__________________________________Memahami Mesin CNC Lanjut
Teknik Pemesinan 428
perangkat lunak yang berupa program yang ditulis oleh Machine Tool Builder dan disimpan pada EPROM. Programasi bagi PC ini dilakukan
dengan memakai komputer pemrogram dengan bahasa tertentu. Pengaktifan dan penonaktifan komponen mesin perkakas seperti spindel
hidup, mati, arah putaran dan kecepatan putar, dan sebagainya dilaksanakan oleh processor pada PC Programmable Controller sesuai
dengan program yang ditulis oleh Machine Tool Builder pada EPROM.
Lewat panel kontrol inilah komunikasi antara operator dengan mesin dilaksanakan. Pada layar CRT dapat dilihat segala informasi yang
diinginkan. Selain itu bila CRT mempunyai kemampuan graphic mono- chrome atau colour maka simulasi proses ataupun pemrograman secara
simbolik dapat dilaksanakan lewat MDI Manual Data Input pada panel kontrol. Data input dilaksanakan melalui berbagai media diskette,
cassete yang digabungkan dengan bus melalui suatu interface.
B. Pengontrolan Sumbu Mesin Perkakas CNC
Putaran spindel poros utama mesin yang memutar benda kerja seperti pada Mesin Bubut atau yang memutar pahat seperti pada
Mesin Frais dan gerakan pahat relatif terhadap benda kerja merupakan masalah pokok dalam sistem pengontrolan mesin perkakas CNC.
Berbagai teknik diterapkan untuk mengontrol gerakan pahat relatif terhadap benda kerja, masing-masing mempunyai kelebihan dan
kekurangannya. Secara umum sistem pengontrolan dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis yaitu:
1. Sistem Kontrol Terbuka Open Loop Control
Pada sistem pengontrolan terbuka, motor penggerak biasanya motor step akan menggerakkan bagian yang digerakkan sesuai
dengan perintah. Motor akan mulai berputar bila pulsa-perintah command pulse diberikan dan berhenti bila pulsa tersebut tidak ada
lagi. Jarak yang ditempuh ditentukan oleh :
a. Jumlah pulsa yang diberikan b. Kepekaan
sensitivity sistem pengontrolan Kepekaan sistem pengontrolan dipengaruhi oleh karakteristik
motor step, yaitu rasio antara satuan pulsa input terhadap satuan gerakan output atau putaran per pulsa, dan rasio transmisi
sistem penggerak dari motor sampai komponen yang digerakkan.
Kecepatan gerakan ditentukan oleh frekuensi pulsa dan dibatasi sampai dengan kecepatan maksimum sesuai dengan daerah kerja
motor step max. pps, pulse per second. Pada umumnya daya motor step adalah rendah, kurang dari 1 KW, sehingga pemakaiannya pun
terbatas. Sistem kontrol terbuka dengan menggunakan motor step merupakan cara yang murah dan mudah dilaksanakan akan tetapi
__________________________________Memahami Mesin CNC Lanjut
Teknik Pemesinan 429
tidak selalu merupakan cara yang terbaik. Karena merupakan loop kontrol yang terbuka maka sistem pengontrolan mudah dipengaruhi
oleh “gangguan luar” dengan demikian ketelitian gerakan kesalahan jarakpemosisian juga terpengaruh.
2. Sistem Kontrol Tertutup Close Loop Control
Ketidak-tepatan jarak atau posisi akhir dari elemen yang digerakkan karena adanya gangguan dari luar dapat diperkecil
dengan menerapkan sistem kontrol tertutup, lihat Gambar 13.5.
Gambar 13.5. Sistem kontrol terbuka dan sistem kontrol tertutup yang diterapkan untuk mengontrol sumbu mesin perkakas.
Dalam sistem kontrol tertutup digunakan alat ukur posisi yang mampu memberikan umpan balik feed-back mengenai posisi akhir
komponen yang digerakkan. Dengan membandingkan sinyal umpan balik dengan sinyal referensi maka koreksi dapat dilakukan dan motor
dapat diperintah untuk digerakkan lagi plus atau minus sampai posisi yang dimaksud telah tercapai. Motor penggerak pada sistem
kontrol tertutup umumnya menggunakan motor servo.
3. Sistem Kontrol Langsung dan Sistem Kontrol tidak Langsung
Dipandang dari segi cara pangukuran pemindahan posisi elemen akhir, sistem pengontrolan gerakan relatif pahat terhadap benda kerja
dibedakan menjadi sistem kontrol langsung direct control dan sistem kontrol tidak langsung indirect control.
Pada sistem kontrol tertutup dilengkapi dengan sensor alat ukur posisi yang dapat membaca posisi elemen yang digerakkan yang
dikontrol. Apabila cara pengukuran pemindahan posisi ini dilakukan dengan menempatkan alat ukur posisi langsung pada elemen akhir
yang digerakkan maka dinamakan Sistem Kontrol Langsung. Akan
__________________________________Memahami Mesin CNC Lanjut
Teknik Pemesinan 430
tetapi jika pengukuran dilakukan secara tidak langsung, dikatakan sebagai Sistem Kontrol tidak Langsung.
Pada sistem kontrol langsung, skala dipasang pada meja dengan sensor yang diletakkan pada bagian diam suatu mesin perkakas lihat
Gambar 13.6. Sistem ini akan mampu memberikan sinyal posisi dengan ketelitian yang tinggi. Prinsip kontrol langsung ini tepat
diterapkan pada mesin perkakas CNC yang teliti atau pun bagi mesin perkakas CNC dengan jarak gerakan yang terbatas. Semakin panjang
gerakan yang dikontrol alat ukurnya menjadi semakin mahal.
