang rumit. Semula perangkat mesin 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 mempelopori investasi dalam teknologi ini. Dari tahun 1975, produksi mesin CNC mulai berkembang pesat. Perkembangan ini dipacu oleh perkembangan mikroprosesor, 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 digunakan dalam kehidupan sehari-hari masyarakat banyak.

1.2 Pengertian Mesin Bubut CNC

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:

a)      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.

b)      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.

c)      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).

 

Gambar 2.1. Gerakan Utama Mesin Bubut CNC

1.3 Prinsip Kerja Mesin CNC Two Axis

Gerakan Mesin Bubut CNC dikontrol oleh komputer, sehingga semua 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 pula.

a)        Prinsip Kerja Mesin Bubut CNC TU-2 Axis Mesin Bubut CNC TU-2A mempunyai prinsip gerakan dasar seperti halnya Mesin Bubut konvensional yaitu gerakan ke arah melintang dan horizontal dengan sistem koordinat sumbu X dan Z.

b)        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 arah gerakan pada Mesin Bubut diberi lambang sebagai berikut :

·      Sumbu X untuk arah gerakan melintang tegak lurus terhadap sumbu putar.

·      Sumbu Z untuk arah gerakan memanjang yang sejajar sumbu putar.

Untuk memperjelas fungsi sumbu-sumbu Mesin Bubut CNC TU-2A dapat dilihat pada gambar ilustrasi di bawah ini :

Gambar 2.3. Mekanisme arah gerakan Mesin Bubut.

2.4 Fungsi dan Bagian-Bagian Mesin Bubut CNC

Bagian utama mesin bubut CNC TU-2A

1.      Bagian Mekanik

2.      Bagian Kontrol/ Pengendali

Dibawah ini akan dijelaskan bagian-bagian dari mesin bubut CNC TU-2A tersebut.

1.    Bagian Mekanik

a)    Motor Utama

Motor utama dalah motor penggerak cekam (chuck) untuk memutar benda kerja motor ini adalah motor jenis (DC) atau arus searah dengan kecepatan putar yang bervariasi. Klasifikasi dari motor adalah :

·         Jenjang putaran 600-4000 putaran/menit

·         Tenaga masukan 500 watt

·         Tenaga pengeluaran 300 watt

b)   Eretan

Adalah gerakan persumbuan dengan jalannya mesin untuk mesi bubut CNC TU-2A dibedakan atas :

·           Eretan memanjang (sumbu z) dengan jarak lintasan 32,760 mm

·           Eretan meli ntang (sumbu x) dengan jarak lintasan 59,99 mm

c)    Step Motor

Motor penggerak eretan pada tiap-tiap eretan. Mempunyai penggerak sumbu x dan sumbu z, jenis dan ukuran masing-masing step motor adalah sama. Identifikasi dari step motor adalah :

·           Jumlah putaran 72 langkah

·           Momen putar 0,5 Nm

·           Kecepatan gerak :

§  Gerak cepat max. 700 mm/menit

§  Gerak pengoperasian manual 0-400 mm/menit

§  Gerak pengoperasian CNC terprogram 2400 mm/menit

d)   Rumah Alat Potong

Digunakan untuk menjepit alat potong pada waktu proses pengerjaan benda kerja, adapun jenis alat yang digunakan disebut revolver. Revolver ini digunakan oleh step motor sehingga dapat berputar secara manual atau terprogram.

e)    Cekam (chuck)

Digunakan untuuk menjepit benda kerja pada waktu proses penyayatan benda kerja berlangsung. Chuck ini dihubungkan langsung pada spindle utama dengan penggerak melalui sabuk, menggunakan transmisi sabuk karena unttuk faktor safety, maksudnya  pada saat terjadi kerusakan pada mesin, sabuk (belt) akan dapat slip. Dengan demikian motor utama tidak terbakar, kalau menggunakan rantai pada saat terjadi kemacetan mesin, maka tidak bisa slip sehingga motor utama terbakar.

f)    Tailstock

Adalah alat bantu mesin yang digunakan untuk mengerjakan tugas proses kerja secara manual, misalnya : unutk mengebor dll. Disamping itu juga digunakan untuk menopang benda kerja yang panjang  pada waktu proses pembubutan yang berfungsi mencegah terwujudnya lendutan (defleksi) dan agar benda kerja tetap centre.

g)   Meja mesin

Berfungsi sebagai papan luncur gerakan dari eretan mesin, untuk itu kebersihan harus selalu dijaga, karena kerusakan dari permukaan meja mesin akan sangat mempengaruhi hasil benda kerja.

2. Bagian Kontrol/Pengendali

Merupakan bagian control mesin  CNC yang berisikan tombol-tombol dan saklar yang dilengkapi dengan monitor. Bagian control merupakan unsur layanan yang terhubung langsung dengan operator.

Keterangan :

1)      Saklar Utama

Adalah pintu masuk aliran listrik ke control pengendali CNC. Cara kerja saklar utama adalah jika kunci saklar utama diputar ke posisi I, arus listrik masuk ke control CNC.

