Oleh: Bagas Novendra Mulyabitama. Dosen pembimbing: Dr. Ir.Purwadi Agus Darwito, MSc NIP Ir. Agung Budiono, M.

Transkripsi

1 PERANCANGAN SISTEM KONTROL MESIN BUBUT CNC ILA 0007 DALAM PROSES PEMBUATAN EXHAUST CAMSHAFT TR KAI PART DI ENGINE PLANT SUNTER I PT. TOYOTA MOTOR MANUFACTURING INDONESIA Oleh: Bagas Novendra Mulyabitama Dosen pembimbing: Dr. Ir.Purwadi Agus Darwito, MSc NIP Ir. Agung Budiono, M.Eng NIP LABORATORIUM REKAYASA INSTRUMENTASI DAN KONTROL JURUSAN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

2 LATAR BELAKANG VVT Technology TOYOTA to Sarana transportasi sebagai penunjang aktivitas manusia VVT-i Dual VVT-i Terjadi perubahan bentuk exhaust camshaft EX Camshaft TR Perlu perancangan sistem kontrol mesin bubut CNC ILA-0007 yang baru EX Camshaft TR Kai

3 RUMUSAN MASALAH Bagaimana menerapkan algoritma sistem kontrol proses pembuatan exhaust camshaft TR Kai part yang mengalami perubahan bentuk dengan penambahan proses cam angle sensor dan front groove pada mesin bubut CNC ILA

4 TUJUAN Tujuan dalam tugas akhir ini adalah merancang algoritma sistem kontrol proses pembuatan exhaust camshaft TR Kai part pada mesin bubut CNC ILA-0007 agar dapat siap digunakan dalam proses produksi engine TR Kai.

5 BATASAN MASALAH Adapun batasan permasalahan dari sistem yang dirancang ini adalah : Yang dibahas dalam penelitian ini hanya mengenai pemrograman CNC pemrosesan exhaust camshaft TR-Kai pada mesin bubut CNC ILA Dalam simulasi rancangan sistem kontrol tidak menggunakan software namun langsung dilakukan trial and error di mesin ILA Belum dilakukan validasi kestabilan proses karena keterbatasan testpiece TR-Kai. Beberapa gauge yang ada saat ini tidak cocok untuk part TR-Kai dan gauge baru masih dalam proses pemesanan, sehingga dalam proses pengukuran menggunakan bantuan balok besi yang telah disesuaikan ukurannya.

6 TINJAUAN PUSTAKA S., Dalmasius Ganjar Pemrograman CNC & Aplikasi di Dunia Industri. Informatika. Bandung. Pada buku ini dijelaskan mengenai pengertian mesin bubut serta parameter-parameter pemrograman mesin bubut dengan beberapa contoh pemrograman sederhana. Kuljanic, E Face Turning on CNC Lathe. University of Rijeka. Yugoslavia. Pada jurnal ini dijelaskan mengenai bagaimana proses pembubutan permukaan benda menggunakan mesin bubut CNC. Toyota: Operational Drawing Camshaft TR & TR Kai. Pada literatur tersebut dijelaskan mengenai prosesan pembuatan camshaft, serta keterangan dimensi dari camshaft.

7 TEORI PENUNJANG Proses Pembubutan Workpiece Exhaust Camshaft TR Dalam proses pembubutan workpiece exhaust camshaft TR pada mesin ILA-0007, dilakukan empat buah proses yakni finish turning jurnal, thrust face, finish turning, dan front face.

8 TEORI PENUNJANG Proses Pembubutan Workpiece Exhaust Camshaft TR Kai Dalam proses pembubutan workpiece exhaust camshaft TR Kai pada mesin ILA-0007 nantinya, dilakukan enam buah proses yakni finish turning jurnal, lathing cam angle sensor, thrust face, finish turning, front groove, dan front face. Dimana terdapat penambahan proses lathing cam angle sensor dan front groove serta perubahan proses front face. Thrust Face Front Groove Finish Turning Jurnal Front Face Finish Turning Lathing Cam Angle Sensor EXHAUST CAMSHAFT TR KAI

9 METODOLOGI PENELITIAN Mulai Pengkajian sistem kerja mesin ILA-0007 Tidak Pemodelan sistem ( algoritma ) Perancangan program ( CNC ) Studi pustaka Pengumpulan data ( operational drawing camshaft TR &TR Kai, source code ILA & ILA-0007 ) Simulasi mesin (C/T < 68? STD Q/C?) Analisa data hasil simulasi Penyusunan laporan Selesai Berhasil Flowchart penelitian

