Mesin CNC: Pengertian, Prinsip Kerja, Jenis, dan Komponennya

Mesin CNC, singkatan dari "Computer Numerical Control" atau dalam Bahasa Indonesia disebut " Komputer Kontrol Numerik" adalah mesin yang digunakan dalam proses manufaktur dengan menggunakan kontrol terkomputerisasi dan peralatan mesin. Kelebihan utama mesin ini adalah kecepatan dalam proses produksi, sehingga sangat cocok untuk produksi massal.

Mesin CNC pertama kali diciptakan pada tahun 1940-an dan 1950-an melalui modifikasi mesin perkakas konvensional. Awalnya, mesin ini dirancang untuk membuat benda kerja yang rumit. Namun, karena biaya pembuatan yang tinggi dan ukuran unit pengendali yang besar, hanya sedikit perusahaan yang mau berinvestasi dalam teknologi ini.

Perkembangan pesat mesin CNC terjadi pada tahun 1975, ketika mikroprosesor mulai digunakan, sehingga ukuran unit pengendali dapat diperkecil dan disederhanakan. Saat ini, mesin CNC telah banyak digunakan di berbagai bidang, seperti pendidikan, riset, serta industri berskala nasional dan internasional.

7 Komponen Utama Mesin CNC

1. Program: Program CNC berfungsi sebagai instruksi untuk mesin, sering dikenal sebagai G-Code.

2. Unit Kendali atau Processor: Unit ini bertanggung jawab untuk menjalankan program CNC dan mengatur pergerakan mesin.

3. Alat Cekam Benda Kerja: Alat ini digunakan untuk memegang benda kerja selama proses permesinan.

4. Motor Listrik Servo untuk Menggerakan Kontrol Tools: Motor ini menggerakkan alat-alat kontrol dengan presisi tinggi.

5. Motor Listrik untuk Menggerakan/ Memutar Pahat (Spindle): Motor ini menggerakkan atau memutar pahat untuk proses pemotongan.

6. Cutting Tools (Pahat): Alat ini digunakan untuk memotong, membentuk, atau mengolah benda kerja sesuai dengan desain.

7. Dudukan dan Pemegang Tools (Holder): Dudukan dan pemegang tools berfungsi untuk menahan dan mengamankan pahat selama proses permesinan.

Prinsip Kerja CNC

1. Membuat Program CNC: Program CNC disusun sesuai dengan produk yang akan dibuat. Program ini dapat ditulis langsung pada HMI mesin atau dibuat pada komputer menggunakan perangkat lunak pemrograman CNC.

2. Mengirim dan Menjalankan Program: Program CNC yang telah disusun (G-Code) dikirim ke prosesor mesin CNC. Prosesor ini kemudian mengatur motor servo pada mesin untuk menggerakkan perkakas yang bergerak.

3. Proses Permesinan: Motor servo dan motor spindle bekerja sama untuk menggerakkan alat-alat pemotong dan benda kerja. Proses permesinan dilakukan sesuai dengan program yang telah disusun, menghasilkan produk akhir yang sesuai dengan spesifikasi.

Baca juga: Memulai Usaha Bengkel Bubut: Rencana, Peralatan, Strategi

Alur Proses Pemesinan CNC

Pemesinan CNC, yang berkembang dari pemesinan kontrol numerik (NC) yang menggunakan kartu pita berlubang, adalah proses manufaktur yang menggunakan kontrol terkomputerisasi untuk mengoperasikan dan memanipulasi mesin serta alat pemotong untuk membentuk benda kerja dari berbagai material seperti logam, plastik, kayu, dan busa.

Walaupun terdapat banyak jenis dan proses dalam pemesinan CNC, prinsip dasar dari proses ini sebagian besar tetap sama. Tahapan dasar dalam pemesinan CNC meliputi:

1. Mendesain model CAD (Computer-Aided Design)
2. Mengkonversi file CAD ke program CNC (G-Code)
3. Mempersiapkan mesin
4. Menjalankan operasi pemesinan di mesin

Cara Pengoperasian

Pengoperasian mesin CNC umumnya dilakukan dengan memasukkan perintah numerik melalui tombol-tombol yang ada pada panel instrumen di setiap mesin. Ada dua sistem koordinat dalam proses pembuatan program di mesin CNC, yaitu sistem koordinat absolut dan sistem koordinat inkremental.

Baca juga: Generator Induksi: Pengertian, Konstruksi, dan Prinsip Kerja

Jenis-Jenis Mesin CNC

Mesin produksi yang menggunakan kontrol CNC telah banyak digunakan dalam industri manufaktur. Berikut adalah pembahasan mengenai proses pemrograman pada Mesin Bubut CNC dan Mesin Milling/Frais CNC:

1. Mesin Bubut CNC

Bubut CNC (Lathe CNC) adalah proses bubut yang dilakukan dengan menggunakan mesin bubut CNC, yang dioperasikan dengan menggunakan kode-kode standar, seperti kode G dan kode M.

Mesin bubut CNC memiliki sumbu yang sama dengan mesin bubut konvensional, yaitu sumbu X dan sumbu Z. Beberapa kelebihan dari penggunaan mesin bubut CNC adalah:

• Hasil produksi seragam dalam bentuk dan ukuran.
• Toleransi yang dapat disesuaikan dengan harapan operator.
• Proses kerja cepat, sehingga menghemat waktu.
• Biaya proses lebih murah.
• Pahat bubut CNC menggunakan insert, yang lebih hemat dibandingkan dengan pahat bubut konvensional.

2. Mesin Milling/Frais CNC

Seperti halnya proses bubut, mesin milling/frais CNC juga dioperasikan dengan menggunakan kode G dan kode M. Mesin milling memiliki tiga sumbu yang dapat bergerak secara bersamaan, yaitu sumbu X, Y, dan Z. Pergerakan mesin ini dirancang terkoordinasi untuk mendapatkan lintasan tertentu, sehingga dinamakan sumbu yang berkesinambungan atau sumbu kontur (contouring axis).

Sumbu Z orientasinya searah dengan gerak putar spindle, sumbu X dengan arah gerak horizontal, dan sumbu Y mengikuti kaidah tangan kanan sehingga membentuk sistem sumbu XYZ untuk menyatakan gerakan translasi pahat. Kelebihan yang ditawarkan oleh mesin CNC meliputi:

• Ketelitian yang tinggi
• Ketepatan yang tinggi
• Produktivitas yang tinggi
• Kemampuan mengerjakan bentuk yang kompleks

Dengan teknologi CNC, proses manufaktur menjadi lebih efisien, akurat, dan seragam, yang sangat penting dalam produksi massal dan industri yang memerlukan presisi tinggi.

Semoga bermanfaat, kunjungi artikel-artikel dari Kelas Teknisi lainnya, terima kasih.