Direktorat Pembinaan SMK 2013
45
menggunakan program tersimpan untuk memerintahkan mesin. Dengan cara ini, kesalahan pembacaan pita akan terhindar dalam CNC.
Contoh 6: Posisi aksial yang diperlukan disimpan dalam sistem CNC pada counter perangkat-lunak yang terdapat dalam program kontrol. Jika
posisi yang diizinkan maksimum di dalam sistem adalah 250 mm dan SPD = 0.01 mm, berapa banyakkah counter bit yang
diperlukan?
Pemecahan:
2
n
n = 14.61 Jadi jumlah bit yang diperlukan adalah 15.
1.6. Sistem Loop-Terbuka dan Loop-Tertutup
Setiap sistem kontrol, termasuk sistem NC, dapat direncanakan sebagai sistem dengan kendali loop-terbuka maupun kendali loop-tertutup. Istilah
kendali atau kontrol loop-terbuka dimaksudkan bahwa pada sistem tidak ada umpan-balik dan gerak pengendali tidak memiliki informasi tentang peng-aruh
sinyal yang dihasilkannya.
250 0.01
Log 25000 Log 2
Direktorat Pembinaan SMK 2013
46
a
b
Gambar 1.7. `Kontrol digital a digital loop-terbuka dan b loop-tertutup
Sistem NC loop-terbuka adalah tipe digital yang menggunakan motor step motor langkah untuk menggerakkan eretan. Motor step adalah alat yang
memutarkan poros transfortir pada suatu sudut tetap sebagai jawaban ter- hadap pulsa masuk. Motor step adalah alat dengan cara paling sederhana
untuk mengkonversikan pulsa listrik menjadi gerakan setara, dan yang menyediakan jawaban termudah akan masalah kontrol. Karena pada sistem
ini tidak ada umpan-balik dari posisi eretan, maka ketelitian sistem adalah semata-mata merupakan fungsi kemampuan motor melangkah melalui jumlah
langkah yang tepat yang diberikan pada masukannya. Gambar 1.7 merupakan kontrol digital dengan sistem loop-terbuka dan sistem
loop-tertutup yang digunakan untuk sumbu gerakan tunggal. Kontrol loop tertutup mengukur posisi aktual dan kecepatan gerak sumbu dan
membandingkannya dengan referensi yang dikehendaki. Perbedaan antara nilai aktual dengan nilai yang dikehendaki disebut dengan kesalahan. Kontrol
yang direncanakan sedemikian rupa untuk mengeliminasi, memper-kecil kesalahan, disebut sebagai tipe umpan-balik negatif.
Pada sistem NC, baik masukan ke loop kontrol maupun sinyal umpan-balik bisa merupakan rentetan pulsa, di mana satu pulsa menunjukkan satu satuan
SPD, misalnya, 0.01 mm. Komparator digital menkorelasikan dua rentetan dan memberikan, melalui suatu alat converter digital ke analog Digital to
Asupan Pulsa
Roda gigi
Meja Transforti
r
Asupan Pulsa
Direktorat Pembinaan SMK 2013
47
Analog Converter DAC, suatu sinyal yang menunjukkan kesalahan posisi sistem, yang digunakan untuk menggerakkan servomotor dc. Perlengkapan
umpan-balik yang merupakan encoder inkremental, lihat Gambar 1.7. b, dipasang pada ujung bebas transportir dan berfungsi untuk menyediakan
keluaran pulsa. Encoder inkremental terdiri dari sebuah piringan berputar rotating disk yang dibagi dalam beberapa segmen yang secara berurutan
tembus cahaya dan tak tembus cahaya atau buram dan jernih. Sebuah fotosel pothocell dan sebuah bola lampu ditempatkan pada kedua sisi piringan.
Ketika piringan disk berputar, setiap perubahan intensitas cahaya yang jatuh pada photocell memberikan suatu pulsa keluaran. Kecepatan pulsa per minit
yang diberikan oleh encoder adalah sebanding dengan putaran per minit ppm dari transportir.
Contoh 7: Sebuah motor step dengan 200 step per putaran dipasang untuk transportir dari sebuah mesin gurdi. Tusuk transportir adalah 2.5
mm Catatan: tusuk adalah jarak antara dua puncak mata ulir secara berurutan. Untuk ulir tunggal, tusuk adalah sama dengan
jarak aksial dua puncak mata ulir dalam satu putaran. a. Berapakah SPD dari sistem?
b. Jika motor menerima suatu frekuensi pulsa sama dengan 2000
pulsa per detik ppd, Berapakah kecepatan linier dalam mmminit?
