KATA PENGANTAR
Buku intruksi praktikum ini disusun untuk menunjang mahasiswa dalam kegiatan praktikum mata kuliah CNC. untuk keselamatan kerja, dan proses yang benar. Mahasiswa harus mengerti tentang cara pengoperasian mesin CNC, Milling, atau Bubut, meliputi cara setting, pemilihan perkakas (tooling), juga harus memahami program NC dan proses pemesinan. Buku intruksi praktikum ini akan membahas bagaimana cara setting benda kerja, pamilihan perkakas, program NC, contoh program dan sistem (penjepitan) clamping Dengan demikian, mahasiswa dapat memahami dan mempunyai persiapan sebelum melakukan praktikum mata kuliah CNC.
Jakarta, Februari 2010
Penanggung Jawab Pratikum
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ............................................................................................................... 1 DAFTAR ISI .............................................................................................................................. 2 PERATURAN DAN KEWAJIBAN.......................................................................................... 3 Syarat-syarat dan Tata Tertib Penggunaan Laboratorium ........................................... 3 Hak-hak Pengguna Laboratorium..................................................................................... 3 Kewajiban Pengguna Laboratorium ................................................................................. 3 Larangan-larangan terhadap Pengguna Laboratorium ................................................. 4 Sangsi-sangsi terhadap Tata Tertib: ................................................................................ 4 KESELAMATAN KERJA ........................................................................................................ 5 PERSIAPAN PENGOPERASIAN MESIN MILLING DAN TURNING CNC ....................... 6 Pasokan Udara Bertekanan .................................................................................................... 6 Pasokan Tenaga Listrik .......................................................................................................... 6 Mengaktifkan Kontrol mesin ................................................................................................. 6 MESIN MILLING CNC ............................................................................................................ 7 Petunjuk Pencekaman ............................................................................................................ 7 Contoh Pencekaman yang Salah ............................................................................................ 8 Pencekaman dengan Ragum .................................................................................................. 8 Pencekaman dengan Chuck.................................................................................................... 9 Memilih Klem ........................................................................................................................ 9 Pengaturan sistem koordinat ................................................................................................ 10 Pengaturan Koordinat pada Benda Kerja ............................................................................. 10 MESIN TURNING CNC ......................................................................................................... 11 Pengaturan Benda Kerja pada Mesin Bubut CNC ............................................................... 12 MEMBUAT PROGRAM NC ................................................................................................. 13 G-code Command ................................................................................................................ 13 Miscellaneous Words ........................................................................................................... 16 NC functional blocks ............................................................................................................ 18 Contoh program Milling ...................................................................................................... 19 Contoh Program Turning ..................................................................................................... 20 LATIHAN ................................................................................................................................ 21 DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................................. 22
PERATURAN DAN KEWAJIBAN
Syarat-syarat dan Tata Tertib Penggunaan Laboratorium 1. Memiliki izin menggunakan fasilitas laboratorium dari Ketua Jurusan Teknik Mesin, atau sebagai peserta pratikum teknologi CNC 2. Sanggup mengisi dan menandatangani Surat Pernyataan yang dikeluarkan oleh Laboratorium. 3. Sanggup mentaati peraturan Universitas serta tata tertib yang dikeluarkan laboratorium. 4. Jam kerja pengguna laboratorium atau pratikum disamakan dengan karyawan. Senin s/d Jumat : 08.00 – 17.00 Istirahat : 12.00 – 13.00 Hak-hak Pengguna Laboratorium 1. Mendapat bimbingan dan pengarahan. 2. Memperoleh pelayanan peminjaman alat-alat yang digunakan 3. Memperoleh pasilitas sesuai dengan rekomendasi dari ketua jurusan. Kewajiban Pengguna Laboratorium 1. Pengguna laboratorium harus taat pada seluruh peraturan Universitas serta tata tertib yang dikeluarkan laboratorium 2. Berada di laboratorium sesuai dengan jadwal yang sudah diatur. 3. Berlaku sopan, jujur dan bertanggung jawab terhadap tugas-tugas yang diberikan oleh pembimbing. 4. Mengenakan pakaian yang telah ditentukan oleh jurusan mesin dengan rapi 5. Mengisi Log book yang telah tersedia. 6. Memberikan kabar bila berhalangan hadir atau hendak meninggalkan tempat (laboratorium). 7. Menggunakan sepatu yang aman selama di dalam laboratorium 8. Mentaati penggunaan alat-alat, dan bahan-bahan yang dipakai. 9. Melaporkan dengan segera kepada petugas / pembimbing yang berwenang apabila terjadi kerusakan atau salah mengambil alat atau bahan. 10. Diharuskan menjaga ketenangan dan ketenteraman serta keharmonisan di lingkungan laboratorium. 11. Harus mentaati ketentuan P2K3/Keselamatan dan Kesehatan Kerja. 12. Membersihkan tempat peralatan serta mengatur kembali dengan rapi apabila hendak meninggalkan ruang laboratorium. 13. Apabila telah selesai masa penggunaan laboratorium supaya membuat laporan ditujukan kepada Ketua jurusan mesin dan tembusan kepada Penanggung jawab laboratorium.
