TUGAS AKHIR
ANALISIS TOOLPATH MELINGKAR TERHADAP OBJEK ACRYLIC PADA MESIN CNC MILING RAKITAN
Tugas Akhir Ini Disusun Untuk Memenuhi Syarat Mendapatkan Gelar Sarjana S-1 Pada Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusunoleh :
ODDI OKTAVIANO NIM : D200110133
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016
ii
iii
iv
v
MOTTO
“Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan. Maka apabila engkau telah selesai ( dari sesuatu urusan ), tetaplah bekerja keras (untuk urusan yang lain), dan hanya kepada Tuhanmu lah engkau berharap” ( QS. Al – Insyirah : 6 – 8 )
“Harga kebaikan manusia adalah diukur menurut apa yang telah dilaksanakan / diperbuatnya” ( Ali Bin Abi Thalib )
“Pendidikan merupakan perlengkapan paling baik untuk hari tua” ( Aristoteles )
vi
ANALISIS TOOLPATH MELINGKAR TERHADAP OBJEK ACRYLIC PADA CNC MILLING RAKITAN
Oddioktaviano, bambangwaluyo F, Ngafwan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura Email :
[email protected]
ABSTRAKSI
Penelitian toolpath pada mesin CNC rakitan ini bertujuan untuk mengetahui kecepatan pemotongan pada dua alur berbeda akibat variasi kecepatan pemakanan pada saat pembuatan suatu benda kerja / produk. Pada proses pembuatan mesin CNC tahapan selanjutnya melakukan persiapan bahan dan alat yang akan digunakan dalam proses penelitian. Kemudian mendesain mesin CNC dan membuat bagian konstruksi yang telah ditentukan dengan menggunakan bahan alumunium dan besi. Kemudian melakukan penyetingan aplikasi dan kalibrasi pada alat, setelah dilakukan penyetingan pada alat kemudian melakukan pengujian pembuatan produk untuk diambil data kemudian di analisa data pada mesin CNC. Pada percobaan permesinan mesin CNC milling dalam pembuatan produk, pada hasil pengujian alur bertahap diketahui kecepatan pemotongan terbesar terjadi pada kecepatan pemakanan 300 mm/min yaitu 118,868 m/min. Sedangkan pada hasil pengujian alur spiral diketahui kecepatan pemotongan terbesar terjadi pada kecepatan pemakanan 300 mm/min yaitu 69,238 m/min. Maka dapat disimpulkan bahwa semakin besar kecepatan pemakanan, semakin besar kecepatan pemotongannya. Dan diantara dua alur tersebut diketahui bahwa alur pemakanan secara bertahap memiliki hasil kecepatan pemotongan lebih besar dari alur pemakanan spiral.
Kata Kunci : CNC , NC CAD/CAM
vii
Oddioktaviano, bambangwaluyo F, Ngafwan Mechanic Engineering, Muhammadiyah University of Surakarta A. Yani Street, Pos 1 Pabelan, Kartasura Email :
[email protected]
ABSTRACT Purpose of the research on tool path of the home-made CNC machine is to know cutting speed of two different paths resulted from feeding in working on a work piece or product. Next stage of the process of making CNC machine was preparation of materials and instruments used in the research process. Then, design of the machine was made and specified parts of the machine construction used aluminum and iron materials. After the machine was completed, setting of application and calibration was conducted. The machine was tested to work on a product and data was collected from the testing. The data was analyzed. Results of The machining test of CNC milling with phased feeding in making a product showed that the greatest speed of cutting was found at feeding speed of 300mm/min, namely 118.868 m/min. Meanwhile, test of spiral feeding indicated the greatest cutting speed was found at feeding speed of 300 mm/min, namely 69.238 m/min. Thus, it can be concluded that the greater feeding speed, the greater cutting speed, and it was known that the phased feeding produced greater speed of cutting than spiral feeding.
Key words: CNC, NC CAD/CAM
vii
HALAMAN PERSEMBAHAN
Dengan penuh harap ridho Allah SWT, teriring perasaan syukur dan sabar yang mendalam serta penghargaan yang tinggi, setelah melewati berbagai ujian dalam perjuangan yang tak kenal lelah. Saya mempersembahkan Tugas Akhir ini kepada :
Bapak dan Ibu yang dengan segala kasih sayang, kesabaran, keikhlasan, dan pengorbanannya yang senantiasa mendukung dan mendo’akanku.