Pemecahan: a. SPD = 2.5200 = 0.0125 mm.
b. V = 2000 0.0125 60 = 1500 mmmin. = 1.5 mmin.
Contoh 8: Sebuah servomotor dc dikopelkan langsung dengan sebuah transportir yang akan menggerakkan meja dari sebuah mesin
perkakas NC. Sebuah encoder digital yang memancarkan 500 pulsa per putaran dipasang pada ujung bebas transportir. Jika
tusuk transportir adalah 5 mm dan motor berputar pada kecepatan 600 rpm, hitunglah:
Direktorat Pembinaan SMK 2013
48
a. Kecepatan linier meja. b. SPD dari sistem NC.
c. Frekuensi yang dipindahkan oleh encoder.
Pemecahan: a. V = 600 5 = 3000 mmmin. = 3 mmin.
b. SPD = 5500 = 0.01 mm. Untuk gerakan 1 SPD, satu pulsa dipindahkan
oleh encoder. c. F = 3000600.01 = 5000 ppd.
Salah satu sifat utama dari motor step adalah bahwa kecepatan maksimumnya bergantung kepada momen putar. Semakin tinggi momen
putar, semakin rendah frekuensi maksimum yang diizinkan ke motor. Motor step tidak dapat digunakan untuk mesin-mesin yang momen puntirnya tak
tetap berubah-ubah, karena beban besar yang tidak dapat diprediksikan akan mengakibatkan motor kehilangan step yang pada akhirnya akan meng-
akibatkan terjadinya kesalahan posisi. Pada sistem kontur untuk mesin perkakas, gaya potong akan membebani motor dengan momen puntir yang
dipengaruhi oleh kondisi pemotongan, dan oleh karena itu, motor step tidak direkomendasikan sebagai penggerak untuk sistem kontur tersebut. Motor
step dapat digunakan dengan baik untuk sistem pemotongan kontur laser- beam di mana hanya suatu bayangan yang bergerak dan untuk mesin gurdi
PTP, di mana beban puntir pada motor hampir konstan. Robot industri dan sistem kontur seperti mesin bubut dan mesin frais membutuhkan sistem
kontrol loop-tertutup.
c. Tugas dan Tes Formatif 1. MCU sebuah mesin gurdi menghasilakn pulsa 20.000 perintah dalam 12 detik
untuk mengontrol sebuah motor step sumbu gerakan. Jika resolusi kontrol
Direktorat Pembinaan SMK 2013
49
adalah SPD = 0.01 mm, berapakah jarak yang dilintasi dan kecepatan sumbu bersangkutan mmin?
2. Suatu MCU mengontrol dua sumbu gerakan yang saling tegak lurus secara bergantian dengan kondisi seperti dalam soal No. 1. Hitunglah jarak lintasan
yang ditempuh dan kecepatannya sepanjang lintasan.
3. Sebuah mesin perkakas digunakan untuk memotong suatu alur dengan sudut 45 sepanjang 50 mm pada bidang XY. Resolusi sistem adalah SPD = 0.01
mm, dan kecepatan pemakanan yang digunakan sepanjang alur = 100 mmmin. Tentukanlah jarak lintasan yang ditempuh dalam SPD dan
kecepatan mmmin dari setiap sumbu.
4. Apakah suatu kontrol loop-terbuka sesuai untuk suatu sistem penggerak pemakanan dari:
a. Meja mesin gurdi yang selalu bergerak pada kecepatan yang sama dan
dengan beban yang sama? Mengapa b. Mesin perkakas yang bergerak pada kecepatan yang bervariasi dengan
beban yang berbeda? Mengapa 5. Perencanaan sebuah sistem kontrol loop-terbuka menggunakan 200 step per
putaran motor step sebagai perlengkapan penggerak aksial; resolusi yang diperlukan adalah SPD = 0.01 mm.
a. Berapakah tusuk ulir transportir jika dikopelkan langsung ke motor, di
mana jenis ulir tarnsfortir adalah ulir tunggal. b. Untuk tusuk 5 mm, berapakah perbandingan gigi yang diperlukan antara
motor dan transportir?
Direktorat Pembinaan SMK 2013
50
2. Kegiatan Belajar 2
