Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Penentu Axis Z Zero Setter Menggunakan Laser dan Kamera Sebagai Sensor T1 612006028 BAB I
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Axis Z adalah sumbu tegak lurus pada bidang X,Y. Sedangkan axis Z Zero Setter
adalah penentu koordinat nol di sumbu Z atau sumbu tegak lurus terhadap sumbu X dan
sumbu Y di bidang datar. Pada dasarnya alat yang akan dibuat adalah otomatisasi untuk
menggerakkan axis Z saja yang arah geraknya naik dan turun pada mesin CNC (Computer
Numerical Control).
Mesin CNC terdiri dari beberapa jenis, diantaranya :
1. Mesin CNC 2A yaitu mesin CNC 2 axis (mesin bubut), karena gerak pahatnya
hanya pada arah dua sumbu koordinat (axis) yaitu koordinat X dan koordinat Y
atau dikenal dengan mesin bubut CNC.
Gambar 1.1. Mesin CNC 2 axis (diambil dari [10]).
2. Mesin CNC 3A (mesin milling) yaitu mesin CNC 3 axis atau mesin yang memiliki
gerakan sumbu utama kearah sumbu koordinat X, Y, dan Z atau dikenal dengan
Mesin Milling CNC.
1
Gambar 1.2. Mesin CNC 3 axis (diambil dari [10]).
3. Mesin CNC kombinasi atau 5 axis, yaitu mesin CNC yang mampu mengerjakan
pekerjaan bubut dan milling sekaligus, dapat pula dilengkapi dengan peralatan
pengukuran sehingga dapat melakukan pengontrolan kualitas pembubutan atau
pengoperasian pada benda kerja yang dihasilkan.
Gambar 1.3. Mesin CNC 5 axis (diambil dari [10]).
Rata-rata pada mesin CNC, penggunaan pada sumbu koordinat Z (axis Z) untuk
menentukan jarak antara mata bor dan bahan masih manual. Untuk kalibrasi mata bor atau
alat yang digunakan untuk milling juga masih manual. Dari kekurangan mesin CNC yang
sudah ada, akan dibuat otomatisasi alat yang nantinya bisa dipakai sebagai sensor untuk
2
menentukan sumbu koordinat Z nol dan dapat dipakai di mesin-mesin CNC tersebut dan
mesin-mesin yang membutuhkan ketepatan dalam mengebor kedalaman di sumbu
koordinat Z.
Sensor yang sudah ada di pasaran bernama Z setter (Gambar 1.4), tetapi sensor ini
gampang sekali rusak karena dalam pemakaiannya juga masih manual dan harga sensor ini
relatif mahal. Sensor yang digunakan dalam skripsi ini adalah laser dan kamera. Sensor
laser dan kamera dipilih karena memiliki keunggulan mudah untuk dikendalikan, tidak
cepat rusak serta mudah didapatkan karena banyak terdapat di pasaran dengan harga yang
relatif terjangkau.
Gambar 1.4. Z Setter.
Mesin bor yang akan dibuat adalah seperti mesin bor duduk tetapi akan dikontrol
secara otomatis dengan program yang langsung dihubungkan dengan komputer dan
ditambahkan kamera sebagai sensor dan laser sebagai pengganti sensor Z setter (Gambar
1.4) di axis Z untuk menentukan ketinggian dan koordinat titik 0 di axis Z (Z Zero Setter)
dari bahan yang akan di bor.
Gambar 1.5. Mesin bor manual.
3
Jika dibandingkan dengan mesin bor manual pada Gambar 1.5, mesin bor ini lebih
teliti, lebih tepat (presisi), fleksibel, dan cocok digunakan untuk produksi massal.
Diharapkan dengan kemudahan dan ongkos produksi yang lebih rendah, alat ini nantinya
akan lebih banyak diminati sehingga membantu kecepatan produksi dan meningkatkan
perkembangan teknologi.
1.2
Spesifikasi Alat
Spesifikasi alat yang tercantum dalam surat tugas skripsi yang dikeluarkan oleh
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga
dengan nomor 13/I.3/FTEK/II/2013 adalah sebagai berikut :
1. Modul kamera menggunakan webcam 2 Mega Pixel.
2. Modul laser menggunakan laser pointer 5mW.
3. Sinar pada laser menggunakan sinar berwarna merah.
4. Modul motor menggunakan motor stepper.
5. Modul bahan yang digunakan berupa kayu.
6. Permukaan kayu yang digunakan harus rata dan datar.
7. Permukaan kayu yang akan di bor dilapisi kertas tipis HVS warna putih.
8. Area bor pada alat bor adalah sebesar 25cm x 25cm.
9. Menggunakan mikrokontroler ATmega 32.
10. Catu daya mesin bor dan PC adalah AC 220 Volt dengan daya 250 Watt.
11. Catu daya pada motor stepper dan mikrokontroler adalah DC.
1.3
Sistematika Penulisan
Penulisan skripsi ini dibagi menjadi lima bab. Bab I adalah Pendahuluan,
membahas latar belakang masalah, tujuan, batasan masalah, spesifikasi alat dan sistematika
penulisan. Bab II adalah Dasar Sistem Axis Z Zero Setter, membahas konsep pemikiran
secara umum serta pemilihan komponen – komponen yang dipergunakan. Bab III adalah
Perancangan, membahas perealisasian konsep yang telah dibuat pada bab II. Bab IV adalah
Pengujian Alat dan Analisis, berisi cara pengujian alat yang dibuat, hasil dari pengujian
tersebut, serta pembahasan dari hasil pengujian yang telah dilakukan. Bab V adalah
Penutup, berisi kesimpulan dan saran-saran pengembangan sistem yang telah direalisasikan
sehingga dapat lebih meningkatkan kinerja dari sistem tersebut.
