Apa itu mesin CNC?

Sejarah Mesin CNC
John T. Parsons (1913-2007) dari Parsons Corporation di Traverse City, MI dianggap sebagai pelopor kontrol numerik, cikal bakal mesin CNC modern.Atas karyanya, John Parsons disebut sebagai bapak revolusi industri ke-2.Dia perlu memproduksi baling-baling helikopter yang rumit dan segera menyadari bahwa masa depan manufaktur adalah menghubungkan mesin ke komputer.Saat ini suku cadang produksi CNC dapat ditemukan di hampir setiap industri.Berkat mesin-mesin CNC, kita mempunyai barang-barang yang lebih murah, pertahanan nasional yang lebih kuat, dan standar hidup yang lebih tinggi dibandingkan di negara-negara non-industri.Pada artikel ini, kita akan menjelajahi asal usul mesin CNC, berbagai jenis mesin CNC, program mesin CNC, dan praktik umum di toko mesin CNC.

Mesin Bertemu Komputer
Pada tahun 1946, kata “komputer” berarti mesin kalkulasi yang dioperasikan dengan kartu berlubang.Meskipun Parsons Corporation hanya membuat satu baling-baling sebelumnya, John Parsons meyakinkan Sikorsky Helicopter bahwa mereka dapat menghasilkan templat yang sangat presisi untuk perakitan dan pembuatan baling-baling.Dia akhirnya menemukan metode komputer kartu berlubang untuk menghitung titik pada bilah rotor helikopter.Kemudian dia meminta operator memutar roda ke titik tersebut pada mesin penggilingan Cincinnati.Dia mengadakan kontes untuk nama proses baru ini dan memberikan $50 kepada orang yang menciptakan “Kontrol Numerik” atau NC.

Pada tahun 1958, ia mengajukan paten untuk menghubungkan komputer ke mesin.Permohonan patennya tiba tiga bulan sebelum MIT yang sedang mengerjakan konsep yang dia mulai.MIT menggunakan konsepnya untuk membuat peralatan asli dan pemegang lisensi Mr. Parsons (Bendix) mensublisensikan antara lain ke IBM, Fujitusu, dan GE.Konsep NC lambat untuk dipahami.Menurut Mr. Parsons, orang-orang yang menjual ide tersebut adalah orang-orang komputer, bukan orang-orang manufaktur.Namun, pada awal tahun 1970-an, tentara AS sendiri mempopulerkan penggunaan komputer NC dengan membuat dan menyewakannya ke banyak produsen.Pengontrol CNC berevolusi secara paralel dengan komputer, mendorong semakin banyak produktivitas dan otomatisasi dalam proses manufaktur, khususnya permesinan.

Apa itu Mesin CNC?
Mesin CNC membuat suku cadang di seluruh dunia untuk hampir setiap industri.Mereka menciptakan benda-benda dari plastik, logam, aluminium, kayu, dan banyak bahan keras lainnya.Kata “CNC” adalah singkatan dari Computer Numerical Control, tetapi saat ini semua orang menyebutnya CNC.Jadi, bagaimana Anda mendefinisikan mesin CNC?Semua mesin kontrol gerak otomatis memiliki tiga komponen utama – fungsi perintah, sistem penggerak/gerakan, dan sistem umpan balik.Pemesinan CNC adalah proses penggunaan peralatan mesin yang digerakkan oleh komputer untuk menghasilkan suatu bagian dari bahan padat dalam bentuk yang berbeda.

CNC bergantung pada instruksi digital yang biasanya dibuat pada perangkat lunak Computer Aided Manufacturing (CAM) atau Computer Aided Design (CAD) seperti SolidWorks atau MasterCAM.Perangkat lunak ini menulis kode G yang dapat dibaca oleh pengontrol pada mesin CNC.Program komputer pada pengontrol menafsirkan desain dan menggerakkan alat pemotong dan/atau benda kerja pada beberapa sumbu untuk memotong bentuk benda kerja yang diinginkan.Proses pemotongan otomatis jauh lebih cepat dan akurat dibandingkan pergerakan perkakas dan benda kerja secara manual yang dilakukan dengan tuas dan roda gigi pada peralatan lama.Mesin CNC modern memiliki banyak perkakas dan menghasilkan banyak jenis pemotongan.Jumlah bidang gerak (sumbu) dan jumlah serta jenis perkakas yang dapat diakses mesin secara otomatis selama proses pemesinan menentukan seberapa rumit suatu benda kerja yang dapat dibuat oleh CNC.

