Cara kerja mesin CNC dan aplikasinya

Mesin CNC di mana-mana ada di banyak pabrik dan bengkel dari semua jenis. Keuntungan luar biasa mereka telah membuat mereka menjadi mesin yang hampir penting untuk suku cadang permesinan. Sekarang setelah Anda mengetahui apa jenis mesin tersebut, berikut ini adalah tahu cara kerja mesin CNC, bagaimana suku cadang dikerjakan, bahasa pemrograman yang digunakan, serta aplikasi paling umum dari mesin ini.

Cara kerja mesin CNC: CNC atau mesin kontrol numerik

Dari desain CAD (Computer-Aided Design atau Computer Aided Design) atau CAM (Computer-Aided Manufacturing atau Computer Aided Manufacturing), beberapa membaca atau kode bahasa yang dengannya mesin CNC akan dapat mengikuti rute atau gerakan yang ditandai untuk pemesinan bagian dalam urutan yang sesuai sehingga diperoleh hasil yang diinginkan. Artinya, pada akhir proses, bagian tersebut identik dengan yang ada di desain komputer.

Dengan kata lain, berkat kode-kode ini dimungkinkan untuk gerakkan kepala dengan work tool melalui sumbu mesin. Tentu saja, pahat dapat berbeda dari satu mesin ke mesin lainnya, beberapa bahkan memiliki kepala multi-alat untuk berpindah di antara beberapa dan menawarkan fleksibilitas kerja yang lebih besar. Misalnya, mungkin ada alat pemotong, alat bor, alat penggilingan atau pembubutan, alat las, alat pencari, dll.

Kontrol gerakan

Mesin CNC memiliki: dua atau lebih alamat yang dapat diprogram (sumbu). Umumnya ada 3 (X, Y, Z), meski terkadang bisa lebih seperti yang kita lihat di artikel sebelumnya, selain memungkinkan rotasi (sumbu putar disebut A, B, C). Bergantung pada jumlah sumbu, Anda dapat melakukan pemesinan yang kurang lebih rumit. Semakin banyak sumbu, semakin besar derajat kebebasan bergerak, sehingga bisa membuat ukiran yang jauh lebih rumit.

untuk gerakan kontrol Dari sumbu ini, dua jenis sistem dapat digunakan yang dapat bekerja secara individu atau bersama-sama:

Nilai mutlak (kode G90): dalam hal ini koordinat titik tujuan dirujuk ke titik koordinat asal. Variabel X (pengukuran diameter akhir) dan Z (pengukuran dalam arah sejajar dengan sumbu rotasi poros) digunakan.
Nilai tambahan (kode G91): dalam hal ini koordinat titik tujuan dirujuk ke titik saat ini. Variabel U (jarak radial) dan W (diukur dalam arah sejajar dengan sumbu rotasi poros) digunakan.

Aksesori yang dapat diprogram

Hanya dengan motion control mesin CNC tidak bisa digunakan. Oleh karena itu, mesin harus diprogram dengan cara lain. Jenis mesin CNC sebenarnya terkait erat dengan jenis aksesori yang dapat diprogram yang dimilikinya. Misalnya, dalam pemesinan Anda dapat memiliki fungsi tertentu yang dapat diprogram seperti:

perubahan alat otomatis: pada beberapa pusat permesinan multi-alat. Kepala pahat dapat diprogram untuk menggunakan pahat yang diperlukan dalam setiap kasus tanpa harus memasukkannya ke dalam poros secara manual.
Kecepatan dan aktivasi spindel: Kecepatan spindel dalam putaran per menit (RPM) juga dapat diprogram, termasuk arah putaran (searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam), serta berhenti atau aktif.
Lemari es: Banyak mesin pemesinan yang bekerja dengan bahan keras, seperti batu atau logam, membutuhkan pendingin agar tidak terlalu panas. Pendingin juga dapat diprogram untuk hidup atau mati selama siklus kerja.