4
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Axis Z adalah sumbu tegak lurus pada bidang X,Y. Sedangkan axis Z Zero Setter
adalah penentu koordinat nol di sumbu Z atau sumbu tegak lurus terhadap sumbu X dan
sumbu Y di bidang datar. Pada dasarnya alat yang akan dibuat adalah otomatisasi untuk
menggerakkan axis Z saja yang arah geraknya naik dan turun pada mesin CNC (Computer
Numerical Control).
Mesin CNC terdiri dari beberapa jenis, diantaranya :
1. Mesin CNC 2A yaitu mesin CNC 2 axis (mesin bubut), karena gerak pahatnya
hanya pada arah dua sumbu koordinat (axis) yaitu koordinat X dan koordinat Y
atau dikenal dengan mesin bubut CNC.
Gambar 1.1. Mesin CNC 2 axis (diambil dari [10]).
2. Mesin CNC 3A (mesin milling) yaitu mesin CNC 3 axis atau mesin yang memiliki
gerakan sumbu utama kearah sumbu koordinat X, Y, dan Z atau dikenal dengan
Mesin Milling CNC.
1
Gambar 1.2. Mesin CNC 3 axis (diambil dari [10]).
3. Mesin CNC kombinasi atau 5 axis, yaitu mesin CNC yang mampu mengerjakan
pekerjaan bubut dan milling sekaligus, dapat pula dilengkapi dengan peralatan
pengukuran sehingga dapat melakukan pengontrolan kualitas pembubutan atau
pengoperasian pada benda kerja yang dihasilkan.
Gambar 1.3. Mesin CNC 5 axis (diambil dari [10]).
Rata-rata pada mesin CNC, penggunaan pada sumbu koordinat Z (axis Z) untuk
menentukan jarak antara mata bor dan bahan masih manual. Untuk kalibrasi mata bor atau
alat yang digunakan untuk milling juga masih manual. Dari kekurangan mesin CNC yang
sudah ada, akan dibuat otomatisasi alat yang nantinya bisa dipakai sebagai sensor untuk
2
menentukan sumbu koordinat Z nol dan dapat dipakai di mesin-mesin CNC tersebut dan
mesin-mesin yang membutuhkan ketepatan dalam mengebor kedalaman di sumbu
koordinat Z.
Sensor yang sudah ada di pasaran bernama Z setter (Gambar 1.4), tetapi sensor ini
gampang sekali rusak karena dalam pemakaiannya juga masih manual dan harga sensor ini
relatif mahal. Sensor yang digunakan dalam skripsi ini adalah laser dan kamera. Sensor
laser dan kamera dipilih karena memiliki keunggulan mudah untuk dikendalikan, tidak
cepat rusak serta mudah didapatkan karena banyak terdapat di pasaran dengan harga yang
relatif terjangkau.
Gambar 1.4. Z Setter.
Mesin bor yang akan dibuat adalah seperti mesin bor duduk tetapi akan dikontrol
secara otomatis dengan program yang langsung dihubungkan dengan komputer dan
ditambahkan kamera sebagai sensor dan laser sebagai pengganti sensor Z setter (Gambar
1.4) di axis Z untuk menentukan ketinggian dan koordinat titik 0 di axis Z (Z Zero Setter)
dari bahan yang akan di bor.
Gambar 1.5. Mesin bor manual.
3
Jika dibandingkan dengan mesin bor manual pada Gambar 1.5, mesin bor ini lebih
teliti, lebih tepat (presisi), fleksibel, dan cocok digunakan untuk produksi massal.
Diharapkan dengan kemudahan dan ongkos produksi yang lebih rendah, alat ini nantinya
akan lebih banyak diminati sehingga membantu kecepatan produksi dan meningkatkan
perkembangan teknologi.
1.2
Spesifikasi Alat
Spesifikasi alat yang tercantum dalam surat tugas skripsi yang dikeluarkan oleh
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga
dengan nomor 13/I.3/FTEK/II/2013 adalah sebagai berikut :
1. Modul kamera menggunakan webcam 2 Mega Pixel.
2. Modul laser menggunakan laser pointer 5mW.
3. Sinar pada laser menggunakan sinar berwarna merah.
4. Modul motor menggunakan motor stepper.
5. Modul bahan yang digunakan berupa kayu.
6. Permukaan kayu yang digunakan harus rata dan datar.
7. Permukaan kayu yang akan di bor dilapisi kertas tipis HVS warna putih.
8. Area bor pada alat bor adalah sebesar 25cm x 25cm.
9. Menggunakan mikrokontroler ATmega 32.
10. Catu daya mesin bor dan PC adalah AC 220 Volt dengan daya 250 Watt.
11. Catu daya pada motor stepper dan mikrokontroler adalah DC.
1.3
Sistematika Penulisan
Penulisan skripsi ini dibagi menjadi lima bab. Bab I adalah Pendahuluan,
membahas latar belakang masalah, tujuan, batasan masalah, spesifikasi alat dan sistematika
penulisan. Bab II adalah Dasar Sistem Axis Z Zero Setter, membahas konsep pemikiran
secara umum serta pemilihan komponen – komponen yang dipergunakan. Bab III adalah
Perancangan, membahas perealisasian konsep yang telah dibuat pada bab II. Bab IV adalah
Pengujian Alat dan Analisis, berisi cara pengujian alat yang dibuat, hasil dari pengujian
tersebut, serta pembahasan dari hasil pengujian yang telah dilakukan. Bab V adalah
Penutup, berisi kesimpulan dan saran-saran pengembangan sistem yang telah direalisasikan
sehingga dapat lebih meningkatkan kinerja dari sistem tersebut.
4