RANCANG BANGUN DAN SISTEM ELEKTRONIK MESIN POTONG PELAT OTOMATIS SERTA PENERAPAN PADA KAPAL PELAT DATAR Elfraldo Tamba 0906637752 Selly Danastri 0906637872 Yohanes Ardianto Nugroho 0906516820 Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Indonesia
[email protected] Abstrak Indonesia sebagai negara maritim yang memiliki memiliki potensi perikanan yang besar. Menurut data statistik perikanan dan kelautan 2011, Indonesia berada pada posisi ketiga dunia dengan nilai tangkap 5.382.953 ton di tahun 2010, dengan laju pertumbuhan 2,91%. Sektor ini masih sangat berpotensi untuk ditingkatkan lagi, terlebih belum maksimalnya pengelolaan sumber daya ikan tangkap lokal. Upaya peningkatan produksi perikanan Indonesia terkendala permasalahan armada tangkap kapal nelayan. Kapal kayu yang sekarang menjadi pilihan utama kedepannya akan sulit menghadapi masalah ketersediaan kayu. Oleh karena itu harus ada bahan baku pengganti kayu yaitu dengan plat baja. Terobosan baru kapal pelat datar dengan material baja seharusnya dapat menjadi pemecahan masalah peningkatan armada tangkap nasional. Namun pengembangan dan penggunaan kapal berbahan dasar plat baja harus didukung dengan adanya galangan-galangan yang mampu melakukan proses produksi. Untuk melakukan fungsi produksi dan reparasi galangan kapal harus didukung fasilitas galangan yang memadai. Salah satu fasilitas galangan yang penting adalah bengkel potong pelat. Proses pemotongan plat dengan sistem manual akan membutuhkan waktu yang lama oleh karena itu diperlukan suatu otomasi pada proses pemotongan. Tujuan perancangan ini adalah untuk menghasilkan desain mesin potong pelat otomatis yang dapat diproduksi dan diterapkan pada galangan kapal kecil sehingga galangan kapal mampu untuk memproduksi kapal pelat baja. Dari hasil perancangan diperoleh rancangan mesin potong otomatis dengan kemampuan melakukan pemotongan pelat baja 1200x2400mm dengan ketebalan 10mm. rancangan mesin menggunakan 2 sistem penggerak utama (sumbu X-Y). pada sistem sumbu X digunakan motor stepper Autonics A2K-S544 sebagai actuator utama, sedang pada sumbu-Y digunakan motor stepper Autonics A8K-S566. Untuk struktur pendukung (meja kerja) digunakan cast iron berbentuk kotak hollow 60x40mm, 60x40mm, dan 40x40mm dengan ketebalan masing-masing 3mm. serta bilah penopang plat dari steel mild. Keywords : Mesin, otomatis, produksi, matitim
.
1. Pendahuluan
dengan nilai tangkap 5.382.953 ton di tahun 2010, dengan laju pertumbuhan 2,91%.
Indonesia
adalah
negara
maritim
Sektor ini masih sangat berpotensi untuk
yang memiliki wilayah perairan yang luas.
ditingkatkan
Luas wilayah laut Indonesia mencapai 3,1
maksimalnya pengelolaan sumber daya ikan
juta kilometer persegi dan garis pantai
tangkap lokal.
sepanjang
95.181
kilometer
1
.
lagi,
terlebih
belum
Kondisi
geografis ini merupakan potensi besar bagi
Salah
satu
upaya
yang
dapat
sektor perikanan di Indonesia terutama di
ditempuh guna meningkatkan perikanan
subsektor perikanan tangkap. Menurut data
tangkap nasional adalah dengan melakukan
statistik
peremajaan dan peningkatan kehandalan
perikanan
dan
kelautan
2011,
Indonesia berada pada posisi ketiga dunia 1
armada tangkap
http://www.kkp.go.id/
tangkap. bertujuan
Rancang bangun..., Elfrado Tamba, FT-UI, 20138/25
1
Peremajaan untuk
armada
mengganti
kapal-kapal nelayan yang sudah tidak laik
bahan baku.
laut. Sedangkan peningkatan kehandalan
Namun semua itu harus didukung
armada tangkap dapat dilakukan dengan
dengan adanya galangan-galangan yang
pembangunan
kapasitas
mampu melakukan proses produksi. Proses
tangkap yang lebih besar dan memiliki
produksi itu sendiri meliputi pemotongan
ketahanan terhadap cuaca yang lebih bagus.
pelat baja, perakitan, hingga peluncuran.
