PERAWATAN MESIN

Jenis-Jenis Perawatan

  Dalam istilah perawatan disebutkan bahwa disana tercakup dua pekerjaan yaitu istilah “perawatan” dan “perbaikan”. Perawatan dimaksudkan sebagai aktifitas untuk mencegah kerusakan, sedangkan istilah perbaikan dimaksudkan sebagai tindakan untuk memperbaiki kerusakan.

Secara umum, ditinjau dari saat pelaksanaan pekerjaan perawatan, dapat dibagi menjadi dua cara:

1. Perawatan yang direncanakan (Planned Maintenance).

2. Perawatan yang tidak direncanakan (Unplanned Maintenance).

Secara skematik pembagian perawatan bisa dilihat pada gambar berikut:

Gambar 2.1 Struktur pembagian perawatan

     Bentuk-Bentuk Perawatan

1.    Perawatan Preventif (Preventive Maintenance)

Adalah pekerjaan perawatan yang bertujuan untuk mencegah terjadinya kerusakan, atau cara perawatan yang direncanakan untuk pencegahan (preventif).

Ruang lingkup pekerjaan preventif termasuk: inspeksi, perbaikan kecil, pelumasan dan penyetelan, sehingga peralatan atau mesin-mesin selama beroperasi terhindar dari kerusakan. 

2.    Perawatan Korektif

Adalah pekerjaan perawatan yang dilakukan untuk memperbaiki dan meningkatkan kondisi fasilitas/peralatan sehingga mencapai standar yang dapat diterima.

Dalam perbaikan dapat dilakukan peningkatan-peningkatan sedemikian rupa, seperti melakukan perubahan atau modifikasi rancangan agar peralatan menjadi lebih baik.

3.    Perawatan Berjalan

Dimana pekerjaan perawatan dilakukan ketika fasilitas atau peralatan dalam keadaan bekerja. Perawatan berjalan diterapkan pada peralatan-peralatan yang harus beroperasi terus dalam melayani proses produksi.

4.    Perawatan Prediktif

Perawatan prediktif ini dilakukan untuk mengetahui terjadinya perubahan atau kelainan dalam kondisi fisik maupun fungsi dari sistem peralatan. Biasanya perawatan prediktif dilakukan dengan bantuan panca indra atau alat-alat monitor yang canggih.

5.    Perawatan setelah terjadi kerusakan (Breakdown Maintenance)

Pekerjaan perawatan dilakukan setelah terjadi kerusakan pada peralatan, dan untuk memperbaikinya harus disiapkan suku cadang, material, alat-alat dan tenaga kerjanya.

6.    Perawatan Darurat (Emergency Maintenance)

Adalah pekerjaan perbaikan yang harus segera dilakukan karena terjadi kemacetan atau kerusakan yang tidak terduga.

     Istilah-Istilah Umum Dalam Perawatan

1. Availability :

     Perioda waktu dimana fasilitas/peralatan dalam keadaan siap untuk dipakai/dioperasikan.

2.    Downtime  : 

Perioda waktu dimana fasilitas/peralatan dalam keadaan tidak dipakai / dioperasikan.

3.    Check :

       Menguji dan membandingkan terhadap standar yang ditunjuk.

4.    Facility Register :

       Alat pencatat data fasilitas/peralatan, istilah lain bisa juga  disebut inventarisasi peralatan/fasilitas.

5.    Maintenance management :

       Organisasi perawatan dalam suatu kebijakan yang sudah disetujui bersama.

6.    Maintenance Schedule:

       Suatu daftar menyeluruh yang berisi kegiatan perawatan dan kejadian-kejadian yang menyertainya.

7.    Maintenance planning:

Suatu perencanaan yang menetapkan suatu pekerjaan serta metoda, peralatan, sumber daya manusia dan waktu yang diperlukan untuk dilakukan dimasa yang akan datang.

8.    Overhaul:

Pemeriksaan dan perbaikan secara menyeluruh terhadap suatu fasilitas atau bagian dari fasilitas sehingga mencapai standar yang dapat diterima.

9.    Test:

Membandingkan keadaan suatu alat/fasilitas terhadap standar yang dapat diterima.

10. User:

Pemakai peralatan/fasilitas.

11. Owner:

Pemilik peralatan/fasilitas.

12.  Vendor:

Seseorang atau perusahaan yang menjual peralatan/perlengkapan, pabrik-pabrik dan bangunan-bangunan.

13. Efisiensi: 

14.  Trip:

Mati sendiri secara otomatis (istilah dalam listrik).

15.  Shut-in:

Sengaja dimatikan secara manual (istilah dalam pengeboran minyak).

16.  Shut-down:

Mendadak mati sendiri / sengaja dimatikan.

     Strategi Perawatan

Pemilihan program perawatan akan mempengaruhi kelangsungan produktivitas produksi pabrik. Karena itu perlu dipertimbangkan secara cermat mengenai bentuk perawatan yang akan digunakan terutama berkaitan dengan kebutuhan produksi, waktu, biaya, keterandalan tenaga perawatan dan kondisi peralatan yang dikerjakan.

Dalam menentukan strategi perawatan, banyak ditemui kesulitan-kesulitan diantaranya:

• Tenaga kerja yang terampil

• Ahli teknik yang berpengalaman

• Instrumentasi yang cukup mendukung

• Kerja sama yang baik diantara bagian perawatan

Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan strategi perawatan:

• Umur peralatan/mesin produksi

• Tingkat kapasitas pemakaian mesin

• Kesiapan suku cadang

• Kemampuan bagian perawatan untuk bekerja cepat

        • Situasi pasar, kesiapan dana dan lain-lain.

PENGELASAN (Welding)

PENGELASAN

Pengelasan adalah suatu proses penyambungan logam menjadi satu akibat panas dengan atau tanpa pengaruh tekanan atau dapat juga didefinisikan sebagai ikatan metalurgi yang ditimbulkan oleh gaya tarik menarik antara atom.

Penyolderan Dan Pematrian
Solder dan patri merupakan proses penyambungan logam dimana digunakan logam penyambung lainnya dalam keadaan cair yang kemudian membeku.
 

Penyolderan
Penyolderan adalah proses penyambungan dua keping logam dengan logam yang berbeda yang dituangkan dalam keadaan cair dengan suhu tidak melebihi 430C diantara kedua keping tersebut. Paduan logam penyambung/pengisi yang banyak digunakan adalah paduan timbal dan timah yang mempunyai titik cair antara 180 - 370C. Komposisi 50% Pb dan 50% Sn paling banyak digunakan untuk timah solder dimana paduan ini mempunyai titik cair pada 220C.

Pematrian
Pada pematrian logam pengisi mempunyai titik cair diatas 430C akan tetapi masih dibawah titik cair logam induk. Logam dan paduan patri yang banyak digunakan adalah :
1. Tembaga : titik cair 1083C.
2. Paduan tembaga : kuningan dan perunggu yang mempunyai titik cair antara 870C - 1100C.
3. Paduan perak : yang mempunyai titik cair antara 630C - 845C.

4. Paduan Aluminium : yang mempunyai titik cair antara 570C - 640C.
Adapun jenis sambungan yang lazim pada patri adalah : sambungan tindih, temu, dan serong seperti terlihat pada gambar 1.

