15
1 Departemen Teknik Industri FTI-ITB TI-3222: Otomasi Sistem Produksi Pemograman Numerical-Control Laboratorium Laboratorium Sistem Sistem Produksi Produksi www.lspitb.org www.lspitb.org ©2004 2004 TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 2 Departemen Teknik Industri FTI-ITB 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

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi · PDF filePada mesin bubut, axis X adalah arah gerakan tool dan ... Dalam aplikasi NC selalu digunakan kode: BCD (binary-coded decial) ASCII (American

  • Upload
    dobao

  • View
    236

  • Download
    2

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: TI-3222: Otomasi Sistem Produksi · PDF filePada mesin bubut, axis X adalah arah gerakan tool dan ... Dalam aplikasi NC selalu digunakan kode: BCD (binary-coded decial) ASCII (American

1

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi

Pemograman Numerical-Control

LaboratoriumLaboratorium SistemSistem ProduksiProduksiwww.lspitb.orgwww.lspitb.org

©©20042004

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 2

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

Hasil Pembelajaran• Umum

Mahasiwa mampu untuk melakukan pemograman mesinNC, memahami kode G dan M, serta merancang danmengimplementasikan pemograman NC.

• KhususMemahami dasar-dasar pemograman NC, mampumembuat, mengembangkan pemograman NC danmemberikan pengembangan pengetahuan otomasipemograman NC

Page 2: TI-3222: Otomasi Sistem Produksi · PDF filePada mesin bubut, axis X adalah arah gerakan tool dan ... Dalam aplikasi NC selalu digunakan kode: BCD (binary-coded decial) ASCII (American

2

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 3

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

Pemograman NC

• Sistem Koordinat

• Media penyimpanan program NC

• Kode simbolik

• Format masukan tape

• NC words

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 4

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

Sistem Koordinat• Setiap gerak axis dilengkapi

dengan sumber penggerak.

• Sumber penggerak antara lain adalah motor DC, motor stepper, dan aktuatorhidrolik.

• Gerak relatif antara tool danbenda kerja akan diatur olehmekanisme gerakan slides mesin perkakas.

• Gerakan utama tiga axis akanselalu berpedoman padasumbu x, y dan z.

Kaedah tangan kanan (sistem koordinat)

Sistem koordinat mesin bubut

+X

+Y+Z

Page 3: TI-3222: Otomasi Sistem Produksi · PDF filePada mesin bubut, axis X adalah arah gerakan tool dan ... Dalam aplikasi NC selalu digunakan kode: BCD (binary-coded decial) ASCII (American

3

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 5

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

Sistem Koordinat• Axis Z

Pada mesin dengan benda kerja berputar, sepertibubut, axis Z paralel dengan spindle, dan gerak positifsesuai dengan arah tool menjauhi benda kerja.Pada mesin dengan tool yang berputar, seperti mesinmilling atau boring, axis Z paralel pada tool axis, dangerak positif sesuai dengan arah tool menjauhi bendakerja.Pada mesin press, planning atau shearing, axis Z tegaklurus tool set, dan gerak positif akan menambah jarakantara tool dan benda kerja.

• Axis XPada mesin bubut, axis X adalah arah gerakan tool dangerak positif sesuai dengan arah tool menjauhi bendakerjaPada mesin milling horizontal, axis X paralel denganmeja.Pada mesin milling vertikal, axis X positif ke kanan.

• Axis YAxis ke arah kiri pada standar sistem koordinatCartesian

Sistem koordinat mesin drill

Sistem koordinat mesin milling

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 6

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

Media penyimpanan program NCAda 4 jenis media penyimpananprogram NC1. Punched card; data hanya bisa

sebagai input ke MCU dengan tingkatkelajuan rendah

2. Punched tape; pembacaan sebarisdalam waktu yang sama. Pembacaandilakukan persetiap blok.

3. Magnetic tape; dipersiapkanmengunakan metoda berbasiskomputertidak dapat editing padatape dan kemampuan terbatas.

4. Direct communication link; transmisidata NC dengan melalui jaringan, MCU digantikan denganmikrokomputer, dapat memonitorbeberapa mesin secara simultan

Page 4: TI-3222: Otomasi Sistem Produksi · PDF filePada mesin bubut, axis X adalah arah gerakan tool dan ... Dalam aplikasi NC selalu digunakan kode: BCD (binary-coded decial) ASCII (American

4

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 7

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

Kode simbolik

Dalam aplikasi NC selalu digunakankode:

BCD (binary-coded decial)ASCII (American Standard Code for Information Interchange)

BCDBerdasarkan EIA Standard RS-244AData berupa simbol, kata, angka harusmerepresentasikan 8mark.

