Posted by: sujanayogi | 5 March 2010

CAM Computer Aided Manufacturing (Truemill dalam Surfcam)

Sebelum masuk ke pambahasan tentang CAM, ada baiknya kita mundur sedikit mengunjungi saudara-saudaranya yaitu CAD dan CAE. Jadi sebetulnya mereka itu tiga bersaudara : CAD-CAM-CAE (lha bapak ibunya siapa?)

CAD. Adalah kependekan dari Computer Aided Design. Artinya kira-kira proses perancangan teknik yang dibantu oleh komputer. Perancangan apa? Ya semua jenis perancangan teknik , baik itu perancangan mesin mekanik, sipil, arsitektur, elektronik, dan lain-lain. Untuk mudahnya, ketika Anda melakukan suatu proses perancangan teknik dengan menggunakan komputer, itu artinya pekerjaan Anda berada pada bidang pekerjaan CAD. Namun pada CAD, porsi penggunaan komputer dalam proses perancangan haruslah sangat besar, sehingga tidak layak mengganti peran komputer dalam proses perancangan tersebut dengan cara manual. Jadi ketika Anda merancang suatu benda teknik dan pemanfaatan komputer hanya ketika Anda menggunakan program Excel untuk perhitungan rumus misalnya, tentu saja itu tidak dapat digolongkan menjadi pekerjaan CAD. Anda berada pada bidang pekerjaan CAD ketika Anda menggunakan program yang dikhususkan untuk menyelesaikan proses perancangan Anda dari awal sampai akhir. Ini artinya CAD selalu identik dengan program (software) komputer.

CAM. Adalah kependekan dari Computer Aided Manufacturing. Artinya proses manufaktur yang dibantu oleh komputer. CAM ini berhubungan erat dengan istilah yang namanya NC, Numerical Control.

NC adalah suatu interface yang memungkinkan suatu mesin beroperasi dengan pergerakan yang diatur oleh sebuah bahasa program. Biasanya interface ini diterapkan pada mesin-mesin produksi, seperti mesin milling (frais), bubut (lathe/turning), gerinda, bor, EDM, wirecut, dan lain-lain. Dengan adanya interface NC, kita bisa membuat kalimat-kalimat (dalam bahasa program) yang berisi kumpulan perintah yang akan dipatuhi oleh mesin tersebut. Sebelum ada program CAM, kita membuat kalimat-kalimat program tersebut dengan mengetikannya secara manual. Bagaimana jika kita harus membuat kalimat program dalam jumlah ribuan baris secara manual? Ya pasti cape dong, ngga usah nanya ke saya itu mah…. :) . Namun dengan adanya program  CAM, kendala tersebut bisa teratasi, karena pembuatan program NC menjadi sangat sederhana dan akurat (bukan artinya mudah lho ya..). Perbandingan antara NC  manual dengan CAM bisa di analogikan dengan penulisan program tahun 90-an dengan menggunakan bahasa Pascal atau Dbase atau bahasa C dengan penulisan program dengan menggunakan Microsoft Visual Basic sekarang. Yang pernah menulis program menggunakan Pascal pasti mengerti betul analogi ini.

CAE. Adalah kependekan dari Computer Aided Engineering. Sudah bisa terjemahin sendiri kan? Tapi apa itu CAE? Saya sendiri tidak begitu paham, maap :) . Tapi mungkin (sekali lagi mungkin!) CAE berhubungan dengan analisa bahan. Termasuk itu kekuatan, sifat fisika dan kimia suatu benda atau struktur. Jika program CAD adalah untuk menghasilkan gambar, dan progam CAM menghasilkan program NC, maka program CAE akan menghasilkan hasil analisa terhadap suatu rancangan. Dewasa ini hampir seluruh kategori analisa bahan/struktur bisa dan selalu dilakukan oleh komputer.

Program-program komputer apa saja yang berkecimpung di dunia CAD/CAM/CAE ini? Jawabannya sangat banyak, sudah tidak terhitung lagi. Ada program yang mengkhususkan diri pada bidang CAD saja, ada yang hanya setia pada CAM saja. Tapi ada juga yang berani mendua bahkan mentiga, dengan menggabungkan kedua atau ketiga unsur tersebut dalam satu program. AutoCAD adalah program yang mengkhususkan dirinya di bidang CAD, sementara MasterCAM dan AlphaCAM dan SurfCAM lebih mengkhususkan dirinya di bidang CAM saja (meskipun pada ketiga program CAM ini kita bisa melakukan proses penggambaran/pemodelan, karena memang diperlukan). Dan program-program seperti CATIA, Solidworx, ProE, Unigraphic adalah program-program yang di dalamnya sudah terdapat semua fasilitas yang kita butuhkan dalam  proses CAD, CAM dan CAE sekaligus. Wuih… canggihnya… (kemana aja nih AutoCAD? Saya sebagai pengikut AutoCAD sejati mau tidak mau jadi sirik melihat program-program lain sebegitu berkembangnya :), mungkin karena namanya sudah terlanjur mengusung nama CAD jadi mereka tidak mau merambah bidang lain ya..)

