CNC Milling

MENERAPKAN PEMROGRAMAN CNC MILLING

Selama manusia bekerja dengan logarn – logam, maka ia terus mencari cara – cara dan proses-proses untuk memperbaiki pekerjaan Itu. Kita membe­dakan berturut – turut  empat fase dalam perkembangan pekerjaan logam:

·         Penggunaan kekuatan otot;

·         Pemanfaatan sumber kekuatan

·         Peningkatan kernampuan dengan cara – cara  kemudi (kendali);

·         Peningkatan kemampuan dengan penambahan ‘kecerdasan’.

Sementara ini perkembangan telah berjalan mulai dan fase ketiga, di mana gerakan bagian – bagian mesin telah dilakukan dengan penomoran dan pengemudian nomor-nomor itu. Perkembangan ke arah fase empat ialah dengan penambahan dengan kecerdasan buatan. Yang dimaksudkan dengan cara mengemudikan mesin adalah mem­berikan semua informasi kepada mesin untuk dapat menghasilkan produk atau hasil – hasil  tertentu.

Pada pekerjaan dengan mesin konvensional, maka informasi diberikan dengan memutar roda-tangan atau mengubah sakelar. Juru mesin meng­ambil informasi itu dan gambar-gambar serta tabel-tabel dan memeriksa gerak perubahan mesin itu dengan pertolongan pembagian skala.

Pada mesin CNC (Computerized Numerical Control) kode – kode  dilaku­kan dengan cara kendali terpadu dan perintah-perintah diterjemahkan secara jelas bagi mesin itu. Perkembangan teknologi  mendukung mesin – mesin CNC modern sudah dilengkapi dengan suatu cara pengendalian jalur pergerakan sumbu mesin, cara pengendalian tersebut dapat menggerakan satu, dua atau tiga sumbu mesin sekaligus secara bersamaan. Sebuah satuan hitung ( interpolator ) mengatur agar berbagai motor – motor servo mendapat jumlah pulsa yang tepat untuk mengikuti secara teliti jalur sesuai program yang dibuat. Dari interpolator tersebut keluar pulsa - pulsa untuk mengatur pergerakan sumbu X, Y dan Z. Setiap pulsa menginstruksikan pertambahan posisi. Harga penambahan posisi tersebut melalui sensor optik diatur besar ketelitiannya ( 0.1mm, 0.01mm, dan 0.001mm )

A.      Gerakan lurus ( linear interpolation )

Gerak lurus adalah gerakan sumbu mesin CNC baik X, Y maupun Z,  yang lintasannya berupa garis lurus, dapat pula jenis gerak ini disebut sebagai suatu translasi beraturan satu sumbu. Pada gerakan lurus, alat potong (tools) dapat diperintahkan menurut garis lurus bergerak menuju suatu koordinat titik tujuan tertentu dalam 1 sumbu.

Kode program CNC yang digunakan dalam gerakan lurus adalah G1, Gerakan / interpolasi lurus dengan pemakanan diikuti dengan F  ( Feeding ). Maksudnya adalah G01 merupakan perintah supaya sumbu mesin CNC (baik X, Y maupun Z) untuk melakukan gerakan lurus dengan feeding yang bisa diatur kecepatan gerakannya, sehinnga G01 lebih sesuai digunakan untuk proses penyayatan.

Sebagai contoh jika kita menghendaki sumbu mesin CNC bergerak lurus di sumbu X menuju koordinat X100 dengan kecepatan gerakan sumbu X adalah 200 mm/ menit, maka syntax penulisan programnya adalah :

G1 X100 F200

a.      Penjelasan lintasan alat potong (Toolpath)                                                            

Toolpath adalah jejak lintasan alat potong / cutter dimana dari lintasan tersebut akan dihasilkan kontur benda kerja.

