TI-3222: Otomasi Sistem Produksi

Transkripsi

1 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi Pemograman Numerical-Control Laboratorium Sistem Produksi Hasil Pembelajaran Umum Mahasiwa mampu untuk melakukan pemograman mesin NC, memahami kode G dan M, serta merancang dan mengimplementasikan pemograman NC. Khusus Memahami dasar-dasar pemograman NC, mampu membuat, mengembangkan pemograman NC dan memberikan pengembangan pengetahuan otomasi pemograman NC 2 1

2 Pemograman NC Sistem Koordinat Media penyimpanan program NC Kode simbolik Format masukan tape NC words 3 Setiap gerak axis dilengkapi dengan sumber penggerak. Sistem Koordinat +Z +Y Sumber penggerak antara lain adalah motor DC, motor stepper, dan aktuator hidrolik. Kaedah tangan kanan (sistem koordinat) +X Gerak relatif antara tool dan benda kerja akan diatur oleh mekanisme gerakan slides mesin perkakas. Gerakan utama tiga axis akan selalu berpedoman pada sumbux, y danz. Sistem koordinat mesin bubut 4 2

3 Sistem Koordinat Axis Z Pada mesin dengan benda kerja berputar, seperti bubut, axis Z paralel dengan spindle, dan gerak positif sesuai dengan arah tool menjauhi benda kerja. Pada mesin dengan tool yang berputar, seperti mesin milling atau boring, axis Z paralel pada tool axis, dan gerak positif sesuai dengan arah tool menjauhi benda kerja. Pada mesin press, planning atau shearing, axis Z tegak lurus tool set, dan gerak positif akan menambah jarak antara tool dan benda kerja. Axis X Pada mesin bubut, axis X adalah arah gerakan tool dan gerak positif sesuai dengan arah tool menjauhi benda kerja Pada mesin milling horizontal, axis X paralel dengan meja. Pada mesin milling vertikal, axis X positif ke kanan. Axis Y Axis ke arah kiri pada standar sistem koordinat Cartesian Sistem koordinat mesin drill Sistem koordinat mesin milling 5 Media penyimpanan program NC Ada 4 jenis media penyimpanan program NC 1. Punched card; data hanya bisa sebagai input ke MCU dengan tingkat kelajuan rendah 2. Punched tape; pembacaan sebaris dalam waktu yang sama. Pembacaan dilakukan persetiap blok. 3. Magnetic tape; dipersiapkan mengunakan metoda berbasis komputertidak dapat editing pada tape dan kemampuan terbatas. 4. Direct communication link; transmisi data NC dengan melalui jaringan, MCU digantikan dengan mikrokomputer, dapat memonitor beberapa mesin secara simultan 6 3

4 Kode simbolik Dalam aplikasi NC selalu digunakan kode: BCD (binary-coded decial) ASCII (American Standard Code for Information Interchange) BCD Berdasarkan EIA Standard RS-244A Data berupa simbol, kata, angka harus merepresentasikan 8mark. ASCII Juga digunakan pada komputer dan telekomunikasi Mempunyai karakter yang lebih lengkap dibandingkan BCD 7 NC words Nomor urut (kode N); khusus untuk penomoran secara berurutan yang dapat juga untuk identifikasi setiap blok. Preparatory word (kode G); digunakan sebagai alat komunikasi untuk persiapan masuk ke MCU. Sesuai dengan EIA standar RS- 273 Koordinat (X, Y dan Z); memberikan posisi koordinat tool. Perpindahan sejauh 0.6in dengan arah positif pada sistem NC dengan BLU=0.001in. Dan jumlah pergeseran 600, maka dalam NC part program akan ditulis X+600. Laju pemakanan (kode F); untuk berhubungan dengan suapan (feed) pada operasi pemesinan. Unit: inchi per minute (ipm) Kecepatan spindle (kode S); dikhususkan kecepatan pemotongan pada proses pemesinan. Unitnya revolusion per minute (rpm) Pemilihan tool (kode T); dirancang untuk mesin yang berhubungan dengan tool turret atau automatic tool changer Miscellaneous function (kode M); dirancang untuk partikular mode dari operasi mesin perkakas NC. Misalnya aktifkan media pendingin (on/off). Sesuai dengan EIA standar RS

