Yang Harus Kita Ketahui Tentang Computer-Aided Manufacturing (CAM)

Computer-aided manufacturing (CAM) melibatkan penggunaan komputer untuk membantu semua tahapan pembuatan suatu produk. Karena manfaat bersama mereka, desain berbasis komputer dan manufaktur berbantuan komputer sering digabungkan menjadi CAD / sistem CAM. Kombinasi ini memungkinkan transfer informasi dari desain tahap ke tahap perencanaan pembuatan, tanpa perlu memasukkan kembali data pada bagian geometri secara manual. Basis data yang dikembangkan selama CAD disimpan dan selanjutnya diproses oleh CAM menjadi data dan instruksi yang diperlukan untuk tujuan seperti mengoperasikan dan mengendalikan mesin produksi, peralatan penanganan material, dan pengujian dan inspeksi otomatis untuk kualitas produk. Sistem CAD/CAM juga mampu mengkodekan dan mengklasifikasikan bagian-bagian ke dalam kelompok yang memiliki desain atau manufaktur yang memiliki sifat serupa.

Aplikasi khas CAD/CAM meliputi:

  • Pemrograman untuk kontrol numerik dan robot industri
  • Desain die dan mold untuk pengecoran yang, misalnya, kelonggaran penyusutan diprogram sebelumnya
  • Dies untuk operasi pengerjaan logam, seperti dies kompleks untuk pembentukan lembaran dan die progresif untuk stamping
  • Desain perkakas dan perlengkapan dan elektroda EDM
  • Kontrol dan inspeksi kualitas, seperti mesin pengukur koordinat yang diprogram pada stasiun kerja CAD/CAM
  • Proses perencanaan dan penjadwalan
  • Tata letak pabrik.

Fitur penting dari CAD/CAM dalam operasi pemesinan adalah kemampuan untuk menghitung dan menggambarkan jalur alat pahat. Instruksi (program) dibuat oleh komputer, dan dapat dimodifikasi oleh programmer untuk mengoptimalkan jalur alat pahat. Insinyur atau teknisi kemudian dapat menampilkan dan secara visual memeriksa jalur pahat untuk kemungkinan tabrakan pahat dengan klem, perlengkapan, atau gangguan lainnya.

Elemen Sistem CAD

Permodelan Geometri

Dalam pemodelan geometrik, objek fisik atau bagian-bagiannya dijelaskan secara matematis. Pertama-tama desainer merancang sebuah geometris model dengan memberikan perintah yang membuat atau memodifikasi garis, permukaan, padatan, dimensi, dan teks. Secara bersamaan, elemen ini menyajikan representasi dua dimensi atau tiga dimensi dari obyek. Hasilnya ditampilkan dan dapat menjadi bergerak di layar, dan dapat diperbesar untuk melihat detail.

Analisis Desain

Setelah fitur geometris dari desain tertentu telah ditentukan, desain dianalisis secara teknik. Fase ini terdiri dari menganalisis, misalnya, tegangan, regangan, defleksi, getaran, transfer kalor, distribusi suhu, atau toleransi dimensi. Berbagai paket perangkat lunak sekarang tersedia, seperti program berbasis elemen hingga ANSYS, NASTRAN, LS-DYNA, ABAQUS, dll masing-masing memiliki kemampuan untuk menghitung secara akurat dan cepat.

Review dan Evaluasi

Tahap desain yang penting adalah tinjauan desain dan evaluasi yang digunakan untuk memeriksa adanya gangguan atau kesenjangan yang berlebihan antara berbagai komponen. Review ini dilakukan untuk menghindari kesulitan baik pada saat perakitan atau dalam penggunaan dan untuk menentukan apakah komponen yang bergerak, seperti penghubung, akan beroperasi sebagaimana mestinya. Perangkat lunak tersedia dengan kemampuan animasi untuk mengidentifikasi potensi masalah dengan anggota yang bergerak dan dinamika lainnya situasi. Selama tahap peninjauan dan evaluasi desain, komponen tersebut diberi dimensi dan ditoleransi secara tepat.

Database

Banyak komponen, seperti baut dan roda gigi, keduanya merupakan komponen standar yang diproduksi secara massal sesuai dengan spesifikasi desain yang diberikan atau identik untuk bagian yang digunakan dalam desain sebelumnya. Dengan demikian, sistem CAD memiliki sistem manajemen basis data bawaan yang memungkinkan perancang untuk menemukan, melihat, dan mengadopsi bagian-bagian dari stok bagian perpustakaan. Bagian-bagian ini dapat dimodelkan secara parametrik untuk memungkinkan pembaruan yang hemat biaya dari bagian geometri. Beberapa database tersedia secara komersial dengan ekstensif bagian perpustakaan; banyak vendor membuat library komponen mereka tersedia di Internet.

