Abstrak — Kemajuan teknologi mendorong produsen mobil melakukan banyak inovasi untuk memberikan kenyamanan bagi pengguna mobil. Salah satu bentuk inovasi tersebut adalah VVT-i yang dVVT-ikembangkan oleh Toyota. TeknologVVT-i VVT-VVT-i dikembangkan menjadi Dual VVT-I yang mengakibatkan perubahan bentuk dari exhaust camshaft karena terintegrasi dengan VVT. Dalam pembuatan exhaust camshaft salah satu proses dilakukan oleh mesin bubut CNC ILA-0007. Dengan perubahan bentuk dari exhaust camshaft maka algoritma sistem kontrol mesin bubut CNC ILA-0007 ikut berubah. Tujuan dari penelitian ini adalah merancang algoritma sistem kontrol proses pembuatan exhaust camshaft TR-Kai part pada mesin bubut CNC “ILA-0007” agar dapat siap digunakan dalam proses produksi engine TR-Kai. Pada simulasi kedua perancangan algoritma sistem kontrol proses pembuatan exhaust camshaft TR-Kai part pada mesin bubut CNC “ILA-0007”menghasilkan nilai cycle time sebesar 64 detik. Selain itu dari hasil pengujian quality workpiece exhaust camshaft TR-Kai sudah memenuhi standard dari Toyota Operational Drawing.
Kata kunci : Exhaust camshaft, VVT-i, ILA-0007, Toyota Operational Drawing
I. PENDAHULUAN
ransportasi merupakan salah satu kebutuhan manusia untuk menunjang berbagai macam aktivitas. Transportasi sendiri terbagi dalam dua aspek, yakni sarana dan prasarana. Dari aspek sarana terdiri dari kereta api, mobil, pesawat, kapal, dan lain sebagainya. Sedangkan dari aspek prasarana terdiri dari jalan, jembatan, bandar udara, pelabuhan, dan lain sebagainya. Mobil merupakan sarana transportasi yang banyak digunakan manusia dalam menjalankan aktivitas sehari-hari. Seiring dengan kemajuan teknologi, produsen mobil melakukan banyak inovasi untuk memberikan kenyamanan bagi pengguna mobil. Salah satu inovasi tersebut adalah masalah efisiensi penggunaan bahan bakar.
Setiap produsen memiliki teknologi yang berbeda-beda terkait efisiensi penggunaan bahan bakar. Salah satunya VVT (Variable Valve Timing) yang dikembangkan oleh Toyota. Teknologi VVT kemudian dikembangkan menjadi VVT-i yang membuat mesin efisien dan bertenaga, ramah lingkungan serta hemat bahan bakar. Komponen yang berhubungan langsung dengan teknologi ini adalah camshaft. Untuk meningkatkan kinerja teknologi VVT-i, Toyota melakukan improvement dengan Dual VVT-i. Dimana kinerja mesin akan lebih efisien, bertenaga, serta lebih hemat bahan bakar. Pada teknologi VVT-i yang terintegrasi dengan VVT hanya intake manifold camshaft, sedangkan pada teknologi Dual VVT-i exhaust camshaft juga diintegrasikan dengan VVT.
Sehubungan dengan hal tersebut maka terjadi perubahan bentuk pada exhaust camshaft. Dengan perbedaan bentuk tersebut menyebabkan terjadinya perubahan proses pembuatan finish part dari exhaust camshaft. Salah satu proses yang berubah adalah pada proses pembubutan raw material exhaust camshaft. Dari operational drawing exhaust camshaft TR-Kai diketahui bahwa terdapat penambahan proses kerja untuk pembubutan cam angle sensor, front face, thrust face dan front groove. Mesin bubut CNC yang digunakan dalam proses tersebut adalah “ILA-0007” yang sebelumnya memproses exhaust camshaft TR. Dengan adanya penambahan proses kerja tersebut, maka diperlukan program sistem kontrol baru yang sesuai dengan pengerjaan workpiece exhaust camshaft TR-Kai.
Tujuan dalam tugas akhir ini adalah merancang algoritma sistem kontrol proses pembuatan exhaust camshaft TR-Kai part pada mesin bubut CNC “ILA-0007” agar dapat siap digunakan dalam proses produksi engine TR-Kai.
II. URAIAN PENELITIAN
Rangkaian kegiatan dalam perancangan algoritma sistem kontrol proses pembuatan exhaust camshaft TR-Kai part pada mesin bubut CNC “ILA-0007” dapat digambarkan pada diagram alir yang ditunjukkan pada gambar 2.1.
Gambar 2.1 Flowchart Penelitian.
PERANCANGAN SISTEM KONTROL MESIN BUBUT CNC “ILA-0007”
DALAM PEMBUATAN EXHAUST CAMSHAFT TR-KAI PART
di ENGINE PLANT SUNTER I
PT. TOYOTA MOTOR MANUFACTURING INDONESIA
Bagas Novendra Mulyabitama, Dr.Ir.Purwadi Agus Darwito,M.Sc, dan Ir.Agung Budiono,M.Eng
Jurusan Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
: bagasnovendra@ymail.com
2.1 Pengkajian Sistem Kerja Mesin ILA-0007
Gambar 2.2 Mesin Bubut CNC ILA-0007
Mesin ILA-0007 merupakan salah satu mesin pada camshaft line. Mesin ILA-0007 merupakan salah satu mesin bubut CNC yang beroperasi pada proses ketiga setelah proses centering dan hardening yang bekerja memproses workpiece exhaust camshaft. Selain ILA-0007 terdapat mesin bubut CNC lain ILA-0006 yang memproses workpiece intake manifold camshaft.
