MENGENAL CNC LATHE (BUBUT)

A. PENGANTAR CNC LATHE

1. Definisi CNC Lathe

CNC Lathe (Computer Numerical Control Lathe) adalah mesin perkakas yang menggunakan teknologi kontrol numerik komputer (CNC) untuk membentuk material mentah menjadi komponen dengan presisi tinggi. Secara sederhana, mesin ini bekerja dengan memutar benda kerja pada porosnya (seperti mesin bubut tradisional), sementara pahat potong secara bertahap menghilangkan material untuk mencapai bentuk yang diinginkan.

Sumber Gambar : https://www.chevaliertw.com/

Bedanya dengan mesin bubut manual, CNC Lathe sepenuhnya dikendalikan oleh instruksi yang diprogram sebelumnya (dalam bentuk G-code dan M-code). Program ini mengatur gerakan pahat potong dan benda kerja dalam sumbu-sumbu (umumnya X dan Z untuk mesin bubut 2 sumbu, namun bisa lebih untuk mesin yang lebih kompleks). Hal ini memungkinkan mesin untuk mengeksekusi operasi yang rumit dengan akurasi dan konsistensi yang luar biasa.

2. Keunggualan CNC Lathe

Penggunaan CNC Lathe dalam proses manufaktur menawarkan berbagai keunggulan signifikan, antara lain:

Akurasi dan Presisi Tak Tertandingi: Ini adalah salah satu keunggulan utama. CNC Lathe mampu menghasilkan komponen dengan toleransi yang sangat ketat (hingga tingkat mikron). Hal ini krusial untuk industri yang membutuhkan standar kualitas tinggi seperti otomotif, kedirgantaraan, dan medis. Konsistensi dalam produksi juga terjamin, di mana setiap bagian yang diproduksi akan identik.
Efisiensi dan Kecepatan Produksi Tinggi: Otomatisasi pada CNC Lathe memungkinkan operasi yang sangat cepat, secara signifikan mengurangi waktu produksi. Bahkan bagian dengan geometri kompleks dapat diproses dalam waktu singkat. Ini sangat penting untuk memenuhi tenggat waktu yang ketat dan mengoptimalkan jadwal produksi.
Konsistensi dan Pengulangan (Repeatability): Setelah program diatur, mesin CNC Lathe dapat mengulang operasi yang sama berkali-kali dengan presisi yang sama, menghasilkan suku cadang yang seragam dalam bentuk dan ukuran. Ini meminimalkan variasi antar produk dan mengurangi risiko kesalahan manusia.
Fleksibilitas dalam Pengerjaan dan Kompleksitas Geometri: CNC Lathe dapat melakukan berbagai jenis pengerjaan seperti membubut diameter luar/dalam, membuat lubang (drilling dan boring), membuat alur (grooving), membuat ulir (threading), dan memotong (parting). Kemampuannya untuk mengikuti instruksi program yang kompleks memungkinkan pembuatan bentuk dan kontur yang rumit yang sulit atau tidak mungkin dilakukan dengan mesin manual.
Pengurangan Biaya Tenaga Kerja dan Kesalahan Manusia: Karena mesin dikendalikan oleh komputer, intervensi operator dapat dikurangi atau bahkan dihilangkan. Ini mengurangi biaya tenaga kerja dan meminimalkan tingkat kesalahan yang disebabkan oleh faktor manusia. Banyak mesin CNC Lathe dapat beroperasi tanpa pengawasan langsung, memungkinkan operator untuk melakukan tugas lain.
Adaptabilitas Material yang Luas: CNC Lathe dapat memproses berbagai jenis material, termasuk aluminium, baja, plastik, komposit, dan material lainnya, sehingga memenuhi kebutuhan berbagai industri.
Penghematan Material: Presisi tinggi yang ditawarkan oleh CNC Lathe mengurangi pemborosan material karena kesalahan pemotongan yang minim.
Penyimpanan Program: Program pemesinan dapat disimpan dalam memori komputer mesin, sehingga dapat digunakan kembali kapan saja untuk produksi ulang atau modifikasi yang cepat.

Sumber Gambar : https://solosae.com/

B. KOMPONEN UTAMA CNC LATHE

CNC Lathe, seperti mesin perkakas lainnya, terdiri dari beberapa komponen inti yang bekerja sama untuk menjalankan proses pemesinan. Memahami fungsi masing-masing bagian sangat penting untuk mengoperasikan dan merawat mesin ini dengan efektif.