Larangan-larangan terhadap Pengguna Laboratorium 1. Merokok dan membuat api di dalam lingkungan laboratorium, kecuali ditempat yang telah ditentukan. 2. Membawa senjata tajam, dan peralatan yang berbahaya. 3. Menerima tamu pribadi atau mengajak teman ke dalam laboratorium, kecuali seizin yang berwenang. 4. Menggunakan bahan/alat serta memasuki ruang lain tanpa izin yang berwenang. 5. Memaksa karyawan untuk melaksanakan sesuatu hal yang bukan merupakan wewenangnya. 6. Menangani secara langsung mesin-mesin, kecuali dibawah pengawasan/bimbingan petugas laboratorium. 7. Memperpanjang jam penggunaan laboratorium seperti yang telah ditentukan kecuali ada persetujuan Ketua jurusan mesin. 8. Berbuat Asusila di dalam lingkungan laboratorium. 9. Mencuri, memiliki barang-barang atau dokumen-dokumen laboratorium. 10. Berkelahi/bertengkar baik antara teman maupun dengan karyawan. 11. Menggunakan fasilitas lain. 12. Khusus wanita/siswi tidak diperkenankan: • Berpakaian longgar, terurai, karena akan mengundang resiko tinggi tentang keselamatan • Memakai rok atau baju mini. • Memakai sepatu bertumit tinggi. • Memakai perhiasan yang menyolok dan berharga. • Memakai tata rias muka yang berlebihan. Sangsi-sangsi terhadap Tata Tertib: 1. Peringatan secara lisan. 2. Peringatan secara tertulis/Pengurangan nilai Pratikum bagi praktikan. 3. Dikeluarkan dari laboratorium. Telah dibaca dan dipahami, sanggup untuk mentaati Peraturan-peraturan dan Kewajiban selama di dalam lingkungan laboratorium Jakarta, . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .)
KESELAMATAN KERJA
Pada saat akan mulai praktikum mahasiswa diharapkan mengetahui dan memahami tentang keselamatan kerja. Hal ini agar dalam pelaksanaan kegiatan praktikum tidak terjadi kecelakaan kerja, baik pada mahasiswa ataupun kerusakan pada mesin CNC, berikut ini hal-hal yang harus di perhatikan selama kegiatan praktikum . Intruksi keselamatan kerja: 1.
Mengerti dan memahami petunjuk keselamatan kerja
2.
Mengerti dan memahami fungsi setiap tombol yang ada pada mesin milling dan bubut CNC,
3.
Tidak memasukan anggota badan pada saat mesin sedang running program, karena mesin bergerak secara otomatis
4.
Spindel harus dalam kondisi berhenti (stop) apabila ingin menyentuh benda kerja,dan perkakas (tool)
5.
Selalu mengerat perkakas dan benda kerja dengan baik, kuat agar pada saat mesin running tool atau benda kerja tidak lepas
6.
Jangan menggunakan baju yang terlalu besar, dan jaga anggota badan dari spindel yang berpindah-pindah secara otomatis
7.
Selalu gunakan sepatu safety ketika sedang bekerja
8.
Jagalah tangan dari tool changer, karena perkakas berputar secara otomatis
9.
