RANCANG BANGUN DAN SISTEM ELEKTRONIK MESIN POTONG …

1

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

Indonesia adalah negara maritim

yang memiliki wilayah perairan yang luas.

Luas wilayah laut Indonesia mencapai 3,1

juta kilometer persegi dan garis pantai

sepanjang 95.181 kilometer 1 . Kondisi

geografis ini merupakan potensi besar bagi

sektor perikanan di Indonesia terutama di

subsektor perikanan tangkap. Menurut data

statistik perikanan dan kelautan 2011,

Indonesia berada pada posisi ketiga dunia 1 http://www.kkp.go.id/

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.

Salah satu upaya yang dapat

ditempuh guna meningkatkan perikanan

tangkap nasional adalah dengan melakukan

peremajaan dan peningkatan kehandalan

armada tangkap. Peremajaan armada

tangkap bertujuan untuk mengganti

Rancang bangun..., Elfrado Tamba, FT-UI, 20138/25

2

kapal-kapal nelayan yang sudah tidak laik

laut. Sedangkan peningkatan kehandalan

armada tangkap dapat dilakukan dengan

pembangunan kapal dengan kapasitas

tangkap yang lebih besar dan memiliki

ketahanan terhadap cuaca yang lebih bagus.

Namun dengan semakin langka dan

mahalnya harga kayu sebagai bahan baku

utama kapal kayu hal ini akan menjadi

kendala yang krusial. Selain itu kendala lain

yang dihadapi adalah proses produksi kapal

konvensional yang memakan waktu lama.

Tabel 0.1 Waktu pambangunan kapal kayu di UD.Semangat untung

Kab. Bulukumba

Sumber : Kusumanti, Ima (2009)

Terobosan baru kapal pelat datar

dengan material baja seharusnya dapat

menjadi pemecahan masalah peningkatan

armada tangkap nasional. Kapal pelat datar

adalah kapal alternatif selain kapal

berbentuk lengkung (streamline). Dalam

proses produksi, pelat kapal tidak

mengalami proses bending, sehingga kapal

dibagun dengan menggunakan pelat kulit

yang berupa potongan-potongan pelat datar.

Desain kapal pelat datar yang sederhana

dengan menghindari bentuk lekukan

(streamline) dapat memangkas waktu

fabrikasi, sehingga produksi kapal dapat

dilakukan lebih cepat. Material yang

digunakan berupa lembaran pelat baja juga

dinilai lebih ramah lingkungan karena dapat

menggantikan fungsi utama kayu sebagai

bahan baku.

Namun semua itu harus didukung

dengan adanya galangan-galangan yang

mampu melakukan proses produksi. Proses

produksi itu sendiri meliputi pemotongan

pelat baja, perakitan, hingga peluncuran.

Pemotongan pelat merupakan proses

manufaktur dasar pada proses produksi

kapal sebelum dilakukan proses perakitan.

Proses inilah yang menjadi kendala selama

proses produksi. Selama ini pemotongan

pelat dilakukan secara manual, sehingga

membutuhkan waktu dan biaya yang lebih

banyak. Pemotongan dapat dilakukan

dengan mesin potong otomatis, akan tetapi

mesin potong pelat yang tersedia dipasaran

memiliki kapasitas yang terlalu besar dengan

harga mesin yang kurang terjangkau

masyarakat nelayan. Hal ini akan

mengakibatkan ketidak efektifan alat, serta

biaya investasi yang sangat besar. Dampak

yang timbul adalah kurang berkembangnya

galangan-galangan kecil di wilayah pesisir

Indonesia dikarenakan besarnya biaya

investasi.

