Download - Bab 3 Kawalan Berangka Nc
![Page 1: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/1.jpg)
1
REKABENTUK / PEMBUATAN TERBANTU KOMPUTER
CAD/CAM
J4123POLITEKNIK SULTAN AZLAN
SHAH
SISTEM KAWALAN
![Page 2: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/2.jpg)
2
PENGENALAN
• Terdapat 3 pengawal yang digunakan di dalam perkilangan berautomatik iaitu:
1. Kawalan Berangka (NC)2. Kawalan Berangka Berkomputer (CNC)3. Kawalan Berangka Terus (DNC)
![Page 3: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/3.jpg)
3
KAWALAN BERANGKA (NC)
• Numerical Control (NC) merupakan pengautomatan boleh aturcara peringkat mesin, dengan kendalian perkakasan mesin yang dikawal oleh kod-kod suruhan tertentu (Kod G & M)
• Mula diperkenalkan pada 1952 di Massachusette Institute of Technology (MIT)
![Page 4: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/4.jpg)
4
• Kelebihan kawalan berangka (NC):
1. Kadar pengeluaran kilang meningkat2. Ketepatan & kejituan pengeluaran produk
tinggi3. Mengurangkan kos di kawasan lot kerja4. Kecekapan kilang dapat ditingkatkan5. Masa pemesinan sesuatu produk dapat
dikurangkan
![Page 5: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/5.jpg)
5
• Sistem NC terdiri daripada aturcara, pengawal dan perkakasan mesin
• Aturcara mengandungi kesemua maklumat yang diperlukan bagi menjalankan operasi ke atas benda kerja sebelum disimpan @ dihantar ke pengawal
• Pengawal berfungsi menyimpan maklumat aturcara dan mengawal serta menjalankan operasi secara automatik.
![Page 6: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/6.jpg)
6
• Perkakasan mesin digunakan untuk membentuk benda kerja dengan menggunakan mesin seperti melarik, mengisar mengerudi dan sebagainya
• Mesin akan menjalankan operasi ke atas benda kerja dengan menukarkannya ke bentuk keluaran yang dikehendaki
![Page 7: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/7.jpg)
7
ATURCARA PENGAWALPERKAKASAN
MESIN
SISTEM KAWALAN BERANGKA (NC)
![Page 8: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/8.jpg)
8
• Mesin larik dan mesin kisar merupakan perkakasan mesin utama yang boleh dikawal secara berangka (NC)
• Selain itu mesin canai, mesin gerudi, mesin pemasangan rivet, mesin kimpalan bintik (spot welding) & mesin pemotongan plasma juga boleh dikawal secara berangka (NC)
PERKAKASAN MESIN
![Page 9: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/9.jpg)
9
Kaedah pemasangan bagi operasi melarik bahan kerja pendek
BAHAN KERJA
TAILSTOCK
KOKOT
PLAT MUKA
TOOL HOLDER
CUTTING TOOL
![Page 10: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/10.jpg)
10
CUK
BAHAN KERJA
PERKAKAS
Kaedah pemasangan bagi operasi melarik bahan kerja pendek
![Page 11: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/11.jpg)
11
Kaedah pemasangan dan mata perkakas bagi operasi penggerudian, penggerekan, pelulasan dan penguliran
CUK
BAHAN KERJA
PENGGERUDI
TAILSTOCK
![Page 12: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/12.jpg)
12
Kaedah mesin kisar mendatar
PENGUMPAR PEMOTONG
BAHAN KERJA
MEJA
![Page 13: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/13.jpg)
13
• Di dalam perkakasan mesin terdapat mekanisme suapan (huluran) skru yang bertujuan untuk membolehkan alat pemotongan (tools) diletakkan pada kedudukan laluan pemotongan yang dikehendaki
• Contoh – mekanisme huluran skru dilekapkan pada meja mesin kisar membolehkan meja dilaraskan pada kedudukan yang sesuai untuk melakukan tindakan pemotongan
![Page 14: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/14.jpg)
14
Rajah menunjukkan mekanisme huluran skru
PEMEGANG INSANI
SKRU HULURAN
![Page 15: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Motor diigandingkan pada mekanisme huluran skru bagi kawalan berangka
MOTOR
![Page 16: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/16.jpg)
16
ATURCARA NC
• Menggunakan pita tebuk sebagai bahantara ingatan yang digunakan dalam kawalan berangka (NC)
• Data disimpan dalam pita samada dalam kod ASCII atau EIA
• 2 kaedah digunakan untuk mengaturcara mesin NC – insani & terbantu komputer
![Page 17: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/17.jpg)
17
• Aturcara insani digunakan bagi mengaturcara mesin 2 paksi & 3 paksi yang melibatkan operasi mudah
• Pengaturcara menghasilkan aturcara dengan dengan meneliti lukisan kejuruteraan dan menyediakan manuskrip yang ditulis dalam bahasa mesin NC
![Page 18: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/18.jpg)
18
• Penyediaan manuskrip perlu menyatakan:
1. Operasi yang mesti dijalankan ke atas benda kerja
