IDENTIFIKASI, PEMODELAN DAN KOMPENSASI KETIDAKTELITIAN PADA KONSTRUKSI MESIN CNC MILLING MINI 5 AXIS TIPE TILT – ROTARY TABLE
ERI YULIUS ELVYS, Dr. Eng, Herianto, ST., M.Eng
2013 | Tesis | S2 Teknik MesinKebutuhan mesin CNC milling 5-axis sangat meningkat belakangan ini. Penigkatan terjadi disebabkan meningkatnya kebutuhan untuk mengerjakan bentuk geometri yang komplek dan mengurangi waktu set-up. Ketidaktelitian yang terjadi pada mesin disebabkan oleh ketidaktelitian controller, ketidaktelitian konstruksi dan ketidaktelitian proses pemesinan, atau gabungan dari ketiga ketidaktelitian tersebut. Ketidaktelitian pada konstruksi mesin dapat terjadi selama proses baik pada desain, manufaktur maupun perakitan. Oleh karena itu, dibutuhkan penelitian dibidang ini untuk meningkatkan keakurasian dan kepresisian mesin. Ketidaktelitian dapat diketahui melalui proses kalibrasi pada meja mesin, dimana alat ukur ditempatkan sesuai arah gerakan linear sumbu X, Y, Z dan gerakan rotasi sumbu A, C pada meja mesin. Ketidaktelitian gerakan mesin diperoleh dari pengukuran hasil pemesinan profil aktual. Proses pengujian gerakan mesin dilakukan dengan variasi DoC 0,5mm, 0,75 mm, 1 mm dan 1,25 mm dengan bentuk lintasan hexagonal membentuk sudut 60o pada sumbu C. Disampaing itu feed juga divariasikan dari 75 mm/menit, 100 mm/menit, 125 mm/menit dan 150 mm/menit. Untuk pengujian gerakan mesin pada sumbu A, DoC 0,5 mm membentuk lintasan sudut 45 o dan divariasikan dengan feed 25 mm/menit, 50 mm/menit, 75mm/menit, 100 mm/menit dan 125 mm/menit. Hasil pengukuran ketidaktelitian pada sumbu A rata-rata ketidaktelitian -1,2267o sebelum dilakukan kompensasi akan tetapi mengalami perbaikan dengan rata-rata ketidaktelitian 0,003o setelah dilakukan kompensasi. Hal yang sama juga terjadi pada sumbu C, dimana sebelum dilakukan kompensasi rata-rata ketidaktelitian -0,184o dan setelah dilakukan kompensasi menjadi lebih kecil dengan rata-rata ketidaktelitian 0,003o pada feed 75 mm/menit. Pengujian dengan variasi DoC dan feed pada sumbu ini juga menunjukan kecenderungan yang sama, dimana rata-rata ketidaktelitian besar jika menggunakan G-code original, dan rata rata ketidaktelitian menjadi lebih kecil setelah dilakukan kompensasi dengan menggunakan G-code modifikasi. Hal ini menunjukan bahwa baik proses kalibrasi konstruksi mesin, kalibrasi dengan pengaturan jumlah step motor stepper dan kompensasi ketidaktelitian gerakan meja dapat meningkatkan keakurasian dan kepresisian pada prototype mesin CNC milling mini 5-axis tipe tilt rotary table.
The interest in using 5-axis CNC milling machine has increased in recent years which is used for manufacturing complex-shape workpiece and reduce set-up time. Error occured in a machine mainly caused by controller, structure, and machining error or the combination of those three. Error in machine structure could be happened along process starting from design, manufacture, and assembly process. Because of that reason, an investigation in increasing machine accuracy and precision is needed. the te Erros could be obtained by rotary table calibration process where measuring instrument placed in the same direction with linear movement axis : X, Y, Z and rotation : A and C axis. Errors in load testing are achieved by measuring the actual profile of manufacturing product. Aluminium casting was manufactured to perform st. A 60 degree angle was choose to perform testing in C axis with 4 different depth of cut: 0.5 mm, 0.75 mm, 1 mm and 1.25 mm. Besides, there are variation in feed rates: 75 mm/min, 100 mm/min, 125 mm/min and 150 mm/min. A 45 degree angle was choose to perform testing in A axis with depth of cut 0.5 mm and 4 different feed rates: 100 mm/min, 200 mm/min, 300 mm/min and 400 mm/min. Error measurement in A-axis before compensation is -1,2267o in average where after compensation the average of error reduces to 0,083o. The same case happened in C-axis, where before compensation is -0,184o in average where after compensation the average of error reduces to 0,003o at feed rate of 75 mm/min. On the other hand, the same trend showed in error measurements but with different DoC and feed rates. The average error by using the original G-code is larger than by using the modified one. Based on the above results, it could be concluded that calibration process in machine structure, calibration process by adjusting the number of steps in motor stepper, and error compensation in rotary table motion could improve the accuracy and precision of mini 5-axis CNC milling machine type tilt rotary table prototype.
Kata Kunci : Ketidaktelitian, Keakurasia, Kepresisian, Kalibrasi, Kompensasi, G-Code.