Pada Era Revolusi Industri 4.0 saat ini penggunaan Mesin CNC hampir digunakan di segala bidang Industri Usaha. Mulai dari bidang Pendidikan seperti Universitas maupun Sekolah Kejuruan, Riset Penelitian, Industri Manufaktur, Bengkel Workshop, Usaha Mebel Interior Furniture, Industri Advertising dan Kreatif, serta masih banyak lainnya yang mempergunakan Mesin CNC karena sangat bermanfaat bagi masyarakat banyak dan sudah banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari.
Industri manufaktur saat ini menuntut kecepatan produksi yang tinggi akibat persaingan global. Kecepatan produksi, akurasi, dan kepresisian juga sangat dituntut sebagai bentuk kualitas produk. Oleh karena itu, mesin-mesin non-konvensional telah menggantikan peranan mesin-mesin konvensional yang semakin dirasakan keterbatasannya.
Beberapa jenis mesin non-konvensional yang saat ini banyak dipergunakan, antara lain, mesin dengan erosi bunga api (Electrical Discharge Machining), mesin dengan berkas laser (Laser Beam Machining), mesin dengan jet air (Water Jet Machining), mesin pemotong (Wire Cut Machining), mesin ukur koordinat CMM (Coordinate Measuring Machine), mesin Plasma Arc, mesin CNC, dan lain-lain.
Untuk menghadapi tuntutan perkembangan di industri sekarang ini, maka diharapkan paa pekerja di bidangnya harus dibekali dengan pemahaman tentang mesin otomatisasi terutama mesin CNC. Oleh kerena itu, dalam pembahasan kali ini saya akan menjelaskan berbagai materi yang dapat dimanfaatkan ketika nanti bekerja di industri terutama dalam bidang CNC.
Pengertian Mesin CNC (Computer Numerically Controlled)
Mesin CNC yang merupakan singkatan dari “Computer Numerically Controlled”, bermula dari tahun 1952 yang dikembangkan oleh John Pearseon dari Institut Teknologi Massachusetts, atas nama Angkatan Udara Amerika Serikat.
Pada awalnya Mesin CNC ini digunakan untuk membuat alat kerja khusus yang rumit. Semula perangkat Mesin CNC memerlukan biaya yang tinggi dan volume unit pengendali yang besar. Pada tahun 1973 Mesin CNC masih sangat mahal, sehingga masih sedikit perusahaan yang mempunyai keberanian dalam mempelopori investasi dalam teknologi ini.
Dari tahun 1975, produksi Mesin CNC mulai berkembang pesat. Perkembangan ini dipacu oleh perkembangan mikroprosesor yang semakin canggih, sehingga volume unit pengendali controllernya dapat lebih ringkas.
Mesin CNC adalah suatu mesin yang dikontrol oleh komputer dengan menggunakan bahasa numerik (data perintah dengan kode angka, huruf, dan simbol) sesuai standar ISO. Sistem kerja teknologi CNC ini akan lebih sinkron antara komputer dan mekanik, sehingga bila dibandingkan dengan mesin perkakas yang sejenis, maka mesin perkakas CNC lebih teliti, lebih tepat, lebih fleksibel, dan cocok untuk produksi massal.
Dengan dirancangnya Mesin Perkakas CNC dapat menunjang produksi yang membutuhkan tingkat kerumitan yang tinggi dan dapat mengurangi campur tangan operator selama mesin beroperasi.
Numerical Control (NC) adalah suatu format berupa program otomasi di mana tindakan mekanik dari suatu alat-alat permesinan atau peralatan lain dikendalikan oleh suatu program yang berisi data kode angka. Data alphanumerical menghadirkan suatu instruksi pekerjaan untuk mengoperasikan mesin tersebut.
Numeric Control (NC) mengatur kendali mesin atas dasar informasi digital. NC bermanfaat untuk produksi rendah dan medium yang memvariasikan produksi item, di mana bentuk, dimensi, rute proses, dan pengerjaan dengan mesin bervariasi.
