Mesin Computer Numerical Control

A.    Pengertian.

           Computer Numerical Control, disingkat CNC, (berarti "komputer kontrol numerik") merupakan sistem otomasi mesin perkakas yang dioperasikan oleh perintah yang diprogram secara abstrak dan disimpan di media penyimpanan. Kata NC sendiri adalah singkatan dari kata Numerical Control yang artinya "kontrol numerik". Dalam hal ini mesin perkakas biasa ditambahkan dengan motor yang akan menggerakan pengontrol mengikuti titik-titik yang dimasukan kedalam sistem oleh perekam kertas. Mesin perpaduan antara servo motor dan mekanis ini segera digantikan dengan sistem analog dan kemudian komputer digital, menciptakan mesin perkakas modern yang disebut Mesin CNC (computer numerical control) yang dikemudian hari telah merevolusi proses desain. Saat ini mesin CNC mempunyai hubungan yang sangat erat dengan program CAD. Mesin-mesin CNC dibangun untuk menjawab tantangan di dunia manufaktur modern. Dengan mesin CNC, ketelitian suatu produk dapat dijamin hingga 1/100 mm lebih, pengerjaan produk massal dengan hasil yang sama persis dan waktu permesinan yang cepat. NC/CNC terdiri dari enam bagian utama yaitu :

1.      Program

2.      Unit kendali atau processor

3.      Motor listrik servo untuk menggerakan kontrol pahat

4.      Motor listrik untuk menggerakan/memutar pahat

5.      Pahat

6.      Dudukan dan pemegang

          Dalam dunia Industri menengah dan besar. Jenis jenis mesin CNC sendiri terdapat 2 macam yaitu Mesin CNC Bubut dan Mesin CNC Milling. dimana untuk jenis mesin bubut CNC gambar kerjanya mirip dengan mesin bubut konvensional namun sudah digabungkan dengan komputer. Cara kerja CNC sendiri adalah dengan melakukan pengaturan Program awal di Software CNC guna mengatur Gambar dan Alur Kerja Mesin yang disesuaikan dengan material bahan. Program CNC tersebut kemudian dikirim dan dieksekusi oleh prosesor pada CNC sehingga menghasilkan pengaturan motor servo pada Mesin CNC untuk menggerakan Perkakas dalam melakukan proses Kerja secara Otomatis sehingga menghasilkan produk yang sesuai Program. CNC memiliki beberapa fungsi antara lain :

1.       Mengatur mesin-mesin

      Seperti yang sudah disinggung di awal, fungsi komputer yang digunakan pada mesin CNC adalah untuk mengatur mesin-mesin sesuai dengan perntah yang diberikan. Contohnya saja mengatur pergerakan mesin sampai pada keadaan siap memotong. Pemotongan benda, dan gerakan untuk sampai kembali ke posisi semula. 

2.      Mengatur data yang masuk

      Dengan menggunakan komputer, maka data yang masuk akan diolah oleh komputer yang nantinya menjadi “perintah” kepada setiap mesin seperti kapan mesin akan diaktifkan. Operator di sini tugasnya hanyalah merapikan barang yang semua proses produksinya sudah diatur sedemikian rupa oelh komputer.

3.       Penyelesaian yang lebih cepat

      Penggunaan komputer dalam mesin CNC dapat menghemat waktu yang dibutuhkan untuk membuat satu barang. Jika mesin konvensional yang menggunakan tenaga manusia perlu berjam-jam dalam membuat satu barang, maka dengan menggunakan CNC ini hanya dalam beberapa menit saja. Tentunya hal ini sangat menguntungkan dari sisi waktu.

4.      Kualitas yang merata

      Karena komputer sudah disetting dengan tingkat keakuratan dan kecepatan yang sama, maka tingkat kesalahan barang yang sudah dibuat akan lebih kecil. Selain itu, kualitasnya pun juga terjaga.

5.      Mengurangi sampah produksi

      Dalam pembuatan suatu barang manufaktur, pastinya ada sisa-sisa barang hasil dari produksi. Jika kita melihat produksi barang manufaktur yang menggunakan mesin konvensional, maka tingkat sampah produksi yang dihasilkan sangat banyak. Sedangkan dengan penggunaan komputer yang disematkan pada mesin CNC, Hasil produksi yang dihasilkan dapat mengurangi sampah produksi yang dihasilkan. Hal ini bisa terjadi karena komputer sudah memperhitungkan panjang, lebar, dan tinggi barang yang diproduksi. Selain dari sisi perusahaan tidak terlalu rugi dalam membuat barang, lingkungan pun juga tidak banyak tercemar.

