Apa Itu Mesin CNC?
A mesin CNC adalah mesin perkakas kontrol numerik dengan fitur tambahan berupa komputer terpasang. Komputer tersebut disebut sebagai unit kontrol mesin (MCU). Data numerik yang diperlukan untuk memproduksi komponen diberikan ke mesin dalam bentuk program. Program tersebut diterjemahkan menjadi sinyal listrik yang sesuai untuk input ke motor yang menjalankan mesin.
Rangka mesin merupakan struktur mekanis dari mesin CNC, dan juga terdiri dari sistem penggerak utama, sistem penggerak umpan, rangka, meja kerja dan perangkat gerak bantu, sistem hidrolik dan pneumatik, sistem pelumasan, perangkat pendingin, penghilangan serpihan, sistem perlindungan, dan komponen lainnya. Namun, untuk memenuhi persyaratan kontrol numerik dan memberikan kinerja penuh pada peralatan mesin, rangka telah mengalami perubahan besar dalam tata letak keseluruhan, tampilan, struktur sistem transmisi, sistem perkakas, dan kinerja pengoperasian. Komponen mekanis mesin CNC meliputi rangka, kotak, kolom, rel pemandu, meja kerja, spindel, mekanisme umpan, mekanisme pertukaran perkakas.
Bagaimana Cara Kerja Mesin CNC?
Mesin CNC menggunakan komputer untuk mewujudkan teknologi kontrol program digital. Teknologi ini menggunakan komputer untuk menjalankan fungsi kontrol logika sekuensial dari jalur pergerakan perangkat dan pengoperasian periferal sesuai dengan program kontrol yang disimpan sebelumnya. Karena komputer digunakan untuk menggantikan perangkat kontrol numerik asli yang terdiri dari rangkaian logika perangkat keras, penyimpanan, pemrosesan, kalkulasi, penilaian logis, dan fungsi kontrol lainnya dari instruksi operasi input dapat diwujudkan oleh perangkat lunak komputer, dan instruksi mikro yang dihasilkan oleh pemrosesan dapat ditransmisikan. Menggerakkan motor atau aktuator hidrolik ke perangkat penggerak servo untuk menggerakkan mesin CNC agar berjalan.
Untuk menjalankan mesin CNC, Anda dapat melalui langkah-langkah berikut:
Langkah 1. Berdasarkan gambar dan rencana proses dari bagian yang dikerjakan, gunakan kode dan format program yang ditentukan untuk memprogram jalur pergerakan alat, proses pemrosesan, parameter proses, dan jumlah pemotongan ke dalam bentuk instruksi yang dapat dikenali oleh sistem CNC, yaitu untuk menulis program pemrosesan.
Langkah 2. Masukkan program pemrosesan yang telah diprogram ke dalam perangkat CNC.
Langkah 3. Perangkat CNC mendekode dan memproses program input (kode), dan mengirimkan sinyal kontrol yang sesuai ke perangkat penggerak servo dan perangkat kontrol fungsi tambahan dari setiap sumbu koordinat untuk mengontrol pergerakan setiap bagian dari peralatan mesin.
Langkah 4. Dalam proses pergerakan, sistem CNC perlu mendeteksi posisi sumbu koordinat mesin CNC, status sakelar perjalanan, dll. setiap saat, dan membandingkannya dengan persyaratan program untuk menentukan tindakan selanjutnya hingga komponen yang memenuhi syarat diproses.
Langkah 5. Operator dapat mengamati dan memeriksa kondisi pemrosesan dan status kerja mesin CNC kapan saja. Jika perlu, perlu untuk menyesuaikan tindakan mesin CNC dan program pemrosesan untuk memastikan pengoperasian alat mesin yang aman dan andal.
Sistem koordinasi cartesian
Hampir semua hal yang dapat diproduksi pada mesin perkakas konvensional dapat diproduksi pada mesin perkakas dengan kontrol numerik komputer, dengan berbagai kelebihannya. Gerakan mesin perkakas yang digunakan dalam memproduksi suatu produk terdiri dari 2 jenis dasar: titik ke titik (gerakan garis lurus) dan lintasan kontinu (gerakan kontur).