Sudah cukup pengenalan megenai tiga bersaudara CAD/CAM/CAE-nya. Sekarang ijinkan saya berbagi tentang CAM, lebih spesifik lagi tentang program yang bernama SurfCAM.

SurfCAM

SurfCAM adalah program CAM yang diciptakan oleh sebuah perusahaan bernama Surfware.Inc, berlokasi di California negrinya kang Barrack Obama sana. SurfCAM versi pertama dirilis sejek tahun 1987, dan kemudian merilir versi-versi berikutnya di kemudian tahun, namun mulai menarik perhatian sejak tahun 2007, setelah mereka menerapkan inovasi metoda yang baru pada proses permesinan berbasis NC. Sebelum tahun 2007, program mereka hampir tidak ada bedanya dengan program-program CAM lain, dengan sedikit kelebihan dan kekurangannya. Namun pada tahun 2007  mereka merilis program SurfCAM dengan metoda andalannya yaitu Truemill. Truemill adalah suatu metoda cutting pada proses milling dengan pendekatan yang sama sekali berbeda dengan program CAM lain. Begitu berbedanya sehingga pihak surfware mematenkan metoda tersebut dan tidak akan dapat ditiru oleh pembuat software CAM lain. Dengan metoda baru ini, mereka mengklaim dapat meningkatkan kecepatan potong (feeding) dengan cara menstabilkan beban potong pada cutter milling pada batasan beban tertentu, sehingga kita tidak perlu khawatir cutter akan kelebihan beban yang akan mengakibatkan umur cutter yang cepat tumpul atau bahkan patah prematur. Dengan memastikan cutter tidak melewati batas beban, CAM programmer dapat men-set pergerakan cutter pada kecepatan yang optimal/maksimal. Pengalaman saya membuktikan metoda ini memang dapat mengingkatkan kinerja mesin dari segi kecepatan produksi.

Bagaimana cara SurfCAM membatasi beban kerja cutter milling? Yaitu dengan membatasi sudut kontak cutter terhadap benda kerja selama proses pemotongan berlangsung. Mereka menyebutnya dengan istilah TEA, Tool Engagement Angle. Kita tinggal memasukan besaran TEA maksimal pada program SurfCAM, maka SurfCAM secara matematis akan membuat Toolpath (jalan pergerakan cutter) dengan mematuhi batasan sudut kontak cutter dengan benda kerja yang telah ditetapkan tersebut. Bentuk toolpath-nya jadi sedikit aneh, semrawut, pola pergerakannya hampir tidak terlihat, dan panjang total toolpath menjadi jauh lebih panjang dari metoda pemotongan standar, namun dengan kecepatan yang jauh lebih tinggi, total waktu produksi menjadi lebih singkat. Darimana kita tahu besaran TEA yang optimal? Tergantung dari jenis bahan benda kerja. SurfCAM mengeluarkan tabel standar TEA yang optimal untuk setiap jenis bahan benda kerja yang kita gunakan.

Contoh dalam aplikasi :

Misal benda kerja berbahan aluminum, menggunakan mesin milling CNC Mazak. Dengan Endmill Cutter carbide berdiameter Ø12mm, pada kecepatan putar spindle 12000rpm, dengan TEA 120° sanggup memotong benda dengan kecepatan potong (feed rate) hingga 10.000mm per menit dengan kedalaman 12mm! Sukar dipercaya? Saya belum sampai nyoba secepat itu, tapi pernah mecoba dengan setengah kecepatan tersebut, dan hasilnya memang bagus. Kecepatan 10.000MMPM tersebut merupakan kecepatan maksimal, di mana mesin CNC masih sangat bagus, endmill cutternya juga kondisi baru. Jadi kalau mesinnya agak jadul ya jangan terlalu memaksakan dengan kecepatan makimal tersebut J. Beda merk mesin juga berpengaruh pada kecepatan potong maksimal, karena rigiditas (kestabilan/kekokohan) mesin berbeda untuk setiap merknya.

Di bawah ini adalah contoh toolpath yang dihasilkan oleh metoda truemill, dan dibandingkan dengan metoda yang umum digunakan, yaitu 2 axis pocketing;

Di atas adalah gambar geometri dari contoh benda yang akan kita buat. Gambar sebelah kanan atas merupakan contoh model jadi.

