KONSEP DASAR SISTEM MANUFAKTURING Revolusi Industri mesin produksi

KONSEP DASAR SISTEM MANUFAKTURING Revolusi Industri : • mesin produksi sederhana dan mekanisasi : 1770 • Mass production : waktu prod dan produk lbh cepat. Produk unik • Kontrol otomatis : mengatur urut-urutan proses • Numerical control : 1952. Era baru dalam otomasi. • CNC utk mesin tools: mikro komputer sebagai bagian integral kabinet pengontrol. • Robot industri, simultan dengan CNC. Robot komersial pertama : 1961 transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 1

KONSEP DASAR SISTEM MANUFAKTURING (lanjutan) • FMS dan CAD/CAM FMS : fasilitas termasuk sel manufakturing, setiap sel dilengkapi dengan satu robot yang melayani beberapa mesin CNC dan penanganan bahan otomasi dihub. dgn sebuah komputer pusat. Era baru otomasi : distimulasi komputer digital Sistem manufaktur bisa dalam bentuk: • peralatan kecil yg berdiri sendiri (robot, mesin CNC). • Sistem komprehensif dgn sel manufakturing dan FMS yg terdiri dari banyak sistem yg berdiri sendiri transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 2

KONSEP DASAR SISTEM MANUFAKTURING (lanjutan) • Kontrol : komputer atau kontroller yg berbasis tek digital • Kontroller digital : menerima data dlm bentuk program dan dapat memprosesnya dan menyediakan signal utk menggerakkan drive yg mana, aksis yg mana atau konveyor penanganan bhn yg mana ? • Sist yg berdiri sendiri atau sel manufakturing sederhana : data input mendefinisikan posisi perpindahan, kecepatan, tipe gerakan, dst. • Sel manufakturing kompleks : kep didasarkan pd signal umpan balik. Perpindahan komponen menggunakan conveyor ke sel manufakturing berikutnya diarahkan oleh komputer transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 3

Dasar Kontrol Numerik • NC : pengontrolan mesin menggunakan program yg disiapkan • NC (EIA) : sistem dimana aksi dikontrol melalui penyisipan langsung data numerik ke beberapa produk, sistem hrs langsung menginterpretasikan paling tdk sebagian data • Part program : data numerik dibutuhkan untuk memprod part dan disimpan di punch tape diatur dlm bentuk blok-blok informasi, setiap blok memuat data numerik yg dibutuhkan • Perpindahan punched tape : utk memproses satu segmen bhn kerja • Inf dimensional (panjang, lebar, radius) dan bentuk kontor (grs lurus, lingkaran, dll) diambil dr gbr teknik transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 4

Dasar Kontrol Numerik (lanjutan) • Cutting speed, feedrate dan fungsi pembantu (coolant off atau on, arah spindle, penjepit, perubahan roda, dst) diprogram berdasarkan permukaan jadi dan kebutuhan toleransi yg diharapkan • NC vs mesin konvensional: Sistem NC menggantikan operator • Part programmer : memp pengetahuan dan pengalaman dlm tekni mesin • Part program ditulis secara manual atau dgn bahasa berbantuan komputer, spt APT. • Program ditembak ke tape menggunakan alat pembuat lobang spt teletype atau dgn bantuan komputer. transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 5

Dasar Kontrol Numerik (lanjutan) • Dimensi part dlm part program : integer • Setiap unit berhub dgn resolusi posisi aksis pergerakan direpresentasikan dlm BLU (Basic Length Unit) • BLU : ukuran pertambahan atau bobot bit!, dan berhub dgn akurasi sistem NC • Perintah posisi dlm NC = jarak aktual dibagi BLU • Sistem NC : setiap aksis digerakkan oleh alat penggerak terpisah (menggantikan handwheel). • Alat penggerak : dc motor, hydraulic actuator atau stepping motor. Dasar pemilihan : kebutuhan tenaga mesin. transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 6

Dasar Kontrol Numerik (Lanjutan) • Pergerakan aksis utama : x, y z y + x + + z transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 7

Dasar Kontrol Numerik (lanjutan) Drilling : lathe: z x y x z Milling: y x z transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 8

