4/13/2012
Numerical Control & Computer Numerical Control (NC-CNC)
Kontrol
Numerik (NC) adl satu bentuk otomasi terprogram dimana gerakan mekanik mesin perkakas atau peralatan lainnya dikendalikan oleh sebuah program yang berisi data alfanumerik terkode. Data alfanumerik menunjukkan posisi relatif antara workhead (perkakas potong) thd benda kerja. Juga menyangkut instruksi* lain yg diperlukan utk mengoperasikan mesin. Mesin NC pertama dibuat 1952
1
4/13/2012
Mesin
Drilling Milling Turning Etc
Non
Perkakas
– Mesin Perkakas
Perakitan Penggambaran Inspeksi
Program Instructions
Machine Control Unit
Transformation Process Power
Program instruksi
1.
Sekumpulan perintah terperinci yang mengendalikan gerakan peralatan pemroses Perintah individu merujuk pd posisi relatif suatu perkakas potong thd benda kerja Instruksi tambahan: kecepatan spindel, kecepatan makan, pemilihan perkakas potong, dll Media yg dipakai: pita berlubang, pita magnetik, disket, flashdisk
2
4/13/2012
2. Unit pengendali mesin (MCU) • Merupakan sebuah komputer mikro dan perangkat keras lain utk menyimpan program instruksi dan menjalankannya ak dig nakan seb ah komp ter • Saat ini ban banyak digunakan sebuah komputer lebih canggih CNC (Computer Numerical Control) 3. Peralatan Pemroses • Mesin yang melakukan proses, terdiri dari ang melak kan proses meja kerja, spindel, motor* pengendali dll
MCU Mesin Pemroses
3
4/13/2012
Sistem
sumbu: posisi workhead relatif thd benda kerja Dua macam sistem sumbu pd NC 1. 2.
Benda kerja datar dan balok Benda kerja rotasional
4
4/13/2012
For flat and prismatic (block-like) parts: Milling and drilling operations Conventional Cartesian coordinate system Rotational axes about each linear axis For rotational parts: Turning operations Only x- and z-axes
• NC : pengontrolan mesin menggunakan program yg disiapkan • NC (EIA) : sistem dimana aksi dikontrol melalui penyisipan p y p langsung g g data numerik ke beberapa p p produk,, sistem hrs langsung menginterpretasikan paling tdk sebagian data • Part program : data numerik dibutuhkan untuk memproduksi 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 • Informasi dimensional (panjang, lebar, radius) dan bentuk countour (grs lurus, lingkaran, dll) diambil dr gambar teknik
5
4/13/2012
• 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 : pembuat program instruksi • Part program ditulis secara manual atau dgn bahasa berbantuan komputer, spt APT. • Program dimasukkan ke tape menggunakan alat pembuat g spt p teletype yp atau dgn g bantuan komputer. p lobang
• Dimensi part dlm part program : integer Setiap unit berhububungan dgn resolusi posisi aksis pergerakan dan direpresentasikan dlm BLU (Basic Length Unit) • BLU : ukuran pertambahan atau bobot bit dan berhubungan dg 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 pemilihan t i motor. t Dasar D ilih : kkebutuhan b t h ttenaga mesin.
6
4/13/2012
• 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, memproses dan menyediakannya bagi CLU • CLU memberikan signal bhw segmen sblmnya sdh diselesaikan dan DPU dpt membaca blok program baru.
• DPU paling tdk terdiri dr fungsi : • Alat input, spt pembaca punched-tape • Sirkuit pembaca dan logika pemeriksaan part • Pengkodean sirkuit utk mendistribusikan data diantara kontrol aksis • Interpolator, 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
7
4/13/2012
• Fleksibilitas penuh • Ketelitian tinggi • Waktu proses lebih singkat • Dimensi bentuk (countour) pemotongan bisa lebih banyak • Penyesuaian mesin mudah, membutuhkan wkt lbh singkat dibanding metode permesinan lainnya • Tdk membutuhkan operator keahlian tinggi dan berpengalaman • Operator memiliki waktu luang
•
Investasi awal tinggi
•
Pemeliharaan yg lebih kompleks; teknisi pemeliharaan spesial dibutuhkan
•
Dibutuhkan Part programmer dgn keahlian tinggi dan terlatih dgn tepat
8
4/13/2012
1. Tipe 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
• Contoh sederhana : mesin drilling • Operasi: ¾ Bahan kerja dipindahkan menuju cutting tool sampai mencapai posisi numerik yg ditetapkan. ¾ Cutting tool melaksanakan operasi yg diperintahkan dgn aksis diam. ¾ Sampai tugas diselesaikan, bahan kerja berpindah ke titik berikutnya dan siklus diulangi. • Hanya membutuhkan penghitung posisi utk mengontrol posisi akhir tool sampai mencapai titik yg akan dilubangi. • Jalur dr titik awal sampai posisi akhir tdk dikontrol
9
4/13/2012
• 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 : ¾ Waktu perjalanan aksis X : (6 −1) × 60 = 10 detik 30
¾ Waktu perjalanan aksis Y : (3 −1) × 60 = 4 detik 30
¾ Krn aksis dpt digerakkan scr simultan, mk wkt perjalanan meja adalah wkt terlama, yaitu 10 detik
• Contoh : mesin milling, turning • 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 countour 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.