2)      Lampu Kontrol Saklar Utama

Sebagai indikator mesin hidup atau mati.

3)      Saklar Penggerak Sumbu Utama

Saklar yang digunakan unutuk memutar sumbu utama yang dihubungkan dengan rumah alat potong. Saklar ini yang mengatur perputaran sumbu utama sesuai menu yang dijalankan yaitu perputaran manual dan CNC.

4)      Saklar Pengatur Kecepatan Sumbu Utama

Saklar ini berfungsi untk mengatur kecepatan putar alat potong pada sumbu utama. Saklar ini berfungsi pada layanan CNC  atau manual. Kecepatan putaran sumbu utama berkisar antara 50-3000 rpm, sesuai tabel putaran pada mesin.

5)      Penunjuk Jumlah Putaran Sumbu Utama

Untuk menunjukkan jumlah putaran yang digunakan.

6)      Saklar Pengatur Asutan

Saklar ini berfungsi untuk mengatur kecepatan gerakan asutan dari eretan mesin. Saklar ini hanya dipergunakan pada pengoperasian mesinsecara manual. Kecepatan asutan untuk mesin CNC TU-2A berkisar antara 5-400 mm/menit.

7)      Lampu Kontrol Layanan Manual

Sebagai indikator control untuk manual.

8)      Tombol Pelayanan Manual

Untuk menggerakkan pahat searah sumbu x dan sumbu z

9)      Tombol Gerakan Cepat

Tombol yang digunakan untuk menggerakkan pahat secara cepat pada pelayanan manual.

10)  Sajian Menunjukkan Jalannya

Layar yang menunjukkan nilai untuk pengkodean.

11)  Tombol Pelayanan CNC atau Manual

Tombol yang digunakan untuk mengubah pelayanan yang digunakan dari manual ke CNC atau sebaliknya.

12)  Amperemeter

Digunakan sebagai penunjuk besarnya arus aktual yang dipakai dari motor utama. Fungsi utamanya adalah mencegah beban berlebih pada motor utama.

13)  Tombol Emergency

Tombol iini digunakan untuk memutus aliaran arus listrik yang masuk ke control mesin. Hal ini dilakukan apabila terjadi hal-hal yang tidak diinginkan akibat kesalahan yang telah dibuat.

14)  Tombol Hapus

Tombol yang digunakan untuk menghapus masukan kode yang salah.

15)  Tombol Pemindah Sajian

Tombol yang digunakan untuk memindahkan tempat sajian kode.

16)  Tombol Memori

Tombol yang digunakan untuk menyimpan masukan pada memori mesin.

17)  Saklar Untuk Memilih Satuan Metric atau Inch

Untuk memilih satuan yang digunakan.

Spesifikasi Mesin Perkakas CNC Untuk Mesin Bubut

Merk                               : EMCO (Austria)

Jenis                               : Turning

Model                             : TU-2A

Spindle Utama               :

ü   Putaran                   : 50-3500 rpm

ü   Daya                       : 300 watt

ü   Jumlah Pahat          : 6 biji

Kapasitas :

ü   Max. turning data               : 36 mm

ü   Max. turning length            : 40 mm

ü   Distamce between centre   : 40 mm

ü   Swing overbed                   :     -

Gerak makan :

ü   Jarak sumbu x                     : 59.99 mm

ü   Jarak sumbu z                     : 327.60 mm

ü   Feed max.                           : 2-499 mm/menit, 2-199 mm/menit

ü   Ketelitian                           : 0,01 mm

2.5    Program Mesin CNC TU-2A

Mesin bubut CNC TU-2A mempunyai gerakan dasar ke arah melintang dan horizontal dengan koordinat sumbu x dan sumbu z.

Prinsip kerja mesin bubut CNC TU-2A :