Namun
Pemotongan
kapal
dengan
dengan
semakin
langka
dan
pelat
merupakan
proses
mahalnya harga kayu sebagai bahan baku
manufaktur dasar pada proses produksi
utama kapal kayu hal ini akan menjadi
kapal sebelum dilakukan proses perakitan.
kendala yang krusial. Selain itu kendala lain
Proses inilah yang menjadi kendala selama
yang dihadapi adalah proses produksi kapal
proses produksi. Selama ini pemotongan
konvensional yang memakan waktu lama.
pelat dilakukan secara manual, sehingga membutuhkan waktu dan biaya yang lebih banyak.
Tabel 0.1 Waktu pambangunan kapal kayu di UD.Semangat untung Kab. Bulukumba
Pemotongan
dapat
dilakukan
dengan mesin potong otomatis, akan tetapi mesin potong pelat yang tersedia dipasaran memiliki kapasitas yang terlalu besar dengan
Sumber : Kusumanti, Ima (2009)
harga
Terobosan baru kapal pelat datar
masyarakat
dengan material baja seharusnya dapat
alternatif
selain
produksi,
pelat
kapal
Indonesia
tidak
dapat lebih
cepat.
Material
biaya
dan kemampuan memotong otomatis yang maksimal namun dengan rentang harga
waktu
yang
fabrikasi, sehingga produksi kapal dapat dilakukan
besarnya
potong otomatis plasma dengan spesifikasi
lekukan
memangkas
dikarenakan
pelaksana skripsi merancang suatu alat
Desain kapal pelat datar yang sederhana (streamline)
akan
Untuk itulah kami dalam satu tim
yang berupa potongan-potongan pelat datar. bentuk
ini
investasi.
dibagun dengan menggunakan pelat kulit
menghindari
Hal
galangan-galangan kecil di wilayah pesisir
mengalami proses bending, sehingga kapal
dengan
nelayan.
terjangkau
yang timbul adalah kurang berkembangnya
kapal
berbentuk lengkung (streamline). Dalam proses
kurang
biaya investasi yang sangat besar. Dampak
armada tangkap nasional. Kapal pelat datar kapal
yang
mengakibatkan ketidak efektifan alat, serta
menjadi pemecahan masalah peningkatan adalah
mesin
lebih
kapal-kapal
yang
terjangkau nelayan
di
oleh
pembuat
galangan
kecil
sepanjang pantai Indonesia. Harapan kami
digunakan berupa lembaran pelat baja juga
dengan terlaksananya tugas akhir yang kami
dinilai lebih ramah lingkungan karena dapat
lakukan ini dapat menjawab kebutuhan bagi
menggantikan fungsi utama kayu sebagai
banyak
galangan
Rancang bangun..., Elfrado Tamba, FT-UI, 20138/25
2
kecil
di
Indonesia
Sistem
kedepannya, sehingga produksi kapal-kapal
kendali
adalah
proses
nelayan di Indonesia bahkan kapal-kapal
pengaturan suatu atau beberapa besaran
besar dapat semakin ditingkatkan karena
sehingga berada pada suatu harga atau
kemampuan
rangkuman
pemotongan
pelat
yang
meningkat dan jauh lebih efisien karena
harga
tertentu
(Pakpahan,
1994). Sistem kendali dapat dikelompokan
dibantu oleh alat potong otomatis plasma setiap
dalam beberapa macam diantaranya sistem
tahunnya produksi kapal nelayan dengan
kendali manual dan sistem kendali otomatis.
pelat baja di Indonesia semakin maju dan
Sistem kendali manual adalah pengendalian
kembali bergairah.
dimana
tersebut,
sehingga
diharapkan
proses
pengendaliannya
masih
dilakukan oleh manusia yang bertindak sebagai operator, sedangkan sistem kendali
2. Landasan Teori Proses
otomatis
pengendalian
yang
logam
dilakukan oleh mesin-mesin/peralatan yang
merupakan suatu proses yang bertujuan
bekerja secara otomatis dan operasinya
untuk mengubah bentuk suatu produk dari
dibawah pengawasan manusia.
logam
(komponen
menggunakan Proses
pemotongan
adalah
mesin)
bantuan
pemotongan
mesin
logam
dengan
Selain itu dikenal juga sistem kendali
potong.