6.      Dapat memproduksi barang yang rumit

      Dengan menggunakan mesin CNC ini, barang yang memiliki kerumitan yang tinggi dapat di produksi dengan kualitas yang baik. Contohnya saja pada beberapa mesin CNC memiliki fungsi Autocad yang berguna dalam bidang industry.

            Meskipun kelihatannya penggunaan komputer sangat unggul jauh dibandingkan versi konvensional, tapi tetap saja ada kekurangan dan juga kelebihan dalam menggunakan  komputer CNC. Sama halnya dengan menggunakan mesin konvensional juga terdapat kekurangan dan kelebihan.

B.     Perawatan mesin

Kelebihan dari Mesin CNC sendiri adalah kemudahannya dalam pengoperasian dan pemprogaman sesuai dengan kebutuhan. Mengatur proses automatisasinya cukup melalui software khusus. Pengerjaan yang detail dan rumit dapat dilakukan secara otomatis menggunakan CNC secara mudah dan dalam kuantitas yang banyak dan hasil yang sama persis secara efisien. Tetapi agar mesin bekerja dengan baik perlu dilakukan perawatan agar mesin mampu bekerja secara optimal.  Perawatan mesin yang salah dapat mengakibatkan Mesin menjadi tidak akurat, serta Mesin  tidak boleh terkena sinar matahari secara langsung. Pengantian oli pelumas dan pemberian Oli juga harus diperhatikan dan dilakukan secara rutin. CNC juga tidak diperbolehkan terbentur benda keras. Setelah selesai menggunakan mesin atur mesin pada posisi netral dan mematikan sumber listriknya. Untuk Perawatannya dapat dilakukan berdasarkan buku manual, atau juga mengikuti anjuran Teknisi Mesin. Namun yang sangat penting diperhatikan adalah :

1.      Mekanik System

§  Oli Lubrikasi, karena Oli Lubrikasi pengaruhnya terhadap Umur dari part Mesin CNC

§  Levelling Mesin, Jika level CNC tidak benar, maka akan mengakibatkan
part-part mekanik akan cepat rusak.

2.      Elektrikal Sistem

§  Mesin CNC harus dibersihkan di bagian Heatshink, sehingga panas yang dibangkitkan oleh control dapat dikeluarkan dengan baik.

Gambaran CNC dalam dunia industry sangatlah bagus perkembangannya di masa depan untuk sebuah perusahaan karena proses pengerjaan otomatis sehingga semuanya tinggal diprogram. Faktor ekonomi dan jumlah Produk yang dihasilkan menjadi salah satu parameter dalam perkembangannya.

C.    Prinsip Kerja

Prinsip kerja NC/CNC secara sederhana dapat diuraikan sebagai berikut:

1.      Pemrogram membuat program CNC sesuai produk yang akan dibuat dengan cara pengetikan langsung pada mesin CNC maupun dibuat pada komputer dengan perangkat lunak pemrograman CNC.

2.      Program CNC tersebut, lebih dikenal sebagai G-Code, seterusnya dikirim dan dieksekusi oleh prosesor pada mesin CNC menghasilkan pengaturan motor servo pada mesin untuk menggerakan perkakas yang bergerak melakukan proses permesinan hingga menghasilkan produk sesuai program.

D.    Kelebihan dan Kekurangan

Keuntungan menggunakan mesin CNC dibandingkan dengan mesin konvensional adalah :

1.       Keselamatan kerja operator lebih terjamin

Biasanya dioperasikan dari tempat yang memiliki jarak aman dari ruang proses pemotongan material.

2.       Efisiensi kerja operator meningkat

Mesin CNC tidak memerlukan banyak perhatian pada saat proses pemotongan berlangsung, sehingga operator bisa menggunakan waktunya untuk aktivitas lain seperti deburing.

3.       Akurasi yang tinggi

Dengan system CNC maka mesin dapat menghasilkan produk yang dimensi yang akurat sesuai dengan desain yang diinginkan.