Dasar Kontrol Numerik (lanjutan) Aksis tambahan : U, V dan W • NC memuat MCU (Machine Control Unit) • MCU : membaca dan mengkodekan part program • Kode part program : instruksi ke control loop • MCU : Data Processing Unit (DPU) dan Control Loops Unit (CLU) • Fungsi DPU : mengkodekan data yg diterima dr tape, memprose dan menyediakannya bagi CLU • CLU memberikan signal bhw segmen sblmnya sdh diselesaikan dan DPU dpt membaca blok program baru. transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 9

Dasar Kontrol Numerik (lanjutan) • DPU paling tdk terdiri dr fungsi : • Alat input, spt pembaca punched-tape • Sirkuti pembaca dan logika pemeriksaan paritas • Pengkodean sirkuit utk mendistribusikan data diantara kontrol aksis • Interpolator, yg mensuplai perintah kecepatan antara titik berurutan yg diambil dr gambar • CLU terdiri dari sirkuit: • Loop kontrol posisi utk semua aksis • Loop kontrol kecepatan • Sirkuit perlambatan dan pengambilan umpan balik • Kontrol fungsi tambahan transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 10

Keunggulan sistem NC • Fleksibilitas penuh • ketelitian tinggi • Waktu proses lebih singkat • Dimensi bentuk (kontor) pemotongan bisa lebih banyak • Penyesuaian mesin mudah, membutuhkan wkt lbh singkat dibanding metode permesinan lainnya • Tdk membutuhkan operator keahlian tinggi dan berpengalaman • Operator memp waktu luang transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 11

Kelemahan sistem NC : • Investasi awal tinggi • Pemeliharaan yg lebih kompleks; teknisi pemeliharaan spesial dibutuhkan • Paart programmer dgn keahlian tinggi dan terlatih dgn tepat dibutuhkan Klasifikasi Sistem NC berdasarkan : 1. Tpe mesin : point-to-point vs Contouring 2. Struktur kontroller : hardware-base NC vs CNC 3. Metode pemrograman : pertambahan vs absolut 4. Tipe loop kontrol : loop terbuka vs loop tertutup transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 12

Point-to-Point (PTP) • Contoh sederhana : mesin drilling • Operasi: Ø Bahan kerja dipindahkan menuju cutting tool sampai mencapai posisi numerik yg ditetapkan. Ø Cutting tool melaksanakan operasi yg diperintahkan dgn aksis diam. Ø Sampai tugas diselesaikan, bahan kerja berpindah ke titik berikutnya dan siklus diulangi. • Sistem hanya membutuhkan penghitung posisi utk mengontrol posisi akhir tool sampai mencapai titik yg akan dilubangi. • Jalur dr titik awal sampai posisi akhir tdk dikontrol transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 13

Point-to-Point (PTP) (lanjutan) • Data utk setiap posisi yg diinginkan diberikan dalam nilai koordinat dan resolusi tgt pd sistem BLU • Contoh : meja XY mesin drilling akan dipindahkan dari titik (1, 1) ke titik (6, 3) dengan dimensi dlm in. Setiap aksis dpt dipindahkan dgn ekcepatan tetap 30 in/min. Tentukan waktu perjalanan dari titik awal ke titik akhir! • Solusi : Ø Waktu perjalanan aksis X : detik Ø Waktu perjalanan aksis Y : detik Ø Krn aksis dpt digerakkan scr simultan, mk wkt perjalanan meja adalah wkt terlama, yaitu 10 detik transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 14

Sistem Kontoring • Contoh : mesin milling • Semua aksis dpt bergerak scr simultan dgn kecepatan yg berbeda. • Ketika arah nonlinear dibutuhkan, kecepatan aksial berubah, bahkan dlm segmen. • Posisi cutting tool pd akhir setiap segmen bersama dgn rasio antara kecepatan aksial menentukan kontor yg diinginkan, dan pd wkt yg bersamaan, umpan resultan jg mempengaruhi penyelesaian permukaan. • Kesalahan kecepatan pd satu aksis akan menyebabkan kesalahan posisi jalur pemotong, krn itu sistem hrs memuat loop kontrol posisi kontinu sbg tambahan thd penghitung posisi. transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 15

Sistem kontoring (lanjutan) • Setiap pergerakan aksis dilengkapi dgn loop posisi dan penghitung terpisah • Informasi dimensi untuk setiap aksis diberikan scr terpisah dan diumpan melalui DPU ke penghitung posisi yg sesuai • Feedrate (laju umpan) terprogram oleh akrenanya adalah kontor dan hrs diproses oleh DPU dgn tujuan utk menyediakan perintah kecepatan yg tepat utk setiap aksis. hal ini dilakukan oleh interpolator. • Fungsi interpolator : utk mendapatkan titik tengah yg diambil dr gambar. • Ada 3 interpolator : linear, sirkular dan parabolik. Yg paling umum adalah linear dan parabolik transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 16

