Minggu, 01 Juli 2018





BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Di era yang serba modern ini, hampir setiap hal dikerjakan dengan bantuan mesin. Sektor manufaktur, sebagai salah satu sektor yang memberi dampak yang cukup besar pada dunia industri, sangat membutuhkan bantuan mesin dalam setiap proses kerjanya. Perkembangan mesin pun semakin meningkat ke sistem otomasi. Melalui sistem otomasi, proses manufaktur dapat mengalami peningkatan di bidang efisiensi pada cost, produktivitas, serta profit. Penggunaan mesin otomatis sangat terlihat dampaknya pada penguruangan manual material handling, seperti penggunaan crane, conveyor, dan handling machine lainnya, Hal tersebut dapat mengefisienkan penggunaan sumber daya manusia. Sehingga hanya cukup melakukan proses operasi yang tidak dapat diakomodasi oleh mesin. Cost yang keluar untuk tenaga manusia pun dapa dikurangi. Kecepatan dari produk yang dihasilkan pun dapat meningkat dengan adanya mesin otomastis. Semakin cepat maka semakin efisien proses manufaktur secara keseluruhan dan didapatakan produk yang lebih banyak untuk dipasarkan. Hal tersebut berimplikasi pada peningkatan profit.
Penggunaan computer dalam proses manufaktur pun menjadi salah satu cara peningkatan efisiensi yang dapat diandalkan. Mesin terkomputerisasi ini biasa disebut dengan CNC (Computer Numerical Control). Pada mesin CNC instruksi dari operator disimpan sebagai program dalam pengkodean angka micro-computer yang terhubung pada mesin. Aplikasi dari mesin CNC pada mesin manufaktur antara lain pada mesin bubut dan mesin fris. Mesin CNC memudahkan proses dengan kesulitan yang cukup tinggi sekalipun. Selain di bidang manufaktur, mesin CNC juga memiliki aplikasi yang luas di bidang aviasi, otomotif, hingga elektronik.
Sebagai mahasiswa Teknik Industri yang juga turut memperhitungkan efisiensi proses produksi, diperlukan pengetahuan mengenai mesin yang digunakan, dalam hal ini adalah mesin CNC yang diaplikasikan pada mesin bubut dan mesin fris. Pada praktikum ini digunakan mesin CNC TU-2A (mesin bubut) .

1.2.Rumusan Masalah
1.      Bagaimana cara pengoperasian mesin CNC?
2.      Bagaimana pengkodean pada mesin CNC  yang sesuai untuk mengahasilkan sebuah produk sesuai gambar teknik yang telah dirancang?

1.3.Asumsi dan Batasan Masalah
1.3.1 Asumsi dan batasan pada mesin TU-2A
1.      Kecepatan pemakanan yang direkomendasikan maksimal sebesar 100 mm/min.
2.      Pemakanan yang direkomendasikan maksimal sedalam 1.0 mm.
3.      Pahat pada mesin TU-2A merupakan pahat kanan.

1.3.2. Asumsi dan batasan pada praktikan mesin TU-2A
1.      Praktikum dilakukan di Laboratorium CNC, Workshop Teknik mesin Politeknik Negeri Semarang
2.      Praktikan menggunakan perlengkapan untuk menjaga keselamatan.
3.      Bahan yang diproses merupakan alumunium solid berbentuk silinder

1.4.Tujuan Praktikum
1.      Mengetahui cara pengoperasian mesin CNC.
2.      Mengetahui pengkodean yang sesuai untuk mengahasilkan sebuah produk sesuai gambar teknik yang telah dirancang.

1.5.Manfaat Praktikum
1.      Praktikan dapat mengetahui cara pengoperasian mesin CNC.
2.      Praktikan dapat mengetahui pengkodean yang sesuai untuk mengahasilkan sebuah produk sesuai gambar teknik yang telah dirancang.