  

 

Gambar 32

Toolpath

                                                 


                                      iii.            Menuliskan Syntax Program kontur lurus

 

No. Block	Kode Program	Definisi	Keterangan
N001	G91 G28 G0 Z0	Incremental, Gerakan Lurus Cepat, Zero Return Z0	Safety Block
N005	G40 G49 G80	Pembatalan  kompensasi diamter dan panjang, pembatalan drilling
N010	M5 M9	Mematikan putaran spindle, mematikan coolant
N015	M6 T1	Tool Changer pada posisi T1	Data Technology
N020	M3 S1000 M8	Spindle berputar searah jarum jam 1000Rpm, menghidupkan coolant	Data Technology
N025	G90 G54 G0 X-10 Y-10	Absolute dengan zero point G54, gerakan lurus cepat ke X-10 dan Y-10	Posisi Start
N030	G0 G43 H1 Z10	Gerakan lurus cepat, Kompensasi panjang cutter positif ke Z10	Pendekatan
N035	G1 Z-0.5 F500	Gerakan pemakanan menuju depth = Z-0.5mm	Depth
N040	G1 X1.5 F1000	Gerakan pemakanan menuju X1.5 (XA')	Kontur
N045	G1 Y57.5	Gerakan pemakanan menuju Y57.5 (YB')
N050	G1 X58.5	Gerakan pemakanan menuju X58.5 (XC')
N055	G1 Y2.5	Gerakan pemakanan menuju Y2.5 (YD')
N060	G1 X-10	Gerakan pembebasan menuju X-10 (End)	Pembebasan
N065	G0 Z50	Gerakan pembebasan menuju Z50
N070	M5 M9	Mematikan putaran spindle, mematikan coolant	Safety Block
N075	G40 G49 G80	Pembatalan  kompensasi diamter dan panjang, pembatalan drilling
N080	G91 G28 G0 Z0	Incremental, Gerakan Lurus Cepat, Zero Return Z0
N085	M30	Program berakhir	End of program

                                                                          iv.            Syntax program dengan kompensasi alat potong

Dengan mengaktifkan kompensasi diameter alat potong,  maka tabel offset cutter tidak diperlukan lagi, sekaligus program dapat di aplikasikan untuk diameter cutter yang bervariasi tanpa harus mengubah koordinat.

No. Block	Kode Program	Definisi	Keterangan
N001	G91 G28 G0 Z0	Incremental, Gerakan Lurus Cepat, Zero Return Z0	Safety Block
N005	G40 G49 G80	Pembatalan  kompensasi diamter dan panjang, pembatalan drilling
N010	M5 M9	Mematikan putaran spindle, mematikan coolant
N015	M6 T1	Tool Changer pada posisi T1	Data Technology
N020	M3 S1000 M8	Spindle berputar searah jarum jam 1000Rpm, menghidupkan coolant	Data Technology
N025	G90 G54 G0 X-10 Y-10	Absolute dengan zero point G54, gerakan lurus cepat ke X-10 dan Y-10	Posisi Start
N030	G0 G43 H1 Z10	Gerakan lurus cepat, Kompensasi panjang cutter positif ke Z10	Pendekatan
N035	G1 Z-0.5 F500	Gerakan pemakanan menuju depth = Z-0.5mm	Depth
N040	G1 G41 D1 X6.5 F1000	Gerakan pemakanan menuju X6.5 (XA)	Kontur
N045	G1 Y52.5	Gerakan pemakanan menuju Y52.5 (YB)
N050	G1 X53.5	Gerakan pemakanan menuju X53.5 (XC)
N055	G1 Y7.5	Gerakan pemakanan menuju Y7.5 (YD)
N060	G1 X-10	Gerakan pembebasan menuju X-10 (End)	Pembebasan
N065	G0 Z50	Gerakan pembebasan menuju Z50
N070	M5 M9	Mematikan putaran spindle, mematikan coolant	Safety Block
N075	G40 G49 G80	Pembatalan  kompensasi diameter dan panjang, pembatalan drilling
N080	G91 G28 G0 Z0	Incremental, Gerakan Lurus Cepat, Zero Return Z0
N085	M30	Program berakhir	End of program

B.      Gerakan miring ( angular interpolation )

Gerak miring adalah gerakan 2 sumbu mesin CNC atau lebih yang secara simultan bergerak bersama – sama baik XY, XZ maupun YZ,  yang lintasannya berupa garis yang membentuk sudut terhadap sumbu X, Y maupun sumbu Z, maka gerakan miring disebut juga gerakan menyudut atau angular interpolation

Kode program CNC yang digunakan dalam gerakan miring seperti halnya gerakan lurus adalah G1, Gerakan / interpolasi lurus dengan pemakanan diikuti dengan F  (Feeding).