NC dan CNC • NC menggunakan perangakt keras elektronik yg berdasarkan tek sirkuit digital. • CNC : menggunakan minikomputer atau mikrokomputer utk mengontrol peralatan mesin dan emnghapuskan (jika mungkin) sirkuit perangkat keras tambahan dlm kabinet pengontrol. • Kontrol digital dlm sistem NC berbasis perangkat keras menggunakan voltage pulses, dimana setiap pulse menyebabkan gerakan 1 BLU aksis yg sesuai: Pulse BLU • Pulse ini menggerakkan stepping motor dlm kontrol loop terbuka, atau dc servomotor dlm kontrol loop tertutup. • Jlh pulse yg ditransmisikan pd setiap aksis = pergerakan per+ yg dibutuhkan, dan frek menunjukkan kecepatan aksis transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 17

NC dan CNC (lanjutan) • Komputer : inf diatur, dimanipulasi dan disimpan dlm bentuk kata biner • Setiap kata terdiri dr sejumlah bit tetap : 8 -bit, 16 -bit, dst. • CNC : setiap bit merepresentasikan 1 BLU Bit BLU • Kata 16 -bit = 216 = 65, 536 posisi aksial berbeda (termasuk nol). Jika resolusi sistem BLU = 0. 001 mm, mk angka itu menunjukkan gerakan sampai 65. 536 mm • sistem CNC : Bit Pulse BLU transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 18

NC dan CNC (lanjutan) • NC : punched tape maju satu blok demi satu blok dan dibaca setiap pemotongan satu segmen selesai. • CNC : punched tape dibaca sekaligus di awal (sebelum produksi dilakukan) dan disimpan dalam memori komputer) Sistem pertambahan dan absolut • Sistem pertambahan : titi referensi utk instruksi berikutnya adalah titik terakhir operasi sebelumnya. • Sistem pertambahan : metode pemrograman dan alat umpan balik ada dalam bentuk pertambahan transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 19

Sistem pertambahan 5 Y 4 1 0 2 3 X 300 500 700 1000 1300 transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 20

Sistem pertambahan (Lanjutan) 1: X + 500 4 : X - 300 2 : X + 200 5 : X - 700 3 : X + 600 0 : X - 300 Sistem Absolut • Semua perintah perpindahan : satu titik referensi, titik awal dan disebut dgn titik nol • Titik awal bisa di luar bahan kerja atau di pojok bahan • Perintah posisi : jarak absolut dari titik nol transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 21

Sistem absolut • Titik nol : floating atau titik tetap • Titik floating nol : memungkinkan operator, dgn menekan tombol, memilih scr sembarang titik di antara meja peralatan mesin sbg titik nol Memungkinkan operator dgn cepat meletakkan fixture dimana saja di meja mesin NC • Sistem absolut : absolut murni dan sistem pemrograman absolut • Absolut murni : dimensi pemrograman dan signal umpan balik merujuk ke satu titik, shg membutuhkan alat umpan balik yg menghasilkan inf dlm bentuk absolut (multichannel digital encoder) transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 22

Sistem absolut (lanjutan) • Alat itu mahal, oleh krn itu absolut murni digunakan terutama utk meja berputar yg membutuhkan kontrol posisi yg tepat. • Sist pemrograman absolut : tdk dilengkapi dgn peralatan umpan balik absolut ttp dgn alat pengukuran pertambahan • Keunggulan sistem absolut vs sist pertmbahan : Ø dlm kasus interupsi yg memaksa operator menghentikan mesin. Dlm sist absolut, cutting tool scr otomatis kembali ke posisi sebelum interupsi. Dlm sistem pertambahan, setiap interupsi terjadi, operator hrs menjalankan ulang part program dan keseluruhan operasi akan diulang. Ø Kemudahan mengubah data dimensi kapanpun dibutuhkan transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 23

Keunggulan sist pertambahan vs sist absolut : • Jk pemrograman manual digunakan, pemeriksaan part program mudah • Kinerja sist inkremental dapat diperiksa menggunakan tape loop tertutup. • Pemrograman mirror-image difasilitasi dgn sistem pertambahan. transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 24

