Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Modifikasi Pengendali Setting Posisi Stopper Material pada mesin Megobal PB 100 T menggunakan Motor Step, Touch Screen dan PLC T1 612012807 BAB II
BAB II
DASAR TEORI
Bab ini menjelaskan tentang dasar teori dan penjelasan detail mengenai mesin
bending dan peralatan yang digunakan dalam skripsi ini. Peralatan yang dibahas adalah
Human Machine Interface (HMI) Mitsubishi GT1020-LBD, Programmable Logic
Controller , Sensor, Motor Step.
2.1. Mesin bending Megobal
Megobal adalah sebuah perusahaan pembuat mesin dari Portugal. Mesin bending
Megobal adalah mesin bending manual yang diproduksi tahun 1988. Dalam sub bab ini
dijelaskan mengenai proses kerja mesin bending dan penjelasan mengenai stopper
bending.
2.1.1. Proses kerja mesin bending
Bending adalah proses manufaktur yang mampu mengubah bentuk logam
dengan cara memberi tekanan pada salah satu permukaan. Dan akan terjadi sedikit
perubahan pada luasan permukaannya.Olaf Diegel [6].
Gambar 2.1. Punch dan Die pada proses Bending.
2.1.2. Stopper bending
Selain sudut bending hal penting yang harus diperhatikan pada proses tekuk
(bending) adalah bagaimana mengukur dan mengatur panjang X. Pengaturan dilakukan
dengan memasang Stopper pada posisi X.
4
Gambar 2.2. Proses Bending
Untuk mengatur panjang X digunakan stopper. Karena sebuah benda kerja
kemungkinan diproses bending beberapa kali maka pengaturan stopper bending menjadi
penting pada mesin bending.
2.2.HMI Mitsubishi GT1020-LBD
Human Machine Interface (HMI) adalah unit kontrol terpusat untuk fasilitas
manufaktur yang, dilengkapi dengan Penerima Data, event logging, video feed, dan
pemicu. HMI dapat digunakan untuk mengakses sistem setiap saat untuk berbagai
tujuan. Pada sistem manufaktur HMI harus bekerja secara terintegrasi dengan
Programmable Logic Controller (PLC). PLC akan mengambil informasi dari sensor,
dan mengubahnya ke aljabar Boolean [1].
Pada skripsi ini HMI digunakan sebagai masukan dan tampilan hasil pergeseran dari
stopper plat. HMI yang digunakan adalah Mitsubishi GT1020-LBD. Dengan spesifikasi
sebagai berikut: Power Supply 24 VDC, Screen Size 4,5 inch, Monochrome
Gambar 2.3. HMI Mitsubishi GT1020-LBD
5
2.3.PLC Mitsubishi FX3G-24MT/ES.
PLC adalah sebuah bentuk khusus dari pengendali berbasis mikroprosesor yang
menggunakan memori program untuk menyimpan instruksi dan mengimplementasikan
fungsi logika urutan proses, timing, counting dan fungsi aritmatika.
Biasanya sistem PLC memiliki komponen fungsional CPU, memori, power
supply unit, bagian input / output antarmuka, komunikasi antarmuka dan perangkat
pemrograman. Sebuah PLC terdiri dari :
1. Unit prosesor atau Central Processing Unit (CPU) adalah unit yang mengandung
mikroprosesor untuk menafsirkan sinyal input dan melakukan tindakan kontrol,
sesuai
dengan
program
yang
tersimpan
dalam
memori,
serta
mengkomunikasikan sinyal tindakan untuk output.
2. Unit catu daya (Power Supply) yang dibutuhkan untuk mengubah listrik AC ke
DC (5 V) yang diperlukan untuk prosesor, input dan output antarmuka modul.
3. Perangkat pemrograman (Programming Devices) yang digunakan untuk
memasukkan program yang dibutuhkan ke memori prosesor. Program ini dibuat
menggunakan perangkat lunak (software) dan kemudian dipindahkan ke unit
memori PLC.
4. Unit memori (Memory Unit) adalah tempat menyimpan program. Program
tersebut akan digunakan untuk melakukan kontrol yang akan dilakukan oleh
mikroprosesor.