Sebagai contoh jika kita menghendaki sumbu mesin CNC bergerak miring terhadap sumbu X dan Y menuju koordinat X100 dan Y20 dengan kecepatan gerakan sumbu adalah 200 mm/ menit, maka syntax penulisan programnya adalah :

G1 X100 Y20 F200

a.       Membuat program CNC (Angular Interpolation / Gerakan Miring)  

                                                                          i.            Menuliskan Syntax Program kontur miring

No. Block	Kode Program	Definisi	Keterangan
N001	G91 G28 G0 Z0	Incremental, Gerakan Lurus Cepat, Zero Return Z0	Safety Block
N005	G40 G49 G80	Pembatalan  kompensasi diamter dan panjang, pembatalan drilling
N010	M5 M9	Mematikan putaran spindle, mematikan coolant
N015	M6 T1	Tool Changer pada posisi T1	Data Technology
N020	M3 S1000 M8	Spindle berputar searah jarum jam 1000Rpm, menghidupkan coolant	Data Technology
N025	G90 G54 G0 X-10 Y-10	Absolute dengan zero point G54, gerakan lurus cepat ke X-10 dan Y-10	Posisi Start
N030	G0 G43 H1 Z10	Gerakan lurus cepat, Kompensasi panjang cutter positif ke Z10	Pendekatan
N035	G1 Z-0.5 F500	Gerakan pemakanan menuju depth = Z-0.5mm	Depth
N040	G1 G41 D1 X6 F1000	Gerakan pemakanan menuju X6 (XA)	Kontur
N045	G1 Y47	Gerakan pemakanan menuju Y47 (YB)
N050	G1 X13 Y54	Gerakan pemakanan menuju X13 Y54 (XC dan YC)
N055	G1 X54	Gerakan pemakanan menuju X54 (XD)
N060	G1 Y13	Gerakan pemakanan menuju Y13 (YE)
N065	G1 X47 Y6	Gerakan pemakanan menuju X13 Y54 (XF dan YF)
N070	G1 X-10	Gerakan pembebasan menuju X-10 (End)	Pembebasan
N075	G0 Z50	Gerakan pembebasan menuju Z50
N080	M5 M9	Mematikan putaran spindle, mematikan coolant	Safety Block
N085	G40 G49	Pembatalan  kompensasi diameter dan panjang, pembatalan drilling
N090	G91 G28 G0 Z0	Incremental, Gerakan Lurus Cepat, Zero Return Z0
N095	M30	Program berakhir	End of program

C.      Gerakan melingkar ( circular interpolation )

Gerak melingkar adalah gerakan 2 sumbu mesin CNC atau lebih yang secara simultan bergerak bersama – sama baik XY, XZ maupun YZ,  yang lintasannya berupa garis yang membentuk membentuk lintasan berupa lingkaran mengelilingi suatu titik tetap. Gerakan melingkar menghasilkan kontur radius. Kontur radius dibagi menjadi 2 macam yaitu :

·         Radius  = 90º

·         Radius  ≠ 90º

a.       Unsur – unsur gerakan melingkar :

Koordinat Start Point / Titik Awal = SP Koordinat End Point / Titik Tujuan = EP Koordinat Center Radius / Pusat Radius = CR Besar Radius = R Arah gerakan melingkar (Clockwise / counter clockwise)

b.       Parameter tambahan untuk gerakan melingkar :

                     

I         : Jarak titik awal (Sp) dan pusat radius (CR) gerakan melingkar di  sumbu X