1. Spindel

Spindel adalah jantung dari mesin bubut CNC. Ini adalah poros berputar yang menahan dan memutar benda kerja atau kadang-kadang pahat, tergantung pada konfigurasi mesin. Spindel biasanya digerakkan oleh motor listrik yang kuat dan dapat mencapai kecepatan rotasi yang sangat tinggi (RPM), yang dapat diatur secara presisi oleh program CNC. Kecepatan putaran spindel sangat krusial karena memengaruhi laju pemotongan dan kualitas permukaan hasil akhir. Beberapa mesin CNC modern memiliki spindel ganda untuk meningkatkan efisiensi dengan memungkinkan pemesinan simultan pada kedua ujung benda kerja.

Sumber Gambar : https://id.made-in-china.com/

2. Chuck

Chuck adalah alat penjepit yang menempel pada ujung spindel dan berfungsi untuk menahan benda kerja agar tetap stabil selama proses pemotongan. Chuck tersedia dalam berbagai jenis, yang paling umum adalah:

Three-jaw chuck (chuck rahang tiga): Ideal untuk menjepit benda kerja berbentuk silinder atau heksagonal yang berpusat secara otomatis.
Four-jaw chuck (chuck rahang empat): Menawarkan kemampuan penjepitan independen untuk setiap rahang, cocok untuk menjepit benda kerja non-silinder atau yang perlu disetel secara manual agar benar-benar berpusat. Pemilihan chuck yang tepat sangat penting untuk memastikan benda kerja tidak bergerak atau bergetar saat dipotong, yang bisa merusak komponen atau mesin.

Sumber Gambar : https://www.kitagawa.com/

3. Tailstock

Tailstock terletak di ujung berlawanan dari headstock (di mana spindel berada) pada bed mesin. Fungsi utamanya adalah memberikan dukungan tambahan pada benda kerja yang panjang atau berat untuk mencegah defleksi atau getaran selama pemotongan. Tailstock sering dilengkapi dengan "live center" atau "dead center" yang bisa menopang ujung benda kerja. Selain itu, tailstock juga bisa digunakan untuk menahan alat pemotong seperti mata bor atau reamer untuk melakukan operasi pengeboran di bagian tengah benda kerja.

Sumber Gambar : https://www.cnccookbook.com/

4. Turet

Turret adalah komponen yang menahan berbagai pahat pemotong. Ini adalah semacam "revolver" yang dapat berputar secara otomatis untuk memilih pahat yang dibutuhkan oleh program CNC. Turret modern bisa menampung banyak pahat (misalnya, 8, 12, atau bahkan lebih banyak stasiun pahat) dan dapat berganti pahat dalam hitungan detik, sangat meningkatkan efisiensi dan fleksibilitas pemesinan. Setiap pahat yang terpasang pada turret telah diukur dan posisinya diatur dalam program CNC, memastikan bahwa mesin tahu persis di mana setiap pahat berada.

Sumber Gambar : https://tdlmould-com.

5. Bed (Landan Mesin)

Bed adalah fondasi struktural dari seluruh mesin CNC Lathe. Ini adalah rangka yang sangat kokoh dan presisi tinggi, biasanya terbuat dari besi cor untuk stabilitas dan peredaman getaran yang optimal. Bed menyediakan jalur panduan (guide ways) yang presisi untuk pergerakan carriage (yang membawa turret) dan tailstock. Kekakuan dan akurasi bed sangat penting karena ini adalah dasar untuk semua gerakan komponen lain dan secara langsung memengaruhi presisi akhir dari komponen yang dihasilkan.

Sumber Gambar : https://www.smartlathe.com/

6. Panel Kontrol

Panel Kontrol adalah antarmuka manusia-mesin (HMI) dari CNC Lathe. Ini adalah "otak" mesin di mana operator berinteraksi dengan sistem kontrol numerik. Panel ini biasanya mencakup:

Monitor: Menampilkan program CNC, posisi pahat, status mesin, dan pesan kesalahan.
Keyboard dan Tombol Fungsi: Digunakan untuk memasukkan data, mengedit program, mengatur parameter mesin, dan mengoperasikan mesin secara manual.
Joystick atau Handwheel (MPG - Manual Pulse Generator): Untuk menggerakkan sumbu mesin secara manual dengan presisi tinggi selama setup atau kalibrasi. Melalui panel kontrol, operator dapat memuat program, memulai dan menghentikan proses pemesinan, memantau kemajuan, dan melakukan penyesuaian yang diperlukan.

C. JENIS CNC LATHE

1. Horizontal CNC Lathe

Horizontal CNC Lathe adalah jenis mesin bubut CNC yang paling umum dan sering terlihat. Dinamakan "horizontal" karena spindel utama mesin diposisikan secara horizontal, sejajar dengan lantai. Benda kerja dijepit pada chuck yang juga berputar secara horizontal, dan pahat potong mendekat dari sisi atau depan benda kerja.

