Mesin CNC : pengertian, sejarah, jenis, cara operasinya

Mesin CNC (Computer Numerical Control) adalah mesin yang digunakan dalam proses manufaktur yang biasanya menggunakan kontrol terkomputerisasi dan peralatan mesin.

Kelebihan yang paling dominan yaitu kecepatan dalam proses produksi sehingga cocok digunakan untuk produksi masal.

Pengertian Mesin CNC

Menurut wikipedia, definisinya adalah :

Computer Numerical Control, disingkat CNC, (berarti "komputer kontrol numerik"), merupakan sistem otomasi mesin perkakas yang dioperasikan oleh perintah yang diprogram secara abstrak dan disimpan di media penyimpanan.

Berikut definisi lainnya :

Mesin CNC (Computer Numerical Control) adalah sebuah mesin yang digunakan dalam Industri Manufaktur untuk menghasilkan komponen untuk Sektor Teknik dalam jumlah besar dengan cepat.

Seperti nama dari CNC sendiri, setiap pengerjaan dari CNC menggunakan sistem komputer yang telah terbentuk dengan baik hingga menghasilkan barang yang sesuai dengan presisi.

Misalkan, pada pembuatan benda atau part-part seperti mur, baut, sekrup dan lain sebagainya.

Ada ukuran paten atau presisi yang harus digunakan sesuai dengan kebutuhan.

Dengan menggunakan mesin CNC, maka komputer akan dengan mudah mengontrol peralatan mesin dalam memotong atau mengebor berbagai material.

Sehingga, hasil yang dicapai pun akan sesuai dengan ukuran presisi tersebut.

Pengerjaan menggunakan CNC juga tentu lebih menguntungkan dari pada pengerjaan dengan tenaga manusia secara manual.

Sejarah Mesin CNC

Mesin CNC pertama diciptakan pertama kali pada tahun 1940-an dan 1950-an, dengan memodifikasi mesin perkakas biasa.

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

Pada awalnya mesin ini diperuntukkan untuk membuat benda kerja yang rumit namun karena biaya pembuatan dan volume unit pengendali yang besar hanya sedikit perusahaan yang mau berinvestasi dalam pengembangan teknologi ini.

Tahun 1975 adalah tahun dimana mesin kontrol otomatis ini mulai berkembang pesat karena sudah adanya mikroprosessor sehingga volume unit pengendali dapat diperkecil dan disederhanakan.

Mesin perpaduan antara motor servo dan mekanis ini segera digantikan dengan sistem analog dan kemudian komputer digital, menciptakan Mesin perkakas modern yang disebut Mesin CNC (computer numerical control) yang dikemudian hari telah merevolusi proses desain.

Saat ini mesin CNC sudah banyak dipergunakan di segala bidang, seperti di bidang pendidikan dan riset, serta tentunya industri-industri berskala nasional/internasional.

Perkembangan dunia yang semakin global yang kemudian didukung dengan kemajuan teknologi membuat setiap bidang otomatis mengalami perkembangan yang sama.

Misalnya, dalam beberapa kesempatan, kita menemukan bahwa bidang-bidang ilmu lain begitu berkembang dibandingkan beberapa decade belakangan.

Namun, salah satu industri yang saat ini berkembang dengan pesat adalah industri manufaktur.

Indonesia sendiri merupakan negara di ASEAN yang memiliki perkembangan industri manufaktur yang begitu pesat.

Menurut data yang didapatkan dari Badan Koordinasi Penanaman Modal (BKPM), dikatakan apabila Indonesia merupakan basis industri manufaktur terbesar se-ASEAN dengan kontribusi mencapai 20,27% pada perekonomian skala nasional.

Dalam perkembangan industri ini, tentu saja adanya penggunaan alat menjadi salah satu komponen penting.

Karena dengan adanya alat yang sesuai dengan kebutuhan atau bahkan mampu digunakan untuk menghasilkan barang dengan lebih cepat akan sangat menguntungkan.

Salah satu alat yang tidak asing lagi dalam produksi bidang manufaktur sendiri adalah CNC.

