i

Sistem Spindle Utama Mesin CNC

dengan PC Base Mach 3

Oleh:

Rudi Kristianto

NIM: 612012805

Tugas Akhir

Untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh

Ijasah Sarjana Teknik Elektro

FAKULTAS TEKNIK ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER

UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA

SALATIGA

ii

Sistem Spindle Utama Mesin CNC

dengan PC Base Mach 3

Oleh:

Rudi Kristianto

NIM: 612012805

Skripsiini telah diterima dan disahkan

Sebagai salah satu persyaratan guna mencapai

SARJANA TEKNIK ELEKTRO

dalam

Program Studi Teknik Elektro

FAKULTAS TEKNIK ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER

UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA

SALATIGA

Disahkan Oleh:

Pembimbing I Pembimbing II

Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng

Tanggal : ………………………….

Ir. F. Dalu Setiaji, M. T.

Tanggal :…………………

iii

INTISARI

Mesin CNC Aciera F5 adalah mesin CNC milling, mesin ini mengalami

kerusakan pada sistem kendali dan penggeraknya. Sistem penggerak yang mengalami

kerusakan meliputi sistem penggerak sumbu dan sistem spindel. Mekanik unit mesin ini

masih memenuhi syarat untuk digunakan sehingga mesin ini sangat memungkinkan

untuk diperbaiki. Sistem kendali yang digunakan untuk memperbaiki mesin ini yaitu

sistem kendali dengan berbasis komputer personal menggunakan software Mach3.

Sistem kendali berbasis komputer personal ini mempunyai kelebihan mudah ditemukan

dipasaran dengan harga yang terjangkau. Software Mach3 memiliki kelebihan yaitu

program G-Code dapat dibuat berdasarkan gambar desain yang dimasukkan ke software

Mach3 yang selanjutnya diubah menjadi program G-Code. Komunikasi yang terjadi

antara personal komputer dengan sistem penggerak sumbu dan spindel menggunakan

parallel port yang dipisahkan oleh rangkaian breakout board sebagai pengamannya.

Sistem penggerak yang meliputi motor spindel, inverter, motor penggerak sumbu dan

driver merupakan komponen yang diganti dengan komponen baru. Motor spindel

diganti dengan motor induksi yang mempunyai putaran motor dan daya motor yang

lebih rendah dari motor induksi yang digunakan terdahulu. Software Mach3 akan

mengeluarkan signal perintah yang kemudian masuk ke breakout board untuk diolah

menjadi signal keluaran pulsa dan signal masukan ke inverter untuk mengatur putaran

motor. Motor akan berputar sesuai dengan program yang dijalankan software Mach3,

sehingga mesin CNC akan membuat profil benda kerja sesuai dengan gambar kerja.

iv

ABSTRACT

Aciera F5 is a CNC milling machine, this machine suffered damage on the

control and actuator systems. The actuator system’s damages include axis actuator and

spindle systems. The mechanical parts on this machine still qualified to be used, so this

machine has high possibility to be repaired. Control system that is used to repair this

machine is a personal computer-based control system using Mach3 software. This

personal computer-based control system is easily found in the market with reasonable

price. The advantage using Mach3 software is it can convert picture with specific

format to be G-code command. Communication from computer to actuator drivers is

using parallel port and breakout board as a safety circuit. The replaced actuator system

includes spindle motor, inverter, axis actuators, and axis actuator drivers. The spindle

motor is using induction motor that have lower motor rotation and motor power than

the previous motor. Stepper motors are used to replace the DC servo motor as the axis

actuators in order to make it more easily synchronized with Mach3 software. Mach3

software transmits command signals which are then transferred into the breakout board

to be processed to be input signals for inverter and actuator drivers to .control the

motor rotation. Motors will work according to the programs that executed by Mach3

software, so the CNC machine will make the workpiece accordance with the drawings.

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala berkat dan bimbingan-Nya

sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat kelulusan dari Fakultas Teknik

Elektronika dan Komputer, Program Studi Teknik Elektro Universitas Kristen Satya

Wacana.

