Mesin Bubut CNC
Proses bubut menghasilkan bentuk silindris atau bulat dengan menggunakan alat potong bermata potong tunggal (single-point tool). Alat potong pada posisi tertentu dan bergerak lurus (membujur maupun melintang) terhadap meja mesin sedangkan benda kerja berputar pada porosnya. Proses bubut adalah proses yang paling banyak dilakukan untuk penyayatan logam dan merupakan proses dengan optimasi yang tinggi dan membutuhkan pengetahuan yang tuntas mengenai faktor-faktor yang mempengaruhi proses bubut tersebut. Proses bubut dapat dibagi dalam beberapa proses yaitu pembubutan memanjang, pembubutan muka, dan pembubutan profil. Selain dapat dilakukan dengan menggunakan mesin bubut manual, pekerjaan-pekerjaan tersebut dapat dikerjakan dengan menggunakan mesin bubut CNC. Jenis pekerjaan tersebut juga dimaksudkan untuk pemilihan tipe alat potong, data pemotongan dan pemrograman CNC.
Mesin perkakas CNC (Computer Numerical
Controlled) adalah mesin perkakas yang dalam pengoperasian proses pemotongan
(cutting) benda kerja oleh pahat/alat potong dibantu dengan kontrol numerik
dengan menggunakan komputer. Arah gerakan pahat pada mesin perkakas CNC
ditetapkan menggunakan sistem koordinat.
Sistem koordinat pada mesin bubut CNC adalah sistem koordinat kartesian dengan
dua sumbu yaitu sumbu X, dan sumbu Z. Sumbu X menunjukkan besarnya diameter
benda kerja sedangkan sumbu Z menunjukkan panjang benda kerja yang sedang
dikerjakan. Sistem koordinat mesin (MCS=Machine Coordinate System) tersebut
dapat dipindah-pindah titik nolnya untuk kepentingan pelaksanaan pengaturan,
pembuatan program CNC dan gerakan pahat. Titik- titik nol yang ada pada mesin bubut
CNC adalah titik nol Mesin (M), dan titik nol benda kerja (W).
Sistem koordinat dan sumbu mesin bubut
CNC
Sumbu X didefinisikan sebagai sumbu yang
tegak lurus terhadap sumbu spindel mesin bubut. Arah positif sumbu X adalah
arah yang menjauhi sumbu spindel. Dengan
kata lain sumbu X adalah merupakan besarnya diameter benda kerja. Sumbu Z
adalah sumbu yang sejajar dengan sumbu spindel dan arah positif adalah arah
yang menjauhi kepala tetap mesin bubut. Dengan kata lain sumbu Z adalah
merupakan besarnya panjang benda kerja
yang dikerjakan. Untuk kepentingan pembuatan program CNC maka digunakan
sistem kordinat benda kerja (Workpiece Coordinate System= WCS). Dimana titik
nol benda kerja diletakkan pada titik diameter ujung paling kanan benda kerja.
Bagian-bagian
mesin bubut CNC
Secara umum bagian-bagian penting dari
sebuah mesin bubut CNC adalah sebagaimana ditunjukkan pada Gambar dengan
penjelasan berikut ini (Wiratech, 2015):
Spindel Mesin; mempunyai peran sebagai
pengatur putaran dan pergerakan alat potong pada sumbu Z dan memegang peranan
penting dalam koneksinya pada arbor mesin dengan bantuan udara bertekanan.
Magazine Tool; atau juga sering disebut
dengan tool turret, berfungsi sebagai tempat penyimpanan alat potong dan
memfasilitasi proses pertukaran cutter selama proses pemesinan berlangsung.
Magasin tool biasanya memiliki banyak slot untuk banyak sekali jenis tool,
biasanya antara 8-24 slot, sangat tergantung pada jenis mesin cnc yang di
gunakan
Monitor; digunakan untuk memantau
aktivitas yang di lakukan oleh mesin bubut, mulai dari parameter penggunaan
mesin, posisi koordinat benda, dan tanda pemberitahuan apabila terjadi error.