Keunggulan Horizontal CNC Lathe

Pengelolaan Chip yang Efisien: Salah satu keuntungan terbesar adalah gravitasi membantu menarik serpihan (chip) pemotongan jatuh langsung ke bawah dan menjauh dari area kerja, terutama jika dilengkapi dengan konveyor chip otomatis. Ini mencegah penumpukan chip yang dapat merusak benda kerja atau pahat, serta memastikan proses pemesinan yang lebih bersih dan aman.
Aksesibilitas yang Baik: Desain horizontal seringkali memberikan akses yang lebih mudah bagi operator untuk memuat dan membongkar benda kerja, serta untuk melakukan inspeksi atau penggantian pahat.
Fleksibilitas untuk Berbagai Ukuran Benda Kerja: Mesin ini sangat serbaguna dan dapat menangani berbagai ukuran benda kerja, dari yang kecil hingga yang cukup besar.
Dukungan Benda Kerja yang Panjang: Untuk benda kerja berbentuk poros yang panjang, tailstock pada mesin horizontal dapat memberikan dukungan yang sangat baik untuk mencegah defleksi selama pemesinan.
Cocok untuk Operasi Pembubutan Umum: Ideal untuk sebagian besar operasi pembubutan standar seperti pembubutan diameter luar/dalam, pembentukan ulir, grooving, dan pengeboran pada benda kerja silinder.

Keterbatasan

Benda kerja yang sangat besar dan berat mungkin sulit untuk diangkat dan dijepit secara horizontal tanpa peralatan khusus.

2. Vertical CNC Lathe

Vertical CNC Lathe (sering disebut juga Vertical Turning Lathe atau VTL) adalah jenis mesin bubut CNC di mana spindel utama diposisikan secara vertikal, dan benda kerja dijepit pada chuck yang berputar secara horizontal (seperti meja putar). Pahat potong mendekat dari atas benda kerja.

Keunggulan Vertcal CNC Lathe

Ideal untuk Benda Kerja Besar dan Berat: Ini adalah keunggulan paling signifikan. Karena benda kerja dijepit secara horizontal dan berputar di atas meja, gravitasi bekerja untuk menstabilkan benda kerja. Ini membuatnya sangat cocok untuk pemesinan komponen dengan diameter besar dan bobot berat (misalnya, roda gigi besar, flensa turbin, komponen pesawat besar) yang akan sulit atau tidak mungkin dipegang secara horizontal.
Pemasangan Benda Kerja yang Mudah: Memuat benda kerja yang besar dan berat menjadi lebih mudah karena operator dapat menempatkannya langsung di atas meja putar.
Stabilitas Tinggi: Desain vertikal memberikan stabilitas yang luar biasa selama pemotongan, mengurangi getaran dan memungkinkan pemotongan material yang keras dengan presisi tinggi.
Pengurangan Defleksi: Beban gravitasi benda kerja ditopang langsung oleh meja putar, mengurangi risiko defleksi pada benda kerja selama proses pemesinan.
Efisiensi Ruang (untuk ukuran benda kerja tertentu): Meskipun mesin itu sendiri bisa besar, jejak lantai yang dibutuhkan untuk mesin vertikal seringkali lebih kecil dibandingkan mesin horizontal yang dapat memproses benda kerja dengan diameter yang sama.

Keterbatasan:

Pengelolaan chip mungkin lebih menantang karena serpihan cenderung menumpuk di meja putar.
Kurang cocok untuk benda kerja berbentuk poros yang sangat panjang yang membutuhkan dukungan tailstock.

Perbandingan Singkat:

Fitur Penting	Horizontal CNC Lathe	Vertical CNC Lathe
Orientasi Spindel	Horizontal	Vertikal
Orientasi Benda Kerja	Horizontal, dijepit di samping	Horizontal, diletakkan di atas meja putar
Ideal untuk	Benda kerja silinder umum, poros panjang	Benda kerja berdiameter besar, berat, dan pendek
Penanganan Chip	Sangat baik (gravitasi membantu jatuh)	Membutuhkan perhatian lebih (sering menumpuk)
Dukungan Benda Kerja	Baik untuk poros panjang (dengan tailstock)	Sangat baik untuk diameter besar (gravitasi)

D. KESELAMATAN KERJA DI LINGKUNGAN CNC LATHE

Lingkungan kerja yang aman di sekitar CNC Lathe melibatkan kombinasi dari peralatan pelindung diri (APD), prosedur operasi standar, dan pemeliharaan mesin yang tepat.

Sumber Gambar : https://www.istockphoto.com/

1. Peralatan Pelindung Diri (APD)

Penggunaan APD yang sesuai adalah garis pertahanan pertama untuk operator dan siapa pun yang berada di dekat mesin.