4.       Pengurangan tatal yang terbuang

Dengan akurasi yang tinggi maka ukuran material mentah dapat lebih disesuaikan dengan ukuran produk jadi sehingga volume material yang terbuang berkurang.

5.       Pengurangan waktu total produksi

Set up awal dapat dilakukan dengan mudah, dan dapat disimpan untuk sewaktu-waktu dipanggil

6.       Peningkatan produktivitas

Dengan akurasi yang tinggi dan pengurangan waktu total produksi maka produktivitas akan meningkat.

7.       Mengurangi kesalahan karena operator

Sistem CNC memungkinkan operator untuk menentukan operasi dan fungsi, menghilangkan percobaan pemotongan, pengukuran percobaan, penggantian alat potong secara manual.

8.       Proses permesinan yang kompleks dapat diselesaikan dengan lebih cepat dan akurat

Dengan program NC kesalahan penulisan program dapat diminimalkan saat perancangan di komputer dan dapat dilakukan evaluasi sebelum program dijalankan.

9.       Mengurangi ruang yang diperlukan

10.   Pengurangan waktu untuk inspeksi

11.   Perlengkapan alat potong mesin lebih aman / tidak mudah rusak

                Kerugian yang dikarenakan penggunaan mesin CNC yaitu :

12. Biaya investasi awal yang besar bila dibandingkan dengan mesin konvensional

13. Biaya operasional yang lebih tinggi untuk melakukan proses produksi dengan jumlah sedikit.

14. Membutuhkan biaya reparasi yang rumit dengan biaya yang lebih tinggi.

Referensi :

https://id.m.wikipedia.org/wiki/CNC

https://www.abcpowergenset.com/penjelasan-secara-umum-mesin-cnc/

https://dosenit.com/hardware/fungsi-komputer-pada-mesin-cnc

Agustinus Titis Iswara, “Pemilihan Mesin Bubut CNC unutk Kebutuhan Bengkel dengan Metode Analytic Hierarchy Process” Skripsi UI, 2011, Depok.

RISC dan Pipelining

Pengertian RISC (REDUCET INSTRUCTION SET COMPUTER)

RISC (Reduce Instruction Set Computer) atau komputasi set instruksi yang disederhanakan merupakan sebuah arsitektur komputer atau arsitektur komputasi modern dengan instruksi-instruksi dan jenis eksekusi yang paling sederhana. Arsitektur ini digunakan pada komputer dengan kinerja tinggi, seperti komputer vector. Desain ini juga diimplementasikan pada prosesor komputer lain, seperti pada beberapa mikroprosesor intel 960, Itanium (IA64) dari Intel Coorporatoin. Selain itu RISC juga umum dipakai pada Advanced RUSC Machine (ARM) dan Strong ARM.

Karakteristik khas yang dimiliki arsitektur set instruksi RISC

            1. Siklus mesin.

                Krakteristik ini ditentukan oleh waktu yang digunakan untuk mengambil dua buah operand dari register, melakukan operasi ALU, dan menyimpan hasil operasinya kedalam register, dengan demikian instruksi mesin RISC tidak boleh lebih kompleks dan harus dapat mengeksekusi secepat mikroinstruksi pada mesin-mesin CISC. Dengan menggunakan instruksi sederhana atau instruksi satu siklus hanya dibutuhkan satu mikrokode atau tidak sama sekali, instruksi mesin dapat dihardwired. Instruksi seperti itu akan dieksekusi lebih cepat dibanding yang sejenis pada yang lain karena tidak perlu mengakses penyimapanan kontrol mikroprogram saat eksekusi instruksi berlangsung.

            2. Operasi.

                Operasi ini terbentuk dari register-ke register yang hanya terdiri dari operasi load dan store yang mengakses memori . Fitur rancangan ini menyederhanakan set instruksi sehingga menyederhanakan pula control unit. Keuntungan lainnya memungkinkan optimasi pemakaian register sehingga operand yang sering diakses akan tetap ada di penyimpan berkecepatan tinggi. Penekanan pada operasi register ke register merupakan hal yang unik bagi perancangan RISC.

            3. Penggunaan mode pengalamatan sederhan.

                Hampir sama dengan instruksi menggunakan pengalamatan register. Beberapa mode tambahan seperti pergeseran dan pe-relatif dapat dimasukkan selain itu banyak mode kompleks dapat disintesis pada perangkat lunak dibanding yang sederhana, selain dapat menyederhanakan sel instruksi dan unit kontrol.

