BAB III ALGORITMA PEMBUATAN LASER TRAJECTORY

Transkripsi

1 BAB III ALGORITMA PEMBUATAN LASER TRAJECTORY 3. Algoritma Generate Laser Trajector Algoritma perencanaan untuk membuat laser trajector model prismatik dan berkontur ini dilakukan dengan tahapan algoritma pada gambar III.. Input a. STL File b. Slice interval c. RP parameter Slicing Path-elements generation Path lingking Output Laser Trajector G-Code File Gambar 3. : Algoritma laser trajector 64

2 Tahapan algoritma pembuatan laser trajector dimulai dengan mengambil File STL ang berisi informasi menganai data facet normal dan tiga verte pembentuk masing-masing segitiga. File STL dapat diperoleh dari softwaresoftware CAD ang ada, seperti Unigraphic, SolidWork, Catia, atau AutoCad. Model ang dibuat harus tegak kea rah sumbu-z untuk mempermudah pembuatan. Selain File STL, informasi lain ang berkaitan dengan parameter RP seperti laer thickness dan hatch space perlu disiapkan. Besar kecilna nilai parameter tersebut akan mempengaruhi proses pembuatan, karena akan banak terbentuk titik potong pada segitiga facet. Gambar III. : File STL input Tahapan selanjutna adalah slicing, pada bagian ini model File STL kemudian dipotong dengan bidang pada sumbu-. Interval slicing di ambil dari parameter laer thickness dan prosesna dimulai dari bawah 0 sampai dengan maksimum model, untuk penelitian ini interval slicing dibuat seragam untuk mempermudah dalam proses trajector. Z XY Gambar III.3 Slicing dengan interval seragam pada sumbu

3 Slice Slice 4 Slice 6 Slice 9 Gambar III.4 : Permukaan laer pada tahapan slicing Hasil slicing dilakukan pada sumbu- dari -minimum sampai - maksimum ini titik potongna disimpan dalam vector data khusus dan akan digunakan untuk tahapan selanjutna, aitu path elements generation. Tahapan ini dibuat dengan membuat lintasan laser untuk setiap laer, lintasan ang dibuat dengan metode directional parallel untuk mempermudah gerakan perpindahan laser. Pada tahap ini dilakukan proses slicing juga terhadap sumbu-, dengan intervalna berdasarkan parameter hatch space. Proses slicing dilakukan dari - minimum sampai -maksimum dan dilakukan pencarian titik ang akan digunakan untuk lintasan laser tiap laer. Gambar III.5 : Path elements generation 66

4 Tahap terakhir adalah path lingking, pada tahap ini setiap path element generation tiap laer kemudian dihubungkan menjadi satu lintasan laser dari 0 sampai maksimum model. Dan output dari tahapan algoritma ini adalah lintasan laser dan File G-Code ang berisi kode L00, G00, G0 dan koordinat ang mengiringina. L00 Pergerakan laser menuju laer ke...dengan kondisi laser off. G00 Pergerakan laser menuju koordinat ang dituju dengan laser off. G0 Pergerakan laser menuju koordinat ang dituju dengan laser on. Gambar III.6 : Path lingking (a) L00 G : : G : : G : : G : : G : : G : : dst. (b) Gambar III.7 : Hasil output: a. laser trajector, b. File G-Code 67

5 3. Penentuan Inde Segitiga, Inde Verte, dan Koordinat Verte Untuk mapatkan informasi mengenai inde segitiga, inde verte, dan koordinat verte dari file STL maka perlu dipahami terlebih dahulu mengenai pengertian kata solid, facet normal, facet, outerloop, verte, verte, dan solid ang sudah dijelaskan pada Bab.. Untuk membuka dan membaca file STL maka perlu script fidfopen(namafile, r ). Fopen merupakan fungsi untuk membuka file, sedangkan r merupakan string nama file untuk membaca file. Fungsi ini di ikuti dengan aafgetl(fid), sebagai teks file dalam satu garis. Misalkan sebuah balok berikut memiliki enam sisi, maka akan terbentuk segitiga facet dan 8 titik verte pembentuk solid. solid facet normal E E E-00 verte E E E+0 verte E E E+0 verte E E E+0 loop facet facet normal E E E-00 verte E E E+0 verte E E E+0 verte E E E+0 loop facet facet normal E E E+00 verte E E E+0 verte E E E+00 verte E E E+00 loop facet facet normal E E E+00 verte E E E+00 verte E E E+0 verte E E E+0 loop 68

