Numerical Control / NC (berarti "kontrol numerik") merupakan sistem otomatisasi Mesin perkakas yang dioperasikan oleh perintah yang diprogram secara abstark dan disimpan dimedia penyimpanan, hal ini berlawanan dengan kebiasaan sebelumnya dimana mesin perkakas biasanya dikontrol dengan putaran tangan atau otomatisasi sederhana menggunakan cam. Kata NC sendiri adalah singkatan dalam Bahasa inggris dari kata Numerical Control yang artinya Kontrol Numerik. Mesin NC pertama diciptakan pertama kali pada tahun 40-an dan 50-an, dengan memodifikasi Mesin perkakas biasa. Dalam hal ini Mesin perkakas biasa ditambahkan dengan motor yang akan menggerakan pengontrol mengikuti titik-titik yang dimasukan kedalam sistem oleh perekam kertas. Mesin perpaduan antara servo motor dan mekanis ini segera digantikan dengan sistem analog dan kemudian komputer digital, menciptakan Mesin perkakas modern yang disebut Mesin CNC (computer numerical control) yang dikemudian hari telah merevolusi proses desain. Saat ini mesin CNC mempunyai hubungan yang sangat erat dengan program CAD. Mesin-mesin CNC dibangun untuk menjawab tantangan di dunia manufaktur modern. Dengan mesin CNC, ketelitian suatu produk dapat dijamin hingga 1/100 mm lebih, pengerjaan produk masal dengan hasil yang sama persis dan waktu permesinan yang cepat.
NC/CNC terdiri dari tiga bagian utama :
- Progam
- Control Unit/Processor
- Motor listrik servo untuk menggerakan kontrol pahat
- Motor listrik untuk menggerakan/memutar pahat
- Pahat
- Dudukan dan pemegang
PRINSIP KERJA
Prinsip kerja NC/CNC secara sederhana dapat diuraikan sebagai berikut :
- Programer membuat program CNC sesuai produk yang akan dibuat dengan cara pengetikan langsung pada mesin CNC maupun dibuat pada komputer dengan software pemrogaman CNC.
- Program CNC tersebut, lebih dikenal sebagai G-Code, seterusnya dikirim dan dieksekusi oleh prosesor pada mesin CNC menghasilkan pengaturan motor servo pada mesin untuk menggerakan perkakas yang bergerak melakukan proses permesinan hingga menghasilkan produk sesuai program.
Perkakas dengan varian CNC
- Mesin Bor
- EDM
- Mesin Bubut
- Mesin Miling
- CNC pengukir kayu
- Turret Punch
- Mesin pembengkok kawat
- Pemotong foam kawat panas
- Pemotong Plasma
- Pemotong Jet Air
- Pemotong Laser
- Oxy-fuel
- Penghalus permukaan
- Grinder Silindris
MESIN PERKAKAS & NC
Yang dimaksud dengan mesin perkakas adalah suatu alat atau mesin dimana energi yang diberikan, kemudian dipergunakan untuk mendeformasikan dan memotong material ke dalam bentuk dan ukuran produk atau benda kerja sesuai dengan kehendak.
Syarat-syarat umum yang harus dipenuhi dalam merancang mesin perkakas adalah:
1. Kebutuhan akan daya kerja
2. Efisiensi yang tinggi baik secara teknis maupun ekonomis.
3. Performance
4. Kualitas kerja
5. Kekakuan static dan dinamic
6. Deformasi mekanis yang mungkin terjadi
7. Gaya-gaya yang terjadi pada saat operasi.
Yang dimaksud dengan Kekakuan Static adalah kriteria yang paling penting dalam menentukan batasan kekuatan struktur mesin perkakas yang berhubungan dengan kekuatan atau kemampuan untuk dapat menahan beban maksimum serta deformasi statiknya yang diizinkan bagi material struktur mesin perkakas.
Sedangkan untuk Kekakuan Dinamic adalah kriteria dalam menentukan batasan kekuatan yang diakibatkan oleh pemotongan dan pemakanan material atau benda kerja yang berhubungan dengan kestabilan dimensi yang baik, koefisien muai yang rendah guna menghindari distorsi, tidak dipengaruhi oleh suhu atau bisa disebut sebagai sistem yang tergantung pada amplitudo gaya dibagi dengan amplitudo getaran.
