Milling CNC (Excel PMC-10T24)
Dalam dunia fabrikasi mekanik, banyak jenis mesin yang dilibatkan di
dalamnya, antara lain : mesin Milling, mesin Turning (bubut), Mesin
Gerinda, mesin Drill (bor), dan lain-lain. Kegunaannya yaitu :
1. Mesin Milling : Untuk membuat benda kerja dengan bentuk dasar balok
2. Mesin Turning : Untuk membuat benda kerja dengan bentuk dasar silindris
3. Mesin Drill : Untuk membuat lubang
4. Mesin Gerinda : Untuk menghaluskan permukaan benda kerja dan mencapai kepresisian
Mesin-mesin tersebut berdasarkan sistem operasinya dibagi menjadi 2
yaitu mesin. kenvensional dan mesin CNC. Mesin konvensional adalah mesin
dimana pergerakan meja dan cutter dilakukan secara manual, menggunakan
tangan melalui sebuah eretan. Mesin CNC adalah mesin (baik itu Milling
ataupun Turning atau yang lainnya) dimana pergerakan meja dan cutter
dikendalikan oleh suatu program (dengan menggunakan bahasa G-code).
Dengan mesin CNC, akurasi dan kecepatan operasional mesin dapat
diandalkan.
Dalam artikel ini akan kita bahas teori pengoperasian mesin Milling CNC dengan sistem control FANUC.
Definisi
CNC adalah kependekan dari
Computer Numerical Control.
Mesin Milling CNC adalah mesin milling dimana pergerakan meja mesin
(sumbu X dan Y) serta spindle (rumah cutter) dikendalikan oleh suatu
program. Program tersebut berisi langkah-langkah perintah yang harus
dijalankan oleh mesin CNC. Program tersebut bisa dibuat langsung pada
mesin CNC (huruf per huruf, angka per angka), yang hasil programnya
disebut dengan program NC, atau dibuat menggunakan PC plus
software
khusus untuk membuat program NC. Program seperti ini disebut dengan
CAM. Kelemahan pembuatan program NC dengan cara manual pada mesin CNC
adalah waktu yang dibutuhkan sangat lama, akurasi tidak terjamin, mesin
tidak bisa digunakan pada saat pembuatan program NC berlangsung, dan
banyak lagi.
Sebelum kita memasuki pembahasan tentang mesin CNC, bab pertama yang harus Anda kuasai adalah bab Keselamatan Kerja.
STANDAR KESELAMATAN KERJA
Sebelum mempelajari tentang proses permesinan dengan mesin CNC, maka
ada beberapa hal yang perlu diperhatikan untuk menghindarkan hal-hal
yang akan mengakibatkan kecelakaan kerja maupun kerusakan mesin.
- Gunakan pakaian kerja yang pas dibadan, jangan terlalu longgar, buang atau rapikan bagian-bagian pakaian yang menjuntai
- Gunakan selalu sepatu keselamatan (safety shoe)
- Gunakan kacamata pelindung ketika berhadapan dengan mesin yag sedang beroperasi
- Jangan terlalu dekat dengan meja mesin di saat Pergantian Tool Otomatis (Auto Tool Change) berlangsung.
- Jangan mengganti tool di magazine tool pada saat mesin beroperasi
- Jangan membersihkan chip, terutama yang berada di meja mesin pada saat mesin beroperasi
- Jangan membuka pintu panel (bagian belakang mesin) pada saat mesin sedang beroperasi
- Jangan menggunakan sumber arus yang cepat berubah seperti arus yang
dipakai oleh mesin las di area yang berdekatan dengan mesin CNC.
- Apabila terjadi hal hal yang tidak diinginkan pada saat mesin sedang beroperasi, hentikan mesin segera dengan menekan tombol Emergency Stop.
- Hentikan putaran mesin dan pergerakan meja maupun spindle sebelum memasuki mesin untuk penggantian part mesin, pembersihan, ataupun penyesuaian.
- Matikan mesin sebelum melakukan perbaikan mesin
- Hindarkan sirkuit atau kabel yang terbuka tanpa pengaman.