Gambar 1. Jenis Sambungan Pada Patri

Pada penyambungan patri hal yang paling utama adalah kebersihan, permukaan harus bebas dari kotoran-kotoran, minyak, atau oksida-oksida dan bagian sambungan harus tepat ukuran maupun bentuknya dengan celah untuk bahan pengisi. Proses pematrian dikelompokkan berdasarkan cara pemanasan. Ada empat cara yang dilakukan dalam memanaskan logam pada penyambungan :

1. Pencelupan benda yang akan disambung dalam logam pengisi atau fluks cair.
2. Mematri dengan menggunakan dapur. Disini benda dijepit dengan jig dan dimasukkan ke dalam dapur yang diatur suhunya sesuai titik cair logam patri.
3. Mematri dengan nyala. Panas nyala diambil dari nyala oksi asetilen atau oksihidrogen dan logam pengisi dalam bentuk kawat dicairkan pada celah sambungan.
4. Mematri dengan patri listrik. Panas berasal dari tahanan, induksi atau busur listrik.

Keuntungan proses patri adalah kemungkinan penyambungan logam yang sulit di las, penyambungan logam yang berlainan dan penyambungan bahan yang tipis. Selain itu proses patri cepat dan menghasilkan sambungan yang rapi yang tidak memerlukan pengerjaan penyelesaian lagi.
 

Sambungan Las
Sambungan las mempunyai beberapa jenis sambungan diantaranya bisa dilihat pada gambar 2. dibawah ini.

Gambar 3.2.

3.3. Proses Pengelasan
3.3.1. Pengelasan Tempa
Proses pengelasan tempa adalah pengelasan yang dilakukan dengan cara memanaskan logam yang kemudian ditempa (tekan) sehingga terjadi penyambungan. Pemanasan dilakukan di dalam dapur kokas atau pada dapur minyak ataupun gas. Sebelum disambung, kedua ujung dibentuk terlebih dahulu, sedemikian sehingga bila disambungkan keduanya akan bersambung ditengah-tengah terlebih dahulu. Penempaan kemudian dilakukan mulai dari tengah menuju sisi, dengan demikian oksida-oksida atau kotoran-kotoran lainnya tertekan ke luar. Proses ini disebut scarfing.
Jenis logam yang banyak digunakan dalam pengelasan tempa adalah baja karbon rendah dan besi tempa karena memiliki daerah suhu pengelasan yang besar.
 

3.3.2. Pengelasan Dengan Gas
Pengelasan dengan gas adalah proses pengelasan dimana digunakan campuran gas sebagai sumber panas. Nyala gas yang banyak digunakan adalah gas alam, asetilen dan hidrogen yang dicampur dengan oksigen.
a. Nyala Oksiasetilen
Dalam proses ini digunakan campuran gas oksigen dengan gas asetilen. Suhu nyalanya bisa mencapai 3500C. Pengelasan bisa dilakukan dengan atau tanpa logam pengisi. Oksigen berasal dari proses hidrolisa atau pencairan udara. Oksigen disimpan dalam silinder baja pada tekanan 14 MPa. Gas asetilen (C2H2) dihasilkan oleh reaksi kalsium karbida dengan air dengan reaksi sebagai berikut :

Bentuk tabung oksigen dan asetilen diperlihatkan pada gambar 3.

Gambar 3. Tabung asetilen dan oksigen untuk pengelasan oksiasetilen.

Agar aman dipakai gas asetilen dalam tabung tekanannya tidak boleh melebihi 100 kPa dan disimpan tercampur dengan aseton. Tabung asetilen diisi dengan bahan pengisi berpori yang jenuh dengan aseton, kemudian diisi dengan gas asetilen. Tabung asetilen mapu menahan tekanan sampai 1,7 MPa. Skema nyala las dan sambungan gasnya bisa dilihat pada gambar 4.

Gambar 4. Skema nyala las oksiasetilen dan sambungan gasnya.

Pada nyala gas oksiasetilen bisa diperoleh 3 jenis nyala yaitu nyala netral, reduksi dan oksidasi. Nyala netral diperlihatkan pada gambar 5 dibawah ini.

Gambar 5. Nyala netral dan suhu yang dicapai pada ujung pembakar.

Pada nyala netral kerucut nyala bagian dalam pada ujung nyala memerlukan perbandingan oksigen dan asetilen kira-kira 1 : 1 dengan reaksi serti yang bisa dilihat pada gambar. Selubung luar berwarna kebiru-biruan adalah reaksi gas CO atau H2 dengan oksigen yang diambil dari udara.
Nyala reduksi terjadi apabila terdapat kelebihan asetilen dan pada nyala akan dijumpai tiga daerah dimana antara kerucut nyala dan selubung luar akan terdapat kerucut antara yang berwarna keputih-putihan. Nyala jenis ini digunakan untuk pengelasan logam Monel, Nikel, berbagai jenis baja dan bermacam-macam bahan pengerasan permukaan nonferous.
Nyala oksidasi adalah apabila terdapat kelebihan gas oksigen. Nyalanya mirip dengan nyala netral hanya kerucut nyala bagian dalam lebih pendek dan selubung luar lebih jelas warnanya.Nyala oksidasi digunakan untuk pengelasan kuningan dan perunggu.

b. Pengelasan Oksihidrogen
Nyala pengelasan oksihidrogen mencapai 2000 oC, lebih rendah dari oksigen-asetilen. Pengelasan ini digunakan pada pengelasan lembaran tipis dan paduan dengan titik cair yang rendah.

c. Pengelasan Udara-Asetilen
Nyala dalam pengelasan ini mirip dengan pembakar Bunsen. Untuk nyala dibutuhkan udara yang dihisap sesuai dengan kebutuhan. Suhu pengelasan lebih rendah dari yang lainnya maka kegunaannya sangat terbatas yaitu hanya untuk patri timah dan patri suhu rendah.

d. Pengelasan Gas Bertekanan
Sambungan yang akan dilas dipanaskan dengan nyala gas menggunakan oksiasetilen hingga 1200 oC kemudian ditekankan. Ada dua cara penyambungan yaitu sambungan tertutup dan sambungan terbuka.
Pada sambungan tertutup, kedua permukaan yang akan disambung ditekan satu sama lainnya selama proses pemanasan. Nyala menggunakan nyala ganda dengan pendinginan air. Selama proses pemanasan, nyala tersebut diayun untuk mencegah panas berlebihan pada sambungan yang dilas. Ketila suhu yang tepat sudah diperoleh, benda diberi tekanan. Untuk baja karbon tekanan permulaan kurang dari 10 MPa dan tekanan upset antara 28 MPa.

Pada sambungan terbuka menggunakan nyala ganda yang pipih yang ditempatkan pada kedua permukaan yang disambung. Permukaan yang disambung dipanaskan sampai terbentuk logam cair, kemudian nyala buru-buru dicabut dan kedua permukaan ditekan sampai 28 MPa hingga logam membeku. Proses pengelasan terbuka bisa dilihat pada gambar 6.

Gambar 6. Skema cara pengelasan tumpu dengan gas bertekanan.

e. Pemotongan Nyala Oksiasetilen
Pemotongan dengan nyala juga merupakan suatu proses produksi. Nyala untuk pemotongan berbeda dengan nyala untuk pengelasan dimana disekitar lobang utama yang dialiri oksigen terdapat lubang kecil untuk pemanasan mula. Fungsi nyala pemanas mula adalah untuk pemanasan baja sebelum dipotong. Karena bahan yang akan dipotong menjadi panas sehingga baja akan menjadi terbakar dan mencair ketika dialiri oksigen. Gambar 7 memperlihatkan skema mesin pemotong nyala oksiasetilen.

Gambar 7. Skema mesin pemotong dengan nyala oksiasetilen.
 

