TUGAS AKHIR ANALISA SUMBU Z PADA PROSES KALIBRASI DAN PERGERAKAN MESIN CNC ROUTER Diajukan Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Disusun oleh : Feriagam Nayorama W.K NIM : D200100117 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA TAHUN 2016 i
ii
iii
iv
iv
MOTTO Pendidikan merupakan perlengkapan paling baik untuk hari tua (Aristoteles) Segala sesuatu dalam kehidupan dan pembelajaran akan menemukan titik dimana kita merasakan kebahagian dalam pencapaian (Penulis) vi
ANALISA SUMBU Z PADA PROSES KALIBRASI DAN PERGERAKAN MESIN CNC ROUTER Feriagam Nayorama, Bambang Waluyo, Joko Sedyono Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura Email : feria9am.nwk@gmail.com ABSTRAKSI Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui kalibrasi sumbu z pada mesin cnc router dan untuk mengetahu akurasi pergerakan pemakanan terhadap benda kerja sebelum dan sesudah dikalibrasi pada mesin cnc router. Pada proses penelitian menggunakan akrilik dilakukan tiga bentuk benda kerja. setelah itu dilakukan proses kalibrasi pada mesin cnc router dan dilakuan kedalaman pemakanan sumbu z untuk menemukan tingkat akurasi pada mesin cnc router. Hasil penelitian pada percobaan mesin cnc router, sebelum dikalibrasi didapat hasil data standar deviasi 4 persegi sama sisi terkecil 0,0856 mm dan terbesar 0,3897 mm pada lingkaran 0,0547 mm dan 0,2937 mm dan persegi panjang terkecil 0,0714 mm dan terbesar 0,5740 mm. dan sesudah dikalibrasi didapat data standar deviasi pada 4 persegi sama sisi terkecil 0,0648 mm dan terbesar 0,0141 mm pada lingkaran 0,0223 mm dan 0,0223 mm dan pada persegi panjang terkecil 0,0387 mm dan terbesar 0,0173 mm. tingkat keakurasian didapat dilihat dari table sebelum kalibrasi dan sesudah kalibrasi dan disimpulkan bahwa hasil kalibrasi lebih baik dari hasil sebelum kalibrasi. Kata kunci: Sumbu Z, CNC Router, Kalibrasi, CAD/CAM vii
ANALISA SUMBU Z PADA PROSES KALIBRASI DAN PERGERAKAN MESIN CNC ROUTER Feriagam Nayorama, Bambang Waluyo, Joko Sedyono Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura Email : feria9am.nwk@gmail.com ABSTRACTION The aim of this research is to know the calibration of z axis in cnc router machine and to know the acuration of declension movement to the work thing before and after being calibrated in cnc router mechine. The research prosess used acrylic which is done in three work thing, After that the calibration process is done in cnc router machine and did in the depth declension of z axis to find the accuration level in cnc router machine. The result of cnc router machine experiment, before calibration is obtained the standar data of standar deviation of the smallest 4 equilateral square is 0,0856 mm and the biggest is 0,0547 mm and 0,2937 mm and the smallest rectangle is 0,0714 mm and the biggest is 0,5740 mm and after being calibrated the data of standard deviation of the smallest 4 equilateral square is 0,0648 mm and the biggest is 0,0141 mm in the circle 0,0223 mm and 0,0223 mm and the smallest rectangle is 0,0387 mm and the biggest 0,0173 mm. the accuration level can be seen from the table before calibrated and after calibrated and it can be concluded that the result of calibration is better than the result before calibrated. Keywords: Z-axis, CNC Router, Calibration, CAD / CAM viii
HALAMAN PERSEMBAHAN Kupersembahkan Tugas Akhir Ini Untuk : Bapak Dan Ibu Serta Adik Ku Tersayang Teman Teman Teknik Mesin Almamater Ums viii