Sistem Loop Terbuka • Kontrol loop terbuka : tdk ada umpan balik, aksi kontroller tdk memp inf ttg pengaruh signal yg memproduksi. • Tipe digital dan menggunakan stepping motor untuk menggerakkan slide. • Stepping motor : cara sederhana mengkonversi pulsa elektrik ke perpindahan proporsional • Krn tdk ada umpan balik dari posisi slide, akurasi sistem hanya merupakan fungsi kemampuan motor berjalan melalui sejumlah tahapan yang tepat sesuai dengan input transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 25

Sistem Loop Terbuka (Lanjutan) meja Input pulsa Stepping motor roda sekrup transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 26

Kontrol loop tertutup • Mengukur posisi aktual dan kecepatan aksis melalui pembandingan dengan referensi yg diinginkan • Perbedaan antara aktual dengan nilai yang diinginkan adalah kesalahan • Kontrol : menghilangkan atau mengurangi ke minimum kesalahan, yang disebut sistem sebagai tipe umpan balik negatif Input pulsa +compa - rator meja kesalahan DAC Dc motor roda sekrup transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 27

Kontrol loop tertutup (lanjutan) • Input dan signal umpan balik : urut-urutan pulse • 1 pulses 1 BLU • Pembandign digital menghubungkan 2 urutan dan memberikan signal yg merepresentasikan kesalahan posisi sistem menggunakan digital-to-analog converter (DAC) yg akan digunakan untuk menggerakkan dc motor • Alat umpan balik, yg merupakan encoder inkremental, dipasang di ujung lain sekrup dan memberikan output pulsa • Enkoder inkermental terdiri dari disk berputar yg dibagi ke dalam 2 segmen • Fotosel dan lampu diletakkan pada kedua sisi disk • Ketika disk berputar, setiap perubahan pada intensitas cahaya jatuh pada fotosel dan menghasilkan pulsa output • Laju pulsa per menit proporsional dengan revolusi per menit sekrup transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 28

Kontrol loop tertutup (lanjutan) Contoh (1) : sebuah stepping motor dgn 200 langkah per revolusi dipasang diujung sekrup mesin milling. Pitch sekrup adalah 0. 1 in. a. Berapa BLU sistem? b. Jika motor menerima frekuensi pulsa 2000 per detik (pps), berapa kecepatan linier dlm in/men? Solusi : a. BLU = 0. 1/200 = 0. 0005 in b. V = 2000 x 0. 0005 x 60 = 60 in/men transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 29

Kontrol loop tertutup (lanjutan) Contoh (2) : dc servomotor dihubungkan secara langsung ke sekrup yang menggerakkan meja dan peralatan mesin NC. Encoder digital, yang memancarkan 500 pulsa per revolusi, dipasang di ujung lain sekrup. Jika pitch sekrup 5 mm dan motor berputar 600 rpm, hitunglah: a. Kecepatan linier meja? b. BLU sistem NC c. Frekuensi pulsa yang ditransmisikan oleh encoder Jawab : a. V = 600 x 5 = 3000 mm/men = 3 m/men b. BLU = 5/500 = 0. 01 mm transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 30

Kontrol loop tertutup (lanjutan) c. F = (3000/60)/0. 01 = 5000 pps • Karakteristik utama stepping motor : kecepatan maksimum tergantung distorsi yang dimuat. Semakin tinggi torsi, semakin kecil frekuensi maksimum yang diinginkan. • Stepping motor tdk dapat digunakan ke mesin dengan pemuatan torsi bervariasi, krn variasi torsi menyebabkan motor hilangkah. transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 31

Punched Tape • Alat penyimpanan part program : punched tape, magnetic tape, floppy disk, memory komputer di CNC, dll • Tape : kertas/plastik • Ada maks 8 lubang dalam setiap baris • Setiap baris lubang merepresentasikan digit desimal tanda aljabar, atau huruf dan disebut sebagai karakter • Satu set karakter : satu kata • Instruksi dan data disusun dalam bentuk blok • Setiap blok memuat instruksi yg dibutuhkan utk perpindahan mesin spesifik • Setiap blok diakhiri dgn kode End-of-Block (EB) khusus • Informasi dlm blok dilubangi dlm format khusus • Ada 3 format : tab berurutan, alamat kata dan blok tetap transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 32