ASCIIJuga digunakan pada komputer dantelekomunikasiMempunyai karakter yang lebih lengkapdibandingkan BCD

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 8

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

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 dalamNC 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 pemotonganpada 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 partikularmode dari operasi mesin perkakas NC. Misalnya aktifkan media pendingin (on/off). Sesuai dengan EIA standar RS-273.

Page 5: TI-3222: Otomasi Sistem Produksi · PDF filePada mesin bubut, axis X adalah arah gerakan tool dan ... Dalam aplikasi NC selalu digunakan kode: BCD (binary-coded decial) ASCII (American

5

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 9

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

NC WORDS

g00 g01 g02 g03 g04 g08 g09 g17 g18 g19

Rapid traverse Linear interpolation Circular interpolation, CW Circular interpolation, CCW Dwell Acceleration Deceleration X-Y Plane Z-X Plane Y-Z Plane

g40 g41 g42 g70 g71 g74 g75 g80 g81 -9 g90

Cutter compensation - cancel Cutter compensation - left Cutter compensation -right Inch format Metric format Full circle programming Off Full circle programming On Fixed cycle cancel Fixed cycles Absolute dimension programming

Table 9.1 G codes

N code. sequence number: N0010

G code. preparatory word.

*

*

*

*

*

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 10

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

NC WORDS (continue)

Circular Interpolation:

(5.000,2.000)(7.000,2.000)

N0100 G02 X7.000 Y2.000 I0.000 J-2.000

Cut from (5.000,4.000) to(7.000,2.000) CW

(5.000,4.000)Full circle ON

Page 6: TI-3222: Otomasi Sistem Produksi · PDF filePada mesin bubut, axis X adalah arah gerakan tool dan ... Dalam aplikasi NC selalu digunakan kode: BCD (binary-coded decial) ASCII (American

6

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 11

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

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 S1000

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 12

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

NC WORDS (continue)

M Code. miscellaneous word. Table 9.2. M codes

m00 m01 m02 m03 m04

Program stop Optional stop End of program Spindle CW Spindle CCW

Tool change Flood coolant on Mist coolant on Coolant off End of tape

m06 m07 m08 m09 m30

Page 7: TI-3222: Otomasi Sistem Produksi · PDF filePada mesin bubut, axis X adalah arah gerakan tool dan ... Dalam aplikasi NC selalu digunakan kode: BCD (binary-coded decial) ASCII (American

7

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 13

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

Part-programmingContoh: Diameter cutter 0.25in. Feedrate 6ipm dan kecepatanpotong 300sfpm (surface feet per minute). Axis Z sementara diabaikan dan lima titik (p1 s/d p5) diperlihatkan pada gambar.Perhitungan:Titik p1:

x = 4 - 0.125 = 3.875y = 4 – 0.125 tan 67.5 = 3.698

Titik p2:x = 3.875 y = 4 + 5 + 0.125 = 9.125

Titik p3:y = 9 + 0.125 = 9.125(-x + 6.5)2 + 0.1252 = (1 – 0.125)2

6.5 – x = 0.866; maka x = 5.634Titik p4:

y = 9.125x = 6.5 + 0.866 = 7.366

Titik p5:y = 9.125x = 9 + 0.125 tan 67.5 = 9.302

NC ProgrammingN10 F6.0 S400 M03N20 G01 X3.875 Y3.698N40 G01 X5.634 Y9.125N50 G03 X7.366 Y9.125 I6.5 J9.N60 G01 X8.948N70 G01 X3.875 Y3.698N80 G01 X2.0 Y2.0 M30

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 14

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

Part program (O-shape groove)ContohPemograman manual padapemotongan aluminum:

Pemesinan O-shape groove denganmenggunakan mesin CNC Terco. Gerakan pemesinan dibagi dalam tigakelompok pengerjaan:

Point-to-point tanpamemerlukan garis yang diinginkandan menuju titik acuan dengangerakan cepat.

N001 G00 X00 Y00

Gerakan garis lurus dengankecepatan konstan menuju ke titikacuan.