5 NC WORDS N code. sequence number: N0010 G code. preparatory word. Table 9.1 G codes g00 Rapid traverse g40 Cutter compensation - cancel g01 Linear interpolation g41 Cutter compensation - left * g02 g03 Circular interpolation, CW Circular interpolation, CCW g42 g70 Cutter compensation -right Inch format g04 g08 Dwell Acceleration * g71 g74 Metric format Full circle programming Off g09 Deceleration g75 Full circle programming On g17 g18 * g19 X-Y Plane Z-X Plane Y-Z Plane g80 * g81-9 * g90 Fixed cycle cancel Fixed cycles Absolute dimension programming 9 NC WORDS (continue) (5.000,4.000) Circular Interpolation: Full circle ON N0100 G02 X7.000 Y2.000 I0.000 J Cut from (5.000,4.000) to (7.000,2.000) CW (5.000,2.000) (7.000,2.000) 10 5

6 NC WORDS (continue) F Code. feed speed. inch/min (ipm), or ipr. F code must be given before either G01, G02, or G03 can be used. N0100 G02 X7.000 Y2.000 I5.000 J2.000 F6.00 S Code. cutting speed code. It is programmed in rpm. S code does not turn on the spindle, spindle is turned on by a M code. N0010 S NC WORDS (continue) M Code. miscellaneous word. Table 9.2. M codes m00 Program stop m06 Tool change m01 Optional stop m07 Flood coolant on m02 End of program m08 Mist coolant on m03 Spindle CW m09 Coolant off m04 Spindle CCW m30 End of tape 12 6

7 Contoh: Diameter cutter 0.25in. Feedrate 6ipm dan kecepatan potong 300sfpm (surface feet per minute). Axis Z sementara diabaikan dan lima titik (p 1 s/d p 5 ) diperlihatkan pada gambar. Perhitungan: Titik p 1 : x = = y = tan 67.5 = Titik p 2 : x = y = = Titik p 3 : y = = (-x + 6.5) = ( ) x = 0.866; maka x = Titik p 4 : y = x = = Titik p 5 : y = x = tan 67.5 = NC Programming N10 F6.0 S400 M03 N20 G01 X3.875 Y3.698 N40 G01 X5.634 Y9.125 N50 G03 X7.366 Y9.125 I6.5 J9. N60 G01 X8.948 N70 G01 X3.875 Y3.698 N80 G01 X2.0 Y2.0 M30 Part-programming 13 Part program (O-shape groove) Contoh Pemograman manual pada pemotongan aluminum: Pemesinan O-shape groove dengan menggunakan mesin CNC Terco. Gerakan pemesinan dibagi dalam tiga kelompok pengerjaan: Point-to-point tanpa memerlukan garis yang diinginkan dan menuju titik acuan dengan gerakan cepat. N001 G00 X00 Y00 Gerakan garis lurus dengan kecepatan konstan menuju ke titik acuan. N001 G01 F100 S8 M03 X00 Y00 Gerakan arc 14 7

8 Part Program (Parallel slots) Langkah pemotongan: 1. Sada 2. Dasda 3. Sda 15 Kompensasi radius-tool G40: batalkan kompensasi radius-tool G41: kompensasi kiri G42: kompensasi kanan M96: Blok tambahan untuk kurva eksternal M97: Menuju titik pemesinan ketika memotong kurva eksternal 16 8

9 Kompensasi Start kompensasi Inside corner Penggunaan M96 dan M97 Batalkan kompensasi tool 17 Pembuatan empat persegi dengan G