Bagaimana Cara Menggunakan Mesin CNC?
Ahli mesin CNC harus memperoleh keterampilan dalam pemrograman dan pengerjaan logam untuk memanfaatkan sepenuhnya kekuatan mesin CNC.Sekolah perdagangan teknis dan program magang sering kali memberikan siswanya mesin bubut manual untuk merasakan cara memotong logam.Masinis harus mampu membayangkan ketiga dimensi tersebut.Saat ini perangkat lunak membuat pembuatan bagian-bagian yang kompleks menjadi lebih mudah, karena bentuk bagian dapat digambar secara virtual dan kemudian jalur alat dapat disarankan oleh perangkat lunak untuk membuat bagian-bagian tersebut.

Jenis Software yang Biasa Digunakan dalam Proses Pemesinan CNC
Menggambar dengan Bantuan Komputer (CAD)
Perangkat lunak CAD adalah titik awal untuk sebagian besar proyek CNC.Ada banyak paket perangkat lunak CAD yang berbeda, namun semuanya digunakan untuk membuat desain.Program CAD yang populer termasuk AutoCAD, SolidWorks, dan Rhino3D.Ada juga solusi CAD berbasis cloud, dan beberapa menawarkan kemampuan CAM atau berintegrasi dengan perangkat lunak CAM lebih baik daripada yang lain.

Manufaktur Berbantuan Komputer (CAM)
Mesin CNC sering kali menggunakan program yang dibuat oleh perangkat lunak CAM.CAM memungkinkan pengguna mengatur “pohon pekerjaan” untuk mengatur alur kerja, mengatur jalur pahat, dan menjalankan simulasi pemotongan sebelum mesin melakukan pemotongan sebenarnya.Seringkali program CAM berfungsi sebagai tambahan pada perangkat lunak CAD dan menghasilkan kode-g yang memberi tahu alat CNC dan bagian pergerakan benda kerja ke mana harus pergi.Penyihir dalam perangkat lunak CAM membuatnya lebih mudah untuk memprogram mesin CNC.Perangkat lunak CAM yang populer termasuk Mastercam, Edgecam, OneCNC, HSMWorks, dan Solidcam.Mastercam dan Edgecam menguasai hampir 50% pangsa pasar CAM kelas atas menurut laporan tahun 2015.

Apa itu Kontrol Numerik Terdistribusi?
Kontrol Numerik Langsung yang menjadi Kontrol Numerik Terdistribusi (DNC)
Kontrol Numerik Langsung digunakan untuk mengelola program NC dan parameter mesin.Ini memungkinkan program untuk berpindah melalui jaringan dari komputer pusat ke komputer terpasang yang dikenal sebagai unit kontrol mesin (MCU).Awalnya disebut “Kontrol Numerik Langsung,” ini mengabaikan kebutuhan akan pita kertas, tetapi ketika komputer mati, semua mesinnya mati.

Kontrol Numerik Terdistribusi menggunakan jaringan komputer untuk mengoordinasikan pengoperasian beberapa mesin dengan memasukkan program ke CNC.Memori CNC menyimpan program dan operator dapat mengumpulkan, mengedit, dan mengembalikan program.

Program DNC modern dapat melakukan hal berikut:
● Pengeditan – Dapat menjalankan satu program NC sementara program lainnya sedang diedit.
● Bandingkan – Bandingkan program NC asli dan yang telah diedit secara berdampingan dan lihat hasil editnya.
● Mulai ulang – Jika suatu alat rusak, program dapat dihentikan dan dimulai ulang dari titik terakhirnya.
● Pelacakan pekerjaan – Operator dapat mencatat pekerjaan dan melacak pengaturan dan waktu proses, misalnya.
● Menampilkan gambar – Menampilkan foto, gambar CAD alat, perlengkapan, dan bagian penyelesaian.
● Antarmuka layar tingkat lanjut – Pemesinan satu sentuhan.
● Manajemen basis data tingkat lanjut – Mengatur dan memelihara data agar dapat diambil dengan mudah.