BAB II
LANDASAN TEORI
2.1  Pengertian Mesin CNC

CNC singkatan dari Computer Numerically Controlled, merupakan mesin perkakas yang dilengkapi dengan sistem mekanik dan kontrol b erbasis komputer yang mampu membaca instruksi kode N, G, F, T, dan lain-lain, dimana kode-kode tersebut akan menginstruksikan ke mesin CNC agar bekerja sesuai dengan program benda kerja yang akan dibuat. Secara umum cara kerja mesin perkakas CNC tidak berbeda dengan mesin perkakas konvensional. Fungsi CNC dalam hal ini lebih banyak menggantikan pekerjaan operator dalam mesin perkakas konvensional. Misalnya pekerjaan setting tool atau mengatur gerakan pahat sampai pada posisi siap memotong, gerakan pemotongan dan gerakan kembali keposisi awal, dan lain-lain.
Gambar 2.1 Mesin CNC
Demikian pula dengan pengaturan kondisi pemotongan (kecepatan potong, kecepatan makan dan kedalaman pemotongan) serta fungsi pengaturan yang lain seperti penggantian pahat, pengubahan transmisi daya (jumlah putaran poros utama), dan arah putaran poros utama, pengekleman, pengaturan cairan pendingin dan sebagainya. Mesin perkakas CNC dilengkapi dengan berbagai alat potong yang dapat membuat benda kerja secara presisi dan dapat melakukan interpolasi yang diarahkan secara numerik (berdasarkan angka). Parameter sistem operasi CNC dapat diubah melalui program perangkat lunak (software load program) yang sesuai. Tingkat ketelitian mesin CNC lebih akurat hingga ketelitian seperseribu millimeter, karena penggunaan ballscrew pada setiap poros transportiernya. Ballscrew bekerja seperti lager yang tidak memiliki kelonggaran/spelling namun dapat bergerak dengan lancar.
Dengan telah berkembangnya Mesin CNC, maka benda kerja yang rumit sekalipun dapat dibuat secara mudah dalam jumlah yang banyak. Selama ini pembuatan komponen/suku cadang suatu mesin yang presisi dengan mesin perkakas manual tidaklah mudah, meskipun dilakukan oleh seorang operator mesin perkakas yang mahir sekalipun. Penyelesaiannya memerlukan waktu lama. Bila ada permintaan konsumen untuk membuat komponen dalam jumlah banyak dengan waktu singkat, dengan kualitas sama baiknya, tentu akan sulit dipenuhi bila menggunakan perkakas manual. Apalagi bila bentuk benda kerja yang dipesan lebih rumit, tidak dapat diselesaikan dalam waktu singkat. Secara ekonomis biaya produknya akan menjadi mahal, hingga sulit bersaing dengan harga di pasaran. Tuntutan konsumen yang menghendaki kualitas benda kerja yang presisi, berkualitas sama baiknya, dalam waktu singkat dan dalam jumlah yang banyak, akan lebih mudah dikerjakan dengan mesin perkakas CNC (Computer Numerlcally Controlled), yaitu mesin yang dapat bekerja melalui pemogramman yang dilakukan dan dikendalikan melalui komputer.
Mesin CNC dapat bekerja secara otomatis atau semiotomatis setelah diprogram terlebih dahulu melalui komputer yang ada. Program yang dimaksud merupakan program membuat benda kerja yang telah direncanakan atau dirancang sebelumnya. Sebelum benda kerja tersebut dieksikusi atau dikerjakan oleh mesin CNC, sebaikanya program tersebut di cek berulang-ualang agar program benar- benar telah sesuai dengan bentuk benda kerja yang diinginkan, serta benar-benar dapat dikerjakan oleh mesin CNC. Pengecekan tersebut dapat melalui layar monitor yang terdapat pada mesin atau bila tidak ada fasilitas cheking melalui monitor (seperti pada CNC TU EMCO 2A/3A) dapat pula melalui plotter yang dipasang pada tempat dudukan pahat/palsu frais. Setelah program benar-benar telah berjalan seperti rencana, baru kemudian dilaksanakan/dieksekusi oleh mesin CNC.

2.2  Jenis Mesin CNC
Dari segi jenisnya, mesin perkakas CNC dapat dibagi menjadi tiga jenis, antara lain:
1.      Mesin CNC 2A
Mesin CNC 2A yaitu mesin CNC 2 aksis, karena gerak pahatnya hanya pada arah dua sumbu koordinat (aksis) yaitu koordinat X, dan koordinat Z, atau dikenal dengan mesin bubut CNC.
2.      Mesin CNC 3A
Mesin CNC 3A, yaitu mesin CNC 3 aksis atau mesin yang memiliki gerakan sumbu utama kearah sumbu koordinat X, Y, dan Z, atau dikenal dengan mesin frsais CNC.
3.      Mesin CNC kombinasi
Mesin CNC kombinasi, yaitu mesin CNC yang mampu mengerjakan pekerjaan bubut dan freis sekaligus, dapat pula dilengkapi dengan peralatan pengukuran sehingga dapat melakukan pengontrolan kualitas pembubutan/pengefraisan pada benda kerja yang dihasilkan. Pada umumnya mesin CNC yang sering dijumpai adalah mesin CNC 2A (bubut) dan mesin CNC 3A (frais).