N001 G01 F100 S8 M03 X00 Y00

Gerakan arc

Page 8: TI-3222: Otomasi Sistem Produksi · PDF filePada mesin bubut, axis X adalah arah gerakan tool dan ... Dalam aplikasi NC selalu digunakan kode: BCD (binary-coded decial) ASCII (American

8

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 15

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

Part Program (Parallel slots)

Langkah pemotongan:1. Sada2. Dasda3. Sda

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 16

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

Kompensasi radius-tool

G40: batalkan kompensasiradius-tool

G41: kompensasi – kiriG42: kompensasi – kananM96: Blok tambahan untuk

kurva eksternalM97: Menuju titik pemesinan

ketika memotong kurvaeksternal

Page 9: TI-3222: Otomasi Sistem Produksi · PDF filePada mesin bubut, axis X adalah arah gerakan tool dan ... Dalam aplikasi NC selalu digunakan kode: BCD (binary-coded decial) ASCII (American

9

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 17

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

KompensasiStart kompensasi

Inside corner

Penggunaan M96 dan M97

Batalkan kompensasi tool

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 18

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

Pembuatan empat persegi dengan G41

Page 10: TI-3222: Otomasi Sistem Produksi · PDF filePada mesin bubut, axis X adalah arah gerakan tool dan ... Dalam aplikasi NC selalu digunakan kode: BCD (binary-coded decial) ASCII (American

10

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 19

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

Computer-assisted part-programmingComputer-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, lingkarandan sebagainya.

• Membentuk langkah pemesinan sepanjang elemengeometri.

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 20

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

Computer-assisted part programmingPengelompokkan 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.

ProcessingPre-Processing Post-Processing

Page 11: TI-3222: Otomasi Sistem Produksi · PDF filePada mesin bubut, axis X adalah arah gerakan tool dan ... Dalam aplikasi NC selalu digunakan kode: BCD (binary-coded decial) ASCII (American

11

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 21

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

Processing stageTahapan ini akan menghasilkan satuset titik data penghubung yang disebut dengan CL (cutter location) data yang merupakan common interface language.

Pengelompokkan CL data• Menterjemahkan simbol input

(penghubung antara operator dankomputer)

• Perhitungan aritmatik untukpengerjaan pemotongan.

• Perhitungan ofset cutter; menghitung ofset dari lintasanpahat berdasarkan geometribenda kerja.

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 22

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

Part programming dari CAD

Mempunyai beberapa manfaat seperti:• Memudahkan pembacaan geometri yang komplek• Waktu pengerjaan semakin pendek

Sistem CAD yang dapat berintegrasi denganCAM

• CADAM: generate lintasan pahat berdasarkan apayang didefenisikan user

• Computer vision (NC vision): interaktive mode• CATIA : generate NC program secara internal• NC-part program generator: berdasarkan ASCII

file dari AutoCAD

Page 12: TI-3222: Otomasi Sistem Produksi · PDF filePada mesin bubut, axis X adalah arah gerakan tool dan ... Dalam aplikasi NC selalu digunakan kode: BCD (binary-coded decial) ASCII (American

12

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 23

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

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

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 24

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

Pendekatan analitik pada perencanaan lintasan pahat

• Optimasi pemesinan NCOptimasi parameter pemesinan (feed, speed, depth of cut)Minimasi panjang pemotongan

• Menggunakan beberapa metoda pada mesin milling seperti:Staircase: gerakan pahat selalu sejajar dengan kaki padabidang.Window frame: gerakan pahat pertama mengikuti bentukbidang dan pada tahap berikutnya semakin berkurang hinggamenuju posisi di tengah bidang.

Catatan:Diameter cutter ↑ ↑ maka lintasan pahat ↓ ↓Diameter cutter ↓ ↓ maka lintasan pahat ↑ ↑Diameter cutter ≅ maka lintasan pahat ∼

Page 13: TI-3222: Otomasi Sistem Produksi · PDF filePada mesin bubut, axis X adalah arah gerakan tool dan ... Dalam aplikasi NC selalu digunakan kode: BCD (binary-coded decial) ASCII (American

13

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 25

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

Staircase dan windowframe milling

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 26

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

A tool path is comprised of two parts

Page 14: TI-3222: Otomasi Sistem Produksi · PDF filePada mesin bubut, axis X adalah arah gerakan tool dan ... Dalam aplikasi NC selalu digunakan kode: BCD (binary-coded decial) ASCII (American

14

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 27

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

Length of cut within a polygon

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 28

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

• Pemesinan dengan NC berdampak padaAkurasiRepeatabilityFleksibilitasEkonomis

• Peringkat otomasi mesin NC Pemograman manualComputer assisted programmingAutomated generation NC code

Page 15: TI-3222: Otomasi Sistem Produksi · PDF filePada mesin bubut, axis X adalah arah gerakan tool dan ... Dalam aplikasi NC selalu digunakan kode: BCD (binary-coded decial) ASCII (American

15

TI-3222: Otomasi Sistem Produksi - 9 29

Departemen Teknik Industri FTI-ITB

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

• JadwalMinggu 1: menyusun program NC program (printout dikumpulkan minggu depan)Minggu 2: asistensi dengan asisten untuk memverifikasiprogram NC (perlu membawa disket program NC dan disketgambar solid). Jadwal asistensi akan diumumkan

• Penilaian:Kompleksitas proses milling.