SIMULATOR OTOMATISASI MESIN ROTARY Oleh : Siswo Wardoyo san Teknik Elektro Universitas Tidar Magelang ABSTRAK I;aclories manufuctures usually, run trrcir acriviries litr 21 luturs u duv./ir increu.se thcir pittluc,ts. (/n/itrtunutel.v, scverutl ob,stacles are commonlt, rnet .for that : i.e. the limitation o/' humun ofititv, rhe numher
Keywords : automatic process. A. PENDAHULUAN Efisiensi segala bidang untuk kemajuan dan kelangsungan proses produksi, sangat diperlukan. Salah satu efisiensi yang sangat diperhitungkan adalah pemakaian.waktu. pada perusahaan modern, kegiatan produksi dapat berlangsung selama dua puluh empat jam setiap hari. Di pr Indonesia steel Tube work, Ltd (ISTW) Semarang, masih ada peralatan yang menggunakan sistem manual, yait'u mesin rotary pemotong pipa. Dengan rnasih rnanualnya proses pernotongan pipa. inengakibatkan proses berikutnya, baik swcging maupun pengiriman pesanan, sering terganggu atau ieriambat. Keadaan seperti ini menjadikan karyau,an tidak efektif dan memrrngkinkan hasil yang kurang akurat. untuk itu. suatu pengembangan dari manual menjadi otomatis sangat diperlukan untuk mendukung kinerj a perusahaan.
Mih'oprosesor memiliki nilai strategis bagi dunia industri. Milcroprcsesor sebagai sistem dapat digunakan untuk mengatur proses 9t
Vol. 21, No.
I
Februari
-
Maret 2004 ( Tahun ke I t): 9l_103
produksi. Pengaturan
ini dilakukan secara otomatis dengan sedikit menggunakan tenaga manusia. Aplikasi milcroprosesor untuk proses pemotongan pipa membutuhkan suatu benda mekanik yang mendukung. Ketelitian ukuran dari benda mekanik menentukan lancarnya proses pemotongan pipa tersebut. Dengan penerapan teknologi tersebut, diharapkan proses pemotongan pipa dapat berjaran kontinyu, menekan jumlah karyawan yang dilibatkan, dan meningkatkan produk hasil potong pipa yang dihasilkan dengan jumlah yang banyak dan irasil potongan yan! baik dan akurat.._
1.
Perancangan Kerja Otomatis a. Pada kondisi awal pendorong pipa dan posisi stopper harus berada diposisi normal. b' Selanjutnya dilakukan pengesetan dan pengaturan panjang pipa yang akan dipotong. c. Kondisi selanjutnya adalah menurunkan pipa dari tempatnya ke konveyor. d. Tahap selanjutnya adalah mendorong pipa yang berada di konveyor. e. Selanjutnya adalah menjepit pipa yang sudah didorong dan berhenti sesuai ukuran. f. Menghiduplan motor pemotong pipa. g. Setelah itu adalah mequrunkan pemotong pipa. h. Proses selanjutnya adalah perangkat penjepit dan peinotong kembali ke pcsisi nornral, yailu pemotong kembali ke atas. pen;epit kembali ke atas. i. Setelah itu dilanjutkan pemotongan atau ticak, kalau melanjutkan pernotongan ditekan enter jika ukuran potong sama, jika ukuran poiong tidak sama maka diteka-'r tornbol set untuk mengatur panjang pipa yang kita kehendaki. Jika ticrak dilanjutkan pemotongan, maka sistem akan berhenti.
92
Simulator otomqtisasi mesin rotary (Siswo llardoyo) 2-
Perancangan Kontrol Sistem Gambar L menunjukkan implementasi dari perancangan kerja yang diharapkan. Dalam perancangan kontrol sistem ini digunakan
milvokontroller
AT 89C51 dengan bahasa
assembly
sebagai
Pemrogramnya. Untuk rancangan sensor inframerah memanfaatkan fototransistor
sebagai saklar. Prinsip kerjanya adalah perubahan tegangan dari fototransistor saat terkena cahaya sinar infra merah dari LED infra merah.
