Apa yang Harus Anda Ketahui Tentang Router CNC?

PENGANTAR

Router CNC adalah kit mesin yang jalur pahatnya dapat dikontrol melalui kontrol numerik komputer. Ini adalah mesin yang dikendalikan komputer untuk memotong berbagai bahan keras, seperti kayu, komposit, aluminium, baja, plastik, dan busa. Ini adalah salah satu dari banyak jenis alat yang memiliki varian CNC. Konsep router CNC sangat mirip dengan mesin penggilingan CNC.

Router CNC hadir dalam banyak konfigurasi, mulai dari router CNC "desktop" bergaya rumahan hingga router CNC "gantry" besar yang digunakan di fasilitas pembuatan kapal. Meskipun ada banyak konfigurasi, sebagian besar router CNC memiliki beberapa bagian khusus:pengontrol CNC khusus, satu atau lebih motor spindel, inverter AC, dan sebuah meja.

Router CNC umumnya tersedia dalam format CNC 3-sumbu dan 5-sumbu.

Router CNC dijalankan oleh komputer. Koordinat diunggah ke pengontrol mesin dari program terpisah. Pemilik router CNC sering kali memiliki dua aplikasi perangkat lunak—satu program untuk membuat desain (CAD) dan satu lagi untuk menerjemahkan desain tersebut ke dalam program instruksi untuk mesin (CAM). Seperti halnya mesin penggilingan CNC, router CNC dapat dikontrol secara langsung dengan pemrograman manual, tetapi CAD/CAM membuka kemungkinan yang lebih luas untuk pembentukan kontur, mempercepat proses pemrograman, dan dalam beberapa kasus membuat program yang pemrograman manualnya, jika bukan benar-benar mustahil, tentu saja tidak praktis secara komersial.

Router CNC bisa sangat berguna saat melakukan pekerjaan yang identik dan berulang. Router CNC biasanya menghasilkan pekerjaan yang konsisten dan berkualitas tinggi serta meningkatkan produktivitas pabrik.

Router CNC dapat mengurangi pemborosan, frekuensi kesalahan, dan waktu yang dibutuhkan produk jadi untuk sampai ke pasar.

Sebuah router CNC memberikan lebih banyak fleksibilitas untuk proses manufaktur. Hal ini dapat digunakan dalam produksi banyak item yang berbeda, seperti ukiran pintu, dekorasi interior dan eksterior, panel kayu, papan tanda, bingkai kayu, cetakan, alat musik, furnitur, dan sebagainya. Selain itu, router CNC mempermudah pembentukan plastik termo dengan mengotomatiskan proses pemangkasan. Router CNC membantu memastikan pengulangan bagian dan output pabrik yang memadai.

KONTROL NUMERIK

Teknologi kontrol numerik seperti yang dikenal saat ini muncul pada pertengahan abad ke-20. Dapat ditelusuri tahun 1952, Angkatan Udara AS, dan nama-nama john parsons dan institut teknologi Massachusetts di Cambridge, MA, AS. Itu tidak diterapkan dalam produksi manufaktur sampai awal 1960-an. ledakan nyata datang dalam bentuk di CNC, sekitar tahun 1972, dan dekade kemudian dengan pengenalan komputer mikro terjangkau. Sejarah dan perkembangan teknologi yang menakjubkan ini telah didokumentasikan dengan baik di banyak publikasi.

Di bidang manufaktur, dan khususnya di bidang pengerjaan logam, teknologi Kontrol Numerik telah menyebabkan sesuatu yang revolusioner. Bahkan di setiap hari sebelum komputer menjadi perlengkapan standar di setiap perusahaan dan di banyak rumah, peralatan mesin yang dilengkapi dengan sistem Kontrol Numerik menemukan tempat khusus mereka di toko-toko mesin. evolusi mikro elektronik baru-baru ini dan perkembangan komputer yang tidak pernah berhenti , termasuk dampaknya pada Kontrol Numerik , telah membawa perubahan signifikan pada sektor manufaktur pada umumnya dan industri pengerjaan logam pada khususnya.

DEFINISI KONTROL NUMERIK

Dalam berbagai publikasi dan artikel, banyak deskripsi telah digunakan selama bertahun-tahun, untuk mendefinisikan apa itu Kontrol Numerik. Banyak dari definisi ini memiliki ide yang sama, konsep dasar yang sama, hanya menggunakan kata-kata yang berbeda.

Sebagian besar dari semua definisi yang diketahui dapat diringkas menjadi pernyataan yang relatif sederhana:

Kontrol numerik dapat didefinisikan sebagai operasi peralatan mesin melalui instruksi yang dikodekan secara khusus ke sistem kontrol mesin.

Instruksi adalah kombinasi huruf alfabet, angka dan simbol yang dipilih, misalnya, titik desimal, tanda persen atau simbol kurung. Semua instruksi ditulis dalam urutan logis dan bentuk yang telah ditentukan. Kumpulan dari semua instruksi yang diperlukan untuk mesin bagian disebut program NC, program CNC, atau program bagian. Program semacam itu dapat disimpan untuk penggunaan di masa mendatang dan digunakan berulang kali untuk mencapai hasil pemesinan yang identik kapan saja.

Teknologi NC dan CNC

Dalam kepatuhan ketat terhadap terminologi, ada perbedaan arti dari singkatan NC dan CNC. NC adalah singkatan dari order and original Numerical Control technology, dimana singkatan CNC adalah singkatan dari Computerized Numerical Control technology yang lebih baru, sebuah spin-off modern dari kerabatnya yang lebih tua. Namun, dalam praktiknya, CNC adalah singkatan yang lebih disukai. Untuk memperjelas penggunaan yang tepat dari setiap istilah, lihat perbedaan utama antara sistem NC dan CNC.

Kedua sistem melakukan tugas yang sama, yaitu manipulasi data untuk tujuan pemesinan bagian. Dalam kedua kasus, desain internal sistem kontrol berisi instruksi logis yang memproses data. Pada titik ini kesamaan berakhir.

