13
Home dari pergerakan stopper dan sebagai pembatas maksimal gerakan maju maupun mundur overtravel.
Bagian penggerak terdiri dari Driver Step dan Motor Step. Driver Step fungsinya untuk menerjemahkan sinyal output PLC menjadi sinyal sesuai dengan keperluan Motor
Step untuk bergerak. Gerakan Motor Step yang dikendalikan meliputi kecepatan dan Posisi.
Bagian bending terdiri dari Foot Switch dan mesin bending sendiri. Terdapat dua buah Foot Switch pada sistem ini, yaitu pada mesin bending dan foot switch pada sistem
penggerak stopper. Foot switch pada penggerak stopper berfungsi untuk memberikan informasi kepada PLC untuk memutar Motor Step sehingga stopper akan bergerak
sesuai dengan arah dan posisi yang diinginkan. Lalu proses bending dilakukan menggunakan foot switch yang terdapat pada mesin bending.
3.1. Perangkat Keras
Perangkat Keras yang dimaksudkan dalam skripsi ini adalah meliputi perangkat mekanik dan perangkat elaktronik. Modifikasi mekanik yang dilakukan dengan
mengganti sistem stopper manual menjadi sistem stopper yang digerakkan menggunakan motor.
Sedangkan perubahan pada perangkat elektronik berupa penambahan sistem kendali stopper bending menggunakan HMI, PLC dan Motor Step. Penjelaskan
mengenai perhitungan jarak dan kecepatan motor step akan diperoleh pada sub bab ini. Dan untuk dapat melakukan realisasi modifikasi ini diperlukan gambar kerja elektronik.
3.1.1. Mekanik dan Sistem Mekanik Pada sub bab ini dijelaskan tentang kondisi mesin sebelum dilakukan modifikasi
perangkat mekanik, rancangan modifikasi dan realisasi dari modifikasi perangkat mekanik.
3.1.1.1.Kondisi mesin sebelum perangkat mekanik dimodifikasi Pada kondisi ini operator harus berjalan ke bagian belakang mesin untuk
menggeser stopper mesin. Ketepatan pergeseran stopper sangat ditentukan oleh keahlian
14
operator. Sehingga resiko terjadinya ketidak tepatan pergeseran menjadi cukup besar. Setiap pergeseran selalu memerlukan pengujian dengan benda kerja. Hal ini cukup
merugikan dari segi waktu maupun efisiensi produksi pada mesin bending.
Gambar 3.2. Kondisi Mesin sebelum perangkat mekanik dimodifikasi.
3.1.1.2.Rancangan modifikasi perangkat mekanik. Untuk menghindari kesulitan pergeseran stopper dan mengurangi ketidak tepatan
pergeseran maka dirancang modifikasi perangkat mekanik yang digerakkan menggunakan motor step. Sehingga operator tidak perlu lagi berjalan ke belakang mesin
dan tidak lagi diperlukan benda kerja untuk menguji ketepatan pergeseran stopper. Penggerak yang dipilih adalah motor step karena memiliki karakter yang bagus
untuk mengendalikan posisi dan pengulangan gerakan, respon terhadap gerakan bolak balik juga sangat bagus.
Pergeseran mekanisme stopper dilakukan oleh dua buah linear screw di sisi kiri dan kanan. Dengan demikian dibutuhkan transmisi putaran dari motor step menuju
kedua linear screw. Transmisi yang digunakan menggunakan timing belt. Keuntungan
15
menggunakan timing belt adalah tidak memerlukan perawatan dan tidak ada resiko slip pada putarannya.
Putaran dari timing belt tersebut kemudian digunakan untuk memutar linear screw. Linear screw inilah yang akan membawa unit stopper.
Motor Step
a
b
c Gambar 3.3. Rancangan modifikasi perangkat mekanik : a,
pandangan belakang. b pandangan atas. c pandangan samping.
16
Sebagai perantara putaran motor dengan pergerakan timing belt dan putaran linear screw digunakan timing pulley seperti yang ditunjukkan oleh
gambar berikut ini.
