Gambaran umum mesin CNC adalah proses manufaktur di mana perangkat lunak komputer yang telah diprogram sebelumnya menentukan pergerakan perkakas dan mesin pabrik. Proses tersebut dapat digunakan untuk mengontrol berbagai mesin yang kompleks, dari penggiling dan mesin bubut hingga pabrik dan router. Dengan pemesinan CNC, tugas pemotongan tiga dimensi dapat diselesaikan dalam satu set perintah.
Singkatan dari “computer numerical control”, proses CNC berjalan berlawanan dengan – dan dengan demikian menggantikan – batasan dari kendali manual, di mana operator langsung diperlukan untuk meminta dan memandu perintah alat permesinan melalui tuas, tombol dan roda. Bagi yang melihatnya, sistem CNC mungkin menyerupai sekumpulan komponen komputer biasa, tetapi program perangkat lunak dan konsol yang digunakan dalam pemesinan CNC membedakannya dari semua bentuk komputasi lainnya.
Bagaimana Cara Kerja Pemesinan CNC?
Ketika sistem CNC diaktifkan, potongan yang diinginkan diprogram ke dalam perangkat lunak dan didiktekan ke alat dan mesin yang sesuai, yang melaksanakan tugas dimensi seperti yang ditentukan, seperti robot.Dalam pemrograman CNC, generator kode dalam sistem numerik akan sering menganggap mekanisme tidak bercacat, meskipun ada kemungkinan kesalahan, yang akan lebih besar jika mesin CNC diarahkan untuk memotong lebih dari satu arah secara bersamaan. Penempatan alat dalam sistem kontrol numerik diuraikan oleh serangkaian input yang dikenal sebagai program bagian.
Dengan mesin kontrol numerik, program dimasukkan melalui kartu berlubang. Sebaliknya, program untuk mesin CNC diumpankan ke komputer melalui keyboard kecil. Pemrograman CNC disimpan dalam memori komputer. Kode itu sendiri ditulis dan diedit oleh programmer. Oleh karena itu, sistem CNC menawarkan kapasitas komputasi yang jauh lebih luas. Yang terbaik dari semuanya, sistem CNC sama sekali tidak statis, karena prompt yang lebih baru dapat ditambahkan ke program yang sudah ada sebelumnya melalui kode yang direvisi.
PEMROGRAMAN MESIN CNC
Di CNC, mesin dioperasikan melalui kontrol numerik, di mana program perangkat lunak dirancang untuk mengontrol suatu objek. Bahasa di balik pemesinan CNC secara bergantian disebut sebagai G-code, dan ini ditulis untuk mengontrol berbagai perilaku mesin yang sesuai, seperti kecepatan, laju pengumpanan, dan koordinasi.Pada dasarnya, pemesinan CNC memungkinkan untuk memprogram sebelumnya kecepatan dan posisi fungsi perkakas mesin dan menjalankannya melalui perangkat lunak dalam siklus yang berulang dan dapat diprediksi, semuanya dengan sedikit keterlibatan dari operator manusia. Karena kemampuan ini, proses tersebut telah diadopsi di semua sudut sektor manufaktur dan sangat penting di bidang produksi logam dan plastik.
Sebagai permulaan, gambar CAD 2D atau 3D dibuat, yang kemudian diterjemahkan ke kode komputer untuk dieksekusi oleh sistem CNC. Setelah program dimasukkan, operator memberikannya uji coba untuk memastikan tidak ada kesalahan dalam pengkodean.
Sistem Pemesinan Loop Terbuka / Tertutup
Kontrol posisi ditentukan melalui sistem loop terbuka atau loop tertutup. Dengan yang pertama, pensinyalan berjalan dalam satu arah antara pengontrol dan motor. Dengan sistem loop tertutup, pengontrol mampu menerima umpan balik, yang memungkinkan koreksi kesalahan. Jadi, sistem loop tertutup dapat memperbaiki ketidakteraturan dalam kecepatan dan posisi.
Dalam pemesinan CNC, gerakan biasanya diarahkan melintasi sumbu X dan Y. Pahat, pada gilirannya, diposisikan dan dipandu melalui motor stepper atau servo, yang mereplikasi gerakan persis seperti yang ditentukan oleh G-code. Jika gaya dan kecepatan minimal, proses dapat dijalankan melalui kontrol loop terbuka. Untuk yang lainnya, kontrol loop tertutup diperlukan untuk memastikan kecepatan, konsistensi, dan akurasi yang diperlukan untuk aplikasi industri, seperti pengerjaan logam.
Pemesinan CNC Otomatis Penuh
Dalam protokol CNC saat ini, produksi suku cadang melalui perangkat lunak yang telah diprogram sebagian besar dilakukan secara otomatis. Dimensi untuk bagian tertentu diatur ke tempatnya dengan perangkat lunak CAD (desain berbantuan komputer) dan kemudian diubah menjadi produk jadi yang sebenarnya dengan perangkat lunak manufaktur berbantuan komputer (CAM).
Benda kerja apa pun dapat memerlukan berbagai peralatan mesin, seperti bor dan pemotong. Untuk mengakomodasi kebutuhan ini, banyak mesin saat ini menggabungkan beberapa fungsi berbeda ke dalam satu sel. Bergantian, instalasi mungkin terdiri dari beberapa mesin dan satu set tangan robotik yang mentransfer bagian dari satu aplikasi ke aplikasi lainnya, tetapi semuanya dikontrol oleh program yang sama. Terlepas dari penyiapannya, proses CNC memungkinkan konsistensi dalam produksi suku cadang yang akan sulit, jika bukan tidak mungkin, untuk direplikasi secara manual.
