TI-3222: Otomasi Sistem Produksi

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi Pemograman Numerical-Control

Laboratorium Sistem Produksi www.lspitb.org ©2004


Hasil Pembelajaran •

Umum Mahasiwa mampu untuk melakukan pemograman mesin NC, memahami kode G dan M, serta merancang dan mengimplementasikan pemograman NC.

•

Khusus Memahami dasar-dasar pemograman NC, mampu membuat, mengembangkan pemograman NC dan memberikan pengembangan pengetahuan otomasi pemograman NC

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9

2

1


Pemograman NC •

Sistem Koordinat

•

Media penyimpanan program NC

•

Kode simbolik

•

Format masukan tape

•

NC words

3



Sistem Koordinat +Z

•

Setiap gerak axis dilengkapi dengan sumber penggerak.

•

Sumber penggerak antara lain adalah motor DC, motor stepper, dan aktuator hidrolik.

+Y

+X

Kaedah tangan kanan (sistem koordinat)

•

Gerak relatif antara tool dan benda kerja akan diatur oleh mekanisme gerakan slides mesin perkakas.

•

Gerakan utama tiga axis akan selalu berpedoman pada sumbu x, y dan z. Sistem koordinat mesin bubut


4

2


•

•

•

Sistem Koordinat Axis Z Pada mesin dengan benda kerja berputar, seperti bubut, axis Z paralel dengan spindle, dan gerak positif sesuai dengan arah tool menjauhi benda kerja. Pada mesin dengan tool yang berputar, seperti mesin milling atau boring, axis Z paralel pada tool axis, dan gerak positif sesuai dengan arah tool menjauhi benda kerja. Pada mesin press, planning atau shearing, axis Z tegak lurus tool set, dan gerak positif akan menambah jarak antara tool dan benda kerja. Axis X Pada mesin bubut, axis X adalah arah gerakan tool dan gerak positif sesuai dengan arah tool menjauhi benda kerja Pada mesin milling horizontal, axis X paralel dengan meja. Pada mesin milling vertikal, axis X positif ke kanan. Axis Y Axis ke arah kiri pada standar sistem koordinat Cartesian

Sistem koordinat mesin drill

Sistem koordinat mesin milling


5


Media penyimpanan program NC Ada 4 jenis media penyimpanan program NC 1. Punched card; data hanya bisa sebagai input ke MCU dengan tingkat kelajuan rendah 2. Punched tape; pembacaan sebaris dalam waktu yang sama. Pembacaan dilakukan persetiap blok. 3. Magnetic tape; dipersiapkan mengunakan metoda berbasis komputertidak dapat editing pada tape dan kemampuan terbatas. 4. Direct communication link; transmisi data NC dengan melalui jaringan, MCU digantikan dengan mikrokomputer, dapat memonitor beberapa mesin secara simultan


6

3


Kode simbolik Dalam aplikasi NC selalu digunakan kode: BCD (binary-coded decial) ASCII (American Standard Code for Information Interchange)

BCD Berdasarkan EIA Standard RS-244A Data berupa simbol, kata, angka harus merepresentasikan 8mark.

ASCII Juga digunakan pada komputer dan telekomunikasi Mempunyai karakter yang lebih lengkap dibandingkan BCD


7


NC words • • •

• • • •

Nomor urut (kode N); khusus untuk penomoran secara berurutan yang dapat juga untuk identifikasi setiap blok. Preparatory word (kode G); digunakan sebagai alat komunikasi untuk persiapan masuk ke MCU. Sesuai dengan EIA standar RS273 Koordinat (X, Y dan Z); memberikan posisi koordinat tool. Perpindahan sejauh 0.6in dengan arah positif pada sistem NC dengan BLU=0.001in. Dan jumlah pergeseran 600, maka dalam NC part program akan ditulis X+600. Laju pemakanan (kode F); untuk berhubungan dengan suapan (feed) pada operasi pemesinan. Unit: inchi per minute (ipm) Kecepatan spindle (kode S); dikhususkan kecepatan pemotongan pada proses pemesinan. Unitnya revolusion per minute (rpm) Pemilihan tool (kode T); dirancang untuk mesin yang berhubungan dengan tool turret atau automatic tool changer Miscellaneous function (kode M); dirancang untuk partikular mode dari operasi mesin perkakas NC. Misalnya aktifkan media pendingin (on/off). Sesuai dengan EIA standar RS-273. TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9