Panel Control; memiliki peran yang
paling vital yakni sebagai pusat pengoperasian dan pengontrolan kerja dari
sebuah mesin bubut CNC. Panel control mempunyai peran sebagai pusat pemberi
perintah khusus pada mesin seperti memutar spindel, menggerakan meja, mengubah
setting,
Coolant Hose; sebagai salah satu sistem
pendingin untuk alat potong, karena pada saat terjadi proses pemotongan benda
kerja akan terjadi gerak gesek dan potong pada cutter yang dapat menimbulkan
panas sehingga diperlukan adanya sistem pendingin dengan konsep air coolant dan
udara bertekanan tinggi melalui selang yang di pasang pada blok spindle
Bagi Mereka yang masih baru memasuki
dunia industri, Banyaknya variasi, ukuran dan spesialisasi penggunaan Mesin CNC
( Computer Numerical Control ) yang digunakan di proses manufaktur dapat
membuat anda kebingungan— dari mulai mesin bubut, mesin frais (milling) dan
mesin multi-sumbu (multi-axis) hingga mesin lain nya.
Untuk membuat anda lebih memahami masing
masing mesin dan bagaimana anda dapat menggunakan nya, kami akan memulai seri
baru tentang dasar – dasar Mesin CNC.
Mesin
Bubut CNC
Dioperasikan dengan sistem Computer
Numerical Control (CNC) dan dilengkapi dengan instruksi desain yang presisi,
Mesin Bubut CNC adalah mesin dimana benda kerja atau part di cekam dan diputar
oleh spindle (poros pemutar) utama, sementara alat potong yang digunakan,
dipasang dan bergerak dalam berbagai sumbu (axis)
Kegunaan
Mesin Bubut CNC
Mesin Bubut CNC pada umum nya digunakan
untuk proses manufaktur berbagai barang, dimana benda kerja di cekam dan di
putar dan alat potong diposisikan untuk proses operasi OD( diameter luar ) dan
ID ( diameter dalam ), seperti contoh : poros dan pipa. Mesin Bubut CNC ini
cocok untuk part – part yang mempunyai simetri / bentuk lingkaran dan poros
yang dapat dicekam ( dicekam secara melingkar ) pada spindle (poros pemutar).
Mesin CNC Bubut yang sederhana
beroperasi pada 2-sumbu (axis) dan alat potong diposisikan secara tetap pada 8
– 24 station turret ( magazin tempat menyimpan alat potong ). Proses
berputarnya part / benda kerja disebut ‘Turning”, oleh karena nya beberapa tipe
Mesin CNC Bubut juga disebut CNC Turning Machines.
Alat Frais / Milling ( alat potong
berputar dengan bahan baku / material pada posisi tetap atau diam), boring
(proses memperbesar ukuran lubang) dan tapping ( proses untuk membuat ulir di
dalam lubang ) ini biasanya digerakan oleh sistem penggerak terpisah yang ada
dalam turret. Tergantung dari aplikasi nya, alat potong Bergerak (alat potong
dengan sistem penggerak terpisah) di pasang untuk proses pemesinan sumbu aksial
dan radial. Hal ini dapat ditemukan pada Mesin CNC Bubut 3 sumbu(axis) atau CNC
Turning Machines 3-axis.
Mesin Bubut dengan opsi tambahan seperti sumbu-Y, spindle (Poros Pemutar) tambahan, atau opsi tambahan khusus untuk otomasi umumnya disebut “Turning Centres”. Alat Canggih ini mampu melakukan proses pemesinan part yang rumit – melebihi standar pemesinan bubut diameter luar dan diameter dalam dan mungkin melibatkan proses frais / milling, drilling (pembuatan lubang) , dan tapping (pembuatan ullir) untuk menyelesaikan pembuatan part dalam satu kali konfigurasi. Melakukan proses dari bahan baku / material hingga menjadi produk jadi dilakukan dalam sebuah mesin “satu-untuk-semua” akan meningkatakan produktifitas secara signifikan.
