Mesin CNC Dijelajahi: Panduan Cepat Dasar-Dasar

Apa Itu Mesin CNC?

Mesin CNC adalah mesin perkakas kontrol numerik yang dilengkapi komputer papan atas. Komputer ini dikenal sebagai unit kontrol mesin (MCU). Data numerik yang diperlukan untuk memproduksi suatu bagian diberikan kepada mesin dalam bentuk program. Program kemudian diterjemahkan menjadi sinyal listrik yang sesuai untuk dikirim ke motor yang menggerakkan mesin.

Rangka dan meja mesin adalah struktur mekanis dari mesin CNC, dan juga terdiri dari sistem drive utama, sistem drive pengalihan, meja, meja kerja, dan perangkat gerak bantuan, sistem hidraulik dan pneumatik, sistem pelumas, perangkat pendingin, pengeluaran chip, sistem pelindung, dan bagian lainnya. Namun, untuk memenuhi persyaratan kontrol numerik dan memaksimalkan performa mesin perkakas, tata letak keseluruhan, penampilan, struktur sistem transmisi, sistem alat, dan kinerja operasional telah mengalami perubahan besar. Bagian mekanis mesin CNC termasuk meja, kotak, kolom, rel panduan, meja kerja, spindel, mekanisme pengalihan, dan mekanisme penukaran alat.

Bagaimana Mesin CNC Bekerja?

Mesin CNC menggunakan komputer untuk mewujudkan teknologi kontrol program digital. Teknologi ini menggunakan komputer untuk menjalankan fungsi kontrol logika sekuensial dari lintasan gerakan perangkat dan operasi periferal sesuai dengan program kontrol yang disimpan sebelumnya. Karena komputer digunakan untuk mengganti perangkat kontrol numerik asli yang terdiri dari rangkaian logika hardware, fungsi kontrol seperti penyimpanan, pemrosesan, perhitungan, dan penilaian logika dari instruksi operasi input dapat direalisasikan oleh perangkat lunak komputer, dan instruksi mikro yang dihasilkan dapat ditransmisikan. Ini menggerakkan motor atau aktuator hidraulik melalui perangkat drive servo untuk mengoperasikan mesin CNC.

Untuk mengoperasikan mesin CNC, Anda dapat melalui langkah-langkah berikut:

Langkah 1. Menggambar dan merencanakan proses bagian yang akan dimesin, gunakan kode dan format program yang ditentukan untuk memprogram lintasan gerakan alat, proses pemrosesan, parameter proses, dan jumlah pemotongan menjadi bentuk instruksi yang dapat dikenali oleh sistem CNC, yaitu menulis program pemrosesan.

Langkah 2. Masukkan program pemrosesan yang telah diprogram ke perangkat CNC.

Langkah 3. Perangkat CNC mendekode dan memproses program (kode) yang dimasukkan, dan mengirim sinyal kontrol yang sesuai ke perangkat drive servo dan perangkat kontrol fungsi bantuan setiap sumbu koordinasi untuk mengontrol gerakan setiap bagian mesin perkakas.

Langkah 4. Dalam proses gerakan, sistem CNC perlu mendeteksi posisi sumbu koordinasi mesin CNC, status saklar batas, dan sebagainya kapan saja, dan membandingkannya dengan persyaratan program untuk menentukan tindakan berikutnya hingga bagian yang memenuhi spesifikasi diproses.

Langkah 5. Operator dapat mengamati dan memeriksa kondisi pemrosesan dan status operasional mesin CNC kapan saja. Jika diperlukan, perlu menyesuaikan tindakan mesin CNC dan program pemrosesan untuk memastikan operasi mesin perkakas yang aman dan andal.

Sistem Koordinat Cartesian

Hampir segala sesuatu yang dapat diproduksi pada mesin perkakas konvensional dapat diproduksi pada mesin perkakas kontrol numerik komputer, dengan banyak keunggulannya. Gerakan mesin perkakas yang digunakan dalam memproduksi suatu produk adalah dua jenis dasar: titik-ke-titik (gerakan garis lurus) dan jalur kontinu (gerakan kontur).