2.3  Komponen Utama Mesin CNC
2.3.1 Mesin CNC TU-2A
1.    Monitor

Pada mesin CNC TU-2A monitor berfungsi untuk menunjukkan informasi program yang sedang berjalan pada mesin.
Gambar 2.3.1.1 Monitor pada Mesin CNC TU-2A

2.    Tailstock
Pada mesin bubut TU-2A tailstock berfungsi untuk menahan benda kerja yang panjang agar benda kerja tidak oleng dan untuk mencekam pahat drill.






Gambar 2.3.1.2 Tailstock pada Mesin CNC TU-2A

3. Revolver pahat

Pada mesin bubut TU-2A terdapat revolver pahat yang berguna untuk mencekam pahat dalam jumlah banyak ( maksimum 6 buah, 3 buah pahat luar dan 3 buah pahat dalam).
Gambar 2.3.1.3 Revolver Pahat pada Mesin CNC TU-2A







4. Chuck

Pada mesin bubut TU-2A chuck berfungsi untuk mencekam benda kerja.
Gambar 2.3.1.4 Chuck pada Mesin CNC TU-2A

5. Konfigurasi tombol menunjukkan konfigurasi dan tombol-tombol atau bagian-bagian untuk mengoperasikan mesin bubut CNC TU-2A, yang terdiri dari:

Gambar 2.3.1.5 Konfigurasi Tombol pada Mesin CNC TU-2A
1. Saklar utama, digunakan untuk menghidupkan/ mematikan mesin
2. Lampu indikator, digunakan sebagai petunjuk bahwa jika lampu hidup maka mesin dalam keadaan hidup
3. Saklar untuk menghidupkan spindle (untuk saklar menunjuk angka 0 – spindle mati, angka 1 – spindle hidup untuk melayani manual, CNC – spindle hidup untuk pelayanan CNC/otomatis). 
4. Tombol untuk mengatur besar putaran spindle
5. Display penunjuk besar putaran spindle.
6. Tombol untuk mengatur kecepatan asutan ( untuk mode manual ).
7. Lampu indicator untuk mode manual
8. Tombol asutan untuk arah Z dan X untuk mode manual.
9. Tombol gerakan cepat jika di tekan bersamaan dengan mode asutan (no 8), maka gerak asutan menjadi cepat. Kecepatan asutan diatur dengan tombol no 6.
10. Display yang meunjukkan harga X dan Z dari gerakan eretan/ pahat dalam perseratus mm. data ini juga terlihat di monitor.
11. Switch untuk mengubah mengubah dari pelayanan / mode manual ke CNC atau sebaliknya pada mesin ini tersedia dua macam pelayanan / mode, yaitu dapat dipakai secara manual (mode manual) atau dipakai secara otomatis yang menggunakan program CNC (mode CNC).
12. Amperemeter, menunjukkan besar arus yang dipakai saat mesin digunakan. Pemakaian arus diharapakan tidak lebih dari 2 A, sebab kalau arus terlalu besar menunjukkan beban pada mesin sangat besar yang dapat menimbulkan kebakaran.
13. Emergency Stop Botton, merupakan saklar darurat.
14. Tombol DEL, dipakai untuk menghapus data/sajian yang akan diterangkan kemudian.
15. Tombol pengalih yang berfungsi untuk mengaktifkan jalannya X ke Z atau sebaliknya
16. Tombol INP, untuk memasukkan data yang akan dijelaskan kemudian.Selain itu juga ada tombol-tombol untuk gerak manual arah +X, -X, +Y, -Y, +Z dan -Z, yang terletak disebelah tombol angka (keyboard). Mesin juga dilengkapi dcngan monitor yang dipakai untuk memantau koordinat pahat (pada mode manual) atau program CNC yang aktif (pada mode CNC)