            4. Penggunaan format-format instruksi sederhana.

                Panjang instruksinya tetap dan disesuaikan dengan panjang word. Fitur ini memiliki beberapa kelebihan karena dengan menggunakan field yang tetap pendekodean opcode dan pengaksesan operand register dapat dilakukan secara bersama-sama.

Pipelining

   Pengertian pipelining, pipelining yaitu suatu cara yang digunakan untuk melakukan sejumlah kerja secara bersama tetapi dalam tahap yang berbeda yang dialirkan secara kontinu pada unit pemrosesan. Dengan cara ini, maka unit pemrosesan selalu bekerja. Teknik pipeline ini dapat diterapkan pada berbagai tingkatan dalam sistemkomputer. Bisa pada level yang tinggi, misalnya program aplikasi, sampai pada tingkat yang rendah, seperti pada instruksi yang dijalankan oleh microprocessor.

        Prosesor Pipeline yang berputar adalah prosesor baru untuk arsitektur superscalar komputasi. Ini didasarkan pada cara yang mudah dan pipeline yang biasa, struktur yang dapat mendukung beberapa ALU untuk lebih efisien dalam pengiriman dari bagian beberapa instruksi. Daftar nilai arus yang berputar di sekitar pipa, dibuat oleh dependensi data lokal. Selama operasi normal, kontrol sirkuit tidak berada pada jalur yang kritis dan kinerja hanya dibatasi oleh data harga. Operasi mengalir dengan interval waktu sendiri. Ide utama dari Pipeline Prosesor yang berputar adalah circular uni-arah mengalir dari memori register oleh pusat waktu logika dan proses secara parallel dari operasi ALU.

Keuntungan pipelining

·         Waktu siklus prosesor berkurang, sehingga meningkatkan tingkat instruksi dalam kebanyakan kasus( lebih cepat selesai).

·         Beberapa combinational sirkuit seperti penambah atau pengganda dapat dibuat lebih cepat dengan menambahkan lebih banyak sirkuit. Jika pipelining digunakan sebagai pengganti, hal itu dapat menghemat sirkuit & combinational yang lebih kompleks.

·         Pemrosesan dapat dilakukan lebih cepat, dikarenakan beberapa proses dilakukan secara bersamaan dalam satu waktu.

Kerugian pipeline

·         Pipelined prosesor menjalankan beberapa instruksi pada satu waktu. Jika ada beberapa cabang yang mengalami penundaan cabang (penundaan memproses data) dan akibatnya proses yang dilakukan cenderung lebih lama.

·         Instruksi latency di non-pipelined prosesor sedikit lebih rendah daripada dalam pipelined setara. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa intruksi ekstra harus ditambahkan ke jalur data dari prosesor pipeline.

·         Kinerja prosesor di pipeline jauh lebih sulit untuk meramalkan dan dapat bervariasi lebih luas di antara program yang berbeda.

·         Karena beberapa instruksi diproses secara bersamaan ada kemungkinan instruksi tersebut sama-sama memerlukan resource yang sama, sehingga diperlukan adanya pengaturan yang tepat agar proses tetap berjalan dengan benar.

·         Sedangkan ketergantungan terhadap data, bisa muncul, misalnya instruksi yang berurutan memerlukan data dari instruksi yang sebelumnya.

·         Kasus Jump, juga perlu perhatian, karena ketika sebuah instruksi meminta untuk melompat ke suatu lokasi memori tertentu, akan terjadi perubahan program counter, sedangkan instruksi yang sedang berada dalam salah satu tahap proses yang berikutnya mungkin tidak mengharapkan terjadinya perubahan program counter.