Apabila sedang mengatur (setting) material, kondisi mesin harus dalam kondisi manual mode
10. Hendaklah menanyakan hal-hal yang kurang jelas pada teknisi CNC, agar keselamatan kerja tetap terjaga
PERSIAPAN PENGOPERASIAN MESIN MILLING DAN TURNING CNC
Pasokan Udara Bertekanan 1. Jalankan kompresor sampai tekanan kerja, kompresor akan bekerja automatis. 2. Kompresor akan memberikan pasokan udara bertekanan selama proses pemesinan berjalan. 3. Udara bertekanan digunakan sebagai penggerak unit phenumatik pada mesin 4. Udara bertekanan juga digunakan untuk membersihkan benda kerja, meja, alat-alat pencekam dan chuck spindle
Pasokan Tenaga Listrik 1. Periksa permukaan minyak hidrolik, minyak pelumas slider, air coolant spindle dan coolant 2. Yakinkan tombol emergensi dalam keadaan on 3. Udara bertekanan sudah tercapai pada tekanan kerja 4. Periksa MCB tenaga listrik pada posisi on 5. Putar saklar utama mesin pada posisi on
Mengaktifkan Kontrol mesin 1. Tekan tombol hijau pada monitor, tunggu beberapa saat 2. Aktifkan emergensi stop 3. Tekan serentak tombol reset dan 0∞1 4. Aktifkan Zero return 5. Mesin siap dijalankan
MESIN MILLING CNC
Mahasiswa harus memahami betul tentang sistem pencekaman atau clamping, hal ini diperlukan agar dalam proses pemesinan benda kerja yang sedang pemesinan (machining) tidak terlepas atau bergeser, sehinngga benda kerja rusak atau tidak presisi lagi dan juga bisa membuat patah mata pahat yang sedang digunakan
Gambar 1 Mesin Milling CNC
Petunjuk Pencekaman 1.
Benda kerja yang dicekam hindari terjadi difleksi yang besar, karena akan mengurangi tingkat kepresisian pada benda kerja
2.
Antara benda kerja dan bantalan harus sama tinggi ,(lihat gambar)
Gambar 2. Pencekaman Benda Kerja 3.
Alat pencekamam harus mempermudah proses pengaturan posisi benda kerja
4.
Benda kerja dan meja mesin tidak rusak saat dan setelah pencekaman tersebut
5.
Harus dipastikan bahwa benda yang dicekam kuat untuk pemesinan
Contoh Pencekaman yang Salah 1.
Benda kerja dan bantalan tidak sama tinggi
2.
Tidak memakai mur T-slot tetapi memakai mur yang biasa (lihat gambar)
Gambar 3. Mur T Slot 3.
Jarak antara benda kerja terhadap baut stut dengan jarak bantalan terhadap baut stut tidak benar( lihat Gambar 4)
4.
Klem tidak kuat atau tipis (lihat Gambar 5)
Gambar 4. Posisi Baut Stud yang Tidak Benar
Gambar 5. Klem yang Terlalu Tipis
Pencekaman dengan Ragum Apabila mengerjakan benda kerja dengan menggunakan ragum, maka hal yang harus di perhatikan sebagai berikut: 1.
Ragum harus pararel dengan sumbu X dengan cara memeriksa ragum menggunakan dial indicator
2.
Pastikan benda kerja yang keluar dari bibir ragum aman agar perkakas potong tidak mengenai ragum pada saat pemesinan.
3.
Pastikan bantalan pada benda kerja bebas dari proses pemesinan
Pencekaman dengan Chuck Pencekaman dengan three jaws chuck untuk mengerjakan benda-benda yang silindris atau bulat.hal-hal yang harus diperhatikan apabila menggunakan chuck adalah pastikan benda kerja yang menonjol dari chuck bebas dari proses pemesinan, Di bawah ini contoh alat-alat klem yang digunakan pada mesin CNC,milling
Baut Kamping Klamping
Mur Klem
Mur T Slot
Bantalan Step
Gambar 6. Perlengkapan Pencekam Benda Kerja
Memilih Klem Ada beberapa pertimbangan untuk memilih klem yaitu : 1.
Klem harus cukup kuat untuk memegang benda kerja
2.