Sistem NC (berlawanan dengan sistem CNC) menggunakan fungsi logika tetap, yaitu fungsi yang terpasang dan terhubung secara permanen di dalam unit kontrol. Fungsi-fungsi ini tidak dapat diubah oleh programmer atau operator mesin. karena penulisan logika kontrol yang tetap, sistem kontrol NC dapat menafsirkan program bagian, tetapi tidak memungkinkan perubahan apa pun harus dilakukan jauh dari kontrol, biasanya di lingkungan kantor. Selain itu, sistem NC mewajibkan penggunaan pita berlubang untuk memasukkan informasi program.

Sistem CNC modern, tetapi bukan sistem NC lama, menggunakan prosesor mikro internal (yaitu komputer). Komputer ini berisi register memori yang menyimpan berbagai rutinitas yang mampu memanipulasi fungsi logika. Itu berarti programmer bagian atau operator mesin dapat mengubah program kontrol itu sendiri (di mesin), dengan hasil yang instan. Fleksibilitas ini adalah keuntungan terbesar dari sistem CNC dan mungkin elemen kunci yang berkontribusi pada penggunaan teknologi yang luas dalam manufaktur modern. Program CNC dan fungsi logis disimpan pada chip komputer khusus, sebagai instruksi perangkat lunak. Alih-alih digunakan oleh koneksi perangkat keras, seperti kabel, yang mengontrol fungsi logis. Berbeda dengan sistem NC, sistem CNC identik dengan istilah `softwired`.

Saat menjelaskan subjek tertentu yang berkaitan dengan teknologi kontrol numerik, biasanya digunakan istilah NC atau CNC. Ingatlah bahwa NC juga dapat berarti CNC dalam percakapan sehari-hari, tetapi CNC tidak pernah dapat merujuk pada teknologi urutan, yang dijelaskan di sini di bawah singkatan NC. Huruf `C` singkatan dari komputerisasi, dan tidak berlaku untuk sistem bawaan. Semua sistem kontrol yang diproduksi saat ini adalah desain CNC. Singkatan seperti C&C atau C'n'C tidak benar dan tidak tepat bagi siapa pun yang menggunakannya.

Terminologi

Nol mutlak

Ini mengacu pada posisi semua sumbu ketika mereka berada di titik di mana sensor dapat mendeteksinya secara fisik. posisi nol mutlak biasanya tiba setelah perintah home dilakukan.

Sumbu

Garis referensi tetap tempat suatu objek diterjemahkan atau diputar.

Sekrup bola

Sekrup bola adalah perangkat mekanis untuk menerjemahkan gerakan rotasi ke gerakan linier. ini terdiri dari mur bantalan bola yang bersirkulasi ulang yang berpacu dalam sekrup berulir presisi.

CAD

Computer-aided design (CAD) adalah penggunaan berbagai alat berbasis komputer yang membantu para insinyur, arsitek, dan profesional desain lainnya dalam aktivitas desain mereka.

CAM

Computer-aided manufacturing (CAM) adalah penggunaan berbagai perangkat lunak berbasis komputer yang membantu para insinyur dan ahli mesin CNC dalam pembuatan atau pembuatan prototipe komponen produk.

CNC

Singkatan CNC adalah singkatan dari kontrol numerik komputer, dan secara khusus merujuk pada "pengontrol" komputer yang membaca instruksi kode-g dan menggerakkan peralatan mesin.

Pengontrol

Sistem kontrol adalah perangkat atau kumpulan perangkat yang mengelola, memerintahkan, mengarahkan, atau mengatur perilaku perangkat atau sistem lain.

Siang hari

Ini adalah jarak antara bagian terendah dari pahat dan permukaan meja mesin. Siang hari maksimum mengacu pada jarak dari meja ke titik tertinggi yang dapat dicapai alat.

Bank bor

Atau dikenal sebagai multi-bor, ini adalah set latihan yang biasanya berjarak 32 mm.

Kecepatan umpan

Atau kecepatan potong adalah perbedaan kecepatan antara pahat potong dan permukaan bagian yang dioperasikannya.

Perbaikan offset

Ini adalah nilai yang mewakili referensi nol dari perlengkapan yang diberikan. itu sesuai dengan jarak di semua sumbu antara nol mutlak dan nol perlengkapan.

G-kode

G-code adalah nama umum untuk bahasa pemrograman yang mengontrol peralatan mesin NC dan CNC.

Beranda

Ini adalah titik referensi terprogram yang juga dikenal sebagai 0,0,0 yang direpresentasikan sebagai nol mesin absolut atau nol offset perlengkapan.

Interpolasi linier dan sirkular adalah metode untuk membangun titik data baru dari kumpulan titik data yang diketahui secara diskrit. dengan kata lain, ini adalah cara program akan menghitung jalur pemotongan lingkaran penuh sementara hanya mengetahui titik pusat dan jari-jarinya.

Rumah mesin

Ini adalah posisi default semua sumbu pada mesin. Saat menjalankan perintah homing, semua drive bergerak ke posisi defaultnya hingga mencapai sakelar atau sensor yang memberi tahu mereka untuk berhenti.

Bersarang

Ini mengacu pada proses pembuatan suku cadang secara efisien dari lembaran. menggunakan algoritme yang kompleks, perangkat lunak bersarang menentukan cara menata bagian-bagian sedemikian rupa untuk memaksimalkan penggunaan stok yang tersedia.

Offset

Ini mengacu pada jarak dari pengukuran garis tengah yang berasal dari perangkat lunak CAM.

Alat dukung-dukungan

Ini adalah istilah yang digunakan untuk merujuk pada alat yang diaktifkan udara yang dipasang di samping poros utama.

Pos prosesor

Perangkat lunak yang menyediakan beberapa pemrosesan akhir pada data, seperti memformatnya untuk ditampilkan, dicetak, atau dikerjakan.

Program nol

Ini adalah titik referensi 0,0 yang ditentukan dalam program. dalam kebanyakan kasus ini berbeda dari mesin nol.

Rak dan pinion

Rak dan pinion adalah sepasang roda gigi yang mengubah gerakan rotasi menjadi gerakan linier.