J        : Jarak titik awal (Sp) dan pusat radius (CR) gerakan melingkar di  sumbu Y

K        : Jarak titik awal (Sp) dan pusat radius (CR) gerakan melingkar di  sumbu Z

R = 90º  : jika salah satu parameter I / J besarnya  = R,  maka parameter lainnya = 0

.

c.       Penandaan + / - untuk I dan J :

• Jika CR berada di sebelah kanan Sp ( CR di koordinat X + ) maka I bernilai +
• Jika CR berada di sebelah kiri Sp ( CR di koordinat X - ) maka I bernilai –
• Jika CR berada di atas  SP ( CR di Y (+) ) maka J bernilai +
• Jika CR berada di bawah  SP ( CR di Y (-) ) maka J bernilai –      

                                                     

Radius  ≠ 90º Kedua parameter I / J besarnya  ≠ R dan  ≠ 0

Parameter I dan J untuk gerakan melingkar R ≠ 90º

Untuk menghitung besarnya I maupun J, jika besar R dan salahsatu besar I atau J diketahui maka digunakan theorema Phytagoras R ² = I ² + J ²

d.       Kode G yang dipakai untuk gerakan melingkar :

• G02 = Gerakan melingkar searah jarum jam
• G03 = Gerakan melingkar berlawalan arah jarum jam       

e.       Membuat program CNC Gerakan Melingkar

                                                                          i.            Membuat tabel point kontur melingkar

Tabel point kontur melingkar

                                                                          i.            Menuliskan Syntax Program kontur radius

No. Block	Kode Program	Definisi	Keterangan
N001	G91 G28 G0 Z0	Incremental, Gerakan Lurus Cepat, Zero Return Z0	Safety Block
N005	G40 G49 G80	Pembatalan  kompensasi diamter dan panjang, pembatalan drilling
N010	M5 M9	Mematikan putaran spindle, mematikan coolant
N015	M6 T1	Tool Changer pada posisi T1	Data Technology
N020	M3 S1000 M8	Spindle berputar searah jarum jam 1000Rpm, menghidupkan coolant	Data Technology
N025	G90 G54 G0 X-10 Y-10	Absolute dengan zero point G54, gerakan lurus cepat ke X-10 dan Y-10	Posisi Start
N030	G0 G43 H1 Z10	Gerakan lurus cepat, Kompensasi panjang cutter positif ke Z10	Pendekatan
N035	G1 Z-0.5 F500	Gerakan pemakanan menuju depth = Z-0.5mm	Depth
N040	G1 G41 D1 X7 F1000	Gerakan pemakanan menuju X7 (XA)	Kontur
N045	G1 Y43	Gerakan pemakanan menuju Y43 (YB)
N050	G2 X17 Y53 I10 J0	Gerakan pemakanan CW menuju X17 Y53 (XC&YC)
N055	G1 X48	Gerakan pemakanan menuju X48 (XD)
N060	G2 X53 Y48 I0 J-5	Gerakan pemakanan CW menuju X53 Y48 (XE&YE)
N065	G1 Y17	Gerakan pemakanan menuju Y17 (YF)
N070	G2 X43 Y7 I-10 J0	Gerakan pemakanan CW menuju X43 Y7 (XG&YG)
N075	G1 X13	Gerakan pemakanan menuju X13 (XH)
N080	G2 X7 Y7 I0 J6	Gerakan pemakanan CW menuju X7 Y7 (XA&YA)
N085	G1 Y30	Gerakan pembebasan menuju Y30	Pembebasan
N090	G1 X-10	Gerakan pembebasan menuju X-10 (End)
N100	G0 Z50	Gerakan pembebasan menuju Z50
N105	M5 M9	Mematikan putaran spindle, mematikan coolant	Safety Block
N110	G40 G49 G80	Pembatalan  kompensasi diameter dan panjang, pembatalan drilling
N115	G91 G28 G0 Z0	Incremental, Gerakan Lurus Cepat, Zero Return Z0
N120	M30	Program berakhir	End of program

Video Simulasi CNC Milling

Mastercam Mill Dasar