tertutup dan sistem kendali terbuka. Sistem
merupakan
kendali tertutup
yaitu sistem pengendalian
kegiatan terbesar yang dilakukan pada
dimana besaran keluaran memberikan efek
industri manufaktur, proses ini mampu
terhadap
besaran
menghasilkan
komponen
yang
besaran
yang
bentuk
komplek
dengan
yang
memiliki tingkat
dibandingkan
masukan
sehingga
dikendalikan
terhadap
dapat
harga
yang
kepresisian yang tinggi. Ada beberapa jenis
diinginkan melalui alat pencatat (output
mesin potong yang digunakan dalam proses
mempengaruhi
pemotongan,
salah
adalah
kendali trbuka adalah sistem pengendalian
menggunakan
plasma.
cutting
dimana keluaran tidak memberikan efek
satunya Plasma
input).Sementara
sistem
dikembangkan pada tahun 1950an untuk
terhadap
memotong logam yang tidak dapat dilakukan
variable yang dikendalikan tidak dapat
dengan flame cutting, seperti misalnya
dibandingkan
stainless steel, aluminium dan tembaga.
diinginkan.
besaran
masukan
terhadap
sehingga
harga
yang
Plasma cutting menggunakan sebuah mesin plasma cutting terdiri dari power suply, arc
Pada rancangan mesin pemotong pelat
starting circuit, dan torch. Mesin plasma
otomatis,selain
cutting
kerja,pemilihan perangkat elektronik untuk
ini beroperasi dibawah sebuah
sistem yang bernama sistem kendali.
sistem kendali
Rancang bangun..., Elfrado Tamba, FT-UI, 20138/25
3
konstruksi
bangun
adalah bagian penting
perangkat
pengembangan yang dilakukan sehingga
elektronik inilah proses dari sistem kendali
muncul format pemrograman baru yang
ini memasukkan perintah hingga eksekusi
barnama Step-NC, namun masih jarang
pemotongan pelat diterima dan dilakukan
digunakan.
didalamnya.
Karena
pada
oleh alat pemotong pelat otomatis tersebut.
G-Code pada awalnya digunakan
Perancangan perangkat elektronik untuk
pada awal tahun 1960 oleh Electronical
sistem
Industries Alliance secara terus menerus
kendali
mesin
pemotong
pelat
otomatis ini terdiri dari pemilihan Hardware
sehingga
(perangkat keras) dan Software (perangkat
terakhir disetujui pada bulan februari tahun
lunak).
1980 yang disebut RZSZ274D. G code
pengkonversi
revisi
jejak titik pusat potong pada sumbu mesin
sinyal
untuk pemrogramannya.
analog ke sinyal digital yang digunakan
Pada controller CNC,masukan yang
dalam perancangan ini adalah DB25. Port
diberikan lewat keypad inilah yang akan
parallel jenis DB25 ini adalah salah satu
dikirimkan menjadi G-Code hingga akhirnya
jenis socket pada personal computer (PC)
dikirimkan
yang menghubungkan perangkat tersebut
Namun
DB25 juga sering disebut sebagai printer
diterjemahkan
menjadi
pada
perkembangannya,
untuk
mempermudah penggunaan mesin CNC,
port. Perusahaan Centronic adalah yang
pihak pembuat perangkat lunak membuat
mempopulerkan port jenis ini,oleh karena itu
sebuah interface dalam bentuk program di
port ini sering juga disebut dengan centronic
perangkat
port.pada mesin pemotong pelat otomatis
komputer
digunakan,
ini,port DB25 dipakai untuk menghubungkan antara Personal Computer
dan
sebuah gerak operasi pada motor stepper.
dengan dunia luar seperti pada printer lama.
diperlukan
yang
sehingga
mengoperasikan
dengan Motor
Driver
mesin
sudah
untuk CNC,tidak
pemrograman
siap dapat lagi untuk
menyesuaikan fungsi keypad untuk memberi perintah
2.2
dikeluarkan
berorientasi pada mesin yaitu terfokus pada
2.1 Port Interface DB25 Komponen
akhirnya
pemrograman
CNC
adalah G-Code. Format
untuk
2.1 Pengujian Pada Sistem Kendali
pemrograman ini
Pada sebuah rangkaian mesin CNC,
adalah yang pertama kali terkenal dan digunakan
dikhususkan
stepper
operator.
yang
banyak digunakan dalam industri saat ini
banyak
motor
bergerak sesuai dengan yang diinginkan
G-Code Format
kepada
untuk
karena
terutama pada mesin yang berbasis PC
memang
penggunaan
sangat diperlukan beberapa pengujian untuk
CNC.
memastikan apakah sistem kendali dan
Setelah G-Code ini memang banyak sekali
Rancang bangun..., Elfrado Tamba, FT-UI, 20138/25
4
interface sudah tersinkronisasi dengan baik
dan diukur menggunakan alat ukur.
