Personal Computer Based CNC

Kesibukan mendampingi Tugas akhir mahasiswa sampai dengan Ujian pendadaran mengantar pikiran saya ke masa lalu. Sejenak saya berhenti dari aktifitas, mencoba sedikit menghirup udara dan mengingat kala saya mengerjakan tugas akhir. Waktu itu saya memperkenalkan sebuah system yang "pada waktu itu" masih belum banyak orang yang mengetahui tehnologi semacam itu. Ini adalah sebuah project perakitan mesin CNC menggunakan software khusus untuk menjadikan sebuah personal computer menjadi sebuah CNC controller.

Satu hal yang membuat saya tidak bisa melupakan masa-masa pendadaran tugas akhir dulu adalah wajah antusias para penguji akan hasil Tugas Ahir saya. Mungkin di benak mereka sedang terlintas pikiran mengenai berapa keuntungan yang didapat jika institusi mereka membuat system semacam ini. Atau bagaimana jika menempatkan produk ini di salah satu segment pasar?

Lalu bagaimana sebuah perusahaan seperti Artsoft dapat merubah pandangan publik akan sebuah mesin CNC?

Artsoft merupakan penantang terkuat di bidang perangkat lunak pengendali mesin. Dia menantang rivalnya seperti Turbo CNC, Meshcam, EMC 2, dan beberapa perusahaan pembuat perangkat lunak sejenis.Artsoft menghasilkan sebuah karya yang merupakan software pengendali mesin terlaris di dunia yaitu MACH3.

MACH3 menjadi software yang paling banyak digunakan terutama karena kesetabilanya. Software ini bekerja pada komputer 32 bit dengan OS windows 2000,XP,Vista,dan tentu saja windows7.

Instalasi juga bisa dilakukan pada laptop dengan menambahkan sebuah external motion control yang bisa dipesan melalui website resmi www.machsupport.com pada bagian plugin.

PC based CNC menggunakan berbagai cara untuk menghasilkan pertukaran informasi antara controler, driver motor dan motor. Kebanyakan diantara software ini memanfaatkan port LPT paralel dari sebuah personal computer. Port ini akan menghasilkan pulsa-pulsa pengendali driver motor yang akan memutar motor secara terkendali. Brain control atau kernel pada lynux merupakan otak sebuah PC based CNC controller. Bagian ini akan mengubah informasi yang tadinya menggunakan bahasa pemrograman seperti G code menjadi pulsa-pulsa digital yang berisi informasi jarak,kecepatan,dan arah putaran motor.


alur sederhanan dari proses pengolahan informasi PC BASED CNC kurang lebih seperti berikut.

G-CODE --> Coordinat & Command --> pulse & Direction --> voltage & current --> motor movement --> table movement

perkembangan PC based CNC saat ini telah sampai ke era pengolahan gambar bukan hanya pengolahan G-Code. Sebuah software tambahan seperti V-carve, mastercam, delcam, ataupun lazycam, mampu meng generate G-Code dari file berformat gambar seperti JPEG, GIF, BMP, dan lain-lain.

Saekarang dengan mudah kita dapat membuat sebuah ukiran, hanya dengan membuat design di software CAD, ataupun meng-generatenya dari foto atau gambar tangan.

rancangan frame dan tiang mesin cnc

Sudah begitu lama saya berkeinginan untuk membuat mesin cnc, dan salahsatu yang sudah saya rancang adalah polymer concrete based cnc frame. material polimer memiliki kelebihan dalam peredaman getaran. selain itu dari sisi harga sudah pasti lebih murah daripada besi cor (casting iron). rancangan untuk mesin ini saya buat dengan software autocad. 

Ada tiga bagian penting yang harus saya perhatikan ketika memulai mengerjakan rancangan ini. Bagian yang pertama adalah linear guide. linear guide merupakan bantalan yang mengurangi gesekan pada pergerakan linear meja guna menghindari keausan serta beban berlebih dan untuk memperpanjang umur pakai. Linear guide yang digunakan untuk mesin CNC sangatlah mahal sekitar 1,5 juta per meternya tergantung diameternya. Olehsebab itu saya memutuskan mencari alternatif lain yang lebih murah dengan menggunakan rail untuk laci mebel yang pemasanganya secara rangkap. rail ini cukup murah, satu pasangnya sekitar 50 ribu rupiah. Kalau dibandingkan dengan linear guide tentu jauh lebih murah

Nah bagian kedua yang perlu saya perhatikan adalah aktuator pengubah gerakan. Seperti namanya, pengubah gerakan berfungsi mengkonversi pergerakan putaran motor menjadi putaran linear. komponen yang perlu saya persiapkan adalah ballscrew. seperti halnya linear guide tadi, ballscrew memiliki harga yang cukup mahal. oleh sebab itu saya mengambil keputusan untuk menggunakan timming belt. timming belt inilah yang nantinya akan menjadi carriage bagi ketiga axis. Timming belt memiliki kelemahan antaralain kemungkinan untuk melar, beban motor lebih berat, dan ketahanan fisik yang lemah. akan tetapi semua itu tidaklah menjadi masalah karena target saya adalah membuat mesin cnc murah dengan beban pemotongan yang ringan.

Bagian ketiga yang perlu saya persiapkan adalah bagian motor. Mesin CNC merupakan mesin yang mengutamakan kepresisian. Oleh sebab itu urusan pemilihan motor cuma ada dua opsi: motor stepper atau motor servo. Karena controller yang saya gunakan adalah PC based cnc maka saya memilih untuk menggunakan motor stepper. PC based cnc merupakan software komputer untuk mengendalikan mesin cnc. Disini kerja controller digantikan oleh komputer( komputer hanya bisa mengendalikan motor steper dan perlu modul khusus agar mampu mengendalikan motor servo).