Direktorat Pembinaan SMK 2013
34
Gambar 1.4. Sistem kontrol numerik
Pada sistem CNC, fungsi DPU selalu dilaksanakan melalui program kendali yang ada dalam komputer CNC. Bagian utama dari CLU adalah berkaitan
dengan perangkat keras.
1.3. Keuntungan Sistem NC
Sebelum, selama dan khususnya setelah perang dunia kedua, angkatan udara Amerika Serikat merasa bahwa pembuatan komponen-komponen
akurat pesawat terbang semakin sulit dihasilkan dengan hanya menggu- nakan mesin perkakas konvensional, sehingga mereka merasa perlu
mengembangkan pembuatan komponen-komponen tersebut dengan proses yang lebih mudah. Langkah pertama pengembangan mesin yang sesuai,
telah dilaksanakan pada perusahaan “Parson Company” di kota Traverse, Michigan, dan yang akhirnya diselesaikan di Laboratorium Servomekanisma
Massachusset Institute of Technology MIT. Pada tahun 1952 dihasilkanlah
Direktorat Pembinaan SMK 2013
35
sebuah mesin frais NC, dengan tiga sumbu terkontrol. Terlihat bahwa mo- tivasi pertama dalam pengembangan sistem NC untuk mesin perkakas adalah
tuntutan hasil pabrikasi berakurasi tinggi, khususnya komponen-komponen rumit, dikaitkan dengan keinginan untuk mempersingkat waktu produksi.
Akurasi adalah hal yang paling penting ketika dua bagian komponen yang harus dipasangkan diproduksi, seperti silinder dan piston motor, dan juga
untuk komponen-komponen yang harus dapat dipertukarkan, khususnya dalam industri mobil dan pesawat terbang. Dengan mesin konvensional,
menghasilkan suatu komponen yang harus dipotong dengan akurasi 0.01 mm atau yang lebih baik akan membutuhkan sejumlah ekstra waktu ter-tentu,
karena, misalnya, operator harus menghentikan proses pemotongan beberapa kali untuk mengukur atau memeriksa dimensi komponen untuk
memastikan agar komponen jangan sampai kelebihan pemotongan terlalu jauh. Telah terbukti bahwa waktu yang terbuang sia-sia untuk memeriksa
dimensi sekitar 70 s.d. 80 prosen dari waktu kerja total. Sementara mesin NC menghemat banyak waktu, dan toleransi yang diperlukan dapat diper-
tahankan dan ditingkatkan. Penghematan yang lebih lanjut dari sisi waktu dapat dicapai dari operasi yang
satu ke operasi lainnya pada waktu pemesinan benda kerja. Dengan mesin perkakas konvensional, harus dihentikan pada beberapa jenis operasi, karena
operator harus melangkah ke tahap berikutnya, seperti penggantian rodagigi, pergantian alat-potong dan lain sebagainya, semen-tara kecepatan produksi
juga bisa menurun akibat kelelahan operator. Da-lam sistem NC, masalah ini hampir tidak ada, dan lebih daripada itu, karena dalam NC, akurasi dapat
berulang, sehingga waktu inspeksi juga berkurang. Pemotongan kontur dalam tiga dimensi, atau meskipun dalam dua dimensi,
jelas tidak dapat dilakukan dengan operasi manual. Dan meskipun itu mungkin, operator harus memanipulasi dua roda tangan secara bergantian
hampir serempak, sementara akurasi tetap dipertahankan; maka itu hanya dapat dilakukan apabila komponen yang dikerjakan adalah sederhana dan
memerlukan akurasi relatif kecil. Dalam kondisi ini jelas, bahwa menger-jakan komponen seperti itu dengan mesin NC akan menghemat sejumlah waktu dan
meningkatkan akurasi bila dibandingkan dengan operasi manual.
Direktorat Pembinaan SMK 2013
36
Perlu diperhatikan, bahwa jalur transfer juga direncanakan untuk memper- cepat output. Dalam sistem ini, mesin ditempatkan sedemikian rupa pada
suatu jalur, di mana hasil dari satu mesin bisa dikirim ke mesin lainnya de- ngan siklus operasi terpendek. Siklus operasi pemesinan dibuat sederhana
dan tetap, sehingga proses kelihatan otomatis secara utuh. Bila diban-dingkan antara NC dan CNC, maka ada beberakan kelemahan sistem NC, antara lain
ialah: 1. Investasi awal yang tinggi dalam hal perlengkapan.
2. Waktu persiapan untuk setiap satu seri produksi lama. 3. Proses tidak fleksibel, karena setiap mesin direncanakan untuk
melakukan suatu siklus tetap tertentu. Jika konfigurasi komponen diubah, mesin harus disetel kembali atau bahkan diganti sama sekali.