sehingga antara perintah masukan dan
Repeatibilty Test
keluaran pada bidang kerja selaras dan
Pengujian repeatabilitas dilakukan
presisi, terlebih untuk mesin dengan tujuan
dengan memasukkan program gerakan lurus
machining
sepanjang
yang
dibutuhkan
kepresisian
jarak
yang
ditentukan
dan
sangat tinggi sehingga tidak diperbolehkan
berulang ulang dengan jumlah data minimal
toleransi/penyimpangan
sebanyak 50 data. Pengujian ini dilakukan
pada
keluaran
mesin
untuk memastikan apakah motor dapat secara konsisten bekerja dengan kualitas
Perpendicular Test
yang sama. Pengujian ini dilakukan dengan
Pengujian ini bertujuan untuk melihat
alat yang dinamakan dial indicator yang
apakah posisi axis X dan axis Y sudah saling
diletakkan di ujung motor tiap axis, sehingga
tegak lurus satu dengan yang lainnya. Hal ini
dari pembacaan angka di dial indicator
penting
tersebut kita dapat melihat apakah motor
karena
hasil
pemotongan/pengerjaan dari mesin CNC
dapat
bekerja
akan melenceng jauh dari rancangan karena
konsisten.
dengan
kontinyu
dan
posisi axis X dan Y yang tidak saling tegak lurus. Sebagai contoh bila kita memasukkan
3. Metoda Penelitian • Menentukan
program Gcode untuk membuat lingkaran, maka
akan
terjadi
kemungkinan
topik
dan
tujuan
perancangan.
yang
terbentuk pada bidang kerja adalah oval
•
Studi literatur untuk memperoleh
atau lingkaran yang tidak sempurna karena
referensi dan dasar teori yang
faktor yang disebutkan diatas tadi. Prosedur
dapat
pelaksanaannya adalah dengan mengukur
perancangan
langsung
mesin potong plat otomatis.
menggunakan
dua
penggaris
sudut siku siku lalu dilihat secara visual.
•
Linearity Test
digunakan
pada
sistem
Perancangan
kendali kebutuhan
komponen-komponen
Linearity test adalah pengujian yang
utama
pada sistem kendali
dapat kita lakukan untuk mengetahui apakah
•
ketika motor stepper diberi program untuk
Melakukan pengujian pada sistem kendali yang sudah dibuat
bergerak sejauh x cm, motor begerak sesuai
•
dengan program tersebut. Pengujian ini
Melakukan analisis pada desain alat.
dapat dilakukan dengan mengatur motor
•
axis X dan Y pada posisi X0 dan Y0 lalu
Pembuatan kesimpulan dari hasil rancangan yang telah dilakukan.
memasukkan program Gcode sederhana untuk bergerak sejauh jarak yang ditentukan Rancang bangun..., Elfrado Tamba, FT-UI, 20138/25
5
•
3. Hasil dan Pembahasan Secara umum,mekanisme kerja dari
Perawatan dan penanganan terhadap error yang lebih mudah dilakukan oleh pihak galangan nantinya bila terjadi
mesin potong plat otomatis adalah sebagai
kesalahan fungsi pada perangkat PC
berikut : •
Pengaturan
yang
lebih
mudah
dibandingkan dengan keypad karena tidak
membutuhkan
pemrograman
(koding) untuk menjalankan fungsi nya. Pemilihan
motor
berdasarkan
stepper
pertimbangan
dilakukan beberapa
hal,yaitu : •
Perhitungan beban torsi yang akan ditanggung oleh motor
Penggunan PC digunakan dalam rancangan •
ini untuk menggantikan fungsi dari CNC
sumber daya
Controller yang digunakan pada umumnya, berfungsi
untuk
memberikan
Besarnya daya yang tersedia dari
masukan
•
Momen inersia pada motor
perintah kepada Breakout Board. Breakout Berdasarkan perhitungan yang sudah
board ini adalah perangkat khusus yang menjembatani
antara
microcontroller
untuk
masukan
keluaran
dan
komputer saling
dilakukan dengan hasil sebagai berikut :
dan
Torsi pada sumbu x = 0.03 N.m
bertukar
seperti
Torsi pada sumbu Y= 0.31 N.m
yang
maka motor stepper yang dipilih untuk
seharusnya dilakukan oleh Port LPT/DB25
axis x adalah autonics A2K-S544(W) . Motor
pada komputer lawas.
