LAPORAN PROYEK AKHIR STANDAR OPERASIONAL PROSEDUR DAN PENGUJIAN MESIN HYBRID POWDER SPRAY CNC 2 AXIS

LAPORAN PROYEK AKHIR STANDAR OPERASIONAL PROSEDUR DAN PENGUJIAN MESIN HYBRID POWDER SPRAY CNC 2 AXIS Disusun guna memenuhi sebagian syarat Untuk menyelesaikan studi dan mendapatkan gelar Ahli Madya Teknik Mesin

Disusun oleh: BAMBANG TRIATMOKO NIM. I8113009

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016

KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan atas ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat rahmat dan karunia-Nya penulis dapat melaksanakan dan menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik dan lancar. Tugas akhir merupakan salah satu mata kuliah wajib yang harus ditempuh oleh mahasiswa Program Studi Diploma Tiga Teknik Mesin Produksi, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta sebagai syarat kelulusan dalam menempuh perkuliahan dewasa ini. Pelaksanaan tugas akhir kemudian dilaporkan dalam bentuk laporan sebagai pertanggung jawaban kepada pihak Program Studi. Melalui tugas akhir ini, penulis dapat menyalurkan banyak ilmu yang diperoleh di bangku kuliah lalu diterapkan kedalam sebuah mesin dari tugas akhir ini. Selama proses pelaksanaan tugas akhir maupun penulisan laporan tentunya tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena itu penulis menyampaikan terima kasih atas dukungan dan bimbingan kepada: 1. Dr. Budi Santoso, S.T., M.T. selaku ketua jurusan Diploma Tiga Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Ibu Indri Yaningsih, S.T., M.T. selaku Koordinator Tugas Akhir Jurusan Diploma Tiga Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Bapak Miftahul Anwar, Ph.D selaku pembimbing I dari penulis. 4. Ibu Indri Yaningsih, S.T., M.T. selaku pembimbing II dari penulis. 5. Semua Dosen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 6. Bapak, Ibu, dan semua keluarga yang senantiasa memberikan doa, dukungan dan motivasi untuk bersemangat dalam menyelasaikan setiap tugas perkuliahan. 7. Teman-teman satu tim yang bersama-sama membuat tugas akhir ini hingga selesai. 8. Mas Hendri dan Mas Arifin yang telah memberikan bimbingan dan bantuannya.

iv

9. Rekan mahasiswa Diploma III Teknik Mesin angkatan 2013, serta semua pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya proyek akhir dan penyusunan laporan ini. Sebagai penutup, penulis menyadari tidak ada yang sempurna dimuka bumi ini, dalam pelaksanaan serta laporan tugas akhir ini masih terdapat kesalahan dan kekurangan. Oleh karena itu, penulis memohon maaf dan meminta kritik serta saran yang membangun untuk kesempurnaan laporan tugas akhir ini. Akhir kata, semoga tugas akhir serta laporan yang telah terseleaikan bermanfaat bagi semua pihak dan dapat dipergunakan sebagaimana mestinya.

Surakarta, 1 Juli 2016

Penulis

v

STANDAR OPERASIONAL PROSEDUR DAN PENGUJIAN MESIN HYBRID POWDER SPRAY CNC 2 AXIS Oleh: Bambang Triatmoko ABSTRAK Coating merupakan lapisan proteksi yang melindungi suatu permukaan dari pengaruh korosi lingkungan. Seiring perkembangan Personal Computer (PC) yang sangat pesat membuat Coating mampu diintegrasikan langsung dengan mesin perkakas menggunakan perintah berupa Numerical Control (NC). CNC (Computer Numerical Control) adalah mesin yang dikontrol dengan komputer. CNC ini diprogram dengan menggunakan Software Artsoft Mach3 yang berfungsi sebagai Software pengendali CNC. Mesin CNC ini dibuat dengan 2 axis yang sederhana yang mampu digunakan untuk sistem kerja coating. Proyek akhir dilakukan untuk merancang dan membuat Mesin Hybrid Powder Spray CNC 2 Axis. Proyek akhir ini membahas tentang standar operasional prosedur dan pengujian gerak aktual mesin. Dari hasil pengujian gerak aktual mesin didapatkan hasil pergerakan aktual sumbu X mesin sebesar 861,83 mm, sedangkan pergerakan aktual sumbu Y mesin sebesar 910,30 mm. Kata Kunci: Coating, CNC, Gerak aktual mesin.

STANDART OPERATING PROCEDURE AND EXAMINATION OF HYBRID POWDER SPRAY CNC 2 AXIS MACHINE By: Bambang Triatmoko ABSTRACT Coating is a protective layer that protects the surface from the effects of environmental corrosion. Along with the Personal Computer (PC) which very rapidly makes Coating to be integrated directly with the machine tool using a command such as Numerical Control (NC). CNC (Computer Numerical Control ) is a computer-controlled machine. CNC is programmed using software which serves as a Artsoft Mach3 CNC controller software. CNC machine is made with a simple 2 axis capable of being used for coating systems work. The final project was conducted to design and create Hybrid Powder Spray Machine CNC 2 Axis. The final project is about standard operating procedures and testing of the actual motion of the machine. From the results of testing the actual motion of the machine showed the actual movement of the machine axis X 861.83 mm, while the actual movement of the machine axis Y of 910.30 mm . Keywords : Coating , CNC , Motion actual machine.