10 PENGKAJIAN SISTEM KERJA MESIN ILA- 0007

11 T1-2 T1-1 Proses pembubutan jurnal #2 #5 dilakukan oleh tool T1-1 dan T1-2 untuk menghasilkan diameter sesuai dengan standard sebesar 27.5 ± 0.1 mm T2-2 T2-1 Proses pembubutan front journal dilakukan oleh tool T2-1 dan T2-2 untuk menghasilkan diameter sesuai dengan standard sebesar 50.3 ± 0.1 dan 34.5 ± 0.1 mm T2-3 T2-4

12 ALGORITMA PROSES BUBUT MESIN ILA-0007 TURRET "L" T1-1 T1-2 >> MOVING T1-1 MOVING T1-2 MOVING T2-1 MOVING T2-2 MOVING T2-3 MOVING T2-4 TURRET "R" << T2-1 T2-2 T2-3 T2-4

13 Mesin bubut CNC ILA-0007 menggunakan bentuk program main program dan subprogram. Dengan bentuk program tersebut penulisan program bisa menjadi lebih singkat. MAIN PROGRAM N260X15.7H01M60 N270M61 N280G65X13.545(X13.75)Z242.A-0.035E270.F300.P210(3J-R) N290G00Z N300G65X13.625(X13.75)Z139.5A-0.025E270.F300.P210(4J-R) N310G00Z38.45 N320G65X13.75Z37.A-0.015E270.F300.P210(5J-R) N330G00X70.M50 N340I1Q0 N350T02M06Q2110(P4,R0.8) N360G55 SUBPROGRAM O210(SUB,T1-1 ) N010G00X[# ]M51 N020G01X#24Z[#26-0.5]F#8 N030Z[#26-9.5]F#9 N040X[#24+#1+0.2]Z[# ]F3000. N050G01X[#24+#1-0.55]Z[#26-9.5]F#9 N060G04U0. N070G01X[#24+0.5] N080G00X30. N090G69

14 PEMODELAN ALGORITMA PROSES BUBUT TURRET "L" T1-1 T1-2 >> MOVING T1-1 MOVING T1-2 MOVING T2-1 MOVING T2-2 MOVING T2-3 MOVING T2-4 MOVING T2-5 TURRET "R" << T2-1 T2-2 T2-3 T2-4 T2-5

15 PERANCANGAN PROGRAM CNC CAM ANGLE SENSOR FRONT GROOVE

16 FRONT FACE PERANCANGAN PROGRAM CNC

17 ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN Validasi Program Validasi program bertujuan untuk menghindari terjadinya kerusakan fatal terhadap mesin akibat program yang salah. Nama Bagian Ukuran Standard Diameter (mm) Hasil Pengukuran Diameter (mm) Selisih Dimensi (mm) Journal # ± Journal # ± Journal # ± Journal # ± Front Journal # ± ± Front Face 34.5 ± Cam Angle Sensor 47.4 ± Dengan selisih diameter ±3 mm maka proses cam angle sensor harus dilakukan dua kali agar tool tidak rusak. N421G00X35.000Z N422X N423G01Z F400. N424G00X N425G00X25.000Z N426X N427G01Z F200. N428G00X60.000

18 Simulasi Program Simulasi program CNC pada mesin ILA-0007 berhasil dilakukan dengan cycle time sebesar 88 detik (belum memenuhi target). Sedangkan untuk hasil pengujian quality didapatkan data sebagai berikut Nama Bagian Ukuran Standard OD (mm) Hasil Pengukuran (mm) Judge Distance Journal # ± O Distance Journal # ± O Distance Journal # ± O Distance Journal # ± O

19 Dari investigasi yang dilakukan didapatkan hasil bahwa yang menyebabkan cycle time 88 detik adalah sistem safety dari mesin yang tidak mengijinkan spindle bekerja terlalu dekat secara. Keadaan tersebut terjadi pada saat spindle kiri memproses cam angle sensor dan spindle kanan memproses front groove. Dengan besar cycle time yang belum memenuhi target maka perlu dilakukan perancangan algoritma proses ulang.

