Mesin CNC

Mesin CNC (Computer Numerical Control) merupakan salah satu mesin yang banyak digunakan di berbagai sektor industri. Pada kesempatan kali ini kita akan bahas secara lengkap apa itu mesin cnc.

Apa itu Mesin CNC?

Sesuai dengan namanya, mesin ini dikendalikan dengan cara memasukkan program numerik. Mesin ini menunjukkan perkembangan teknologi tidak hanya pada industri komunikasi dan komputer saja.

Namun juga berkembang pesat pada industri manufaktur. Hadirnya mesin ini memberikan manfaat yang sangat besar di industri manufaktur.

CNC merupakan sistem otomasi mesin perkakas yang dioperasikan oleh perintah yang diprogram secara abstak dan disimpan melalui media penyimpanan.

Hal ini berlawanan dengan mesin perkakas yang mana dikendalikan dengan putaran tangan atau otomasi sederhana menggunakan eretan.

Kata NC sendiri adalah akronim dalam bahasa Inggris dari kata Numerical Control yang artinya “kontrol numerik”. Mesin CNC pertama kali diciptakan sekitar pada tahun 1940-an dan 1950-an, dengan memodifikasi mesin perkakas biasa.

Dalam hal ini mesin perkakas ditambahkan dengan motor yang akan menggerakan pengontrol untuk mengikuti titik-titik yang dimasukan kedalam sistem oleh perekam kertas.

Mesin dengan perpaduan antara servo motor dan mekanis ini segera digantikan dengan sistem analog dan berkembang menjadi komputer digital.

Penciptaan mesin perkakas modern yang disebut Mesin CNC (computer numerical control) telah membuat revolusi besar dalam proses desain.

Kini mesin CNC mempunyai hubungan yang sangat erat dengan program CAD. Mesin-mesin CNC diciptakan untuk menjawab tantangan di dunia manufaktur modern.

Dengan mesin ini, ketelitian suatu produk dapat dijamin hingga 1/100 mm atau lebih. Mampu digunakan untuk pengerjaan produk massal dengan hasil yang sama persis dan waktu permesinan yang cepat.

Prinsip Kerja

Untuk mengoperasikan mesin, operator harus membuat program CNC sesuai produk yang akan dibuat terlebih dahulu. Bisa dengan cara diketik langsung pada mesin CNC.

Bisa juga dibuat pada komputer dengan perangkat lunak pemrograman CNC. Program CNC tersebut lebih dikenal dengan istilah G-Code.

Selanjutnnya dikirim dan dieksekusi oleh prosesor pada mesin CNC untuk menghasilkan pengaturan motor servo pada mesin untuk menggerakan perkakas yang bergerak. Kemudian melakukan proses permesinan sehingga menghasilkan produk sesuai dengan program.

Keuntungan menggunakan cnc

1. Meningkatkan produktivitas

Dengan adanya mesin ini, seorang operator mampu memproduksi barang dalam skala besar. Produk yang dihasilkannya pun dapat seragam, karena menggunakan satu program. Sehingga lebih efektif dalam produksi.

2. Menghindari terjadinya kecelakaan kerja akibat human error

Dengan adanya mesin ini, tidak membutuhkan banyak operator untuk mengoperasikan satu mesin. Sehingga peluang terjadinya kesalahan akibat human error dapat dikurangi.

3. Menghemat biaya produksi

Mesin ini mampu menghemat biaya produksi. Karena sampah sisa hasil produksi lebih sedikit dibandingkan produksi dengan mesin konvensional. Selain itu tidak membutuhkan banyak operator untuk menjalankan satu mesin, sehingga biaya yang dibutuhkan tidak terlalu banyak.

4. Memiliki tingkat keakuratan yang tinggi (presisi)

Mesin ini dapat digunakan untuk membuat benda dengan tingkat keakuratan yang tinggi. Sehingga memudahkan operator dalam melakukan quality control.