Spindel

Spindel adalah motor frekuensi tinggi yang dilengkapi dengan alat penahan pahat.

Spoilboard

Disebut juga papan kurban, yaitu bahan yang digunakan sebagai alas bahan yang akan dipotong. itu dapat dibuat dari berbagai bahan, yang paling umum adalah MDF dan papan partikel.

Memuat alat

Ini mengacu pada tekanan yang diberikan pada alat saat memotong material.

Kecepatan alat

Disebut juga kecepatan spindel, ini adalah frekuensi putaran spindel mesin, diukur dalam putaran per menit (RPM).

Perkakas

Perkakas, cukup mengejutkan, seringkali merupakan aspek peralatan CNC yang paling tidak dipahami. mengingat bahwa ini adalah satu-satunya elemen yang paling memengaruhi kualitas pemotongan dan kecepatan potong, operator harus meluangkan lebih banyak waktu untuk mempelajari subjek ini.

Alat pemotong biasanya datang dalam tiga bahan yang berbeda; baja berkecepatan tinggi, karbida, dan berlian.

Baja kecepatan tinggi (HSS)

HSS adalah yang paling tajam dari ketiga bahan tersebut dan yang paling murah, namun, ia paling cepat aus dan hanya boleh digunakan pada bahan non-abrasif. ini membutuhkan perubahan dan penajaman yang sering dan karena alasan itu sebagian besar digunakan dalam kasus di mana operator perlu memotong profil khusus di rumah untuk pekerjaan khusus.

Karbida padat

Alat karbida datang dalam berbagai bentuk:ujung karbida, sisipan karbida, dan alat karbida padat. perlu diingat bahwa tidak semua karbida sama dengan struktur kristal yang sangat bervariasi antara pembuat alat ini. akibatnya, alat-alat ini bereaksi secara berbeda terhadap panas, getaran, benturan, dan beban potong. umumnya, perkakas karbida generik berbiaya rendah akan aus dan pecah lebih cepat daripada merek ternama dengan harga lebih tinggi.

Kristal silikon karbida tertanam dalam pengikat kobalt untuk membentuk alat. Saat alat dipanaskan, pengikat kobalt kehilangan kemampuannya untuk menahan kristal karbida dan menjadi kusam. pada saat yang sama ruang kosong yang ditinggalkan oleh karbida yang hilang terisi dengan kontaminan dari bahan yang dipotong, memperkuat proses penumpulan.

Perkakas berlian

Kategori perkakas ini telah turun harganya dalam beberapa tahun terakhir. ketahanan abrasi yang luar biasa membuatnya ideal untuk memotong bahan seperti laminasi tekanan tinggi atau Mdf. beberapa mengklaim bahwa itu akan bertahan lebih lama dari karbida hingga 100 kali. alat berujung berlian rentan pecah atau retak jika mengenai paku yang tertanam atau simpul yang keras. beberapa produsen menggunakan perkakas berlian untuk pemotongan kasar bahan abrasif dan kemudian beralih ke karbida atau perkakas sisip untuk pekerjaan finishing.

Geometri alat

Batang

Shank adalah bagian dari pahat yang dipegang oleh pemegang pahat. itu adalah bagian dari alat yang tidak memiliki bukti pemesinan. betis harus dijaga bebas dari kontaminasi, oksidasi, dan goresan.

Diameter potong

Ini adalah diameter atau lebar potongan yang akan dihasilkan alat tersebut.

Panjang potongan

Ini adalah kedalaman pemotongan yang efektif dari pahat atau seberapa dalam pahat dapat memotong material.

Seruling

Ini adalah bagian dari alat yang memotong bahan yang dipotong. jumlah seruling pada pemotong penting dalam menentukan beban chip.

Profil alat

Ada banyak profil alat dalam kategori ini. yang utama untuk dipertimbangkan adalah spiral upcut dan downcut, spiral kompresi,

kasar, finisher, heliks rendah dan alat potong lurus. semua ini datang dalam kombinasi satu hingga empat seruling.

Spiral upcut akan menyebabkan chip terbang ke atas dari potongan. ini bagus saat melakukan blind cut atau saat mengebor lurus ke bawah. geometri alat ini mendorong pengangkatan dan cenderung merobek tepi atas material yang sedang dipotong.

Alat spiral downcut akan mendorong chip ke bawah ke dalam potongan yang cenderung meningkatkan penahanan bagian tetapi dapat menyebabkan penyumbatan dan panas berlebih dalam situasi tertentu. alat ini juga akan cenderung merobek tepi bawah bahan yang dipotong.

Baik alat spiral upcut maupun downcut dilengkapi dengan roughing, chip breaker, atau finishing edge.

Spiral kompresi adalah kombinasi seruling upcut dan downcut.

Alat kompresi mendorong chip menjauh dari tepi ke arah tengah material dan digunakan saat memotong laminasi dua sisi atau saat robekan tepi menjadi masalah.

Bit spiral heliks rendah atau heliks tinggi digunakan saat memotong bahan yang lebih lembut seperti plastik dan busa, saat pengelasan dan evakuasi chip sangat penting.

Pemuatan chip

Faktor terpenting untuk meningkatkan umur pahat adalah dengan membuang panas yang diserap oleh pahat. cara tercepat untuk melakukannya adalah dengan memotong lebih banyak material daripada dengan memperlambat. Keripik mengeluarkan lebih banyak panas dari alat daripada debu. juga, menggosokkan alat ke bahan akan menyebabkan gesekan yang menghasilkan panas.

Faktor lain yang perlu dipertimbangkan dalam upaya meningkatkan masa pakai pahat adalah menjaga pahat, collet, dan dudukan pahat tetap bersih, bebas dari endapan atau korosi sehingga mengurangi getaran yang disebabkan oleh pahat yang tidak seimbang.

Ketebalan material yang dikeluarkan oleh setiap gigi pahat disebut dengan Chip Load.