Untuk itulah kami dalam satu tim

pelaksana skripsi merancang suatu alat

potong otomatis plasma dengan spesifikasi

dan kemampuan memotong otomatis yang

maksimal namun dengan rentang harga

yang lebih terjangkau oleh pembuat

kapal-kapal nelayan di galangan kecil

sepanjang pantai Indonesia. Harapan kami

dengan terlaksananya tugas akhir yang kami

lakukan ini dapat menjawab kebutuhan bagi

banyak galangan kecil di Indonesia


3

kedepannya, sehingga produksi kapal-kapal

nelayan di Indonesia bahkan kapal-kapal

besar dapat semakin ditingkatkan karena

kemampuan pemotongan pelat yang

meningkat dan jauh lebih efisien karena

dibantu oleh alat potong otomatis plasma

tersebut, sehingga diharapkan setiap

tahunnya produksi kapal nelayan dengan

pelat baja di Indonesia semakin maju dan

kembali bergairah.

2. Landasan Teori

Proses pemotongan logam

merupakan suatu proses yang bertujuan

untuk mengubah bentuk suatu produk dari

logam (komponen mesin) dengan

menggunakan bantuan mesin potong.

Proses pemotongan logam merupakan

kegiatan terbesar yang dilakukan pada

industri manufaktur, proses ini mampu

menghasilkan komponen yang memiliki

bentuk yang komplek dengan tingkat

kepresisian yang tinggi. Ada beberapa jenis

mesin potong yang digunakan dalam proses

pemotongan, salah satunya adalah

menggunakan plasma. Plasma cutting

dikembangkan pada tahun 1950an untuk

memotong logam yang tidak dapat dilakukan

dengan flame cutting, seperti misalnya

stainless steel, aluminium dan tembaga.

Plasma cutting menggunakan sebuah mesin

plasma cutting terdiri dari power suply, arc

starting circuit, dan torch. Mesin plasma

cutting ini beroperasi dibawah sebuah

sistem yang bernama sistem kendali.

Sistem kendali adalah proses

pengaturan suatu atau beberapa besaran

sehingga berada pada suatu harga atau

rangkuman harga tertentu (Pakpahan,

1994).

Sistem kendali dapat dikelompokan

dalam beberapa macam diantaranya sistem

kendali manual dan sistem kendali otomatis.

Sistem kendali manual adalah pengendalian

dimana proses pengendaliannya masih

dilakukan oleh manusia yang bertindak

sebagai operator, sedangkan sistem kendali

otomatis adalah pengendalian yang

dilakukan oleh mesin-mesin/peralatan yang

bekerja secara otomatis dan operasinya

dibawah pengawasan manusia.

Selain itu dikenal juga sistem kendali

tertutup dan sistem kendali terbuka. Sistem

kendali tertutup yaitu sistem pengendalian

dimana besaran keluaran memberikan efek

terhadap besaran masukan sehingga

besaran yang dikendalikan dapat

dibandingkan terhadap harga yang

diinginkan melalui alat pencatat (output

mempengaruhi input).Sementara sistem

kendali trbuka adalah sistem pengendalian

dimana keluaran tidak memberikan efek

terhadap besaran masukan sehingga

variable yang dikendalikan tidak dapat

dibandingkan terhadap harga yang

diinginkan.

Pada rancangan mesin pemotong pelat

otomatis,selain konstruksi bangun

kerja,pemilihan perangkat elektronik untuk

sistem kendali adalah bagian penting


4

didalamnya. Karena pada perangkat

elektronik inilah proses dari sistem kendali

ini memasukkan perintah hingga eksekusi

pemotongan pelat diterima dan dilakukan

oleh alat pemotong pelat otomatis tersebut.

Perancangan perangkat elektronik untuk

sistem kendali mesin pemotong pelat

otomatis ini terdiri dari pemilihan Hardware

(perangkat keras) dan Software (perangkat

lunak).

2.1 Port Interface DB25

Komponen pengkonversi sinyal

analog ke sinyal digital yang digunakan

dalam perancangan ini adalah DB25. Port

parallel jenis DB25 ini adalah salah satu

jenis socket pada personal computer (PC)

yang menghubungkan perangkat tersebut

dengan dunia luar seperti pada printer lama.