5. Lebih tahan lama dibandingkan mesin manual

Karena tingkat kesalahan pada mesin ini lebih rendah dibandingkan mesin manual. Usia mesin ini terbilang lebih awet dibandingkan mesin manual.

6. Mengurangi scrap atau sampah produksi

Karena sampah sisa hasil produksi lebih sedikit dibandingkan mesin manual. Sehingga limbah yang dihasilkan tidak terlalu banyak.

Jenis-Jenis mesin cnc

Untuk mempermudah suatu pekerjaan berbagai bidang mesin cnc dibagi menjadi beberapa macam, antara lain :

1. Mesin Bubut CNC

Mesin bubut cnc merupakan jenis mesin yang memiliki 2 axis. Memiliki pergerakan yang sama seperti mesin bubut konvensional yaitu gerakan ke arah melintang dan horizontal.

Prinsip kerjanya pun juga sama dengan mesin bubut konvensional. Yaitu benda kerja yang berputar kemudian disayat menggunakan alat potong. Perbedaannya terletak pada eretan yang sudah diganti dengan mode pemrograman.

Pergerakan pahat pada mesin bubut cnc dilambangkan sebagai berikut:

1. Sumbu X digunakan untuk arah melintang dan tegak lurus terhadap sumbu putar.
2. Sumbu Z digunakan untuk arah memanjang atau sejajar dengan arah sumbu putar.

a. Jenis Mesin Bubut CNC

Secara garis besar, mesin bubut cnc ada dua macam. Yaitu:

1) Mesin Bubut CNC Training Unit (CNC TU)

Mesin Bubut CNC TU digunakan untuk pelatihan dasar dan pemrograman CNC. Mesin ini dilengkapi dengan EPS (External Programing System). Hanya mampu digunakan untuk pekerjaan ringan dengan bahan benda kerja yang relatif lunak.

2) Mesin Bubut CNC Production Unit (CNC PU)

Mesin Bubut CNC PU dapat digunakan untuk produksi dalam skala besar. Mesin ini dilengkapi dengan beberapa aksesoris tambahan seperti sistem pembuka otomatis yang menerapkan sistem hidrolis. Dan juga pembuang tatal atau sekrap.

b. Bagian utama mesin bubut CNC

1) Headstock atau kepala tetap

Bagian ini tidak jauh beda dengan mesin bubut konvensional. Pada bagian ini terdapat motor penggerak yang berfungsi untuk memutar spindle utama dan susunan roda gigi. Susunan roda gigi ini berfungsi untuk mengatur kecepatan putaran mesin.

Namun, cara mengatur kecepatan putaran mesin tidak lagi menggunakan handle. Tetapi menggunakan program/perintah yang dimasukkan melalui panel.  Sebagai pengikat benda kerja, pada bagian ini dipasang cekam (chuck).

2) Meja Mesin Bubut CNC (CNC Lathe Bed)

Meja mesin ini digunakan sebagai landasan atau lintasan untuk alat potong yang dipasang pada turret. Umumnya dibuat dari bahan yang dikeraskan agar tidak mudah terkikis pada saat terkena gesekan.

3) Cekam (Chuck)

Cekam berfungsi untuk menjepit benda kerja yang akan diproses. Pencekaman benda kerja harus benar-benar kuat. Sehingga hasil pengerjaan menjadi maksimal.

4) Kepala Lepas (Tailstock)

Bagian ini berfungsi sebagai pendukung cekam dalam pencekaman benda kerja. Misalnya untuk benda kerja yang relatif panjang, sehingga gerakan atau putarannya menjadi lebih stabil.

Selain itu, kekuatan pencekamannya juga lebih kuat. Posisi benda kerja tidak mudah bergeser, sehingga proses pemesinan dapat diselesaikan dengan lancar. Hasilnya juga maksimal.

5) Tailstock Quil

Tailstock quil berfungsi untuk melakukan memperkuat pencekaman. Dengan bantuan tekanan hidrolik/pneumatik. Karena ketika kita mendekatkan tailstock dengan benda kerja dan menempelkannya.