Rumus untuk menghitung beban chip adalah sebagai berikut:

Beban Chip =Kecepatan Umpan / RPM / # Seruling

Ketika beban chip meningkat, umur pahat meningkat, sekaligus mengurangi waktu siklus. selain itu, berbagai beban chip akan mencapai hasil akhir yang baik. yang terbaik adalah merujuk ke bagan beban chip pabrikan alat untuk menemukan nomor terbaik untuk digunakan. beban chip yang direkomendasikan biasanya berkisar antara 0,003" dan 0,03" atau 0,07 mm hingga 0,7 mm.

Aksesori

Pencetakan label

Ini adalah opsi yang menjadi semakin populer di industri terutama karena mesin CNC menjadi lebih terintegrasi ke dalam formula bisnis secara keseluruhan. Pengontrol dapat dihubungkan ke perangkat lunak penjualan atau penjadwalan dan label komponen dicetak setelah komponen dikerjakan. Beberapa vendor menggunakan label untuk mengidentifikasi bahan yang tersisa agar mudah diambil di masa mendatang.

Pembaca optik

Atau dikenal sebagai tongkat kode batang, tongkat ini dapat diintegrasikan ke dalam pengontrol sehingga suatu program dapat dipanggil dengan memindai kode batang pada jadwal kerja. Opsi ini menghemat waktu yang berharga dengan mengotomatiskan proses pemuatan program.

Probe

Alat pengukur ini datang dalam berbagai bentuk dan melakukan banyak fungsi yang berbeda. Beberapa probe hanya mengukur ketinggian permukaan untuk memastikan keselarasan yang tepat dalam aplikasi yang sensitif terhadap ketinggian. probe lain dapat secara otomatis memindai permukaan objek tiga dimensi untuk reproduksi selanjutnya.

Sensor panjang alat

Sensor panjang pahat bertindak seperti probe yang mengukur siang hari atau jarak antara ujung pemotong dan permukaan ruang kerja dan memasukkan nomor ini dalam parameter pahat kontrol. Penambahan kecil ini akan menyelamatkan operator dari proses panjang yang diperlukan setiap kali ia mengganti alat.

Proyektor laser

Perangkat ini pertama kali terlihat di industri furnitur di pemotong kulit CNC. Proyektor laser yang dipasang di atas meja kerja CNC memproyeksikan gambar bagian yang akan dipotong. Ini sangat menyederhanakan pemosisian bagian yang kosong di atas meja untuk menghindari cacat dan masalah lainnya.

Pemotong vinil

Lampiran pisau vinil sering terlihat di industri tanda. ini adalah pemotong yang dapat dipasang ke poros utama atau di samping dengan pisau putar bebas yang tekanannya dapat disesuaikan dengan kenop. Lampiran ini memungkinkan pengguna untuk mengubah router CNC-nya menjadi plotter untuk membuat topeng vinil untuk sandblasting atau huruf dan logo vinil untuk truk dan rambu.

Dispenser pendingin

Pistol udara dingin atau mister cairan pemotong digunakan dengan router kayu untuk memotong aluminium atau logam non-ferrous lainnya. Attachment ini mengeluarkan semburan udara dingin atau kabut cairan pemotong di dekat alat pemotong untuk memastikan alat tetap dingin saat bekerja.

Pengukir

Pengukir dipasang ke poros utama dan terdiri dari kepala mengambang yang memegang pisau pengukir berdiameter kecil yang berputar antara 20.000 dan 40.000 RPM. Kepala mengambang memastikan bahwa kedalaman ukiran akan konstan bahkan jika ketebalan material berubah. Opsi ini jika paling sering ditemukan di industri pembuatan tanda meskipun pembuat piala, luthiers, dan toko penggilingan menggunakannya untuk marquetry.

Sumbu putar

Sumbu berputar yang diatur sepanjang sumbu x atau y dapat mengubah router menjadi mesin bubut CNC. Beberapa dari sumbu yang berputar ini hanyalah spindel yang berputar sementara yang lain dapat diindeks, yang berarti mereka dapat digunakan untuk mengukir bagian yang rumit.

Kepala pemotong mengambang

Kepala pemotong mengambang akan menjaga pemotong pada ketinggian tertentu dari permukaan atas bahan yang dipotong. Ini penting saat memotong fitur ke permukaan atas bagian yang mungkin tidak menampilkan permukaan yang rata. Contohnya adalah memotong v-groove di atas meja ruang makan.

Pemotong plasma

Pemotong plasma adalah tambahan untuk beberapa mesin dan memungkinkan pengguna untuk memotong bagian lembaran logam dengan berbagai ketebalan.

Alat gabungan

Alat agregat dapat digunakan untuk banyak operasi yang tidak dapat dilakukan oleh pemotong lurus.

MESIN KONVENSIONAL DAN CNC

Apa yang membuat mesin CNC lebih unggul dari metode konvensional? Apakah itu unggul sama sekali? Di mana manfaat utamanya? Jika CNC dan proses pemesinan konvensional dibandingkan, pendekatan umum yang umum untuk pemesinan bagian akan muncul:

1. Dapatkan dan pelajari gambarnya

2. Pilih metode pemesinan yang paling sesuai

3. Tentukan metode penyiapan (work holding)

4. Pilih alat pemotong

5. Tetapkan kecepatan dan umpan

6. Mesin bagiannya

Pendekatan dasarnya sama untuk kedua jenis pemesinan. Perbedaan utama adalah dalam cara bagaimana berbagai data dimasukkan. Kecepatan pengumpanan 10 inci per menit (10 in/mnt) sama di manual

Atau aplikasi CNC, tetapi metode penerapannya tidak. Hal yang sama dapat dikatakan tentang pendingin – dapat diaktifkan dengan memutar kenop, menekan sakelar, atau memprogram kode khusus. Semua tindakan ini akan menghasilkan cairan pendingin yang mengalir keluar dari nosel. Dalam kedua jenis pemesinan, sejumlah pengetahuan dari pihak pengguna diperlukan. Bagaimanapun juga, pengerjaan logam, khususnya pemotongan logam terutama merupakan keterampilan, tetapi juga, pada tingkat yang besar, merupakan seni dan profesi banyak orang. Begitu juga dengan aplikasi Computerized Numerical Control. Seperti keterampilan atau seni atau profesi apa pun, menguasainya hingga detail terakhir diperlukan untuk menjadi sukses. Dibutuhkan lebih dari pengetahuan teknis untuk menjadi masinis CNC atau programmer CNC. Pengalaman kerja, intuisi, dan apa yang terkadang disebut `gut-feel` sangat dibutuhkan untuk melengkapi keterampilan apa pun.