DB25 juga sering disebut sebagai printer

port. Perusahaan Centronic adalah yang

mempopulerkan port jenis ini,oleh karena itu

port ini sering juga disebut dengan centronic

port.pada mesin pemotong pelat otomatis

ini,port DB25 dipakai untuk menghubungkan

antara Personal Computer dengan Motor

Driver

2.2 G-Code Format pemrograman CNC yang

banyak digunakan dalam industri saat ini

adalah G-Code. Format pemrograman ini

adalah yang pertama kali terkenal dan

banyak digunakan karena memang

dikhususkan untuk penggunaan CNC.

Setelah G-Code ini memang banyak sekali

pengembangan yang dilakukan sehingga

muncul format pemrograman baru yang

barnama Step-NC, namun masih jarang

digunakan.

G-Code pada awalnya digunakan

pada awal tahun 1960 oleh Electronical

Industries Alliance secara terus menerus

sehingga akhirnya dikeluarkan revisi

terakhir disetujui pada bulan februari tahun

1980 yang disebut RZSZ274D. G code

berorientasi pada mesin yaitu terfokus pada

jejak titik pusat potong pada sumbu mesin

untuk pemrogramannya.

Pada controller CNC,masukan yang

diberikan lewat keypad inilah yang akan

dikirimkan menjadi G-Code hingga akhirnya

dikirimkan dan diterjemahkan menjadi

sebuah gerak operasi pada motor stepper.

Namun pada perkembangannya, untuk

mempermudah penggunaan mesin CNC,

pihak pembuat perangkat lunak membuat

sebuah interface dalam bentuk program di

perangkat komputer yang sudah siap

digunakan, sehingga untuk dapat

mengoperasikan mesin CNC,tidak lagi

diperlukan pemrograman untuk

menyesuaikan fungsi keypad untuk memberi

perintah kepada motor stepper untuk

bergerak sesuai dengan yang diinginkan

operator.

2.1 Pengujian Pada Sistem Kendali Pada sebuah rangkaian mesin CNC,

terutama pada mesin yang berbasis PC

sangat diperlukan beberapa pengujian untuk

memastikan apakah sistem kendali dan


5

interface sudah tersinkronisasi dengan baik

sehingga antara perintah masukan dan

keluaran pada bidang kerja selaras dan

presisi, terlebih untuk mesin dengan tujuan

machining yang dibutuhkan kepresisian

sangat tinggi sehingga tidak diperbolehkan

toleransi/penyimpangan pada keluaran

mesin

Perpendicular Test

Pengujian ini bertujuan untuk melihat

apakah posisi axis X dan axis Y sudah saling

tegak lurus satu dengan yang lainnya. Hal ini

penting karena hasil

pemotongan/pengerjaan dari mesin CNC

akan melenceng jauh dari rancangan karena

posisi axis X dan Y yang tidak saling tegak

lurus. Sebagai contoh bila kita memasukkan

program Gcode untuk membuat lingkaran,

maka akan terjadi kemungkinan yang

terbentuk pada bidang kerja adalah oval

atau lingkaran yang tidak sempurna karena

faktor yang disebutkan diatas tadi. Prosedur

pelaksanaannya adalah dengan mengukur

langsung menggunakan dua penggaris

sudut siku siku lalu dilihat secara visual.

Linearity Test

Linearity test adalah pengujian yang

dapat kita lakukan untuk mengetahui apakah

ketika motor stepper diberi program untuk

bergerak sejauh x cm, motor begerak sesuai

dengan program tersebut. Pengujian ini

dapat dilakukan dengan mengatur motor

axis X dan Y pada posisi X0 dan Y0 lalu

memasukkan program Gcode sederhana

untuk bergerak sejauh jarak yang ditentukan

dan diukur menggunakan alat ukur.

Repeatibilty Test

Pengujian repeatabilitas dilakukan

dengan memasukkan program gerakan lurus

sepanjang jarak yang ditentukan dan

berulang ulang dengan jumlah data minimal

sebanyak 50 data. Pengujian ini dilakukan

untuk memastikan apakah motor dapat

secara konsisten bekerja dengan kualitas

yang sama. Pengujian ini dilakukan dengan

alat yang dinamakan dial indicator yang

diletakkan di ujung motor tiap axis, sehingga

dari pembacaan angka di dial indicator

tersebut kita dapat melihat apakah motor

dapat bekerja dengan kontinyu dan

konsisten.

