Cnc Simulator

Tim ”Educative

CNC Simulator”

Arief Fahrozy F

(232 08 322)

Sumaryanto

(232 08 327)

Kadek Surya P

(232 08 330)

1. Pendahuluan. Mesin CNC (Computer Numerical Control) merupakan suatu mesin yang proses pengoperasiannya dikendalikan oleh sistem CNC, yaitu suatu sistem kontrol yang dalam proses kerja pengontrolannya dilakukan menggunakan perintah berupa kode-kode huruf dan angka (alpha-numeric-code). Susunan perintah dalam kode huruf dan angka yang tersusun sedemikian rupa dan digunakan untuk mengatur operasi mesin dalam rangka pembuatan suatu produk disebut program CNC. Salah satu mesin CNC yang digunakan adalah Turning Machine (mesin bubut). Proses yang dilakukan dalam melakukan operasi pada mesin CNC adalah sebagai berikut: 1. Memahami kode-kode yang ada berupa G-Code dan M-Code 2. Membuat program CNC pada mesin 3. Mengeksekusi proses permesinan. Dalam proses pemotongan logam dengan CNC ada beberapa parameter yang harus di atur yaitu sebagai berikut: 1. Rotary (n), putaran dari spindle mesin dengan satuan putaran per menit 2. Feeding (f), kecepatan penyayatan dengan satuan mm/putaran 3. Depth of cut (a), kedalaman penyayatan dengan satuan mm 4. Tools (T), pisau potong dengan simbul Sedangakan pada proses tersebut akan menghasilkan dua parameter sebagai berikut 1. Chip breaking, pemotongan yang menghasilkan bentuk tatal 2. SurfaceRoughness, kekasaran permukaan yang dihasilkan Apa bila operator dalam taraf pembelajaran dan langsung menggunakan mesin maka akan timbul banyak resiko, terutama masalah keamanan. Berdasarkan hal tersebut dibutuhkan CNC simulator Dengan adanya simulasi sebelum menggunakan mesin yang sebenarnya akan mengurangi resiko yang ada. Beberapa keuntungan dengan menggunakan simulasi adalah sebagai berikut:

1. Operator yang sedang belajar akan aman dan tidak merusak mesin. 2. Operator yang melakukan trial error pada saat membuat produk tidak khawatir untuk merusak mesin atau benda kerja yang ada. 3. Mesin yang digunakan akan aman dari operator yang salah dalam melakukan pemrograman 4. Dapat melihat simulasi hasil produk dari program yang dibuat. 5. Dapat mengetahui kesalahan-kesalahan yang ada dalam program yang dibuat sebelum dikerjakan 6. Menghemat beaya proses dan perawatan. Surfaceroughness merupakan salah satu aspek tujuan dari pembubutan. Sebelum memprogram

CNC, operator akan mempertimbangkan dimensi,bentuk, dan kekasaran

permukaan yang dihasilkan nantinya. Tingkat kehalus yang diinginkan sangat dipengaruhi oleh feeding dan putaran yang di gunakan. Dengan mengetahui simulasi hasil surfaceroughness yang dihasilkan maka akan memudahkan dalam perencanaannya. Berdasaarkan uraian diatas maka produk ini akan menitik beratkan pada simulasi sebagai berikut: 1. Penggunaan G code dan M code, yang mengontrol koordinat dan parameter mesin 2. Bentuk Velocity of cutting (Vc) dalam m/menit 3. Bentuk feeding (f) dalam mm/putaran, yang dipengaruhi oleh putaran yang ada 4. Depth of cut (a) dalam mm, 5. Bentuk chip breaking, yang dipengaruhi oleh material bendakerja, feeding, dan depth of cut 6. Aliran cairan yang digunakan sesuai dengan perintah M08, 7. Hasil akhir dari pembubutan berupa surfaceRoughness dalam Ra.

2. Konsep game simulasi Pertimbangan game simulasi sebagai berikut :


Aplikasi ini merupakan adopsi virtual dari sistem yang ada dalam mesin CNC, yang semua proses kerjanya disimulasikan dalam bentuk model yang nantinya diharapkan akan sesuai dengan kondisi nyata yang ada.




Aplikasi ini dirancang sedemikian rupa sehingga akan mampu mengurangi kemungkinan kesalahan yang terjadi pada saat akan bekerja dengan mesin CNC yang sesungguhnya dengan menyediakan berbagai kondisi simulasi yang mampu menyerupai kondisi natural dari mesin CNC.




Penggunaan dari aplikasi ini mirip dengan aplikasi IDE yang biasa digunakan untuk membuat program komputer, dimana didalamnya terdapat ruang editor untuk membuat program CNC (G-code dan M-code) serta ruang simulasi (Mesin CNC) yang memiliki berbagai kontrol terhadap kecepatan penyayatan, feeding, kedalaman penyayatan dan tools untuk melihat hasil dari program yang dibuat.

3. Lingkungan kerja pembelajaran mesin CNC Pertimbangan kerja pembelajaran mesin CNC sebagai berikut :


Mesin CNC merupakan mesin serbaguna dalam pembubutan dan membutuhkan biaya cukup tinggi dalam operasinya terutama bagi kalangan institusi pendidikan;




Jumlah penggunaan mesin CNC di setiap sekolah saat ini semakin meningkat seiring dengan pesatnya perkembangan produk bubut olahan CNC;




Beberapa anggota tim pengembang mempunyai relasi di sejumlah institusi pendidikan khususnya Sekolah Menengah Kejurusan bidang Teknik termasuk juga industri yang menggunakan mesin CNC ini sehingga diharapkan mempermudah pengumpulan data pada saat game simulasi ini dibuat;




Pekerjaan bubut pada CNC membutuhkan perhatian yang tinggi terhadap keselamatan kerja sehingga diharapkan dengan adanya simulasi ini dapat mengurangi resistansi tersebut.