2.4  Kode Standar Mesin CNC
2.4.1 Pengkodean pada Mesin TU-2A (Mesin Bubut)
Kode – kode perintah yang digunakan dalam memprogram mesin bubut CNC dan mesin bubut CNC TU – 2A khususnya terdiri dari duda jenis perintah, yaitu perintah yang dibuat dalam bentuk kode G dan perintah yang dibuat dalam bentuk kode M.
2.4.1.1  Kode G
Kode G adalah bentuk perintah yang terkait dengan bentuk pergerakan alat potong. Jenis – jenis kode G yang digunakan untuk memprogram mesin bubut CNC TU – 2A adalah:
<No.>  <Kode G>  <Keterangan>
1. G00 Perintah pergerakan cepat
2. G01 Perintah pergerakan lurus
3. G02 Perintah pergerakan melingkar searah jarum jam
4. G03 Perintah pergerakan melingkat berlawanan arah jarum jam
5. G04 Waktu penahanan / tinggal diam
6. G21 Blok Kosong
7. G25 Pemanggilan sub program (Sub unit)
8. G27 Perintah melompat
9. G33 Perintah pembuatan ulir
10. G64 Perintah untuk memutus arus ke motor
11. G65 Perintah pelayanan kaset
12. G66 Perintah pelayanan RS 232
13. G73 Siklus pemboran dengan pemutusan tatal
14. G78 Siklus penguliran
15. G81 Siklus pemboran untuk penandaan
16. G82 Siklus pemboran dengan tinggal diam
17. G83 Siklus pemboran dengan penarikan
18. G84 Siklus pembubutan memanjang
19. G85 Siklus pembubutan ulir
20. G86 Siklus pembubutan alur
21. G88 Siklus melintang
22. G89 Siklus perimeran dengan tinggal diam
23. G90 Pemrograman absolute
24. G91 Pemrograman inkrimintal. Penentuan titik referensi / titik (0,0,0)
25. G92 Absolut
26. G94 Asutan dalam mm/min.
27. G95 Asutan dalam mm/put.

2.4.1.2 Kode M
<No.>  <Kode M>  <Keterangan>
1. M00 Berhenti terprogram
2. M03 Spindle ON searah jarum jam
3. M05 Spindle berhenti
4. M06 Perhitungan panjang pahat
5. M17 Akhir sub program
6. M30 Akhir program
7. M98 Kompensasi kelonggaran secara otomatis
8. M99 Parameter lingkaran
2.4.1.2  Kode A
1.      A00: Kesalahan perintah pada fungsi G atau M 
2.      A01: Kesalahan perintah pada fungsi G02 dan G03 
3.      A02: Kesalahan pada nilai X 
4.      A03: Kesalahan pada nbilai F 
5.      A04: Kesalahan pada nilai Z 
6.      A05: Kurang perintah M30 
7.       A06: Putaran spindle terlalu cepat 
8.      A09: Program tidak ditemukan pada disket 
9.       A10: Disket diprotek 
10.  A11: Salah memuat disket 
11.  A12: Salah pengecekan 
12.  A13: Salah satuan mm atau inch 
13.  A14: Salah satuan 
14.  A15: Nilai H salah 
15.  A17: Salah sub program



.
2.5  Prinsip Kerja CNC
Pengoperasian mesin CNC secara umum adalah dengan memasukkan perintah numerik melalui tombol-tombol yang berada pada panel mesin. Berdasarkan dengan berbagai macam bentuk yang dapat diakomodir oleh mesin CNC maka perlu pengetahuan pada penentuan titik referensi. Ada 2 macam cara penentuan titik refrensi
1. Sistem Absolut

Pada sistem ini titik awal penempatan alat potong menjadi titik referensi selama proses machining berlangsung. Pada mesin bubut, titik referensi berada pada titik pusat benda kerja pada bagian ujung terluar. Pada mesin fris titik refrrensi dapat diletakkan dimana saja, tergantung dari preferensi operator tapi umumnya pada pertemuan 2 sisi benda kerja.
2. Sistem Inkremental
Pada sistem ini titik refrensi yang digunakan sebagai acuan selalu berpindah-pindah menurut titik terakhir pada pada proses yang dikerjakan. Pada mesin bubut dan fris untuk menemukan titik refrensinya metode yang digunakan sama, yaitu pada titik terakhir proses.

2.5.1 Prinsip Kerja Mesin CNC TU-2A

Mesin Bubut CNC TU-2A mempunyai prinsip gerakan dasar seperti halnya Mesin Bubut konvensional yaitu gerakan ke arah melintang dan horizontal dengan sistem koordinat sumbu X dan Z. Prinsip kerja Mesin Bubut CNC TU-2A juga sama dengan Mesin Bubut konvensional yaitu benda kerja yang dipasang pada cekam bergerak sedangkan alat potong diam. Untuk arah gerakan pada Mesin Bubut diberi lambang sebagai berikut:
a. Sumbu X untuk arah gerakan melintang tegak lurus terhadap sumbu putar.
b. Sumbu Z untuk arah gerakan memanjang yang sejajar sumbu putar.
Untuk memperjelas fungsi sumbu-sumbu Mesin Bubut CNC TU-2A dapat dilihat pada gambar ilustrasi di bawah ini:




Gambar 2.5.1.1 Mekanisme Gerakan Mesin CNC TU-2A



BAB III
METODOLOGI PRAKTIKUM

3.1. Waktu dan Tempat Praktikum
Praktikum proses produksi dilaksanakan pada Hari Rabu-Kamis,  September sampai November 2017 pukul 14.30-19.30 WIB di Laboratorium CNC, Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Semarang.