Teman – teman angkatan 2011 teknik mesin yang selalu kompak dan saling menyemangati antara satu dengan yang lain.
Almamater ( Universitas Muhammadiyah Surakarta )
Dosen Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah membimbing saya didalam perkuliahan.
Bapak Dosen pembimbing akademik M. Alfatih Hendrawan, ST, MT. , Bapak Dosen pembimbing satu tugas akhir Bambang Waluyo F, ST, MT. Dan Bapak Dosen Pembimbing dua tugas akhir Ir. Ngafwan, MT. Saya berterima kasih atas pengarahannya dan bimbingannya yang telah banyak saya terima selama berada di Universitas Muhammadiyah Surakarta.
viii
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatu.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusun laporan penelitian ini dapat terselesaikan.
Tugas Akhir berjudul “ANALISIS TOOLPATH MELINGKAR TERHADAP OBJEK ACRYLIC PADA CNC MILLING RAKITAN” dapat terselesaikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesar – besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D. sebagai Dekan Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Bapak Tri Widodo Besar R, ST., MSc., Ph.D. selaku ketua
Jurusan Teknik Mesin. 3. Bapak
Bambang
Waluyo
F,
ST,
MT.
Selaku
dosen
pembimbing utama yang telah membimbing, mengarahkan, ix
memberi petunjuk dalam penyusunan Tugas Akhir ini dengan sangat perhatian, baik, sabar dan ramah. 4. Bapak Ir. Ngafwan, MT. Selaku dosen pembimbing kedua
yang telah membimbing, mengarahkan, memberi petunjuk dalam penyusunan Tugas Akhir ini dengan sangat perhatian, baik, sabar dan ramah. 5. Bapak M. Alfatih Hendrawan, ST, MT. Selaku pembimbing
akademik. 6. Dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Surakarta yang telah memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis selama mengikut kegiatan perkuliahan. 7. Bapak dan Ibu tercinta yang setiap waktu selalu mendoakan,
memberikan semangat dan dorongan, serta terima kasih atas semua nasehat, bimbingan dan pengorbananmu selama ini sehingga penulis mampu menyelesaikan Tugas Akhir ini. Semua doa dan kasih sayang yang tulus darimu akan selalu mengiringi langkahku. 8. Sahabat Gilang, Fajar, Feriagam, Gesit, Dwi dan teman –
teman seperjuangan lainnya terima kasih atas bantuannya dan atas segala suka dan duka selama penyelesaian Tugas
x
Akhir ini, semoga persaudaraan tetap terjaga sampai kapan pun. 9. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu
yang telah banyak membantu kelancaran. Penuis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca akan penulis terima dengan senang hati. Wassalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatu.
Surakarta,
Juni 2016
Oddi Oktaviano
xi
DAFTAR ISI
Halaman Judul ................................................................................. i Pernyataan Keaslian Skripsi ............................................................ ii Halaman Persetujuan ...................................................................... iii Halaman Pengesahan ..................................................................... iv Lembar Soal Tugas Akhir ................................................................ v Motto ................................................................................................ vi Abstraksi .......................................................................................... vii Halaman Persembahan ................................................................... viii Kata Pengantar ................................................................................ ix Daftar Isi .......................................................................................... xii Daftar Gambar ................................................................................. xvi Daftar Tabel ..................................................................................... xviii BAB I PENDAHULUAN .................................................................... 1 1.1 Latar Belakang Masalah........................................................ 1 1.2 Identifikasi Masalah ............................................................... 3
xii
1.3 Batasan Masalah .................................................................. 4 1.4 Tujuan Penelitian .................................................................. 4 1.5 Sistematika Penulisan ........................................................... 5 BAB II DASAR TEORI ..................................................................... 7 2.1 Tinjauan Pustaka .................................................................. 7 2.2 Landasan Teori ..................................................................... 9 2.2.1 Pengertian CNC Frais / Milling ..................................... 9 2.2.2 Pengertian Ball Screw .................................................. 9 2.2.3 Pengertian Spindle ....................................................... 10 2.2.4 Jenis – Jenis Pisau Frais / Milling................................. 11 2.2.5 Pengertian Meja Mesin................................................. 13 2.2.6 Motor Stepper .............................................................. 13 2.2.7 CAD / CAM................................................................... 14 2.2.8 IC L297......................................................................... 15 2.2.9 IC L298......................................................................... 15 2.2.10 Baut ............................................................................ 16 BAB III METODOLOGI PENELITIAN............................................... 17 3.1 Diagram Alir Penelitian .......................................................... 17 3.2 Penguraian Diagram Alir ....................................................... 18 3.3 Tempat Penelitian Lapangan ................................................ 18 3.4 Alat dan Bahan Pendukung................................................... 18 3.4.1 Satu Set Komputer ....................................................... 19