• Format tab berurutan : setiap kata dlm blok (kecuali yg terakhir) diakhiri dgn kode tab spesial Dengan menghit jlh kode tab, kontrol dpt mengidentifikasi kata spesifik dlm blok • Alamat kata : menggunakan huruf utk mengidentifikasi kata • Inf dilubangi ke tape menggunakan kode standar : ØKode ISO : identik dgn kode ASCII, jlh lubang selalu genap ØKode EIA, diberikan dlm nomor standar RS-244 dan RS-273. ØDicirikan oleh jlh ganjil lubang dlm setiap karakter ØKode pelubangan EB adalah lubang tunggal dlm 8 track transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 33

Punched Tape (lanjutan) • Pembaca tape : membaca karakter berurutan smpi akhir blok. Code EB : pembacaan blok sdh selesai dan sistem hrs segera melaksanakan instruksi yg baru saja dibaca • Sist NC melaksanakan segmen yg dibutuhkan kemudian mengirim instruksi ke pembaca tape utk membaca blok berikutnya • NC yg lebih baru : wkt pembacaan dihemat dgn menyediakan penyimpanan buffer. • CNC : punched tape dibaca sekali dan disimpan di memori komputer. Ketika akan memproses, komputer memberikan part program ke program kontrol dlm format sama dgn pembaca tape, ttp tanpa jeda dlm setiap blok. transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 34

Punched Tape (lanjutan) • Laju pembacaan tape : tgt dari tipe pembaca ØMekanis : 30 karakter per menit ØOptikal : 300 karakter per detik atau lebih • Punched tape dapat dibuat secara manual atau dgn bantuan komputer Secara manual : flexowriter atau teletype transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 35

FITUR TOOL MESIN NC • Permesinan : proses manufakturing dimana ukuran, bentuk atau sifat-sifat permukaan dirubah dengan memindahkan bahan berlebih • Ada 5 tipe dasar mesin tool : lathe atau turning, drilling atau boring, milling, shaper atau planner dan grinder • Kondisi pemotongan : variabel, dirubah oleh part programmer dan mempengaruhi laju pemindahan metal • Kecepatan pemotongan (v) : kecepatan relatif antara cutting tool dgn bahan kerja • Kecepatan spindle ( : kecepatan pemotongan diameter alat atau bahan kerja • Kedalaman pemotongan (d) : jarak cutting tool masuk ke dalam bahan kerja. Menentukan dimensi linier pertama dari area cross-sectional ukuran pemotongan transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 36

FITUR TOOL MESIN NC (lanjutan) • Feed : dimensi linie kedua yang menentukan area cross-sectional ukuran pemotongan ØPerpindahan lateral relatif antara alat dan bahan kerja selama operasi ØMilling machine : satuan panjang/tooth ØLathe dan drill machines : satuan panjang/revolusi ØSist. NC : panjang/men feedrate ØFeedrate milling : feed dasar x jlh teeth x rev/men turning : feed x rev spindle/men • Metal removal rate (MRR) = v x f x d (volume/men) • Produktifitas operasi mesin = MRR transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 37

Pertimbangan Disain Machines Tools NC • Tujuan pengembangan NC : akurasi dan produktifitas • Akurasi resolusi repeatibility (pengulangan) • Resolusi : fitur sistem NC/CNC yagn ditentukan oleh perancang unit kontrol dan tergantung terutama pada sensor umpan balik posisi. Ø Resolusi program : pertambahan posisi terkecil yang diijinkan dalam part program dan diberikan dalam bentuk BLU. Ø Resolusi kontrol : perubahan posisi terkecil yang alat umpan balik dapat rasakan. Ø Efisiensi sistem terbaik : resolusi program=resolusi kontrol dan disebut dengan resolusi sistem. transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 38

Akurasi • Akurasi sistem CNC tergantung pada algoritma kontrol komputer, sistem resolusi dan ketidakakuratan mesin. • Algoritma kontrol mungkin menyebabkan kesalahan posisi yang disebabkan kesalahan pembulatan • Ketidakakuratan sistem berhubungan dengan resolusi, biasanya ½ BLU. • Akurasi sistem = ½ BLU + akurasi mesin transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 39

repeatibility • Terminologi statistik yang berhubungan dengan akurasi. • Jika machine slide diperintahkan berpindah dari titik tertentu dengan jarak ayng sama beberapa kali, dengan semua kondisi lain sama, akan ditemukan bahwa gerakan resultan mengarah penempatan yang tidak harmonis. • Repeatability sistem adalah penyimpangan posisi dari rata-rata kesalahan penempatan ini. • Repeatability selalu lebih baik dibandingkan akurasi. • Akurasi dan produktifitas bisa saling kontradiksi. • Produktifitas tinggi membutuhkan kecepatan tinggi, feed dan kedalaman pemotongan, yang akan meningkatkan panas dan tenaga pemotongan dalam sistem. transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 40

