PENDAHULUAN
TUGAS AKHIR Latar Belakang
RANCANG BANGUN ROBOT CARTESIAN SEBAGAI ALAT BANTU DALAM PROSES PENGELASAN MIG
Oleh
: Happy Perwira (2106100604)
Dosen Pembimbing
: Ir. Bambang Pramujati, M.Sc.Eng. Ph.D.
Perkembangan teknologi dalam berbagai bidang kehidupan yang semakin pesat menuntut kita untuk mampu menyelesaikan permasalahan yang semakin kompleks. Untuk itu diperlukan penyelesaian-penyelesaian baru yang lebih efektif dan efisien untuk mengatasi permasalahan tersebut. Sistem kontrol merupakan salah satu alternatif pilihan yang dapat digunakan untuk menyelesaikan permasalahan manusia.
Page 2
PENDAHULUAN
PENDAHULUAN
Rumusan Masalah
Batasan Masalah
Bagaimana merancang dan membuat perangkat keras untuk sistem otomasi proses pengelasan MIG yang menggunakan sistem kontrol numerik dengan mekanisme penggerak motor stepper.
Perangkat keras yang dirancang merupakan prototype robot kartesian dengan luas bidang kerja 280 x 200 x 60 mm. Mekanisme gerak 2-axis, dengan pergerakan horizontal, vertical, dan diagonal. Perangkat lunak menggunakan software KCam 4. Motor stepper yang digunakan untuk menggerakkan holder yaitu motor stepper unipolar. Simulasi gerakan robot tidak menggunakan las MIG secara langsung.
Page 3
Page 4
1
PENDAHULUAN
TINJAUAN PUSTAKA
Tujuan Penelitian Merancang dan membuat perangkat keras pengendali motor stepper pada robot kartesian pengelasan MIG yang dapat dijalankan dengan perangkat lunak pada komputer sehingga dapat digunakan sebagai mesin produksi masal.
Pengembangan dilakukan oleh P. M. Barrie dan A. Cunningham (1985), membuat robot cartesian sederhana yang digunakan untuk aplikasi arc-welding. Hou X dan Tsui S (1998), membahas perhitunganperhitungan gaya yang timbul pada robot cartesian. Rieber, J.M., and Taylor, D.G. (2004), meningkatkan produktifitas dan efisiensi waktu dengan cara memodifikasi lengan dari robot cartesian menjadi lebih fleksibel.
Robot Cartesian
MIG Welding Page 5
Page 6
TINJAUAN PUSTAKA
METODE PENELITIAN
Gema Lubdhaka (2004), Rancang bangun prototype mekanisme robot cartesian dengan orientasi gerak 2 degree of freedom.
Flowchart Perancangan
Pada tugas akhir Teofilus (2008), rancang bangun mekanisme gerak mesin CNC milling 3-Axis.
Page 7
Page 8
2
ALIRAN PENGIRIMAN DATA
ALIRAN PENGIRIMAN DATA Software Gambar Motor Stepper
CAD/CAM Software
Perangkat lunak pengendali motor stepper (visual Basic)
Parallel Port
Driver Motor Stepper
AutoCAD
Catia
Motor Stepper
Software KCam 4 Motor Stepper
Page 9
Page 10
ALIRAN PENGIRIMAN DATA
ALIRAN PENGIRIMAN DATA
Driver Motor Stepper
Mekanisme Robot Cartesian
Motor Stepper
Lead screw
Page 11
Page 12
3
RANGKAIAN DRIVER MOTOR STEPPER
Komponen yang digunakan : 1. ULN 2003 2. CD 4028 3. MC 14516 Page 13
Jalur connector : 1. Power 12 V 2. Ground Rangkaian 3. Penerima Direction Signal 4. Penerima Step Direction 5. Enable Control
PERHITUNGAN WAKTU PROSES PEMESINAN
PERHITUNGAN WAKTU PROSES PEMESINAN
Page 14
BIAYA PEMBUATAN ROBOT CARTESIAN No.