stepper ini berukuran 42 mm x 42 mm. Pada rancangan mesin potong pelat
sedangkan untuk axis Y adalah autonics
otomatis ini,penulis memilih menggunakan
A16K-M569W yang berukuran 60 mm x 60
PC/personal computer sebagai pengganti
mm. kode dari perangkat motor stepper ini
keypad yang biasa terdapat pada mesin
memiliki arti,yaitu :
CNC. Hal ini dikarenakan pertimbangan
•
penulis mengenai kondisi galangan kecil
A
: kode produk ( Autonics
motor)
kedepannya dimana mesin potong pelat •
otomatis ini akan digunakan, yaitu : •
2-16K
: torsi maksimal yang dapat
ditanggung (Kgf.m)
Penggunaan PC yang lebih mudah dan familiar
Rancang bangun..., Elfrado Tamba, FT-UI, 20138/25
6
•
S
untuk mengatur dan mengoperasikan
: arus rata rata ( S=0.75
mesin potong pelat otomatis ini langsung
A/Phase dan M=1.4 A/Phase)
dari perangkat komputer. Mach3 dapat
•
5
: fase motor (5 fase)
•
4dan 6
: ukuran frame motor
•
4 dan 9
: panjang motor
•
W
: motor menggunakan dual
diunduh
secara
www.artofcnc.ca
legal karena
melalui
situs
aplikasi
ini
memang sifatnya bebas (freeware).
shaft Berikut ini adalah spesifikasi lengkap dari kedua motor tersebut
yang didapatkan dari
katalog resmi produsen Autonics : Tabel 0.1 spesifikasi motor stepper autonics 42 ° Model
A2K-S544(W)
Max Holding Torque
1.8 kgf.cm
Moment of rotor inertia
54 g.cm2
Rated Current
0.75 A/phase
Basic Step angle
0.72° (full)
Unit Weight
0.3 kg
Gambar 0.1 Tampilan awal Mach3
Sebelum Mach3 dapat digunakan untuk mengoperasikan, ada beberapa konfigurasi penting yang harus dilakukan agar setiap
60°
perintah masukan yang kita berikan melalui
Model
A8K-S566(W)
Max Holding Torque
8.3 kgf.cm
Moment of rotor inertia
280 g.cm2
dengan baik oleh microcontroller menjadi
Rated Current
0.75 A/phase
operasi keluaran yang sesuai dengan yang
Basic Step angle
0.72° (full)
Unit Weight
0.8 kg
tombol di program mach3
ini dapat diterima
kita inginkan. Konfigurasi ini antara lain adalah menentukan alamat port yang akan
Karena potong
pada
pelat
menggunakan untuk
rancangan otomatis
keypad
mengatur
fungsi
ini
dan
digunakan serta mengatur sinyal masukan
mesin
dan keluaran yang akan digunakan,
tidak
Pengaturan yang dilakukan setelahnya
kodingan
adalah pengaturan pada motor. Sebelum
keypad,maka
melakukan
penggunaan software/perangkat lunak
pengaturan
ini
kita
harus
menghitung dan memperkirakan performa
dapat membantu bahkan mempermudah
dari motor dan stepper sehingga nantinya
dalam pengaturan cara kerja mesin
dapat
potong pelat otomatis ini. Software yang
bekerja
dengan
optimal
dan
pemotongan dapat selesai dengan alokasi
digunakan adalah Mach3 . Mach3 adalah
waktu yang lebih efisien.
perangkat lunak yang dapat digunakan
Rancang bangun..., Elfrado Tamba, FT-UI, 20138/25
7
Diketahui : •
3.5.1 Linearity Test
spesifikasi motor
Pada pengujian Linearity Test ini,
: basic step
penulis menguji tiap motor pada axis X dan
angle : 0.72 °/step •
pitch ball screw
•
f maks pulsa pada driver
Y untuk bergerak sejauh jarak 10,20,30,40
: 5 mm/Rev
hingga 100 cm secara bertahap dengan memasukkan Gcode pada kolom input di
: 1 Mhz
program Mach3 seperti contoh berikut pada
dari informasi tersebut didapatkan : •
banyaknya step per putaran
X10 (motor axis X bergerak sejauh 10
= 500
cm/100 mm) :
step/rev •
banyaknya step/mm
=100 step/mm
•
dengan kecepatan 1200 mm/menit, pulsa
Gambar 0.2 Jendela masukan perintah
untuk
Linearity Test
yang dikeluarkan adalah 120.000 pulse.