10
4/13/2012
• 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 hrs diproses oleh DPU dgn tujuan utk menyediakan perintah kecepatan yg tepat utk setiap aksis yg dilakukan oleh interpolator. • Fungsi interpolator : utk mendapatkan titik tengah yg g diambil dr gambar. • Ada 3 interpolator : linear, sirkular dan parabolik. Yg paling umum adalah linear dan parabolik
• NC menggunakan perangkat keras elektronik yg berdasarkan teks sirkuit digital. • CNC : menggunakan minikomputer atau mikrokomputer utk mengontrol peralatan mesin dan menghapuskan (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 P l ≡ BLU • Pulse ini menggerakkan stepping motor dlm kontrol loop terbuka, atau dc servomotor dlm kontrol loop tertutup. • Jml pulse yg ditransmisikan pd setiap aksis = pergerakan pert yg dibutuhkan, dan frekuensi menunjukkan kecepatan aksis
11
4/13/2012
• 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
• 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 d l h titik tterakhir khi operasii sebelumnya. b l • Sistem pertambahan : metode pemrograman dan alat umpan balik ada dalam bentuk pertambahan
12
4/13/2012
5
Y
4 2
3
1
0
X 300 500 700 1000 1300
1: X + 500
4 : X - 300
2 : X + 200
5 : X - 700
3 : X + 600
0 : X - 300
• 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
13
4/13/2012
• Titik nol : floating atau titik tetap • Titik floating nol : memungkinkan operator, dgn menekan tombol, memilih scr sembarang titik di antara meja peralatan i sbg b titik nol. l M ki k operator t dgn d cepatt mesin Memungkinkan 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 bent bentuk absolutt (m (multichannel k absol ltichannel digital encoder) • 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
Absolute positioning Move is: x = 40, y = 50 Incremental positioning Move is: x = 20, y = 30.
14
4/13/2012
• 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 meja j Input pulsa
Stepping motor
roda sekrup
• 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
15
4/13/2012
• 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 • Encoder incremental terdiri dari disk berputar yg dibagi ke dalam 2 segmen otose da a pu d eta a pada kedua edua ssisi s d s • Fotosel dan lampu diletakkan 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
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
16
4/13/2012
Contoh (2) : DC servomotor dihubungkan secara langsung ke sekrup yang menggerakkan meja dan peralatan mesin NC 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 ditransmisikan F k i pulsa l yang dit i ik oleh l h encoder d
Jawab : a. V = 600 x 5 = 3000 mm/men = 3 m/men b. BLU = 5/500 = 0.01 mm
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. St i motor t tdk dapat d t digunakan di k ke k mesin i dengan d • Stepping pemuatan torsi bervariasi, krn variasi torsi menyebabkan motor hilang langkah.