Pada umumnya mesin perkakas NC cukup dilengkapi dengan system pengukuran posisi tak langsung. Dalam hal ini sensor alat
ukur hanyalah mendeteksi gerakan putaran salah satu elemen penggerak roda gigi, ball screw pada sistem transmisi gerakan meja
mesin. Semakin dekat posisi elemen penggerak pengukur pada sistem transmisi ini dengan elemen akhir yang digerakkan maka
ketelitian pengukuran posisi akan semakin baik. Hal ini disebabkan sistem kontrol tak langsung sesungguhnya merupakan “sistem kontrol
setengan terbuka”, karena dari elemen pengukur sampai dengan elemen yang dikontrol akan merupakan bagian yang “terbuka”.
Semua gangguan luar pada bagian ini seperti lenturan, puntiran, keterlambatan gerak balik back-lash dan ketidaktelitian geometri
elemen-elemen tersebut akan mempengaruhi ketelitian pemosisian elemen akhir atau elemen yang dikontrol.
Gambar 13.6. Sistem kontrol langsung. Gambar 13.6. Sistem Kontrol Langsung di mana sensor alat ukur
dapat membaca posisi meja secara langsung dan Sistem Kontrol Tidal Langsung dimana alat ukur mengukur perpindahan posisi meja
secara tak langsung melalui pengukuran putaran poros penggerak meja. Sistem Kontrol Tak Langsung dapat juga disebut sebagai
“sistem kontrol setengah terbuka”.
__________________________________Memahami Mesin CNC Lanjut
Teknik Pemesinan 431
4. Sistem Kontrol Analog dan Sistem Kontrol Digital
Berdasarkan jenis sinyal umpan balik yang dikeluarkan oleh alat ukur posisi dan cara pengolahannya sistem kontrol dapat dikatakan
sebagai Sistem Kontrol Analog dan Sistem Kontrol Digital. Sinyal Analog merupakan sinyal yang berkesinambungan continue dimana
berdasarkan kalibrasi dapat ditentukan korelasi antara besaran input perubahan posisi dengan besaran output besaran perantara,
biasanya merupakan sinyalvoltase listrik.
Dalam taraf perkembangan mesin perkakas CNC alat ukur analog pernah diterapkan yaitu berupa sistem kontak geser pada kawat
rangkaian tahanan listrik yang direntangkan sepanjang gerakan elemen mesin yang dikontrol. Karena kontak geser tidak mungkin
dibuat dengan ukuran yang sangat tipis, maka kecermatannya resolution, pembacaan perubahan gerakan translasi amat terbatas.
Pada saat ini alat ukur analog murni seperti itu tidak lagi digunakan melainkan jenis Analog Periodik yang banyak dipakai.
Jenis yang terakhir ini bekerja atas prinsip elektromagnetik transformator yang dinamakan sebagai Synchro-Resolver dan
Inductosyn . Pada suatu selanginterval yang tertentu sempit
interpolasi sinyal analog dapat dilakukan dengan kecermatan yang cukup tinggi dan sementara itu bagi gerakan yang cukup panjang
pembacaan dilakukan dengan cara menghitung interval yang dilalui ditambah harga interpolasi analog tersebut.
Sinyal analog perlu diolah terlebih dahulu menjadi sinyal digital dengan ADC, Analog to Digital Converter karena komputer hanya
bekerja atas dasar tekink digital. Sebaliknya sinyal digital berupa sederetan pulsa listrik yang dikeluarkan oleh alat ukur digital dapat
langsung diolah dihitung oleh komputer atau diolah terlebih dahulu sehingga mempunyai kecermatan resolusi yang tinggi.
5. Sistem Kontrol Absolut dan Sistem Kontrol Incremental
Apabila diperhatikan dari cara penentuan posisi relatif terhadap patokanreferensiacuan sistem kontrol dapat dikatakan sebagai
Sistem Kontrol Absolut dan Sistem Kontrol Incremental. Alat ukur analog murni dapat dikatakan sebagai alat ukur absolut
karena posisi sensor selalu dibaca relatif terhadap suatu titik nol titik referensi yang tetap. Pada alat ukur analog periodik perubahan posisi
selalu dihitung berdasarkan referensi mula yaitu pada saat sensor mulai bergerak, oleh sebab itu alat ukur analog periodik ini dapat
disebut sebagai alat ukur incremental.
Alat ukur incremental memerlukan memori untuk menyimpan hasil hitungan intervalpulsa tersebut dan harganya dapat kita ubahset
yang berarti titik nol dapat digeser atau diubah posisinya. Oleh karena itu mesin perkakas CNC yang menggunakan alat ukur incremental
__________________________________Memahami Mesin CNC Lanjut
Teknik Pemesinan 432
setelah di ”ON” kan atau setelah di reset memerlukan tindakan Zero seting untuk menentukan posisi nol bagi koordinat mesin dengan
cara melakukan Reference Point Return; membawa pahat ke posisi referensi mesin. Dengan demikian posisi pahat absolut posisi relatif
terhadap titik nol mesin dapat ditentukan setiap saat. Alat ukur yang menghasilkan sinyal digital terdiri atas dua jenis seperti di atas yaitu
Absolute Encoder dan Incremental Encoder.
C. Penamaan Sistem Sumbu Koordinat Mesin Perkakas NC