- Bersihkan dinding taper (miring) pada bagian dalam spindle arbor. Hal ini harus benar benar diperhatikan agar keakurasian pemotongan cutter dapat terjamin
- Perhatikan pencekaman benda kerja. Jika benda kerja di cekam pada fixture ataupun pada meja mesin, pastikan pencekamannya kuat.
- Pengoperasian tombol panel. Jangan menekan tombol ataupun switch dengan memakai sarung tangan
- Jangan menyentuh chips dengan tangan telanjang, gunakan sarung tangan
- Jaga kebersihan lantai di sekitar mesin.
- Pastikan koridor/gang/jalan disekitar mesin bersih dari barang-barang yang menghalangi.
- Ingatkan rekan kerja soal keselamatan kerja dan kebersihan area kerja
- Pastikan hanya operator yang ditunjuk yang boleh mengoperasikan mesin.
- Jangan mengoperasikan mesin, kecuali yakin tidak akan membahayakan diri dan rekan kerja,
- Jangan meletakkan tool dan alat perlengkapan di dalam mesin yang sedang beroperasi.
- Kembalikan tool dan alat ke tempat semula setelah dipakai.
- Jangan menyentuh bagian mesin yang berputar.
- Jangan memposisikan anggota badan pada celah mesin pada saat mesin sedang beroperasi.
- Jangan membersihkan atau melumasi bagian mesin pada saat mesin sedang
- beroperasi.
- Jangan membersihkan bagian mesin yang berputar menggunakan kain lap.
- Jangan melepas label peringatan yang telah ditempelkan di mesin.
- Jangan memakai perhiasan saat mengoperasikan mesin, seperti cincin, gelang, kalung maupun sejenisnya.
- Mengerti, hafal dan paham akan aturan keselamatan kerja
- Biasakan berdoa sebelum bekerja
Pokok bahasan dalam artikel ini dibagi menjadi beberapa bagian :
- Komponen-komponen mesin
- Perawatan mesin
- Tombol-tombol pada Control Panel
1. Komponen-komponen mesin
1.1 Meja mesin
Mesin milling CNC bisa bergerak dalam 2 sumbu yaitu sumbu X dan sumbu
Y. Untuk masing-masing sumbunya, meja ini dilengkapi dengan motor
penggerak,
ball screw plus bearing dan
guide way slider
untuk akurasi pergerakannya. Untuk pelumasannya, beberapa mesin
menggunakan minyak oli dengan jenis dan merk tertentu, dan beberapa
mesin menggunakan
grease. Pelumasan ini sangat penting untuk menjaga kehalusan pergerakan meja, dan menghindari kerusakan
ball screw,
bearing atau
guide way slider.
Untuk itu pemberian pelumas setiap hari wajib dilakukan kecuali mesin
tidak digunakan. Meja ini bisa digerakkan secara manual dengan
menggunakan
handle eretan.
Meja mesin
1.2
Spindle mesin
Spindle mesin merupakan bagian dari mesin yang menjadi rumah
cutter.
Spindle inilah yang mengatur putaran dan pergerakan cutter pada sumbu Z.
Spindle inipun digerakkan oleh motor yang dilengkapi oleh transmisi berupa
belting atau
kopling. Seperti halnya meja mesin,
spindle ini juga bisa digerakkan oleh
handle eretan yang sama. Pelumasan untuk
spindle ini biasanya ditangani oleh pembuat mesin.
Spindle inilah yang memegang
arbor cutter dengan batuan udara bertekanan.
Spindle mesin
1.3 Magasin Tool
Satu program NC biasanya menggunakan lebih dari satu
tool/
cutter dalam satu operasi permesinan. Pertukaran
cutter
yang satu dengan yang lainnya dilakukan secara otomatis melalui
perintah yang tertera pada program. Oleh karena itu harus ada tempat
khusus untuk menyimpan
tool-
tool yang akan digunakan selama proses permesinan.
Magasin
Tool adalah tempat peletakkan tool/cutter standby
yang akan digunakan dalam satu operasi permesinan. Magasin tersebut
memiliki banyak slot untuk banyak
tool, antara 8 sampai 24 slot tergantung jenis mesin CNC yang digunakan.
Tool Magazine
1.4 Monitor
Pada bagian depan mesin terdapat monitor yang menampilkan data-data mesin mulai dari
setting parameter, posisi koordinat benda, pesan
error, dan lain-lain.