Dalam pemesinan konvensional, operator mesin menyiapkan mesin dan menggerakkan setiap pahat, menggunakan satu atau kedua tangan, untuk menghasilkan bagian yang diperlukan. Desain alat mesin manual menawarkan banyak fitur yang membantu proses pemesinan bagian-tuas, pegangan, roda gigi dan dial, untuk menyebutkan beberapa saja. Gerakan tubuh yang sama diulangi oleh operator untuk setiap bagian dalam batch. Namun, kata `sama` dalam konteks ini sebenarnya berarti `mirip` daripada `identik`. Manusia tidak mampu mengulangi setiap proses yang persis sama setiap saat-itulah pekerjaan mesin. Orang tidak dapat bekerja pada tingkat kinerja yang sama sepanjang waktu, tanpa istirahat. Kita semua memiliki momen baik dan momen buruk. Hasil dari momen-momen ini, ketika diterapkan pada bagian pemesinan, sulit untuk diprediksi. Akan ada beberapa perbedaan dan inkonsistensi dalam setiap batch bagian. Bagian-bagiannya tidak akan selalu sama persis. Mempertahankan toleransi dimensi dan kualitas permukaan akhir adalah masalah paling umum dalam pemesinan konvensional. masinis individu mungkin memiliki rekan rekan mereka. Kombinasi dari faktor-faktor ini dan faktor lainnya menciptakan sejumlah besar inkonsistensi.

Pemesinan di bawah kendali numerik menghilangkan sebagian besar inkonsistensi. Itu tidak memerlukan keterlibatan fisik yang sama seperti pemesinan. Secara numerik

Pemesinan terkontrol tidak memerlukan tuas atau dial atau pegangan apa pun, setidaknya tidak dalam pengertian yang sama seperti pemesinan konvensional. Setelah program bagian telah terbukti, dapat digunakan beberapa kali, selalu memberikan hasil yang konsisten. Bukan berarti tidak ada faktor pembatas. Alat pemotong aus, bahan kosong dalam satu batch tidak identik dengan bahan kosong di batch lain, setup dapat bervariasi, dll. Faktor-faktor ini dipertimbangkan dan dikompensasikan, bila diperlukan.

Munculnya teknologi kontrol numerik tidak berarti instan, atau bahkan jangka panjang, kematian semua mesin manual. Ada kalanya metode pemesinan tradisional lebih disukai daripada metode terkomputerisasi. Misalnya, pekerjaan satu kali yang sederhana dapat dilakukan lebih efisien pada mesin manual daripada mesin CNC. Jenis pekerjaan pemesinan tertentu akan mendapat manfaat dari pemesinan manual atau semiotomatis, daripada pemesinan yang dikontrol secara numerik. Peralatan mesin CNC tidak dimaksudkan untuk menggantikan setiap mesin manual, hanya untuk melengkapinya.

Dalam banyak kasus, keputusan apakah pemesinan tertentu akan dilakukan pada mesin CNC atau tidak didasarkan pada jumlah suku cadang yang dibutuhkan dan tidak ada yang lain. Meskipun volume suku cadang yang dikerjakan sebagai batch selalu dalam kriteria penting, itu tidak boleh menjadi satu-satunya faktor.

Pertimbangan juga harus diberikan pada kompleksitas bagian, toleransinya, kualitas permukaan akhir yang diperlukan, dll. Seringkali, satu bagian kompleks akan mendapat manfaat dari pemesinan CNC, sementara lima puluh bagian yang relatif sederhana tidak.

Ingatlah bahwa kontrol numerik tidak pernah mengerjakan satu bagian pun dengan sendirinya. Kontrol numerik hanyalah proses atau metode yang memungkinkan peralatan mesin digunakan secara produktif, akurat, dan konsisten.

KELEBIHAN KONTROL NUMERIK

Apa keuntungan utama dari kontrol numerik?

Penting untuk mengetahui area pemesinan mana yang akan mendapat manfaat darinya dan mana yang lebih baik dilakukan dengan cara konvensional. Tidak masuk akal untuk berpikir bahwa pabrik CNC dua tenaga kuda akan memenangkan pekerjaan yang saat ini dilakukan pada pabrik manual dua puluh kali lebih kuat. Sama tidak masuk akalnya adalah harapan akan peningkatan besar pada kecepatan potong dan laju gerak makan di atas mesin konvensional. Jika kondisi mesin dan perkakas sama, waktu pemotongan akan sangat dekat dalam kedua kasus.

Beberapa area utama di mana pengguna CNC dapat dan seharusnya mengharapkan peningkatan:

1. Pengurangan waktu pengaturan

2. Pengurangan waktu tunggu

3. Akurasi dan pengulangan

4. Kontur bentuk kompleks

5. Perkakas dan pegangan kerja yang disederhanakan

6. Waktu pemotongan yang konsisten

7. Peningkatan produktivitas secara umum

Setiap area hanya menawarkan peningkatan potensial. Pengguna individu akan mengalami tingkat peningkatan aktual yang berbeda, tergantung pada produk yang diproduksi di lokasi, mesin CNC yang digunakan, metode penyetelan, kerumitan pemasangan, kualitas alat pemotong, filosofi manajemen dan desain teknik, tingkat pengalaman tenaga kerja, individu sikap, dll.

Pengurangan Waktu Penyiapan

Dalam banyak kasus, waktu penyetelan untuk mesin CNC dapat dikurangi, terkadang cukup drastis. Penting untuk disadari bahwa penyetelan adalah operasi manual, sangat bergantung pada kinerja operator CNC, jenis pemasangan dan praktik umum bengkel mesin. Waktu pengaturan tidak produktif, tetapi perlu – ini adalah bagian dari biaya overhead dalam menjalankan bisnis. Untuk menjaga waktu penyetelan seminimal mungkin harus menjadi salah satu pertimbangan utama dari setiap supervisor, programmer, dan operator bengkel mesin.