KATA PENGANTAR Assalamu alaikum Wr. Wb. Syukur alhamdulillah, penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT akan berkah dan rahmat-nya sehingga penyusunan laporan penulisan ini dapat terselesaikan. Tugas akhir berjudul Analisa Sumbu Z Pada Proses Kalibrasi Dan Pergerakan Mesin CNC Router dapat terselesaikan atas dukunga dari beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D. Sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Bapak Tri Widodo Besar R., ST., MSc., Ph.D. Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin. 3. Bapak Bambang Waluyo F, ST, MT.Selaku dosen pembimbing utama yang telah membimbing dalam penyusunan Tugas Akhir 4. Bapak Dr. Joko sedyono Selaku dosen pendamping kedua yang telah membimbing dalam penyusunan Tugas Akhir 5. Dosen Jurusan teknik mesin Universitas Muhammadiyah surakarta. 6. Staf dan guru SMK Muhammadiyah Kartasura yang telah membantu kami selama proses penelitian tugas akhir. 7. Bapak Widodo dan Ibu Karni Selaku orang tua saya. 8. Teman saya Angga Destya, Boy Sulfianto, Fajar Wijaya, Gesit Prabowo, Indanyana Teguh, Miftha Faisal, Risal Sufyanto, Wahyu Lalilul, Dan Selurah Angkatan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta. ix
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu kritik dan saran yang sifat membangun dari pembaca akan penulis terima dengan senang hati. Wassalammu alaikum Wr. Wb. Surakarta, 2 Juli 2016 Penulis Feriagam Nayorama W.K x
DAFTAR ISI Halaman Judul... i Pernyataan Keaslian Skripsi... ii Halaman Persetujuan... iii Halaman Pengesahan... iv Lembar Soal Tugas Akhir... v Halaman Motto... vi Abstraksi... vii Halama Persembahan... viii Kata Pengantar... ix Daftar Isi... xi Daftar Gambar... xiv Daftar Grafik... xvi Daftar Tabel... xvii Daftar Lampiran... xix BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1. Latar belakang... 1 1.2. Tujuan penelitian... 2 1.3. Pembatasan masalah... 2 1.4. Manfaat penelitian... 2 1.5. Metode Penulisan... 3 1.6. Sistematika penulisan... 3 xi
BAB II Dasar Teori... 4 2.1. Tinjauan pustaka... 5 2.2. Landasan teori... 7 2.2.1. Pengertian Mesin CNC... 7 2.2.2. Program CNC... 8 2.2.3. Motor stepper... 8 2.2.4. Meja Mesin... 9 2.2.5. Spindle Mesin... 9 2.2.6. Panel Control... 10 BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 11 3.1. Diagram Penelitian... 11 3.2. Prosedur Penelitian... 12 3.2.1. Studi Pustaka... 12 3.2.2. Studi Lapangan... 12 3.2.3. Persiapan Bahan... 12 3.2.4. Pemilihan Bahan... 12 3.3. Alat Alat Pendukung... 17 3.4. Alat Dan Bahan Penelitian... 19 3.5. Tempat Penelitian... 21 3.6. Proses Pembutan Produk... 21 xii
3.7. Waktu Siklus... 22 3.8. Prosedur pembutan produk... 22 3.9. Pengujian dan pendataan keakurasian kalibrasi... 22 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN... 23 4.1. Data Hasil Penelitian... 23 4.1.1. Hasil Benda Kerja Sebelum Kalibrasi... 23 4.1.2. Hasil Benda Kerja Sesudah Dikalibras... 32 4.1.3. Hasil kedalaman pemakanan sumbu z... 40 4.1.4. Hasil Pemotretan Benda Kerja... 42 BAB V PENUTUP... 44 5.1. Kesimpulan... 44 5.2. Saran... 44 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiii
DAFTAR GAMBAR Gambar 3.1. Diagram Penelitian... 11 Gambar 3.2. Plat Aluminium... 13 Gambar 3.3. Besi Siku... 13 Gambar 3.4. Baut... 14 Gambar 3.5. Ball Screw... 14 Gambar 3.6. Flexible Coupling... 15 Gambar 3.7. Motor Stepper... 16 Gambar 3.8. Linier Bearing... 16 Gambar 3.9. Pillow Block... 17 Gambar 3.10. Bor Tangan... 17 Gambar 3.11. Gerinda... 18 Gambar 3.12. Jangka Sorong... 18 Gambar 3.13. Dial Indicator... 19 Gambar 3.14. Akrilik... 19 Gambar 3.15. Mesin Cnc Router... 20 Gambar 3.16. Proses Pembuatan Produk... 21 Gambar 3.17. Waktu Siklus (Cycle Time)... 22 Gambar 4.1. Bentuk 4 Persegi Sama Sisi 3d Sebelum Kalibrasi... 23 Gambar 4.2. Bentuk 4 Persegi Sama Sisi 2d Sebelum Kalibrasi... 24 Gambar 4.3. Bentuk Lingkaran 3d Sebelum Kalibrasi... 26 Gambar 4.4. Bentuk Lingkaran 2d Sebelum Kalibrasi... 27 Gambar 4.5. Bentuk Persegi Panjang 3d Sebelum Kalibrasi... 29 xiv