PERBEDAAN MESIN CNC
Mesin kontrol numerik paling awal berasal dari tahun 1940-an ketika motor pertama kali digunakan untuk mengontrol pergerakan perkakas yang sudah ada sebelumnya. Seiring kemajuan teknologi, mekanismenya ditingkatkan dengan komputer analog, dan akhirnya dengan komputer digital, yang menyebabkan munculnya permesinan CNC.
Sebagian besar persenjataan CNC saat ini sepenuhnya elektronik. Beberapa proses yang dioperasikan CNC yang lebih umum termasuk pengelasan ultrasonik, pelubangan dan pemotongan laser. Mesin yang paling sering digunakan dalam sistem CNC meliputi berikut ini:
Pabrik CNC
Pabrik CNC mampu berjalan pada program yang terdiri dari petunjuk berbasis angka dan huruf, yang memandu potongan melintasi berbagai jarak. Pemrograman yang digunakan untuk mesin pabrik dapat didasarkan pada kode-G atau beberapa bahasa unik yang dikembangkan oleh tim manufaktur. Pabrik dasar terdiri dari sistem tiga sumbu (X, Y, dan Z), meskipun sebagian besar pabrik baru dapat mengakomodasi tiga sumbu tambahan.
Mesin Bubut
Pada mesin bubut, potongan dipotong secara melingkar dengan alat yang dapat diindeks. Dengan teknologi CNC, pemotongan yang dilakukan oleh mesin bubut dilakukan dengan presisi dan kecepatan tinggi. Mesin bubut CNC digunakan untuk menghasilkan desain kompleks yang tidak mungkin dilakukan pada versi mesin yang dijalankan secara manual. Secara keseluruhan, fungsi kontrol pabrik dan mesin bubut yang dijalankan CNC serupa. Seperti sebelumnya, mesin bubut dapat diarahkan oleh G-code atau kode kepemilikan unik. Namun, kebanyakan mesin bubut CNC terdiri dari dua sumbu – X dan Z.
Pemotong Plasma
Dalam pemotong plasma, material dipotong dengan obor plasma. Proses ini terutama diterapkan pada bahan logam tetapi juga dapat digunakan pada permukaan lain. Untuk menghasilkan kecepatan dan panas yang diperlukan untuk memotong logam, plasma dihasilkan melalui kombinasi gas udara bertekanan dan busur listrik.
Mesin Pelepas Listrik
Pemesinan pelepasan listrik (EDM) – secara bergantian disebut sebagai pemesinan die sinking dan percikan – adalah proses yang membentuk benda kerja menjadi bentuk tertentu dengan percikan listrik. Dengan EDM, pelepasan arus terjadi antara dua elektroda, dan ini menghilangkan bagian benda kerja tertentu.Ketika ruang antara elektroda menjadi lebih kecil, medan listrik menjadi lebih kuat dan lebih kuat daripada dielektrik. Hal ini memungkinkan arus lewat di antara dua elektroda. Akibatnya, bagian dari benda kerja dihilangkan oleh masing-masing elektroda. Subtipe EDM meliputi:Wire EDM, di mana erosi percikan digunakan untuk menghilangkan bagian-bagian dari bahan penghantar elektronik.Sinker EDM, dimana elektroda dan benda kerja direndam dalam fluida dielektrik untuk tujuan pembentukan benda.
Dalam proses yang dikenal sebagai pembilasan, puing-puing dari setiap benda kerja yang sudah jadi terbawa oleh dielektrik cair, yang muncul setelah arus antara dua elektroda berhenti dan dimaksudkan untuk menghilangkan muatan listrik lebih lanjut.
Pemotong Jet Air
Pada pemesinan CNC, water jet merupakan alat yang memotong material keras, seperti granit dan logam, dengan aplikasi air bertekanan tinggi. Dalam beberapa kasus, air bercampur dengan pasir atau bahan abrasif kuat lainnya. Suku cadang mesin pabrik sering kali dibentuk melalui proses ini.
Jet air digunakan sebagai alternatif yang lebih dingin untuk material yang tidak tahan terhadap proses intensif panas dari mesin CNC lainnya. Dengan demikian, jet air digunakan di berbagai sektor, seperti industri kedirgantaraan dan pertambangan, yang prosesnya sangat efektif untuk keperluan mengukir dan memotong, di antara fungsi lainnya. Pemotong jet air juga digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan pemotongan material yang sangat rumit, karena kurangnya panas mencegah perubahan apa pun pada sifat intrinsik material yang mungkin diakibatkan oleh pemotongan logam pada logam.
APA LAGI YANG DAPAT DILAKUKAN MESIN CNC?
Seperti yang telah ditunjukkan oleh banyak demonstrasi video mesin CNC, sistem ini digunakan untuk membuat potongan logam yang sangat detail untuk produk perangkat keras industri. Selain mesin yang disebutkan di atas, perkakas dan komponen lebih lanjut yang digunakan dalam sistem CNC meliputi:
- Mesin bordir
- Router kayu
- Pemukul menara
- Mesin penekuk kawat
- Pemotong busa
- Pemotong laser
- Penggiling silinder
- Printer 3D
- Pemotong kaca
Ketika pemotongan yang rumit perlu dilakukan pada berbagai level dan sudut pada benda kerja, semuanya dapat dilakukan dalam beberapa menit pada mesin CNC. Selama mesin diprogram dengan kode yang benar, fungsi mesin akan melakukan langkah-langkah seperti yang ditentukan oleh perangkat lunak. Asalkan segala sesuatu dikodekan sesuai dengan desain, produk dengan detail dan nilai teknologi harus muncul setelah proses selesai.