3.3.3. Las Resistansi Listrik
Pengelasan ini mula-mula dikembangkan oleh Elihu Thompson diakhir abad 19. Pada proses ini digunakan arus listrik yang cukup besar yang dialirkan ke logam yang disambung sehingga menimbulkan panas kemudian sambungan ditekan dan menyatu. Arus listrik yang digunakan akan dirobah tegangannya menjadi 4 sampai 12 volt dengan menggunakan transformator dengan kemampuan arus sesuai kebutuhan. Bila arsu mengalir didalam logam, maka akan timbul panas ditempat dimana resistansi listriknya besar yaitu pada batas permukaan kedua lembaran lkogam yang akan dilas. Besar arus daerah sambungan berkisar antara 50 sampai 60 MVA/m2 dengan tenggang waktu sekitar 10 detik. Tekanan yang diberikan berkisar antara 30 sampai 55 MPa.
Ada tiga faktor yang perlu diperhatikan sesuai dengan rumus : jumlah panas = A^2 Ω t, dimana A adalah arus pengelasan (dalam Ampere), Ω tahanan listrik antara elektroda (ohm) dan t waktu. Untuk memperoleh hasil lasan yang baik ketiga faktor tersebut perlu diperhatikan dengan cermat dimana besarannya tergantung dari tebal, jenis bahan serta ukuran serta jenis elektroda yang digunakan.
Proses pengelasan resistansi listrik meliputi : las titik, las proyeksi, las kampuh, las tumpul, las nyala dan las perkusi.
 

a. Las Titik
Las titik adalah pengelasan memakai metode resistansi listrik dimana pelat lembaran dijepit dengan dua elektroda. Ketika arus dialirkan maka terjadi sambungan las pada posisi jepitan. Skema las titik bisa dilihat pada gambar 8.
Siklus pengelasan titik dimulai ketika elektroda menekan pelat dimana arus belum dialirkan. Waktu proses ini disebut waktu tekan. Setelah itu arus dialirkan ke elektroda sehingga timbul panas pada pelat di posisi elektroda sehingga terbentuk sambungan las. Waktu proses ini disebut waktu las.

Gambar 3.8. Diagram alat las titik

Setelah itu arus dihentikan namun tekanan tetap ada dan proses ini disebut waktu tenggang. Kemudian logam dibiarkan mendingin sampai sambungan menjadi kuat dan tekanan di hilangkan dan pelat siap dipindahkan untuk selanjutnya proses pengelasan dimulai lagi untuk titik yang baru.
Peralatan mesin las titik ada tiga jenis yaitu : 1) mesin las titik tunggal stasioner, 2) mesin las titik tunggal yang dapat dipindahlan dan 3) mesin las titik ganda. Mesin las stasioner dapat dibagi lagi atas jenis : lengan ayun dan jenis tekanan langsung. Jenis lengan ayun merupakan jenis yang sederhana dan mempunyai kapasitas kecil. Mesin las titik dengan ukuran besar bisa dilihat pada gambar 9. dibawah ini.

Gambar 9. Mesin las titik fasa tunggal, jenis tekan dan digerakkan dengan udara.

b. Pengelasan Proyeksi
Gambar 10. memperlihatkan skema pengelasan proyeksi. Pengelasan ini mirip dengan pengelasan titik hanya bagian yang dilas dibuat proyeksi/tonjolan terlebih dahulu. Ukuran tonjolan mempunyai diameter yang sama dengan tebal pelat yang dilas dengan tinggi tonjolan lebih kurang 60% dari tebal pelat. Hasil pengelasan biasanya mempunyai kualitas yang lebih baik dari pengelasan titik.

Gambar 10. Pengelasan Proyeksi.

c. Las Kampuh (seam weld)
Las kampuh merupakan proses las untuk menghasilkan lasan yang kontinyu pada pelat logam yang ditumpuk. Sambungan terjadi oleh panas yang ditimbulkan oleh tahanan listrik. Arus mengalir melalui elektroda ke pelat sama seperti pengelasan titik. Metode ini sebenarnya merupakan pengelasan titik yang kontinyu. Tiga jenis las kampuh yang sering dilakukan pada industri bisa dilihat pada gambar 11. yaitu las kampuh tumpang, las kampuh tindih dan las kampuh yang mulus.

Gambar 11. Jenis-jenis las kampuh resistansi listrik.

d. Las Tumpul (Butt Weld)
Pengelasan las tumpul bisa dilihat pada gambar 12. Dua batang logam saling tekan dan arus mengalir melalui sambungan batang logam tersebut dan menimbulkan panas. Panas yang terjadi tidak sampai mencairkan logam namun menimbulkan sambungan las dimana sambungannya akan menghasilkan tonjolan. Tonjolan bisa dihilangkan dengan pemesinan. Kedua logam yang disambung sebaiknya mempunyai tahanan yang sama agar terjadi pemanasan yang rata pada sambungan.

Gambar 12. Sketsa pengelasan tumpul.

3.3.4. Las Busur
Pengelasan busur adalah pengelasan dengan memanfaatkan busur listrik yang terjadi antara elektroda dengan benda kerja. Elektroda dipanaskan sampai cair dan diendapkan pada logam yang akan disambung sehingga terbentuk sambungan las. Mula-mula elektroda kontak/bersinggungan dengan logam yang dilas sehingga terjadi aliran arus listrik, kemudian elektroda diangkat sedikit sehingga timbullah busur. Panas pada busur bisa mencapai 5.500C.
Las busur bisa menggunakan arus searah maupun arus bolak-balik. Mesin arus searah dapat mencapai kemampuan arus 1000 amper pada tegangan terbuka antara 40 sampai 95 Volt. Pada waktu pengelasan tegangan menjadi 18 sampai 40 Volt. Ada 2 jenis polaritas yang digunakan yaitu polaritas langsung dan polaritas terbalik. Pada polaritas langsung elektroda berhubungan dengan terminal negatif sedangkan pada polaritas terbalik elektroda berhubungan dengan terminal positif.
Jenis bahan elektroda yang banyak digunakan adalah elektroda jenis logam walaupun ada juga jenis elektroda dari bahan karbon namun sudah jarang digunakan. Elektroda berfungsi sebagai logam pengisi pada logam yang dilas sehingga jenis bahan elektroda harus disesuaikan dengan jenis logam yang dilas. Untuk las biasa mutu lasan antara arus searah dengan arus bolak-balik tidak jauh berbeda, namun polaritas sangat berpengaruh terhadap mutu lasan.
Kecepatan pengelasan dan keserbagunaan mesin las arus bolak-balik dan arus searah hampir sama, namun untuk pengelasan logam/pelat tebal, las arus bolak-balok lebih cepat.
Skema las busur bisa dilihat pada gambar 13. dibawah ini.

Gambar 13. Skema nyala busur.

Elektroda yang digunakan pada pengelasan jenis ini ada 3 macam yaitu : elektroda polos, elektroda fluks dan elektroda berlapis tebal. Elektroda polos adalah elektroda tanpa diberi lapisan dan penggunaan elektroda jenis ini terbatas antara lain untuk besi tempa dan baja lunak. Elektroda fluks adalah elektroda yang mempunyai lapisan tipis fluks, dimana fluks ini berguna melarutkan dan mencegah terbentuknya oksida-oksida pada saat pengelasan. Kawat las berlapis tebal paling banyak digunakan terutama pada proses pengelasan komersil.
Lapisan pada elektroda berlapis tebal mempunyai fungsi :
1. Membentuk lingkungan pelindung.
2. Membentuk terak dengan sifat-sifat tertentu untuk melindungi logam cair.
3. Memungkinkan pengelasan pada posisi diatas kepala dan tegak lurus.