Klem harus mudah dioperasikan
3.
Klem harus dalam kondisi baik dan dapat digunakan setiap waktu
Pengaturan sistem koordinat Koordinat yang dibuat, data-data tentu diambil dari sebuah gambar yang akan dikerjakan, karena sangat sulit jika membuat program langsung menggunakan koordinat mesin maka dengan demikian diperlu menggunakan coordinate system setting agar koordinat benda kerja yang dipasang pada mesin diketahui jarak antara nol nol mesin dan nol nol benda kerja Pengaturan Koordinat pada Benda Kerja Penyaturan koordinat pada benda kerja merupakan hal penting setelah melakukan pencekaman, karena koordinat pada benda kerja merupakan referensi dalam membuat program. Urutan-urutan pengaturan benda kerja sebagai berikut : 1.
Mencekam benda kerja menggunakan klem, ragum atau chuck dengan memperhatikan pencekaman mana yang sesuai untuk benda kerja.
2.
Dial indicator, yaitu alat digunakan mengatur kelurusan benda kerja pada salah satu koordinat X atau Y, apabila menggunakan three jaw chuck tidak perlu dilakukan proses ini, cukup dengan mengatur X, Y, Z
3.
Penentuan dasar atau titik nol (zero point) pada benda kerja (X, Y,) dengan menggunakan perkakas centropik.
4.
Setelah point X,Y ditentukan dilanjutkan menginputkan data pada work piece coordinat (WPC) dengan menekan tombol “teach” pada masing-masing koordinat lalu menekan tombol input.Hal ini bertujuan agar programmer dapat membuat program NC (Numerical Control) sesuai dengan pengaturan benda kerja.
5.
Pemasangan perkakas potong pada arbor dilanjutkan dengan mengatur titik nol Z pada benda kerja,dengan cara menyentuhkan perkakas potong pada permukaan benda kerja kemudian menginput data pada WPC.
Gambar 7. Arbor
MESIN TURNING CNC
Secara umum perbedaan mesin CNC milling dan mesin CNC turning adalah jumlah sumbu (axis) koordinat pada mesin milling terdapat tiga sumbu (X,Y,Z), sedangkan pada mesin bubut dua sumbu (X,Z). Pada mesin milling mata pahat yang berputar, benda kerja tidak berputar, sedangkan mesin bubut benda kerja berputar dan perkakas potong tidak berputar. Banyak proses pemesinan yang dapat di lakukan
pada CNC bubut meliputi
,facing, turning,groofing,drilling,threading,boring dan chamfering.
Gambar 9 Mesin Turning CNC Berikut ini persiapan sebelum melakukan praktikum pada mesin bubut. 1.
Mempersiapkan chuck yang sesuai dengan diameter benda yang akan dikerjakan, karena apabila chuk tidak sesuai dengan benda kerja, kemungkinan besar benda bisa terlepas pada saat mesin dijalankan.
2.
Mempersiapkan perkakas sebelum bekerja, sehingga waktu menjadi efisien, sebab apabila setelah mesin ON lalu mempersiapkan perkakas, maka waktu menjadi tidak efektif, karena mesin hidup tetapi tidak melakukam proses pemesinan
Pengaturan Benda Kerja pada Mesin Bubut CNC Titik awal dari program harus ditentukan lebih dahulu sebelum part geometry dibuat. di bawah ini gambar sumbu pada mesin bubut.
Gambar 10 Sumbu Mesin 1.
Apabila memakai perkakas untuk melakukan pengaturan pada sumbu X, maka harus menempelkan mata pahat pada benda kerja, lalu memasukan titik koordinat pada tool offset, dengan menekan tombol teach lalu input. (lihat gambar) Dengan melihat gambar di bawah ini maka tool offset yang dimaksudkan adalah dia 20 mm Sedangkan titik Z adalah 0.
2.
Langkah berikut adalah memasukan koordinat Z nol pada benda kerja. Dengan menekan tombol setup kemudian” teach “lalu input.
Gambar 11 Titik Nol Benda Kerja 3.
Apabila mesin bubut mempunyai tool eye maka mesin bisa mengatur titik nol secara otomatis, dengan menyentuhkan perkakas pada sumbu X dan Z pada tool eye tersebut.