Semua usaha yang lakukan tentu tidak akan berarti tanpa bantuan, dorongan,

serta bimbingan dari berbagai pihak. dalam kesempatan ini ingin mengucapkan

terimakasih sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak dan Ibu yang telah memberikan dukungan moril dan motivasi

serta kasih saying kepada kami .

2. Anak dan Istri tercinta yang telah memberikan dorongan serta motivasi

tanpa henti kepada kami .

3. Bapak Dr. Iwan Setiawan, M.T, selaku Dekan Fakultas Teknik

Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana yang telah

memberikan kesempatan kepada untuk menyelesaikan skripsi.

4. Bapak Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng., selaku pembimbing I yang telah

bersedia memberikan pengarahan dan bimbingan selama melaksanakan tugas akhir.

5. Bapak Ir. F. Dalu Setiaji, M. T. selaku pembimbing II yang telah

bersedia memberikan pengarahan dan bimbingan selama melaksanakan tugas akhir.

6. Romo T. Agus Sriyono SJ, M.A, M.Hum. yang telah memberikan

bantuan berupa dana selama belajar di Universitas Kristen Satya Wacana

7. Bapak Y.V. Yudha Samodra HM, ST.,M.Eng. yang telah memberikan

kesempatan kepada untuk belajar di Universitas Kristen Satya Wacana

8. Rekan-rekan instruktur Program Studi Teknik Mekatronika Politeknik

ATMI Surakarta yang telah memberikan dorongan kepada kami.

vi

Banyak pihak yang mungkin tidak disebutkan disini karena keterbatasan ruang,

untuk itu mohon maaf sebesar-besarnya.

Akhir kata, menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dalam skripsi ini, oleh

sebab itu kritik dan saran yang membangun dari pembaca sangat diharapkan. Semoga

an skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Salatiga, 22 September 2015

vii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................... I

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. II

INTISARI ............................................................................................................ III

ABSTRACT ......................................................................................................... IV

KATA PENGANTAR .......................................................................................... V

DAFTAR ISI ...................................................................................................... VII

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... IX

DAFTAR TABEL ................................................................................................ XI

BAB I ...................................................................................................................... 1

PENDAHULUAN .................................................................................................. 1

LATAR BELAKANG ........................................................................................... 1

1.1 RUMUSAN MASALAH ................................................................................... 4

1.2 BATASAN MASALAH .................................................................................... 4

1.3 TUJUAN ........................................................................................................ 7

1.4 METODE PENGERJAAN ................................................................................. 7

BAB II .................................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

DASAR TEORI .................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

2.1 RUMUS PERHITUNGAN POWER MESIN DAN POWER MOTOR ............. ERROR!

BOOKMARK NOT DEFINED.

2.2 BREAKOUT BOARD ................................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

2.3 MOTOR INDUKSI 3 FASA ...................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

2.4 INVERTER .............................................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

2.5 SOFTWARE MACH3 ................................ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

2.6 KOMPONEN ARUS KUAT ...................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

2.7 FUSE .................................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

viii

2.8 POWER SUPPLY UNIT ............................ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

BAB III .................................................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

PERANCANGAN SISTEM................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

3.1 SISTEM SECARA KESELURUHAN .......... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

3.2 SISTEM HARDWARE .............................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

3.3 SISTEM SOFTWARE MACH3 ................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

BAB IV .................................................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

PENGUJIAN DAN ANALISIS ........... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

4.1 PENGUJIAN ........................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

4.1 ANALISA .............................................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

BAB V .................................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

PENUTUP ............................................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

5.1 KENDALA DAN PENYELESAIAN ............ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

5.2 KEMUNGKINAN PENGEMBANGAN ........ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

5.3 KESIMPULAN ....................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

5.4 KEUNGGULAN DAN KELEMAHAN ......... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

DAFTAR PUSTAKA ........................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

LAMPIRAN .......................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

ix

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR 1.1 MESIN F5 , ACIERA ................................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

GAMBAR 1.2 BAGIAN MAIN SPINDLE ........................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