Bagian
– Bagian Mesin Bubut CNC
Pada umumnya, Mesin CNC Bubut tersedia
dalam konfigurasi utama sebagai berikut:
1.
Horizontal
2.
Vertikal
3.
Slant
Bed ( Alas Mesin posisi Miring )
4.
Flat
Bed ( Alas Mesin Posisi Rata )
5.
Standar
6.
Multi-Sumbu
Tipe lain, contoh : Tipe Swiss, Multi
Spindle (Poros Pemutar), Sumbu-B,
Depending on their configuration, CNC
Lathes may have the following components.
Machine
Bed (Dudukan Mesin)
Bed pada Mesin CNC Bubut adalah tumpuan
dari seluruh mesin dimana Seluruh Komponen berbeda pada mesin tersebut
terpasang. Sebagai contoh, Spindle Stock yang menjadi rumahan Poros Utama
mesin, badan Tail Stock (kepala lepas), Slide ( Eretan ) sumbu X dan Z,
Opsional sumbu Y dan Poros Tambahan.
Untuk Memastikan umur penggunaan yang
panjang, Hwacheon Memproduksi Alas Mesin menggunakan Meehanite Cast Iron
kualitas tinggi. Hal ini membantu membatasi distorsi akibat suhu tinggi dan
memberikan stabilitas mekanikal yang solid. Hal ini juga memastikan part yang
di proses di mesin ini selalu akurat secara konsisten.
Main
Spindle (Poros Pemutar Utama)
Sering di ketahui sebagai jantung dari
sebuah mesin, Main Spindle (Poros Pemutar Utama) merupakan gabungan poros dan
sistem penggerak poros. Beberapa bagian yang bergerak pada Mesin CNC, mencakupi
motor, roda gigi, dan chuck / Pencekam (akan dibahas lebih lanjut).Penggerak
Sumbu-C yang membantu pemosisian benda kerja akan di rakit bersama dengan
spindle (Poros Pemutar).
Pencekam alat potong biasanya terpasang
pada piringan turret / Turret Disk ( piringan yang berputar untuk membantu
pemosisian dan penukaran alat potong), mereka termasuk pencekam alat potong
statis dan alat potong bergerak. Sistem penggerak alat potong bergerak sudah
terinstall di dalam mesin.
Untuk Memastikan Kualitas Terbaik,
Hwacheon memproduksi sendiri 100% poros utama dan semua part di dalam nya. Hal
ini dapat mentoleransi jangkauan rpm standar maupun opsi jangkauan rpm tinggi,
dijalankan dengan getaran yang diminimumkan bergantung dari persyaratan
aplikasi nya.
Sub-Spindle
/ Second Spindle (Poros Pemutar Tambahan)
Terpisah dari Main Spindle (Poros
Pemutar Utama) dan sebagai opsi tambahan, Sub – Spindle (poros pemutar
tambahan) bekerja secara sinkron dengan Main Spindle untuk menyelesaikan proses
pemesinan pertama dan kedua pada Mesin Bubut CNC. Hal ini meningkatkan
efisiensi dan hasil setiap siklus, ketika dinamakan sebagai Poros Kedua,
mekanisme nya mempunyai kapasitas dan tenaga yang sama dengan Main Spindle.
Dirancang dengan berdasar kebutuhan
pengguna untuk mencapai flexibilitas dan performa yang lebih tinggi,
Sub-Spindle tersedia secara opsional pada semua Seri Hi-TECH Mesin Hwacheon.
Chuck
(Pencekam)
Pencekam adalam sejenis struktur ragum
yang mencekam benda kerja yang akan dikerjakan di mesin. Pencekam terpasang
pada Main Spindle (Poros Pemutar Utama) yang memutar Pencekam dan benda kerja.