Setelah
Masih dibawah batas f maks pulsa pada
itu
penulis
menjalankan
masukan perintah tersebut sambil mengukur
driver
apakah motor bergerak sejauh jarak yang Hal penting lain yang harus dicek pada
sama
bagian ini adalah voltase di parallel port
diberikan
pins,karena masukan masukan pada drives biasanya
secara
optikal
diisolasi
didesain
untuk
menerima
dengan
masukan
pada
perintah
program
yang Mach3
menggunakan mistar ukur.
dan Repeatibility Test
masukan
Mesin potong pelat otomatis yang
tegangan sebesar 5V.
dirancang ini juga dilakukan Repeatibility PENGUJIAN SISTEM KENDALI
Test, karena alat ini kedepannya akan
Setelah konfigurasi sudah dilakukan
digunakan untuk pemotongan pelat kapal
pada interface, yang pada rancangan ini
dalam
adalah mach3, maka selanjutnya yang dapat
berlokasi
karena itu lah pengujian ini juga disarankan
di
wajib
kawasan perwira Bekasi. Pengujian yang dilakukan
adalah
Linearity
Test
sehingga
baik secara kualitas maupun kuantitas. Oleh
otomatis ini. Pengujian ini dilakukan di yang
besar,
mesin ini haruslah dalam kondisi yang baik,
rangkaian sistem kendali mesin potong pelat Citralab
yang
konsistensi pengerjaan yang dilakukan oleh
dilakukan adalah melakukan pengujian pada
Workshop
jumlah
untuk
dilakukan.
Pengujian
ini
dilakukan dengan menggunakan alat yang
dan
bernama Dial Indicator. Alat ini adalah alat
Repeatibility Test.
bantu yang digunakan untuk melihat apakah motor bergerak dan kembali secara konstan
Rancang bangun..., Elfrado Tamba, FT-UI, 20138/25
8
saat ujung dari batang axis X dan Y kembali
Sedangkan untuk motor Axis Y adalah
pada titik 0 setelah bergerak sejauh jarak
sebagai berikut :
yang diperintahkan pada program GCode.
(Repeatability test) (Mach2/3 Component) G00 G21 G17 G90 G40 G49 G80 G1 X5 F200 G0 X200 G4 P1 G0 X5 G1 X0 F100 G4 P2
Gambar 0.3 Dial Indicator
M47 Program yang dibuat untuk melakukan Repeatability
Test
ini
adalah
Hasil Pengujian
sebagai
berikut :
Setelah dilakukan pengujian pada kedua
(Repeatability test)
Motor Axis, maka didapatkanlah hasil seperti
(Mach2/3 Component)
berikut :
G00 G21 G17 G90 G40 G49 G80
Tabel 3.2 Hasil pengujian linear pada motor Axis
G1 X5 F200
X
G0 X200
perintah masukan (cm) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
G4 P1 G0 X5 G1 X0 F100 G4 P2 M47
Rancang bangun..., Elfrado Tamba, FT-UI, 20138/25
9
gerak aktual (cm) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Tabel 3.3 Hasil pengujian linear pada motor Axis
gerakan actual yang dilakukan oleh motor
Y
stepper akurat dan sesuai dengan perintah
perintah masukan (cm) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
yang penulis masukkan pada interface
gerak aktual (cm) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Mach3. Pengukuran yang penulis gunakan dalam percobaan kali ini adalah mistar ukur yang mempunyai ketelitian hanya mencapai 1
mm.
Dari
hasil
pengamatan
dan
pengukuran yang penulis lakukan, hasil yang didapat memang demikian, namun penulis tidak mengukur gerak actual dari motor stepper dengan alat ukur yang mempunyai tingkat ketelitian lebih dari 1 mm, karena dari pihak pabrikan motor stepper keluaran Autonics sendiri mengklaim bahwa tingkat ketelitian terbaik yang dapat dioperasikan oleh motor stepper keluaran Autonics hanya mencapai 1 mm saja, oleh karena itu penyimpangan kecil hingga tiga angka di belakang angka utama penulis abaikan
Gambar 3.3 Grafik hasil pengujian pada sumbu X
karena penyimpangan tersebut sangat kecil dan dapat diabaikan dalam pengolahan data. Dari
grafik
dapat
dilihat
bahwa
persamaan grafik adalah y=x , dan ini adalah kondisi ideal yang seharusnya didapatkan pada sebuah mesin CNC yang melakukan pemotongan serta membutuhkan akurasi Gambar 3.4 Grafik hasil pengujian pada sumbu Y
serta ketepatan bentuk. Begitu juga bila
ini dilakukan