GAMBAR 2.1 BREAKOUT BOARD MESIN ACIERA F5 ........................................................... 18

GAMBAR 2.2 MOTOR INDUKSI ........................................................................................... 18

GAMBAR 2.3 INVERTER TOSHIBA ...................................................................................... 19

GAMBAR 2.4 TAMPILAN MACH 3 ....................................................................................... 20

GAMBAR 2.5 CARA PEMBACAAN G-CODE ......................................................................... 21

GAMBAR 2.6 ELCB 25A ..................................................................................................... 25

GAMBAR 2.7 MCB ............................................................................................................. 26

GAMBAR 2.8 S-N11 KONTAKTOR ...................................................................................... 26

GAMBAR 2.9 THERMAL OVERLOAD RELAY ....................................................................... 27

GAMBAR 2.10 RELAY 24V ................................................................................................ 28

GAMBAR 2.11 FUSE DILENGKAPI DENGAN HOLDER FUSE .................................................. 30

GAMBAR 2.12 POWER SUPPLY 24V ................................................................................... 31

GAMBAR 2.13 FLOW CHART SISTEM MESIN ACIERA F5 ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

GAMBAR 3.1 MOTOR INDUKSI 3 FASA ............................................................................... 34

GAMBAR 3.2 INVERTER VF-S15 – 4037PL-W ..................................................................... 35

GAMBAR 3.3 RANGKAIAN OPTOCOUPLER UNTUK INVERTER ............................................. 36

GAMBAR 3.4 BREAKOUT BOARD ....................................................................................... 38

GAMBAR 3.5 TAMPILAN INTERFACE MACH3 ..................................................................... 39

GAMBAR 3.6 FILE INSTALLER MACH3 ............................................................................... 39

GAMBAR 3.7 TAMPILAN AWAL INSTALLER MACH 3 ........................................................... 40

GAMBAR 3.8 LICENCE AGREEMENT .................................................................................. 40

GAMBAR 3.9 LETAK FOLDER PENYIMPANAN HASIL INSTALASI ......................................... 41

GAMBAR 3.10 FITUR-FITUR MACH3 YANG DIINSTAL ......................................................... 41

GAMBAR 3.1PROFIL MACH3 YANG DAPAT DIPILIH ............................................................ 42

GAMBAR 3.11 TAMPILAN KONFIRMASI INSTALASI MACH 3 ................................................ 42

GAMBAR 3.12 INSTALASI DRIVER PARALLEL PORT ........................................................... 43

GAMBAR 3.13 PEMBERITAHUAN INSTALASI TELAH SELESAI ............................................. 43

x

GAMBAR 3.14 LOAD SCREEN MACH3 ................................................................................ 44

GAMBAR 3.15 FILE SCREEN THEME ................................................................................... 44

GAMBAR 3.16 BUKA FILE SCREEN ..................................................................................... 45

GAMBAR 3.17 HASIL DARI LOAD SCREEN .......................................................................... 45

GAMBAR 3.18 KONFIGURASI PORTS DAN PINS ................................................................... 46

GAMBAR 3.19 TAB KONFIGURASI MOTOR OUTPUT ............................................................ 47

GAMBAR 3.20 KONFIGURASI STEP DAN PIN MOTOR OUTPUT ............................................. 47

GAMBAR 3.21 KONFIGURASI INPUT SIGNALS .................................................................... 47

GAMBAR 3.22 KONFIGURASI SPINDEL SETUP .................................................................... 48

GAMBAR 3.23 SETTING RASIO PULLEY.............................................................................. 48

GAMBAR 3.24 KONFIRMASI PERUBAHAN SETTING ............................................................ 49

GAMBAR 4.1 PERINTAH SPINDLE SEARAH ATAU BERLAWANAN ARAH JARUM JAM ............ 51

GAMBAR 4.2 STRUKTUR PROGRAM .................................................................................. 51

GAMBAR 4.3 RPM METER .................................................................................................. 54

xi

DAFTAR TABEL

TABEL 1.1 KEADAAN MESIN YANG DIPERBAIKI ............................................................... 6

TABEL 1.2 SPESIFIKASI KOMPUTER ................................................................................... 7

TABEL 2.1 PENJELASAN G-CODE ............................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

TABEL 3.1 SPESIFIKASI INVERTER VF-S15 – 4037PL-W ........... ERROR! BOOKMARK NOT

DEFINED.

