Perhitungan waktu pemesinan CNC: memperkirakan dengan memisahkan jarak potong, pemakanan, gerak cepat, dan waktu tanpa pemotongan
Menggunakan contoh pembubutan OD dua lintasan untuk menjelaskan perhitungan waktu potong = jarak ÷ pemakanan per menit, konversi dari pemakanan per putaran, waktu tanpa pemotongan seperti gerak cepat dan penggantian pahat, serta alasan waktu simulasi berbeda dari waktu siklus sebenarnya.
Rumus dasar perkiraan
Titik awal perhitungan waktu pemesinan sederhana: waktu potong (min) = jarak potong (mm) ÷ pemakanan per menit (mm/min). Jika program ditulis dalam pemakanan per putaran, konversikan terlebih dahulu dengan pemakanan per menit = F (mm/rev) × S (rpm). Tambahkan waktu gerak cepat, penggantian pahat, percepatan spindle, serta tindakan bantu seperti coolant dan pintu untuk memperoleh waktu siklus.
Penyebab utama kesalahan perkiraan bukanlah rumusnya, melainkan komponen yang tidak dihitung. Perkiraan berdasarkan waktu potong saja biasanya lebih singkat daripada kenyataan, dan semakin kecil bendanya, semakin besar porsi waktu tanpa pemotongan.
Program contoh
Dua lintasan pembubutan masing-masing 62 mm pada Ø50 dan Ø46, S1000, F0.25
O3008
T0101
G21 G90 G18 G40 G99
G97 S1000 M03
G00 X52. Z2.
G01 X50. F0.25
Z-60.
G00 X54. Z2.
X46.
G01 Z-60. F0.25
G00 X100. Z100.
M30Gambar di atas adalah hasil CNC Path Analyzer untuk program ini (pemotongan linear 3 segmen, cepat 3 segmen).
Menghitung waktu potong contoh secara manual
Perhatikan bahwa gerak X pada mesin bubut adalah setengah selisih diameter. Infeed dari X52 ke X50 adalah 2 mm dalam program, tetapi pahat hanya bergerak 1 mm. Selain itu, karena pemotongan dimulai dari Z2, pemotongan udara sepanjang 2 mm di depan permukaan turut dihitung dalam waktu potong. Jarak aman pendekatan diperlukan demi keselamatan, tetapi dalam produksi ratusan benda, beberapa milimeter ini terakumulasi menjadi waktu yang berarti.
| Bagian | Jarak | Pemakanan per menit | Waktu |
|---|---|---|---|
Infeed G01 X50. | 2 mm pada diameter → 1 mm pada radius | 0.25 × 1000 = 250 | Sekitar 0.24 s |
Lintasan 1 Z-60. | 62 mm (Z2 → Z-60) | 250 | Sekitar 14.9 s |
Lintasan 2 G01 Z-60. | 62 mm | 250 | Sekitar 14.9 s |
| Total | Sekitar 125 mm | - | Sekitar 30 s |
Waktu gerak cepat
Gerak cepat berlangsung pada kecepatan maksimum mesin, tetapi waktunya bukan nol detik. Pada mesin bubut dengan laju gerak cepat 20 m/min, total gerak cepat dalam contoh sedikit lebih dari 200 mm, sehingga waktu gerak murninya kurang dari satu detik. Namun, setiap sumbu memiliki tahap percepatan dan perlambatan, sehingga banyak gerak cepat pendek pada kenyataannya memerlukan waktu jauh lebih lama daripada hasil perhitungan. Selisih ini sangat besar pada pola pengeboran dan siklus pengeboran peck dengan banyak gerakan pendek.
Waktu yang sering tidak disertakan dalam perkiraan
- Penggantian pahat: satu indeks turret atau siklus ATC biasanya memerlukan beberapa detik. Dalam program yang mengganti pahat sepuluh kali, hal ini saja memakan waktu puluhan detik.
- Percepatan spindle: waktu terpakai setiap kali putaran spindle berubah besar, dari berhenti menjadi 3,000 rpm, atau dari putaran maju menjadi mundur seperti dalam siklus tapping.
- Perubahan putaran spindle G96: dengan kontrol kecepatan potong konstan, putaran spindle mengikuti perubahan diameter, dan laju per menit dari pemakanan per putaran ikut berubah. Waktu facing dapat lebih singkat atau lebih lama dibandingkan asumsi putaran tetap.
- Perlambatan di sudut: kontur yang terdiri dari banyak blok pendek, atau keluaran CAM, melambat di setiap sudut dan tidak mencapai F yang diprogram.
- Pemuatan dan pengukuran benda kerja: waktu ini berada di luar program, tetapi menentukan hasil produksi aktual per jam.
Cara menggunakan waktu simulasi
CNC Path Analyzer menghitung waktu pemesinan referensi dari jarak, pemakanan, dan putaran spindle pada blok yang didukung. Waktu percepatan dan penggantian pahat berbeda pada setiap mesin dan tidak disertakan. Karena itu, nilai ini paling tepat dianggap mendekati batas bawah waktu siklus sebenarnya.
Pendekatan praktis adalah menentukan sekali rasio antara waktu siklus yang benar-benar diukur pada mesin dan nilai hasil perhitungan. Misalnya, jika benda serupa dihitung 3 menit tetapi terukur 3 menit 40 detik, perkiraan berikutnya dapat dikalikan dengan faktor koreksi sekitar 1.22. Semakin mirip jenis benda (banyak gerak pendek atau pemotongan panjang), semakin sesuai faktor tersebut.
Hal yang diperiksa lebih dahulu untuk mengurangi waktu permesinan
Perhitungan menunjukkan ke mana waktu digunakan. Jika waktu potong mendominasi, periksa dahulu kondisi pemotongan dan jumlah lintasan (misalnya memilih antara G71 dan G72); jika waktu tanpa pemotongan besar, periksa dahulu urutan pahat, jarak bebas pendekatan, dan jalur gerak cepat. Menghilangkan gerakan yang tidak perlu sering kali lebih aman dan efektif daripada menaikkan pemakanan.