Rangftaian pengendali motor dapat dibagi dalam dua bentuk yaitu pengendali motor satu arah dan pengendali motor dua arah dengan
hanya membalik polaritas tegangan yang masuk ke motor dengan menggunakan relay sebagai pembalik tegangannya. M otor pengatur
stoPper
ikrokontrole AT 89C5I
-
iicypad pengatur
I
It4
otor pem oro nq p,pa
\l otor penuru nl pemotong Pip
Gambar !. Diagram Blok Kontrol Sistem 93
I
:__l
Vol. 21, No.
I Februari -
Maret 2004 ( Tahun ke I I): 9t-t03
__-_t___J
+.tz V
+5
V -lK<--
:: 10K
LED
tRY .
.. fototransistor
)
.
a
'... a100 6 .rulr 3 '+ ,.','"-. ./" :4
P3.4
cA3140
'-8C547
I
50 .'j
svl
Gambar 2. Sensor infra meroh
+12 +
5V T
N
ltN4002
o
'r'*' 1
A
Moror pipa
\--lPenurun -.:I
Gambar 3 Rangkaian pengendali motor satu arah.
94
Simulator otomatisosi mesin rotary (Siswo Wardoyo)
lN c M P
Gambar
otor
endoron P ipa
g
4.
Rangkaian pengendali motor dua arah
Sensor optocoupler digunakan sebagai pendeteksi untuk menentukan gerakan motor yang membawa sensor infrared sebagai penentu panjang.pipa yang akan di potong. Panjang pipa yang akan dipotong diatur dari keypad. Setting ini akan ditampilkan pada '.rnit peraga tujuh ruas. Adapun keypad yang dimaksud terdiri dari empat buah switch sebagai masukan pada port mikrokontroller.
95
VoL 21, No.
.
I Februqri-
Maret 2004 (Tahun ke I I): 9l-103
Gambar 5. Hybungan tali dan roda gigi pada motor stopper
Empat buah switch y.ang dimaksud difungsikan sebagai pertama switch sebagai set, ,kedua sebagai tombol penambah ukuran, yang ketiga sebagai pengurang ukuran dan keempai adalah sebagai enter atau mengeksckusi nrotor pengendali ini harus bergerak sesrni ukuran yang ciitentuka-n dalam tampilan peraga tujuh ruas. Gerakan ini didasarkan piringan hitam yang ada di motor yang berjumlah 22lobang. Sudut tiap penunjtrkan merupalian hasil bqgl dari 360o122 : 16,35o. penjelasan mengenahi hubungan roda gigi dan taii serta hitungannya dijelaskan daiam gambar 5.
96
Simulator otomatisasi mesin rotary (Siswo l(ardoyo)
Reduksi atau perbandingan roda gigi antara Rldengan R3 adalah 16 . Untuk mendapatkan perhitungan yang mudah adalah sebagai berikut, 64
16 22 A = ;,
sehingga R2
:
74,25 mm. Untuk mencari perhitungan yang
' lmm: #:= 37,127
mudah, dibuat perbandingan sebagai berikut,
2 pulsa. Jadi
pulsa sama dengan 0,5 mm. Hasil akhir dari perancangan adalah setiap I pulsa optocoupler akan menggerakk* sejauh 0,5 mm. Pengendali unhrk optocoupler ":topp"r diperlihatkan dalam gambar 6, yang menggunakan IC Op-Amp 3140 dan pembangkit schmit higger sebagai penghasil pulsanya kotaknya. 1
+lN
Gqmbar 6 R angka i an s ens or optocoup ! er
Implementasi dalam sistem minimumnya
97
Vol. 21, No.
3.