Prinsip Kerja CNC

Pada mesin CNC, terdapat komputer yang digunakan untuk memproses gambar atau desain dari sebuah komponen yang hendak diciptakan.

Gambar tersebut kemudian diubah menjadi program yang disesuaikan yang dapat dibaca oleh mesin CNC setelahnya.

Setelah itu, mesin akan secara otomatis memproses barang jadi yang dibutuhkan.

Salah satu keunggulan dari mesin ini sendiri adalah setiap program disimpan dalam memori komputer.

Programmer yang bertugas kemudian dapat dengan mudah menulis kode, dan mengedit program sesuai persyaratan.

Program-program ini dapat digunakan untuk bagian yang berbeda, dan mereka tidak perlu diulangi lagi dan lagi.

Mesin CNC dapat bekerja seperti robot, di mana cukup dengan program yang kita masukan.

Maka, mesin akan mampu memproses pekerjaan dengan sendirinya.

Pertama, membuat program CNC sesuai produk yang akan dibuat dengan cara pengetikan langsung pada HMI mesin maupun dibuat pada komputer dengan perangkat lunak pemrograman CNC.

Program CNC tersebut, lebih dikenal sebagai G-Code, seterusnya dikirim dan dieksekusi oleh prosesor pada mesin CNC menghasilkan pengaturan motor servo pada mesin untuk menggerakan perkakas yang bergerak melakukan proses permesinan hingga menghasilkan produk sesuai program.

Bagian Utama Mesin CNC yaitu :

Program
Unit kendali atau processor
Alat cekam benda kerja
Motor listrik servo untuk menggerakan kontrol tools
Motor listrik untuk menggerakan/memutar pahat (spindle)
Cutting Tools (Pahat)
Dudukan dan pemegang tools (Holder)

Alur Proses Pemesinan CNC

Berkembang dari proses pemesinan kontrol numerik (NC) yang menggunakan kartu pita berlubang, pemesinan CNC merupakan proses manufaktur yang menggunakan kontrol terkomputerisasi untuk mengoperasikan dan memanipulasi mesin dan alat pemotong untuk membentuk benda kerja misalnya, logam, plastik, kayu, busa, dan lainnya.

Meskipun ada begitu banyak jenis dan proses dalam pemesinan CNC, prinsip-prinsip dasar dari proses tersebut sebagian besar tetap sama.

Proses pemesinan CNC dasar mencakup tahapan berikut:

Mendesain model CAD
Mengkonversi file CAD ke program CNC
Mempersiapkan mesin
Menjalankan operasi pemesinan di mesin

Cara mengoperasikan Mesin CNC

Pengoperasian Mesin CNC :

Umumnya cara mengoperasikanya yaitu dengan memasukkan perintah numeric melalui tombol-tombol yang ada pada panel instrument di tiap-tiap mesin.

Ada 2 sistem koordinat pada proses pembuatan program di mesin cnc yaitu sistem koordinat absolute dan sistem koordinat incremental.

Jenis-Jenis Mesin CNC

Pada dasarnya mesin produksi yang telah menggunakan kontrol CNC sudah banyak dipergunakan dalam industri manufaktur.

Berikut adalah garis besar mengenai proses pemrograman Bubut CNC dan mesin Milling CNC atau frais.

Mesin Bubut CNC

Mesin bubut CNC merupakan sebuah mesin yang dapat digunakan menggunakan programming yang telah disesuaikan sebelumnya.

Mesin CNC : pengertian, sejarah, jenis, cara operasinya

Sehingga operator tidak harus menggunakan tangan mereka untuk bekerja.

Cara kerja dari mesin ini dimulai Ketika seorang programmer dapat secara manual merancang bagian alat yang ingin dibuat.

Hasil rancangan file komputer yang telah dikodekan kemudian diunggah ke mesin CNC, dan mesin kemudian akan secara otomatis menghasilkan bagian yang diinginkan yang sebelumnya telah di program.