Pada Era Revolusi Industri 4.0 saat ini, penggunaan Mesin CNC hampir digunakan di segala bidang Industri Usaha. Mulai dari bidang Pendidikan seperti Universitas maupun Sekolah Kejuruan, Riset Penelitian, Industri Manufaktur, Bengkel Workshop, Usaha Mebel Interior Furniture, Industri Advertising dan Kreatif, serta masih banyak lainnya yang mempergunakan Mesin CNC yang sangat bermanfaat bagi masyarakat banyak dan sudah banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari.
Industri manufaktur telah menuntut kecepatan produksi yang tinggi akibat persaingan global. Kecepatan produksi, akurasi, dan kepresisian juga sangat dituntut sebagai bentuk kualitas produk. Oleh karena itu, mesin-mesin non-konvensional telah menggantikan peranan mesin-mesin konvensional yang semakin dirasakan keterbatasannya di tengah pesatnya kemajuan bidang manufaktur.
Beberapa jenis mesin non-konvensional, antara lain adalah sebagai berikut.
- Mesin dengan erosi bunga api (Electrical Discharge Machining)
- Mesin dengan berkas laser (Laser Beam Machining)
- Mesin dengan jet air (Water Jet Machining)
- Mesin pemotong (Wire Cut Machining)
- Mesin ukur koordinat CMM (Coordinate Measuring Machine)
- Mesin Plasma Arc
- Mesin CNC
Mesin-mesin tersebut di atas dinamakan mesin-mesin perkakas berbasis pengendali/pengontrol numeris atau NC (Numerical Control) yang memerlukan berbagai perangkat lunak berupa program dalam pengoperasiannya beberapa di antaranya adalah sebagai berikut.
- Program Sistem Operasi (Operating System)
- Program-program Kelengkapan (Utility Programs)
- Program-program Aplikasi Khusus (Special Application Programs) bagi komputer pengontrolnya.
Mesin-mesin CNC merupakan kelompok mesin yang digolongkan sebagai mesin-mesin non-konvensional karena dalam pengoperasiannya dikendalikan melalui sebuah program yang diakses dengan komputer. Pada era komputerisasi saat ini, mesin-mesin perkakas berbasis komputer kemajuannya sangat pesat karena dituntut untuk mampu membuat produk dengan kecepatan produksi tinggi serta dengan ketelitian dan kualitas yang maksimal.
Saat ini penggunaan mesin-mesin CNC sudah bukan sesuatu yang asing bagi dunia industri, karena mesin tersebut merupakan modal utama yang digunakan dalam proses produksi untuk menghasilkan produk massal atau pembuatan komponen-komponen lainnya yang memerlukan tingkat ketelitian (accuracy) dan kepresisian (precision) yang tinggi.
Teknologi komputer yang digunakan dalam proses produksi meliputi perangkat keras dan lunak (hardware dan software) yang dirangkaikan dengan mesin sedemikian rupa untuk memproses data masukan (input). Sebagai alat pengendali pergerakan tools dari mesin perkakas serta merupakan pengontrol proses sistem permesinan secara keseluruhan yang sangat akurat dan presisi di setiap ukuran. Sehingga mesin-mesin non-konvensional ini dapat bekerja dengan produktif dan penggunaannya yang lebih fleksibel.
Mesin-mesin non-konvensional yang digunakan pada proses permesinan. (Manufacturing Process) dimulai dari penanganan bahan baku, seperti berikut ini.
- Pemotongan bahan
- Proses pengerjaan produk
- Proses finishing dan pengukuran dimensi produk
Penggunaan mesin-mesin modern seperti ini sangat berbeda dengan mesin-mesin konvensional, karena mesin-mesin ini dapat bekerja secara mandiri atau dilengkapi dengan peralatan bantu seperti halnya robot menjadi satu set mesin produksi (Machining Cell).