Pengumpulan Data Manufaktur (MDC)
Perangkat lunak MDC dapat mencakup semua fungsi perangkat lunak DNC ditambah mengumpulkan data tambahan dan menganalisisnya untuk efektivitas peralatan secara keseluruhan (OEE).Efektivitas Peralatan Secara Keseluruhan bergantung pada hal-hal berikut: Kualitas – jumlah produk yang memenuhi standar kualitas dari seluruh produk yang diproduksi Ketersediaan – persentase waktu yang direncanakan untuk peralatan tertentu bekerja atau memproduksi suku cadang Kinerja – kecepatan pengoperasian aktual dibandingkan dengan pengoperasian yang direncanakan atau ideal tingkat peralatan.

OEE = Kualitas x Ketersediaan x Kinerja
OEE adalah metrik kinerja utama (KPI) untuk banyak bengkel mesin.

Solusi Pemantauan Mesin
Perangkat lunak pemantauan mesin dapat diintegrasikan ke dalam perangkat lunak DNC atau MDC atau dibeli secara terpisah.Dengan solusi pemantauan mesin, data mesin seperti setup, runtime, dan downtime dikumpulkan secara otomatis dan digabungkan dengan data manusia seperti kode alasan untuk memberikan pemahaman historis dan real-time tentang bagaimana pekerjaan dijalankan.Mesin CNC modern mengumpulkan sebanyak 200 jenis data, dan perangkat lunak pemantauan mesin dapat menjadikan data tersebut berguna bagi semua orang mulai dari lantai pabrik hingga lantai paling atas.Perusahaan seperti Memex menawarkan perangkat lunak (Tempus) yang mengambil data dari segala jenis mesin CNC dan memasukkannya ke dalam format database standar yang dapat ditampilkan dalam bagan dan grafik yang bermakna.Standar data yang digunakan oleh sebagian besar solusi pemantauan mesin yang tersebar luas di AS disebut MTConnect.Saat ini banyak peralatan mesin CNC baru yang dilengkapi untuk menyediakan data dalam format ini.Mesin lama masih dapat memberikan informasi berharga dengan adaptor.Pemantauan mesin untuk mesin CNC telah menjadi arus utama dalam beberapa tahun terakhir, dan solusi perangkat lunak baru selalu dalam pengembangan.

Apa saja Jenis-Jenis Mesin CNC?
Ada banyak sekali jenis mesin CNC saat ini.Mesin CNC adalah mesin perkakas yang memotong atau memindahkan material sesuai yang diprogram pada pengontrolnya seperti dijelaskan di atas.Jenis pemotongan dapat bervariasi dari pemotongan plasma hingga pemotongan laser, penggilingan, perutean, dan mesin bubut.Mesin CNC bahkan dapat mengambil dan memindahkan barang di jalur perakitan.

Di bawah ini adalah tipe dasar mesin CNC:
mesin bubut:CNC jenis ini memutar benda kerja dan menggerakkan pahat pemotong ke benda kerja.Mesin bubut dasar memiliki 2 sumbu, namun lebih banyak sumbu dapat ditambahkan untuk meningkatkan kompleksitas pemotongan.Bahan diputar pada spindel dan ditekan pada alat gerinda atau ukiran sehingga menghasilkan bentuk yang diinginkan.Mesin bubut digunakan untuk membuat benda simetris seperti bola, kerucut, atau silinder.Banyak mesin CNC yang multifungsi dan menggabungkan semua jenis pemotongan.