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .......................................................................................... LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................... LEMBAR BERITA ACARA UJIAN ................................................................ KATA PENGANTAR ....................................................................................... ABSTRAK ......................................................................................................... DAFTAR ISI ....................................................................................................... DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... DAFTAR TABEL ............................................................................................. DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ........................................................................................ 1.2 Rumusan Masalah ................................................................................... 1.3 Batasan Masalah ...................................................................................... 1.4 TujuaN Proyek Akhir .............................................................................. 1.5 Manfaat Proyek Akhir . ........................................................................... 1.6 Sistematika Penulisan .............................................................................. BAB II DASAR TEORI 2.1. Mesin CNC ............................................................................................ 2.1.1. Komponen Mesin CNC ............................................................... 2.1.2. Pengoperasian Mesin CNC.......................................................... 2.2. Powder Coating ..................................................................................... 2.3. Aplikasi Powder Coating ....................................................................... 2.4. Standar Operasional Prosedur (SOP) ..................................................... 2.4.1.Tujuan SOP................................................................................... 2.4.2.Fungsi SOP ................................................................................... 2.4.3.Keuntungan Adanya SOP ............................................................. BAB III PERANCANGAN DAN GAMBAR 3.1 Flow Chart Pembuatan Hybrid Powder Spray CNC 2 Axis Dengan Pengendali Software Artsoft Mach3) .................................................... 3.2 Prinsip Kerja Mesin ............................................................................... 3.3 Spesifikasi Mesin ................................................................................... 3.4 Bagian-bagian Utama Mesin Hybrid Powder Spray CNC 2 Axis ......... 3.5 Alur Kerja Sistem Kontroler Hybrid Powder Spray CNC 2 Axis.......... 3.6 Alur Kerja Motor Stepper ...................................................................... 3.6.1. Alur Kerja Pergerakan Motor Sumbu X ...................................... 3.6.2. Alur Kerja Pergerakan Motor Sumbu Y ...................................... 3.7 Alur Kerja Rangkaian Arus .......................................................... BAB IV PROSES PEMBUATAN DAN PENGUJIAN 4.1 Proses Pembuatan .................................................................................. 4.1.1. Alat dan Bahan ............................................................................ vii

i ii iii iv vi vii ix xi xii 1 2 2 2 2 3 4 4 6 7 8 8 8 8 9

10 12 12 13 21 22 22 23

24 25 25

4.1.2. Pembuatan Rangka Utama........................................................... 4.1.3. Pembuatan Rangka Lengan ......................................................... 4.1.4. Pembuatan Dudukan Kaki Rangka Utama .................................. 4.1.5. Pembuatan Transmisi sumbu Y ................................................... 4.1.6. Pembuatan Transmisi Sumbu X .................................................. 4.1.7. Pembuatan Dudukan motor stepper Sumbu X dan Y.................. 4.2 Kalibrasi Gerak Aktual Mesin ............................................................... 4.3 Standar Operasional Prosedur (SOP) .................................................... 4.3.1. Menyiapkan Mesin ...................................................................... 4.3.2. Menyiapkan Powder Coating ...................................................... 4.3.3. Membuat Rencana Kerja ............................................................. 4.3.4. Mengakhiri Kerja ......................................................................... BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ............................................................................................ 5.2 Saran ....................................................................................................... DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