Pengaruh kekakuan statik dan dinamik dalam mesin perkakas adalah:
Kekakuan static :
1. Dapat menahan beban maksimum yang diizinkan yang berhubungan dengan konstruksi dari mesin perkakas.
2. Dapat meminimumkan defleksi yang disebabkan oleh torsi.
3. Selalu berhubungan dengan beban static serta deformasi statiknya (beratnya sendiri).
Kekakuan dinamic:
1. Kestabilan dimensi menjadi baik.
2. Dapat menghindari distorsi karena menghasilkan koefisien muai yang rendah.
3. Dapat mengurangi distorsi yang terjadi karena getaran paksa.
4. Selalu berhubungan dengan beban-beban dinamik yang mempengaruhi damping dari material serta karakteristik dinamik lainnya.
Yang dimaksud dengan ketelitian dan ketepatan adalah sebagai berikut:
Ketelitian adalah kegiatan menganalisis atau mengolah data secara sistematis untuk mencapai kesalahan yang relatif terhadap suatu acuan.
Ketepatan adalah kemampuan yang dicapai untuk memenuhi besar atau kecilnya suatu target dengan cara mengulangi hal yang sama.
Gaya-gaya yang mempengaruhi dan atau yang terjadi pada proses mesin perkakas adalah :
1. Gaya berat dari massa
2. Gaya pegas dari pegas
3. Gaya peradaman dari peredam
Faktor-faktor yang mempengaruhi kualitas hasil proses permesinan mesin perkakas adalah
1. Harus mempunyai ketelitian yang tinggi (bentuk, dimensi, dan konsisten terhadap benda kerja), sehingga mudah untuk di kalibrasi (distandarkan).
2. Kecepatan potong dan kecepatan pembentukan geram harus mampu dikerjakan sesuai dengan perkembangan atau kemajuan dari material yang dikerjakan, sehingga dapat menjamin produktivitas yang tinggi untuk hasil yang dicapai.
3. Guna menghadapi persaingan dalam pengoperasi atau pemakaian mesin perkakas tersebut, maka harus dapat menunjukkan efisiensi yang tinggi baik secara tekhnis maupun ekonomis.
Kelebihan dan kekurangan dari mesin perkakas konvensional dengan mesin perkakas NC adalah
Mesin Perkakas Konvensional
1. Kelebihan
a. Pengoperasian masih menggunakan cara-cara manual
b. Masih dapat dikerjakan oleh para pekerja yang tak mahir komputer.
c. Sangat mudah dioperasikan, karena tidak perlu memasukkan data.
d. Modal yang ditanamkan mengalami penurunan.
e. Mesin tidak tergantung oleh perubahan suhu dan cuaca.
f. Rendah dalam efisiensi produktif
2. Kekurangan
a. Ketelitian yang dihasilkan agak kurang akurat.
b. Tidak dapat menampilkan kalkulasi biaya produksi.
c. Waktu laju awal pada pabrik mengalami kenaikkan.
Mesin Perkakas NC
1. Kelebihan
a. Produktif dapat dikurangi
b. Keakuratan pada lebih besar dan repeatabilas.
c. Menurunkan tingkat tarip sisa
d. Kebutuhan pemeriksaan adalah mengurangi
e. Ilmu ukur benda kerja lebih rumit
f. Perubahan rancang bangun dapat diperiksa dengan lebih teliti.
g. Peralatan sederhana tetap diperlukan
h. waktu laju awal pabrikasi lebih pendek
i. Dapat mengurangi komponen yang diinventarisir
j. Lebih sedikit memerlukan floorspace
k. Level keterampilan yang dibutuhan operator dikurangi
2. Kekurangan
a. Pengerjaan komponen dengan mesin yang mudah menjadi sulit karena menggunakan format yang rumit.
b. Modal yang ditanamkan mengalami peningkatan.
c. Usaha pemeliharaan lebih tinggi investasi lebih tinggi berharga.
d. Pemanfaatan NC peralatan [yang] lebih tinggi
e. Dibutuhkan tenaga ahli yang berfungsi untuk memprogram peralatan NC.
