JENDELA MANUFAKTUR: PROSES PEMBUATAN PROGRAM CNC

Alhamdulilah, berikut adalah tema kedua yang jendelamanufaktur.blogspot.com tuliskan sebagai kelanjutan dari penjelasan awal Belajar Pemrograman CNC. Pada pertemuan pertama sudah kita bahas bersama bagaimana integrasi dari 4 konsep dasarpemahaman yang harus dimiliki oleh seorang programmer CNC.

Pada pertemuan kedua ini, Jendelailmu1978 mencoba membahas bagaimana implementasi atau penerapan dari pembahasan materi dipertemuan kesatu. Setidaknya ada sembilan tahapan yang harus dilakukan oleh seorang programmer CNC, diawali dengan pendefinisian model berupa file CAD (Cad Data) baik dalam bentuk dua dimensi atau tiga dimensi. Kemudian data CAD tersebut di kirim (export file) ke dalam perangkat lunak CAM (software CAM), Setelah berhasil mengirim CAD data menjadi CAM data berikutnya adalah penentuan referensi koordinat di Model CAM, dilanjutkan dengan langkah pendefinisian material, kemudian penentuan strategi lintasan alat potong, dilanjutkan dengan pendefinisian alat potong, kemudian perencanaan program CAM, setelah perencanaan program didefinisikan maka kita bisa mmensimulasikan lintasan pada perintah simulasi program dan jika lintasan sesuai dengan kriteria yang diinginkan maka tahap terakhir adalah mengeluarkan lintasan program dalam bentuk G-Code (Generate G-Code).

Berikut adalah Gambaran Alir/Alur Proses dalam pembuatan program CNC.

gambar 1: Alur Proses Pembuatan Program CNC

Jadi dalam pembahasan kedua ini, ada sembilan tahapan yang harus dilakukan dalam pembuatan program CNC, yaitu :

CAD File (gambar Model dalam bentuk soft file)
Export Data (CAM Mode) (pengiriman data/file dari CAD mode ke CAM mode)
Main Koordinat (Penentuan titik referensi utama koordinat)
Stock Material (Pendefinisian material yang digunakan)
ToolPath Strategy (perencaan strategi lintasan yang diinginkan)
Tool Selection (pemilihan alat potong yang di gunakan)
Procedure Processes (tahapan proses bagaimana program dibuat)
Program Simulate (simulasi program CNC)
Generate G-Code (mengeluarkan program dalam bentuk G-Code)

Berikut adalah penjelasan dari setiap tahapan yang dilakukan :

1. CAD File (gambar Model dalam bentuk soft file)

Sebuah data CAD dapat dibuat melalui perangkat lunak CAD. CAD singakatan dari Computer Aided Design, merupakan software aplikasi yang dikhususkan untuk membuat model design baik 2D atau 3D yang ditujukan baik untuk mendapatkan informasi ukuran (dimensi), bentuk, komunikasi geometri suatu produk, atau featue suatu permukaan atau bentuk tertentu. Hari banyak sekali perangkat lunak yang digunakan untuk tujuan pembuatan model CAD, diantaranya AutoCAD, SolidWork, Catia, ProEng, TopSolid, Inventor, Cimatron, dan lain-lain. Hari ini pengguna model CAD sangat banyak yang di bisa implementasikan diantaranya : mechanical Engineering, arsitek, pertambangan, kedokteran, manufaktur, tataletak kota, geologi, teknik sipil dan sebagainya. Berikut adalah sebuah model “mouse” yang di buat dengan menggunakan perangkat lunak CAD.

CAD File (gambar Model dalam bentuk soft file)

1 2. Export Data (CAM Mode) (pengiriman data/file dari CAD mode ke CAM mode)

Pada tahap ini, model CAD yang sudah dibuat kita kirim filenya kepada perangkat lunak pemesinan atau lebih dikenal dengan istilah perangkat lunak CAM. CAM singkatan dari Computer Aided Manufacturing , merupakan perangkat lunak yang ditujukan untuk membuat lintasan program yang mengikuti kontur atau feature yang didefinisikan sesuai dengan alat potong yang dipilih, parameter pemesinan yang ditentukan dan kontur geometri yang dipilih.

Hari ini perangkat lunak CAM sangat banyak sekali, bahkan dalam perangkat lunak CAM sudah terintegrasi dengan perangkat lunak CAD, sehingga perangkat lunaknya melingkupi kebutuhan CADCAM dalam satu isoftware. Contoh dari perangkat lunak CAM adalah SolidCAM, DellCAM, Cimatron, TopSolid, Catia, ProEng, dan lain sebagainya.

Pada tahap ini, ada dua cara yang bisa dilakukan ketika kita mau berinteraksi dengan software CAM, yaitu :

Perintah mengambil data dari perangkat lunak yang berbeda, pengambilannya mengikuti file extension dari file CAD asli.
Jika pembuatannya dilakukan pada software yang sudah terintegrasi CADCAM, maka data file CAD selanjutnya di export ke mode CAM. Kelebihan dari CADCAM yang terlingkup dalam satu software proses editting model CAD bisa langsung dilakukan dengan penyesuaian pada program CAM yang sangat mudah (dinamis).

Gambar 3 : contoh menu bar dari CAM

Gambar 4 : contoh menu bar dari CAD

1 3.Main Koordinat (Penentuan titik referensi utama koordinat)

Pada saat kita membuat program CNC, dan sudah masuk pada tahap berinteraksi dengan software CAM, maka penentuan titik koordinat utama menjadi sangat penting. Hal ini perlu karena titik koordinat yang dimaksud menginformasikan :

Jika beriteraksi dengan model CAD berarti titik acuan model gambar.
Jika berinteraksi dengan model CAM berarti titik acuan program
Jika berinteraksi dengan mesin CNC berarti titik acuan NOL benda kerja didefinisikan.
Jika berinteraksi dengan mesin CMM (Coordinat Measuring Machine) berarti titik acuan pengukuran.

