MODUL AJAR: DASAR SISTEM CNC & KESELAMATAN KERJA (K3)

 MODUL AJAR: DASAR SISTEM CNC & KESELAMATAN KERJA (K3)

 

Informasi Umum

Satuan Pendidikan          : SMK Negeri Jambu

Program Keahlian            : Teknik Pemesinan / Teknik Permesinan

Mata Pelajaran                : Teknik Pemesinan Mesin Non-Konvensional

Fase / Kelas                       : Fase F / Kelas XII

Semester                           : Gasal (Ganjil)

Topik                                   : Definisi, Sejarah, Komponen Utama Mesin CNC, dan Identifikasi Potensi Bahaya.

Alokasi Waktu                 : 7 JP (7 x 45 Menit)

 

A. Dimensi Profil Lulusan

1.  Penalaran Kritis,  Berfikir dan menganalisi .

2.  Kemandirian,  Disiplin dalam mengikuti prosedur keselamatan operasional mesin

3.  Kesehatan, menjaga Kesehatan diri dan lingkungan.

 

B. Tujuan Pembelajaran

1.  Pengetahuan:

    *   Peserta didik mampu menjelaskan definisi dan sejarah singkat perkembangan mesin CNC.

    *   Peserta didik mampu menyebutkan dan menjelaskan fungsi komponen utama mesin CNC (MCU, Drive System, Feedback, Machine Tool).

2.  Keterampilan:

    *   Peserta didik mampu mengidentifikasi komponen fisik mesin CNC di bengkel.

    *   Peserta didik mampu mengidentifikasi potensi bahaya (mekanis, listrik, kimia) di area kerja mesin CNC dengan tepat.

3.  Sikap Peserta didik menunjukkan sikap waspada dan patuh terhadap aturan K3 selama pembelajaran.

 

C. MATERI PEMBELAJARAN LENGKAP

1. Definisi & Sejarah Singkat Mesin CNC

 

Definisi CNC:

    CNC adalah singkatan dari **Computer Numerical Control**. Merupakan mesin perkakas yang proses gerak pemotongannya dikendalikan secara otomatis oleh komputer melalui data program numerik. Berbeda dengan mesin manual (konvensional) yang digerakkan tangan operator melalui handle, mesin CNC bergerak otomatis berdasarkan perintah kode (G-Code dan M-Code).

 

Sejarah Singkat:

Tahun 1940-an:  John T. Parsons (insinyur penerbangan) mulai mengembangkan metode untuk menghasilkan benda kerja helikopter yang presisi menggunakan kartu punch.

Tahun 1950-an: Laboratorium MIT bekerja sama dengan Parsons mengembangkan mesin NC (Numerical Control) pertama.

Tahun 1970-an: Perkembangan teknologi mikroprosesor membuat sistem NC beralih menjadi CNC (penggunaan komputer menjadi lebih kompak dan cerdas).

Era Modern: CNC kini terintegrasi dengan sistem CAD/CAM (Computer Aided Design / Computer Aided Manufacturing).

 

2. Komponen Utama Sistem CNC

Sistem CNC dapat dianalogikan seperti tubuh manusia yang memiliki otak, urat saraf, otot, dan tulang.

1.  MCU (Machine Control Unit) - "Otak"

    *   Berupa komputer industri yang dilengkapi layar monitor dan keyboard.

    *   Fungsi: Membaca dan memproses program, menghitung posisi pahat, mengirim sinyal perintah ke motor, dan menampilkan pesan error/alarm.

2.  Drive System - "Otot"

    *   Terdiri dari motor listrik (Servo Motor atau Stepper Motor) dan amplifier.

    *   Fungsi: Menerima sinyal listrik dari MCU dan mengubahnya menjadi gerakan mekanik untuk menggerakkan sumbu (X, Y, Z).

3.  Feedback System - "Indra/Pancaindra"

    *   Berupa sensor posisi (Encoder atau Linear Scale).

    *   Fungsi: Mendeteksi posisi aktual meja atau pahat, lalu mengirimkan informasi balik ke MCU agar dikoreksi jika terjadi penyimpangan (akurasi tinggi).