17
4/13/2012
• 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-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
• 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 Al t kkata t : menggunakan k h tk mengidentifikasi id tifik i kata k t • Alamat huruff utk • Inf dilubangi ke tape menggunakan kode standar : ¾Kode ISO : identik dgn kode ASCII, jlh lubang selalu genap ¾Kode EIA, diberikan dlm nomor standar RS-244 dan RS273. ¾Dicirikan oleh jlh ganjil lubang dlm setiap karakter ¾Kode pelubangan EB adalah lubang tunggal dlm 8 track
18
4/13/2012
• 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 b ik t 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 tape, ttp tanpa jeda dlm setiap blok blok. • Laju pembacaan tape : tgt dari tipe pembaca ¾Mekanis : 30 karakter per menit ¾Optikal : 300 karakter per detik atau lebih • Punched tape dapat dibuat secara manual atau dgn bantuan komputer Secara manual : flexowriter atau teletype
• 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 dan diameter alat l t atau t bahan b h kkerja j • Kedalaman pemotongan (d) : jarak cutting tool masuk ke dalam bahan kerja. Menentukan dimensi linier pertama dari area crosssectional ukuran pemotongan
19
4/13/2012
•Feed : dimensi linier kedua yang menentukan area crosssectional ukuran pemotongan ¾Perpindahan lateral relatif antara alat dan bahan kerja selama operasi ¾Milling machine : satuan panjang/tooth ¾Lathe dan drill machines : satuan panjang/revolusi ¾Sist. NC : panjang/men feedrate ¾Feedrate 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
• Tujuan pengembangan NC : akurasi dan produktifitas • Akurasi ≠ resolusi ≠ repeatibility (pengulangan)
• Resolusi : fitur sistem NC/CNC yang ditentukan oleh perancang unit kontrol dan tergantung terutama pada sensor umpan balik posisi. ¾ Resolusi program : pertambahan posisi terkecil yang diijinkan dalam part program dan diberikan dalam bentuk BLU. ¾ Resolusi kontrol : perubahan posisi terkecil yang alat umpan balik dapat rasakan. ¾ Efisiensi sistem terbaik : resolusi program=resolusi kontrol dan disebut dengan resolusi sistem.
20
4/13/2012
•
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
• Terminologi statistik yang berhubungan dengan akurasi. • Jika machine slide diperintahkan berpindah dari titik tertentu dengan jarak yang sama beberapa kali, dengan semua kondisi lain sama, akan di k b h k resultan l h penempatan yang tidak id k ditemukan bahwa gerakan mengarah 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, tinggi feed dan kedalaman pemotongan, yang akan meningkatkan panas dan tenaga pemotongan dalam sistem.
21
4/13/2012
•
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 f ik i rendah, d h hindarkan hi d k gerakan k hilang hil d isolasi i l i sumber b panas. friksi dan
•
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.
• Tool deflection dan chatter ¾ 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 dimensi. 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 kurang kaku d mesin i dengan d k k k (keras). (k )
22
4/13/2012
• 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 10C sepanjang 1000 mm dapat menyebabkan kesalahan 0.01 mm.
•
Untuk mengatasi : pindahkan motor tenaga-tinggi dari dasar mesin, sediakan permukaan pemindahan panas yang luas, gunakan pengaruh friksi rendah dan distribusi simetris sumber panas. p g p
•
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.
23
4/13/2012
• 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.
•
Kecepatan balik maksimum yang diijinkan tergantung dari kekakuan mesin, drives, leadscrew dan tipe slide.
•
Waktu loading dua fixtures g dan unloading g dapat p dihemat menggunakan gg 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
24
4/13/2012
• Mesin tunggal, pertukaran tool otomatis, meja berputar yang memfasilitasi proses sirkular dan satu atau dua meja kerja integral. • Tool changer : vertikal atau horizontal. P b hi i center t di ti l i kebutuhan k b t h akurasi k i tinggi ti i • Pengembangan machining distimulasi dalam produksi komponen besar dan kompleks. • Disain machining center saat ini hrs memperhatikan fitur: ¾ Pengurangan waktu tidak produktif dgn mengaplikasikan pertukaran tool lebih cepat dan gerakan balik yg lbh cepat ¾ Tingkatkan akurasi menggunakan konstruksi las kaku
¾ Ijin feed dan kedalaman pemotongan ¾ Peningkatan orientasi-pengguna diagnostik mesin ¾ Menggunakan memori bubble untuk menyimpan program • Machining center pertama : vertikal • Fungsi MCU ¾ Mode selection : auto mode, manual atau dial-in mode, jogging mode, block-by-block mode. ¾ Kompensasi dan override : tool zero offsets or cutter radius compensation, tool length compensation dan feedrate override ¾ Readout display : pembacaan nomor urutan dan pembacaan posisi saat ini ini. posisi-saat ¾ CNC controller : keyboard dan cathode-ray tube (CRT)
25
4/13/2012
Data yang diperlukan untuk memproduksi komponen dapat diklasifikasikan menjadi: ¾ Informasi dari gambar : dimensi (panjang, (panjang lebar, lebar tinggi, tinggi jari jari-jari jari, dll) dll), bentuk segmen (linier, sirkular) dan diameter yg akan dilubangi. Ketiga informasi ini akan membentuk tool path. ¾ Parameter pemesinan: feed, spindle speed, cutting speed, fungsi tambahan. tgt dari kualitas permukaan, toleransi, tipe cutting tool dan bahan kerja. ¾ Data yang ditentukan oleh programmer : arah pemotongan dan pergantian tool ¾ Spesifikasi sistem NC.