program CNC

Mesin CNC dapat diprogram, seperti yang terlihat, tetapi mereka melakukannya dengan: metode yang berbeda yang harus Anda ketahui saat beroperasi dengan salah satunya:

panduan: Memasukkan informasi yang Anda inginkan pada prompt perintah. Untuk melakukan ini, Anda harus mengetahui kode alfanumerik yang distandarisasi, seperti DIN 66024 dan DIN 66025.
Otomatis: ini adalah kasus yang paling umum saat ini, dan dilakukan melalui komputer yang terhubung ke mesin CNC. Seseorang akan dapat memodifikasi data melalui perangkat lunak, tanpa perlu mengetahui kodenya, karena program itu sendiri akan bertugas menerjemahkannya ke dalam instruksi yang dapat dimengerti untuk mesin CNC. Hal ini dilakukan melalui bahasa yang disebut APT, yang selanjutnya akan diterjemahkan ke dalam biner (nol dan satu) sehingga mikrokontroler mesin CNC dapat memahaminya dan menerjemahkannya ke dalam gerakan.

Saat ini, ada juga beberapa mesin CNC lainnya lebih canggih dan lebih mudah digunakan, seperti yang otomatis yang mungkin membutuhkan lebih sedikit campur tangan manusia.

Contoh program CNC. Sumber: Researchgate

Yang disebut program CNC, yang ditulis dalam a bahasa tingkat rendah yang disebut G dan M (distandarisasi oleh ISO 6983 dan EIA RS274) dan terdiri dari:

G-kode: instruksi gerakan umum. Misalnya, G dapat bergerak maju, bergerak secara radial, jeda, siklus, dan sebagainya.
Kode-M: yang tidak sesuai dengan gerakan atau lain-lain. Contoh M bisa memulai atau menghentikan spindel, mengganti alat, menerapkan pendingin, dll.
N: program dibagi menjadi beberapa fase atau blok instruksi yang akan dipimpin oleh huruf N. Setiap blok diberi nomor, karena tindakan pemesinan dijalankan secara berurutan. Mesin akan menghormati penomoran.
Variabel atau alamat: Kode juga berisi jenis nilai ini, seperti F untuk laju gerak makan, S untuk kecepatan spindel, T untuk pemilihan pahat, I, J, dan K untuk lokasi pusat busur, X, Y, dan Z untuk pergerakan sumbu, dll.

Semua akan tergantung pada jenis mesin. Misalnya, mesin CNC untuk pembengkokan lembaran logam tidak sama dengan mesin untuk memotong. Yang pertama tidak memiliki poros dan tidak memerlukan pendingin.

Tabel contoh kode G dan M

Jika Anda melihat tabel di atas, kita bisa gunakan contoh blok untuk menjelaskan apa yang terjadi. Misalnya, bayangkan Anda memiliki kode atau program CNC berikut:

N3 G01 X12.500 Z32.000 F800

Potongan kecil kode CNC ini akan memberi tahu mesin CNC, setelah diterjemahkan ke dalam biner, untuk melakukannya tindakan berikut:

N3 menunjukkan bahwa itu adalah blok ketiga yang akan dieksekusi. Oleh karena itu, akan ada dua blok sebelumnya.
G01: melakukan gerakan linier.
X12.500: akan bergerak 12.5 mm sepanjang sumbu X.
Z32.000: itu akan bergerak 32 mm sepanjang sumbu Z. Dalam hal ini tidak akan ada gerakan di Y.
F800: Umpan dibuat dengan kecepatan 800 mm/menit.

bahasa APT

Selain itu, bahasa yang tepat itu adalah bahasa pemrograman yang akan digunakan sebagai kode perantara antara yang sebelumnya dan kode mesin (kode biner) yang dapat dipahami oleh MCU. Ini dikembangkan di laboratorium MIT, oleh Douglas T. Ross. Saat itu, pada tahun 1956, digunakan untuk mengontrol servomekanisme, tetapi penggunaannya sekarang telah menyebar dan telah menjadi standar internasional untuk kontrol numerik.

Itu dianggap pendahulu CAM, dan mirip dengan bahasa lain seperti FORTRAN. Kode ini akan diubah oleh perangkat lunak komputer menjadi serangkaian instruksi biner yang akan dimuat ke dalam memori mikrokontroler mesin CNC sehingga dapat mengeksekusinya, menghasilkan sinyal kontrol listrik untuk menggerakkan motor dan peralatan.