Mesin perkakas adalah suatu alat yang memotong atau piranti pengolahan lain dan part, benda kerja adalah obyek yang sedang diproses. Manakala mesin perkakas sedang melakukan pemakanan, program instruksi dapat diubah untuk memproses suatu pekerjaan baru. Numerical Control (NC) adalah suatu format berupa program otomasi dimana tindakan mekanik dari suatu alat-alat permesinan atau peralatan lain dikendalikan oleh suatu program yang berisi data kode angka. Data alphanumerical menghadirkan suatu instruksi pekerjaan untuk mengoperasikan mesin tersebut.
Numeric Control (NC) adalah suatu kendali mesin atas dasar informasi digital, ini diperkenalkan di area pabrikasi. NC adalah bermanfaat untuk produksi rendah dan medium yang memvariasikan produksi item, di mana bentuk, dimensi, rute proses, dan pengerjaan dengan mesin bervariasi.
Mesin perkakas NC meliputi mesin dengan operasi tujuan tunggal, seperti:
1. NC mesin bubut, baik horisontal maupun vertikal, Bubut merupakan suatu proses pemakanan benda kerja yang sayatannya dilakukan dengan cara memutar benda kerja kemudian dikenakan pada pahat yang digerakkan secara translasi sejajar dengan sumbu putar dari benda kerja. Gerakan putar dari benda kerja disebut gerak potong relatif dan gerakkan translasi dari pahat disebut gerak umpan (feeding). Memutar memerlukan two-axis, kendali alur berlanjut, yang manapun untuk menghasilkan suatu ilmu ukur silindris lurus/langsung atau untuk menciptakan suatu profil.
2. NC mesin bor, gelendong vertikal dan horisontal. Proses bor pada dasarnya adalah suatu proses yang dilakukan oleh mesin perkakas dalam hal ini adalah berupa proses memperbesar lubang yang telah ada sebelumnya. Dalam proses memperbesar lubang ini dibutuhkan ketelitian yang tinggi untuk menentukan berapa diameter akhir lubang yang diinginkan.
3. NC mesin drilling, mesin drilling adalah suatu proses yang dilakukan oleh mesin perkakas dalam hal ini adalah berupa pemberian tekanan kepada benda kerja sehingga terjadi lubang pada benda kerja yang biasanya berupa putaran yang dilakukan pahat dan gerak makan berupa translasi oleh pahat. Mesin ini menggunakan titik-titik kendali yang menyangkut gelendong berisi bit latihan dan dua poros mengendalikan atau meja kerja. Beberapa mesin NC mempunyai menara kecil yang berisi enam atau delapan latihan menggigit. menara kecil tersebut digunakan untuk pemrograman di bawah NC kendali.
4. NC mesin milling, Mesin milling merupakan suatu proses pemakanan benda kerja yang sayatannya dilakukan dengan menggunakan pahat yang diputar oleh poros spindel mesin. Benda kerja bergerak translasi yang merupakan gerak makan. Mesin ini memerlukan kendali alur berlanjut untuk melaksanakan memotong lurus/langsung atau operasi sekeliling.
5. NC gerinda silindris, mesin gerinda hanya digunakan pada tahap finishing dengan daerah toleransi yang sangat kecil. Fungsi utama dari mesin gerinda adalah menghaluskan permukaan dengan ketelitian. Mesin ini beroperasi dengan memutar tool pada mesin sehingga terjadi pemakanan/ penyayatan yang sesuai dengan toleransi yang ditentukan.
Mesin perkakas NC meliputi mesin dengan operasi tujuan tunggal, yang memberikan informasi kuantitatif seperti pengerjaan dengan mesin operasi yang disajikan oleh suatu komputer kendali dengan program database yang menyimpan instruksi secara langsung untuk mengendalikan alat-alat bermesin CNC (Computer Numerical Control).
Kode data diubah untuk satu rangkaian perintah, yang mana servo mekanisme, seperti suatu pijakan motor yang berputar sesuai jumlah yang telah ditetapkan, memperbaiki dengan masing-masing mengemudi dari suatu meja pekerjaan dan suatu alat untuk melaksanakan suatu pengerjaan dengan mesin dan gerakan yang ditetapkan oleh suatu sistem pengulangan tertutup atau terbuka.