Repeatibility (lanjutan) • Peningkatan panas dan usaha pemotongan dapat menghasilkan deformasi panas, defleksi, dan vibrasi mesin dan sebagai akibatnya penurunan akurasi. • Pertimbangan dalam disain mesin : bahan baku, komponen bergerak friksi rendah, hindarkan gerakan hilang dan isolasi sumber panas. • Produktifitas mesin dicapai dengan meningkatkan efisiensi mesin. • Efisiensi mesin : menggunakan machining center dan turning center daripada milling atau lathe. • Center memungkinkan penggunaan feed tinggi dan kedalaman pemotongan untuk meningkatkan MRR. transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 41

Metode peningkatan akurasi mesin • Tool deflection dan chatter Ø Energi sudut alat terhadap bahan kerja dalam milling dan turning memutar tool dan pegangan tool dan akibatnya kesalahan dimensi. Kesalahan ini dapat diatasi dengan meningkatkan kekakuan kosntruksi cantelan tool. • Chatter : respon vibrator yang dihasilkan tool deflection. • Chatter terjadi sebagai fungsi struktur emsin, materi tool dan bahan kerja dan kondisi pemotongan. • Menggunakan machine tools dengan kekakuan lbh tinggi dapat menghilangkan chatter yang terjadi dibawah kondisi pemotongan yg sama pada mesin dengan kurang kaku (keras). transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 42

leadscrew • Ketidakakuratan dapat disebabkan oleh hubungan mekanis antara leadscrew dengan tool. • Untuk meningkatkan akurasi, mekanisme harus waktu-bervariasi (tidak ada pengaruh pemanasan) dan linier (tidak ada backflash dan friksi). • Deformasi panas : ada 3 sumber panas yaitu proses pemesinan, motor spindle dan penggerak dan friksi slideways dan leadscrew. • Distribusi sumber panas yang tidak uniform dapat menyebabkan deformasi pegangan tool, meja, dll. • Perbedaan suhu 10 C sepanjang 1000 mm dapat menyebabkan kesalahan 0. 01 mm. transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 43

Deformasi panas • Untuk mengatasi : pindahkan motor tenaga-tinggi dari dasar mesin, sediakan permukaan pemindahan panas yang luas, gunakan pengaruh friksi rendah dan distribusi simetris sumber panas. • Pengaruh panas hanya dapat diminimalkan tidak dapat dihilangkan. • Mesin tool yang membutuhkan keakuratan tinggi ditempatkan di ruang ber AC atau ruangan terpisah. • Jika keakuratan lebih tinggi dibutuhkan, gunakan peralatan pengukuran khusus mahal dan kompensasi dengan loop umpan balik tambahan. transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 44

Peningkatan Produktifitas dengan mesin NC • Total waktu produksi : waktu pemotongan aktual, waktu menunggu dan perpindahan, waktu loading dan unloading dan waktu pertukaran mesin. • Waktu pemotongan aktual ; proporsional terbalik dengan perkalian parameter : cutting speed, feed dan kedalaman pemotongan. • Waktu menunggu dan perpindahan : perpindahan aksis mesin sepanjang pemotongan tidak terjadi. Dalam proses turning, setengah pergerakan adalah tipe ini. Dalam milling, waktu menunggu terjadi ketika bergerak dari titik awal ke arah bahan kerja dan kembali ke awal dan akhir operasi. Dengan meningkatkan kecepatan balik, waktu menunggu dikurangi dan waktu produksi dihemat. transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 45

Peningkatan Produktifitas (lanjutan) • Kecepatan balik maksimum yang diijinkan tergantung dari kekakuan mesin, drives, leadscrew dan tipe slide. • Waktu loading dan unloading dapat dihemat menggunakan dua fixtures pemegang-komponen secara simultan pada meja mesin. Satu komponen dapat unloaded dan komponen berikutnya loaded dan lainnya sedang diproses • Metode pertukaran tool otomatis dapat menghemat waktu produksi transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 46