4. Menstabilisasi busur.
5. Menambah unsur logam paduan pada logam induk.
6. Memurnikan logam secara metalurgi.
7. Mengurangi cipratan logam pengisi.
8. Meningkatkan efisiensi pengendapan.
9. Menghilangkan oksida dan ketidakmurnia.
10. Mempengaruhi kedalaman penetrasi busur.
11. Mempengaruhi bentuk manik.
12. Memperlambat kecepatan pendinginan sambungan las.
13. Menambah logam las yang berasal dari serbuk logam dalam lapisan pelindung.
Fungsi-fungsi yang disebutkan diatas berlaku umum yang artinya belum tentu sebuah elektroda akan mempunyai kesemua sifat tersebut.
Komposisi lapisan elektroda yang digunakan bisa berasal dari bahan organik ataupun bahan anorganik ataupun campurannya.Unsur-unsur utama yang umum digunakan adalah :
1. Unsur pembentuk terak : SiO2 , MnO2 , FeO dan Al2O3 .
2. Unsur yang meningkatkan sifat busur : Na2O, CaO, MgO dan TiO2 .
3. Unsur deoksidasi : grafit, aluminium dan serbuk kayu.
4. Bahan pengikat : natrium silikat, kalium silikat dan asbes.
5. Unsur paduan yang meningkatkan kekuatan sambungan las : vanadium, sirkonium, sesium, kobal, molibden, aluminium, nikel, mangan dan tungsten.
Berikut ini dijelaskan beberapa jenis pengelasan dengan menggunakan pengelasan busur.
 

a. Pengelasan Busur Hidrogen Atomik.

Proses pengelasan ini adalah dimana dua elektroda tunsten dialirkan busur arus bolak-balik dan hidrogen dialirkan ke busur tersebut. Ketika hidrogen mengenai busur, molekulnnya pecah menjadi atom yang kemudian bergabung kembali menjadi molekul hidrogen diluar busur. Reaksi ini diiringi oleh pelepasan panas yang bisa mencapai suhu 6100C. Logam lasan dapat ditambahkan dama bentuk batang/kawat las. Skema dari pengelasan jenis ini diperlihatkan pada gambar 14.

Gambar 14. Las busur hidrogen atomik.

b. Las Busur Gas dengan Pelindung Gas Mulia.
Proses pengelasan ini sambungan dibentuk oleh panas yang ditimbulkan oleh busur yang dibangkitkan diantara elektroda dan benda kerja dimana busur dilindungi oleh gas mulia seperti argon, helium atau bahkan gas CO2 atau campuran gas lainnya.
Ada dua jenis pengelasan dengan cara ini yaitu : las TIG (tungsten inert gas) atau disebut juga pengelasan menggunakan elektroda wolfram dengan logam pengisi, dan las MIG (metal inert gas) atau disebut juga pengelasan menggunakan elektroda terumpan. Kedua jenis pengelasan ini bisa dilakukan secara manual ataupun otomatik serta tidak memerlukan fluks ataupun lapisan kawat las untuk melindungi sambungan.
Las busur yang menggunakan elektroda wolfram (elektroda tak terumpan) dikenal pula dengan sebutan las busur wolfram gas. Skema dari pengelasan jenis ini bisa dilihat pada gambar 15. Pada proses ini las dilindungi oleh selubung gas mulia yang dialirkan melalui pemegang elektroda yang didinginkan dengan air.

Gambar 15. Diagram proses las busur wolfram gas mulia.

Pengelasan ini bisa menggunakan arus bolak-baliok ataupun arus searah, dimana pemilihan tergantung pada jenis logam yang dilas. Arus searah polaritas langsung digunakan untuk pengelasan baja, besi cor, paduan tembaga dan baja tahan karat, sedangkan polaritas terbalik jarang digunakan. Untuk arus bolak-balik banyak digunakan untuk pengelasan aluminium, magnesium, besi cor dan beberapa jenis logam lainnya. Proses ini banyak dilakukan untuk pengelasan pelat tipis karena biayanya akan mahal jika digunakan untuk pengelasan pelat tebal.
Pengelasan las gas mulia elektroda terumpan bisa dilihat pada gambar 16 dimana antara benda kerja dan elektroda terumpan dilindungi dengangas pelindung. Efisiensi pengelasan jenis ini lebih tinggi dan kecepatan pengelasan jauh lebih baik. Pengelasan ini umumnya dilakukan secara otomatik.

Gambar 16. Diagram las busur gas mulia elektroda terumpan.

Gas karbon dioksida sering digunakan sebagai gas pelindung untuk pengelasan logam baja karbon dan baja paduan rendah.

c. Pengelasan Busur Rendam.
Proses pengelasan busur rendam adalah proses pengelasan busur dimana logam cair dilindungi oleh fluks selama pengelasan. Gambar 17 memperlihatkan skema pengelasan busur rendam. Busur listrik yang digunakan untuk mencairkan logam tertutup oleh serbuk fluks yang diberikan disepanjang alur las dan proses pengelasan berlangsung didalam fluks tersebut.

Gambar 17. Skema pengelasan busur rendam.

Pada saat pengelasan panas yang ditimbulkan busur tidak hanya mencairkan logam namun juga akan mencairkan sebagian dari fluks dimana fluks cair ini akan terapung diatas logam cair sehingga membentuk lapisan pelindung membentuk terak yang mencegah percikan dan terjadinya oksidasi. Ketika logam dan terak sudah dingin, terak bisa dibuang, serbuk fluks yang tidak terpakai dapai digunakan kembali.
 

d. Pemotongan dengan Busur Plasma.
Pada pengelasan ini, gas dipanaskan oleh busur wolfram hingga suhu sangat tinggi sehingga gas menjadi terion dan menjadi penghantar listrik. Gas dalam kondisi ini disebut plasma. Peralatan didesain sedimikian sehingga gas mengalir ke busur melalui lubang halus sehingga suhu plasma naik dan konsentrasi energi panas pada logam pada area yang kecil akan menyebabkan logam cepat menjadi cair. Ketika gas meninggalkan nosel, gas berkembang dengan cepat dan membawa logam cair, sehingga proses pemotongan bisa berjalan dengan baik. Gambar 18. memperlihatkan skema pemotongan dengan busur plasma.

Gambar 17. Skema perbandingan dua proses memotong dengan busur wolfram gas; A. Pemotongan dengan busur gas helium (non constricted transfered arc). B. Pemotongan dengan plasma (transferred arc).

3.3.5. Pengelasan Lainnya
Selain metode pengelasan yang disebutkan diatas masih banyak lagi metode-metode pengelasan yang dilakukan di industri. Ada metode pengelasan listrik berkas elektron, las laser, las gesek, las termit, pengelasan dingin, las ultrasonik, las ledakan dan sebagainya. Metode-metode pengelasan tersebut tidak akan diuraikan disini, untuk itu jika ada pembaca yang berminat untuk mengetahui lebih lanjut silahkan melihat buku-buku referensi dan literatur yang membahas masalah tersebut.
 

3.3.6 Cacat-cacat Lasan
Berbagai jenis cacat yang dijumpai pada lasan bisa dilihat pada gambar 18.

Gambar 18. Cacat-cacat pada lasan.

Gambar 18. (Lanjutan).

Jenis-jenis cacat yang biasanya dijumpai antara lain:
1. Retak (Cracks).
2. Voids.
3. Inklusi
4. Kurangnya fusi atau penetrasi (lack of fusion or penetration).
5. Bentuk yang tak sempurna (imperfect shape).
 