TABEL 3.2 PARAMETER SETTING INVERTER .................................................................... 37

TABEL 4.1 KONFIGURASI PIN PARALLEL PORT YANG DIGUNAKAN ................................. 52

TABEL 4.2 HASIL PENGUJIAN OUTPUT TEGANGAN PARALLEL PORT ............................... 53

TABEL 4.3 HASIL PENGUJIAN OUTPUT FREKUENSI UNTUK MOTOR SPINDEL ................... 53

TABEL 4.4 HASIL PENGUJIAN KECEPATAN PUTAR MOTOR INDUKSI DAN PUTARAN

HORISONTAL SPINDEL YANG DIDAPAT ..................................................................... 55

TABEL 4.5 HASIL PENGUJIAN KECEPATAN PUTAR MOTOR INDUKSI DAN PUTARAN

VERTICAL SPINDEL YANG DIDAPAT ......................................................................... 55

TABEL 4.6 HASIL PENGUJIAN POMPA OLI ........................................................................ 57

TABEL 4.7 JENIS MATERIAL YANG DAPAT DIKERJAKAN OLEH MESIN CNC ACIERA F5 . 60

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Saat ini kebutuhan akan tenaga ahli dalam hal pengoperasian, perawatan dan

perbaikan serta retrofiting terutama mesin CNC masih belum banyak terpenuhi,

sedangkan di Indonesia, kebutuhan akan tenaga ahli dalam hal tersebut semakin

meningkat tiap tahunnya. Hal ini menuntut lembaga pendidikan untuk

menghasilkan lulusan-lulusan baru dengan kualitas dan kuantitas yang dapat

memenuhi permintaan industri. Seiring dengan peningkatan tersebut, dibutuhkan

pula penambahan kuantitas mesin untuk sarana pendidikan.

Pengadaan sarana dan prasarana untuk memenuhi kebutuhan praktek maupun

kebutuhan produksi tentu membutuhkan biaya yang tidak sedikit. Oleh sebab itu,

banyak pelaku usaha maupun lembaga pendidikan yang memilih untuk mencari

alternatif lain untuk memenuhi kebutuhan mesin produksinya. Salah satu alternatif

yang banyak diminati adalah me-retrofit mesin CNC yang memiliki kontrol yang

rusak atau tidak dapat berfungsi mengganti dengan sistem kontrol yang lebih baru

dan menghidupkan mesin tersebut supaya dapat dipergunakan kembali.

Studi kasus yang dilaksanakan di Politeknik ATMI Surakarta menunjukan

bahwa biaya yang diperlukan untuk perbaikan mesin lama, tidak mencapai

seperempat biaya yang dibutuhkan untuk mengadakan sebuah mesin baru.

Politeknik ATMI surakarta memiliki mesin CNC yang rusak secara sistem dan

elektronik , tetapi dalam sistem mekaniknya masih bagus. Dalam hal ini kami akan

melakukan retrofiting mesin Aciera F5 CNC 3000 untuk bagian main spindle serta

mengganti controller dengan control baru yang berbasis PC dengan menggunakan

software Mach3. Biaya yang dikeluarkan tidak begitu banyak jika dibandingkan

dengan membeli mesin baru, dengan cara mengganti motor untuk main spindle dan

controller- nya serta untuk komputer sebagai sistem controller-nya.

2

Gambar 1.1 Mesin F5 , Aciera

Salah satu rancangan main spindle yang akan dilakukan adalah mengganti motor

yang lama dengan motor type yang baru dengan motor induksi 3 phase serta

dengan pengendali putaran menggunakan fungsi inverter. Controller juga akan kita

ganti dengan controller berbasis PC menggunakan software Mach3, hal ini

disebabkan biaya dari controller tersebut murah dengan kapasitas serta kemampuan

yang tidak kalah dengan controller mesin industri pada umumnya, Mesin Milling

CNC merupakan suatu mesin yang dimana fungsi utamanya meliputi main spindle

serta axis atau penggerak lainnya , serta yang tidak kalah utama yaitu system

control-nya.