5. Input and output sections bertugas mengkomunikasikan informasi dari luar.
Perangkat input and output memberikan sinyal diskrit maupun digital. Jadi
switch memberikan sinyal diskrit. Perangkat digital dapat dianggap perangkat
dasarnya diskrit yang memberikan urutan on-off sinyal. Perangkat analog
memberikan sinyal yang ukurannya sebanding dengan ukuran variabel yang
sedang dipantau. Sebagai contoh, sensor suhu dapat memberikan tegangan
sebanding dengan temperatur. [3].
6
Gambar 2.4. Sistem PLC. [3]
Untuk mengendalikan system di skripsi ini menggunakan PLC (Programmable
Logic Controller) Mitsubishi FX3G-24MT/ES. Dengan spesifikasi sebagai berikut:
Power Supply AC, Input DC, Output Transistor. 24 input/output.
Gambar 2.5. PLC Mitsubishi FX3G-24MT/ES
2.4.Sensor
Inductive Proximity Sensor adalah sensor yang bekerja berdasarkan perubahan
induktansi. Sensor ini hanya dapat mendeteksi benda yang terbuat dari logam saja.
Inductive Proximity Sensor tidak bersentuhan langsung dengan obyek sensornya,
dengan jarak deteksi antara 1 – 15 mm. Pada umumnya ukuran diameter sensor
menentukan kemampuan sensor mendeteksi obyek sensor, semakin kecil sensor maka
semakin dekat obyek sensor dapat dideteksi.
7
Sensor yang digunakan adalah PRT12-2DO, merk Autonics, batas tegangannya
10 – 30 VDC, sebanyak 3 buah Masing-masing fungsinya adalah untuk :
1. Pembatas gerakan ke depan (over travel 1)
2. Pembatas gerakan ke belakang (over travel 2)
3. Posisi Nol (Home Position)
Gambar 2.6. Proximity Sensor
2.5. Motor Step
Motor Step adalah perangkat elektro mekanik, yang mengubah pulsa listrik
menjadi gerakan mekanis diskrit.
Keuntungan penggunaan motor step antara lain adalah :
1. Sudut rotasi motor proporsional dengan pulsa masukan,
2. Motor memiliki torsi maksimal pada saat lilitan masih bertegangan,
3. Bagus untuk pengendalian posisi dan pengulangan gerakan.
4. Memiliki respon yang sangat baik untuk gerakan bolak balik,
5. Tidak memerlukan perawatan karena tidak menggunakan sikat arang.
6. Motor merespon pulsa input digital dengan kontrol loop terbuka, sehinga
pengendalian menjadi lebih mudah dan murah.
7. Hal ini dimungkinkan untuk mencapai rotasi sinkron kecepatan yang sangat rendah
dengan beban yang langsung digabungkan ke poros.
8. Kecepatan hanya diatur dengan besarnya frekuensi pulsa input
Sedangkan kerugian dari penggunaan motor step adalah :
1.
Ketidaksesuaian frekuensi dapat terjadi jika tidak dikendalikan dengan baik.
2. Tidak mudah untuk beroperasi pada kecepatan yang sangat tinggi.
8
Motor yang digunakan dalam modifikasi stopper mesin bending ini adalah Step Motor
Autonics A63K – G5913W, 5 phase 42VDC, 2,8A/Phase, Holding Torque 63 kgf-cm,
dengan Driver Stepper MD5-HF28, 5 phase, 2,8A/phase, 100-220 VAC
Gambar 2.7. Motor Step
Driver yang digunakan MD5-HF25, Autonics. Power Supply 100-220 VAC, maximum
input pulse 500 kpps, konsumsi arus 5A.
2.6.Mekanik
Komponen mekanik yang dibutuhkan dalam proses modifikasi mesin ini adalah terdiri
dari :
1. Linear Screw
Linear Screw digunakan untuk mentransmisikan gerakan berputar dari motor menjadi
gerak linear. Spesifikasi Linear Screw : Panjang 1000 mm, pitch 20mm.
Gambar 2.8. Linear Screw. [4]
2. Timing Pulley dan timing belt
Timing Pulley dan Timing Belt digunakan untuk mengirimkan gerak putaran dari motor
ke linear screw
9
Gambar 2.9. Timing Pulley dan Timing Belt
Motor Step
Gambar 2.10. Sistem mekanik tampak dari belakang mesin
Gambar 2.11. Sistem mekanik tampak atas.