4.  Machine Tool - "Tulang & Daging"

    *   Bagian mekanik mesin: Bed (dasar), Column (tiang), Worktable (meja kerja), Spindle (sumbu putar), Chuck/Fixture.

    *   Fungsi: Menahan benda kerja dan pahat saat proses pemotongan berlangsung.

 

3. Potensi Bahaya di Area Kerja CNC & K3

Mesin CNC memiliki risiko spesifik karena kecepatan putaran tinggi dan pergerakan otomatis. Identifikasi potensi bahaya meliputi:

*   Bahaya Mekanis (Gerakan & Putaran):

    *   Pinch Point: Celah antara chuck yang berputar dan pelindungnya. Tangan bisa terjepit.

    *   Terlempar: Benda kerja yang lepas karena *chuck* tidak kencang bisa terlempar ke arah operator.

    *   Gerakan Sumbu: Meja mesin bergerak cepat secara tiba-tiba (rapid move) dapat menabrak operator jika berada di jalur gerak.

*   Bahaya Tatal/Pahat (Hot Chips):

    *   Serbuk (tatal) panas terbang kencang. Risiko luka sayat pada kulit dan mata (kerusakan kornea).

*   Bahaya Cairan Pendingin (Coolant):

    *   Semburan coolant bertekanan tinggi. Risiko licin di lantai (jatuh) dan iritasi kulit.

*   Bahaya Listrik:

    *   Panel kontrol cabinet dengan tegangan tinggi.

*   Bahaya Bunyi:

    *   Kebisingan proses pemotongan logam yang berkepanjangan merusak pendengaran.

 

D. LANGKAH KEGIATAN PEMBELAJARAN

1. Pendahuluan (15 Menit)

*   Apersepsi: Guru menanyakan perbedaan mesin bubut manual yang pernah dipelajari dengan mesin bubut CNC yang ada di laboratorium.

*   Motivasi: Guru menayangkan video insiden kecelakaan kerja di mesin bubut (tanpa menampilkan grafis berlebihan, fokus pada penyebab dan pencegahan). Pertanyaan pemantik: "Mengapa pintu mesin CNC harus tertutup saat mesin hidup?"

2. Kegiatan Inti

Sintaks 1: Paparan Materi

*   Guru menjelaskan Definisi dan Sejarah CNC secara singkat.

*   Guru memetakan komponen mesin menggunakan proyektor/gambar 3D, menghubungkan fungsi otak (MCU), otot (Drive), dan sensor (Feedback).

Sintaks 2: Observasi & Identifikasi

*   Guru membagi siswa menjadi kelompok kecil (4-5 orang).

*   Siswa diajak mendekati mesin CNC (kondisi mati/stop).

*   Siswa mengisi LKPD "Identifikasi Komponen" dengan menunjuk bagian fisik mesin (Spindle, Panel MCU, Tombol E-Stop, Chuck).

*   Guru mengarahkan siswa untuk menemukan lokasi "Titik Bahaya" (misal: area chuck yang terbuka, lubang pembuangan tatal).

 

Sintaks 3: Diskusi Potensi Bahaya

*   Setiap kelompok mempresentasikan hasil identifikasi bahaya yang mereka temukan.

*   Guru memberikan koreksi dan menekankan bahwa mesin CNC berbahaya karena bergerak otomatis, operator tidak boleh lengah.

 

 3. Penutup (15 Menit)

*   Guru menyimpulkan bahwa teknologi CNC meningkatkan efisiensi namun membutuhkan pengetahuan K3 yang kuat.

*   Siswa dan guru membaca doa penutup.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E. LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK (LKPD)

Topik: Identifikasi Komponen & Potensi Bahaya Mesin CNC

Nama: ....................................... Kelas: ............

 

Tugas 1: Identifikasi Komponen Utama

Tuliskan nama komponen sesuai fungsinya dengan benar!