2. Jujukan operasi3. Koordinat untuk melaksanakan operasi4. Kadar suapan 5. Kelajuan pemotongan6. Fungsi tambahan – cth: penggunaan
bahan penyejuk (coolant)
![Page 19: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/19.jpg)
19
• Manuskrip dikeluarkan dalam bentuk pita dengan menggunakan penebuk pita
• Penyediaan aturcara secara insani dan penebuk pita menjadi sesuatu yang membosankan sekiranya ia melibatkan sejumlah besar operasi yang hendak dilakukan
• Oleh itu bagi memudahkan kerja, aturcara terbantu komputer digunakan sehingga kini
![Page 20: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/20.jpg)
20
PENGAWAL NC
• Pengawal mesin NC biasanya dikenali sebagai unit kawalan mesin (MCU) – machine control unit
• Terdapat 2 jenis MCU dalam sistem NC iaitu titik ke titik dan laluan berterusan (kontur)
• Titik ke titik digunakan bagi menentukan kedudukan dalam 2 dimensi
![Page 21: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/21.jpg)
21
• Contoh penggunaan titik ke titik adalah:
Di dalam operasi menggerudi lubang. Sebelum menggerudi, MCU akan membolehkan perkakas mesin menentukan titik koordinat X dan Y. Setelah itu pengumpar di aturcara untuk bergerak dari 1 titik rujukan ke titik lain yang telah ditetapkan. Kemudian pengumpar diturunkan dan lubang digerudi. Selepas itu pengumpar ditarik balik dan digerakkan ke kedudukan berikutnya dan lubang digerudi.
![Page 22: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/22.jpg)
22
Jarak X
Jarak Y
Dari kedudukan titik rujukan (0,0), mata alat gerudi akan digerakkan pada kedudukan lubang 1 (X1,Y1) dan lubang digerudi. Di ikuti lubang berikutnya
Lubang 1 Lubang 2 Lubang 3
3 3 3 3
4
(0,0)
(X1,Y1) (X2,Y2) (X3,Y3)
(3,4) (6,4) (9,4)
![Page 23: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/23.jpg)
23
• Manakala laluan berterusan digunakan untuk penggunaan 2 dimensi dan 3 dimensi.
• Contoh penggunaan laluan berterusan ialah dalam operasi melarik dan mengisar. Perkakas pemotongan (tools) akan bersentuhan terus menerus dengan benda kerja ketika ia bergerak di antara titik koordinat. MCU pada ketika itu akan memastikan tools berada (terletak) di kedudukan koordinat yang tepat dan memberikan suatu laluan persis dari 1 titik ke titik lain.
![Page 24: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/24.jpg)
24
![Page 25: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/25.jpg)
25
![Page 26: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/26.jpg)
26
![Page 27: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/27.jpg)
27
• Di dalam sebuah sistem, pengawal adalah sebuah peranti yang mengaktifkan pergerakan dengan memberikan arahan untuk melakukan sesuatu.
• Contohnya : Menukar halaju dan kedudukan
• Terdapat 2 jenis sistem pengawal di dalam kawalan berangka iaitu sistem gelung terbuka dan gelung tertutup (suap balik)
![Page 28: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/28.jpg)
28
• Sistem gelung terbuka adalah di mana satu signal (isyarat) dilepaskan daripada pengawal kepada motor (dalam satu arah sahaja). Tiada signal kembali dari motor ke pengawal.
• Stapper Motor merupakan satu contoh aplikasi sistem gelung terbuka yang paling baik. Satu isyarat dari pengawal ke motor akan mengubah putaran motor pada satu anjakan. Jika berlaku keadaan motor tidak bergerak (berfungsi) pengawal akan mengabaikannya.
![Page 29: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/29.jpg)
29
GAMBARAJAH SISTEM GELUNG TERBUKA
![Page 30: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/30.jpg)
30
Sistem NC gelung terbuka
![Page 31: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/31.jpg)
31
• Sistem gelung tertutup – dikatakan sebagai jika terdapat signal (isyarat) dikembalikan dari motor ke pengawal. Sistem tersebut dikatakan mempunyai isyarat yang beroperasi dalam 2 arah.
• Sistem Kawalan Servo merupakan satu contoh terbaik dalam sistem gelung tertutup. Arahan dikeluarkan dari pengawal ke motor & terdapat isyarat balikan (Suapbalik) untuk mengawal & memberitahu pengawal apa yang telah berlaku.
![Page 32: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/32.jpg)
32
GAMBARAJAH SISTEM GELUNG TERTUTUP
![Page 33: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/33.jpg)
33
Sistem NC gelung tertutup
2 laluan suapbalik digunakan. Laluan pertama memberikan data kedudukan kepada pengawal. Manakala laluan kedua membekalkan maklumat halaju
![Page 34: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/34.jpg)
34
• Kawalan servo merupakan sejenis pengawal gelung tertutup.