10
Gambar 2.12. Sistem mekanik tampak samping.
11
DASAR TEORI
Bab ini menjelaskan tentang dasar teori dan penjelasan detail mengenai mesin
bending dan peralatan yang digunakan dalam skripsi ini. Peralatan yang dibahas adalah
Human Machine Interface (HMI) Mitsubishi GT1020-LBD, Programmable Logic
Controller , Sensor, Motor Step.
2.1. Mesin bending Megobal
Megobal adalah sebuah perusahaan pembuat mesin dari Portugal. Mesin bending
Megobal adalah mesin bending manual yang diproduksi tahun 1988. Dalam sub bab ini
dijelaskan mengenai proses kerja mesin bending dan penjelasan mengenai stopper
bending.
2.1.1. Proses kerja mesin bending
Bending adalah proses manufaktur yang mampu mengubah bentuk logam
dengan cara memberi tekanan pada salah satu permukaan. Dan akan terjadi sedikit
perubahan pada luasan permukaannya.Olaf Diegel [6].
Gambar 2.1. Punch dan Die pada proses Bending.
2.1.2. Stopper bending
Selain sudut bending hal penting yang harus diperhatikan pada proses tekuk
(bending) adalah bagaimana mengukur dan mengatur panjang X. Pengaturan dilakukan
dengan memasang Stopper pada posisi X.
4
Gambar 2.2. Proses Bending
Untuk mengatur panjang X digunakan stopper. Karena sebuah benda kerja
kemungkinan diproses bending beberapa kali maka pengaturan stopper bending menjadi
penting pada mesin bending.
2.2.HMI Mitsubishi GT1020-LBD
Human Machine Interface (HMI) adalah unit kontrol terpusat untuk fasilitas
manufaktur yang, dilengkapi dengan Penerima Data, event logging, video feed, dan
pemicu. HMI dapat digunakan untuk mengakses sistem setiap saat untuk berbagai
tujuan. Pada sistem manufaktur HMI harus bekerja secara terintegrasi dengan
Programmable Logic Controller (PLC). PLC akan mengambil informasi dari sensor,
dan mengubahnya ke aljabar Boolean [1].
Pada skripsi ini HMI digunakan sebagai masukan dan tampilan hasil pergeseran dari
stopper plat. HMI yang digunakan adalah Mitsubishi GT1020-LBD. Dengan spesifikasi
sebagai berikut: Power Supply 24 VDC, Screen Size 4,5 inch, Monochrome
Gambar 2.3. HMI Mitsubishi GT1020-LBD
5
2.3.PLC Mitsubishi FX3G-24MT/ES.
PLC adalah sebuah bentuk khusus dari pengendali berbasis mikroprosesor yang
menggunakan memori program untuk menyimpan instruksi dan mengimplementasikan
fungsi logika urutan proses, timing, counting dan fungsi aritmatika.
Biasanya sistem PLC memiliki komponen fungsional CPU, memori, power
supply unit, bagian input / output antarmuka, komunikasi antarmuka dan perangkat
pemrograman. Sebuah PLC terdiri dari :
1. Unit prosesor atau Central Processing Unit (CPU) adalah unit yang mengandung
mikroprosesor untuk menafsirkan sinyal input dan melakukan tindakan kontrol,
sesuai
dengan
program
yang
tersimpan
dalam
memori,
serta
mengkomunikasikan sinyal tindakan untuk output.
2. Unit catu daya (Power Supply) yang dibutuhkan untuk mengubah listrik AC ke
DC (5 V) yang diperlukan untuk prosesor, input dan output antarmuka modul.
3. Perangkat pemrograman (Programming Devices) yang digunakan untuk
memasukkan program yang dibutuhkan ke memori prosesor. Program ini dibuat
menggunakan perangkat lunak (software) dan kemudian dipindahkan ke unit
memori PLC.
4. Unit memori (Memory Unit) adalah tempat menyimpan program. Program
tersebut akan digunakan untuk melakukan kontrol yang akan dilakukan oleh
mikroprosesor.