·         Benda kerja yang terpasang pada chuck berputar sedang alat potong diam

·         Sumbu x untuk arah gerakan melintang tegak lurus sumbu putar

·         Sumbu z untuk arah gerakan horizontal yang sejajar sumbu putar

Perintah-Perintah Pemrograman

1.      Fungsi G, format blok

·         G 00          : Gerakan cepat

{N…/ G 00 / x±… / z±…}

·         G 01          : Interpolasi lurus

{N…/ G 01 / x±… / z±… / F…}

·         G 02          : Interpolasi melingkar/arah ke kanan

{N…/ G 02 / x±… / z±… / F…}

·         G 03          : Interpolasi melingkar/arah ke kiri

{N…/ G 03 / x±… / z±… / F…}

·         G 04          : Waktu tinggal diam

{N…/ G 04 / x±… }

·         G 21          : Blok kosong

{N…/ G 21}

·         G 24          : Pemrograman radius

{N…/ G 24}

·         G 25          : Pemanggilan sub program

{N…/ G 25 / L…}

·         G 27          : Perintah melompat

{N…/ G 27 / L…}

·         G 33          : Pemotongan ulir

{N…/ G 33 / z±…/ k…}

·         G 64          : Motor asutan tak berarus

{N…/ G 64}

·         G 65          : Pelayanan kaset

{N…/ G 65}

·         G 66          : Pelayanan RS 232

{N…/ G 66}

·         G 73          : Siklus pemboran dengan pemutusan tatal

{N…/ G 73 / z±… / F…}

·         G 78          : Siklus penguliran

{N…/ G 78 / x±… / z±…/ k…}

·         G 81          : Siklus pemboran

{N…/ G 81 / z±…/ F…}

·         G 82          : Siklus pemboran dengan tinggal diam

{N…/ G 82 / z±…/ F…}

·         G 83          : Siklus pemboran dengan penarikan

{N…/ G 83 /  z±…/ F…}

·         G 84          : Siklus pembubutan memanjang

{N…/ G 84 / x±… / z±…/ F…/H…}

·         G 85          : Siklus pereameran

{N…/ G 85 / z±…/ F…}

·         G 86          : Siklus pengeluaran

{N…/ G 86 / x±… / z±…/ F…/ H…}

·         G 88          : Siklus pembubutan melintang

{N…/ G 88 / x±… / z±…/ F…/ H…}

·         G 89          : Siklus pereameran dengan tinggal diam

{N…/ G 89 /  z±…/ F…}

·         G 90          : Pemrograman harga absolute

{N…/ G 90}

·         G 91          : Pemrograman harga incremental

{N…/ G 91}

·         G 92          : Pencatatan penetapan

{N…/ G 92 / x±… / z±…}

·         G 94          : Asutaan dalam mm/min.

{N…/ G 94}

·         G 95          : Asutan dalam mm/rev.

{N…/ G 95}

2.      Fungsi M, format blok

·         M 00          : Berhenti terprogram

{N…/ M 00}

·         M 03          : Sumbu utama searah jarum jam

{N…/ M 03}

·         M 05          : Sumbu utama berhenti

{N…/ M 05}

·         M 06          : Perhitungan panjang pahat

{N…/ M 06/ x±… / z±…/ T…}

·         M 17          : Akhir sub program

{N…/ M 17}

·         M 30          : Akhir program

{N…/ M 30}

·         M 98          : Kompensasi kelonggaran secara otomatis

{N…/ M 98/ x±… / z±…}

·         M 99          : Parameter lingkaran

{N…/ M 99/ i…./ k…}

3.       Tanda-Tanda Alarm

·         A 00          : Salah perintah G, M

·         A 01          : Salah radius (M 99)

·         A 02          : Salah harga x

·         A 03          : Salah harga F

·         A 04          : Salah harga z

·         A 05          : Kurang perintan M 30

·         A 06          : Jumlah putaran sumbu utama terlalu tinggi

·         A 08          : Akhir pita pada perekaman

·         A 09          : Pemrograman tidak ditemukan

·         A 10          : Pemrograman kaset

·         A 11          : Salah memuat

·         A 12          : Salah pengecekan

·         A 13          : Pengalihan inchi/mm dengan memori penuh

·         A 14          : Salah satuan jalan pada program terbaca

·         A 15          : Salah harga H

·         A 17          : Salah sub program

Ø  Tombol Pendukung

·         REV          : Kursor kembali ke nomor blok diagram sebelumnya

·         FWD         : Kursor menuju ke nomor blok diagram berikutnya

·         (−)             : Memasukkan data negatif

  Ø  Metode Pemrograman ada 2, yaitu :

a.      Metode Incremental

Suatu metode pemrograman dimana titik referensinya selalu berubah, yaitu titik aktif yang dituju menjadi titik referensi baru untuk koordinat selanjutnya.

b.      Metode Absolut

Suatu metode dimana titik referensinya tetap, yaitu suatu titik dijadikan referensi untuk semua koordinat.

2.6 Penentuan Parameter Permesinan

Kecepatan Pemotongan (Vs)

Harga yang diperlukan dalam penentuan kecepatan pada proses pemotongan benda kerja dapat dirumuskan:

                                          V =     π . d . n

                                                      1000

dimana ;

d         =  diameter akhir benda kerja (mm)

n         = putaran spindle (rpm)

2.7 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

 Gambar. 2.7. Gambar Pompa Oli Hidrlik Gambar

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. 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.

e)      Spindle dihidupkan dengan menekan tombol spindel start, maka di layar akan tampil rpm putaran spindel, dan spindel mesin berputar.

1.4 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.

1.5 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:

                                   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.

1.6 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 .

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.

Sekian artikel hari ini semoga bermanfaat, dan mohon maaf bila terdapat kesalahan dalam penulisan artikel kami.

Salam  hangat

penulis

DAFTAR PUSTAKA

EMCO , 1980 , A Center lathe , EMCO Maier+Co. Postfach 131 A-5400 Hallein, Austria

EMCO , 1991 , Teacher’s Handbook CNC TU-2A, EMCO Maier Ges, m,b,H, Hallein, Austria