Machining Center • Mesin tunggal, pertukaran tool otomatis, meja berputar yang memfasilitasi proses sirkular dan satu atau dua meja kerja integral. • Tool changer : vertikal atau horizontal. • Pengembangan machining center distimulasi kebutuhan akurasi tinggi dalam produksi komponen besar dan kompleks. • Disain machining center saat ini hrs memperhatikan fitur: ØPengurangan waktu tidak produktif dgn mengaplikasikan pertukaran tool lebih cepat dan gerakan balik yg lbh cepat ØTingkatkan akurasi menggunakan konstruksi las kaku transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 47

Machining Center (lanjutan) Ø Ijin feed dan kedalaman pemotongan Ø Peningkatan orientasi-pengguna diagnostik mesin Ø Menggunakan memori bubble untuk menyimpan program • Machining center pertama : vertikal • Fungis MCU Ø Mode selection : auto mode, manual atau dial-in mode, jogging mode, block-by-block mode. Ø Kompensasi dan override : tool zero offsets or cutter radius compensation, tool length compensation dan feedrate override transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 48

Fungsi MCU (lanjutan) Ø Readout display : pembacaan nomor urutan dan pembacaan posisi-saat ini. Ø CNC controller : keyboard dan cathode-ray tube (CRT) transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 49

NC Part Programmer Data yang diperlukan untuk memproduksi komponen dapat Ø Ø diklasifikasikan menjadi: Informasi dari gambar : dimensi (panjang, lebar, tinggi, jari, dll), bentuk segmen (linier, sirkular) dan diameter yg akan dilubangi. Ketiga informasi ini akan membentuk tool path. Parameter pemesinan: feed, spindle speed, cutting speed, fungsi tambahan. tgt dari kualitas permukaan, toleransi, tipe cutting tool dan bahan kerja. Data yang ditentukan oleh programmer : arah pemotongan dan pergantian tool Spesifikasi sistem NC. transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 50

NC Part Programmer Ada 2 tipe pemrograman: Ø Manual Ø Menggunakan bahasa pemrograman komputer manuscript manual Ø Gambar kondisi mesin Ø komponen program komputer punched tape NC/CNC punched cards processor komputer transparansi CNC oleh Hotniar Siringo punched tape 51

Pemrograman Manual • Bentuk standar pemrograman manual: manuscript • Bentuk manuscript: Nama mesin Nama Remarks : part Jumlah tool No. part Nama tools Disiapkan oleh: Tanggal: Diperiksa oleh: No. TAB Tand Pert. TAB Fung EB urut OR a X OR a Y OR si M EB EB EB N 000 001 N Check X Y transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 52

• Standarisasi medium pengontrol sistem NC : kode EIA RS-273 A dan RS-274 B • Setiap baris pada manuscript : block • Block terdiri dari kata • Kata terdiri dari karakter • Standar EIA RS-273 A : bentuk baris point-to-point dan pemotongan lurus. • Dalam bentuk baris : n 000 g 00 x…y…f…s…t…m…(EB) • Huruf diikuti dengan bilangan yang menunjukkan kode atau dimensi transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 53

Bentuk blok lengkap mengandung kata berikut, yang diijinkan muncul hanya dalam bentuk seperti di bawah: Ø nomur urut N terdiri dari 3 digit dan letaknya pertama dalam blok. ØFungsi persiapan g mengikuti dengan dua digit. ØKata dimensi mengikuti, yang diatur dalam urutan x, y, z, u, v, w, p, q, r, i, j, k, a, b, c, d, e, untuk sistem yang terdirid ari banyak aksis. Dalam mesin linier 3 aksis, kata dimensi adalam urutan x, y, z, i, j, k. ØDiikuti dengan kata feed f dalam 4 digit ketika menggunakan metode kebalikan-waktu atau 3 digit ketika menggunakan magic-three coded. Fungsi CNC umumnya menggunakan 3 digit. ØDiikuti spindle speed dalam 3 digit menggunakan magic-three coded. ØDiikuti dengan kata tool t yang terdiri dari maksimum 5 digit. ØDan terakhir kata misclelaneous function yang terdiri dari 2 digit dan segera diikuti dengan karakter EB. transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 54