3.2. Alat dan Bahan
3.2.1 Alat yang Digunakan
1. Mesin CNC TU-2A





Gambar 3.2.1.1 Mesin CNC TU-2A
2.   Jangka Sorong
Jangka sorong  digunakan untuk mengukur benda kerja sebelum dilakukan proses permesinan. Alat ini digunakan karena memiliki ketelitian yang lebih akurat  yaitu 0.02 mm.




Gambar 3.2.1.3 Jangka Sorong

3.   Kunci T
Kunci T digunakan untuk mengencangkan dan mengendurkan chuck ketika akan melepas atau memasang benda kerja.

Gambar 3.2.1.4 Kunci T
3.2.2 Bahan yang Digunakan
Bahan yang digunakan adalah alumunium solid berentuk silinder dengan diameter 24 mm untuk pengerjaan menggunakan mesin CNC TU-2A.



3.3. Langkah Kerja
3.3.1 Mesin CNC TU-2A
1.      Menggambar benda kerja yang akan dibuat.


 

2.      Membuat kode pengerjaan sesuai dengan benda kerja yang akan dibuat.

No.
G
X
Z
F
H
00
92
3000
200


01
95




02
M03




03
00
2800
200


04
84
2600
-4000
100
0
05
00
2600
200


06
84
2400
-3900
100

07
00
2400
200


08
84
2200
-3800
100

09
00
2200
200


10
84
1800
-3600
100

11
00
1800
200


12
84
1600
-2900
100

13
00
1600
200


14
84
1400
-2800
100

15
00
1400
200


16
84
1300
-2600
100

17
00
1300
200


18
84
1200
-2400
100

19
00
1200
200


20
84
1100
-2300
100

21
00
1100
200


22
84
1000
-2200
100

23
00
1000
200


24
84
800
-1950
100

25
00
800
200


26
84
550
-1950
100

27
00
550
200


28
84
240
-750
100

29
00
240
200


30
00
0
200


31
01
0
0


32
01
500
-1500
75

33
01
500
-2000
75

34
01
800
-2000
75

35
01
1400
-2800
75

36
02
1800
-3000
75

37
01
1800
-3600
75

38
02
2200
-3800
75

39
02
2600
-4000
75

40
00
3000
200


41
M05




42
M30






3.      Menyiapkan benda kerja dan peralatan seperti jangka sorong, mesin CNC TU-2A termasuk pahatnya, dan kunci yang dibutuhkan.
4.      Menyalakan mesin CNC TU-2A.
5.      Memasang benda kerja pada pencekam.
6.      Mengatur kecepatan spindle.
7.      Menentukan titik refrensi benda kerja pada sumbu X maupun sumbu Y, dengan cara menggeser pahat secara manual hingga menyentuh permukaan benda pada sumbu X maupun Y. Setelah menyentuh tekan DEL.
8.      Mengubah koordinat pada sumbu X dan sumbu Y menjadi 3000 dan 200, kemudian tekan H/C.
9.      Masukkan kode yang telah dibuat sebelumnya.
10.  Periksa ulang program dengan menekan tombol –
11.  Pemeriksa pola dari benda kerja yang akan dibubut dengan penggambaran pada kertas.
12.  Menekan tombol START untuk menjalankan proses pembubutan sesuai program.
13.  Mematikan mesin.
14.  Bersihkan benda kerja dari tatal.
15.  Melepas benda kerja dari pencekam.
16.  Membersihkan tatal yang ada pada mesin CNC TU-2A.


DAFTAR PUSTAKA

Anonim. Macam-macam Variansi Mesin CNC. Diakses dari http://hukama.weebly.com/sekolah.html. Diakses pada 13 November 2017 pukul 21.15.
Darmawan, Arief. 2014. Modul Praktikum Proses dan Sistem Produksi, CNC-Computer Numerically Controlled. Yogyakarta.
Taufan, Muhammad. 2011. Mesin CNC. Diakses dari http://www.rider-system.net/2011/10/mesin-cnc.html. Diakses pada 13 November 2017 pukul 13.42.