Gambar 4.6. Bentuk Persegi Panjang 2d Sebelum Kalibrasi... 30 Gambar 4.7. Bentuk 4 Persegi Sama Sisi 3d Sesudah Kalibrasi... 32 Gambar 4.8. Bentuk 4 Persegi Sama Sisi 2d Sesudah Kalibrasi... 32 Gambar 4.9. Bentuk Lingkaran 3d Sesudah Kalibrasi... 35 Gambar 4.10. Bentuk Lingkaran 2d Sesudah Kalibrasi... 35 Gambar 4.11. Bentuk Persegi Panjang 3d Sesudah Kalibrasi... 38 Gambar 4.12. Bentuk Persegi Panjang 2d Sesudah Kalibrasi... 38 Gambar 4.13. Bentuk Penampang 4 Persegi Sama Sisi... 42 Gambar 4.14. Betuk Penampang Bentuk Lingkaran... 43 Gambar 4.15. Bentuk Penampang Persegi Panjang... 43 xv
DAFTAR GRAFIK Grafik 4.1 Data Hasil Kedalaman Pemakanan 4 Persegi Sama Sisi Sebelum Kalibrasi... 25 Grafik 4.2 Data Hasil Kedalaman Pemakanan Lingkaran Sebelum Kalibrasi... 28 Grafik 4.2 Data Hasil Kedalaman Pemakanan Persegi Panjang Sebelum Kalibrasi... 31 Grafik 4.3 Data Hasil Kedalaman Pemakanan 4 Persegi Sama Sisi Sesudah... 33 Grafik 4.4 Data Hasil Kedalaman Pemakanan Lingkaran Sesudah Kalibrasi... 36 Grafik 4.5 Data Hasil Kedalaman Pemakanan Persegi Panjang Sesudah Kalibrasi... 39 Grafik 4.6 Data Hasil Kedalaman Pemakanan 4 Persegi Sama Sisi Sesudah Dan Sebelum Kalibrasi... 41 Grafik 4.7 Data Hasil Kedalaman Pemakanan Lingkaran Sesudah Dan Sebelum Kalibrasi... 41 Grafik 4.8 Data Hasil Kedalaman Pemakanan Persegi Panjang Sesudah Dan Sebelum Kalibrasi... 42 xvi
DAFTAR TABEL Tabel 4.1. Hasil Penelitian Kedalaman Pemakanan Bentuk 4 Persegi Sama Sisi Sebelum Kalibrasi... 24 Tabel 4.2. Data Hasil Perhitungan Untuk Menentukan Standar Deviasi Bentuk 4 Persegi Sama Sisi Sebelum Kalibrasi... 25 Tabel 4.3. Standar Deviasi Betuk Persegi 4 Persegi Sama Sisi Sebelum Kalibrasi... 26 Tabel 4.4. Hasil Penelitian Kedalaman Pemakanan Bentuk Lingkaran sebelum Kalibrasi... 27 Tabel 4.5. Data Hasil Perhitungan Untuk Menetukan Standar Deviasi Bentuk Lingkaran sebelum Kalibrasi... 28 Tabel 4.6. Stadar Deviasi Bentuk Lingkaran Sebelum Kalibrasi... 28 Tabel 4.7. Data Hasil Kedalaman Pemakanan Kedalaman Pemakanan Betuk Persegi Panjang sebelum Kalibrasi... 30 Tabel 4.8. Data Hasil Perhitungan Menetukan Standar Deviasi Bentuk Persegi Panjang Sebelm Kalibrasi... 31 Tabel 4.9. Standar Deviasi Bentuk Persegi Panjang Sebelum Kalibrasi... 31 Tabel 4.10. Hasil Penelitian Kedalaman Pemakanan Bentuk 4 Persegi Sama Sisi Sesudah Kalibrasi... 33 Tabel 4.11. Data Hasil Perhitungan Untuk Menentukan Standar Deviasi Bentuk 4 Persegi Sama Sisi Sesudah Kalibrasi... 34 Tabel 4.12. Standar Deviasi Betuk Persegi 4 Persegi Sama Sisi Sesudah Kalibrasi... 34 Tabel 4.13. Hasil Penelitian Kedalaman Pemakanan Bentuk Lingkaran Sesudah Kalibrasi... 36 Tabel 4.14. Data Hasil Perhitungan Untuk Menetukan Standar Deviasi Bentuk Lingkaran Sudah Kalibrasi... 37 Tabel 4.15. Stadar Deviasi Bentuk Lingkaran Sesudah Kalibrasi... 37 xvii
Tabel 4.16. Data Hasil Kedalaman Pemakanan Kedalaman Pemakanan Betuk Persegi Panjang Sesudah Kalibrasi... 39 Tabel 4.17. Data Hasil Perhitungan Menetukan Standar Deviasi Bentuk Persegi Panjang Sesudah Kalibrasi... 40 Tabel 4.18. Standar Deviasi Bentuk Persegi Panjang Sesudah Kalibrasi... 40 xviii
DAFTAR LAMPIRAN 1. Perhitungan Sebelum Kalibrasi Dan Sesudah Kalibrasi 2. Leveling Meja Mesin CNC Router xix