• Standarisasi medium pengontrol sistem NC : kode EIA RS-273A dan RS-274B • Setiap baris pada manuscript : block • Block terdiri dari kata • Kata terdiri dari karakter • Standar EIA RS-273A : bentuk baris point-to-point dan pemotongan lurus. • Dalam bentuk baris : n000g00x…y…f…s…t…m…(EB) • Huruf diikuti dengan bilangan yang menunjukkan kode atau dimensi
26
4/13/2012
Bentuk blok lengkap mengandung kata berikut, yang diijinkan muncul hanya dalam bentuk seperti di bawah: ¾ nomur urut N terdiri dari 3 digit dan letaknya pertama dalam blok. ¾Fungsi persiapan g mengikuti dengan dua digit. ¾Kata 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. ¾Diikuti 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. ¾Diikuti spindle speed dalam 3 digit menggunakan magic-three coded. ¾Diikuti dengan kata tool t yang terdiri dari maksimum 5 digit. ¾Dan terakhir kata misclelaneous function yang terdiri dari 2 digit dan segera diikuti dengan karakter EB.
•
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-273A dan RS-274B menunjukkan format blok variabel
•
Format blok variabel : kombinasi alamat kata dan format sekuensial tab.
•
Format alamat kata:setiap kata mempunyai judul alamat kata
•
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
27
4/13/2012
Contoh : Data dlm mm
Y
1 BLU = 0.01 mm 80
30
15
15
X
15 60
A
B C
20 40
Manuscript dari gambar di atas adalah : Mesin : drilling Nama part : contoh No. part: No. urut TAB No OR EB N 000
Remarks : Menggunakan 3 tool Center drill 8mm diameter drill 20mm diameter drill Tanda Pert X TAB Pert. OR EB
001
TAB
+
4500
TAB
002
TAB
+
5000
EB
Disiapkan oleh:J. Clark Tanggal: 20/10/2004 Diperiksa oleh:Y. Koren Tanda
-
Pert Y Pert.
1500
TAB OR EB
TAB
Fungsi M
EB
RWS
EB
03
EB
28
4/13/2012
MANUSCRIPT (lanjutan) No. urut TAB OR Tanda EB N
Pert. X
TAB OR Tanda EB
Pert. Y
TAB OR Fungsi EB M
EB
003
TAB
-
2500
TAB
-
4500
EB
004
TAB
-
7000
TAB
+
6000
TAB
06
EB
005
TAB
+
4500
TAB
-
1500
TAB
03
EB
006
TAB
+
5000
EB
007
TAB
-
9500
TAB
+
1500
TAB
06
EB
008
TAB
+
7000
TAB
-
6000
TAB
03
EB
009
TAB
-
7000
TAB
+
6000
TAB
30
EB
CHECK :
Pemrograman menggunakan bervariasi fungsi : • M03 : mulai rotasi spindle dalam arah jarum jam • M06 : 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. • M30 : 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 m30 dieksekusi.
29
4/13/2012
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.
•
i d hd b B kke llubang b C b C otomatis t ti 003 : T Tooll b berpindah darii llubang C. L Lubang 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.