• Servo terdiri daripada beberapa peranti yang berfungsi untuk memberikan isyarat balikan (suapbalik)
• Contoh penggunaan sistem kawalan servo ialah penentuan kedudukan (positon), arah (direction) dan halaju (speed)
![Page 35: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/35.jpg)
35
SISTEM KAWALAN SERVO
Rajah ini menunjukkan konsep bagaimana sistem kawalan servo berfungsi
![Page 36: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/36.jpg)
36
Merujuk kepada rajah tersebut, operasi yang berlaku di dalam sistem kawalan servo ialah
1. Arahan & isyarat dihantar melalui pengawal servo
2. Pengawal servo akan meningkatkan & menurunkan kuasa keluaran pada tahap yang diperlukan
3. Apabila kuasa dibekalkan, motor akan mula berpusing dengan berubahnya kelajuan dan kedudukan
![Page 37: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/37.jpg)
37
4. Ketika ini, beberapa peranti yang lain seperti takometer, resolver & pengesan (berfungsi sebagai penghantar isyarat balikkan) juga bergerak bersama
5. Isyarat masukkan ini memberitahu pengawal apa yang sedang dilakukan oleh motor. Samada motor menjalankan operasi seperti yang dikehendaki
6. Jika berlaku kekurangan pengawal, dengan sendirinya ia akan mengubah kuasa masukkan yang sesuai
![Page 38: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/38.jpg)
38
Contoh untuk memahami sistem kawalan servo dengan lebih baik. Anggapkan isyarat masukkan memerlukan bindu berputar kepada 1000 rpm. Tetapi berlaku masalah yang mana, putaran hanya pada 900 rpm
1. Isyarat suap balik akan memberi maklumat kepada pengawal bahawa halaju bindu ialah 900 rpm
2. Pengawal seterusnya akan membuat bandingan dengan isyarat masukkan & mendapatkan nilai sisihan
![Page 39: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/39.jpg)
39
3. Pengawal akan bertindak dengan meningkatkan nilai voltan kepada motor servo untuk mengurangkan sisihan sehingga bandingan kedua-dua isyarat adalah sifar
4. Servo terdiri daripada beberapa peranti yang mengawal sesuatu bebanan. Bebanan tersebut dapat dikawal dalam pelbagai aspek seperti kedudukan, arah & kelajuan
![Page 40: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/40.jpg)
40
• Maka definisi sebenar sistem servo ialah :
SISTEM YANG TERDIRI DARIPADA BEBERAPA PERANTI YANG MENGAWAL KELAJUAN, ARAH &
KEDUDUKAN SESUATU BEBANAN
![Page 41: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/41.jpg)
41
Kamu telah mengetahui bahawa NC merupakan
kawalan berangka. CNC pula gabungan kawalan berangka
dengan komputer. Jadi bagaimana pula dengan DNC?
![Page 42: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/42.jpg)
42
DNC• Merupakan singkatan kata bagi Distributed
(Direct) Numerical Control
• DNC ialah sistem CNC yang dihubungkan melalui wayar / tanpa wayar secara terus ke mesin
• DNC boleh terdiri daripada 1 komputer ke 1 mesin. Atau 1 komputer ke beberapa mesin.
![Page 43: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/43.jpg)
43
Menggunakan sebuah komputer pusat bagi mengawal beberapa mesin CNC secara berasingan
KOMPUTER PUSAT
MESIN CNC 1
MESIN CNC 4
MESIN CNC 5
MESIN CNC 3
MESIN CNC 2
![Page 44: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/44.jpg)
44
• DNC membolehkan pengautomatan kilang berada pada tahap lebih tinggi. Seterusnya dapat mengurangkan pengawasan yang maksimum dalam memantau proses pengeluaran
• Dengan adanya komputer pusat penggunaan pita tebuk tidak diperlukan di dalam DNC. Aturcara boleh dimuatkan ke dalam ingatan pengawal bagi sesebuah mesin apabila diperlukan
![Page 45: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/45.jpg)
45
• Terdapat 3 perbezaan utama:
1. Kata Singkatan
NC – Numerical ControlCNC – Computer Numerical ControlDNC – Distributed (direct) Numerical
Control
PERBEZAAN NC, CNC & DNC
![Page 46: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/46.jpg)
46
2. Struktur Sistem
NC
PROGRAM SHEET
PITA TEBUK
MESIN CNC
CNC DNC
KOMPUTERKOMPUTER
CABEL / NETWORK
DISKET
MESIN CNC MESIN CNC
![Page 47: Bab 3 Kawalan Berangka Nc](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050704/5571f82e49795991698cd341/html5/thumbnails/47.jpg)
47
3. Fungsi Sistem
NC – Mengawal aturcara NC dan proses pemesinan. Berhubung dengan mesin melalui pita tebuk
CNC – Mengawal aturcara CNC dan proses pemesinan. Berhubung dengan mesin melalui disket
DNC – Mengawal aturcara dan proses pemesinan dengan berhubung melalui rangkaian kabel wayar @ tanpa wayar