3. Metoda Penelitian • Menentukan topik dan tujuan

perancangan.

• Studi literatur untuk memperoleh

referensi dan dasar teori yang

dapat digunakan pada

perancangan sistem kendali

mesin potong plat otomatis.

• Perancangan kebutuhan

komponen-komponen utama

pada sistem kendali

• Melakukan pengujian pada sistem

kendali yang sudah dibuat

• Melakukan analisis pada desain

alat.

• Pembuatan kesimpulan dari hasil

rancangan yang telah dilakukan.


6

3. Hasil dan Pembahasan

Secara umum,mekanisme kerja dari

mesin potong plat otomatis adalah sebagai

berikut :

Penggunan PC digunakan dalam rancangan

ini untuk menggantikan fungsi dari CNC

Controller yang digunakan pada umumnya,

berfungsi untuk memberikan masukan

perintah kepada Breakout Board. Breakout

board ini adalah perangkat khusus yang

menjembatani antara komputer dan

microcontroller untuk saling bertukar

masukan dan keluaran seperti yang

seharusnya dilakukan oleh Port LPT/DB25

pada komputer lawas.

Pada rancangan mesin potong pelat

otomatis ini,penulis memilih menggunakan

PC/personal computer sebagai pengganti

keypad yang biasa terdapat pada mesin

CNC. Hal ini dikarenakan pertimbangan

penulis mengenai kondisi galangan kecil

kedepannya dimana mesin potong pelat

otomatis ini akan digunakan, yaitu :

• Penggunaan PC yang lebih mudah dan

familiar

• Perawatan dan penanganan terhadap

error yang lebih mudah dilakukan oleh

pihak galangan nantinya bila terjadi

kesalahan fungsi pada perangkat PC

• Pengaturan yang lebih mudah

dibandingkan dengan keypad karena

tidak membutuhkan pemrograman

(koding) untuk menjalankan fungsi nya.

Pemilihan motor stepper dilakukan

berdasarkan pertimbangan beberapa

hal,yaitu :

• Perhitungan beban torsi yang akan

ditanggung oleh motor

• Besarnya daya yang tersedia dari

sumber daya

• Momen inersia pada motor

Berdasarkan perhitungan yang sudah

dilakukan dengan hasil sebagai berikut :

Torsi pada sumbu x = 0.03 N.m

Torsi pada sumbu Y= 0.31 N.m

maka motor stepper yang dipilih untuk

axis x adalah autonics A2K-S544(W) . Motor

stepper ini berukuran 42 mm x 42 mm.

sedangkan untuk axis Y adalah autonics

A16K-M569W yang berukuran 60 mm x 60

mm. kode dari perangkat motor stepper ini

memiliki arti,yaitu :

• A : kode produk ( Autonics

motor)

• 2-16K : torsi maksimal yang dapat

ditanggung (Kgf.m)


7

• S : arus rata rata ( S=0.75

A/Phase dan M=1.4 A/Phase)

• 5 : fase motor (5 fase)

• 4dan 6 : ukuran frame motor

• 4 dan 9 : panjang motor

• W : motor menggunakan dual

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

60° Model A8K-S566(W) Max Holding Torque 8.3 kgf.cm Moment of rotor inertia 280 g.cm2 Rated Current 0.75 A/phase Basic Step angle 0.72° (full) Unit Weight 0.8 kg

Karena pada rancangan mesin

potong pelat otomatis ini tidak

menggunakan keypad dan kodingan

untuk mengatur fungsi keypad,maka

penggunaan software/perangkat lunak

dapat membantu bahkan mempermudah

dalam pengaturan cara kerja mesin

potong pelat otomatis ini. Software yang

digunakan adalah Mach3 . Mach3 adalah

perangkat lunak yang dapat digunakan

untuk mengatur dan mengoperasikan

mesin potong pelat otomatis ini langsung

dari perangkat komputer. Mach3 dapat

diunduh secara legal melalui situs

www.artofcnc.ca karena aplikasi ini

memang sifatnya bebas (freeware).