•
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
30
4/13/2012
Fungsi persiapan g Kode Fungsi penjelasan G00 Point-to-point, positioning Menggunakan kombinasi system point-to-point/contouring untuk mengindikasikan posisi operasi G01 Interpolasi linier (dimensi normal) Modus kontrol kontoring digunakan untuk menurunkan pemotongan miring atau lurus, dimana dimensi incremental normal. G02 Interpolasi sirkular kurva CW Modus kontrl kontoring yang menghasilkan kurva atau lingkaran melalui koordinasi 2 aksis. Jalur pembuatan (dimensi normal) kurva (searah jarumjam=g002 atau berlawanan arah jarumjamg 003) ditentukan ketika memandang daerah G03 Interpolasi sirkular kurva CCW pergerakan dalam arah negatif dari aksis vertical. Jarak terhadap pusat kurva (i,j,k) adalah dimensi normal. (di (dimensi i normal) l) G04 Dwell Waktu penundaan terprogram, dimana tidak ada pergerakan mesin. Lamanya biasanya ditentukan di tempat lain, biasanya oleh kata f. dalam kasus ini kata dimensi harus dibuat 0. G05 Hold Gerakan mesin berhenti sampai dihentikan oleh operator atau aksi kunci sendiri. G06 Interpolasi parabolic (dimensi Modus kontrol kontoring yang menggunakan informasi yang diperoleh dalamblok berurutan untuk normal) menghasilkan segmen parabola G07 Percepatan Federate (kecepatan aksis) meningkat secara halus (biasanya ekponensial) terhadap laju program, dalamsatu blok. G08 Perlambatan Federate menurun (biasanya eksponensial) terhadap persen tetap federate yang diprogram dalam blok perlambatan. G09 Interpolasi linier (dimensi panjang Sama dengan g01, kecuali bahwa semua dimensi dikalikan dengan 10. contoh, dimensi program9874 aka = LD-long dimension) menghasilkan sebuah perjalanan dengan 98740 BLU (digunakan hanya dengan systemincremental). G10 Interpolasi I l i linier li i (dimensi (di i S ddengan g01, Sama 01 tetapii membagi b i semua dimensi di i dengan d 10. 10 contohhd darii 9874 akan k menjadi j di 987 pendek=SD-short dimension) Digunakan untuk mengarahkan system kontrol untuk pengoperasian aksis tertentu, seperti dalam system dimana G11 kontrol tidak dioperasikan secara simultan G12 Seleksi aksis G13 G14 G15 G16
Kode
Fungsi
G60 s/d Disimpan untuk posisi G79 saja
penjelasan Disimpan untuk sistem point-to-point saja
G80 Siklus tetap dibatalkan Perintah yang akan menghentikan siklus tetap G81 s/d Siklus tetap #1 sampai #9 Rangkaian preset operasi yang mengarahkan mesin untuk menyelesaikan gerakan seperti G89 secara berturut-turut drilling atau boring. G90 G91
Pemrograman dimensi absolut Pemrograman dimensi inkremental
Modus kontrol dimana input data dalam bentuk dimensi absolut. Digunakan dengan kombinasi sistme absolut/inkremental Modus kontrol dimana input data dalam bentuk dimensi inkremental
31
4/13/2012
G17 G18 G19 G20 G21
Pemilihan bidang datar XY Digunakan untuk mengidentifkasi bidang datar seperti fungsi interpolasi sirkular atau kompensasi cutter Pemilihan bidang datar ZX Pemilihan bidang datar YZ Interpolasi sirkular kurva CW (LD) Seperti g02, dengan jarak dimensi panjang Interpolasi sirkular kurva CW (SD) Seperti g02, dengan jarak dimensi pendek
G30 Interpolasi sirkular kurva Seperti g03, dengan jarak dimensi panjang CCW (SD) G31 Interpolasi sirkular kurca Seperti g03, dengan jarak dimensi pendek CCW (SD) G33 Pemotongan memanjang Modus yang dipilih untuk mesin dilengkapi dengan thread cutting (thread cutting), arah konstan Seperti g33, tapi ketika pertambahan arah konstan dibutuhkan G34 Pemotongan memanjang (thread cutting), meningkatkan arah G35 Pemotongan memanjang Seperti g33, tapi ketika pengurangan arah konstan dibutuhkan (thread cutting), mengurangi arah G40 Kompensasi cutter-batal Perintah untuk membatalkan kompensasi cutter G41 Kompensasi cutter-left Kesalahan penempatan, normal terhadap jalur cutter, ketika cutter dalam bagian kiri permukaan bahan, mencari arah gerakan cutter G42 Kompensasi cutter - right Kompensasi ketika cutter pada posisi kanan permukaan kerja
Procedures
Modeling CAD drawing Part-programming Tool path Verification NC program
32
4/13/2012
Part-programming Modeling
Tool path
Cutting mode selection - Contour line rough cutting - Contour line finishing - Remainder cutting
Execute calculation
Specify tool - Tool diameter - RPM - Feed rate
Set target shape model
g conditions Enter cutting - Tool origin - Cutting pitch - Approach - Precision, etc.
rough cutting & semi-finishing & finishing with end mill to remove cavity Straight end mill Straight
end mill
Work
Axial cutting depth
Axial cutting depth
Work
Ball end mill Axial cutting depth p
Work
Layer by layer
33
4/13/2012
Tool
path patterns (most popular)
direction-parallel milling
contour-parallel milling
Applications
Contour Line
Zig-Zag
34
4/13/2012
Tool
path patterns (advanced)
extra spiral at corners
深孔摆线加工 Plunge into part
35