xiii
3.4.2 Breakoutboard ( BOB ) dan Power Supply Spindle ...... 19 3.4.3 Motor Stepper .............................................................. 20 3.4.4 Ball Screw .................................................................... 20 3.4.5 Digital Tachometer ....................................................... 21 3.4.6 Kunci Pas ..................................................................... 22 3.4.7 Jangka Sorong ............................................................. 22 3.4.8 Dial Indikator ................................................................ 23 3.4.9 Pahat Milling ................................................................. 23 3.4.10 Bahan ......................................................................... 24 3.5 Proses Eksperimen ............................................................... 25 3.5.1 Desain Benda Kerja Acrylic .......................................... 25 3.5.2 Spesifikasi Parameter Produk Percobaan .................... 26 3.5.3 Mesin CNC ................................................................... 27 3.5.4 Langkah – langkah dalam eksperimen ......................... 28 3.5.5 Syarat – syarat mesin CNC bekerja ............................. 29 3.5.6 Kode Program CNC ..................................................... 29 3.6 Hasil / Data............................................................................ 29 3.7 Analisis dan Pembahasan ..................................................... 30 3.8 Kesimpulan ........................................................................... 30 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN................................................ 31 4.1 Data Hasil Penelitian ............................................................. 31 4.1.1 Alur Pemakanan Melingkar Bertahap ........................... 31 4.1.2 Alur Pemakanan Melingkar Secara Spiral .................... 36
xiv
BAB V PENUTUP ............................................................................ 39 5.1 Kesimpulan ........................................................................... 39 5.2 Saran..................................................................................... 40 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian................................................... 17 Gambar 3.2 Satu Set Komputer ......................................................... 19 Gambar 3.3 Breakoutboard dan Power Supply Spindel CNC ............ 20 Gambar 3.4 Motor Stepper ................................................................ 20 Gambar 3.5 Ball Screw ...................................................................... 21 Gambar 3.6 Digital Tachometer ......................................................... 21 Gambar 3.7 Kunci Pas ....................................................................... 22 Gambar 3.8 Jangka Sorong ............................................................... 22 Gambar 3.9 Dial Indikator .................................................................. 23 Gambar 3.10 Pahat Milling ................................................................ 24 Gambar 3.11 Acrylic .......................................................................... 25 Gambar 3.12 Disain Benda Kerja ...................................................... 26 Gambar 3.13 CNC Milling Rakitan ..................................................... 27 Gambar 4.1 Foto Bentuk Awal Benda Kerja ...................................... 31 Gambar 4.2 Gambar Benda Kerja 3D ................................................ 32 Gambar 4.3 Gambar Benda Kerja 2D ................................................ 32 Gambar 4.4 Gambar Alur Pemakanan Bertahap ............................... 33
xvi
Gambar 4.5 Grafik Data Hasil Waktu Pemakanan Alur Bertahap ...... 34 Gambar 4.6 Gambar Alur Pemakanan Spiral .................................... 36 Gambar 4.7 Grafik Data Hasil Waktu Pemakanan Alur Spiral ........... 37
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Spesifikasi Benda................................................................. 26 Tabel 3.2 Spesifikasi Parameter Produk Percobaan............................ 26 Tabel 4.1 Hasil Pengujian Benda Kerja Alur Pemakanan Bertahap..... 33 Tabel 4.2 Data Hasil Perhitungan Cutting Speed Alur Bertahap .......... 35 Tabel 4.3 Hasil Pengujian Benda Kerja Alur Pemakanan Spiral .......... 36 Tabel 4.4 Data Hasil Perhitungan Cutting Speed Alur Spiral ............... 36
xviii