CNC yang dikendalikan dapat melakukan pekerjaan berbentuk linier, lingkar, atau sisipan berbentuk parabola, yang mana buatan perangkat lunak, dan manapun sisipan kaleng rutin terpilih dengan mudah.
Sistem operasi dari mesin perkakas NC adalah menggunakan sistem operasi CNC sehingga diperlukan pengenalan kode data untuk menjalankan satu rangkaian perintah. Adapun contoh dari sistem operasi dari mesin perkakas NC adalah:
Perbedaan mesin perkakas NC dan mesin perkakas konvensional adalah
Mesin Perkakas Konvensional
a. Pengoperasian masih menggunakan cara-cara manual
b. Masih dapat dikerjakan oleh para pekerja yang tak mahir komputer.
c. Sangat mudah dioperasikan, karena tidak perlu memasukkan data.
d. Mesin tidak tergantung oleh perubahan suhu dan cuaca.
e. Ketelitian yang dihasilkan agak kurang akurat.
Mesin Perkakas NC
a. Keakuratan pada lebih teliti
b. Telah menggunakan sistem komputer
c. Perubahan rancang bangun dapat diperiksa dengan lebih teliti.
d. Pengerjaan komponen dengan mesin yang mudah menjadi sulit karena menggunakan format yang rumit.
e. Pemanfaatan NC peralatan yang lebih tinggi
f. Dibutuhkan tenaga ahli yang berfungsi untuk memprogram peralatan NC.
Pengertian Membubut
Bubut merupakan suatu proses pemakanan benda kerja yang sayatannya dilakukan dengan cara memutar benda kerja yang dikenakan pada pahat yang digerakan secara translasi sejajar dengan sumbu putar dari benda kerja. Gerakan putar dari benda kerja disebut gerak potong relatif dan gerakan translasi dari pahat disebut gerak umpan (feeding).
Prinsip Kerja Mesin Bubut Konvensional
Benda kerja dipegang oleh pencekam yang dipasang diujung poros utama (spindel). Dengan memutar lengan pengatur, yang terdapat pada kepala tetap, putaran spindel (n) dapat dipilih. Harga putaran spindel umumnya dibuat bertingkat, dengan aturan yang telah distandarkan, misalnya 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1400, 1600, 1800, dan 2000 rpm. Kecepatan putaran spindel tidak lagi bertingkat melainkan berkesinambungan (kontinue). Pahat dipasangkan pada dudukan pahat dan kedalaman potong (a) diatur dengan menggeserkan peluncur silang melalui roda pemutar dan gerak makannya diatur dengan lengan pengatur pada rumah roda gigi. Gerak makan (f) yang tersedia pada mesin bubut bermacam-macam dan menurut tingkatan yang telah distandarkan, misalnya: …….., 0.1, 0.112, 0.125, 0.14, 0.16, …… (mm/(r)).
Pengaturan numerik (numerical control: NC) adalah suatu kendali mesin yang digunakan untuk mengontrol gerakan mesin dan berbagai fungsi lainnya atas dasar informasi digital dimana tindakan mekanik dari suatu alat-alat permesinan atau peralatan lain yang dikendalikan oleh suatu program yang berisi data kode angka. Sedangkan program adalah data alphanumerical yang menghadirkan suatu instruksi pekerjaan untuk mengoperasikan mesin tersebut.
Mesin NC ini diperkenalkan di area pabrikasi. NC sehingga dapat bermanfaat untuk suatu produksi yang memvariasikan produksi item, dimana bentuk, dimensi, rute proses, dan pengerjaan dengan mesin bervariasi.
Istilah computer numerical control (CNC) digunakan bila sistem kontrol memakai komputer internal. Komputer internal memungkinkan penyimpanan program tambahan, penyuntingan program, penjalanan program dari memori, diagnostik kontrol dan pemeriksaan mesin, pekerjaan rutin-rutin dan khusus, dan kemampuan melakukan perubahan skala inci/ metrik/ absolut.