Karena desain mesin CNC, waktu penyetelan seharusnya tidak menjadi masalah besar. Pemasangan modular, perkakas standar, pencari tetap, penggantian pahat otomatis, palet, dan fitur canggih lainnya, membuat waktu penyetelan lebih efisien daripada penyetelan mesin konvensional yang sebanding. Dengan pengetahuan yang baik tentang manufaktur modern, produktivitas dapat ditingkatkan secara signifikan.

Jumlah suku cadang yang dikerjakan dalam satu penyetelan juga penting untuk menilai biaya waktu penyetelan. Jika sejumlah besar suku cadang dikerjakan dalam satu penyetelan, biaya penyetelan per suku cadang bisa sangat kecil. Pengurangan yang sangat mirip dapat dicapai dengan mengelompokkan beberapa operasi berbeda ke dalam satu pengaturan. Meskipun waktu penyetelan lebih lama, hal ini dapat dibenarkan jika dibandingkan dengan waktu yang diperlukan untuk penyetelan beberapa mesin konvensional.

Pengurangan Lead Time

Setelah bagian program ditulis dan terbukti, program tersebut siap digunakan lagi di masa mendatang, bahkan dalam waktu singkat. Meskipun lead time untuk run pertama biasanya lebih lama, hampir nihil untuk run berikutnya. Bahkan jika perubahan rekayasa desain bagian memerlukan program untuk dimodifikasi, biasanya dapat dilakukan dengan cepat, mengurangi waktu tunggu.

Waktu tunggu yang lama, yang diperlukan untuk merancang dan memproduksi beberapa perlengkapan khusus untuk mesin konvensional, seringkali dapat dikurangi dengan menyiapkan program suku cadang dan penggunaan perlengkapan yang disederhanakan.

Akurasi dan Pengulangan

Tingkat akurasi dan pengulangan yang tinggi dari mesin CNC modern telah menjadi satu-satunya manfaat utama bagi banyak pengguna. Apakah program bagian disimpan pada disk atau di memori komputer, atau bahkan pada tape (metode asli), selalu tetap sama. Program apa pun dapat diubah sesuka hati, tetapi setelah terbukti, biasanya tidak diperlukan perubahan lagi. Program tertentu dapat digunakan kembali sebanyak yang diperlukan, tanpa kehilangan sedikit pun data yang dikandungnya. Benar, program harus mengikuti faktor-faktor yang dapat berubah seperti keausan pahat dan suhu operasi, program harus disimpan dengan aman, tetapi umumnya sangat sedikit gangguan dari programmer atau operator CNC yang diperlukan, akurasi tinggi mesin CNC dan pengulangannya memungkinkan tinggi suku cadang berkualitas untuk diproduksi secara konsisten dari waktu ke waktu.

Kontur Bentuk Kompleks

Mesin bubut dan pusat permesinan CNC mampu membentuk berbagai bentuk. Banyak pengguna CNC memperoleh mesin mereka hanya untuk dapat menangani bagian yang kompleks. Contoh yang baik adalah aplikasi CNC di pesawat terbang dan industri otomotif. Penggunaan beberapa bentuk pemrograman terkomputerisasi hampir wajib untuk setiap pembuatan jalur pahat tiga dimensi.

Bentuk kompleks, seperti cetakan, dapat diproduksi tanpa biaya tambahan untuk membuat model untuk tracing. Bagian cermin dapat dicapai secara harfiah dengan menekan tombol, templat, model kayu, dan alat pembuat pola lainnya.

Perkakas Sederhana dan Work Holding

Tidak ada perkakas standar dan buatan sendiri yang mengacaukan bangku dan laci di sekitar mesin konvensional yang dapat dihilangkan dengan menggunakan perkakas standar, yang dirancang khusus untuk aplikasi kontrol numerik. Alat multi-langkah seperti bor pilot, latihan langkah, alat kombinasi, counter borer dan lain-lain diganti dengan beberapa alat standar individu. Alat-alat ini seringkali lebih murah dan lebih mudah diganti daripada alat khusus dan tidak standar. Langkah-langkah pemotongan biaya telah memaksa banyak pemasok alat untuk tetap rendah atau bahkan tidak ada. Perkakas standar dan siap pakai biasanya dapat diperoleh lebih cepat daripada perkakas tidak standar.

Fixturing dan work holding untuk mesin CNC hanya memiliki satu tujuan utama – untuk menahan part secara kaku dan pada posisi yang sama untuk semua part dalam satu batch. Perlengkapan yang dirancang untuk pekerjaan CNC biasanya tidak memerlukan jig, lubang pilot, dan alat bantu penempatan lubang lainnya.

Waktu Pemotongan dan Peningkatan Produktivitas

Waktu pemotongan pada mesin CNC biasa disebut waktu siklus dan selalu konsisten. Tidak seperti pemesinan konvensional, di mana keterampilan, pengalaman, dan kelelahan pribadi operator dapat berubah, pemesinan CNC berada di bawah kendali komputer. Sejumlah kecil pekerjaan manual terbatas pada pengaturan dan pemuatan dan pembongkaran bagian. Untuk batch besar, biaya tinggi dari waktu tidak produktif tersebar di banyak bagian, membuatnya kurang signifikan. Manfaat utama dari waktu pemotongan yang konsisten adalah untuk pekerjaan yang berulang, di mana penjadwalan produksi dan alokasi kerja untuk masing-masing peralatan mesin dapat dilakukan dengan sangat akurat.

The main reason companies often purchase CNC machines is strictly economic – it is a serious investment. Also, having a competitive edge is always on the mind of every plant manager. The numerical control technology offers excellent means to achieve a significant improvement in the manufacturing productivity and increasing the overall quality of the manufactured parts. Like any means, it has to be used wisely and knowledgeably. When more and more companies use the CNC technology, just having a CNC machine does not offer the extra edge anymore. The companies that get forward are those who know to use the technology efficiently and practice it to be competitive in the global economy.