• Masing-masing huruf atau kumpulan bilangan yang mengikutinya disebut dengan karakter • Huruf dengan bilangan yang mengikutinya : kata • Satu baris di atas, yang ditandai dengan (EB) : satu block • Huruf di awal kata : alamat kata • Karakter EB tidak dicetak, hanya dilobangi (punched) • Standar EIA RS-273 A dan RS-274 B menunjukkan format blok variabel • Format blok variabel : kombinasi alamat kata dan format sekuensial tab. • Format alamat kata: setiap kata mempunyai judul alamat kata transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 55

• Format alamat kata : tidak harus berurutan • Foramt sekuensial tab karakter tab (dengan menekan tab pada flexowriter) disisipkan di antara setiap dua kata, alamat kata dapat dihilangkan • Format sekuensial tab : kata harus diurutkan • Contoh : Data dlm mm Y 30 80 15 15 1 BLU = 0. 01 mm X 15 60 A B C 20 40 transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 56

Manuscript dari gambar di atas adalah : Mesin : drilling Nama Remarks : part : Menggunakan 3 tool contoh Center drill No. part: 8 mm diameter drill 20 mm diameter drill No. urut N 000 001 002 Disiapkan oleh: J. Clark Tanggal: 20/10/2004 Diperiksa oleh: Y. Koren TAB Tand Pert. TAB Fung EB OR a X OR a Y OR si M EB EB EB RWS EB TAB + 4500 TAB 1500 TAB 03 EB TAB + 5000 EB transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 57

MANUSCRIPT (lanjutan) No. urut N 003 TAB Tand Pert. OR a X EB TAB 2500 TAB Tand Pert. OR a Y EB TAB 4500 004 TAB - 7000 TAB + 6000 TAB 06 EB 005 TAB + 4500 TAB - 1500 TAB 03 EB 006 007 008 TAB + 5000 EB 9500 TAB + 7000 TAB - 1500 TAB 06 6000 TAB 03 EB EB 009 TAB CHECK : 7000 TAB + 6000 TAB 30 EB transparansi CNC oleh Hotniar Siringo TAB Fung EB OR si M EB EB 58

Pemrograman menggunakan bervariasi fungsi : • M 03 : mulai rotasi spindle dalam arah jarum jam • M 06 : menunjukkan kebutuhan pertukaran tool. Pada akhir blok, spindle otomatis berhenti dan indikator penukaran tool menyala. Operator akan mengganti tool dan memulai kembali operasi dengan menekan tombol mulai. • M 30 : menunjukkan akhir program dan digunakan untuk mereset kontrol. Reset termasuk memutar ulang kembali tape ke karakter rewind-stop (RWS), menghapus urutan register bilangan, dan menghentikan spindle. • RWS : kode Rewind-Stop, biasanya ditempatkan di awal karakter tape. Kode ini menghentikan pembaca tape ketika rewinding otomatis sementara fungsi m 30 dieksekusi. transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 59

Logika pemrograman pada manuscript di atas: • 001: spindle mulai berotasi dan drill berpindah dari titik awal ke lubang A. Lubang center drilled secara otomatis. • 002 : drill berpindah dalam arah X dari lubang A ke lubang B. Lubang B center drilled. • 003 : Tool berpindah dari lubang B ke lubang C. Lubang C otomatis center drilled. • 004 : Drill kembali ke titik awal, spindle berhenti, dan indiaktor pertukaran tool menyala. Tool diganti oleh operator dan mesin dinyalakan ulang dengan menekan tombol yang sesuai. • 005 : tool berpindah dari titik awal ke lubang A dan drill melubangi sesuai dengan ukuran. transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 60

• 006: drill berpindah dalam arah X dari lubang A ke lubang B. Lubang B dikerjakan. • 007 : drill kembali ke titik awal, indikator pergantian tool nyala dan operator mengganti tool. Operator menyalakan kembali mesin dengan menekan tombol yang sesuai. • 008 : Tool berpindah dari titk awal ke lubang C. Lubang C selanjutnya dikerjakan. • 009 : Drill kembali ke titik awal, tape rewound ke kode RWS. Kontrol kembali siap untuk memulai komponen berikutnya. • Kasus di atas sangat sederhana. Untuk pengerjaan kompleks, part programmer harus mencari urutan ekonomis untuk meminimumkan jarak perjalanan transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 61

Fungsi persiapan g transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 62

transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 63

transparansi CNC oleh Hotniar Siringo 64