3

Gambar 1.2 bagian main spindle

Mesin CNC Politeknik ATMI Surakarta yang mengalami kerusakan secara

sistem dan elektronika , tetapi secara fungsi mekanik masih bagus. Baik secara

pengoperasian, perawatan dan perbaikan mesin CNC belum banyak dilakukan.

Khususnya di politeknik ATMI surakarta. Kondisi tersebut menuntut lembaga

pendidikan untuk menghasilkan lulusan baru dengan kualitas dan kuantitas yang

dapat memenuhi permintaan industri. Sehingga lembaga pendidikan perlu untuk

menambahkan kuantitas mesin CNC untuk sarana belajar mengajar seiring dengan

peningkatan tersebut.

Pengadaan sarana dan prasarana untuk memenuhi kebutuhan praktek maupun

kebutuhan produksi membutuhkan biaya cukup besar. Oleh sebab itu,

politeknikATMI surakarta memilih untuk mencari alternatif lain untuk memenuhi

kebutuhan mesin cnc milling sebagai sarana proses pembelajaran mahasiswa. Salah

satu alternatif yang banyak diminati adalah memperbaiki mesin dengan sistem

mekanik yang masih bagus tetapi sistem yang lama dan rusak diganti dengan

teknologi yang lebih baru serta memadai.

Studi kasus yang dilaksanakan di Politeknik ATMI Surakarta bahwa biaya

yang diperlukan untuk perbaikan mesin lama, tidak lebih mahal dari biaya yang

dibutuhkan untuk mengadakan sebuah mesin baru. Biaya yang dikeluarkan untuk

memperbaiki mesin lama, rata-rata hanya untuk mengganti motor dan driver-nya,

komputer sebagai pengendali utamanya serta biaya jasa perbaikan mesin tersebut.

4

Mesin CNC Aciera F5 merupakan mesin milling CNC yang mengalami

kerusakan pada sistem kendali dan sistem penggeraknya. Sistem kendali

sebelumnya menggunakan Siemens Sinumerik FMNC NCU570.2. Sistem

penggerak yang meliputi motor servo DC dan motor spindel mengalami kerusakan

sehingga mesin tidak dapat digunakan untuk pembelajaran.

Bagian mekanik unit mesin Aciera F5 tersebut masih memenuhi syarat untuk

digunakan karena konstruksi mesin masih bagus walau usia mesin sudah tua.

Berdasarkan alasan ini, mesin CNC Aciera F5 tersebut sangat memungkinkan

untuk dilakukan tindakan perbaikan.

1.2 Rumusan Masalah

Berikut rumusan-rumusan masalah yang ada :

1.2.1 Kurangnya kuantitas mesin CNC untuk mendukung pertumbuhan tenaga-tenaga

ahli dalam hal pengoperasian, perawatan dan perbaikan mesin CNC

1.2.2 Pengadaan mesin CNC baru lebih mahal daripada memperbaiki mesin CNC yang

rusak

1.3 Batasan Masalah

Dalam proses pembuatan skripsi ini diperlukan adanya batasan-batasan

masalah, supaya konsep yang diberikan sesuai dengan kebutuhan dan tetap fokus

dalam satu permasalahan. Berikut batasan-batasan yang berikan :

1.3.1 Pembahasan hanya menjelaskan mengenai bagian spindle utama pada mesin aciera

F5

1.3.2 Mengganti bagian dudukan mekanik pada motor spindlenya

1.3.3 Pengendali mesin milling CNC yang dipakai berupa pengendali berbasis komputer

personal dengan software Mach3.