Gambar 3.4. Posisi Stopper, Linear screw, Timing pulley dan
Timing belt
Komponen mekanik yang dibutuhkan adalah : 1.
Linear screw Fungsi linear screw pada skripsi ini adalah untuk membawa stopper bergerak
ke depan dan ke belakang sesuai dengan arah putaran Motor Step. Terdapat dua buah linear screw dalam rancangan modifikasi ini.
Gambar 3.5. Linear screw
Linear screw yang digunakan memiliki spesifikasi : Panjang 1000 mm, pitch 20 mm.
17
2. Timing Pulley
Fungsi timing pulley adalah sebagai komponen perantara putaran poros motor dan pergerakan timing pulley. Keuntungan menggunakan timing pulley
dan timing belt adalah dapat digunakan untuk daya besar , tanpa slip, perbandingan putaran eksak.
Gambar 3.6. Timing Pulley
3. Timing Belt
Fungsi timing belt adalah sebagai penghubung putaran dari satu poros putar satu dengan poros putar lainnya.
Gambar 3.7. Timing Belt
Pada poros motor terpasang timing pulley 1, kemudian pada poros linear screw sisi kanan terpasang timing pulley 2, dan pada poros linear
screw sisi kiri terpasang timing pulley 3. Masing-masing timing pulley memiliki rasio 1 : 1, sehingga putaran motor dan putaran linear screw
memiliki kecepatan sama.
18
Gambar 3.8. Pemasangan Timing Pulley dan timing belt
3.1.1.3.Kondisi mesin setelah dilakukan modifikasi perangkat mekanik Setelah semua perangkat mekanik terpasang dilakukan pengujian gerakan
mekanik dengan memutar poros motor secara manual. Tujuan dari memutar poros motor adalah untuk mengetahui tingkat keseragaman gerakan pembawa stopper yang dibawa
oleh linear screw. Karena apabila gerakan tidak parallel antara sisi kiri dan kanan akan mengakibatkan beban pergerakan secara mekanis akan menjadi sangat berat. Hal ini
akan menyebabkan terjadinya beban lebih pada motor penggerak.
Gambar 3.9. Hasil modifikasi perangkat mekanik.
19
3.1.2. HMI HMI yang digunakan dalam skripsi ini adalah GT1020-LBD2, Mitsubishi,
dengan spesifikasi Power 24 VDC, 3,7”, monochrome, power 1,9W.
Gambar 3.10. Hubungan HMI dengan PLC dan PC
PC dihubungkan ke HMI dengan menggunakan terminal Mini DIN 8pin. HMI dihubungkan ke PLC dengan menggunakan kabel GT 10-C100R4 8P. Dari HMI kabel
dihubungkan melalui terminal samping dan kemudian pada PLC dihubungkan menggunakan D-Sub 9pin.
Gambar 3.11. Detail terminal HMI
Kabel ini digunakan untuk komunikasi antara PLC dan HMI. Masing-masing dihubungkan sesuai dengan ketentuan yang terdapat dalam petunjuknya.
20
Gambar 3.12. Sambungan HMI ke PLC
3.1.3. PLC PLC yang digunakan dalam skripsi ini adalah FX3U-48MT, Mitsubishi, Power
Supply 24VDC, 24 input 24 Output.
Gambar 3.13. PLC FX3U-48MT, Mitsubishi
3.1.4. Motor Step dan Driver Step Penggerak yang dipilih dalam skripsi ini adalah Motor Step. Motor jenis ini
membutuhkan Driver untuk dapat beroperasi. Motor dan Driver yang menggunakan merk Autonics.
21
3.1.4.1.Motor Step Motor Step yang digunakan dalam skripsi ini adalah Step Motor Autonics A63K
– G5913W, 5 phase 42VDC, 2,8APhase, Holding Torque 63 kgf-cm, 100-220 VAC.
Gambar 3.14. Motor Step, Autonics A63K
– G5913W.