8

4


NC WORDS N code. sequence number:

N0010

G code. preparatory word. Table 9.1 G codes g00

Rapid traverse

g01

Linear interpolation

g02

*

g40

Cutter compensation - cancel

g41

Cutter compensation - left

Circular interpolation, CW

g42

Cutter compensation -right

g03

Circular interpolation, CCW

g70

Inch format

g04

Dwell

g71

Metric format

g08

Acceleration

g74

Full circle programming Off

g09

Deceleration

g75

Full circle programming On

g17

X-Y Plane

g18*

Z-X Plane

g81 -9

Fixed cycles

g19

Y-Z Plane

g90

Absolute dimension programming

*

* g80

Fixed cycle cancel

* TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9

9


NC WORDS (continue) Circular Interpolation:

Full circle ON (5.000,4.000)

N0100 G02 X7.000 Y2.000 I0.000 J-2.000

Cut from (5.000,4.000) to (7.000,2.000) CW

(7.000,2.000) (5.000,2.000)


10

5


NC WORDS (continue) F Code. feed speed. inch/min (ipm), or ipr. F code must be given before either G01, G02, or G03 can be used. N0100 G02 X7.000 Y2.000 I5.000 J2.000 F6.00 S Code. cutting speed code. It is programmed in rpm. S code does not turn on the spindle, spindle is turned on by a M code. N0010 S1000


11


NC WORDS (continue) M Code. miscellaneous word.

Table 9.2. M codes m00 Program stop

m06

Tool change

m01 Optional stop

m07

Flood coolant on

m02 End of program

m08

Mist coolant on

m03 Spindle CW

m09

Coolant off

m04 Spindle CCW

m30

End of tape


12

6


Part-programming

Contoh: Diameter cutter 0.25in. Feedrate 6ipm dan kecepatan potong 300sfpm (surface feet per minute). Axis Z sementara diabaikan dan lima titik (p1 s/d p5) diperlihatkan pada gambar. NC Programming Perhitungan: N10 F6.0 S400 M03 Titik p1: N20 G01 X3.875 x = 4 - 0.125 = 3.875 Y3.698 y = 4 – 0.125 tan 67.5 = 3.698 N40 G01 X5.634 Y9.125 Titik p2: N50 G03 X7.366 x = 3.875 Y9.125 I6.5 J9. y = 4 + 5 + 0.125 = 9.125 N60 G01 X8.948 Titik p3: N70 G01 X3.875 y = 9 + 0.125 = 9.125 Y3.698 (-x + 6.5)2 + 0.1252 = (1 – 0.125)2 N80 G01 X2.0 Y2.0 6.5 – x = 0.866; maka x = 5.634 M30 Titik p4: y = 9.125 x = 6.5 + 0.866 = 7.366 Titik p5: y = 9.125 x = 9 + 0.125 tan 67.5 = 9.302


13


Part program (O-shape groove) Contoh Pemograman manual pada pemotongan aluminum: Pemesinan O-shape groove dengan menggunakan mesin CNC Terco. Gerakan pemesinan dibagi dalam tiga kelompok pengerjaan: Point-to-point tanpa memerlukan garis yang diinginkan dan menuju titik acuan dengan gerakan cepat. N001 G00 X00 Y00 Gerakan garis lurus dengan kecepatan konstan menuju ke titik acuan. N001 G01 F100 S8 M03 X00 Y00 Gerakan arc


14

7


Part Program (Parallel slots)

Langkah pemotongan: 1. Sada 2. Dasda 3. Sda


15


Kompensasi radius-tool G40: batalkan kompensasi radius-tool G41: kompensasi – kiri G42: kompensasi – kanan M96: Blok tambahan untuk kurva eksternal M97: Menuju titik pemesinan ketika memotong kurva eksternal


16

8


Kompensasi Start kompensasi

Inside corner

Penggunaan M96 dan M97

Batalkan kompensasi tool


17


Pembuatan empat persegi dengan G41


18

9


Computer-assisted part-programming Computer-assisted part-programming • Bahasa pemograman untuk perhitungan lintasan pahat dan

•

mempersiapkan “punched card” Lebih ekonomis jika dibandingkan dengan pemograman manual untuk komponen yang berbentuk rumit.