Router:Router CNC biasanya digunakan untuk memotong dimensi besar pada kayu, logam, lembaran, dan plastik.Router standar beroperasi pada koordinat 3 sumbu, sehingga dapat memotong dalam tiga dimensi.Namun, Anda juga dapat membeli mesin 4,5 dan 6 sumbu untuk model prototipe dan bentuk yang rumit.

Penggilingan:Mesin penggilingan manual menggunakan roda tangan dan sekrup timah untuk mengartikulasikan alat pemotong ke benda kerja.Di pabrik CNC, CNC menggerakkan sekrup bola dengan akurasi tinggi ke koordinat tepat yang diprogram.Mesin penggilingan CNC hadir dalam beragam ukuran dan tipe dan dapat berjalan pada banyak sumbu.

Pemotong Plasma:Pemotong plasma CNC menggunakan laser yang kuat untuk memotong.Kebanyakan pemotong plasma memotong bentuk terprogram dari lembaran atau pelat.

Pencetak 3D:Printer 3D menggunakan program untuk memberi tahu di mana harus meletakkan potongan-potongan kecil material untuk membuat bentuk yang diinginkan.Bagian 3D dibuat lapis demi lapis dengan laser untuk memadatkan cairan atau daya seiring bertambahnya lapisan.

Pilih dan Tempatkan Mesin:Mesin “pick and place” CNC bekerja mirip dengan router CNC, namun alih-alih memotong material, mesin ini memiliki banyak nozel kecil yang mengambil komponen menggunakan ruang hampa, memindahkannya ke lokasi yang diinginkan, dan meletakkannya.Ini digunakan untuk membuat meja, motherboard komputer, dan perangkat listrik lainnya (antara lain).

Mesin CNC dapat melakukan banyak hal.Saat ini teknologi komputer dapat diterapkan pada mesin yang bisa dibayangkan.CNC menggantikan antarmuka manusia yang diperlukan untuk memindahkan bagian-bagian mesin untuk mendapatkan hasil yang diinginkan.CNC saat ini mampu memulai dengan bahan mentah, seperti balok baja, dan membuat bagian yang sangat kompleks dengan toleransi yang tepat dan kemampuan pengulangan yang luar biasa.

Menyatukan Semuanya: Bagaimana Toko Mesin CNC Membuat Suku Cadang
Mengoperasikan CNC melibatkan komputer (pengontrol) dan pengaturan fisik.Proses bengkel mesin pada umumnya terlihat seperti ini:

Seorang insinyur desain membuat desain dalam program CAD dan mengirimkannya ke pemrogram CNC.Pemrogram membuka file dalam program CAM untuk menentukan alat yang dibutuhkan dan untuk membuat program NC untuk CNC.Dia mengirimkan program NC ke mesin CNC dan memberikan daftar pengaturan perkakas yang benar kepada operator.Operator penyetel memuat perkakas sesuai petunjuk dan memuat bahan mentah (atau benda kerja).Dia kemudian menjalankan potongan sampel dan mengukurnya dengan alat jaminan kualitas untuk memverifikasi bahwa mesin CNC membuat suku cadang sesuai dengan spesifikasi.Biasanya, operator penyetelan memberikan artikel pertama kepada departemen kualitas yang memverifikasi semua dimensi dan menandatangani penyetelan.Mesin CNC atau mesin terkait diisi dengan bahan mentah yang cukup untuk membuat jumlah potongan yang diinginkan, dan operator mesin berjaga untuk memastikan bahwa mesin terus berjalan, membuat suku cadang sesuai spesifikasi.dan memiliki bahan baku.Tergantung pada pekerjaannya, sering kali mesin CNC dapat dijalankan dalam kondisi “mati lampu” tanpa kehadiran operator.Bagian yang sudah jadi dipindahkan ke area yang ditentukan secara otomatis.

Produsen saat ini dapat mengotomatiskan hampir semua proses dengan waktu, sumber daya, dan imajinasi yang cukup.Bahan mentah dapat dimasukkan ke dalam mesin dan suku cadang yang sudah jadi dapat dikemas siap pakai.Produsen bergantung pada berbagai macam mesin CNC untuk membuat sesuatu dengan cepat, akurat, dan hemat biaya.