I Februari - Maret 2004 ( Tahun ke I t): 91-103
Perancangan Perangkat Lunak Dalam perencanaan perangkat lunak, digunakan register dan ruang alamat data (TAMPI, TAMP2, TAMP3, REG, GESER) sebagai tempat menyimpan data. Adapun perinciannya adalah sebagai berikut:
o TAMPI, TAMP2, o o o
dan TAMP3 sebagai penyimpan data angka yang akan ditampilkan pada peraga tujuh ruas. REG digunakan penyimpan data settirig. GESER digunakan untuk menyimpan hasil pengurangan dari panjang maksimal dengan data REG. Rl, R2, R3 sebagai penyimpan data untuk proses pembuatan waktu tunda yaitu delay dan delay2. 1frl F
<--
tugrrtilfipa
Rr*ugmiufie +ftrtrugnurLrfip 1-
kt+tppnik
kiqttfjpatnn
Mfapendcgpip
SdSW
fta$cppr
'
P1.0
\b
P1.1
m.0
tvbdldanSisar
F0.1
It/ruul,an6isar
m2
lvhrfrugmiustcpps
fl2
+_ P1.3 <- 7A <- Pl.s
----+
------>
'
Linit s,ritdl'1
'
v.7 A T
F0.6 F0.7
P3.0
8 o
_4E
itch 5
'P3a
Lin"it
s
P3.1
'P3.3
FfLtnerMk
rc.5
RSI
'P32
[email protected]€r
m.4
P16
Linits itdr2 Linit s itdr 3 Linits itdt4
tuffiugmrrLr$W
F0.3
-- ffirrgatTLr.n Unitsitd6
lT.5
r__ QF'la'rt I iil .
KrA2
P3.6 F3.7
lrffi
Linit s itdr 7
a
B E
c PSEN 27 5 26 25 1 24 23
I
I
I
PZ1
\6s
P20
747
ffr?
fffr
fi-) Ti TT 74374
PZ2
xrAl
,i*'
7#74
I
.3+F
Kone
ks
i
Grtnrbar
8.
L en gka p d e n gc,
n
98
.\
I ! kr o
konu. ol er.
Simulalor otomalisasi mesin rotary 6isv,o l(ardoyol
Untuk implementasi perangkat lunaknya, diperlukan
bantuan
diagram alir yang akan mempermudah dalam menentukan urutan kerja dari sistem yang akan dibuat. Gambar selengkapnya untuk diagram alir Simulator Otomatisasi Mesin Rotary ini digambarkan dalam gambar 9.
lnisialisr.i Port
S€l Posisi Normal
Turunkan Pipe
Gambar 9. Diagrom Alir Program 99
Vol. 21, No.
I Februari-
Maret 2004 (Tahun ke t l): 9l-103
B. PENGUJIAN DAN ANALISA Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah simulator pemotong pipa secara keseluruhan dapat bekerja sesuai dengan perancangan yang dikehendaki. Pengujian dilakukan untuk setiap ukuran yang sama dalam 3 kali. Secara keseluruhan pengujian dilakukan dalam 9 kali. Untuk pengujian yang pertama dilakukan dengan ukuran 90 mm, hasil selengkapnya terdapat dalam tabel 1. Tabel
l. Pengujian sistem pemotoig pipa ukuran 90 mm
Pemotongan
.Panjang yang
Panjang hasil
ke
dikehendaki (mm)
potong (mm)
I
90
95
Pemotongan Berhasil
2
90
97
Pemotongan Berhasil
J
90
96
Pemotongan Berhasil
* =-x
Keterangan
Pemotongan Berhasil
Toleransi pemotongan yang diizinkan adalah + l0 mm. Berdasarkan tabel 1 yang rata-rata hasil pemotongan sebesar 96 mm, maka pemotongan pipa dengan ukuran 90 mm dinyatakan berhasil.
untuk pengujian kedua dilakukan dengan ukuran 140 mm.
Hasil
selengkapnya dapat'dilihat pada tabei 2. Tabel 2. Pengujian Sistem pemotong pipa ukuran I40 mni Panjang hasii Keterangan
dikehendaki(mm)
_ I I
1-40
)
i40
3
i40
potong
-
(mn)
4,,
Pemotongan Berhasil
143
Pemotongan Berhasil
142
Pemotongan Berhasil
t^
Pemotongan Berhasil
100
Sintulator olontatisasi ntesin rotary (Siswo Lltardoyo)
Dengan hasil pengujian pada tabel 2 rata-rata hasil pemotongan 142 mm bertoleransi + 10 mm, maka pengujian ini dinyatakan berhasil.