Retak
Jenis cacat ini dapat terjadi baik pada logam las (weld metal), daerah pengaruh panas (HAZ) atau pada daerah logam dasar (parent metal).

Gambar 19. Bagian-bagian dari sambungan las.

Cacat retak dibagi atas:
a. Retak panas
b. Retak dingin.

Bentuk retakan dapat dibagi menjadi:
a. Retakan memanjang (longitudinal crack).
b. Retakan melintang (transverse crack).
Retak panas umumnya terjadi pada suhu tinggi ketika proses pembekuan berlangsung. Retak dingin umumnya terjadi dibawah suhu 200C setelah proses pembekuan.

Voids (porositas)
Porositas merupakan cacat las berupa lubang-lubang halus atau pori-pori yang biasanya terbentuk di dalam logam las akibat terperangkapnya gas yang terjadi ketika proses pengelasan. Disamping itu, porositas dapat pula terbentuk akibat kekurangan logam cair karena penyusutan ketika logam membeku. Porositas seperti itu disebut: shrinkage porosity.
Jenis porositas dapat dibedakan menurut pori-pori yang terjadi yaitu:
• Porositas terdistribusi merata.
• Porositas terlokalisasi.
• Porositas linier.
 

Inklusi
Cacat ini disebabkan oleh pengotor (inklusi) baik berupa produk karena reaksi gas atau berupa unsur-unsur dari luar, seperti: terak, oksida, logam wolfram atau lainnya. Cacat ini biasanya terjadi pada daerah bagian logam las (weld metal).
 

Kurangnya Fusi atau Penetrasi
Kurangnys Fusi
Cacat ini merupakan cacat akibat terjadinya ”discontinuity” yaitu ada bagian yang tidak menyatu antara logam induk dengan logam pengisi. Disamping itu cacat jenis ini dapat pula terjadi pada pengelasan berlapis (multipass welding) yaitu terjadi antara lapisan las yang satu dan lapisan las yang lainnya.
Kurangnya Penetrasi
Cacat jenis ini terjadi bila logam las tidak menembus mencapai sampai ke dasar dari sambungan.

Bentuk Yang Tidak Sempurna
Jenis cacat ini memberikan geometri sambungan las yang tidak baik (tidak sempurna) seperti: undercut, underfill, overlap, excessive reinforcement dan lain-lain. Morfologi geometri dari cacat ini biasanya bervariasi.

MESIN KETAM DAN MESIN SERUT

MESIN KETAM DAN MESIN SERUT

Mesin ketam adalah mesin dengan pahat pemotong bolak-balik, yang mengambil pemotongan berupa garis lurus. Dengan menggerakkan benda kerja menyilang terhadap jalur pahat, maka dihasilkan permukaan yang rata. Sebuah mesin ketam dapat juga memotong alur pasak luar dan dalam, alur spiral, batang gigi, tanggem (catok), celah-T dan berbagai bentuk lainnya.
Mesin serut adalah mesin perkakas yang dirancang untuk melepaskan logam dengan menggerakkan meja kerja dalam garis lurus terhadap pahat mata tunggal. Pekerjaannya mirip dengan mesin serut sesuai untuk pekerjaan benda kerja yang jauh lebih besar.

Pengelompokkan Mesin Ketam
Menurut desain, secara umum mesin ketam dikelompokkan atas:
A. Pemotongan dorong horisontal
    1. Biasa (pekerjaan produksi)
    2. Universal (pekerjaan ruang perkakas)
B. Pemotongan tarik - horisontal
C. Vertikal
    1. Pembuat celah (slotter)
    2. Pembuat dudukan pasak (key seater)
D. Kegunaan khusus, misalnya untuk memotong roda gigi.

Mesin Ketam Jenis Horisontal
Gambar 2 adalah skema mesin ketam horisontal biasa. Mesin ini terdiri dari dasar dan rangka yang mendukung ram horisontal. Ram membawa pahat dan bergerak bolak-balik sesuai langkah yang diinginkan. Mekanisme Balik Cepat dirancang untuk membuat ram mempunyai langkah balik yang lebih cepat daripada langkah potong. Kepala pahat diujung ram yang dapat diputar dilengkapi dengan alat untuk menghantar pahat ke benda kerja. Pada pemegang pahat peti lonceng, yang diberi engsel pada ujung atas, untuk memungkinkan pahat naik pada langkah balik sehingga tidak menggali benda kerja.

 Gambar 2. Mesin ketam horisontal biasa.

Mekanisme Balik Cepat
Banyak metode mekanisme balik yang dikembangkan dimana salah satunya adalah jenis engkol atau lengan osilasi (gambar 3). Mekanisme ini terdiri dari sebuah engkol putar yang digerakkan pada kecepatan seragam, dihubungkan kepada lengan osilasi oleh blok peluncur yang bekerja di pusat dari lengan osilasi. Engkolnya dimasukkan dalam roda gigi besar dan dapat diubah-ubah dengan mekanisme ulir. Untuk mengubah kedudukan langkah, maka apitan yang memegang penyambung ke ulir ram dikendorkan, dan pengatur kedudukan ram diputar. Dengan memutar ulir pengatur kedudukan, ram dapat digerakkan mundur atau maju untuk menempatkan kedudukan potong.
Berdasarkan gambar 3 maka perbandingan langkah bisa ditulis:

 Gambar 3. Mekanisme jenis engkol mekanis, balik cepat, untuk mesin ketam.

Kecepatan Potong
Kecepatan potong untuk mesin ketam horisontal didefinisikan sebagai kecepatan rata-rata dari pahat selama langkah potong dan terutama tergantung pada banyaknya langlah ram tiap menit dan panjang langkahnya.
• Kecepatan potong rata-rata: 





dengan : N = langkah tiap menit
              L = panjang langkah, mm
             C = perbandingan waktu potong (waktu potong/waktu total)

• Banyaknya langkah tiap menit untuk kecepatan potong yang diinginkan :

• Banyaknya langkah yang diperlukan :
   S = W/F

• Waktu total dalam menit:

dengan : W = lebar benda kerja dalam milimeter
              F = hantaran dalam milimeter

Mesin Ketam Hidrolis
Mesin ketam hidrolis menggantikan mesin ketam mekanik dimana lengan osilasi menggunakan gerakan hidrolik. Keuntungan dari mesin ketam hidrolik adalah kecepatan potong dan tekanan dalam penggerakkan ram konstan dari awal sampai akhir pemotongan. Kecepatan potong biasanya ditunjukkan oleh indikator dan tidak memerlukan perhitungan.

Mesin Ketam Vertikal
Mesin ketam vertikal atau slotter (gambar 4) terutama digunakan untuk pemotongan dalam dan menyerut bersudut serta operasi pemotongan vertikal.

Gambar 4. Mesin ketam vertikal.

Ram dari mesin serut beroperasi secara vertikal dan memiliki sifat balik cepat seperti mesin jenis horisontal. Benda kerja yang dimesin ditumpu pada meja berputar yang memiliki sebuah hantaran putar sebagai tambahan untuk meja biasa. Hantaran meja putar memungkinkan pemesinan permukaan lengkung. Permukaan datar dipotong dengan menggunakan salah satu dari hantaran silang meja.

Pahat Mesin Ketam
Pahat mesin ketam serupa dengan pahat mesin bubut dan seringkali dipegang dengan pemegang yang jenisnya sama. Sudut pahat yang sama juga berlaku, kecuali bahwa ruang bebas sudut ujung sebesar 4 derajat adalah cukup. Untuk baja maka sudut garuk samping sebaiknya sekitar 15 derajat, dan untuk besi cor sekitar 5 derajat.

