1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan perkembangan zaman, telah banyak ilmu pengetahuan dan teknologi yang berkembang sangat pesat, antara lain di bidang mekanika dan elektronika. Dahulu di dunia industri, sistem kerjanya masih menggunakan tenaga manual dimana peran manusia sangat dominan. Namun pada saat ini sistem tersebut telah beralih ke sistem otomatis, dimana peran manusia lebih sedikit. Oleh karena masyarakat di era modern ini ingin hal yang cepat dan praktis, maka diperlukan suatu peralatan pendukung kinerja di industri. Salah satu contoh peralatan tersebut adalah mesin yang dapat menggantikan tugas manusia terutama dalam melakukan pekerjaan yang bersifat fisik, berbahaya, memposisikan benda secara akurat, dan proses-proses lainnya. Dalam industri otomotif, robotika, kapal, dan p esawat, sering kita jumpai suatu mesin yang digunakan untuk membuat suatu produk dengan cara memotong atau menggores sebuah material, kemudian dilanjutkan dengan proses permesinan yang lain. Mesin tersebut bernama CNC (Computer (Computer Numerical Control ) laser engraving . Mesin CNC laser engraving memiliki berbagai keunggulan dibandingkan teknologi manufaktur lainnya karena dapat menerima data langsung dari komputer, sehingga otomatisasi pemotongan dapat berjalan pada dunia industri. Penggunaan mesin CNC pada sistem laser engraving sangat diperlukan, karena kita dapat memotong suatu bahan atau menggores atau megukir bahan tersebut dengan bentuk desain sesuai dengan yang kita inginkan, dan dengan kualitas penggoresan yang bagus. Hasil laser engraving dengan dengan kualitas potongan pinggirnya dipengaruhi oleh kekuatan daya laser, kekasaran permukaan, lebar garitan, gerakan kecepatan dari sinar laser, dan keahlian pekerja dari laser tersebut. Awal lahirnya mesin CNC bermula dari 1952 yang dikembangkan oleh John Pearseon dari Institut Teknologi Massachusetts. Semula proyek tersebut diperuntukkan diperuntukkan untuk membuat benda kerja khusus yang rumit. Semula perangkat mesin CNC memerlukan biaya yang tinggi dan volume unit pengendali yang
2
besar. Pada tahun 1973, mesin CNC masih sangat mahal sehingga masih sedikit perusahaan yang mempunyai keberanian dalam mempelopori investasi dalam teknologi ini. Dari tahun 1975, produksi mesin CNC mulai berkembang pesat. Perkembangan ini dipacu oleh perkembangan mikroprosesor, sehingga volume unit pengendali dapat lebih ringkas. Dewasa ini penggunaan mesin CNC hampir terdapat di segala bidang. Dari bidang pendidikan dan riset, dimana telah mempergunakan alatalat demikian sehingga dihasilkan berbagai hasil penelitian yang bermanfaat. Hal ini tidak terasa sudah banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari masyarakat banyak (Yenny, 2013). Pada penelitian ini, penulis mencoba untuk membuat prototype membuat prototype mesin CNC laser engraving yang yang akan diaplikasikan untuk memotong material. Mesin CNC laser engraving ini nantinya akan digunakan untuk proses manufaktur yang sederhana khususnya membatu Tim Robotika Undip. Sumbu yang dimiliki mesin ini nantinya adalah sebanyak 2 axis, axis, yaitu X dan Y. Terdapat beberapa aktuator yang dapat digunakan untuk menggerakkan sumbu-sumbu mesin CNC. Pada perancangan ini motor stepper digunakan sebagai aktuatornya, dimana program untuk menjalankan aktuator tersebut adalah software adalah software USB CNC Controller .
1.2 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari Tugas Akhir ini adalah: 1. Merancang dan membangun sebuah prototype sebuah prototype mesin mesin CNC laser engraving. 2. Mengontrol dan membandingkan pergerakan axis mesin dengan menggunakan metode full-step, metode full-step, half-step, 1/8 microstepping, 1/8 microstepping, dan 1/16 microstepping 1/16 microstepping 3. Menguji performa prototype prototype mesin CNC laser engraving untuk beberapa jenis benda kerja.
1.3 Batasan Masalah
Beberapa batasan masalah pada Tugas Akhir ini adalah: 1. Pembuatan mesin CNC laser engraving bersifat engraving bersifat prototype prototype..
3
2. Aktuator prototype prototype mesin CNC laser engraving menggunakan motor stepper dengan efek suara dan getaran diabaikan. 3. Software yang digunakan adalah SolidWorks 2017 untuk desain dan CNC USB Controller untuk kontrol. 4. Dimensi maksimal benda kerja yang dapat digunakan adalah 30 cm x 60 cm, dan jenis material benda kerja baru terbatas pada kertas karton, papan triplek, dan akrilik dengan tebal 2 mm. 5. Rangka mesin menggunakan jenis alumunium extruder .
1.4 Metode Penelitian
Adapun langkah-langkah yang Penulis lakukan dalam menyusun penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Studi Pustaka Adapun studi pustaka ini diperoleh dari beberapa literatur, baik berupa buku-buku perpustakaan, jurnal-jurnal yang diperoleh dari internet, dan sumber-sumber lain yang berkaitan dengan penelitian ini. 2. Observasi Praktik yang dilakukan pada penelitian ini adalah dengan melakukan p encarian data yang dibutuhkan berdasarkan penelitian sebelumnya, diantaranya adalah membuat mesin CNC engraver untuk untuk pembuatan PCB. 3. Bimbingan Bertujuan untuk mendapatkan bimbingan pengetahuan tentang mesin CNC laser engraving dan masukan dari para dosen pembimbing, serta koreksi terhadap kesalahan-kesalahan yang terjadi dalam pembuatan Tugas Akhir dan penyusunan laporan.
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan Tugas Akhir ini terdiri dari beberapa bagian. Bagian awal mencakup halaman judul, halaman pernyataan, halaman pengesahan, halaman persembahan, moto, abstrak, kata pengantar, daftar isi, daftar gambar, dan
4
daftar tabel. Bagian selanjutnya merupakan isi dari laporan yang terdiri dari 5 bab. Kemudian, bagian akhir berisi tentang daftar pustaka dan lampiran. Bab 1 berisi tentang latar belakang, tujuan penelitian, batasan masalah, metode penelitian, dan sistematika penulisan. Bab 2 berisi tentang studi literatur yang yang berisikan dasar-dasar teori yaitu berisi pendahuluan tentang mesin CNC, klasifikasi mesin CNC, G/M code programming CNC, sistem umum mesin CNC, system control mesin CNC, elemen dasar permesinan dan sistem software. software. Bab 3 berisi tentang diagram alir penelitian, tahapan proses desain, dan bagian-bagian system s ystem mekanis elektronis serta hardware yang hardware yang di gunakan sampai pemograman dari mesin CNC laser engraving . Bab 4 berisi tentang hasil dan pembahasan dari da ri penelitian Tugas Akhir yang dibuat, berupa pembahasan prinsip kerja model mesin CNC laser engraving untuk pembuatan engraving benda engraving benda kerja, analisa beban mesin dengan menggunakan metode FEM, sistem sistem komunikasi dan pemrograman mesin, sistem kalibrasi mesin, pengujian model mesin CNC laser engraving dan permbahasan tentang modul laser. Bab 5 merupakan bagian penutup yang berupa kesimpulan dan saran. Bagian kesimpulan berisi tentang jawaban dari tujuan dilakukannya penelitian ini. Bagian saran berisi tentang saran-saran yang ditujukan kepada pihak-pihak terkait agar penelitian selanjutnya mendapatkan hasil yang lebih baik. Bagian akhir dari laporan penelitian Tugas Akhir ini berisi daftar pustaka dan lampiran. Bagian daftar pustaka berisi tentang sumber dari materi yang digunakan. Bagian lampiran berisi tentang data tambahan yang berhubungan dengan penelitian.