6 facet facet normal E E E-00 verte E E E+00 verte E E E+00 verte E E E+00 loop facet facet normal E E E-00 verte E E E+00 verte E E E+00 verte E E E+00 loop facet facet normal E E E-7 verte E E E+00 verte E E E+0 verte E E E+0 loop facet facet normal E E E-7 verte E E E+0 verte E E E+00 verte E E E+00 loop facet facet normal E E E+00 verte E E E+00 verte E E E+00 verte E E E+0 loop facet facet normal E E E+00 verte E E E+0 verte E E E+0 verte E E E+00 loop facet facet normal E E E+00 verte E E E+00 verte E E E+00 verte E E E+0 loop facet facet normal E E E+00 verte E E E+0 verte E E E+0 verte E E E+00 loop facet solid Gambar III.8 : Model dan File STL Balok di dalam file STL tersebut tidak ada kata mengenai inde segitiga dan inde verte. sehingga perlu dibuat program m-file untuk membaca informasi inde segitiga, inde verte, dan koordinat verte seperti berikut ini, 69

7 cla reset; namafile'balok.tt'; fidfopen(namafile,'r'); %tampilkangambar(fid); MinMa [ ]; MinMa [ ]; MinMa [ ]; i; j; count0; arr eros(3); while () aafgetl(fid); if ~ischar(aa), break; [a,b] strtok(aa,' '); if strcmp(a,'facet') [c,d] strtok(b,' '); for k4:6, [e,d] strtok(d,' '); hihi inline(e); T(i,k) hihi(); ii 0; count; elseif strcmp(a,'verte') iiii+; [a,b] strtok(b,' '); [b,c] strtok(b,' '); hahainline(a); huhu() haha(); X(ii) haha(); hahainline(b); huhu() haha(); Y(ii) haha(); hahainline(c); huhu(3) haha(3); Z(ii) haha(); V(j,)0; V(j,)0; V(j,3)0; inde0; for kaka :j, if (abs(v(kaka,)-huhu())<0.00 && abs(huhu()-v(kaka,))< && abs(huhu(3)-v(kaka,3))<0.00) indekaka; break; if inde0, % masukkan ke verte %disp('masuk'); V(j,)huhu(); V(j,)huhu(); V(j,3)huhu(3); if MinMa()>V(j,), MinMa()V(j,); 70

8 if MinMa()<V(j,), MinMa()V(j,); if MinMa()>V(j,), MinMa()V(j,); if MinMa()<V(j,), MinMa()V(j,); if MinMa()>V(j,3), MinMa()V(j,3); if MinMa()<V(j,3), MinMa()V(j,3); arr(count)j; else arr(count)inde; %disp('tidak masuk'); jj-; jj+; countcount+; elseif strcmp(a,'solid'), ii-; jj-; elseif strcmp(a,'facet') T(i,)arr(); T(i,)arr(); T(i,3)arr(3); ii+; deltaxminma()-0; deltayminma()-0; deltazminma()-0; % normalisasi MinMa()MinMa()-deltaX; MinMa()MinMa()-deltaX; MinMa()MinMa()-deltaY; MinMa()MinMa()-deltaY; MinMa()MinMa()-deltaZ; MinMa()MinMa()-deltaZ; % menentukan inde segitiga dan inde verte for i:i, disp([i T(i,) T(i,) T(i,3)]); % menentukan inde verte dan koordinat verte for ii:j, V(ii,)V(ii,)-deltaX; V(ii,)V(ii,)-deltaY; V(ii,3)V(ii,3)-deltaZ; disp([ii V(ii,) V(ii,) V(ii,3)]); 7

9 Setelah program tersebut dijalankan maka didalam command window akan muncul informasi mengenai inde segitiga, inde verte, dan koordinat verte. inde segitiga inde verte inde verte koordinat verte Gambar III.9 : Inde segitiga, inde verte, dan koordinat verte 7

10 3.3 Penentuan Inde Segitiga Yang Berpotongan Algoritma untuk mapatkan perpotongan antara sebuah model 3D dengan bidang datar, bidang ang dipilih adalah bidang, aitu bidang ang tegak lurus dengan sumbu koordinat (atau bidang ang sejajar dengan bidang ang dibentuk oleh sumbu koordinat ). Bidang-bidang ang digunakan sebagai pemotong model bergantung kepada interval antar dua bidang berdekatan, serta koordinat minimum dan maksimum. Misalna jika min 0 dan ma 0 sedangkan interval antar dua bidang slicing interval, maka ada enam bidang, masing-masing {0,, 4, 6, 8, 0}. Untuk mapatkan titik-titik potong sebuah bidang dengan model facet 3D informasi ang sudah harus dimiliki adalah: a. Inde segitiga; untuk mengindentifikasi semua segitiga atau facet ang ada dalam STL. Masing-masing inde segitiga memiliki tiga inde verte sebagai pembentukna. b. Inde verte; untuk mengidentifikasi semua verte ang ang menjadi titik-titik pembentuk segitiga. Masing-masing inde verte menunjuk ke satu nilai koordinat verte. c. Koordinat verte; aitu nilai koordinat semua verte dalam (,,). Ketiga informasi ini menjadi database utama, bisa digambarkan sebagai berikut: Inde segitiga Inde verte Inde verte Inde verte dst.. Inde verte Koordinat Koordinat Koordinat dst.. 73

11 Jadi, untuk menentukan lokasi sebuah segitiga terhadap bidang, cari indena, kemudian tentukan tiga inde vertekna, dan dapatkan koordinat (,,) dari ketiga vertekna. Setelah informasi mengenai inde segitiga, inde verte, dan koordinat verte sudah teridentifikasi dan tersimpan dalam arra data, selanjutna adalah mencari inde segitiga ang berpotongan dengan bidang potong. Metode pencarian ini dilakukan dengan metode brute searching, metode ini dilakukan dengan mengecek setiap segitiga ang ada apakah berpotongan dengan bidang atau tidak. Jika berpotongan, indeks segitiga tersebut disimpan dalam sebuah struktur data arra. Pengecekan ini dilakukan untuk setiap bidang ang akan diiriskan dengan model facet. Pekatan untuk pengecekan setiap bidang potong dilakukan dengan kondisi berikut: Jika letakz_ < < letakz_, atau Jika letakz_ > > letakz_, atau Jika letakz_ letakz_, atau Jika letakz_, atau Jika letakz_ Gambar III.0 : Titik perpotongan segitiga ang mungkin. 74

12 3.4 Penentuan CC-Point Tiap Slicing Penentuan CC-Point tiap slicing dilakukan dengan metode adjacent serching, metode ini diawali dengan mencari secara acak sebuah segitiga ang berpotongan dengan bidang (sebut saja segitiga u), begitu didapatkan satu segitiga tersebut, maka algoritma berjalan sebagai berikut:. Ambil satu sisi segitiga, misal sisi s ang berpotongan dengan bidang, kemudian tentukan titik perpotonganna. Simpan titik ini pada sebuah struktur data vektor. Segitiga ang tersimpan dalam struktur data angkatan kemudian diambil salah satu. Lalu salah satu dari sisina di ambil. Sisi ang diambil memiliki dua titik dan dua titik tersebut di ambil nilai Z na, letakz_ V(inde,3) dan letakz_ V(inde,3).. Kemudian posisi tersebut di periksa sisi tersebut dan dilakukan perhitungan dengan metode ang sudah pernah dilakukan oleh Ganjar K. [8], aitu menetukan formulasi untuk mencari titik potong bidang c dengan sisi dari sebuah segitiga. Sisi segitiga dibentuk oleh dua buah titik p (,, ) dan p (,, ). Langkah pertama adalah mengecek apakah c berada di dalam rentang dan. Jika ia, maka berarti sisi segitiga tersebut berpotongan dengan bidang c. Langkah selanjutna adalah mencari titik dimana perpotongan terjadi. Secara matematis, persamaan garis dalam ruang R3 dirumuskan sebagai berikut. 75

13 76 Gambar III. : Persamaan garis pada ruang R3[8]. Berdasarkan gambar di atas, persamaan garis-l ang dibentuk oleh titik adalah + t c b a (III.) Karena + c b a P P, maka c b a (III.) Dengan demikian persamaan (III.) dapat disubstitusi menjadi + t (III.3) Karena c, maka nilai t dapat dihitung, aitu t + t (III.4) P (,, ) P (,, ) a b c Y Z X l

14 Maka dari persamaan (III.4) dapat diperoleh titik (,,) sebagai titik perpotongan antara sisi segitiga ang dibentuk oleh titik p (,, ) dan p (,, ) dengan bidang c. Dan titik potong ang telah ditentukan tersebut kemudian disimpan dalam variabel data V (penulisan variabel di Software pemrograman). 3. Setelah titik potong sisi pertama ditemukan, selanjutna mencari sisi ang indek segitigana sama kemudian simpan sisi segitiga tersebut. Letak Z dari sisi ang ditemukan tersebut kemudian disimpan sebagai titik ketiga dari indek segitiga pertama. Sehingga proses selanjutna adalah melakukan pencarian titik potong untuk setiap kondisi: Jika titik potong jatuh diantara verte dan verte 3 Jika titik potong jatuh diantara verte dan verte 3 Jika titik potong jatuh pada verte Jika titik potong jatuh pada verte 3 Gambar III. : Penentuan titik selanjutna. Kemudian dilakukan perhitungan untuk mencari titik potong (,,) dengan persamaan garis lurus (III.3) pada bagian sebelumna. Dan hasil perhitungan titik potong disimpan dalam variabel data V. 77

15 4. Algoritma ini berjalan terus sampai diketemukanna seluruh titik potong dengan sumbu-. dan akan berakhir sampai pada -maksimum. 3.5 Penentuan Lintasan Setiap Laer Pada bagian ini dilakukan proses slicing untuk membuat lintasan pada bidang-. Untuk itu perlu ditentukan bidang ang akan dipotong. bidang- dipilih sebagai bidang potong terhadap facet. Algoritma dilakukan dengan mengambil salah satu titik bagian tertentu dari variabel data V ang bersinggungan dengan potongan bidang-.kondisi ini digambarkan sbb: Jika V(k,satu,) sama dengan, maka disimpan dalam arra data V_Lintasan. Jika V(k,dua,) sama dengan, maka disimpan dalam arra data V_Lintasan. Jika diantara V(k,satu,) dan V(k,dua,) maka dilakukan perhitungan titik potong pada sumbu- dengan persamaan garis lurus. Gambar III.3 : Penentuan titik-titik path elements. Seperti terlihat pada gambar garis pada ruang R3 (gambar III.) proses pencarian titik pada sumbu-, dilakukan dengan persamaan (III.3) berikut: 78

16 79 + t Karena bidang potong adalah bidang-, maka b, maka nilai t dapat dihitung, aitu b t + t (III.5) Maka dari persamaan (III.5) dapat diperoleh titik (,,) sebagai titik perpotongan antara sisi segitiga ang dibentuk oleh titik p (,, ) dan p (,, ) dengan bidang b. 3.6 Algoritma Keseluruhan Secara umum proses pembuatan laser trajector ini terdiri dari beberapa tahapan proses berikut, a. Memasukkan file ang akan dibuat laser trajector. b. Menentukan inde segitiga, inde verte, dan koordinat verte. c. Mencari inde segitiga tiap interval slicing bidang- (metode brute searching). d. Menimpan inde segitiga ang telah ditemukan kedalam variabel data. e. Menentukan segitiga pertama ang telah ditemukan dan disimpan dalam variabel data, kemudian mencatat inde vertena dan menimpan titik potongna kedalam variabel data baru. f. Mencari segitiga selanjutna dan kemudian tentukan titik potongna apakah bertemu di titik atau diantara titik. g. Melakukan dengan berulang sampai semua titik potong bidang- telah ditemukan dan disimpan dalam variabel data. h. Menghubungkan titik-titik potong bidang- ang telah ditemukan sampai membentuk kurva kontur untuk setiap laer.

17 i. Membuat lintasan untuk setiap laer. Lintasan dibuat dengan terlebih dahulu menentukan titik sesuai dengan hatch space ang telah ditentukan sebelumna. j. Mengurutkan titik potong berdasarkan arah sumbu-. k. Menghubungkan titik-titik lintasan ang telah diurutkan dengan fungsi plot grafik. l. Mengeluarkan file output dalam bentuk.tt, ang berisi kode mesin L00, G00, dan G0 di ikuti koordinat lintasana. 80