1.3.4 Pergerakan yang dapat dilakukan oleh mesin dengan pengendali pada spindle

utama diganti dengan motor induksi 3 phase serta inverter sebagai variable speed

drivenya

5

1.3.5 Keadaan mesin yang akan diperbaiki yaitu :

Kompone

n mesin Nama Tipe Spesifikasi

Motor

sumbu

Motor

Servo

DC

FDE

T4C4

B

R050

5

Torsi motor 8 Nm

Arus

maksimal 125 A

Arus

nominal 12,8 A

Kecepatan

putar motor

maksimal

2700

rpm

Driver

motor

sumbu

Heldt+R

ossi

17750

/175

Kendali

CNC

Sinumeri

k

FMN

C

NCU

570.2

Pelumasa

n

Bijur

Delimon

D299

0

Volume Oli

per siklus

2,5-5

cm3

Waktu

siklus

30meni

t

Kapasitas

tangki 1 liter

Motor

induksi 1 fasa

Tegangan

input

115-

230V

Frekuensi

input

50/60

Hz

6

Daya motor 3 Watt

Hidrolik Maagtec

hnic

Tekanan 80 bar

Motor

induksi 3 fasa

Tegangan

input 380V

Putaran

motor

maksimum

2800

rpm

Cos φ motor 0,77

Arus

nominal

motor

0,73A

Daya motor 0,25

kW

Tabel 1.1 Keadaan Mesin yang Diperbaiki

7

1.3.6 Mesin milling CNC yang diperbaiki untuk spindle horizontal 2000rpm dan pada

spinlde vertical 1500rpm

1.3.7 Komunikasi dari komputer ke mesin menggunakan USB.

1.3.8 Spesifikasi komputer yang digunakan :

Operating System Windows XP 32bit

CPU 1 GHz

Memori 512 MB

VGA 32MB RAM

Tabel 1.2 Spesifikasi Komputer

1.4 Tujuan

Tujuan dalam pembuatan Skripsiini adalah:

1.4.1 Rebuilding / retrofit mesin lama dengan pengendali baru berbasis komputer

personal untuk menghemat biaya dibanding dengan pembelian mesin CNC baru.

1.4.2 Menambah jumlah mesin CNC yang bisa digunakan mahasiswa untuk praktek atau

produksi.

1.4.3 Menambah pengalaman dalam hal perbaikan mesin CNC.

1.5 Metode Pengerjaan

Pada bab ini akan dijelaskan beberapa metode dalam pengerjaan

skripsidengan judul “Sistem Spindle Utama Mesin CNC dengan PC Base Mach 3”.

Berikut adalah metode yang gunakan untuk menyelesaikan tugas akhir.

1.5.1 Perencanaan Kerja

Dalam metode perencanaan kerja ini terdapat beberapa tahapan yang

dilaksanakan sebagai berikut.

1.5.1.1 Tahap Pencarian Data

Tahap pencarian data ini bertujuan untuk mengumpulkan data dan informasi

mengenai kondisi awal mesin dan kemungkinan komponen yang akan dipilih.

8

Mesin Aciera F5 yang menjadi obyek penelitian dalam skripsiini sudah

pernah mengalami perbaikan. Mesin tersebut diperbaiki karena adanya kerusakan

pada sistem kendali dan tidak berfungsinya encoder yang digunakan sebagai

feedback untuk mengetahui kerja dari motor sumbu dan spindel.

PT CNC Indonesia telah melakukan perbaikan yang pertama dengan

mengganti pengendali utamanya menjadi CNC Control Type LNC controller yang

dilaksanakan pada tahun 2007. Perusahaan tersebut melakukan commissioning dan

PT CNC Indonesia tidak berhasil dalam retrofit tersebut.

Dalam skripsiyang berjudul “Sistem Spindle Utama Mesin CNC dengan PC

Base Mach 3” ini, perbaikan mesin akan dilakukan dengan mengganti motor

spindel, dan sistem kendali mesin dengan berbasis komputer personal.

1.5.1.2 Penelitian dan Pemilihan Komponen

Dalam pemilihan komponen untuk penggerak sumbu, memilih menggunakan

motor induksi 3 phase sebagai penggeraknya. Motor induksi 3 phase dipilih karena

cocok dengan software Mach3 sebagai kendali berbasis komputer personal.

Disamping itu, harga motor induksi 3 phase juga lebih murah dibandingkan dengan

motor servo spindle.