10 Computer-assisted part-programming Computer-assisted part-programming Bahasa pemograman untuk perhitungan lintasan pahat dan mempersiapkan punched card Lebih ekonomis jika dibandingkan dengan pemograman manual untuk komponen yang berbentuk rumit. Tugas programmer part-program Mulai dari konfigurasi benda kerja berdasarkan elemen dasar geometri seperti titik, garis permukaan, lingkaran dan sebagainya. Membentuk langkah pemesinan sepanjang elemen geometri. 19 Computer-assisted part programming Pengelompokkan part-program Bahasa berbasis pada pemesinan (machined-oriented languages) Membuat lintasan pahat dengan perhitungan koordinat berdasarkan format data koordinat, feed dan speed. General-purpose languages, dimulai dari processing stage dan post processing stage. Pre-Processing Processing Post-Processing 20 10

11 Processing stage Tahapan ini akan menghasilkan satu set titik data penghubung yang disebut dengan CL (cutter location) data yang merupakan common interface language. Pengelompokkan CL data Menterjemahkan simbol input (penghubung antara operator dan komputer) Perhitungan aritmatik untuk pengerjaan pemotongan. Perhitungan ofset cutter; menghitung ofset dari lintasan pahat berdasarkan geometri benda kerja. 21 Part programming dari CAD Mempunyai beberapa manfaat seperti: Memudahkan pembacaan geometri yang komplek Waktu pengerjaan semakin pendek Sistem CAD yang dapat berintegrasi dengan CAM CADAM: generate lintasan pahat berdasarkan apa yang didefenisikan user Computer vision (NC vision): interaktive mode CATIA : generate NC program secara internal NC-part program generator: berdasarkan ASCII file dari AutoCAD 22 11

12 Generate NC program dari data CAD Berdasarkan geometri Terbatas untuk bentuk geometri yang sederhana Memerlukan algortima pengenalan feature (feature recognition) yang tepat. Optimasi lintasan pahat NC Generate lintasan pahat untuk berbagai operasi NC Tidak memerlukan model matematik dalam mengkreasikan lintasan pahat optimum Hanya memerlukan identifikasi jumlah pemotongan yang minimal 23 Pendekatan analitik pada perencanaan lintasan pahat Optimasi pemesinan NC Optimasi parameter pemesinan (feed, speed, depth of cut) Minimasi panjang pemotongan Menggunakan beberapa metoda pada mesin milling seperti: Staircase: gerakan pahat selalu sejajar dengan kaki pada bidang. Window frame: gerakan pahat pertama mengikuti bentuk bidang dan pada tahap berikutnya semakin berkurang hingga menujuposisiditengahbidang. Catatan: Diameter cutter maka lintasan pahat Diameter cutter maka lintasan pahat Diameter cutter maka lintasan pahat 24 12

13 Staircase dan windowframe milling 25 A tool path is comprised of two parts 26 13

14 Length of cut within a polygon 27 Pemesinan dengan NC berdampak pada Akurasi Repeatability Fleksibilitas Ekonomis Peringkat otomasi mesin NC Pemograman manual Computer assisted programming Automated generation NC code 28 14

15 Tugas Pilih suatu komponen mekanik yang memiliki proses milling. Gambarkan komponen tersebut dalam bentuk solid (3D) dengan menggunakan AutoCAD. Tentukan parameter pemesinan miling (pahat, kecepatan spindle, kecepatan potong dll.) Buat program NC untuk proses milling. Ketentuan: Tugas kelompok (sesuai kelompok praktikum). NC program dibuat menggunakan text editor Jadwal Minggu 1: menyusun program NC program (printout dikumpulkan minggu depan) Minggu 2: asistensi dengan asisten untuk memverifikasi program NC (perlu membawa disket program NC dan disket gambar solid). Jadwal asistensi akan diumumkan Penilaian: Kompleksitas proses milling