5. Input and output sections bertugas mengkomunikasikan informasi dari luar.
Perangkat input and output memberikan sinyal diskrit maupun digital. Jadi
switch memberikan sinyal diskrit. Perangkat digital dapat dianggap perangkat
dasarnya diskrit yang memberikan urutan on-off sinyal. Perangkat analog
memberikan sinyal yang ukurannya sebanding dengan ukuran variabel yang
sedang dipantau. Sebagai contoh, sensor suhu dapat memberikan tegangan
sebanding dengan temperatur. [3].
6
Gambar 2.4. Sistem PLC. [3]
Untuk mengendalikan system di skripsi ini menggunakan PLC (Programmable
Logic Controller) Mitsubishi FX3G-24MT/ES. Dengan spesifikasi sebagai berikut:
Power Supply AC, Input DC, Output Transistor. 24 input/output.
Gambar 2.5. PLC Mitsubishi FX3G-24MT/ES
2.4.Sensor
Inductive Proximity Sensor adalah sensor yang bekerja berdasarkan perubahan
induktansi. Sensor ini hanya dapat mendeteksi benda yang terbuat dari logam saja.
Inductive Proximity Sensor tidak bersentuhan langsung dengan obyek sensornya,
dengan jarak deteksi antara 1 – 15 mm. Pada umumnya ukuran diameter sensor
menentukan kemampuan sensor mendeteksi obyek sensor, semakin kecil sensor maka
semakin dekat obyek sensor dapat dideteksi.
7
Sensor yang digunakan adalah PRT12-2DO, merk Autonics, batas tegangannya
10 – 30 VDC, sebanyak 3 buah Masing-masing fungsinya adalah untuk :
1. Pembatas gerakan ke depan (over travel 1)
2. Pembatas gerakan ke belakang (over travel 2)
3. Posisi Nol (Home Position)
Gambar 2.6. Proximity Sensor
2.5. Motor Step
Motor Step adalah perangkat elektro mekanik, yang mengubah pulsa listrik
menjadi gerakan mekanis diskrit.
Keuntungan penggunaan motor step antara lain adalah :
1. Sudut rotasi motor proporsional dengan pulsa masukan,
2. Motor memiliki torsi maksimal pada saat lilitan masih bertegangan,
3. Bagus untuk pengendalian posisi dan pengulangan gerakan.
4. Memiliki respon yang sangat baik untuk gerakan bolak balik,
5. Tidak memerlukan perawatan karena tidak menggunakan sikat arang.
6. Motor merespon pulsa input digital dengan kontrol loop terbuka, sehinga
pengendalian menjadi lebih mudah dan murah.
7. Hal ini dimungkinkan untuk mencapai rotasi sinkron kecepatan yang sangat rendah
dengan beban yang langsung digabungkan ke poros.
8. Kecepatan hanya diatur dengan besarnya frekuensi pulsa input
Sedangkan kerugian dari penggunaan motor step adalah :
1.
Ketidaksesuaian frekuensi dapat terjadi jika tidak dikendalikan dengan baik.
2. Tidak mudah untuk beroperasi pada kecepatan yang sangat tinggi.
8
Motor yang digunakan dalam modifikasi stopper mesin bending ini adalah Step Motor
Autonics A63K – G5913W, 5 phase 42VDC, 2,8A/Phase, Holding Torque 63 kgf-cm,
dengan Driver Stepper MD5-HF28, 5 phase, 2,8A/phase, 100-220 VAC
Gambar 2.7. Motor Step
Driver yang digunakan MD5-HF25, Autonics. Power Supply 100-220 VAC, maximum
input pulse 500 kpps, konsumsi arus 5A.
2.6.Mekanik
Komponen mekanik yang dibutuhkan dalam proses modifikasi mesin ini adalah terdiri
dari :
1. Linear Screw
Linear Screw digunakan untuk mentransmisikan gerakan berputar dari motor menjadi
gerak linear. Spesifikasi Linear Screw : Panjang 1000 mm, pitch 20mm.
Gambar 2.8. Linear Screw. [4]
2. Timing Pulley dan timing belt
Timing Pulley dan Timing Belt digunakan untuk mengirimkan gerak putaran dari motor
ke linear screw
9
Gambar 2.9. Timing Pulley dan Timing Belt
Motor Step
Gambar 2.10. Sistem mekanik tampak dari belakang mesin
Gambar 2.11. Sistem mekanik tampak atas.
10
Gambar 2.12. Sistem mekanik tampak samping.
11