ditinjau dari koefisien regresi linear yang
secara berulang hingga tiga kali untuk
bernilai 1, nilai ini adalah nilai yang ideal
memastikan
penulis
untuk sebuah fungsi dari sebuah pengolahan
motor
data. Dari hasil yang didapatkan ini, maka
stepper masin masing axis sudah baik. Dari
dapat dinyatakan bahwa tidak ada missing
tiga kali percobaan, penulis mendapatkan
pulse
hasil data yang sama, seperti yang dapat
informasi dari perangkat komputer hingga
dilihat pada tabel serta grafik dimana
diterima oleh motor stepper untuk diubah
Pengujian Linearity
dapatkan
bahwa
mengenai
data
yang
kinerja
dari
yang
Rancang bangun..., Elfrado Tamba, FT-UI, 20138/25
10
terjadi
selama
pengiriman
menjadi gerakan, karena perintah masukan yang
diberikan
pada
masing
Tabel 3.4 Hasil pengujian linear pada motor Axis X
percobaan ke-‐ nilai terukur (cm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
masing
percobaan diaktualisasi menjadi gerakan dengan jarak yang sama dan akurat sesuai dengan perintah masukan (tingkat ketelitian hingga 1 mm). Setelah
kita
mendapatkan
hasil
bahwa tidak ada penyimpangan keluaran yang diaktualisasi oleh motor stepper, maka selanjutnya kita dapat melakukan pengujian Repeatability. Pengujian ini penulis lakukan setelah pengujian linear sudah selesai dilakukan dan sistem kendali diberikan waktu untuk di non aktifkan selama kurang lebih 1 jam, dikarenakan juga penulis memindahkan sebelumnya
data ke
hasil
dalam
pengujian tabel
dan
mempersiapkan alat ukur serta program untuk melakukan pengujian Repeatability ini. Percobaan Repeatability
ini penulis
lakukan kurang lebih sebanyak 2 kali untuk masing masing motor stepper di setiap Axis, dan untuk masing masing axis diberikan program untuk bergerak sejauh 200 mm sebanyak
50
kali.
Penulis
melakukan
sebanyak 2 kali untuk setiap Axis untuk melihat apakah setelah motor diberikan beban untuk bergerak sebesar jarak 200 mm dan
dilakukan
secara
kontinyu
dapat
beroperasi dengan baik dan tetap akurat sesuai dengan program masukan. Berikut ini adalah hasil pengujian yang penulis dapatkan :
Rancang bangun..., Elfrado Tamba, FT-UI, 20138/25
11
20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20
46 47 48 49 50
20 20 20 20 20 20
rata rata Standar deviasi
36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
0
Tabel 3.5 Hasil pengujian linear pada motor Axis Y
percobaan ke-‐ nilai terukur (cm) 1 20 2 20 3 20 4 20 5 20 6 20 7 20 8 20 9 20 10 20 11 20 12 20 13 20 14 20 15 20 16 20 17 20 18 20 19 20 20 20 21 20 22 20 23 20 24 20 25 20 26 20 27 20 28 20 29 20 30 20 31 20 32 20 33 20 34 20 35 20
rata rata standar deviasi
20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 0
Gambar 3.5 Grafik hasil pengujian Repeatability pada sumbu X
Rancang bangun..., Elfrado Tamba, FT-UI, 20138/25
12
Gambar 0.5 Grafik hasil pengujian Repeatability pada
masa pengujian Repeatability ini, penulis
sumbu Y
juga tidak mendapatkan motor stepper berada dalam kondisi overheat, terlebih
Dari hasil pengujian Repeatability ini dapat dilihat bahwa dalam 50 sampel data
motor
yang diambil penulis tidak melihat adanya
konfigurasi
penyimpangan aktualisasi yang diperlihatkan
sementara pada praktisnya nanti motor
oleh masing masing motor stepper tiap Axis.
stepper hanya bergerak sekitar 80% dari
Dial indicator yang dipakai penulis berguna
kecepatan maksimum karena motor harus
untuk mengecek dan memastikan bahwa
menanggung beban tambahan yaitu alat
motor stepper kembali ke titik 0 dengan
Plasma Cutter itu sendiri, sehingga menurut
benar, hal ini dilihat ketika ujung dari lengan
penulis beban yang diberikan oleh plasma
axis yang diuji menyentuh tombol dial
cutter itu sendiri akan mengurangi performa
indicator jarum pada dial indicator selalu
motor stepper ke kondisi operasional yaitu
menunjuk ke angka 0. Tingkat ketelitian
80%.