MESIN SERUT
Mesin serut adalah mesin perkakas yang dirancang untuk melepaskan logam dengan menggerakkan meja kerja dalam garis lurus terhadap pahat mata tunggal. Mesin serut sesuai untuk benda kerja yang jauh lebih besar. Benda yang dipotong, yang terutama permukaannya datar, bisa horisontal, vertikal atau bersudut. Mesin serut tidak lagi penting bagi pekerjaan produksi karena permukaan datar pada umumnya sekarang dimesin dengan mesin fris, peluas lubang atau pengamplas.

Pengelompokkan Mesin Serut
Menurut konstruksi, mesin serut dibagi atas :
• Rumahan - ganda
• Sisi - terbuka
• Jenis - lorong (pit)
• Plat atau tepi

Penggerak Mesin Serut
Terdapat banyak cara penggerakkan mesin serut yaitu penggerak roda gigi, penggerak hidrolis, penggerak sekrup, penggerak sabuk, penggerak motor dengan kecepatan variabel dan penggerak engkol. Penggerak roda gigi dan penggerak hidrolis paling banyak digunakan.
Penggerak hidrolis sangat memuaskan bagi mesin serut. Penggerak ini memberikan kecepatan potong seragam pada keseluruhan langkah potong. Keuntungan lain adalah gaya inersia yang harus diatasi lebih kecil dalam mesin serut hidrolis daripada mesin serut konvensional dengan roda gigi. Keuntungan lain adalah tekanan potong seragam, pembalikan meja cepat dan operasinya tidak bising.

Mesin Serut Rumahan Ganda
Mesin serut jenis ini terdiri darisebuah dasar yang berat dan panjang, dengan meja yang bergerak bolak-balik. Gambar 5 menunjukkan gambar mesin serut ini dimana terlihat cara penyanggaan pahat, baik diatas maupun di samping dan cara bagaimana mereka dapat disetel untuk pemotongan sudut.

Gambar 5. Mesin serut rumahan ganda.

Mesin Serut Sisi Terbuka
Mesin serut ini mempunyai rumahan pada satu sisi saja (gambar 6). Sisi yang terbuka memungkinkan pekerjaan pemesinan untuk benda kerja yang besar.

Gambar 6. Mesin serut sisi terbuka.

Mesin Serut Jenis Lorong (pit)
Mesin serut ini berbeda dengan mesin serut biasa dalam hal bangkunya stasioner dan pahatnya digerakkan diatas benda kerja (gambar 7). Dua kepala jenis ram dipasangkan pada rel silang, dan masing-masing dilengkapi dengan pemegang pahat peti lonceng ganda untuk penyerutan dua jalur. Kedua rumahan pembalikan, yang menyangga rel silang, meluncur pada jalur dan digerakkan oleh ulir dari penggerak roda cacing tertutup pada ujung landasan.

 Gambar 7. Mesin serut jenis ”pit”.

Mesin Serut Plat atau Tepi
Mesin serut ini dirancang untuk memesin tepi dari pelat baja berat untuk bejana tekan dan pelat perisai. Pelatnya diapitkan kepada bangku, dan kereta peluncur yang mendukung pahat pemotong digerakkan mundur dan maju di sepanjang tepinya. Mesin serut tepi umumnya menggunakan pemotong fris agar lebih cepat dan lebih teliti.

Pahat Dan Peralatan Pemegang Benda Kerja
Pahat yang digunakan pada mesin serut dan mesin ketam adalah dari jenis umum yang sama dengan yang digunakan pada mesin bubut, tetapi konstruksinya lebih berat. Pemegang pahat biasanya dilakukan dengan gigi yang dapat dilepas. Bentuk pahat pemotong untuk operasi mesin serut biasa ditunjukkan pada gambar 8 yang biasanya berujung baja kecepatang tinggi, paduan cor atau sisipan karbida. Baja kecepatan tinggi atau paduan cor umumnya digunakan dalam pemotongan kasar berat dan karbida untuk pekerjaan kasar kedua dan penyelesaian. Sudut potong untuk pahat tergantung pada jenis pahat yang digunakan dan bahan yang dipotong. Sudut-sudutnya sama dengan yang digunakan pada pahat mata tunggal yang lain, hanya ruang bebas ujung tidak boleh melebihi 4 derjat.

Gambar 8. Bentuk pahat pemotong untuk operasi mesin serut

ARTIKEL ARTIKEL MESIN

Di sini kita akan membahas tentang Ilmu Mesin. di bawah ini adalah penjelasan - penjelasan yg saya ketahui dari yang saya ketahui tentang suatu Proses Produksi dan tentu saja dengan literatur dari buku TEKNOLOGI MEKANIK karangan BAMBANG PRIAMBODO dan juga ilmu-ilmu teknik mesin lainnya.

1. PENGENDALIAN NUMERIS (NUMERICALLY CONTROL)
2. MESIN BUBUT (LATHE MACHINE)
3. MESIN PENGGURDI DAN PENGEBOR (DRILLING AND BORING MACHINE)
4. MESIN FRIS DAN PEMOTONG FRIS
5. PROSES PENGECORAN
6. MESIN KETAM DAN MESIN SERUT 
7. PENGELASAN (Welding)
8. PERAWATAN MESIN ( MECHANICAL MAINTENANCE ) --> JENIS - JENIS PERAWATAN MESIN
9. PERAWATAN MESIN - PERAWATAN YANG DIRENCANAKAN
10. PERLAKUAN PANAS ( HEAT TREATMENT )
11. BAJA ( STEEL )
12. JENIS KOMPRESOR
13. MOTOR 2 TAK ( 2 STROKE )
14. CARA KERJA MESIN 4 TAK ( 4 STROKE )
15. JENIS - JENIS KOMPRESOR ( COMPRESSOR )
 
Klik Judul - judul diatas untuk membaca artikel tersebut.
Terima Kasih.. ^__^

PENGENDALIAN NUMERIS ( NUMERICALLY CONTROL )

PENGENDALIAN NUMERIS

Pengendalian numeris menuntun operasi mesin perkakas dari data numeris yang tersimpan pada kertas atau pita magnetis, kartu berlubang, penyimpanan komputer atau informasi langsung dari komputer.
Karena menggunakan informasi matematis, maka konsepnya disebut kendali numeris atau KN (numerical control atau NC). KN adalah operasi dari mesin perkakas dan mesin pemproses lainnya dengan sederetan kode instruksi. Mungkin instruksi yang paling penting adalah kedudukan relatif pahat terhadap benda kerja. Kendali Numeris adalah bukan metode memesin, melainkan cara untuk mengendalikan mesin.
Desain KN pada awal sejarahnya adalah meletakkan unit pengendali pada struktur mesin yang telah ada sebagai pengendali numeris. Dari pengalaman mesin KN lebih efisien di operasi mesin secara keluruhan daripada mesin konvensional. Mesin perkakas KN saat ini mempersatukan berbagai pengembangan seperti optimasi kecepatan potong dan hantaran, penentuan posisi benda kerja, pemilihan perkakas, dan pengeluaran serpihan. Adopsi KN ke desain mesin yang sudah ada sehingga menjadi mesin perkakas KN telah membawa mesin ini mempunyai karakteristik yang berbeda dengan mesin-mesin perkakas yang sudah ada. Contohnya, modifikasi mesin bubut turet telah menghasilkan turet yang terpasang miring di sisi belakang dari pada dipasang pada jalur horisontal didepan. Perkakas dalam jumlah yang banyak bisa dipasang pada turet sebagai akibat penyesuaian struktur tersebut. Hal ini bisa dilihat pada gambar 1.