Pengujian
ke 3
dilakukan dengan ukuran 205 mm. Hasil
selengkapnya terdapat dalam tabel 3. Hasil pengujian seperti pada tabel 3,
pernotongan dengan ukuran 205 mm, dinyatakan gagal. Pemotongan ini gagal disebabkan sisa hasil potong terlalu pendek, sehingga tidak terkena
jepitan. Karena tidak terkena jepitan, pipa yang dipotong akan lari meninggalkan konveyor searah putaran pisau potong. Tabel
Pemotongan
ke
3
Pengujian sistem pemotong pipa ukuran 205 mm
Panjang yang
Panjang hasil
dikehendaki (mm)
potong (mm)
Keterangan
I
205
Pemotongan Gagal
2
205
Pemotongan Gagal
J
205
Pemotongan Gagal
v--
Pemotongan Gagal
Secara keseluruhan dari pengujian yang dilakukan persentase pemotongan pipa.yang dapat dipotong 6/9 x 100 %o: 66,6 0%. Persentase pemotongan pipa yang tepat ukura-nnya 0/9 x IA0 % : 0 %, proses pemotongan y-ang dianggap gagal 1009/o - 66,66Yo:33,34Yo, Persentase' kegagalan potong rendah. berarti sirnulator im berhasil.Tetapi, keberhasilan potong dengan tepat sesuai ukuran tidak ada. Ini ciisebabkan oleh puiley atau rotla rali R2 pada motor stopDer tidak dapat dipastikan sesuai dengan ukuran yang dikehendaki. C. SIMPI'LAN Simpulan yang dapat diperoleh dari uraian berikut:
t0i
di
atas adaiah sebagai
Vol. 21, No.
I Februari-
Maret 2004 ( Tahun ke t l); gt_ 103
1. Secara keseluruhan simulator ini berhasil membuktikan Mesin Rotary yang masih manual di pr Indonesia Steel Tube work, Ltd. dapat diimplementasikan menjadi otomatis dengan memanfaatkan
2'
3.
mikrokontroller sebagai pengendali utamanya. Berdasarkan pengujian yang dilakukan simulator ini. bisa dikatakan berhasil memotong pipa dengan ukuran yang relatif pendek antara 'ntuk 90 mm sampai dengan 150 mm dengan toleransi + l0 mm. Keberhasilan ini disebabkan oleh kemampuan optimal simulator ini mampu memotong pipa dengan panjang 150 mrh. untuk pengujjan dengan ukuran yang reratif panjang keberhasilan potong sangat rendah karena sisa potongan tidak bisa dijepit, sehingga pipa bergerak bebas mengikuti gerakan pisau pemotong.
D. SARAN Ada dua saran yang diperlukan untuk pengembangannya. l' Alat ini mengalami kegagalan karena faktor penjepit kurang kuat. Fungsi menjepit sebaiknya mengunakan hidroulik maupun pneumatik.
2.
Alat ini dapat dikernbangkan dengan menambah tampilan untuk
banyaknya pipa yang sudah dipotong, dan dapat pula ditambahkan hasil potong.pipa tersebut bisa langsang diambil untuk ditempatkan pada tempat yang sudah ditentukan.
DAFTAR PUSTAKA 1984. Mendesain Rungkaian IC_TT Buku Kedua. Bandung: Binatronika. Malvino,Albert Paul. 19g4. Electronic principles. Neri'
York: Mc Graw-Hill,
Inc.
Moh Ibnu Malik & Anistardi.lg97. Berekspetinten rlengan ,\{ikrokontroler 803I lakana: Elex Media Komputindo. 102
S i m u I at c
Paul Horowitz
I.
& winfield Hill
r
o t o m a t is as
i
nt es i n r o I cuy, (^grs'wo
II/ ar d o1, o)
1985. Seni dan Desain Elektronika volume
Jakarta: Elex Media Komputindo.
Paul Horowitz
& winfield Hill.1987. seni dan
Desain Elehronikn volume 2. Jakarta: Elex Media Komputindo. Roger L. Tokheim. Sutisna.l994. prinsip-prinsip Digital seri Buku SCHAUM Teori dan soal-soal. Edisi Kedua. Jakarta: Erlangga. Sumanto.1995. Mesin Arus Searah. yogyakarta: Andi Offset. Susanto wibisono Koselan. 2001. Infrared; "Meclia Komunikasi,,, .::, wasito s.1995: vqdemekum Elektronika edisi kedua. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.
wasito s. 1997. Data sheer Bookl: Data IC Linear, TTL dan cMos (Dara Penting Komponen Elektronika). Jakarta: Elex Media Komputindo. William J. Mooney. Optoelectronics Devices and Principles, Prentice-Hall International, Inc.
103