viii

26 28 29 29 30 31 32 36 36 40 41 42 43 43

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Mesin CNC milling ...................................................................... 4 Gambar 2.2. Personal computer ....................................................................... 5 Gambar 2.3. Program running pada Artsoft Mach3 ......................................... 5 Gambar 2.4. Referensi absolute ....................................................................... 6 Gambar 2.5. Referensi incremental .................................................................. 6 Gambar 3.1. Alur kerja tim dalam pembuatan mesin Hybrid Powder Spray CNC 2 Axis dengan pengendalli software Artsoft Mach3……………………….. 11 Gambar 3.2. Rangka utama .............................................................................. 14 Gambar 3.3. Rangka lengan ............................................................................. 14 Gambar 3.4. Motor stepper nema 23 ................................................................ 14 Gambar 3.5. Motor stepper nema 34 ................................................................ 15 Gambar 3.6. Ballscrew ..................................................................................... 15 Gambar 3.7. Housing bearing .......................................................................... 15 Gambar 3.8. Bearing ........................................................................................ 16 Gambar 3.9. Limit switch .................................................................................. 16 Gambar 3.10. Gun coating ................................................................................. 17 Gambar 3.11. Kompresor ................................................................................... 17 Gambar 3.12. Colo-660 ...................................................................................... 17 Gambar 3.13. Tampilan artsoft mach 3 .............................................................. 18 Gambar 3.14. Power supply ............................................................................... 18 Gambar 3.15. Stepper driver .............................................................................. 19 Gambar 3.16. Breakout Board ............................................................................ 19 Gambar 3.17. Relay ............................................................................................ 20 Gambar 3.18. Mini Circuit Breaker.................................................................... 20 Gambar 3.19. Alur kerja sistem kontroler hybrid powder spray CNC 2 axis. ... 21 Gambar 3.20. Alur kerja pergerakan motor sumbu X ........................................ 22 Gambar 3.21. Alur kerja pergerakan motor sumbu Y ........................................ 23 Gambar 3.22. Alur kerja rangkaian arus ......................................................... 24 Gambar 4.1. Membuat rangka bertingkat ......................................................... 26 Gambar 4.2. Membuat rangka siku .................................................................. 26 Gambar 4.3. Membuat rangka kaki .................................................................. 27 Gambar 4.4. Membuat rangka utama ............................................................... 27 Gambar 4.5. Membuat meja rangka ................................................................. 27 Gambar 4.6. Membuat rangka sumbu X........................................................... 28 Gambar 4.7. Merangkai rangka sumbu X......................................................... 28 Gambar 4.8. Dudukan kaki rangka utama ........................................................ 29 Gambar 4.9. Membuat alur transmisi sumbu Y................................................ 29 Gambar 4.10. Bearing roll sumbu Y bagian depan ............................................ 30 Gambar 4.11. Bearing roll sumbu Y bagian belakang ....................................... 30 Gambar 4.12. Bearing roll subu X ..................................................................... 31 Gambar 4.13. Dudukan motor sumbu X............................................................. 31 ix

Gambar 4.14. Dudukan motor sumbu Y............................................................. 31 Gambar 4.15. Tab setting pada tampilan Artsoft Mach3 .................................... 32 Gambar 4.16. Tampilan tab setting .................................................................... 32 Gambar 4.17. Tampilan axis selection ............................................................... 33 Gambar 4.18. Jarak tempuh sumbu yang akan diuji........................................... 33 Gambar 4.19. Data kalibrasi pengukuran ........................................................... 33 Gambar 4.20. Kalibrasi sumbu X pada Mach3 .................................................. 34 Gambar 4.21. Konfirmasi setting selesai ............................................................ 34 Gambar 4.22. Tampilan axis seelection.............................................................. 34 Gambar 4.23. Jarak tempuh sumbu yang akan diuji........................................... 35 Gambar 4.24. Data kalibrasi pengukuran ........................................................... 35 Gambar 4.25. Kalibrasi sumbu Y pada Mach3 .................................................. 35 272 Gambar 4.26. Konfirmasi setting selesai ............................................................ 35 Gambar 4.27. Soket terminal terpasang pada stop kontak ................................. 36 Gambar 4.28. Soket kabel PC dan mesin terpasang pada terminal .................... 36 Gambar 4.29. Main switch posisi ON................................................................. 37 Gambar 4.30. MCB posisi ON ........................................................................... 37 Gambar 4.31. Stop button posisi ON .................................................................. 37 Gambar 4.32. Tampilan Artsoft Mach3 pada monitor ........................................ 38 Gambar 4.33. Stop button posisi OFF ................................................................ 38 Gambar 4.34. Driver posisi ON.......................................................................... 38 Gambar 4.35. Reset pada monitor ...................................................................... 39 Gambar 4.36. Gun coating terpasang pada dudukan gun ................................... 39 Gambar 4.37. Katalog kontrol unit colo-660 ...................................................... 40 Gambar 4.38. Kontrol unit colo-660 .................................................................. 40 Gambar 4.39. Program pada notepad ................................................................. 41 Gambar 4.40. Tampilan Load G-code ................................................................ 41 Gambar 4.41. Cycle Start pada tampilan Mach 3 .............................................. 41 Gambar 4.42. Stop button ON ........................................................................... 42

x

DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Dimensi rangka dan ruang ................................................................. 12 Tabel 3.2 Spesifikasi pada penggerak ................................................................ 13 Tabel 3.3 Dimensi gerak aktual ......................................................................... 13

xi

DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Alur Sistem Kontroler Hybrid Powder Spray CNC 2 Axis ...... 45 Lampiran 2. Alur Kerja Pergerakan Motor Sumbu X .................................. 46 Lampiran 3. Alur Kerja Pergerakan Motor Sumbu Y ................................... 47 Lampiran 4. Alur Kerja Rangkaian Arus .................................................. 48 Lampiran 5. Loog Book ............................................................................... 49 Lampiran 6. Lembar konsultasi .................................................................... 52 Lampiran 7. Gambar 3D Mesin Hybrid powder spray CNC 2 Axis ............ 54 Lampiran 8. Gambar 2D Mesin Hybrid powder spray CNC 2 Axis ............. 55

xii