Sumber

https://ribunni.wordpress.com/2012/06/24/karakteristik-arsitektur-reduced-instruction-set-computers-risc/

http://fromengineering4you.blogspot.com/2015/12/datadiri-kelompok-risc-nama-yunia.html

https://indostechno.wordpress.com/2017/12/13/pipelining-dan-risc/

ARSITEKTUR FAMILY IBM PC

ARSITEKTUR FAMILY IBM PC

IBM (International Business Machines) merupakan sebuah perusahaan hardware yang mengembangkan software – software yang sudah ada seperti UNIX dan WINDOWS. Oleh karena itu IBM sendiri merupakan sebuah perusahaan bukan system operasi, hanya saja IBM mencoba mengembangkan OS yang telah ada seperti OS dari UNIX dan LINUX.IBM PC adalah sebutan untuk keluarga komputer pribadi buatan IBM. IBM PC diperkenalkan pada 12 Agustus 1981, dan “dipensiunkan” pada tanggal 2 April 1987. Sejak diluncurkan oleh IBM, IBM PC memiliki beberapa keluarga, yakni :

• IBM 4860 PCjr
• IBM 5140 Convertible Personal Computer (laptop)
• IBM 5150 Personal Computer (PC yang asli)
• IBM 5155 Portable PC (sebenarnya merupakan PC XT yang portabel)
• IBM 5160 Personal Computer/eXtended Technology
• IBM 5162 Personal Computer/eXtended Technology Model 286 (sebenarnya merupakan PC AT)
• IBM 5170 Personal Computer/Advanced Technology

Berikut ini adalah komponen IBM PC :

• Sistem kontrol BUS : Pengontrol BUS, Buffer Data, dan Latches Alamat
• Sistem kontrol interuppt : Pengontrol Interuppt
• Sistem kontrol RAM & ROM : Chip RAM & ROM, Decoder Alamat, dan Buffer
• Sistem kontrol DMA : Pengontrol DMA
• Timer : Timer Interval Programmable
• Sistem kontrol I/O : Interface Paralel Programmable

SISTEM SOFTWARE

System software adalah abstrak, tidak memiliki bentuk fisik. Software tidak dibatasi oleh material serta tunduk pada hukum-hukum fisika atau oleh proses-proses manufaktur. Pengembangan software serta pengelolaan proyek pengembangan software adalah sulit karena kenyataan-kenyataan sebagai berikut:

• Kompleks, sehingga sulit untuk dipahami
• Tidak tampak, maka pengukuran kualitas software agak   sulit dilakukan dan sulit melacak kemajuan pengembangannya
• Mudah berubah, karena mudah untuk dimodifikasi namun kita sulit sekali melihat terlebih dahulu konsekuensi dari perubahan-perubahan yang dilakukan.

Software komputer adalah produk yang dihasilkan melalui serangkaian aktivitas proses rekayasa atau pengembangan, yang menghasilkan aktivitas berupa:

• Dokumen-dokumen yang menspesifikasikan program yang hendak dibangun
• Program yang dieksekusi komputer
• Dokumen yang menjelaskan program dan cara kerjanya program

System software

• Penetapan Alamat Port I/O
• Penetapan Vector Interrupt
• ROM BIOS
• Penetapan Alamat Memori

Konfigurasi Mikrokomputer Dasar

   Berdasarkan ukurannya, komputer digolongkan ke dalam micro computer (komputer mikro), mini computer (komputer mini), small computer (komputer kecil), medium computer (komputer menengah), large computer (komputer besar) dan super computer (komputer super). 1 Micro Computer (Mikro Komputer) disebut juga dengan nama personal computer (komputer personal) . ukuran main memory komputer mikro sekarang berkisar dari 16 MB sampai lebih dari 128 MB, dengan konfigurasi operand register 8 bit, 16 bit, atau 32 bit. Kecepatan komputer mikro sekarang berkisar 200 Mhz sampai dengan 500 Mhz.Komputer mikro umumnya adalah single-user (pemakainya tunggal), yaitu satu komputer hanya dapat digunakan untuk satu pemakai saja untuk tiap saat.

1. Chipset adalah set dari chip yang mendukung kompatibel yang mengimplementasikan berbagai fungsi tertentu seperti pengontrol interupt, pengontrol bus dan timer.
2. Chip khusus yang di sebut koprosesor yang beroperasi bersama dengan CPU guna meningkatkan fungsionalitasnya

***

Sumber :

• http://eby190205.blogspot.co.id/2012/01/arsitektur-family-ibm-pc-dan-turunannya.html
• http://amirmukhlis06.blogspot.co.id/2016/12/arsitektur-family-komputer-ibm-pc.html
• http://icikomputer.blogspot.co.id/2015/09/arsitektur-famili-komputer-ibm.html