To reach the goal of major increase in productivity, it is essential that users understand the fundamental principles on which CNC technology is based. These principles take many forms, for example, understanding the electronic circuitry, complex ladders diagrams, computer logic, metrology, machine design, machine principles and practices and many others. Each one has to be studied and mastered by the person in charge. In this handbook, the emphasis is on the topics that relate directly to the CNC programming and understanding the most common CNC machine tools, the machining centers and the lathes (sometimes also called the turning centers). The part quality consideration should be very important to every programmer and machine tool operator and this goal is also reflected in the handbook approach as well as in numerous examples.

TYPES OF CNC MACHINE TOOLS

Different kinds of CNC machines cover an extremely large variety. Their numbers are rapidly increasing, as the technology development advances. It is impossible to identify all the applications; they would make a long list. Here is a brief list of some of the groups CNC machines can be part of:

1. Mills and machining centres

2. Lathes and turning centres

3. Drilling machines

4. Boring mills and profilers

5. EDM machines

6. Punch presses and shears

7. Flame cutting machines

8. Routers

9. Water jet and laser profilers

10. Cylindrical grinders

11. Welding machines

12. Benders, winding and spinning machines, etc.

CNC machining centres and lathes dominate the number of installations in industry. These two groups share the market just about equally. Some industries may give a higher need for one group of machines, depending on their needs. One must remember that there are many different kinds of lathes and equally many different kinds of ma-chining centres. However, the programming process for a vertical machine is similar to the one for a horizontal ma-chine or a simple CNC mill. Even between different ma-chine groups, there is a great amount of general applications and the programming process is generally the same For example, a contour milled with an end mill has a lot in common with a contour cut with a wire.

Mills and Machining Centres

Standard number of axes on a milling machine is three-the X, Y and Z axes. The part set on a milling system is al-cutting tool rotates, it can move up and down (or in and out), but it does not physically follow the tool path.

CNC mills sometimes called CNC milling machines are usually small, simple machines, without a tool changer or other automatic features. Their power rating is often quite low. In industry, they are used tool room work, maintenance purposes, or small part production. They are usually designed for contouring, unlike CNC drills.

CNC machining centres are for more popular and efficient that drills and mills, mainly for their flexibility. The main benefit user gets out of a CNC machining centre is the ability to group

several diverse operations into a single setup. For example, drilling, boring, counter boring, tapping, spot facing and contour milling can be incorporated into a single CNC program. In addition, the flexibility is enhanced by automatic tool changing using pallets to minimize idle time, indexing to a different side of the part, using a rotary movement of additional axes, and a number of other features, CNC machining centres can be equipped with special software that controls the speeds and feeds, the life of the cutting tool, automatic in-process gauging and offset adjustment and other production enhancing and time saving devices.

There are two basic designs of a typical CNC machining centre. There are the vertical and the horizontal machining centres. The major difference between the two types is the nature of work that can be done on them efficiently. For a vertical CNC machining centre, the most suitable type of work are flat parts, either mounted to the fixture on the table, or help in a vise or a chuck. The work that requires machining on two or more faces in a single setup is more desirable to be done on a CNC horizontal machining centre. A good example is pump housing and other cubic-like shapes. Some multi-face machining of small parts can also be done on a CNC vertical machining center equipped with a rotary table.

The programming process is the same for both designs, but an additional axis (usually a B axis) is added to the horizontal design. This axis is either a simple positioning axis (indexing axis) for the table, or a fully rotary axis for simultaneous contouring.

This handbook concentrates on the CNC vertical machining centres applications, with a special section dealing with the horizontal setup and machining. The programming methods are also applicable to the small CNC mills or drilling and/or tapping machines, but the programmer has to conceder their restrictions.

Lathes and Turning Centres

A CNC lathe is usually a machine tool with two axes, the vertical X axis and the horizontal Z axis. The main future of the lathe that distinguishes it from a mill is that the part is rotating about the machine center line. In addition, the cutting tool is normally stationary, mounted in a sliding turret. The cutting tool follows the contour of the programmed tool path. For the CNC lathe with a milling attachment, so called live tooling, the milling tool has its own motor and rotates while the spindle is stationary.

The modern lathe design can be horizontal or vertical. Horizontal type is far more common than the vertical type, but both designs exist for either group. For example, a typical CNC lathe of the horizontal group can be designed with a flat bed or a slant bed, as a bar type, chucker type or universal type. Added to these combinations or many accessories that make a CNC lathe is an extremely flexible machine tool. Typically, accessories such as a tailstock, steady rests or followup rests, part catchers, pullout-fingers and even a third axis milling attachment are popular components of the CNC lathe. A CNC lathe can be very versatile so versatile in fact, that it is often called a CNC turning centre. All text and program examples in this handbook use the more traditional term CNC lathe, yet still recognizing all its modern functions.

PERSONNEL FOR CNC

Computers and machine tools have no intelligence. They cannot think, they cannot evaluate a station in a rational way. Only people with certain skills and knowledge can do that. In the field of numerical control, the skills are usually in the hands of two key peopleone doing the programming, the other doing the machining. Their respective numbers and duties typically depend on the company preference, its size, as well as the product manufactured there. However, each position is a quite distinct, although many companies combine the two functions into a one, often called a CNC programmer/operator.

CNC Programmer

The CNC programmer is usually the person who has the most responsible in the CNC machine shop. This person is often responsible for the success of numerical control technology in the plant. Equally this person is held responsible for problems related to the CNC operations.

Although duties may vary, the programmer is also responsible for a variety of tasks relating to the effective usage of the CNC machines. In fact, this person is often accountable for the production and quality of all CNC operations.

Many CNC programmers are experienced machinists, who have had a practical, hands-on experience as machine tool operations they know how to read technical drawings and they can comprehend the engineering intent behind the design. This practical experience is the foundation for the ability to ‘machine’ a part in an office environment. A good CNC programmer must be able to visualize all the tool motions and recognize all restricting factories that may be involved. The programmer must be able to collect, analyze process and logically integrate all the collected data into a signal, cohesive program. In simple terms, the CNC programmer must be able to decide upon the best manufacturing methodology in all respects.