20 Pada spindle kanan terdapat tool yang sama yakni T2-1 dan T2-4 yang masing-masing digunakan untuk proses bubut bagian rear dari front journal #1 dan front face. Apabila menggabungkan kedua proses tersebut menjadi satu proses maka dapat menghilangkan kerja salah satu tool. Pada perancangan ulang algoritma proses bubut ini, proses front face yang sebelumnya berada pada proses terakhir spindle kanan diubah menjadi proses pertama yang dilakukan spindle kanan yang dilanjutkan oleh proses bubut bagian rear dari front jurnal #1

21 BENTUK ALGORITMA PROSES BUBUT MOVING T2-1 MOVING T1-1 MOVING T2-2 TURRET "L" T1-1 T1-2 >> MOVING T1-2 MOVING T2-3 MOVING T2-5 TURRET "R" << T2-1 T2-2 T2-3 T2-4 T2-5 TURRET INDEX (TOOL CHANGING)

22 Pada simulasi kedua, pemrosesan workpiece exhaust camshaft TR-Kai dapat diselesaikan dengan cycle time 64 detik (sudah dapat memenuhi target).

23 Data quality dari pemrosesan jurnal yang dilakukan oleh spindle kiri No Bagian yang Diukur Metode Pengukuran 1 Diameter Journals 2 Run Out Journals 3 Rougness Journals 4 Width Journals #2 STD OD (mm) Aktual (mm) JUD #3 O O 9C #4 O O #5 O O #2 # O 101 MLF ±0.2 # O O O 0.1 O # O #2 #3 O O Visual 25 Z #4 O O #5 O O #2 #3 O O 10 L #4 O O #5 O O O O O O

24 No Bagian yang Diukur Metode Pengukuran STD OD (mm) Aktual (mm) JUD Diameter Groove Journals Radius Groove Journals FR Radius Groove Journals RR #2 O O #3 O O 8C Ø26.2 ± 26.6 #4 O O #5 O O # O # O PM # O # O # O # O PM # O # O

25 Data quality dari pemrosesan front journal yang dilakukan oleh spindle kanan No Bagian yang Diukur Metode Pengukuran 1 Distance FR face to thrust face STD OD (mm) Aktual (mm) JUD 28H O O 2 Distance thrust face to RR datum 101 MLF O 3 Distance thrust face to RR face PM ± O 4 Perp. Thrust face to both center 101 MLF ± O 5 Run out thrust face to both center 101 MLF ± O 6 Perp. front face to both center 101 MLF ± O 7 Run out front face to both center 101 MLF ± O 8 Diameter thrust face 48 C O O 9 Diameter front groove PM O 10 Diameter front face 25 MC O O 11 Roughness front face PM 12.5 Z 11.6 O 12 Chamfer front face S/C ± O 13 Width front face PM O O 14 Roughness thrust front face PM 12.5 Z 10.3 O

26 No Bagian yang Diukur Metode Pengukuran STD OD (mm) Aktual (mm) JUD 15 Chamfer thrust face front #1 PM ± O 16 Chamfer thrust face rear #1 S/C ± O 17 Chamfer thrust face rear #2 S/C ± O 18 Chamfer thrust face rear #3 S/C ± O 19 Diameter thrust face 12 C O O 20 Diameter radius front face PM O 21 Radius Front Face PM O 22 Roughness radius thrust face PM 9 Z O O 23 Radius thrust front face PM O 24 Diameter Radius thrust face 23 S 39 max O O 25 Diameter depth radius thrust S/C O 26 Width radius thrust face PM 0.2 max O 27 Cam Angle Sensor Jangka Sorong ± O

27 Analisa Hasil Simulasi Pemrosesan workpiece exhaust camshaft TR-Kai dapat diselesaikan dengan cycle time 64 detik pada simulasi kedua. Hasil tersebut sudah memenuhi target awal cycle time kurang dari 68 detik. Dan dari hasil pengujian quality didapatkan bahwa semua parameter bernilai baik (sesuai dengan standard pada Operational Drawing). Berdasarkan hasil tersebut algoritma sistem kontrol proses pembuatan exhaust camshaft TR Kai part pada mesin bubut CNC ILA dapat digunakan dalam proses produksi engine TR Kai.

28 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Perancangan algoritma sistem kontrol proses pembuatan exhaust camshaft TR Kai part pada mesin bubut CNC ILA-0007 dapat digunakan dalam proses produksi engine TR Kai karena hasil pengukuran semua bagian workpiece masih dalam rentang standard. Pada simulasi kedua menghasilkan nilai cycle time sebesar 64 detik. Selain itu dari hasil pengujian quality workpiece exhaust camshaft TR-Kai sudah memenuhi standard dari Toyota Operational Drawing.

29 Saran Saran yang diberikan oleh peneliti untuk penelitian selanjutnya adalah mengenai analisa proses pembubutan (feeding) terhadap ketahanan tool. Hal tersebut untuk mengetahui efisiensi dari perbandingan kecepatan proses dengan ketahanan dari tool.

30 DOKUMENTASI

31

32 TERIMAKASIH