Untuk mencapai produktifitas yang lebih
tinggi pada proses manufaktur, anda harus mempertimbangkan Mesin Bubut CNC yang
menawarkan berbagai opsi, membolehkan anda untuk berganti alat yang tepat untuk
pengerjaan bubut anda. Sebagian dari Mesin buatan Hwacheon memiliki
fleksibilitas dan ukuran yang dapat mengakomodasi pipa oli ekstra panjang dan
aplikasi poros panjang lain nya.
Guide
Way (Jalur Eretan)
Guide Way merupakan komponen yang
membuat alat potong dapat bergerak horizontal maupun vertikal untuk mencapai
proses pemotongan / pembubutan yang halus.
Untuk memastikan daya tahan dan
ketegaran komponen, akurasi tertinggi diperlukan dalam pembuatan komponen Guide
Way.
Hwacheon menggunakan guide tipe solid
box dengan kekuatan tinggi (highly rigid solid box guides) pada semua sumbu
untuk produk mesin seri HI-TECH untuk memperpendek waktu antar proses pemesinan
dan menambah kepresisian proses pemesinan.
Headstock
(Kepala Tetap)
Terdapat Motor Utama di dalamnya, kepala
tetap menumpu Main spindle (Poros Pemutar Utama) dimana Pencekam terpasang.
Untuk memastikan Performa yang tinggi, anda perlu mempertimbangkan Headstock
mesin yang anda pilih dapat menahan torsi tinggi pada kecepatan remdah, ini
adalah hal penting untuk pengerjaan material getas / keras.
Pada seri HI-TECH Hwacheon, transmisi
roda gigi kami memberikan tenaga optimal dan stabilitas. Rakitan Transmisi dan
Motor Spindle juga dirancang untuk membatasi suhu tinggi dan perambatan
getaran.
Tailstock
(Kepala Lepas)
Tailstock (Kepala Lepas) digunakan untuk
memberikan gaya tumpuan tambahan pada ujung lain dari komponen. Hal ini penting
ketika melakukan proses pemesinan untuk benda kerja yang memiliki ukuran
panjang.
Untuk mesin Seri HI-TECH Hwacheon,
Tailstock dapat di program untuk diposisikan dalam mode semi-otomatis. Hal ini
membuat Tailstock dapat memberikan Tumpuan yang kuat dan presisi yang lebih
tinggi pada benda yang dikerjakan.
Tool
Turret (Stasiun Alat Potong)
Turret memberikan kemungkinan untuk
mengganti alat potong yang diperlukan pada proses pemesinan. Ukuran Turret
ditentukan dari jumlah dan ukuran alat potong yang akan dipasang pada nya.
Untuk memastikan stabilitas dan
kepresisian pada proses pemesinan, Turret pada, untuk contoh, Mesin Hwacheon
HI-TECH 550 memberikan tenaga pencekaman yang maksimal, menawarkan waktu index
sebesar 0.2 detik/setup untuk proses pemesinan yang lebih cepat dan stabil.
Beberapa
opsi yang tersedia antara lain :
1.
Bubut
CNC sumbu Y ( untuk operasi off-center )
2.
Bubut
CNC Part Catcher ( melepas benda kerja secara otomatis )
3.
Bubut
CNC Bar Feeder / Bar Magazine ( single bar (batang tunggal) digunakan pada
feeder bar (batang pengumpan) ketika magazin digunakan untuk proses otomatis yang
memerlukan beberapa batang )
4.
Spindle
(Poros Pemutar) tambahan
5.
MC
– Drive, termasuk milling (frais), life tools (alat potong dengan penggerak
terpisah), dan operasi sumbu C
6.
Berbagai
Panjang Bed / alas mesin untuk menampung pengerjaan poros panjang dan pipa.
Fungsi
Mesin Bubut CNC ?