Sistem koordinat Cartesian, atau persegi panjang, diciptakan oleh matematikawan dan filsuf Prancis Rene Descartes. Dengan sistem ini, setiap titik tertentu dapat dijelaskan dalam istilah matematis dari titik lain sepanjang tiga sumbu tegak lurus. Konsep ini cocok dengan mesin perkakas karena konstruksi umumnya berdasarkan tiga sumbu gerakan (X, Y, Z) ditambah satu sumbu rotasi. Pada mesin milling vertikal sederhana, sumbu X adalah gerakan horizontal meja (kanan atau kiri), sumbu Y adalah gerakan lintasan meja (ke arah 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 setiap titik pada pekerjaan dengan tepat. Ketika titik ditetapkan pada workpiece, dua garis lurus yang bersinggungan, satu vertikal dan satu horizontal, digunakan. Garis-garis ini harus tegak lurus satu sama lain, dan titik tempat mereka bersinggungan disebut titik asal, atau titik nol (Gambar 1).

Gambar 1 Garis yang bersinggungan membentuk sudut tegak lurus dan menetapkan titik nol.

Gambar 2 Tiga bidang koordinat dimensi (sumbu) yang digunakan dalam CNC.

Tiga bidang koordinat dimensi ditunjukkan dalam Gambar 2. Bidang X dan Y (sumbu) adalah horizontal dan mewakili gerakan meja mesin horizontal. Bidang Z atau sumbu mewakili gerakan alat vertikal. Tanda plus (+) dan minus (-) menunjukkan arah dari titik nol (asal) sepanjang sumbu gerakan. Empat kuadran yang terbentuk ketika sumbu X dan Y bersinggung dinomori secara berlawanan jarum jam (Gambar 3). Semua posisi yang terletak di kuadran 1 akan positif (X+) dan positif (Y+). Di kuadran kedua, semua posisi akan negatif X (X-) dan positif (Y+). Di kuadran ketiga, semua lokasi akan negatif X (X-) dan negatif Y (Y-). Di kuadran keempat, semua lokasi akan positif X (X+) dan negatif Y (Y-).

Gambar 3 Kuadran yang terbentuk ketika sumbu X dan Y bersinggung digunakan untuk menentukan titik secara akurat dari titik nol atau asal X/Y.

Dalam Gambar 3, titik A akan 2 unit ke kanan dari sumbu Y dan 2 unit di atas sumbu X. Asumsikan setiap unit sama dengan 1.000. Lokasi titik A akan X + 2.000 dan Y + 2.000. Untuk titik B, lokasinya akan X + 1.000 dan Y - 2.000. Dalam pemrograman CNC, tidak perlu menunjukkan nilai plus (+) karena dianggap sudah ada. Namun, nilai minus (-) harus ditunjukkan. Misalnya, lokasi A dan B akan ditunjukkan sebagai berikut:

A X2.000 Y2.000

B X1.000 Y-2.000

Sistem komputer terhubung ke mesin yang terdiri dari sensor dan drive listrik. Program mengontrol gerakan sumbu mesin.

Apa Jenis Mesin CNC yang Paling Umum?

Mesin perkakas awal dirancang sehingga operator berdiri di depan mesin saat mengoperasikan kontrol. Desain ini tidak lagi diperlukan, karena dalam CNC operator tidak lagi mengontrol gerakan mesin perkakas. Pada mesin perkakas konvensional, hanya sekitar 20 persen waktu yang dihabiskan untuk menghapus material. Dengan penambahan kontrol elektronik, waktu aktual yang dihabiskan untuk memotong logam telah meningkat menjadi 80 persen dan bahkan lebih tinggi. Ini juga telah mengurangi waktu yang diperlukan untuk membawa alat pemotong ke setiap posisi pemesinan.

Ada 10 jenis mesin CNC yang paling umum yang hadir di berbagai industri.

1. Mesin Frais CNC (CNC Mills)
2. Mesin Router CNC (CNC Routers)
3. Mesin Laser CNC (Laser Cutters, Laser Engravers, Laser Welders)
4. Mesin Bubut CNC (CNC Lathes)
5. Mesin Bor CNC (CNC Drills)
6. Mesin Gores CNC
7. Mesin Gerinda CNC (CNC Grinders)
8. Mesin Pengelasan Listrik (EDM)
9. Mesin Pemotong Plasma CNC (CNC Plasma Cutters)
10. Printer 3D