In addition to the machining skills, the CNC programmer has to have an understanding of mathematical principles, mainly application of equations, solutions of arcs and angles. Equally important is the knowledge of trigonometry. Even with computerized programming, the knowledge of manual programming methods is absolutely essential to the through understanding of the computer output and the control of this output.

The last important quality of a truly professional CNC programmer is his or her ability to listen to the other people – the engineers, the CNC operators, the managers. Good listing skills are the first prerequisites to become flexible. A good CNC programmer must be flexible in order to offer high programming quality.

CNC Machine Operator

The CNC machine tool operator is a complementary position to the CNC programmer. The programmer and the operator may exist in a single person, as is the case in many small shops. Although the majority of duties performed by conventional machine operator has been transferred to the CNC program, the CNC operator has many unique responsibilities. In typical cases, the operator is responsible for the tool and machine setup, for the changing of the parts, often even for some in-process inspection. Many companies expect quality control at the machine – and the operator of any machine tool, manual or computerized, is also responsible for the quality of the work done on that machine. One of the very important responsibilities of the CNC machine operator is to report findings about each program to the programmer. Even with the best knowledge, skills, attitudes and intentions, the "final" program can always be improved. The CNC operator being the one, who is the closest to the actual machining, knows precisely what extent such improvements can be.

Justifying the Cost of CNC

The cost of a CNC machine might make most manufacturers nervous but the benefits of owning a CNC router will most likely justify the cost in very little time.

The first cost to take into consideration is the machine cost. Some vendors offer bundled deals that include installation, software training and shipping charges. But in most cases, everything is sold separately to allow for customization of the CNC router.

Light duty

Low-end machines cost from $2,000 to $10,000. they are usually bolt-it yourself kits made of bent sheet metal and use stepper motors. They come with a training video and an instruction manual. These machines are meant for do-it-yourself use, for the signage industry and other very light duty operations. they will usually come with an adapter for a conventional plunge router. accessories such as a spindle and vacuum work holding are options. These machines can be very successfully integrated into a high production environment as a dedicated process or as part of a manufacturing cell. for instance, one of these CNC’s can be programmed to drill hardware holes on drawer fronts before assembly.

Medium duty

Mid-range CNC machines will cost between $10,000 and $100,000. these machines are built of heavier gauge steel or aluminium. They might use stepper motors and sometimes servos; and use rack and pinion drives or belt drives. they will have a separate controller and offer a good range of options such as automatic tool changers and vacuum plenum tables. these machines are meant for heavier duty use in the signage industry and for light panel processing applications.

These are a good option for start-ups with limited resources or manpower. They can perform most operations needed in cabinet making although not with the same degree of sophistication or with the same efficiency.

Industrial strength

High-end routers cost upward of $100,000. This includes a whole range of machines with 3 to 5 axes suited for a broad range of applications. these machines will be built out of heavy gauge welded steel and come fully loaded with automatic tool changer, vacuum table and other accessories depending on the application. these machines are usually installed by the manufacturer and training is often included.

Shipping

Transporting a CNC router carries a considerable cost. With routers weighing anywhere from a few hundred pounds to several tons, freight costs can range from $200 to $5,000 or more, depending on location. remember that unless the machine was built nearby, the hidden cost of moving it from europe or asia to the dealer’s showroom is likely included. additional costs may also be incurred just to get the machine inside once it is delivered as it is always a good idea to use professional riggers to deal with this kind of operation.

Installation and training

CNC vendors typically charge from $300 to $1,000 per day for installation costs. It can take anywhere from a half day to a full week to install and test the router. This cost could be included in the price of buying the machine. some vendors will provide free training on how to use the hardware and software, usually on-site, while others will charge $300 to $1,000 per day for this service.

SAFETY RELATED TO CNC WORK

One the wall of many companies is a safety poster with a simple, yet powerful message:

The first rule of safety is to follow all safety rules.

The heading of this section does not indicate whether the safety is oriented at the programming or the machining level. The season is that the safety is totally independent. It stands on its own and it governs behaviour of everybody in a machine shop and outside of it. At first sight, it may appear that safety is something related to the machining and the machine operation, perhaps to the setup as well. That is definitely true but hardly presents a complete picture.

Safety is the most important element in programming, setup, machining, tooling, fixturing, inspection, chipping, and-you-name it operation within a typical machine shop daily work. Safety can never be overemphasized. Companies talk about safety, conduct safety meeting, display posters, make speeches, call experts. This mass of information and instructions is presented to all of us for some very good reasons. Quite a few are passed on past tragic occurrences – many laws, rules and regulations have been written as a result of inquests and inquire into serious accidence.

At first sight, it may seem that in CNC work, the safety is a secondary issue. There is a lot of automation; a part program that runs over and over again, tooling that has been used in the past, a simple setup, etc. All this can lead to complacency and false assumption that safety is taken care of. This is a view that can have serious consequences.

Safety is a large subject but a few points that relate to the CNC work are important. Every machinist should know the hazards of mechanical and electrical devices. The first step towards a safe work place is with a clean work area, where no chips, oil spills and other debris are allowed to accumulate on the floor. Taking care of personal safety is equally important. Loose clothing, jewellery, ties, scarves, unprotected long hair, improper use of gloves and similar infraction, is dangerous in machining environment. Protection of eyes, ears, hands and feet is strongly recommended.

While a machine is operating, protective devices should be in place and no moving parts should be exposed. Special care should be taken around rotating spindles and automatic tool changers. Other devices that could pose a hazard are pallet changers, chip conveyors, high voltage areas, hoists, etc. disconnecting any interlocks or other safety features is dangers – and also illegal, without appropriate skills and authorization.

In programming, observation of safety rules is also important. A tool motion can be programmed in many ways. Speeds and feeds have to be realistic, not just mathematically "correct". Depth of cut, width of cut, the tool characteristics, all have a profound effect on overall safety.

All these ideas are just a very short summery and a reminder that safety should always be taken seriously.