Tugas programmer part-program • Mulai dari konfigurasi benda kerja berdasarkan elemen

•

dasar geometri seperti titik, garis permukaan, lingkaran dan sebagainya. Membentuk langkah pemesinan sepanjang elemen geometri.


19


Computer-assisted part programming Pengelompokkan part-program • Bahasa berbasis pada pemesinan (machined-oriented languages) • Membuat lintasan pahat dengan perhitungan koordinat •

berdasarkan format data koordinat, feed dan speed. General-purpose languages, dimulai dari processing stage dan post processing stage.

Pre-Processing

Processing

Post-Processing


20

10


Processing stage Tahapan ini akan menghasilkan satu set titik data penghubung yang disebut dengan CL (cutter location) data yang merupakan common interface language.

Pengelompokkan CL data

• • •

Menterjemahkan simbol input (penghubung antara operator dan komputer) Perhitungan aritmatik untuk pengerjaan pemotongan. Perhitungan ofset cutter; menghitung ofset dari lintasan pahat berdasarkan geometri benda kerja.


21


Part programming dari CAD Mempunyai beberapa manfaat seperti:

• •

Memudahkan pembacaan geometri yang komplek Waktu pengerjaan semakin pendek

Sistem CAD yang dapat berintegrasi dengan CAM

• • • •

CADAM: generate lintasan pahat berdasarkan apa yang didefenisikan user Computer vision (NC vision): interaktive mode CATIA : generate NC program secara internal NC-part program generator: berdasarkan ASCII file dari AutoCAD TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9

22

11


Generate NC program dari data CAD Berdasarkan geometri • Terbatas untuk bentuk geometri yang sederhana • Memerlukan algortima pengenalan feature (feature recognition) yang tepat. Optimasi lintasan pahat NC • Generate lintasan pahat untuk berbagai operasi NC • Tidak memerlukan model matematik dalam mengkreasikan lintasan pahat optimum

• Hanya memerlukan identifikasi jumlah pemotongan yang minimal


23


Pendekatan analitik pada perencanaan lintasan pahat

• Optimasi pemesinan NC Optimasi parameter pemesinan (feed, speed, depth of cut) Minimasi panjang pemotongan

• Menggunakan beberapa metoda pada mesin milling seperti: Staircase: gerakan pahat selalu sejajar dengan kaki pada bidang. Window frame: gerakan pahat pertama mengikuti bentuk bidang dan pada tahap berikutnya semakin berkurang hingga menuju posisi di tengah bidang.

Catatan: Diameter cutter ↑ ↑ maka lintasan pahat ↓ ↓ Diameter cutter ↓ ↓ maka lintasan pahat ↑ ↑ Diameter cutter ≅ maka lintasan pahat ∼ TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9

24

12


Staircase dan windowframe milling


25


A tool path is comprised of two parts


26

13


Length of cut within a polygon


27


•

Pemesinan dengan NC berdampak pada

•

Akurasi Repeatability Fleksibilitas Ekonomis

Peringkat otomasi mesin NC Pemograman manual Computer assisted programming Automated generation NC code


28

14


Tugas • Pilih suatu komponen mekanik yang memiliki proses milling.

Gambarkan komponen tersebut dalam bentuk solid (3D) dengan menggunakan AutoCAD. Tentukan parameter pemesinan miling (pahat, kecepatan spindle, kecepatan potong dll.) Buat program NC untuk proses milling.

• Ketentuan:

Tugas kelompok (sesuai kelompok praktikum). NC program dibuat menggunakan text editor

• Jadwal

Minggu 1: menyusun program NC program (printout dikumpulkan minggu depan) Minggu 2: asistensi dengan asisten untuk memverifikasi program NC (perlu membawa disket program NC dan disket gambar solid). Jadwal asistensi akan diumumkan

• Penilaian:

Kompleksitas proses milling.


29

15

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi

Recommend Documents