Gambar 0.1 Tampilan awal Mach3

Sebelum Mach3 dapat digunakan untuk

mengoperasikan, ada beberapa konfigurasi

penting yang harus dilakukan agar setiap

perintah masukan yang kita berikan melalui

tombol di program mach3 ini dapat diterima

dengan baik oleh microcontroller menjadi

operasi keluaran yang sesuai dengan yang

kita inginkan. Konfigurasi ini antara lain

adalah menentukan alamat port yang akan

digunakan serta mengatur sinyal masukan

dan keluaran yang akan digunakan,

Pengaturan yang dilakukan setelahnya

adalah pengaturan pada motor. Sebelum

melakukan pengaturan ini kita harus

menghitung dan memperkirakan performa

dari motor dan stepper sehingga nantinya

dapat bekerja dengan optimal dan

pemotongan dapat selesai dengan alokasi

waktu yang lebih efisien.


8

Diketahui :

• spesifikasi motor : basic step

angle : 0.72 °/step

• pitch ball screw : 5 mm/Rev

• f maks pulsa pada driver : 1 Mhz

dari informasi tersebut didapatkan :

• banyaknya step per putaran = 500

step/rev

• banyaknya step/mm =100 step/mm

• dengan kecepatan 1200 mm/menit, pulsa

yang dikeluarkan adalah 120.000 pulse.

Masih dibawah batas f maks pulsa pada

driver

Hal penting lain yang harus dicek pada

bagian ini adalah voltase di parallel port

pins,karena masukan masukan pada drives

biasanya secara optikal diisolasi dan

didesain untuk menerima masukan

tegangan sebesar 5V.

PENGUJIAN SISTEM KENDALI Setelah konfigurasi sudah dilakukan

pada interface, yang pada rancangan ini

adalah mach3, maka selanjutnya yang dapat

dilakukan adalah melakukan pengujian pada

rangkaian sistem kendali mesin potong pelat

otomatis ini. Pengujian ini dilakukan di

Workshop Citralab yang berlokasi di

kawasan perwira Bekasi. Pengujian yang

dilakukan adalah Linearity Test dan

Repeatibility Test.

3.5.1 Linearity Test Pada pengujian Linearity Test ini,

penulis menguji tiap motor pada axis X dan

Y untuk bergerak sejauh jarak 10,20,30,40

hingga 100 cm secara bertahap dengan

memasukkan Gcode pada kolom input di

program Mach3 seperti contoh berikut pada

X10 (motor axis X bergerak sejauh 10

cm/100 mm) :

Gambar 0.2 Jendela masukan perintah untuk

Linearity Test Setelah itu penulis menjalankan

masukan perintah tersebut sambil mengukur

apakah motor bergerak sejauh jarak yang

sama dengan masukan perintah yang

diberikan pada program Mach3

menggunakan mistar ukur.

Repeatibility Test Mesin potong pelat otomatis yang

dirancang ini juga dilakukan Repeatibility

Test, karena alat ini kedepannya akan

digunakan untuk pemotongan pelat kapal

dalam jumlah yang besar, sehingga

konsistensi pengerjaan yang dilakukan oleh

mesin ini haruslah dalam kondisi yang baik,

baik secara kualitas maupun kuantitas. Oleh

karena itu lah pengujian ini juga disarankan

wajib untuk dilakukan. Pengujian ini

dilakukan dengan menggunakan alat yang

bernama Dial Indicator. Alat ini adalah alat

bantu yang digunakan untuk melihat apakah

motor bergerak dan kembali secara konstan


9

saat ujung dari batang axis X dan Y kembali

pada titik 0 setelah bergerak sejauh jarak

yang diperintahkan pada program GCode.