4. Visualisasi 3D Pertimbangan visualisasi dalam bentuk 3D sebagai berikut :


Lingkungan kerja dapat dilihat dari berbagai sudut pandang;




Tren game simulasi PC maupun console saat ini adalah 3D;




Perangkat pembuatan game simulasi 3D sudah banyak tersedia, baik yang gratis maupun berbayar;




Spesifikasi komputer saat ini cukup memadai untuk memainkan game simulasi 3D.

5. Genre Educative Machine Simulation Pertimbangan genre Educative Machine Simulation sebagai berikut :


Pemain berperan sebagai playing god yang dapat mengatur segala sumber daya di mesin CNC;




Pemain dapat memantau kinerja mesin CNC secara menyeluruh;

2.7 Pengoperasian Game simulasi Game Simulasi Mesin CNC ini direncanakan terdiri dari beberapa bagian besar.

Gambar 1. Use Case Simulasi Mesin CNC

Berikut ini adalah penjelasan bagan di atas.  Edit CNC Program Ini adalah bagian untuk memuliai simulasi dimana, user pada tahapan ini akan membuat suatu program CNC. Setiap user dapat membuat lebih dari satu program untuk dijadikan obyek simulasi. Case terkait adalah create, open, dan save program, dan interpretasi untuk kode yang dituliskan ke dalam format bahasa CNC yang sesuai oleh case interpret code.

 Run Code Setelah program berhasil diterjemahkan ke format program CNC yang sesuai, maka pada tahap ini user dapat memulai menjalankan program CNC yang dibuat.

 CNC Simulation Dengan menyertakan simulasi ini pada saat program jalan user akan dapat melihat simulasi kerja mesin CNC beserta berbagai control yang ada sehingga user dapat mengendalikan simulasi ini. Case 2d simulation dan 3d simulation digunakan untuk menampilkan operasi CNC dalam bentuk 2d dan 3d. Berikut ini merupakan class diagram aplikasi utama yang akan dikembangkan pada simulator ini.

Gambar 2. Class diagram umum aplikasi CNC Simulator

Deskripsi untuk masing-masing kelas diatas adalah sebagai berikut :  Interpreter Kelas ini digunakan sebagai kelas yang setiap obyeknya akan dapat melakukan pengecekan kode-kode G/M yang diberikan oleh program.  Editor Kelas ini akan digunakan sebagai kelas untuk membangun program CNC dari bahasa G-code dan M-code.  Simulator Simulasi terhadap program CNC yang dihasilkan ditampilkan dengan menggunakan kelas ini yang didalamnya juga terdapat beberapa kontrol untuk mengatur simulator yang sedang berlangsung.  SimulatorGUI Kelas ini merupakan interface utama yang menyediakan interface untuk editor dan interface untuk simulator. 2.10 Upaya Pengembangan Berikut ini tahapan kegiatan tim selama proses pembuatan aplikasi simulator keselamatan kerja : a) perencanaan deliverable

: Dokumen B-100

jadwal

: 1 September 2009 – 7 September 2009

SDM

:

Sumaryanto = scenario, dokumentasi, modeling (ChipBreaking, surfaceroughness) Arief F = Bussines process, dan modeling (feeding, velocity of cutting, depth of cut, colling system). Kadek surya = Perencanaan teknologi (pembuatan bahasa G-code, M-code) Facilities resource : PC, Internet

b) perancangan tahap 1 deliverable

: Dokumen B-200

jadwal

: 9 September 2009 – 16 September 2009

SDM

: Semua anggota mengerjakan dokumen dan use case

Facilities resource : PC c) perancangan tahap 2 deliverable

: Dokumen B-300

jadwal

: 17 September 2009 – 28 September 2009

SDM

: Semua anggota mengerjakan dokumen dan diagram class

Facilities resource : PC d) pembuatan prototipe deliverable

: Prototipe

jadwal

: 1 Oktober 2009 – 15 November 2009

SDM

:

Kadek Surya = Testing engine Arief F

= Sound engine dan Graphic Engine

Sumaryanto = Art work dan simulator engine Facilities resource : PC e) Revisi dokumen dan prototipe deliverable

: Dokumen B100, B200, B300, B400 dan prototipe

jadwal

: -----------------------------------------------------------

SDM

:

Sumaryantoe = B200, B400 Kadek Surya = Prototype Arief F

= B100, B300

Facilities resource : PC e) Implementasi dan revisi deliverable

: Dokumen B100, B200, B300, B400, B500 dan prototype

jadwal

: ---------------------------------------------------------------

SDM

:

Sumaryanto = B100, B200 Kadek Surya = Prototype Arief F

= , B300, B400 dan B500

Facilities resource : PC e) Finalisasi deliverable

: Dokumen B100, B200, B300, B400, B500 dan produk

jadwal

: ------------------------------------------------------------------

SDM

:

Arief F

= produk

Sumaryanto = produk Kadek Surya = produk Facilities resource : PC