Pemilihan komponen juga dilakukan untuk komponen arus kuat yang

digunakan sebagai kendali dari pendistribusian arus listrik. Pemilihan komponen

arus kuat berdasarkan besarnya arus dan tegangan yang akan didistribusikan apakah

mencukupi dari spesifikasi masing-masing komponen atau tidak.

9

1.5.1.3 Perancangan Rangkaian Arus Kuat

Membuat rangkaian arus kuat yang digunakan untuk mengendalikan aktuator

beserta pengaman untuk rangkaian aktuator. Pemilihan komponen berdasarkan

pada perhitungan komponen arus kuat. Perhitungan komponen arus kuat ditentukan

melalui spesifikasi aktuator yang sudah ditentukan dari awal.

1.5.1.4 Perancangan Panel Box

Membuat rancangan panel box yang digunakan untuk tempat peletakan

rangkaian pengendali arus kuat dan arus lemah. Terdapat rangkaian breakout

board, wiring mesin dan rangkaian pengaman. Perancangan layout letak komponen

juga diperlukan agar semua komponen yang digunakan untuk rangkaian kendali

dapat semua masuk ke dalam panel box dengan susunan yang rapi.

1.5.1.5 Perancangan Dudukan Motor

Membuat rancangan dudukan motor sebagai tempat diletakkannya motor atau

aktuator sesuai dengan ukuran motor dan tempat yang tersedia pada mesin. Untuk

dudukan motor, sudah tersedia dari kerangka dudukan motor yang terdahulu, dan

perlu sedikit modifikasi untuk dapat digunakan.

1.5.1.6 Mencoba Komunikasi Antara Sistem Pengendali dengan Motor Tanpa Beban

Sistem kendali berupa komputer personal yang akan digunakan untuk

mengendalikan aktuator yang berada di mesin. Sebelum menuju ke mesin, sinyal

pengendali melewati breakout board yang berfungsi sebagai pengaman. Bila terjadi

sesuatu yang salah pada mesin/aktuator tidak akan merusak sistem kendalinya.

Percobaan ini dilakukan sebelum memasangkan motor pada mesin (tanpa

beban). Hal ini ditujukan untuk mengetahui apakah motor dapat berputar atau tidak.

Putaran motor sesuai dengan masukan dari Mach3 atau tidak. Jika tidak sesuai

maka dilakukan parameter ulang sampai putaran motor sesuai dengan yang

diinginkan. Apabila sudah sesuai dengan putaran motor yang diinginkan dapat

dilanjutkan ke tahap yang selanjutnya.

10

1.5.1.7 Pemasangan Motor Spindel

Pemasangan motor dapat dilakukan setelah dudukan motor selesai dibuat,

tentu saja dengan memperhitungkan penyesuaian-penyesuaian yang ada seperti

transmisi yang digunakan.

1.5.1.8 Penggabungan Total

Penggabungan total dilakukan dengan menghubungkan antara komputer

pengendali, aktuator pada mesin, rangkaian pengendali serta rangkaian pengaman

yang sudah ada pada panel box sedemikian rupa sehingga dapat berfungsi

sebagaimana mestinya.

1.5.1.9 Trial dan Cek Ulang

Memastikan mesin berjalan dengan lancar dan melakukan cek ulang apakah

bagian aktuator sudah berjalan seperti apa yang diperintahkan oleh sistem

pengendali. Pengujian diawali dengan mencoba mengkomunikasikan antara

perintah dari komputer ke mesin. Bagian pertama yaitu mencoba memutar motor

induksi, mengukur kecepatan putar motor induksi dan membandingkannya dengan

kecepatan putar spindel mesin. Jika terjadi selisih putaran yang besar antara motor

induksi dengan spindel mesin, maka dilakukan parameterisasi kembali sampai

putaran mendekati sama.

Percobaan juga dilakukan untuk mengerjakan raw material, apakah hasil

pengerjaan menggunakan mesin tersebut memiliki kepresisian yang baik sehingga

menjadi benda kerja yang sesuai dengan yang diharapkan.