MEMBUAT PROGRAM NC
G-code Command Setelah membaca dan memahami prosedur keamanan serta pengaturan di atas dilanjutkan dengan pembuatan program (part programming) NC. Berikut ini adalah tabel fungsi G Tabel 1. G-Codes for Milling Command Group Tool Motion
G-code
Function and command Statement
G00
Rapid traverse G00 Xx Yy Zz
G01
Linier interpolation G01 Xx Yy Zz Ff
G02
Circular interpolation G02 Xx Yy Ii Jj G02 Xx Zz Ii Kk G02 Yy Zz Jj Kk
G03
Circular interpolation G03 Xx Yy Ii Jj G03 Xx Zz Ii Kk G03 Yy Zz Jj Kk
G17
XY-plane selection
G18
ZX-plane selection
G19
YZ-plane selection
Unit selection
G20 or G70 G21 or G71
Inch unit selection G20 or G70 Metric unit selection G21 or G71
Offset and conpensation
G40
Plan selection
G41 G42
Cutter diameter conpensation cancel G40 G0 (or G1) Xx Yx Cutter diameter conpensation left G41 G0 (or G1) Xx Yx Dd Cutter diameter conpensation left G42 G0 (or G1) Xx Yx Dd
Illustration
Tabel 1. (Lanjutan) Command Group
G-code
Function and command Statement
Length conpensation
G43
Tool length offset G43 Hh
Positioning system
G90
Absolute positioning system G90 Xx Yy Zz
G91
Incremental positioning system G90 Xx Yy Zz
G94
Feed per-minute system G94 Ft
G95
Feed per revolution system G95 Ff
G92
Absolute zero setting G92 Xx Yy Zz
G54
Work coordinate setting G54 Xx Yy Zz
G80
Fixed cycle cancel
G81 G89
Fixed cycle G99/G98 G8 Xx Yy Zz Rz Ff Qq Pp
Feed unit selection
Work Coordinate Definition
Fixed cycles selection
Illustration
Tabel 2. G-codes for Turning Command Group Tool motion
G-code G00
Function and command Statement Rapid traverse G0 Xx Zz Linier Interpolation G01 Xx Zz Ff
G02 G03
Circular interpolation direction a. IJK method G02 Xx Zz Ii Kk G03 Xx Zz Ii Kk b. R-method G02 Xx Zz Rr G02 Xx Zz Rr
Work coordinate definition
G50 or G92 in some controls
Work zero setting G50 Xx Zz
Unit selection
G20/G70
Inch unit selection
G21/G71
Metric unit selection
Spindle speed control
G50 G96 G97
Feed unit selection
• Maximum spindle speed G50 Ss in rpm • Constant surface speed setting G96 Ss in fpm • Fixed spindle speed G97 Ss in rpm
G98
Feed per minute
G99
Feed per rvolution
Illustration
Tabel 2. (lanjutan) Command Group Tool nose radius compensation
Fixed cycles Single cycle
Multi pass cycle
G-code
Function and command Statement
G40
Tool nose radius compensation cancel G40 G0/G1 Xx Zz
G41
Tool nose radius compensation left G41 G0/G1 Xx Zz Txxxx
G42
Tool nose radius compensation right G42 G0/G1 Xx Zz Txxxx
G90 G94
Generate one pass of four toolpath moves
G71 G72
Generate multi pass of four toolpath moves
Illustration
Miscellaneous Words Fungsi ini melakukan satu grup instruksi seperti on/off cair pendingin, on/off spindel, pergantian pahat, berhenti program atau akhir program. Fungsi miscellaneous yang biasa ditulis sebagai M-functions. Tabel berikut meperlihatkan fungsi M yang umum dipergunakan pada mesin milling dan bubut. Tabel 3. Miscellaneous Functions Function Group Program stop
Mfunction
Function and command Statement
M00
Program stop
M01
Optional stop
Illustration
Tabel 3. (lanjutan) Function Group Spindle control
Mfunction
Function and command Statement
M03
Spindle on (rotation in clockwise direction)
M04
Spindle on (rotation in counter-clockwise direction)
M05
Spindle off
M07
Tool change to the specified tool number Txxxx M06
M07
Coolant on (midst)
M08
Coolant on (fload)
M09
Coolant off
M02
End of program and tape rewind
M30
End of program and memory return
Tool change
Coolant control
End of program
Illustration
NC functional blocks Kontrol NC mengeksekusi secara seluruh NC words yang ada dalam satu blok. Untuk itu, NC blocks disusun sesuai dengan tugas. Tabel di bawah ini memberikan beberapa fungsi blok yang umum dipergunakan dalam part programming.