Gambar 0.3 Dial Indicator

Program yang dibuat untuk melakukan

Repeatability Test ini adalah sebagai

berikut :

(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

M47

Sedangkan untuk motor Axis Y adalah

sebagai berikut :

(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

M47

Hasil Pengujian Setelah dilakukan pengujian pada kedua

Motor Axis, maka didapatkanlah hasil seperti

berikut : Tabel 3.2 Hasil pengujian linear pada motor Axis

X

perintah masukan (cm)

gerak aktual (cm)

10 10 20 20 30 30 40 40 50 50 60 60 70 70 80 80 90 90 100 100


10

Tabel 3.3 Hasil pengujian linear pada motor Axis

Y

perintah masukan (cm)

gerak aktual (cm)

10 10 20 20 30 30 40 40 50 50 60 60 70 70 80 80 90 90 100 100

Gambar 3.3 Grafik hasil pengujian pada sumbu X

Gambar 3.4 Grafik hasil pengujian pada sumbu Y

Pengujian Linearity ini dilakukan

secara berulang hingga tiga kali untuk

memastikan bahwa data yang penulis

dapatkan mengenai kinerja dari motor

stepper masin masing axis sudah baik. Dari

tiga kali percobaan, penulis mendapatkan

hasil data yang sama, seperti yang dapat

dilihat pada tabel serta grafik dimana

gerakan actual yang dilakukan oleh motor

stepper akurat dan sesuai dengan perintah

yang penulis masukkan pada interface

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

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

serta ketepatan bentuk. Begitu juga bila

ditinjau dari koefisien regresi linear yang

bernilai 1, nilai ini adalah nilai yang ideal

untuk sebuah fungsi dari sebuah pengolahan

data. Dari hasil yang didapatkan ini, maka

dapat dinyatakan bahwa tidak ada missing

pulse yang terjadi selama pengiriman

informasi dari perangkat komputer hingga

diterima oleh motor stepper untuk diubah


11

menjadi gerakan, karena perintah masukan

yang diberikan pada masing 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 data hasil pengujian

sebelumnya ke dalam 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 :

Tabel 3.4 Hasil pengujian linear pada motor Axis X

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 36 20 37 20 38 20 39 20 40 20 41 20 42 20 43 20 44 20 45 20


12

46 20 47 20 48 20 49 20 50 20

rata rata 20 Standar deviasi 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

36 20 37 20 38 20 39 20 40 20 41 20 42 20 43 20 44 20 45 20 46 20 47 20 48 20 49 20 50 20

rata rata 20 standar deviasi 0

Gambar 3.5 Grafik hasil pengujian Repeatability pada

sumbu X


13

Gambar 0.5 Grafik hasil pengujian Repeatability pada

sumbu Y

Dari hasil pengujian Repeatability ini

dapat dilihat bahwa dalam 50 sampel data

yang diambil penulis tidak melihat adanya

penyimpangan aktualisasi yang diperlihatkan

oleh masing masing motor stepper tiap Axis.

Dial indicator yang dipakai penulis berguna

untuk mengecek dan memastikan bahwa

motor stepper kembali ke titik 0 dengan

benar, hal ini dilihat ketika ujung dari lengan

axis yang diuji menyentuh tombol dial

indicator jarum pada dial indicator selalu

menunjuk ke angka 0. Tingkat ketelitian

yang dimiliki oleh Dial indicator ini hingga

1:100 cm, dimana ketika ada perubahan

dibawah 0.01 maka jarum tidak akan

menunjukkan perubahan yang terlihat

secara kasat mata. Karena nilai yang sangat

kecil ini dapat diabaikan, maka penulis

mendapatkan data yang konstan dari

pengambilan data pertama hingga data ke

50. Maka secara statistic, data yang dimiliki

penulis selama pengujian ini memiliki

standar deviasi sebesar 0, secara teknis ini

berarti motor stepper yang diuji oleh penulis

memiliki ketahanan untuk bergerak dan

bekerja secara kontinyu dalam jangka waktu

yang lama. Ini sesuai dengan penerapan

mesin potong pelat otomatis sendiri dimana

nantinya mesin potong pelat otomatis ini

akan digunakan untuk memotong pelat baja

dalam jumlah yang besar dan dilakukan

secara kontinyu untuk meningkatkan tingkat

produksi kapal pada galangan kapal. Selama

masa pengujian Repeatability ini, penulis

juga tidak mendapatkan motor stepper

berada dalam kondisi overheat, terlebih

motor stepper dioperasikan dalam

konfigurasi kecepatan maksimum,

sementara pada praktisnya nanti motor

stepper hanya bergerak sekitar 80% dari

kecepatan maksimum karena motor harus

menanggung beban tambahan yaitu alat

Plasma Cutter itu sendiri, sehingga menurut

penulis beban yang diberikan oleh plasma

cutter itu sendiri akan mengurangi performa

motor stepper ke kondisi operasional yaitu

80%.