Mesin CNC Bubut pada umumnya digunakan
untuk melakukan / memproduksi benda dengan bentuk lingkaran dengan ukuran
Diameter Luar (DL) dan Diameter Dalam (DD) secara Presisi. Secara Praktis segala
struktur komponen dapa dikerjakan dengan mesin ini, tergantung dari kebutuhan
industri yang berbeda.
Mesin Bubut CNC pada umumnya digunakan
pada industri Minyak & Gas, Otomotif, Penerbangan / Dirgantara, Medis,
Elektronik, Pertambangan, Pembangkit Listrik, Baja dan Penggilingan Kertas dan
Pembuatan Kapal sebagai contoh kecil.
Mesin Bubut CNC Modern normalnya
tersedia dengan life tools (alat potong dengan sistem penggerak terpisah) yang
dapat bekerja pada beberapa sumbu, sebagai contoh, alat ini dapat bekerja pada
sumbu X dan Y secara bersamaan dan menggabungkan Turret ke dua dengan alat yang
berbeda, atau menggunakan Sub-Spindle (Poros Pemutar Tambahan). Fitur ini
membantu untuk pengerjaan berbeda seperti Milling (frais), Drilling (pembuatan
lubang), Tapping (pembuatan ulir dalam) yang efektif dan fleksibel.
Hasil yang didapat adalah selesainya
Pengerjaan benda yang Kompleks di sisi proses pemesinan, menghilangkan
kebutuhan untuk memindahkan benda pada mesin lain untuk proses yang berbeda
seperti contoh pindah ke Mesin CNC Milling atau Mesin CNC Machining Centre.
Program
Mesin Bubut CNC ?
Mesin
CNC Bubut Modern dapat di program dengan beberapa cara :
Secara Langsung di Mesin, menggunakan
Sistem Penunjang Pemorgraman CNC Modern seperti “Manual Guide I” (FANUC) atau
ShopTurn (SIEMENS)
Secara Off-line menggunakan Sistem CAD /
CAM (Computer Aided Design / Computer Aided Manufacturing)
Pada Kebanyakan kasus, Mesin Bubut CNC
dapat memproses 1 CNC Program ketika program lain nya sedang dibuat. Hal ini
membantu Meningkatkan Efisiensi dari proses pemesinan dan menghemat waktu dan
tenaga operator.
Jenis
Mesin Bubut CNC ?
Mesin Bubut CNC pada masa kini tersedia
dalam berbagai jenis sumbu, mempermudah dalam pengerjaan benda yang lebih rumit
tanpa harus berpindah mesin dan berganti alat secara manual. Sumbu berbeda
menggambarkan cara bagaimana benda kerja ( atau alat potong ) dapat diposisikan
/ dipergunakan dan dirotasikan selama proses pemesinan.
1. Mesin CNC Bubut
2 Sumbu.
Pada set-up
dasar ini, 2 sumbu linear dapat dipergunakan pembubutan Diameter Luar /
Diameter Dalam (contoh : pembubutan silindris) dan proses facing (perataan
tepi) atau proses drilling (Pembuatan Lubang) dan tapping (Pembuatan ulir
dalam) pada sumbu tengah benda kerja. Namun, Proses Milling ( Frais ) tidak diperbolehkan
untuk dilakukan.
2. Mesin CNC Bubut
3 Sumbu.
Sebagai tambahan
untuk sumbu x dan z yang standar, sumbu C dan sistem life tool (alat potong
dengan sistem penggerak terpisah) ditambahkan. Hal ini membuat benda kerja
dapat diposisikan untuk dilakukan proses pemesinan Milling standar, boring, dan
tapping. Proses Milling spiral termasuk perputaran lambat yang sinkron pada
benda kerja juga dapat dilakukan.