Komponen
Harga
Aluminium Flat 50 x 10 x 600mm
4
2.
Plat Besi 305 x 94 x 12 mm
2
40.000
3.
Plat Besi 240 x 300 x 5 mm
1
50.000
4.
Batang Luncur
4
40.000
5.
Lead screw Ø6 lead 5 mm
3
60.000
6.
M5 x 15 mm
32
16.000
7.
M5 x 20 mm
4
2.000
8.
Bushing
6
60.000
9.
Biaya Pemesinan Jumlah
Page 15
Jumlah
1.
250.000
80.000 598.000
Page 16
4
BIAYA PEMBUATAN ROBOT CARTESIAN No.
Komponen
Jumlah
Harga
1.
Motor Stepper
3
300.000
2.
Trafo 5A
1
50.000
3.
PCB
3
15.000
4.
ULN 2003
3
15.000
5.
TIP 3055
12
96.000
6.
C 4700µf 50 v
7.
Kabel
8.
IC 4028
9.
IC 4516
4
PENGUJIAN ROBOT CARTESIAN
Pengujian Tingkat Akurasi Tingkat akurasi berdasarkan perhitungan :
20.000 30.000
3 3
15.000 15.000
10.
DB-25 male
1
3.000
11.
Box
1
100.000
12.
Komponen lain Jumlah
50.000 709.000
Jadi total biaya yang dibutuhkan dalam perencanaan dan pembuatan robot cartesian adalah Rp 1.307.000,-
Sumbu X
Sumbu Y
Page 17
Page 18
PENGUJIAN ROBOT CARTESIAN
PENGUJIAN ROBOT CARTESIAN
Axis Length (Panjang Sumbu)
Pengujian Gerak Menggunakan Gambar
Sumbu Z
Sumbu X = 280 mm Sumbu Y = 200 mm Sumbu Z = 60 mm Feed rates maksimum Sumbu X = 500 mm/menit Sumbu Y = 300 mm/menit Sumbu Z = 300 mm/menit Backlash Sumbu X = 0 mm Sumbu Y = 2 mm Sumbu Z = 1 mm Page 19
Page 20
5
KESIMPULAN DAN SARAN
KESIMPULAN DAN SARAN
KESIMPULAN Prototipe robot cartesian yang dirancang dapat bekerja dengan baik dengan 2-axis pergerakan. Tingkat akurasi dari robot cartesian hasil perancangan adalah 0,025 mm pada semua sumbu pergerakan. Kecepatan maksimal yang dapat dihasilkan adalah 8 mm/s untuk sumbu X, 5 mm/s untuk sumbu Y, dan 5 mm/s pada sumbu Z.
SARAN Penggunaan lead screw dengan lead yang besar pempengaruhi tingkat akurasi dari robot cartesian. Apabila menginginkan tingkat akurasi yang tinggi disarankan memilih lead screw dengan lead yang lebih kecil.
Spesifikasi dari motor stepper mempengaruhi kekuatan torsi yang dihasilkan untuk memutar lead screw. Total biaya pembuatan alat sebesar Rp 598.000,- untuk perangkat keras robot cartesian dan Rp 709.000,- untuk komponen elektronik sebagai driver motor.
Page 21
Page 22
Motor Stepper
MOHON SARAN DAN MASUKAN
CAD/CAM Software
TERIMA KASIH
Perangkat lunak pengendali motor stepper (visual Basic)
Parallel Port
Driver Motor Stepper
Motor Stepper
Motor Stepper
Diagram alir pengiriman data
Page 23
Page 24
6
Flow Chart Pemrograman Garis
TABEL SETUP
Page 25
Page 26
PORT SETUP
Gas Metal Arc Welding Installation
Page 27
Page 28
7
Basic GMAW System
Page 29
8