Gambar 5: Titik utama koordinat Pemrograman

1 4. Stock Material (Pendefinisian material yang digunakan)

Sebuah perangkat lunak CAM merupakan kondisi virtual dari sebuah aktifitas nyata yang dilakukan oleh sebuah proses produksi pada mesin CNC, artinya pada sebuah program CAM harus bisa merepresentasikan kondisi sebenarna yang terjadi. Untuk hal ini, mendefinisikan geometri material merupakan langkah pendekatan (toleransi 0,00) sehingga upaya pembuatan program CAM sesuai dengan kenyataan ketika program di jalankan di mesin. Beberapa pilihan yang bisa dilakukan dalam mendefinisikan material diantara mengambil pendekatan model surfaces, countours, bounding box, atau di buat sendiri model materialnya sesuai dengan raw material yang sebenarnya. Beberapa kondisi realita yang terjadi dilapangan yang sering kita jumpai, diantaranya :

1. Material hasil proses pengecoran logam (casting)

2. Material hasil proses pemesinan sebelumnya

3. Material standar dari pabrikan baja/besi.

Gambar 6: pendefinisian material dengan kondisi awal berupa kotak pejal

1 5. ToolPath Strategy (perencaan strategi lintasan yang diinginkan)

Dalam sebuah proses pemesinan atau manufaktur terutama untuk proses material removal , kita mengenal proses pengasaran (roughing) dan finishing dalam sebuah proses pemesinan. Maka dalam proses pembuatan lintasan program utuk sebuah proses roughing dan finishing pastinya berbeda. Selain itu juga dalam CAM kita juga mengenal strategi lintasan untuk karakter pergerakan sumbu 2,5 axis, 3 axis, 4 axis bahkan sampai 5 axis. Penjelasan untuk proses pembuatan program 2,5 axis, 3 axis , 4 axis dan 5 axis, semoga bisa di bahas lebih mendetail lagi pada tema bahasan berikutnya.

Pada program model “mouse” saat ini saya memilih strategy lintasannya untuk permukaan atas dengan asumsi programnya untuk sebuah proses finishing. Dengan strategi lintasan alat potong yang dipilih adalah 3-axis.

1 6. Tool Selection (pemilihan alat potong yang di gunakan)

Alat potong/tooling atau cutter dalam proses material removal merupakan komponen yang sangat menentukan terhadap tercapainya bentukan geometri tertentu, baik dari segi dimensi, ataupun feature sebuah permukaan. Artinya pemilihan alat potong yang tepat akan sangat berpengaruh terdapat produk yang akan dibuat. Alat potong yang tersedia di pasaran sangat banyak variasi dan tipenya, dari mulai produk dengan kualitas biasa sampai dengan produk premium, tapi terlepas dari itu semua secara prinsip ada tiga hal jenis alat potong yang harus kita kenali terutama untuk proses pemesinan milling. Ketiga jenis tipe alat potong tersebut adalah : Ball End, Flat End, dan Bull nose. Sebagai gambaran Ball End digunakan untuk proses terakhir (finishing) posisi paling kiri pada gambar dibawah , Flat End digunakan untuk proses kasar (roughing) posisi ditengah pada gambar dibawah, dan Bull nose digunakan untuk proses semi-finishing (posisi sebelah kanan pada gambar dibawah).

Pada program yang di buat sekarang, jenis alat potong yang digunakan adalah tipe ball End.

1 7. Procedure Processes (tahapan proses bagaimana program dibuat)

Dalam menentukan langkah program yang dibuat, ada empat secara garis besar yang harus diperhatikan, yaitu : motion parameter, cutter, machine parameter, dan geometry. Semua prosedur diatas harus di isi dengan benar sesuai dengan data yang ada dan informasi yang direkomendasikan. Untukpergerakan alatpotong baik posisi awal dan posisi akhir pergerakan harus kita kendalikan. Kemudian, berapa ukuran material yang harus disisakan atau dilebihkan untuk proses selanjutnya. Kemudian posisi turun alat potong apakah tegaklurus atau membentuk kemiringan pada derajat tertentu harus kita kendalikan, besarnya pemakanan setiap satu kali pemakanan. Berapa putaran alat potong, penentuan feeding, penentuan daerah (geometri) semuanya harus kita isi dalam tahapan prosedur ini.

Gambar 8 : parameter lintasan program

Setelah semua parameter program di isikan, dan sesuai dengan karakter lintasan yang diinginkan, maka kita bisa meng-calculate program, sehingga tampil seperti pada gambar dibawah.

Gambar 9 : lintasan program yang dihasilkan.

1 8. Program Simulate (simulasi program CNC)

S setelah lintasan program didapat, maka sebuah persyaratan untuk bisa mensimulasikan lintasan dalam proses material removal selesai. Sehingga dari sini kita bisa melihat bahkan menganalisa ketercapaian dari feature yang akan di buat.

Gambar 10 : visualisasi simulasi program

1 9. Generate G-Code (mengeluarkan program dalam bentuk G-Code)

Tuujuan akhir dari pemrograman CNC adalah didapatnya sintax program yang sesuai dengan tahapan prosedur proses pemesinan, dengan pengendalian koordinat pergerakan sumbu axis beserta dengan perintah G-code dan M-code . Pada beberapa post-prosessor yang bisa menghasilakan G-code dan M-Code secara umum kita harus meng_edit program yang dihasilkan terutama untuk baris bagian header program.