pdf (297K) - Batan

More documents

Recommendations

Info

Machine) [1] . Perkembangan dalam bidang komputerisasi pada mesin perkakas terus berlanjut hingga tahun 1988 mulai diperkenalkan penggunaan mesin CNC (Computerized Numerical Control). Perkembangan paling frontal terjadi pada tahun 2005 dengan adanya suatu metoda untuk meningkatkan kemampuan kerja mesin frais konvensional menjadi mesin frais kontrol numerik dengan cara retrofit, yaitu dengan mengganti lead screw dengan ball screw dan penambahan sistem servo. Pada mesin frais konvensional yang universal ada tiga gerakkan utama yang dapat diinovasi ke dalam bentuk kontrol numerik, yaitu gerak meja kerja arah ke samping kanan dan kiri, arah maju dan mundur, kemudian gerak spindel ke atas dan ke bawah. Proses inovasi tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan motor servo sebagai penggerak sistem yang canggih. Pada makalah ini perlu dilakukan perhitungan- perhitungan guna memperoleh detail torsi yang diperlukan untuk mengoperasikan motor servo. Selain itu dengan melakukan perhitungan untuk memperoleh nilai pendekatan yang pasti tentang ukuran aplikasi motor servo secara mekanik seberapa besar kecepatan dan percepatan yang minimal dan maksimal. Penetapan pilihan motor servo yang sesuai hasil perhitungan akan menghasilkan pilihan yang tepat dan hemat. TEORI Motor servo, amplifier dan kontroler adalah komponen yang banyak dipakai secara luas dalam rancang bangun otomasi [2] . Komponen-komponen tersebut dapat menggerakkan mesin perkakas otomatis dengan gerakan yang komplek dan canggih. Sebagai komponen yang berperan menggerakkan maka kemampuan motor servo perlu direncanakan dan diperhitungkan dengan seksama sedemikian rupa sehingga diperoleh sistem penggerak yang tepat. Pada retrofit mesin frais, motor servo digunakan untuk menggantikan kerja tangan pada handle mesin konvensional sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 1a dan Gambar 1b. Untuk memilih ukuran motor servo, mulamula ditentukan pola operasi yang akan digunakan. Ada beberapa jenis pola operasi motor servo yang dapat dipilih, seperti pola segi tiga, pola trapesium, atau pola lainnya. Dalam makalah ini, perhitungan yang digunakan adalah dengan pola trapesium. Dengan mengambil notasi V sebagai kecepatan, Vmax sebagai kecepatan maksimum dan t sebagai waktu kemudian, ta waktu percepatan, td waktu perlambatan, tc waktu konstan dan t0 waktu dwell 100 Sigma Epsilon ISSN 0853-9103 maka bentuk pola gerak digambarkan sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2. Gambar 1. Perubahan dari mesin frais konvensional menjadi mesin frais kontrol numerik Gambar 2. Pola operasi trapesium Kecepatan maksimum tercapai sepanjang jarak X0 dalam kurun waktu ta atau atau (X0/ta). Selanjutnya, pada waktu tc motor akan bergerak konstan hingga jarak yang ditentukan kemudian mengalami perlambatan yang sangat cepat dalam Vol.12 No. 4 November 2008
waktu td dan berhenti atau diam selama waktu t0 [3] . Percepatan maksimum dihitung dengan rumus : V max a = (1) a ta dimana aa = percepatan maksimum Vmax = kecepatan maksimum dan = waktu percepatan ta perlambatan maksimum dihitung dengan rumus: V max a = (2) d td dimana ad = perlambatan maksimum td = waktu perlambatan Perhitungan inersia beban sebagai konversi gerak poros motor dilakukan dengan cara melakukan perhitungan inersia beban. Selain itu inersia maksimum ballscrew juga ditambahkan yang dapat diperoleh dari katalog ballscrew yang digunakan. Untuk menghitung besar inersia Jw beban digunakan rumus: dan P 2π 2 −6 J = M( ) x10 + w J M Vol.12 No. 4 November 2008 J B kg. m 2 (3) 2 = B B −6 x 10 2 kg. m (4) 8 D dimana Jw = inersia kerja M = massa meja ditambah dengan massa benda kerja P = jarak bagi poros ballscrew yang digunakan Jb = inersia dari poros ballscrew MB = massa ballscrew D = diameter poros Perhitungan torsi beban dilakukan dengan menambahkan faktor gesek yang terjadi. Dalam hal ini, koefisien gesek dimasukkan dalam perhitungan. Untuk perhitungan torsi beban dengan faktor gesek digunakan rumus: T w = dimana P 2π −3 μ M g 10 (5) Tw = torsi beban g = percepatan gravitasi bumi Sigma Epsilon ISSN 0853-9103 Perhitungan kecepatan putar untuk menghitung besar kecepatan putar optimal dari motor servo yang akan dipilih. Berdasarkan katalog diperoleh bahwa pada motor servo disediakan kecepatan putaran dengan rentang 2000 – 3000 rpm [3] . Untuk perhitungan kecepatan putar digunakan rumus : 60V N = (6) PG dimana N = kecepatan putar V = kecepatan maksimum P = jarak bagi G = posisi ketepatan gerak motor servo Langkah selanjutnya adalah menetapkan pilihan sementara ukuran motor servo yang akan digunakan sesuai dengan hasil perhitungan yang telah dilakukan. Setelah pilihan ditetapkan, dilakukan pemeriksaan terhadap motor servo yang dipilih. Ada dua syarat yang harus dipenuhi, yaitu inersia motor servo yang dipilih harus lebih dari sepertigapuluh inersia beban [4] . Untuk syarat pertama digunakan rumus: 0, 3 J M ≥ Jw (7) Dan torsi rata-rata motor servo yang dipilih harus lebih dari 80 persen torsi beban aplikasi nilai konversi poros motor [4] . Untuk syarat kedua digunakan rumus: 0 , 8 T > T (8) M W Perhitungan pemeriksaan meliputi inersia beban lebih kecil dari inersia rotor motor, torsi efektif lebih kecil dari torsi rata-rata motor servo dan laju putaran yang diperlukan lebih kecil dari laju putaran rata-rata motor servo. Untuk memperoleh besar torsi efektif maka harus dilakukan perhitungan torsi percepatan maupun perlambatan. Berdasarkan Gambar 2, waktu percepatan dapat direncanakan sama dengan waktu perlambatan. Dengan demikian torsi aplikasi dapat dihitung dengan rumus: 2π N JW T = ( J + ) (9) a M 60t η a dimana Ta = torsi percepatan atau perlambatan 101
Page 1: Vol.12 No. 4 November 2008 PEMILIHA
Page 5: konversi gerak poros motor berdasar

pdf (297K) - Batan

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?