Itu hanya memposisikan ujung tailstock dekat dengan benda kerja. Sehingga membutuhkan tekanan dari tailstock quill untuk memperkuat pencekaman.

6) Pedal kaki (foot switch atau foot pedals)

Pedal kaki ini digunakan untuk mengatur chuck dan tailstock. Dengan pedal ini kita dapat memasang dan melepas benda kerja dengan mudah. Bisa digunakan untuk membuka dan menutup cekam.  Pedal ini juga berfungsi untuk memajukan dan memundurkan tailstock.

7) Panel Kontrol CNC (CNC Control Panel)

Panel Kontrol ini adalah otak dari mesin CNC. Semua program CNC dimasukkan melalui panel ini. Operator mesin mengendalikan seluruh mesin menggunakan tombol-tombol yang ada pada panel ini. Dimulai dari menyalakan mesin sampai selesainya pekerjaan.

Dapat juga digunakan untuk membuat program baru atau mentransfer program melalui usb port yang tersedia. Bagian ini adalah bagian terpenting dalam pengendalian mesin.

8) Tool Turret

Berbeda dengan mesin bubut konvensional. Peran toolpost digantikan dengan tool turret. Alat potong yang dibutuhkan dipasang pada turret. Ada berbagai macam tool turret, baik itu menurut bentuk dan jumlah alat potong yang dapat dipasang.

Pelajari terlebih dahulu tentang Mesin Bubut

2. Mesin Frais CNC

Pengertian mesin frais cnc adalah mesin frais yang menggunakan program cnc dalam pengoperasiannya. Dalam prakteknya, mesin ini dikhususkan untuk produksi massal bukan untuk repair.

a. Jenis Mesin Frais CNC

1) Mesin Frais CNC 3 axis

Merupakan mesin frais CNC yang memiliki 3 axis. Mesin ini menggunakan sistem sumbu dengan dasar sistem koordinat cartesius. Mesin ini memiliki sistem kerja meja bergerak secara horizontal dan melintang. Sedangkan pisau frais berputar dan dapat digerakkan secara vertikal.

Lambang pergerakan pada mesin frais cnc sebagai berikut:

1. Sumbu X digunakan untuk pemakanan arah atau gerakan horizontal.
2. Sumbu Y digunakan untuk pemakanan arah atau gerakan melintang.
3. Sumbu Z digunakan untuk pemakanan arah atau gerakan vertikal.

2) Mesin Frais CNC 5 axis

Pengertian mesin milling cnc 5 axis adalah mesin frais yang memiliki 5 sumbu atau axis dalam pengoperasiannya. Mesin ini merupakan pengembangan dari mesin frais cnc 3 axis. Mesin ini memiliki 3 axis atau sumbu yang saling tegak lurus yaitu sumbu X, Y, Z dan 2 sumbu putar (rotary axis) secara vertikal dan horizontal.

Secara sederhana, mesin ini menggunakan program CNC untuk memindahkan benda kerja atau alat potong sepanjang 5 axis tersebut.

3) Mesin Frais CNC 6 axis

Merupakan mesin frais pengembangan dari mesin frais cnc 3 axis. Mesin ini memiliki 3 axis atau sumbu yang saling tegak lurus dan 3 axis putar (rotary axis).

b. Bagian utama mesin cnc milling

Bagian mesin ini sebenarnya tidak jauh berbeda dengan mesin milling konvensional. Hanya ada sedikit tambahan untuk pengoperasian mesinnya.

1) Frame

Fame berada dibagian paling bawah mesin sebagai alas yang menempel langsung dengan tanah. Berfungsi sebagai pondasi mesin dan juga sebagai peredam getaran pada saat proses pemesinan. Terbuat dari besi cor.