Monitor
1.5 Panel Control
Panel control adalah kumpulan tombol-tombol panel yang terdapat pada
bagian depan mesin dan berfungsi untuk memberikan perintah-perintah
khusus pada mesin, seperti memutar
spindle, menggerakkan meja, mengubah
setting parameter, dan lain-lain. Masing-masing tombol ini harus diketahui dan dipahami betul oleh seorang CNC Setter
Panel kontrol
1.6
Coolant hose
Setiap mesin pasti dilengkapi dengan sistem pendinginan untuk
cutter dan benda kerja. Yang paling umum digunakan yaitu air
coolant dan udara bertekanan, melalui selang yang dipasang pada
blok spindle.
Coolant hose
Ke-enam komponen tersebut harus dipelajari terlebih dahulu dan dipahami sebelum melangkah ke bab berikutnya.
2. Perawatan mesin
Bab ini sangat penting untuk dipahami. Pelajari terlebih dahulu cara
merawat mesin dengan benar, baru kemudian belajar cara pengoperasiannya.
Bagian-bagian yang harus dirawat antara lain : Kebersihan bodi mesin,
Pelumas
ball screw meja, pelumas untuk silinder udara pada
spindle (apabila ada), saringan udara pada dinding panel belakang, dan lain-lain.
2.1 Pelumas
ball screw
Beberapa mesin menggunakan oli sebagai pelumas, pelumas ini biasanya
ditampung dalam tabung plastik yang ditempatkan di bagian belakang
mesin. Tabung ini dilengkapi dengan sensor yang terhubung dengan mesin
yang akan memberikan peringatan apabila jumlah oli sudah tidak
mencukupi. Jumlah oli pelumas ini harus di periksa setiap hari dan
ditambah apabila perlu . Jenis oli yang bisa digunakan antara lain
Vactra Oil no 2, ESSO K68, Shell T68. Beberapa perusahaan menggunakan
oli Hidrolik no 32, namun hal ini tidak dianjurkan. Satu hal yang juga
sangat penting dilakukan terkait dengan pelumas ball screw ini adalah
kepastian terdistribusikannya pelumas ini secara merata ke tempat-tempat
yang seharusnya. Pelumas ini di distribusikan dari tabung belakang
menuju meja mesin melalui pipa kecil dengan bantuan pompa. Apabila ada
measalah dengan sistem distribusi, maka meja aka bergerak tanpa pelumas,
akibatnya dalam waktu singkat ball screw akan rusak (aus, terbakar,
dll), bearing akan hancur, dan biaya yang dikeluarkan untuk
memperbaikinya akan sangat mahal. Pastikan bahwa pelumas terdistribusi
dengan benar dengan cara membuka tutup meja secara periodik dan
memeriksa apakah pelumas terdistribusi dengan benar. Lakukan pemeriksaan
ini sebulan sekali. Gejala awal dari kerusakan
ball screw
atau bearing dapat dideteksi dari bunyi kasar yang dikeluarkan meja
ketika meja digerakkan. Lakukan segera pemeriksaan apabila ini terjadi.
Ball Screw Tabung pelumas
2.2 Pelumas
Guide way slider
Mesin
Milling CNC memiliki 4 buah
Guide way slider, yaitu perangkat yang menyangga semua beban berat meja, dan membawa meja bergerak ke sumbu dan Y.
Guide way ini bertanggung jawab atas akurasi pergerakkan meja dan kemulusan gerakannya. Hubungan antara
guide way, rel landasan dan meja mesin adalah mutlak
sliding fit,
tidak diperkenankan adanya kelonggaran sedikitpun. Apabila itu terjadi,
maka akurasi pergerakan akan melenceng jauh, dan bearing serta
ball screw akan cepat rusak. Untuk menjaga konsistensinya, pergerakan
guide way ini juga harus selalu dibantu oleh pelumas. Kebanyakan mesin menyatukan pelumas ini dengan pelumas pada
ball screw.
Tetapi ada beberapa mesin yang memisahkannya. Untuk tipe mesin ini Anda
harus memeriksa distribusi pelumasan juga secara terpisah.