Beberapa machining cell yang dapat digabung dengan peralatan transportasi otomatik atau peralatan mekanik lainnya menjadi suatu sistem terpadu yang lebih fleksibel. Sistem terpadu ini diterapkan pada industri-industri manufaktur modern yang dikenal dengan nama FMS (Flexible Manufacturing System).
Konsep dasar dari proses produksi dalam suatu industri manufaktur modern dimulai dari ide atau konsep suatu produk dituangkan kedalam perancangan teknik (Engineering Design) yang diikuti dengan proses penggambaran atau drafting, di mana proses perancangan teknik dan drafting termasuk dalam kelompok CAD (Computer Aided Design).
Selanjutnya dibuat perencanaan proses (Process Planning) dan penjadwalan (Scheduling) yang dikelompokkan ke dalam CAPP (Computer Aided Process Planning) baru kemudian dilakukan proses permesinan (Manufacturing Process). Setelah proses pemesinan maka produk yang dihasilkan harus melalui pemeriksaan kualitas (Quality Control) sebelum dijual ke pelanggan atau pasar.
Seiring dengan perkembangan teknologi semikonduktor atau mikroprosesor, maka berkembang pula sistem kendali/kontrol yang diterapkan. Selanjutnya terciptalah sistem kendali yang berbasis komputer yang kemudian dikenal dengan nama mesin CNC (Computerized Numerically Controlled Machine). Berbeda dengan mesin CNC dahulu, pada mesin-mesin CNC ini telah menggunakan mikroprosesor yang dapat mengakses data jauh lebih banyak dan lebih cepat.
Perkembangan Mesin CNC (Computerized Numerically Controlled Machine) Di Era Revolusi Industri 4.0
Perkembangan mesin CNC selanjutnya dikenal seperti mesin-mesin DNC (Direct Numerically Controlled) dan ANC (Adaptive Numerically Controlled) yang lebih canggih dan terintegrasi untuk produksi massal pada indusrtri-industri besar.
Pada awal perkembangannya, mesin-mesin CNC merupakan mesin yang tergolong langka serta sangat mahal harganya, akan tetapi saat ini penggunaan mesin-mesin CNC di industri manufaktur cenderung semakin meluas, dikarenakan hal-hal berikut ini.
- Tuntutan kualitas produksi
- Tuntutan produktivitas
- Harga mesin yang semakin murah
Produk yang dihasilkan tidak selamanya harus baru, akan tetapi umumnya merupakan modifikasi dari produk-produk sebelumnya. Dalam hal ini dikenal 4 (empat) jenis tahapan dalam proses produksi, yaitu sebagai berikut.
- Imitasi
- Modifikasi
- Inovasi
- Invensi
Imitasi adalah tahapan menirukan produk asli yang umumnya dilakukan dengan cara membuat produk sejenis dengan karakteristik yang diusahakan sama dengan produk aslinya dan bahkan lebih baik kualitasnya. Pembuatan produk imitasi secara massal terutama ditujukan untuk alih teknologi dan memenuhi kebutuhan pasar akan produk-produk yang memiliki harga lebih murah (industri manufaktur di negara China, Korea, dan Taiwan).
Modifikasi adalah tahapan perbaikan kualitas dari produk sebelumnya agar menjadi produk yang lebih baik. Perbaikan-perbaikan yang dilakukan untuk mengatasi kekurangan-kekurangan produk sebelumnya menyangkut segi bentuk atau dimensi maupun fungsi dari produk tersebut.