2) Axis

Axis atau sumbu berfungsi untuk menggerakkan meja mesin ke berbagai arah. Biasanya terdiri dari sumbu linier X, Y, Z dan sumbu putar. Pergerakan ini dikendalikan melalui panel dengan cara memasukkan program. Ada mesin milling cnc 3 axis, 5 axis dan 6 axis.

3) Meja mesin (table)

Meja mesin ini berfungsi sebagai tempat pemasangan benda kerja. Biasanya dilengkapi dengan ragum atau clamp untuk mengikat benda kerja dengan kuat. Meja ini dilengkapi dengan beberapa alur T sebagai tempat pengikatan ragum atau clamp.

Meja ini dapat digerakkan ke berbagai arah sesuai dengan axis yang tersedia. Dilengkapi dengan motor penggerak sehingga gerakkan meja dapat diatur kecepatannya.

4) Spindle

Spindle ini berfungsi sebagai tempat pemasangan alat potong yang digunakan untuk menyayat benda kerja. Spindle ini dapat berputar dengan kecepatan putar (rpm) yang berbeda-beda. Kecepatan putarnya dapat diatur sesuai material benda kerja yang akan diproses.

5) CNC Controller

CNC controller berfungsi untuk mengatur segala hal yang dikerjakan mesin milling cnc. Baik itu untuk mengatur kecepatan putaran spindle, pergerakan meja atau axis, bahkan mengatur keluarnya coolant.

Karena CNC controller merupakan alat pengontrol elektronik yang berfungsi sebagai otak mesin. Melalui CNC controller, mesin dapat mengeksekusi perintah atau program yang telah dimasukkan.

Baca juga seri lengkap dari Mesin Frais

3. Mesin CNC Router

CNC Router merupakan jenis mesin yang paling umum digunakan. Biasanya digunakan untuk pengerjaan kayu, logam atau plastik.

Dalam penggunaan cnc router, operator tidak perlu memanipulasi mesinnya. Cukup memasukkan program saja untuk menjalankan mesin.

4. Mesin CNC Pemotong Plasma (Plasma Cutter)

CNC Plasma Cutter merupakan mesin yang digunakan untuk memotong logam atau kayu secara 2 dimensi. Mesin ini tidak membutuhkan daya sebanyak mesin router. Mesin ini menggunakan obor plasma (plasma torch) untuk menembus lembaran kayu atau logam.

5. Mesin CNC Pemotong Laser (Laser Cutter)

Laser Cutter memiliki prinsip kerja yang sama dengan Plasma Cutter. Namun mesin ini tidak menggunakan obor plasma (plasma torch), tetapi menggunakan laser. Mesin ini juga dapat digunakan untuk memotong plastik.

6. Mesin CNC 3D Printer

Mesin 3D printer merupakan printer yang menggunakan teknologi CNC. Mesin ini beroperasi seperti CNC Laser.

Namun menggunakan extruder untuk mengeluarkan plastik melalui lubang yang kecil dengan gerakan yang pelan. Sehingga membentuk lapisan demi lapisan sampai membentuk suatu benda yang utuh.

7. Mesin CNC Pick And Place

CNC Pick And Place menggunakan pengaturan yang mirip seperti CNC Router dan Laser Cutter. Mesin ini memiliki beberapa nozel kecil yang berfungsi mengambil komponen elektronik kemudian meletakkannya pada posisi yang tepat.

Mesin ini memiliki gerakan yang cepat dan mampu untuk merakit komponen elektronik menjadi suatu produk. Seperti motherboard komputer, ponsel, tablet, dan lain-lain. Dan hampir semua produk memiliki circuit board.

8. Mesin CNC Tube Bending

CNC Tube Bending berfungsi untuk menekuk pipa hingga membentuk pola tertentu sesuai program yang telah dimasukkan. Contohnya digunakan untuk menekuk tube assy pada AC mobil.

Demikianlah pembahasan singkat mengenai mesin cnc. Semoga bermanfaat dan menambah wawasan kita semua. Jangan lupa untuk share informasi ini dengan teman-teman yang lain.