Sistem Koordinat x,y,z pada mesin Bubut CNC :

Bubut CNC (Lathe CNC) yaitu suatu proses bubut dengan menggunakan mesin bubut CNC dilakukan dengan menggunakan kode-kode standar.

Kode yang digunakan untuk mengoperasikan mesin bubut CNC yaitu kode G dan kode M.

Mesin bubut CNC memiliki sumbu yang sama dengan mesin bubut konvensional yaitu sumbu X dan sumbu Z.

Beberapa kelebihan dari penggunaan mesin bubut CNC adalah sebagai berikut:

Hasil produksi akan seragam baik dalam bentuk dan ukuran.
Toleransi dapat disesuaikan dengan harapan operator.
Proses kerja yang cepat sehingga dapat menghemat waktu kerja.
Biaya proses dakan semakin murah.
Pahat bubut CNC menggunakan Insert, jauh lebih hemat daripada pahat bubut konvensional.

Mesin Milling / Frais CNC

Proses milling atau Penggilingan adalah proses memotong dan mengebor material (seperti kayu atau logam).

Mesin penggilingan ini, terlepas dari apakah mesin dioperasikan secara manual atau melalui CNC, menggunakan alat silindris berputar yang disebut pemotong penggilingan.

Perbedaan utama antara mesin penggilingan dan mesin bor lain adalah kemampuan memotong sudut yang berbeda dan bergerak di sepanjang sumbu yang berbeda.

Sehingga, dapat disimpulkan bahwa CNC Milling digunakan untuk melakukan proses memotong atau mengebor material dengan bantuan komputer atau sistem komputer.

Sumbu x,y,z pada Mesin Milling CNC :

Sama seperti proses bubut kode-kode yang digunakan untuk mengoperasikan mesin milling/frais CNC ini yaitu kode G dan kode M.

Pada mesin milling ada 3 buah sumbu yang dapat bergerak secara bersamaan yaituu sumbu X, Y dan Z.

Pergerakan mesin ini dirancang terkoordinasi untuk mendapatkan lintasan tertentu, sehingga dapat dinamakan sumbu yang berkesinambungan atau sumbu kontur (contouring axis).

Sumbu Z orientasinya bersamaaan dengan gerak putar spindle, sumbu X dengan arah gerak horizontal dan sumbu Y yang mengikuti kaidah tangan kanan sehingga membentuk sistem sumbu XYZ untuk menyatakan gerakan translasi pahat.

Kelebihan yang ditawarkan oleh mesin CNC yaitu:

Ketelitian yang tinggi
Ketepatan yang tinggi
Produktifitas yang tinggi
Dapat mengerjakan bentuk yang kompleks

Perkembangan Mesin CNC

Perkakas dengan varian CNC :

Mesin bor
EDM
Mesin bubut
Mesin miling
CNC pengukir kayu
Turret punch
Mesin pembengkok kawat
Pemotong foam kawat panas
Pemotong plasma
Pemotong jet air
Pemotong laser
Oxy-fuel
Penghalus permukaan
Grinder silindris

Mesin CNC Dalam Produksi Alat Kesehatan

Mesin CNC tidak hanya berperan dalam bidang industri saja, namun mesin ini juga memiliki peran dalam produksi alat kesehatan.

Misalnya saja pada pembuatan alat pengukur tinggi badan yaitu stadiometer.

Mesin ini berfungsi memproduksi material yang terbuat dari alumunium, stainless steel, dan nylon untuk diubah menjadi produk pengukur tinggi badan yang kokoh dan kuat.

Mesin CNC dalam proses ini dikerjakan dengan metode canggih dan memperhatikan setiap detail pengerjaan.

Penutup

Demikian artikel dari ngadriyanto.com mengenai Mesin CNC.

Mohon saran dari pembaca untuk kelengkapan isi artikel ini, silahkan saran tersebut dapat disampaikan melalui kolom komentar.

Baca artikel lain :

Sumber referensi :

berbagai sumber

Lokasi:

Informasi Mesin

Mesin CNC : pengertian, sejarah, jenis, cara operasinya