Inovasi adalah tahapan pengembangan baru (penyempurnaan) atau terobosan baru, berdasarkan produk yang sudah mengalami perbaikan atau modifikasi, akan tetapi produk tersebut lebih disempurnakan lagi. Sehingga pengembangan pembuatan produk baru ini dapat dapat melahirkan suatu produk dengan sistem baru, seperti penggunaannya yang pada awalnya secara manual menjadi otomatis. Invensi adalah tahapan pembuatan produk yang baru sama sekali (new model), belum pernah dibuat sebelumnya, dan biasanya teknologi produk baru ini memiliki keunggulan jauh lebih baik dibandingkan produk sebelumnya. Produk temuan baru ini pada umumnya akan didaftarkan pada paten industri.
Dibandingkan dengan mesin perkakas konvensional yang digerakkan secara manual atau semi otomatis maka mesin CNC mempunyai kelebihan, antara lain sebagai berikut.
- Teliti (accurate)
- Tepat (precision)
- Luwes (flexibility)
- Cepat (productive)
Sama halnya dengan mesin perkakas konvensional, banyak jenis mesin CNC sesuai dengan fungsi serta proses permesinan yang dilaksanakan, antara lain sebagai berikut.
- Mesin Bubut (Turning)
- Mesin Frais (Milling)
- Mesin Cutter (Boring)
- Mesin Bor (Drilling)
- Mesin Gerinda (Grinding)
Pada masa sekarang telah banyak pabrik pembuat kontrol/komputer yang mengeluarkan kontrol mesin CNC dengan berbagai merk, misalnya sebagai berikut.
- EMCO (Austria)
- SIEMENS (Jerman)
- FANUC (Jepang)
- MIKRON RISCHKA CSEPEL (Hungaria)
- MITSUBISHI (Jepang)
- CELTIC (Belgia)
- GSK (China)
- Delta (China)
- Heidenhain (Amerika)
Sedangkan untuk perusahaan pembuat mesin, antara lain sebagai berikut.
- Emco
- Mori Saiki
- Ukuma
- Headman
- Optimum
- OMG
Standar Kompetensi Kerja Nasional Indonesia (SKKNI) untuk Mesin CNC
Standar Kompetensi Kerja Nasional Indonesia (SKKNI) adalah rumusan kemampuan kerja yang mencakup aspek pengetahuan, keterampilan, dan/atau keahlian serta sikap kerja yang relevan dengan pelaksanaan tugas dan syarat jabatan yang ditetapkan.
SKKNI dikembangkan melalui konsultasi dengan industri terkait, untuk memastikan kesesuaian kebutuhan di tempat kerja. SKKNI digunakan terutama untuk merancang dan mengimplementasikan pelatihan kerja, melakukan asesmen (penilaian) keluaran pelatihan, serta asesmen tingkat keterampilan dan keahlian terkini yang dimiliki oleh seseorang.
Untuk pekerjaan CNC mengacu pada skerna sertifikasi Kualifikasi Level II Teknik Pemesinan merupakan skema sertifikasi yang dikembangkan oleh komite skema sertifikasi BNSP bersama Dit PSMK. Kemasan kompetensi yang digunakan mengacu pada SKKNI Nomor: KEP.240/MEN/X/2004 Tentang Penetapan SKKNI Sektor Logam Mesin. Dimana pekerjaan CNC tertuang dalam Klaster 5.7.3. Pengoperasian Mesin NC/CNC dengan ruang lingkup unit, yaitu, menerapkan prinsip-prinsip keselamatan dan kesehatan kerja di lingkungan kerja, menerapkan prosedur-prosedur mutu, mengukur dengan menggunakan alat ukur, menggunakan perkakas tangan, mengoperasikan dan mengamati mesin/proses, membaca gambar teknik, bekerja dengan mesir umum, mengoperasikan mesin NC/CNC (dasar), mengeset mesin dan program mesin NC/CNC (dasar), dan memprogram mesin NC/CNC (dasar).
Dengan demikian, telah diakomodirnya pekerjaan CNC dalam SKKNI diharapkan seluruh pekerjaan dapat memiliki standar yang sama dan dapat diakui kompetensi CNC yang telah dimiliki tersebut.