Perkembangan pusat pemesinan dengan penyimpanan perkakas adalah hasil dari KN. Gambar 2 memperlihatkan pusat pemesinan dengan penyimpanan sebanyak 24 pahat dalam sebuah magazin. Setiap pahat bisa dipilih dan digunakan sesuai dengan program. Pusat pemesinan bisa mengerjakan hampir semua jenis pemesinan seperti fris, penggurdian, pengeboran, pemotongan dan sebagainya.

Gambar 1. Mesin bubut turet miring dengan pengontrolan numeris.

 Gambar 2. Mesin KN dengan perkakas diatas kolom dan pemasangan komponen didepan.

Urutan OperasionalKN dimulai dari programer komponen yang memvisualisasikan operasi yang dibutuhkan mesin pada benda kerja. Instruksi yang diberikan disebut program dimana program disiapkan sebelum komponen dibuat. Instruksi terdiri dari urutan kode simbolik yang berisikan pekerjaan yang diperlukan oleh pahat dan mesin. Dimulai, gambar teknik benda kerja diuji, proses dipilih. Perencanaan proses mencakup persiapan kertas operasi atau kertas rute yang berisikan prosedur urutan operasi dan daftar mesin, pahat dan biaya operasi. Ketika operasi telah diketahui, yang berkaitan dengan KN didesain lebih lanjut.
Program disiapkan dalam bentuk kode yang berisikan urutan operasi. Ada 2 cara dalam memprogram KN yaitu secara manual atau dengan komputer. Jika pemograman dilakukan secara manual, instruksi mesin dibuat dalam bentuk manuscript program. Manuscript ini memberikan instruksi untuk alat potong dan benda kerja. Pada pemograman dengan bantuan komputer dimana komputer akan melakukan perhitungan dan menterjemahkan instruksi ringkas ke dalam instruksi yang lebih detil dan bahasa kode untuk pita.
Pada program manual, manuscript disimpan ke pita berlobang. Pada pemograman komputer, memori internal akan menterjemahkan langkah-langkah pemograman, melakukan perhitungan untuk membuat instruksi langkah-langkah KN, dan mempersiapkan pita (tape). Verfikasi adalah langkah selanjutnya dimana pita dijalankan pada komputer dan sebuah plotter akan mensimulasikan gerakan pahat dan secara grafik akan menampilkan komponen akhir pada kertas yang sering dalam bentuk 2 dimensi. Verifikasi akan memperlihatkan kesalahan-kesalahan yang mungkin timbul.
Langkah terakhir adalah membuat benda dengan menggunakan pita KN. Operator mesin memasang pita pada alat pembaca program yang merupakan bagian dari machine control unit/MCU (unit kendali mesin). Alat ini akan merobah kode instruksi kedalam operasi mesin. Langkah umum ini bisa dilihat pada gambar 3.
 

Jenis Kendali
Kendali bisa berupa lingkar (loop) terbuka atau tertutup. Kendali lingkar terbuka didefinisikan sebagai sebuah sistem dimana output atau variabel sistem lainnya tidak mempunyai efek atau feedback (umpan balik) terhadap input. Gambar 4 memperlihatkan sebuah sistem kendali numeris dua sumbu lingkar terbuka.

Gambar 3. Bagan alir langkah-langkah kendali numeris.

Gambar 4. Bagan alir langkah-langkah kendali numeris.

Sumbu koordinat adalah bidang X-Y dan sumbu ketiga adalah Z. Media input, yang biasanya pita, di baca oleh unit yang disebut reader (pembaca). Sinyal diskrit dihantarkan ke unit kendalidan instruksi diberikan ke unit penggerak motor bertingkat (stepping motor). Setiap luncuran atau gerakan yang harus dikendalikan memiliki motor bertingkat dan penggeraknya masing-masing.

Penggerakan ke elemen mesin bisa berupa ulir penuntun konvensional, ball bearing screw, atau pengaturan gigi rack dan pinion. Kendali loop terbuka sederhana dan murah namun ketelitiannya tidak sebaik kendali loop tertutup.
Sistem kendali loop tertutup untuk kendali sumbu tunggal diberikan oleh gambar 5. Gerakan mesin, setelah dijalankan motor bertingkat, dicatat atau dimonitor oleh unit umpan balik yang bisa berupa peralatan elektronik, mekanik atau optik. Adalah piranti transducer yang mendeteksi posisi meja, luncuran, serta pahat. Posisi ini dikirimkan oleh bagian umpan balik ke unit kendali dimana sinyal secara kontinyu dibandingkan dengan sinyal program. Sinyal perintah diteruskan ke penguat yang menggerakkan motor penggerak sampai perbedaan antara sinyal perintah dan posisi aktual luncuran mencapai nol. Ketika sinyal kesalahan nol, berarti gerakan mesin sudah sesuai dengan posisi yang diperintahkan.
 

Unit kendali bisa menginisiasi salah satu atau lebih gerakan berikut:
1. mencatat ketepatan perintah
2. mengkompensasi secara otomatis kesalahan
3. menghentikan gerakan ketika sinyal masukan dan hantaran sama.
 

Gambar 5. Sistem kendali numeris lingkar tertutup, satu sumbu.

Koordinat Tegak Lurus
Kendali numeris menggunakan koordinat tegak lurus atau cartesian untuk menentukan sebuah titik dalam ruangan. Konstruksi mesinperkakas didasarkan pada dua atau tiga sumbu tegak lurus dari gerakan dan sumbu putaran.

Gambar 6. Prinsip-prinsip x, y dan z untuk mesin fris.

Umumnya, gerak sumbu Z adalah paralel dengan spindel utama mesin, sedangkan gerak sumbu X adalah horisontal dan paralel dengan permukaan pemegang benda kerja. Gerak sumbu Y adalah tegak lurus bidang X dan Z. Lokasi dari rute gambar 6 adalah X = -2, Y = +3 dan Z = +1. Penunjukan sumbu untuk beberapa mesin perkakas ditunjukkan oleh gambar 7.
Jika sumbu koordinat telah ditentukan, programer komponen punya pilihan dalam menentukan posisi relatif pahat terhadap sumbu koordinat asal. Mesin KN bisa menentukan titik nol sebagai nol tetap atau titik mengambang (floating point). Pada nol tetap titik asal selalu berada pada titik yang sama pada meja mesin dan berada pada sudut kiri bawah. Lokasi ditentukan oleh sebagai koordinat X dan Y positif. Pada titik mengambang, titik nol bisa diset pada sembarang titik pada meja mesin. Benda kerja yang simetris, titik nol akan berada pada pusat simetri. Metode titik mengambang adalah metode yang lebih umum dipakai.

Gambar 7. Prinsip-prinsip kendali numeris. A. Mesin bubut turet vertikal atau fris pengebor vertikal. B. Kempa pons turet. C. Mesin las. D. Pembengkok tabung kanan.