Guide Way Slider
3.3 Pelumas untuk Silinder udara bertekanan pada proses
ATC (Auto Tool Change)
Pada proses ganti tool secara otomatis, mesin menggunakan
pneumatic cylinder yang dibantu udara bertekanan (angin) sebagai tenaganya. Udara bertekanan itu mendorong poros yang ada didalam
Cylinder yang pada gilirannya akan mendorong tuas pada magasin untuk mengeluarkan tool. Untuk
cylinder
inipun dibutuhkan pelumas yang harus selalu kita periksa kecukupannya.
Pelumas ini biasanya diletakkan pada tabung plastik kecil yang
diletakkan di depan cylindernya. Meskipun pelumas untuk
cylinder
ini sangat awet, bisa bertahan sampai bertahun-tahun tanpa harus
ditambah, tetapi pemeriksaan secara periodik tetap harus dilakukan untuk
mengantisipasi kebocoran. Jenis pelumas untuk
cylinder ini bisa menggunakan oli hidrolik no.32, oli yang sama yang biasa digunakan pada mesin jahit.
Pelumas ATC Pneumatic Cylinder
3.4 Saringan udara panel belakang mesin.
Pada bagian belakang mesin terdapat panel tempat menyimpan perangkat
keras mesin tersebut. Panel tersebut berisi kartu pengatur (untuk
spindle, motor
servo,
amplifier),
relay
dan lain-lain. Pada saat mesin dihidupkan, hal ini akan meningkatkan
suhu pada ruangan dalam, oleh karena itu pada pintu panel belakang
biasanya dipasang satu
exhaust fan yang menarik udara luar ke dalam ruangan panel selama mesin di hidupkan. Pada pintu
fan ini di pasang
filter mat untuk menyaring debu yang ikut tertarik, dan
filter ini akan cepat sekali kotor tertutup debu (tergantung dari lingkungan ruangan mesin ditempatkan). Apabila
filter ini tersumbat debu,
fan akan gagal mendinginkan ruangan panel, dan akibatnya
hardware dalam ruangan panel akan mengalami
overheat dan mengalami kerusakan. Bersihkan
filter fan pada pintu ruangan panel belakang SETIAP HARI.
Saringan udara panel masin
3.5 Tangki
Coolant
Setiap mesin memiliki tangki khusus untuk penampungan
coolant
(pendingin) dengan kapasitas yang berbeda-beda, berkisar antara 200
hingga 700-an liter air, tergantung dari ukuran mesin. Alur yang terjadi
pada proses pendinginan benda kerja oleh
coolant adalah sebagai berikut :
coolant pada tangki ditarik oleh pompa menuju
inlet yang terpasang pada (biasanya blok
spindle mesin) melalui selang fleksible.
Inlet akan mengeluarkan
coolant ke arah benda kerja atau
tool (tergantung arah yang dinginkan
operator) dengan kapasitas semburan yang bisa di atur.
Coolant tersebut kemudian akan mengalir kembali ke dalam tangki
coolant yang berada di bagian bawah mesin. Pada saat
coolant
kembali mengalir ke tangki penampungan, chip yang halus akan ikut
terbawa masuk karena ukurannya yang kecil sehingga bisa masuk ke celah
yang kecil dan berbobot cukup ringan sehingga mudah terbawa arus
coolant. Tumpukan
chip halus pada tangki
coolant dalam jumlah banyak akan mengakibatkan tersumbatnya saluran keluar dari tangki menuju selang, dan akibatnya
coolant tidak akan keluar dari
inlet. Permesinan pada material logam HARUS SELALU MENGGUNAKAN
COOLANT.
Bersihkan tangki secara periodik (2 minggu sekali atau sebulan sekali,
tergantung dari produktifitas mesin dan jenis material yang digunakan).
Tanki Coolant
Selain perawatan rutin komponen di atas, kebersihan bodi mesin secara keseluruhan harus dijaga SETIAP HARI KERJA tanpa kecuali.
3. Tombol pada panel control
Panel kontrol adalah pusat pemerintahan dari mesin CNC. Dari panel
kontrol inilah semua perintah pergerakan mesin dikeluarkan. Setiap
Setter mutlak harus memahami semua fungsi dari panel kontrol.
Panel Kontrol