Bahasa APT ini dapat mengontrol banyak parameter dari mesin CNC:

Kecepatan spindel (RPM)
Spindel Hidup atau Mati
Rotasi
perhentian terjadwal
Pendingin
Pergerakan ke segala arah yang mungkin (XYZ dan ABC)
Waktu
siklus berulang
lintasan
Dan lain-lain

Tentu saja, mereka yang mengoperasikan mesin CNC tidak perlu mengetahui bahasa APT ini, karena perangkat lunak saat ini cukup intuitif dan memungkinkan kontrol yang mudah, menerjemahkan APT secara transparan kepada pengguna untuk membuat bagian yang telah dirancang dalam file CAD/CAM. Namun, tidak ada salahnya untuk mengetahui bahwa itu ada dan apa adanya.

Saat ini, mesin CNC modern sudah memiliki antarmuka grafis dengan layar sentuh dan komputer terintegrasi yang sangat memudahkan penggunaannya. Mereka sangat intuitif, dan tidak perlu banyak belajar. Melalui pen drive atau memori USB, mereka akan memungkinkan Anda untuk memuat desain potongan, sehingga dapat dirancang pada komputer independen lain.

pengontrol CNC

El cnc-controller Ini akan menjadi orang yang bertugas menafsirkan program CNC, perintahnya secara berurutan, dan akan melakukan gerakan dan fungsi yang diperlukan, antara lain.

Program CAM / CAD

Un Perangkat lunak CAD atau CAM Ini akan digunakan untuk membuat desain atau model dari apa yang dimaksudkan untuk diproduksi. Perangkat lunak saat ini sudah memungkinkan untuk beralih dari jenis format ini ke program CNC secara otomatis.

sistem DNC

Mengenai DNC (Kontrol Numerik Langsung), adalah istilah yang mengacu pada komputer yang terhubung oleh jaringan ke satu atau lebih mesin CNC. Dengan cara ini, program CNC dapat ditransfer ke mesin, baik melalui Ehternet, atau melalui port yang lebih klasik dan sederhana seperti port serial RS-232C, yang masih digunakan di banyak mesin industri.

Aplikasi mesin CNC

mesin cnc mereka memiliki lebih banyak aplikasi daripada yang Anda bayangkan. Sebagian besar industri dan bengkel, dari yang terkecil hingga terbesar, bergantung pada satu atau lebih tim ini. Mereka bahkan dapat digunakan di rumah untuk pekerjaan DIY tertentu untuk pembuat.

Kenyamanan (DIY dan pembuat)

Banyak pembuat memiliki mesin CNC kecil dari berbagai jenis di rumah untuk membuat beberapa proyek DIY. Ini juga dapat digunakan oleh individu untuk melakukan tugas-tugas tertentu dari rumah:

Membuat potongan perhiasan.
Pemesinan bahan untuk membuat bagian atau komponen.
Buat suku cadang untuk memperbaiki kendaraan atau jenis peralatan lainnya saat suku cadang tidak lagi dijual.
Membuat karya seni atau ukiran.

Lokakarya dan industri manufaktur

Tentu saja, di bidang profesional, baik di bengkel maupun di pabrik, juga sangat umum untuk melihat mesin CNC, baik untuk tukang kayu, bengkel, manufaktur suku cadang, industri tekstil, sektor penerbangan, dekorasi, pembuatan kabinet, dll. Sebagai contoh:

Pemotongan laser lembaran logam.
pengelasan plasma.
Pick & Place, atau menempatkan suku cadang atau komponen tepat di tempat perakitannya.
Pembengkokan batang, tabung, pelat…
Pengeboran.
Pembubutan atau penggilingan kayu.
Pembuatan suku cadang khusus.
Pemodelan atau manufaktur aditif.
Pembuatan implan atau prostesis untuk penggunaan medis.
Ukiran.
Dan lain-lain

industri elektronik

Disebutkan secara khusus layak untuk mesin CNC yang juga telah digunakan di sektor yang kompetitif dan canggih seperti: industri elektronik dan semikonduktor. Mesin ini dapat melakukan banyak tugas, seperti:

Pemotongan wafer semikonduktor.
Pembuatan heat sink dari blok tembaga atau aluminium.
Pembuatan casing/struktur untuk komputer, televisi, ponsel, dll.
Pilih & Tempatkan untuk menempatkan komponen pemasangan permukaan pada papan PCB di tempat untuk penyolderan berikutnya.
Pengelasan
Ukiran laser merek dan logo.
Untuk membentuk lensa.
Dan lain-lain

Hardwarelibre

Cara kerja dan aplikasi mesin CNC