3.1.4.2.Driver Step Driver Step yang digunakan adalah MD5-HF28, Autonics dengan spesifikasi 5
phase, 2,8Aphase, 100-220 VAC
Gambar 3.15. Driver Step, Autonics MD5-HF28
22
PLC dihubungkan ke Servo Drive untuk memberikan sinyal gerakan maju, mundur dan berhenti. Sinyal yang diberikan berbentuk pulsa yang menunjukkan jumlah
putaran yang dikehendaki dan kecepatan yang diinginkan.
3.1.5. Perhitungan Jarak dan kecepatan Berdasarkan panjang linear screw yang digunakan maka pergerakan stopper
maksimal adalah 1000 mm. Dengan jarak ulir pitch pada linear screw 20 mmrotation, maka berarti untuk
menempuh 1000 mm dibutuhkan putaran sebanyak : 1000 mm : 20 mmputaran = 50 putaran
Apabila waktu tempuh yang diijinkan adalah 5 detik, maka kecepatan putaran paling rendah yang diijinkan adalah :
50 putaran : 5 detik = 5 putarandetik
= 0,2 detikputaran 5 putarandetik x 60 detik = 300 putaranmenit
Setiap satu pulsa yang diberikan kepada Motor Step akan memutar Motor Step sebesar 0,72
. Sehingga setiap putaran motor 360 membutuhkan 500 pulsa.
Jika setiap putaran membutuhkan waktu 0,2 detik, maka frekuensi pulsadetik minimal yang harus dikeluarkan oleh PLC adalah :
500 pulsa : 0,2 detik = 2500 pulsadetik
= 2,5 KHz
3.1.6. Gambar Kerja Gambar kerja dalam skripsi ini membahas tentang konfigurasi sistem dari
komponen utama yang digunakan, penjelasan power supply yang digunakan, Input PLC, output PLC dalam hubungannya dengan Driver Step dan Motor Step.
23
3.1.6.1.Konfigurasi Sistem Gambaran secara umum sistem yang digunakan dalam skripsi ini adalah Input
dan monitor menggunakan HMI, Pengolahan dan penyimpanan data di dalam PLC dan Outputnya berupa gerakan motor step yang dikendalikan oleh Driver Step.
Gambar 3.16. Konfigurasi komponen utama
3.1.6.2.Power Supply Rangkaian membutuhkan Power Supply untuk mengaktifkan sistem dalam
skripsi ini. Tegangan masukan yang dibutuhkan adalah 220 VAC. PLC dan HMI membutuhkan tegangan 24 VDC, dan Servo Drive menggunakan tegangan sumber 220
VAC.
Gambar 3.17. Power Suppy
24
3.1.6.3.Input PLC Terdapat 5 input PLC yang dibutuhkan dalam skripsi ini. Tiga buah sensor
digunakan untuk Zero Position, Max Travel dan Over Travel. Zero Position digunakan untuk menentukan titik nol dari mesin bending. Max Travel digunakan untuk membatasi
langkah maksimal dari pergeseran bending. Over travel digunakan sebagai pembatas apabila terjadi langkah yang melewati batas Sero Position. Foot Switch digunakan
sebagai pemicu pergeseran stopper. Box Operation fungsinya untuk mengaktifkan sistem di dalam program PLC.
Gambar 3.18. Input PLC
3.1.6.4.Output PLC Output PLC dihubungkan ke Driver Step. Y0 terhubung ke Input Driver CW, Y4
terhubung ke CCW dan Y10 ke Hold Off. Output CW dan CCW berbentuk pulsa.
25
Fungsi dari output CW adalah memberikan perintah kepada motor step untuk berputar maju. CCW digunakan untuk member perintah motor Step berputar mundur. Output
Hold Off berlogika 1 atau 0, fungsinya untuk menahan motor step pada saat berhenti berputar.
Gambar 3.19. Output PLC dan Input Driver Step
3.1.6.5. Output Driver Step Motor Output Driver Step terhubung ke Motor Step digunakan untuk mengirimkan
sinyal yang memberi perintah kepada motor step.
Gambar 3.20. Output Driver Step Motor
26
3.2. Perangkat Lunak