Sistem koordinat Kartesius, atau persegi panjang, dirancang oleh matematikawan dan filsuf Prancis, Rene' Descartes. Dengan sistem ini, setiap titik tertentu dapat dijelaskan secara matematis dari titik lain di sepanjang 3 sumbu yang tegak lurus. Konsep ini sangat cocok untuk mesin perkakas karena konstruksinya umumnya didasarkan pada 3 sumbu gerak (X, Y, Z) ditambah sumbu rotasi. Pada mesin milling vertikal biasa, sumbu X adalah gerakan horizontal (kanan atau kiri) meja, sumbu Y adalah gerakan melintang meja (menuju atau menjauh dari kolom), dan sumbu Z adalah gerakan vertikal lutut atau spindel. Sistem CNC sangat bergantung pada penggunaan koordinat persegi panjang karena programmer dapat menentukan lokasi setiap titik pada suatu benda kerja dengan tepat. Ketika titik-titik ditentukan pada benda kerja, digunakan 2 garis lurus yang berpotongan, satu vertikal dan satu horizontal. Garis-garis ini harus saling tegak lurus, dan titik perpotongannya disebut titik asal, atau titik nol (Gambar 1).
Gbr. 1 Garis yang berpotongan membentuk sudut siku-siku dan menentukan titik nol.
Gbr. 2 Bidang koordinat 3 dimensi (sumbu) yang digunakan dalam CNC.
Bidang koordinat 3 dimensi ditunjukkan pada Gambar 2. Bidang X dan Y (sumbu) adalah bidang horizontal dan menggambarkan gerakan meja mesin horizontal. Bidang atau sumbu Z menggambarkan gerakan alat vertikal. Tanda plus (+) dan minus (-) menunjukkan arah dari titik nol (asal) sepanjang sumbu gerakan. 4 kuadran yang terbentuk ketika sumbu XY bersilangan diberi nomor berlawanan arah jarum jam (Gambar 3). Semua posisi yang terletak di kuadran 1 akan menjadi positif (X+) dan positif (Y+). Di kuadran ke-2, semua posisi akan menjadi negatif X (X-) dan positif (Y+). Di kuadran ke-3, semua lokasi akan menjadi negatif X (X-) dan negatif (Y-). Di kuadran ke-4, semua lokasi akan menjadi positif X (X+) dan negatif Y (Y-).
Gbr. 3 Kuadran yang terbentuk saat sumbu X dan Y berpotongan digunakan untuk menentukan titik secara akurat dari titik nol X/Y, atau titik asal.
Pada Gambar 3, titik A akan berada 2 unit di sebelah kanan sumbu Y dan 2 unit di atas sumbu X. Asumsikan bahwa setiap unit sama dengan 1.000. Lokasi titik A adalah X + 2.000 dan Y + 2.000. Untuk titik B, lokasinya adalah X + 1.000 dan Y - 2.000. Dalam pemrograman CNC, tidak perlu menunjukkan nilai plus (+) karena nilai tersebut sudah diasumsikan. Namun, nilai minus (-) harus ditunjukkan. Misalnya, lokasi A dan B akan ditunjukkan sebagai berikut:
Sebuah X2.000 Y2.000
B X1.000 Y-2.000
Sistem komputer terhubung ke mesin yang terdiri dari sensor dan penggerak listrik. Program tersebut mengendalikan gerakan sumbu mesin.
Apa Jenis Mesin CNC yang Paling Umum?
Perkakas mesin awal dirancang sedemikian rupa sehingga operator berdiri di depan mesin saat mengoperasikan kontrol. Desain ini tidak lagi diperlukan, karena dalam CNC operator tidak lagi mengendalikan gerakan perkakas mesin. Pada perkakas mesin konvensional, hanya sekitar 20 persen waktu yang dihabiskan untuk membuang material. Dengan penambahan kontrol elektronik, waktu aktual yang dihabiskan untuk membuang logam telah meningkat hingga 80 persen dan bahkan lebih tinggi. Hal ini juga telah mengurangi jumlah waktu yang dibutuhkan untuk membawa perkakas pemotong ke setiap posisi pemesinan.
Ada 10 jenis mesin CNC paling umum yang ada di berbagai industri.
1. Mesin Penggilingan CNC (Pabrik CNC)
2. Mesin Router CNC (Router CNC)
3. Mesin Laser CNC (Pemotong Laser, Pengukir Laser, Mesin Las Laser)
4. Mesin Bubut CNC (CNC bubut)
5. Mesin Bor CNC (Bor CNC)
6. Mesin Bor CNC
7. Mesin Penggiling CNC (CNC Grinder)
8. Mesin Pelepasan Listrik (EDM)
9. Mesin Pemotong Plasma CNC (Pemotong Plasma CNC)
10. 3D Printer