3. Mesin CNC Bubut
4 Sumbu.
Pada mesin jenis
ini, sumbu Y ditambahkan sehingga proses pemesinan off-centre (tidak sentris)
dapat dilakukan. Mesin ini dapat melukan pengerjaan yang lebih rumit dan tidak
umum dengan lebih baik.
4. Mesin CNC 5
Sumbu.
Pada mesin jenis
ini, Turret kedua ditambahkan pada Mesin CNC Bubut 3 sumbu (seperti contoh :
T2-2T). Mesin ini akan memiliki 2 sumbu pada tiap Turret (Turret atas dan
bawah) ditambah dengan Sumbu C pada Spindle (Poros Pemutar) yang berputar. Hal
ini Memberikan kemampuan untuk menggunakan 2 alat potong secara bersamaan untuk
proses pemesinan benda kerja dan mengurangi waktu pengerjaan secara drastis.
5. Mesin CNC 6
Sumbu Atau Lebih.
Permutasi pada
Mesin Bubut ini adalah sebagai berikut:
-
2
x Sumbu C ( Spindle utama dan tambahan )
-
2
x Turret ( Turret Atas dan bawah, masing-masing dengan 2 sumbu linear )
-
1
x Sumbu Y pada Turret atas
-
1
x Spindle tambahan yang dapat bergerak menuju Spindle utama untuk mengambil
benda kerja
Tentu saja, banyak mesin yang memiliki
lebih dari 8 sumbu. Tetapi, mesin tersebut adalah mesin yang canggih dan rumit
dan umumnya tidak dibutuhkan untuk proses pemesinan biasa.
Ukuran
Mesin CNC
Ukuran dari Mesin CNC Bubut umumnya
dispesifikasikan dari ukuran pencekam dan jarak antar center. Sebagai contoh,
Mesin HI-TECH 200 Hwacheon tipe standar tersedia dengan pencekam ukuran 8 inchi
sampai 10 inchi berharga lebih rendah dari tipe HI-TECH 230 tipe standar dan
juga tersedia dengan pencekam ukuran 8 inchi sampai 10 inchi, akan tetapi tipe
HI-TECH 230 dilengkapi dengan rancangan dan teknologi yang lebih modern, dan
dapat ditingkatkan ke berbagai opsi yang yang lebih canggih.
-
Rancangan
– Mesin Standar Atau Mesin Kompleks. Mesin Standar umumnya berharga lebih murah
dibandingkan dengan Mesin Kompleks. Mesin Kompleks mungkin sama saja dengan
Mesin Standar tetapi dilengkapi dengan alat – alat tambahan. Sebagai contoh,
HI-TECH 450A tipe standar memiliki pencekam dengan ukuran 1o inchi. Mesin ini
dapat dipasangkan juga dengan pencekam ukuran 12 inchi atau 15 inchi, selain
itu tipe HI-TECH 450A/B/C, memberikan ukuran diameter Spindle Bore yang lebih
besar . Selain itu, mesin tipe standar juga dapt dipasangkan dengan fungsi –
fungsi Milling, sumbu Y, Sub-Spindle (Poros Pemutar Tambahan), dan Bed (alas
mesin) yang lebih panjang (HI-TECH 450A/B/C – std / MC / YMS / YSMC / LYSMC)
-
Spesifikasi.
Harga Mesin juga dipengaruhi dari opsi-opsi yang dipilih. Menambah opsi seperti
sumbu Y, tenaga motor tambahan, jangkauan torsi Spindle utama, sistem guide
way( bola linear atau rol, sistem pengarah tipe box), sistem pendingin melalui
Spindle (CTS) 30 / 70 bar, konfigurator alat potong (tool setter), konveyor
chip / geram (standar atau spesial untuk alumunium), atau ukuran Spindle Bore
(terutama untuk BB atau BB+) akan menghasilkan biaya tambahan pada mesin
standard. Opsi tabahan seperti bearing khusus, Pengganti Alat Potong Otomatis
(ATC) dan Pencekam Hidrolik akan berdampak pada harga mesin