4. Persiapan komponen yang besar diperlukan untuk proses, karena setiap komponen mesin harus selalu dalam kondisi baik.
Jalur transfer sesuai hanya untuk produksi massal, di mana komponen- komponen yang dihasilkan sampai ratusan ribu bahkan jutaan. Sementara
untuk memproduksi komponen dengan jumlah kecil, mesin harus dirancang sedemikian rupa untuk mampu membuat banyak operasi sekaligus dengan
penggantian urutan operasi dalam waktu yang singkat. Jelas kondisi ini memerlukan suatu tingkat fleksibilitas yang tinggi.
Ciri dari fleksibilitas tinggi terlihat pada sistem pabrikasi moderen, khusus-nya dalam industri pesawat terbang, di mana jumlah produksi biasanya kecil.
Berkaitan dengan perubahan teknologi yang sedemikian cepat, satu seri dari ratusan model pesawat terbang yang sama dapat diproduksi. Artinya, bahwa
penggunaan mesin perkakas haruslah ekonomis, meskipun jumlah produksi yang dihasilkan relatif kecil. Kondisi ini merupakan jawaban yang tersedia
melalui kehadiran sistem NC dan CNC: apabila suatu jenis produk baru diperlukan, hanya program bagian benda kerja saja yang harus diganti.
Juga sangat bermanfaat untuk diperhatikan bahwa mesin bubut otomatis dan mesin kopi telah ada sejak lama. Mesin kopi termasuk peraba stylus yang
bergerak sepanjang master kopi komponen yang akan diproduksi. Peraba mempunyai satu lengan yang berfungsi untuk memindahkan gerak peraba ke
Direktorat Pembinaan SMK 2013
37
alat potong melalui suatu mekanik perantara. Alat-potong ke-mudian menghasilkan suatu komponen yang berbentuk sama dengan master.
Kelemahan utama dari metoda pengkopian ini adalah bahwa waktu yang digunakan untuk menghasilkan kopi master, yang harus dibuat tanpa gerak
otomasi dan diproduksi dengan tingkat akurasi yang tinggi. Dengan NC dan CNC, kopi master tidak diperlukan.
Mesin bubut otomatis, yang sebenarnya cukup fleksibel, juga telah digunakan sejak lama. Penyetelan dimensi yang diperlukan ditetapkan melalui sepasang
microswitches dan stoppers, satu pasang untuk setiap akhir segmen. Penempatan yang benar dari suatu microswitch menentukan dimensi dan
toleransi dari komponen. Kecepatan pemakanan, kecepatan potong, dan fungsi bantu terprogram yang dibutuhkan, dalam suatu kode tertentu, pada
suatu plugboard blok steker. Plugboard terdiri dari suatu matriks soket yang berfungsi sebagai tempat menuliskan informasi dengan Steker plug. Setiap
baris dari matriks mengacu pada satu segmen benda kerja. Semua baris discan secara berurutan, sehingga dengan demikian metoda ini disebut
dengan kendali urutan sequence control. Sakelar pembatas akan memberikan sinyal untuk melaksanakan baris berikutnya, dan akan
menscanning baris berikutnya dengan urutan yang benar hingga pemesinan benda kerja yang dikehendaki selesai dibuat.
Bubut otomatis fleksibel mempunyai kelemahan utama yakni prosedur penyetelan sakelar pembatas dan stopper yang menghabiskan banyak waktu
dan membutuhkan pengalaman dan keterampilan operator yang tinggi. Di samping itu, harus diperhatikan bahwa karena jumlah sakelar pembatas dan
stopper terbatas, maka jumlah maksimum operasi terprogram pada satu komponen juga terbatas. Mesin bubut otomatis dapat digunakan secara
efektif untuk jumlah produksi sedang, yakni kira-kira 30 buah atau lebih, tetapi biaya tidak akan menjadi efektif untuk 4 atau 5 buah komponen. Namun
demikian, dengan mesin NC akan lebih ekonomis meskipun untuk menghasilkan satu buah komponen bila dibandingkan dengan metoda
konvensional. Sebagai kesimpulan, bahwa mesin perkakas NC memiliki sejumlah keun-
tungan, bila dibandingkan dengan metoda pemesinan lainnya:
Direktorat Pembinaan SMK 2013
38
1. Fleksibilitas penuh; suatu program komponen diperlukan untuk mem- produksi suatu komponen baru.
2. Akurasi dapat dipertahankan meskipun dengan kecepatan spindel dan pemakanan penuh.
3. Waktu produksi lebih singkat. 4. Memungkinkan pemesinan komponen atau benda kerja meskipun
konturnya rumit. 5. Penyetelan mesin mudah, yang mana membutuhkan lebih sedikit waktu
dibandingkan dengan metoda pemesinan lainnya. 6. Kebutuhan akan operator berpengalaman dan terampil dapat dihindarkan.
7. Operator mempunyai waktu bebas; waktu bebas ini dapat digunakan
untuk mengawasi operasi pemesinan lainnya.
Sementara kelemahan utama sistem NC adalah:
1. Biaya relatif tinggi. 2. Pemeliharaan lebih rumit; membutuhkan seorang staf khusus dalam
pemeliharaan. 3. Memerlukan seorang programmer komponen terlatih dan memiliki
keterampilan tinggi.
1.4. Klasifikasi Sistem NC