Table 1.7 CNC functional blocks Function block
Explanation
Typical Examples
1. Safety feature
Set the control to proper operating modes at the beginning of a part program. This block is also used after a tool change
G90 G80 G40 G17
2. Coordinate system setting
Define work zero point
G92 Xx Yy Zz G54
3. Tool length offset
Offset the difference beteen the programmed tool legth and the actual tool legth
G43 Hh
4. Tool motion
Generate tool paths to machine the workpiece
G0 Xx Yy Zz G1 Xx Yy Zz G2/G3 Xx Yy Zz
5. Cutter diameter compensation
Offset the cutter a specified direction by given amount of distance
G41/G42 Xx Yy Hh/Dd G40 Xx Yy
Generate a series of tool path to perform hole operation
G8_Xx Yy Zz Rr Ff
Select a tool and cause a tool change
Tt M6
Command spindle rotation speed and direction
Ss M3/M4 M5
Return the tool to the machine home position
G91 G28 Z0 G91 G28 Y0
Specify the end of part program
M2 M30
6. Fixed cycle 7. Tool change 8. Spindle control Reference point return Program end
Setelah membaca dan meahami kode G dan kode M di atas, lihat contoh program di bawah ini. Dengan menggunakan perkakas end mill diameter 10mm,dalam 5mm, dan drill diameter 8mm. Dengan basic zero kiri bawah.
Gambar 8 Plat Penahan Contoh program Milling 54 G90 G80 G40 G17 ( EM10 CONTOUR LUAR) S1500 M3 M8 G00 X-5. Y0. G43 Z25. H8 Z2. G01 Z-5. F200. Y25. G02 X0. Y30. R5. G03 X10. Y40. R10. X0. Y50. R10. G02 X-5. Y55. R5. G01 Y70. G02 X0. Y75. R5. G01 X60. G02 X65. Y70. R5. G01 Y0. G02 X60. Y-5. R5. G01 X0. G02 X-5. Y0. R5. G00 Z25. M5 G00 G28 Z0. M2 %
(Program Drill dia 8 mm) % G00 G90 G80 G40 G17 ( DRILL DIAMETER 8) S1200 M3 M8 G 54 X15. Y10. G43 Z15. H1 G81 X15. Y10. Z-10. R2. F120. Y60. X40. Y40. G80 M5 G00 G28 Z0. M19 M2 % Sebelum menjalankan mesin terlebih dahulu mengecek
kembali
tahapan
proses
pemesinan seperti clamping, pengaturan titik nol mesin dan program NC, agar tidak terjadi kesalahan dijalankan.
program
pada
saat
mesin
Contoh Program Turning
G50 S3000 G28 U0 W0 TO100 G96 S250 M03 G00 X145. Z2. G71 U2. R1. G71 P012 Q016 U0.4 W0.2 F0.1 N012 G01 X70. F500 Z-30. G03 X120. Z-60. R30. G01 Z-100. X140. Z-110. Z-160. N016 X145. G70 P012 Q016 G28 U2 W0 M30 % Apabila telah selesai membuat program,periksa kembali tahapan proses pemesinan,mulai dari pemasangan chuck,seting mata potong hingga program.
LATIHAN
Buatlah program untuk mesin turning dan milling dari gambar di bawah ini. a. Buatlah program untuk milling CNC gambar di bawah ini
b. buatlah program untuk CNC turning di bawah ini
DAFTAR PUSTAKA
S.C. Jonathon Lin, Dr. and F.C. Tony Shine, Dr., Mastercam Book for Windows, Scholars International Publishing Corp. 2675 Georgetown Blvd. Ann Arbor, MI 48105, 1995