Kacamata Keselamatan/Face Shield: Ini adalah APD yang paling penting. Selama proses pemotongan, serpihan logam (chips) dapat terlontar dengan kecepatan tinggi, dan cairan pendingin bisa menyemprot. Kacamata keselamatan atau face shield melindungi mata dan wajah dari cedera.
Sarung Tangan: Hindari penggunaan sarung tangan saat mesin beroperasi karena bisa tersangkut pada bagian yang berputar (spindel, chuck, benda kerja) dan menarik tangan ke dalam mesin. Sarung tangan hanya boleh digunakan saat menangani benda kerja yang tajam atau panas, atau saat membersihkan mesin dalam keadaan mati.
Pakaian Kerja yang Sesuai: Kenakan pakaian yang tidak longgar atau terjuntai yang bisa tersangkut pada bagian mesin yang bergerak. Lengan baju harus digulung atau diikat. Hindari perhiasan seperti cincin, kalung, atau jam tangan.
Sepatu Keselamatan (Safety Shoes): Melindungi kaki dari benda berat yang terjatuh atau serpihan logam yang tajam.
Pelindung Telinga (Ear Protection): Operasi mesin CNC Lathe dapat menghasilkan tingkat kebisingan yang tinggi, terutama saat memotong material keras. Pelindung telinga seperti earplug atau earmuff direkomendasikan untuk mencegah kerusakan pendengaran jangka panjang.

2. Prosedur Operasi Aman

Mengikuti prosedur yang benar adalah kunci untuk mencegah kecelakaan.

Pelatihan yang Memadai: Hanya personel yang terlatih dan memiliki otorisasi yang boleh mengoperasikan mesin CNC Lathe. Mereka harus memahami sepenuhnya fungsi mesin, program CNC, dan prosedur keselamatan.
Memahami Program CNC: Operator harus meninjau dan memahami program CNC sebelum eksekusi. Kesalahan dalam program dapat menyebabkan tabrakan pahat atau kerusakan mesin. Lakukan dry run (simulasi tanpa material) atau single block operation untuk memeriksa jalur pahat.
Inspeksi Chuck dan Benda Kerja: Pastikan benda kerja terpasang dengan kuat pada chuck. Benda kerja yang tidak terpasang dengan benar bisa terlempar saat mesin berputar, menyebabkan cedera serius atau kerusakan parah. Gunakan tekanan penjepitan yang sesuai.
Penutupan Pintu Pengaman: Selalu pastikan semua pintu pelindung dan interlock keselamatan tertutup dengan benar sebelum memulai operasi. Mesin CNC modern dirancang untuk tidak beroperasi jika pintu pengaman terbuka.
Menjaga Jarak Aman: Jangan pernah memasukkan tangan atau bagian tubuh ke dalam area kerja mesin saat sedang beroperasi. Jaga jarak aman dari semua bagian yang bergerak atau berputar.
Pengelolaan Chip dan Coolant: Gunakan alat yang tepat (misalnya, sikat atau pengait khusus) untuk membersihkan serpihan logam dan cairan pendingin. Jangan pernah menggunakan tangan kosong saat mesin beroperasi atau bahkan saat mati tapi masih panas. Serpihan bisa sangat tajam dan panas.
Peringatan dan Tanda Bahaya: Perhatikan semua stiker peringatan dan tanda bahaya di mesin. Pastikan area kerja bersih, kering, dan bebas dari penghalang.

3. Pemeliharaan dan Perawatan Mesin

Mesin yang terawat dengan baik lebih aman untuk dioperasikan.

Pemeriksaan Rutin: Lakukan pemeriksaan rutin pada mesin, termasuk sistem hidrolik, kelistrikan, dan komponen mekanis. Laporkan segera setiap kerusakan atau kejanggalan.
Sistem Darurat (Emergency Stop): Pastikan tombol "Emergency Stop" berfungsi dengan baik dan mudah dijangkau. Operator harus tahu cara mengaktifkannya dalam situasi darurat.
Sistem Interlock Keselamatan: Jangan pernah mencoba mematikan atau mengakali sistem interlock keselamatan pada pintu atau penutup pelindung. Sistem ini dirancang untuk mencegah cedera.
Penerangan yang Cukup: Pastikan area kerja memiliki pencahayaan yang memadai untuk visibilitas yang baik.

4. Lingkungan Kerja Umum

Kebersihan: Jaga kebersihan lantai di sekitar mesin. Tumpahan oli atau cairan pendingin dapat menyebabkan terpeleset.
Ventilasi: Pastikan area kerja memiliki ventilasi yang baik, terutama jika menggunakan cairan pendingin atau minyak yang menghasilkan uap.

PENILAIAN

1. RANAH PENGETAHUAN