No	Deskripsi Fungsi	Nama Komponen
1	Komponen yang berfungsi sebagai "otak" mesin untuk memproses program dan menampilkannya di layar
2	Motor yang mengubah sinyal listrik menjadi gerakan mekanis sumbu (X, Y, Z)
3	Bagian mekanis yang berputar untuk memegang pahat (pada mesin frais) atau benda kerja (pada mesin bubut)
4	Tombol darurat berbentuk jamur berwarna merah yang digunakan untuk menghentikan mesin secara instan.
5	Sensor yang memberi informasi posisi akurat pahat kepada komputer

 

Tugas 2: Identifikasi Potensi Bahaya

Berilah tanda centang (√) pada kolom "BAHAYA" jika kondisi tersebut merupakan potensi bahaya di area kerja CNC!

No	Kondisi di Area	BAHAYA	AMAN
1	Operator memakai kaos tangan lengan panjang yang kancingnya terbuka.
2	Lantai bengkel basah oleh tumpahan coolant
3	Pintu pelindung mesin (Safety Door) terbuka saat mesin sedang berjalan otomatis
4	Operator memakai kacamata safety
5	Tatal (serbuk besi) menumpuk di sekitar area chuck tanpa dibersihkan
6	Menggunakan sarung tangan kain saat membersihkan tatal di mesin yang berputar

 

Pertanyaan Refleksi:

Mengapa kita dilarang keras mengoperasikan mesin jika belum memahami letak tombol Emergency Stop?

_____________________________________________________________________________________

 

 

 

F. SOAL LATIHAN & KUNCI JAWABAN

Soal Latihan Pilihan Ganda

1.  Apa kepanjangan dari CNC?

    A. Central Numerical Control

    B. Computer Numerical Control

    C. Computer Net Control

    D. Central Net Control

2.  Siapakah tokoh yang dianggap sebagai pelopor awal pengembangan sistem NC/CNC di tahun 1940-an?

    A. John T. Parsons

    B. Henry Ford

    C. Nicola Tesla

    D. James Watt

3.  Komponen mesin CNC yang berfungsi sebagai "otak" untuk membaca program dan mengirim perintah adalah...

    A. Servo Motor

    B. Machine Tool

    C. Machine Control Unit (MCU)

    D. Spindle

4.  Bagian dari sistem CNC yang berfungsi mendeteksi posisi aktual meja atau pahat agar sesuai dengan perintah program disebut...

    A. Feedback System

    B. Drive System

    C. Power Supply

    D. Coolant System

5.  Berikut ini yang termasuk ke dalam bagian *Machine Tool* adalah...

    A. Monitor dan Keyboard

    B. Kabel Power

    C. Motor Servo

    D. Bed, Meja Kerja, dan Chuck

6.  Mengapa pintu pelindung (Safety Door) mesin CNC **wajib** tertutup saat mesin beroperasi?

    A. Agar suara mesin tidak terdengar bising.

    B. Mencegah cipratan coolant dan tatal panas terkena operator.

    C. Agar mesin terlihat lebih bersih.

    D. Supaya program tidak terhapus.

7.  Tindakan berikut yang termasuk **pelanggaran K3** dan sangat berbahaya saat membersihkan tatal adalah...

    A. Menggunakan sikat besi saat mesin berhenti total.

    B. Menggunakan sarung tangan kain saat mesin masih berputar.

    C. Menggunakan kain lap saat mesin berhenti total.

    D. Menggunakan blower (semprotan angin) dengan pelindung mata.

8.  Potensi bahaya "Jatuh terpeleset" di area mesin CNC biasanya disebabkan oleh...

    A. Kebisingan mesin.

    B. Tumpahan cairan coolant/pelumas di lantai.

    C. Panas pada spindle.

    D. Cahaya lampu yang terlalu terang.

9.  Tombol apa yang harus ditekan operator jika terjadi keadaan darurat atau mesin bergerak di luar kendali?

    A. Cycle Start

    B. Feed Hold

    C. Emergency Stop

    D. Reset

10. Salah satu kelebihan mesin CNC dibanding mesin manual adalah...

    A. Harga mesin lebih murah.

    B. Operator tidak perlu pendidikan.

    C. Dapat bekerja secara otomatis dengan presisi tinggi selama 24 jam.

    D. Tidak membutuhkan listrik.