Selain pengujian linear dan Repeatability,

ada beberapa jenis pengujian lagi yang

dilakukan untuk melihat seberapa baik dan

efektif kah sistem kendali pada mesin potong

pelat otomatis ini,seperti interpolasi linear

dan interpolasi sirkular, namun melihat dan

menimbang bahwa mesin potong ini dibuat

hanya untuk memotong pelat yang desain

dan bentuk garisnya tidak rumit dan tidak

membutuhkan pola interpolasi yang rumit

antara kedua Axis, maka dua pengujian

yang dilakukan penulis sudah dapat

mewakili dan menggambarkan bagaimana

performa sistem kendali mesin potong pelat

otomatis ini saat digunakan nantinya.

4. Kesimpulan

Berdasarkan pada analisa dan

pembahasan di bab sebelumnya, maka

dapat disimpulkan spesifikasi sistem

elektronik mesin potong plat otomatis

sebagai berikut :


14

§ Motor Stepper Autonic

A2K-S544W untuk axis

sumbu X

§ Motor stepper Autonic

A8K-S566W untuk axis

sumbu Y

§ Motor Stepper Driver Autonic

MD5-HF14

§ Perangkat komputer

dengan spesifikasi :

§ Prosesor Intel i3 2.3

Ghz

§ Ram 1 GB

§ Media penyimpanan

250 GB

§ Port LPT dan Wire

§ Buffer/Relay Charge Pump

§ Software Mach3 dan Vcarve

Pro

Dan dengan dua pengujian yang

dilakukan, sistem kendali dapat berjalan

dengan baik sesuai dengan perintah

masukan yang diberikan oleh operator

dalam bentuk G-code

Dengan spesifikasi diatas, maka

sebuah sistem elektronik pada mesin alat

potong dapat dirakit dan digunakan dengan

optimal untuk membantu pengerjaan

produksi fabrikasi pada galangan kapal kecil

dan menengah kedepannya dengan kisaran

harga yang terjangkau dan perangkat yang

mudah didapatkan di pasaran.

SARAN Karena perancangan ini masih

jauh dari sempurna, diharapkan untuk

kedepannya dilakukan penelitian dan

perhitungan lebih lanjut sehingga

perancangan ini menjadi lebih baik

kedepannya. Selain itu, saran untuk

kedepannya adalah agar rancangan ini

dapat diaplikasikan secara nyata di dalam

suatu rangkaian utuh mesin potong pelat

otomatis agar dapat digunakan serta

bermanfaat bagi dunia maritim di

Indonesia. .

5. Referensi

- “interface Port Paralel”.Yufen.3 Jul

2010.

<http://blog.ub.ac.id/yufen/2010/03/07

/interface-port-paralel/>

- Marthoni, Sopha Chandra (2008).

Format Pemrograman CNC

- Ndaru (2013, june 4). Personal

interview.

- Bowo, “Hobi Membuat Mesin CNC

Sendiri” Online Posting,14 april 2011.

Kaskus Forum, 14 april 2011

- http://www.kaskus.co.id/thread/00000

0000000000007953230/hobi-membu

at-mesin-cnc-sendiri-diy-cnc/

- Subagio,Dalmasius Ganjar (2008).

Teknik Pemrograman CNC.Jakarta:

LIPI Press

- Sumardi (2013). Mikrokontroler;


15

Belajar AVR mulai dari Nol.Jakarta:

Graha Ilmu

- Toni (2013,june 12). Personal

Interview


Documents

RANCANG BANGUN DAN SISTEM ELEKTRONIK MESIN POTONG …