Garis-garis hijau yang mengelilingi kontur luar dari benda merupakan toolpath hasil dari proses 2 axis pocketing (menu umum dalam pemrograman CAM). Terlihat garisnya sangat rapi dan terpola

 

Gambar di atas merupakan hasil toolpath dari metoda truemill. Terlihat jelas perjalanan cutter simpang siur dan jelimet. Namun itu karena surfacam memastikan bahwa selama perjalanannya, sudut kontak cutter endmill dengan benda kerja tidak pernah melewati angka TEA yang kita tetapkan (dalam contoh ini yaitu 120° – karena itulah angka yang disarankan untuk pemotongan benda berbahan aluminum)

 

Toolpath hasil pocketing

Toolpath hasil truemill

Gosip :

Konon kabarnya inventor metoda truemill keluar dari perusahaan Surfware, dan mendirikan perusahaannya sendiri, kalau ngga salah namanya Celenerity Technologies, Inc, dan merilis metoda pemotongan baru yang dinamakannya Volumill. Dia mengklaim bahwa metodanya jauh lebih baik dari truemill, metodanya tersebut menghasilkan program NC dengan kecepatan potong yang maksimal (sama dengan truemill), namun dengan panjang toolpath yang jauh lebih pendek. Kita sudah melihat contoh toolpath yang dihasilkan oleh truemill dari gambar-gambar di atas, dari situ  kita tahu jika orang ini berkata benar, berarti volumill memang lebih baik dari truemill. Dia juga mengatakan bahwa cara volumill mengoptimalkan kecepatan potong tidak berbeda dengan truemill, yaitu dengan cara menstabilkan beban potong pada cutter, namun tidak dengan cara membatasi TEA, tapi dengan pendekatan lain (yang saya tidak tahu..).


Responses

  1. saya salah seorang pengguna surfcam,
    memang menu dlm software ini sangat sederhana dan mudah dioperasikan
    kususnya untuk pembuatatn 3d model, bottle dll

    • Untuk modeling bentuk sederhana memang SurfCam cukup bisa diandalkan, tapi untuk bentuk geometri 3d yang rumit sebenarnya SurfCam tidak sekuat dan se-fleksibel program-program CAD seperti ProE, Solidworks atau UG. Saya sendiri menggunakan program SurfCam (dulu) hanya untuk pembuatan programnya, sedangkan modelingnya menggunakan program CAD (makanya sampai sekarang kalau disuruh gambar pake surfcam ngaku ngga bisa :) ).
      Salam, terimakasih sudah mampir

  2. thamks info nya berguna bgt … :)

    • Sama-sama, terimakasih sudah mampir

  3. tank atas infonya…
    setalah asya baca-baca. ternyata saya masih jauh dari sempurna….
    saya cenderung mamakai auto cad, m.cad-cam. sama catia…
    sdikit pengetahuan ini sangat berati bwat manambah pengetahuan saya….
    nuwun….

  4. asik neh belajar sama mas yogi,mas bisa dibantu dijelasin sudut TEA pada tool di surfcam itu bagian mana ya pada endmillnya…trims

    • TEA (tool engagement angle) adalah sudut yang terbentuk dari 2 titik pertemuan endmill (mis : A dan B) dengan benda kerja dan titik pusat endmill (mis : C), TEA-nya adalah sudut yang terbentuk dari titik A-C-B pada sudut C-nya. Jadi kalau endmill tersebut berdiameter 30mm dan melakukan pemakanan selebar diameter tersebut (30mm), maka TEA-nya adalah 180 derajat, jika melakukan pemakanan selebar 15mm, maka TEA-nya adalah 90 derajat, dst. Lihat gambar (yang baru ditempel) pada artikel di atas.

      Pada software CAM lain, ketika kita menginstruksikan pemakanan dalam satu garis lurus, tool akan mengalami beban yang sama dan stabil sepanjang pemakanan pada satu garis lurus tersebut, tapi ketika ketika kita menginstruksikan tool untuk melakukan pemakanan berbelok, dan sudut belokan memiliki radius yang kecil atau malah tanpa radius, maka tool kita akan memakan benda kerja lebih banyak dari pada ketika pemakanan lurus, dan beban yang diterima tool pun bertambah (pada saat pemakanan sudut). Beban yang dialami oleh tool menjadi tidak stabil dan sangat mempengaruhi performance dari tool itu sendiri.

      Semoga membantu :)

  5. mas saya pengin belajar program machine center mazak di mana dapat petunjuk pembuatan program program control 640m makasih

  6. pak yogi,trim ilmunya………

    • cuma segitu aja :), masih di Mechcast?

  7. he…..e…..,masih pak…..
    pokoknya klu training sama pak yogi gampang ngerti deh…..
    ditungu lo artikel terbarunya…..

  8. Clearly explaining how CAD drawings and CAM systems are integrated into the manufacturing process from start to finish.

  9. Hi to every one, it’s actually a pleasant for me to go to see this website, it contains useful Information.

  10. Mantapa gan ilmunya…!

  11. ASSALAMUALAIKUM,, MAS MAU TANYA.. SOFTWARE CAM YANG KHUSUS BUAT SHEET METAL FORMING ADA GA? KALO ADA NAMA SOFTWARENYA APA?
    MKASIH

    • Waalaikum salam
      Wah sayang sekali saya tidak tidak mendalami cam sheet metal, tapi yang terkenal adalah Alma-CAM. Sepertinya cukup powerful, silahkan di browsing sendiri, maaf tidak bisa bantu :)


Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Categories

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.