Computer Numerical Control (CNC)

CNC adalah sistem di mana kontrol mikrokomputer adalah bagian utuh dari sebuah mesin (komputer terpasang). Operator mesin dapat memprogram komputer, memodifikasi program secara langsung, menyiapkan program untuk part yang berbeda, dan menyimpan program. Sistem CNC digunakan secara luas saat ini karena ketersediaan (a) komputer kecil dengan memori besar, (b) biaya rendah yang dapat diprogram pengontrol dan mikroprosesor, dan (c) pengeditan program kemampuan.

Dua dasar sistem kendali CNC

  • Point-to-point: setelah lubang dibor, pahat ditarik ke atas dan bergerak cepat ke yang lain posisi tertentu, dan operasi diulang. Jalur pahat diikuti dari satu posisi ke posisi lain penting hanya dalam satu hal yaitu harus dipilih untuk meminimalkan waktu perjalanan untuk efisiensi yang lebih baik. Sistem point-to-point digunakan terutama dalam pengeboran, punching, dan operasi milling lurus.
  • Contouring: penentuan posisi dan operasi dilakukan di sepanjang jalur yang dikendalikan, tetapi pada lokasi yang berbeda kecepatan. Karena alat bekerja (yaitu, mesin, bor, keran, dll.) saat bergerak sepanjang jalur yang ditentukan, kontrol yang akurat dan sinkronisasi kecepatan dan gerakan adalah penting. Sistem kontur biasanya digunakan pada mesin bubut, mesin penggilingan, penggiling, mesin las, dan mesin pusat.
Skema komponen utama mesin CNC dan sistem kendali mesin CNC open-loop dan closed-loop

Pemrograman CNC

Program ini berisi instruksi dan perintah: (a) instruksi Geometris berkaitan dengan gerakan relatif antara pahat dan benda kerja. (b) Pemrosesan instruksi menyangkut kecepatan spindel, umpan, alat pemotong, cairan pemotong, dan sebagainya. (c) Instruksi perjalanan berkaitan dengan jenis interpolasi dan kecepatan gerakan dari alat atau meja kerja. (d) Beralih instruksi menyangkut posisi on-off untuk suplai cairan pendingin, arah atau kurangnya putaran spindel, penggantian pahat, pengumpanan benda kerja, penjepitan, dan sebagainya.

Komponen kompleks dapat dikerjakan dengan menggunakan bantuan komputer berbasis grafis program permesinan. Jalur pahat dibuat dalam lingkungan grafis yang sebagian besar mirip dengan program CAD. Kode mesin (disebut G-Code) dibuat secara otomatis oleh program. Kode ini berguna untuk mengomunikasikan instruksi pemesinan ke perangkat keras CNC, tetapi sulit untuk mengedit dan memecahkan masalah tanpa penerjemah perangkat lunak. Ketika kesulitan kecil ditemui, seperti menggunakan diameter end-mill dari yang diprogram semula atau mengubah pemotongan kecepatan untuk menghindari chatter, operator mesin harus memodifikasi program yang sulit dalam G-Code.

Perangkat lunak pemrograman CNC digunakan langsung di pengontrol alat mesin. Metode ini memungkinkan geometri dan pemrosesan tingkat yang lebih tinggi yang akan dikirim ke pengontrol CNC. Sebuah G-kode kemudian dikembangkan oleh komputer khusus di bawah kendali operator mesin. Keuntungannya adalah setiap perubahan yang dibuat pada program pemesinan dikirim kembali ke pemrograman grup, disimpan sebagai iterasi desain yang terbukti di toko, dan dapat digunakan kembali atau distandarisasi di seluruh bagian. Program harus diverifikasi sebelum pemesinan dimulai, baik dengan melihat simulasi proses pada monitor atau dengan permesinan komponen terlebih dahulu dari bahan murah seperti aluminium, kayu, lilin, atau plastik.

Contoh penggunaan G-code

>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL SEPUTAR TEKNOLOGI MANUFAKTUR LAINNYA!

Kontributor: Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

Kalpakjian, Serope dan Schmid, Steven R. (2009). Manufacturing Engineering and Technology (6th ed). New Jersey: Prentice Hall.

Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments