RANCANG BANGUN SIMULATOR CNC MULTIAXIS DENGAN MOTOR STEPPER AC

dokumen-dokumen yang mirip
ANALISA DESAIN MEKANIK DAN OPTIMASI PENENTUAN AKTUATOR AC SERVO MOTOR

BAB III PENGENDALIAN GERAK MEJA KERJA MESIN FRAIS EMCO F3 DALAM ARAH SUMBU X

BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR

BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA

RANCANG BANGUN MESIN BOR PCB OTOMATIS BERBASIS COMPUTER NUMERICAL CONTROL (CNC)

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT Flow Chart Perancangan dan Pembuatan Alat. Mulai. Tinjauan pustaka

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN. Pengujian sistem elektronik terdiri dari dua bagian yaitu: - Pengujian tegangan catu daya - Pengujian kartu AVR USB8535

BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR

III. METODOLOGI PENELITIAN. 1. Pembuatan rangkaian elektronika di Laboratorium Elektronika Jurusan

II. TINJAUAN PUSTAKA. Pergerakan meja kerja digerakan oleh sebuah motor sebagai penggerak dan poros

BAB III PERANCANGAN SISTEM

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

BAB III MODIFIKASI MEKANISME PENGGERAK PAHAT ARAH SUMBU-Z DAN PROGRAM MEKANISME PENGGERAK PAHAT MESIN ROUTER ARAH SUMBU-Z

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

BAB III RANGKAIAN PENGENDALI DAN PROGRAM PENGENDALI SIMULATOR MESIN PEMBEGKOK

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

SISTEM PENGATURAN MOTOR DC UNTUK STARTING DAN BREAKING PADA PINTU GESER MENGGUNAKAN PID

BAB II DASAR TEORI Mesin bending Megobal

BAB II SISTEM MESIN PEMOTONG AKRILIK

BAB III PERANCANGAN SISTEM

SISTEM PENGATURAN STARTING DAN PENGEREMAN MOTOR UNTUK PINTU GESER OTOMATIS

BAB II SISTEM PENENTU AXIS Z ZERO SETTER

BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR

PRESENTASI TUGAS AKHIR. Oleh : M. NUR SHOBAKH

BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA

METODE PENELITIAN. 4.1 Tempat dan Waktu. 4.2 Bahan dan Alat. 4.3 Metode

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM

V. HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI. perangkat keras untuk mengoperasikan rangkaian DC servo pada mesin CNC dan

Presentasi Tugas Akhir

III. METODE PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan mulai pada November 2011 hingga Mei Adapun tempat

BAB 3 PERANCANGAN SISTEM

BAB III PERANCANGAN SISTEM

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

BAB IV ANALISA DAN PENGUJIAN ALAT

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

III. METODE PENELITIAN. Teknik Elektro Universitas Lampung dilaksanakan mulai bulan Desember 2011

PENGENDALIAN OTOMATIK KOPLING MAGNETIK PADA SISTEM KERS SEPEDA MOTOR SUZUKI RC 110 CC

BAB III PERANCANGAN SISTEM

BAB III PERANCANGAN SISTEM

ROBOT OMNI DIRECTIONAL STEERING BERBASIS MIKROKONTROLER. Muchamad Nur Hudi. Dyah Lestari

Desain dan Implementasi Model Reference Adaptive Control untuk Pengaturan Tracking Optimal Posisi Motor DC

AKTUATOR AKTUATOR 02/10/2016. Rian Rahmanda Putra Fakultas Ilmu Komputer Universitas Indo Global Mandiri

(Dimasyqi Zulkha, Ir. Ya umar MT., Ir Purwadi Agus Darwito, MSC)

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA

Rancang Bangun Inverter Tiga Phasa Back to Back Converter Pada Sistem Konversi Energi Angin

III. METODE PENELITIAN

BAB III PERANCANGAN. Pada bab ini akan menjelaskan perancangan alat yang akan penulis buat.

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI. Pada Bab IV ini menjelaskan tentang spesifikasi sistem, rancang bangun

BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA

DASAR MOTOR STEPPER. I. Pendahuluan.

BAB 2 LANDASAN TEORI

BAB 1 PENDAHULUAN. pengujian nya, sebagai pengatur kecepatan menghasilkan steady state error yang

BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA HASIL PENGUJIAN

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN. memungkinkan terjadinya kegagalan atau kurang memuaskan kerja alat yang telah dibuat.

BAB III PERANCANGAN ALAT

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

USER MANUAL PALANGAN KERETA API OTOMATIS MATA DIKLAT : SISTEM PENGENDALI ELEKTRONIKA

BAB III PERENCAAN DAN GAMBAR

PENGARUH KECEPATAN MOTOR STEPPER TERHADAP KONSUMSI DAYA SISTEM PADAPROTOTYPE MESIN CUTTING

BAB III TEORI PERHITUNGAN. Data data ini diambil dari eskalator Line ( lampiran ) Adapun data data eskalator tersebut adalah sebagai berikut :

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

BAB III PERANCANGAN ALAT

BAB III PERANCANGAN SISTEM

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

BAB III PERANCANGAN SISTEM

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

BAB III ANALISIS DAN PERANCANGAN

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS

BAB III PERANCANGAN SISTEM

SELF-STABILIZING 2-AXIS MENGGUNAKAN ACCELEROMETER ADXL345 BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI. hexapod. Dalam bab tersebut telah dibahas mengenai struktur robot, analisa

BAB II DASAR TEORI. Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifat opensource,

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Adapun blok diagram modul baby incubator ditunjukkan pada Gambar 3.1.

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI PERANGKAT KERAS

BAB 3 PERANCANGAN SISTEM

PENGATURAN KECEPATAN DAN POSISI MOTOR AC 3 PHASA MENGGUNAKAN DT AVR LOW COST MICRO SYSTEM

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Pengembangan Sistem Mekatronika Pemindah dan Penyusun Barang tanpa Sensor Berbasis Mikrokontroller AT89S51

BAB I PENDAHULUAN. Pada saat ini, perusahaan yang membuat aki baru masih melakukan

BAB III METODE PERANCANGAN. tabung V maka penulis membuat diagram dan mekanis system sebagai

Oleh: Fikri Yoga Pemana Dosen Pembimbing: Dr. Ir. Moch. Rameli

BAB III METODE PENELITIAN

BAB II MINI PORTABLE CNC 3 AXIS

BAB IV PENGUJIAN PROPELLER DISPLAY

Pemodelan Sistem Kontrol Motor DC dengan Temperatur Udara sebagai Pemicu

BAB IV PENGUJIAN RPBOT PENGHISAP DEBU

BAB III PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM

BAB III PERANCANGAN ALAT

BAB III RANCANGAN SMPS JENIS PUSH PULL. Pada bab ini dijelaskan tentang perancangan power supply switching push pull

BAB III PERANCANGAN ALAT

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI ALAT

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL HALAMAN PENGESAHAN HALAMAN PERNYATAAN NASKAH SOAL TUGAS AKHIR HALAMAN PERSEMBAHAN KATA PENGANTAR

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian dan perancangan tugas akhir ini telah dimulai sejak bulan Juli 2009

SISTEM KONVERTER DC. Desain Rangkaian Elektronika Daya. Mochamad Ashari. Profesor, Ir., M.Eng., PhD. Edisi I : cetakan I tahun 2012

BAB 3 PERANCANGAN SISTEM

Rancang Bangun Sistem Kontrol Level dan Pressure Steam Generator pada Simulator Mixing Process di Workshop Instrumentasi

PENGARUH SUDUT PEDAL GAS TERHADAP BUKAAN THROTTLE SIMULATOR THROTTLE-BY-WIRE

OTOMASI ALAT PEMBUAT BRIKET ARANG MENGGUNAKAN PLC

Transkripsi:

TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN SIMULATOR CNC MULTIAXIS DENGAN MOTOR STEPPER AC TENANG DWI WIBOWO 2110 030 041 Dosen Pembimbing: Ir. Winarto, DEA Program Studi D3 Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2013

Latar Belakang Kebutuhan dunia industri berupa alat yang mampu produksi yang efektif dan efisien. Mesin frais CNC salah satu alat yang mampu melakukan banyak gerakan dibanding mesin perkakas yang lain. Sebagai pembelajaran mengenai CNC. Mesin simulasi yang portable

Rumusan Masalah Bagaimana merancang dan membangun mekanik simulator CNC multiaxis dengan motor stepper AC sesuai dengan kabin pesawat terbang yaitu 500 x 400 x 230 mm. Bagaimana model dan wiring dari simulator CNC multiaxis dengan motor stepper AC Bagaimana sistem gerak yang bisa dilakukan oleh simulator CNC multiaxis dengan motor stepper.

Batasan Masalah Penggunaan motor stepper dengan sudut gerak minimum 1,8 /pulsa Dimensi alat sesuai dengan koper kabin pesawat yaitu 520 x 360 x 230 mm Menggunakan plotter sebagai simulasi dari gerakan Bahan struktur mekanik dari aluminium dengan ketebalan 4 mm Motor tidak menggunkan encoder sebagai feedback Gerakan axis hanya dengan mode JOG yaitu x, y, dan z Gerakan aktuator motor berupa perintah pulse signal input Batasan gerakan sumbu x sejauh 200 mm Batasan gerakan sumbu y sejauh 250 mm Batasan Grakan sumbu z sejauh 70 mm

Tujuan Mengetahui rancangan mekanik simulator CNC multiaxis dengan motor stepper sesuai dimensi kabin pesawat. Mengetahui model dan wiring yang tepat untuk simulator CNC multiaxis dengan motor stepper. Mengetahui simulasi gerak sumbu dari simulator

Manfaat Tugas akhir ini nantinya akan digunakan sebagai bahan ajar dalam lembaga formal. Sebagai penunjang penelitian berikutnya khususnya dibidang CNC Memberikan gambaran sistem kerja gerakan CNC 3 axis dengan motor stepper.

Motor Stepper Motor stepper Motor stepper tipe hibrid Lilitan bipolar diperlukan sinyal pulsa yang berubah-ubah dari positif ke negatif dan sebaliknya. P

Persyaratan Desain Gerakan dari masing-masing sumbu dapat dikendalikan secara linier sumbu yaitu sumbu +x, -x, +y, -y, +z, -z

Diagram Alir Tugas Akhir Mulai Mulai Studi Literatur Definisi Masalah Definisi masalah elektrik Bagian Mekanik/ Elektrik mekanik Konsep dan Desain Mekanik dan Elektrik Desain Aktuator Desain Part Pembuatan Alat Desain Program Desain Assembly Pengujian Simulasi Analisa dan Hasil Gambar 2D Selesai Selesai

Blok diagram komponen Travo 2A Listrik PLN

Komponen Elektronik Power Supply dengan input tegangan 220V arus AC dari listrik PLN mampu mensupply daya output yaitu 12V DC dengan arus 2A Mikrokontroller Atmega16 sebagai chip penyimpan program Resistor 4k7 sebagai pull up reset Kapasitor 100µf Kapasitor 470µf Kapasitor 22pf Osilator eksternal

Komponen Elektronik (lanjutan) power input type 12V~36VDC - AC power input 23V~24V - Arus 0,3A 2.0A - Microstepping 1,8 o /pulsa - Dimensi 96mm x 60mm x 24,5mm - berat <200g - Temperatur kerja 15 18 o C - - Gerakan sudut 1,8 o /pulsa - Arus 1A per phase - 2 phase, tegangan 2,7 VDC, - Resistance 2,7 ohm/phase, - Inductance 4,3 mh/phase - Torsi 1400 gcm

Komponen elektronik (lanjutan) Tegangan input primer: 110V / 220V / 240V @ AC 50Hz. Tegangan output sekunder: 6V / 9V / 12V / 15V/ 18V / 20V. Arus output sekunder: maksimal 2 A

Permodelan Struktur Mekanik Menggunakan Software CAD 1. Poros luncur sumbu x 2. Ulir penggerak sumbu x 3. Pemegang ploter atau spindle 4. Poros luncur sumbu z 5. Ulir penggerak sumbu z 6. Flang motor sumbu z 7. Back simulator 8. Poros luncur sumbu y 9. Ulir penggerak sumbu y 10. Flang motor sumbu x 11. Flang motor sumbu y 12. Rumah elektrik/ control 13. Penopang sumbu y 14. Bush luncur sumbu x 15. Meja simulator

Pembuatan Simulator CNC Multiaxis Ulir penggerak Flang motor stepper Poros pengarah

Pembuatan Simulator CNC (lanjutan) Mekanik sumbu Z Mekanik Setelah di assembly Komponen mekanik siap assembly

Struktur mekanik Simulator CNC Proses perakitan komponen mekanik stelah di cat Hasil akhir perakitan

Analisa Perhitungan Perencanaan Ulir penggerak Sumbu X Pemilihan diameter luar ulir penggerak Torsi yang dibutuhkan untuk menggerakkan ulir penggerak Perhitungan tegangan bending Perhitungan tegangan geser Perhitungan tegangan tarik pada daerah kaki ulir

Analisa Perhitungan (lanjutan) Perencanaan Ulir penggerak Sumbu Y Pemilihan diameter luar ulir penggerak Torsi yang dibutuhkan untuk menggerakan ulir penggerak Perhitungan tegangan bending Perhitungan tegangan geser Perhitungan tegangan tarik pada daerah kaki ulir

Analisa Perhitungan (lanjutan) Perencanaan Ulir penggerak Sumbu Z Pemilihan diameter luar ulir penggerak Torsi yang dibutuhkan untuk menggerakan ulir penggerak Perhitungan tegangan bending Perhitungan tegangan geser Perhitungan tegangan tarik pada daerah kaki ulir

Analisa Perhitungan (lanjutan) Perencanaan Motor Stepper masing-masing sumbu x, y,dan z Perencanaan Torsi yang dibutuhkan Motor z Perencanaan Daya yang dibutuhkan Motor y Motor x

Wiring diagram Rangakaian Elektrik

Rangakaian Elektrik (lanjutan) Rangkaian Antar Hardware Elektrik

Microstepping (kiri) pemilihan jumlah langkah/putaran microstepping yaitu 200 pulsa/putaran (tengah) pemilihan arus yang digunakan yaitu 1 A (kanan) pemilihan full step

Pemrograman AVR Atmega16

Data Pendukung Eksperimen dan Analisa Data Aktual Mekanik Simulator CNC No Koefisien Nilai Satuan 1 Massa total 8 kg 2 Sumbu x 270 mm 3 Sumbu y 280 mm 4 Sumbu z 70 mm Data motor stepper No Koefisien Nilai Satuan 1 Detent Torsi 0,06 N.M 2 Hold Torsi 0,14 N.m 3 Langkah 1,8 o /pulsa

Data Pendukung (lanjutan) Data motor driver No Koefisien Nilai Satuan 1 Microstepping 1,8 o /pulsa 2 Arus 1 Ampere (A) Data Kecepatan Motor Stepper No Koefisien Nilai Satuan 1 Kecepatan maksimum 2 Kecepatan minimum 285,9 Rpm 14,5 Rpm

Pengujian Pemberian Pulsa Diketahui 200 pulsa menghasilkan ¾ putaran maka dapat diketahui panjang langkah jika pengujian dilakukan dengan masukan pulsa yang berbeda. Dengan pitch ulir penggerak 1,75 mm. Pemberian 500 pulsa Sehingga didapat panjang aktual gerak sumbu yaitu: Jadi, dari pemberian 500 pulsa menghasilkan panjang langkah sejauh 3,28 mm.

Sistem Gerak Sumbu X Data Pengujian Gerak Sumbu x+ No Pengujian Waktu (detik) 1 Pengujian 1 11,85 2 Pengujian 2 12,11 3 Pengujian 3 12,42 Waktu rata-rata 12,12 Data Pengujian Gerak Sumbu x- No Pengujian Waktu (detik) 1 Pengujian 1 12,02 2 Pengujian 2 12,04 3 Pengujian 3 13,73 Waktu rata-rata 12,59

Analisa Pengujian Sumbu X Pengujian kecepatan gerak sumbu Kecepatan gerak seharusnya Putaran dikali pitch Kecepatan gerak saat pengujian jarak tempuh dibagi waktu tempuh rata-rata Selisih kecepetan

Analisa Pengujian Sumbu X (lanjutan) Pengujian Gerak Sumbu Membuat Garis Lurus

Sistem Gerak Sumbu Y Data Pengujian Gerak Sumbu y+ No Pengujian Waktu (detik) 1 Pengujian 1 12,67 2 Pengujian 2 14,16 3 Pengujian 3 12,20 Waktu rata-rata 13,01 Data Pengujian Gerak Sumbu y- No Pengujian Waktu (detik) 1 Pengujian 1 13,57 2 Pengujian 2 12,34 3 Pengujian 3 12,44 Waktu rata-rata 12,78

Analisa Pengujian Sumbu Y Pengujian kecepatan gerak sumbu Kecepatan gerak seharusnya Putaran dikali pitch Kecepatan gerak saat pengujian jarak tempuh dibagi waktu tempuh rata-rata Selisih kecepetan

Analisa Pengujian Sumbu Y (lanjutan) Pengujian Gerak Sumbu Membuat Garis Lurus

Sistem Gerak Sumbu Z Data Pengujian Gerak Sumbu z+ No Pengujian Waktu (detik) 1 Pengujian 1 4,03 2 Pengujian 2 3,62 3 Pengujian 3 3,26 Waktu rata-rata 3,63 Data Pengujian Gerak Sumbu z- No Pengujian Waktu (detik) 1 Pengujian 1 5,03 2 Pengujian 2 4,23 3 Pengujian 3 3,54 Waktu rata-rata 4,26

Analisa Pengujian Sumbu Z Pengujian kecepatan gerak sumbu Kecepatan gerak seharusnya Putaran dikali pitch Kecepatan gerak saat pengujian jarak tempuh dibagi waktu tempuh rata-rata Selisih kecepetan

Kesimpulan Simulator Multiaxis CNC terbentuk dengan dimensi 300 mm x 400mm x 280mm (kondisi ready) dan berdimensi 300mm x 400mm x 230mm (kondisi packing). Struktur mekanik terbuat dari bahan alumunium 6061-T6 dengan masa jenis 27 kg/m 3, kekuatan yield 241 Mpa. dan mampu menerima pembebanan maksimal yaitu 4,9 N yaitu pada sumbu x dan memiliki koefisien gesek maksimal 0,61. Daya motor direncanakan 9,6 Watt dengan torsi 0,305 N.m Dalam eksperimen yang dilakukan yaitu dengan Mode JOG, gerak masing-masing sumbu x,y, dan z telah sesuai dengan motion mesin frais CNC.

Kesimpulan (lanjutan) Ekperimen sistem gerak sumbu x,y, dan z berturut-turut memiliki waktu tempuh maksimum rata-rata adalah 12,59 detik menempuh jarak 100 mm, 13,01 detik menempuh jarak 100 mm, 4,23 detik menempuh jarak 30 mm. Selisih ketidakakuratan waktu tempuh gerak sumbu x, y dan z masing-masing adalah 0,4 mm/detik, 0,52 mm/detik, dan 1,3 detik. Motor stepper 1,8 o /pulsa, microstepping 1,8 o 1A. Dengan error motor stepper yaitu 200 pulsa ¾ putaran tanpa pembebanan. Video simulator CNC