Pita Berlubang
Bahan untuk pita bisa kertas berlobang, kertas yang diperkuat bahan mylar, aluminium yang dilapisi mylar, atau bahan plastik tertentu. pita dari kertas yang diperkuat bahan mylar paling banyak digunakan.
Meskipun berbagai format pita tersedia, pembicaraan ditekankan pada mesin-mesin KN yang dibuat berdasarkan standar yang menetapkan format pita dengan blok variabel untuk kendali posisi dan kontur. Pita mempunyai lebar 1 inchi dan 8 kanal. Lobang dibuat di dalam kanal dalam pola kode. Pembaca pita membaca pola lobang dengan sel photo elektrik, sensor berbentuk jari (finger), sikat atau metode vakum. Gambar 8 memperlihatkan contoh sebuah head (kepala) baca. Kecepatan baca 100 sampai 1000 karakter per detik bisa dilakukan dengan menggunakan metode photo elektrik.
Pada pemograman secara manual, mesin tik khusus akan membuat lobang ketika tuts ditekan. Pada pemograman dengan komputer, tidak hanya perhitungan yang dilakukan, tetapi lubang pada pita juga dibuat yang identik dengan pita yang dibuat secara manual.

Gambar 8. Fotoelektrik tape reader dengan kecepatan tinggi.

Gambar 9 memperlihatkan pita kertas berlobang. Lobangnya dibuat pada pita dalam bentuk kode. Gambar tersebut menunjukan pengkodean standar dari Electronic Industries Association (EIA) untuk pita berlobang ukuran lebar 1 inchi, 8 kanal dengan sistem desimal kode biner (binary-coded decimal/BCD). Sistem standar ASCII juga banyak digunakan. Pengkodean pita ditandai dengan ada atau tidaknya lobang sehingga sesuai dengan sistem biner (sistem dasar 2). Kode biner menggunakan nilai 0 atau 1 atau disebut satu bit. Sistem ini digunakan hampir pada semua operasi KN.
Ada 8 kanal dan satu kolom lobang sprocket. Jika data numerik adalah input, kanal 1, 2, 3, 4 dan 6 digunakan. 4 kanal pertama mewakili angka 1, 2, 4 dan 8 yaitu pangkat dari 2; yaitu 20=1, 21=2, 22=4, 23=8. Maka, sesuai gambar, angka 7 ditulis ke pita dengan membuat lobang pada kanal 1, 2 dan 3, dengan total 1+2+4=7. Pembaca pita melakukan pemeriksaan dasar terhadap ketelitian dengan mana pita dilobangi. Hal ini disebut parity check (pemeriksaan keseimbangan). Jumlah lubang harus ganjil pada setiap baris dan kemudian mesin berhenti. Karena itu setiap perintah pelubangan yang bernilai genap, lobang tambahan harus dibuat pada kanal 5.
Gambar 9B adalah skematik strip pendek pita yang mungkin muncul bagi program yang disederhanakan. Semua angka biasanya digambarkan dengan 5 atau 6 digit (baris), dan dua digit pertama merujuk kepada bilangan bulat (inchi, mm atau cm) dan sisanya sebagai pecahan.

Gambar 9. A. Pita desimal kode binari, tampak bawah. B. Program desimal kode binari.

Pemrograman Dari Titik ke TitikMetode titik ke titik atau penempatan dilakukan oleh mesin pelobang, las titik atau mesin gurdi. Metode ini digunakan secara luas pada mesin yang bisa bergerak hanya ke satu arah. Metode titik ke titik melakukan pengaturan penempatan spindel atau benda kerja pada posisi relatif spesifik, dan pahat beroperasi dengan instuksi pita atau dengan tangan. Pahat bergerak diantara koordinat tanpa menyentuh benda kerja. Pada gambar 10, lubang akan digurdi pada pemberhentian yang berurutan. Apakh perkakas akan bergerak pertama kali sepanjang sumbu-x dan kemudian pada sumbu-y adalah tidak penting. Ada beberapa mesin yang bergerak secara serentak disepanjang kedua sumbu. beberapa mesin ada yang hanya mempunyai pengontrolan pada sumbu-x dan sumbu-y, sedangkan beberapa mesin yang lain dapat diprogram pada ketiga sumbu.
Metode titik ke titik bisa diprogram untuk memesin garis lurus dan lekukan tepi (kontur). Untuk memesin FG pada gambar 10A, pahat bisa ditempatkan dengan perintah pita pada dua lokasi x-y yang berbeda.
Beberapa mesin pada dasarnya adalah memberi kedudukan, tetapi mesin tersebut mempunyai kemampuan dalam perencanaan kontur, misalnya memfris garis lurus seperti yang diperlihatkan gambar 10C.

Gambar 10. Jenis perintah.

Sebuah program pemberi kedudukan sesuai standar EIA RS 273 untuk menggurdi 4 lobang diperlihatkan pada gambar 11. Kode tab (lubang dalam jalur no. 2, 3, 4, 5 dan 6 dalam baris melintang) mendahului setiap perintah. Instruksi koordinat x mendahului instruksi koordinat y.
Pemrograman Lintasan Kontinyu
Dalam pemrograman lintasan kontinyu maka perkakas pemotong menyentuh benda kerja sementara terjadi gerakan koordinat. Gambar 12 memperlihatkan operasi pembentukan lekuk tepi mencakup memfris, membubut dan memotong nyala.

Gambar 11. Format pita EIA RS-273 untuk menggurdi empat lubang. Saluran no. 1 di sisi kanan pita.

Gerakan pembentukan lekuk tepi berbeda dengan gerakan antar titik dimana sebuah program interpolasi menurunkan/menghasilkan gerakan lintasan kontinyu yang diubah dari gerakan titik ke titik. Ada 3 metode interpolasi yang digunakan untuk menghubungkan titik koordinat:: linier, melingkar dana parabolis.
Interpolasi Linier adalah hasil serangkaian gerakan memesin garis lurus yang diprogram dalam jumlah yang cukup untuk memberikan hasil yang bisa diterima. Interpolasi linier memungkinkan gerakan pahat pada dua atau lebih sumbu secara bersamaan.
Pada Interpolasi melingkar , program untuk lingkaran bisa berupa titik akhir dari busur, jari-jari dan pusat, dan arah pemotongan seperti diperlihatkan pada gambar 10D. Alat interpolator yang ada pada komputer akan memecah garis kedalam garis-garis lurus yang sangat pendek (0,003-0,005 mm).

Gambar 12. A. Jalur pemotong untuk pemrograman kontinyu. B. Puncak-puncak yang dihasilkan dalam memesin dengan sumbu tidak sejajar.

Interpolasi parabolis digunakan untuk desain bentuk bebas seperti cetakan atau memahat cetakan.
 

Sistem Kendali Numeris Lainnya
Sistem yang mempunyai pengontrolan komputer untuk beberapa mesin perkakas disebut Direct numerical control (Kendali Numeris Langsung). Satu atau lebih mesin disambungkan dengan sebuah komputer untuk menerima perintah langsung atau data langsung (real time distribution data) sehingga tidak diperlukan lagi pita berlobang. Pembaca pita tidak lagi dipasang pada mesin karena tidak diperlukan. Penggunaan komputer memungkinkan untuk menyimpan program yang panjang yang tidak muat jika disimpan didalam memori mesin KN.
Sistem Computer Numerical Control (CNC) atau Kendali Numeris dengan Komputer, menggunakan program yang tersimpan pada mini komputer untuk melakukan fungsi KN sesuai dengan program kontrol/perintah yang ada dimemori komputer. Mesin mempunyai kemampuan menghitung dan penyimpanan data yang merupakan bagian dari unit kendali. CNC juga dikenal sebagai soft wire dimana program bisa dirobah bersama-sama dengan bagian kendali yang sudah ada pada mesin. Komputer bisa digunakan sebagai terminal untuk menerima informasi dari komputer lain atau data dari saluran telepon.