Pembuatan komponen dengan CNC memerlukan akses langsung ke mesin dan instalasi komputer agar memperoleh pengalaman praktis yang amat diperlukan. Dalam menggunakan piranti dan jenis mesin tertentu, seperti mengoperasikan mesin-mesin turning, milling dan drilling yang harus memahami bahasa serta teknik pemrograman yang memerlukan instruksi.
Sistem Pengoperasian Mesin
Kode data diubah untuk satu rangkaian perintah, yang mana servo mekanisme, seperti suatu pijakan motor yang berputar sesuai jumlah yang telah ditetapkan, memperbaiki dengan masing-masing mengemudi dari suatu meja pekerjaan dan suatu alat untuk melaksanakan suatu pengerjaan dengan mesin dan gerakan yang ditetapkan oleh suatu sistem pengulangan tertutup atau terbuka. Dan untuk melakukan tugas tersebut mesin NC ini difasilitasi dengan unsur-unsur pelayan dan pengendali pelayanan CNC.
Sistem operasi dari mesin perkakas NC adalah menggunakan sistem operasi CNC sehingga diperlukan pengenalan kode data untuk menjalankan satu rangkaian perintah. Adapun contoh dari sistem operasi dari mesin perkakas NC adalah:
Fungsi G
G00 Pengaturan posisi dengan gerak cepat yang mempunyai kemungkinan gerakan yang terjadi berupa eretan yang bergerak dalam arah x, y, z, dan x dan z
G01 Interpolasi linier adalah mendapatkan harga antara yang terletak pada garis lurus. Kemungkinan gerakan yang terjadi yaitu pembubutan dalam arah z atau memanjang, arah x atau melintang, arah x dan z atau membubutan tirus.
G02 Interpolasi melingkar dengan arah kekanan
G03 Interpolasi melintang atau melingkar arah kekiri
G04 Waktu tinggal diam (istirahat dalam detik)
G20-G21 Nilai masukan ditetapkan dalam satuan milimeter atau inchi
G24 Pemrograman radius
G25 Pemanggilan sub program
G27 Perintah melompat / melewati blok
G28 Kembali ketitik acuan
G33 Pemotongan ulir
G41-G42 Pemotongan benda kerja sesuai dengan kompensasi pada permukaan benda kerja.
G64 Mematikan motor/ mematikan arus listrik
G84 Siklus pembubutan memanjang
G88 Siklus pembubutan melintang
Fungsi M
M00 Menghentikan program, yang dilakukan di pertengahan program. Operator harus kembali
M03-M04 Start spindel searah jarum jam
M05 Spindel stop
M06 Penghitungan panjang pahat
M09 Memulai atau pembatalan putaran pemotongan
M17 Memulai atau membatalkan spindel dan cairan memotong
M19 Memutar atau membatalkan spindel untuk mengorientasikan posisi.
M30 Mengakhiri program, memutar kembali atau memberhentikan mesin.
M99 Parameter lingkaran
Jika dalam memasukkan dan menyimpan data fungsi yang tidak dikenal oleh komputer, maka akan muncul bunyi alarm. Dan pada sajian dari mesin akan ditunjukkan tanda-tanda alarm yang bersangkutan yang harus dimatikan dengan menekan tombol darurat. Adapun tanda-tanda alarm yang tersimpan yang perlu diketahui:
Tanda-tanda Alarm pada Pelayanan Fungsi G dan M
A 00 Salah memasukan perintah G dan M
A 01 Salah dalam menentukan interpolasi lingkaran
A 02 Harga X yang terlalu besar
A 03 Salah harga F
A 04 Harga Z yang terlalu besar
A 05 Tidak diprogram M30
A 06 Jumlah putaran sumbu utama terlalu besar pada pemotongan ulir
A 07 Tidak dipakai
Tanda-tanda Alarm pada Pelayanan Kaset
A 08 Pita rekaman telah sampai ujung atau habis
A 09 Program tidak dapat ditemukan
A 10 Pengaman kaset aktif
A 11 Salah jalan
A 12 Salam pengechekan
A 13 Pengalihan dari metrik ke inchi dengan pelayanan pemuatan
A 14 Muncul pada pelayanan kaset, mode pelayanan pemuatan yang ditunjukkan dengan kode.
A 15 Salah harga H
A 16 Tidak dipakai
A 17 Salah sub program