yang dimiliki oleh Dial indicator ini hingga
Selain pengujian linear dan Repeatability,
1:100 cm, dimana ketika ada perubahan
ada beberapa jenis pengujian lagi yang
dibawah 0.01 maka jarum tidak akan
dilakukan untuk melihat seberapa baik dan
menunjukkan
terlihat
efektif kah sistem kendali pada mesin potong
secara kasat mata. Karena nilai yang sangat
pelat otomatis ini,seperti interpolasi linear
kecil ini dapat diabaikan, maka penulis
dan interpolasi sirkular, namun melihat dan
mendapatkan
dari
menimbang bahwa mesin potong ini dibuat
pengambilan data pertama hingga data ke
hanya untuk memotong pelat yang desain
50. Maka secara statistic, data yang dimiliki
dan bentuk garisnya tidak rumit dan tidak
penulis
memiliki
membutuhkan pola interpolasi yang rumit
standar deviasi sebesar 0, secara teknis ini
antara kedua Axis, maka dua pengujian
berarti motor stepper yang diuji oleh penulis
yang
memiliki ketahanan untuk bergerak dan
mewakili dan menggambarkan bagaimana
bekerja secara kontinyu dalam jangka waktu
performa sistem kendali mesin potong pelat
yang lama. Ini sesuai dengan penerapan
otomatis ini saat digunakan nantinya.
perubahan
data
selama
yang
yang
konstan
pengujian
ini
mesin potong pelat otomatis sendiri dimana
stepper
dioperasikan
kecepatan
dilakukan
penulis
dalam
maksimum,
sudah
dapat
4. Kesimpulan
nantinya mesin potong pelat otomatis ini
Berdasarkan
akan digunakan untuk memotong pelat baja
pada
analisa
dan
dalam jumlah yang besar dan dilakukan
pembahasan di bab sebelumnya, maka
secara kontinyu untuk meningkatkan tingkat
dapat
produksi kapal pada galangan kapal. Selama
elektronik
disimpulkan mesin
sebagai berikut : Rancang bangun..., Elfrado Tamba, FT-UI, 20138/25
13
spesifikasi
potong
plat
sistem otomatis
§ Motor
Stepper
A2K-S544W
kedepannya
Autonic
untuk
axis
sumbu X § Motor
stepper
A8K-S566W
Autonic
untuk
axis
lebih
perancangan
ini
kedepannya.
Selain
otomatis
§ Perangkat
§
Ram 1 GB
§
Media
penyimpanan
-
dua
pengujian
dunia
serta
maritim
di
sesuai
dengan
-
perintah
diatas,
-
Ndaru
(2013,
june
4).
Personal
Bowo, “Hobi Membuat Mesin CNC Sendiri” Online Posting,14 april 2011.
maka
Kaskus Forum, 14 april 2011
sebuah sistem elektronik pada mesin alat potong dapat dirakit dan digunakan dengan membantu
Marthoni, Sopha Chandra (2008).
interview.
dalam bentuk G-code spesifikasi
“interface Port Paralel”.Yufen.3 Jul
Format Pemrograman CNC
yang
masukan yang diberikan oleh operator
-
pengerjaan
http://www.kaskus.co.id/thread/00000 0000000000007953230/hobi-membu
produksi fabrikasi pada galangan kapal kecil
at-mesin-cnc-sendiri-diy-cnc/
dan menengah kedepannya dengan kisaran harga yang terjangkau dan perangkat yang
-
mudah didapatkan di pasaran.
Subagio,Dalmasius
Ganjar
(2008).
Teknik Pemrograman CNC.Jakarta:
SARAN
LIPI Press Karena perancangan ini masih
dari
bagi
digunakan
/interface-port-paralel/>
dilakukan, sistem kendali dapat berjalan
jauh
dapat
Pro
untuk
untuk
2010.
Port LPT dan Wire
§ Software Mach3 dan Vcarve
optimal
saran
5. Referensi
§ Buffer/Relay Charge Pump
Dengan
itu,
baik
Prosesor Intel i3 2.3
250 GB
baik
lebih
Indonesia. .
Ghz
dengan
agar
bermanfaat
komputer
dengan spesifikasi :
dengan
menjadi
sehingga
suatu rangkaian utuh mesin potong pelat
MD5-HF14
Dan
lanjut
dan
dapat diaplikasikan secara nyata di dalam
§ Motor Stepper Driver Autonic
§
perhitungan
penelitian
kedepannya adalah agar rancangan ini
sumbu Y
§
dilakukan
sempurna,
diharapkan
-
untuk
Sumardi
Rancang bangun..., Elfrado Tamba, FT-UI, 20138/25
14
(2013).
Mikrokontroler;
Belajar AVR mulai dari Nol.Jakarta: Graha Ilmu -
Toni
(2013,june
12).
Personal
Interview
Rancang bangun..., Elfrado Tamba, FT-UI, 20138/25
15