Dalam prosesnya mesin ILA-0007 dikontrol oleh PLC dan CNC. Kemudian terdapat spindle, chuck, clamp yang berfungsi sebagai aktuator yang digunakan dalam proses kerjanya. Tail stock (Varilimit) digunakan sebagai sensor yang mendeteksi panjang dari workpiece. PLC dan CNC adalah saling terintegrasi dalam mengontrol mesin ILA-0007. Pada penelitian ini penulis mempunyai fokus pada perancangan sistem kontrol CNC. CNC berperan dalam mengontrol pergerakan aktuator untuk memproses benda kerja yang baru yakni workpiece exhaust camshaft TR-Kai.
Pada mesin ILA-0007 beberapa bagian dari raw material exhaust camshaft TR dibubut untuk mengurangi diameternya. Bagian-bagian tersebut meliputi finish turning jurnal, thrust face, front face, dan finish turning. Pengurangan diameter ini dilakukan karena selisih diameter raw material dan standardnya cukup besar yakni ± 2 milimeter.
Finish Turning Thrust Face
Front Face
Finish Turning Jurnal
EXHAUST CAMSHAFT TR
Gambar 2.3 Bagian workpiece exhaust camshaft yang
dibubut
Pada mesin ILA-0007 terdapat dua buah spindle yang berisi tool untuk membubut workpiece. Spindle tersebut dapat bekerja secara bersama sehingga dapat mempercepat kerja mesin dalam proses membubut. Sehubungan dengan hal tersebut, dalam pengerjaan workpiece exhaust camshaft TR dibagi dalam dua bidang kerja yang masing-masing diproses oleh tool di spindle kanan dan spindle kiri. Bidang kerja yang diproses tool di spindle kiri terdiri dari semua finish turning jurnal, sedangkan bidang kerja yang diproses tool di spindle kanan terdiri dari finish turning, thrust face, dan front face.
Dalam memproses workpiece, tool bekerja saling berurutan dan saling bertukar posisi yang diatur oleh spindle. Spindle bergerak berdasar perintah CNC yang telah tertanam pada mesin. Alur pergerakan tool spindle kiri dan kanan mesin ILA-0007 saat memproses workpiece exhaust camshaft TR ditunjukkan pada gambar 2.7
MOVING T2-1 MOVING T2-2 MOVING T2-3 MOVING T2-4 TURRET "R" T2-1 T2-2 T2-3 T2-4 << TURRET "L" T1-1 T1-2>> MOVING T1-1 MOVING T1-2
Gambar 2.4 Pergerakan tool mesin ILA-0007 dalam
memproses workpiece exhaust camshaft TR
Gambar 2.4 menunjukkan sebuah jurnal diproses dalam dua bagian yakni rear dan front yang masing-masing diproses oleh tool T1-1 dan T1-2. Setiap jurnal diproses agar diameternya sesuai dengan standard yakni 27.5 ± 0.1 mm.
Pada pemrosesan workpiece exhaust camshaft di mesin ILA-0007, pemrograman CNC menggunakan bentuk main program dan subprogram. Dimana subprogram merupakan serangkaian program yang akan dipanggil main program. Bentuk pemrograman seperti ini lebih efektif karena dapat mempersingkat penulisan program. Apabila terdapat perintah program yang memiliki bentuk kerja yang sama, tidak perlu menulis program berulang kali, cukup menjadikannya subprogram yang nanti dapat dipanggil berulang kali. Sebagai contoh adalah bentuk program dari pemrosesan jurnal pada spindle kiri berikut.
Main Program : N260X15.7H01M60 N270M61 N280G65X13.545(X13.75)Z242.A-0.035E270.F300.P210(3J-R) N290G00Z140.95 N300G65X13.625(X13.75)Z139.5A-0.025E270.F300.P210(4J-R) N310G00Z38.45 N320G65X13.75Z37.A-0.015E270.F300.P210(5J-R) N330G00X70.M50 N340I1Q0 N350T02M06Q2110(P4,R0.8) N360G55 Subprogram : O210(SUB,T1-1 ) N010G00X[#24+1.95]M51 N020G01X#24Z[#26-0.5]F#8 N030Z[#26-9.5]F#9 N040X[#24+#1+0.2]Z[#26-8.201]F3000. N050G01X[#24+#1-0.55]Z[#26-9.5]F#9 N060G04U0. N070G01X[#24+0.5] N080G00X30. N090G69
Seperti pada contoh main program di atas, pada program nomor 280, 300, dan 320 melakukan perintah terhadap tool 1 dengan pekerjaan yang sama. Dengan bentuk main program dan subprogram, tidak perlu dilakukan pengulangan penulisan 9 baris nomor program (subprogram O210), hanya cukup memanggil subprogram O210 dengan perintah P210 di main program.
2.2 Pemodelan Sistem
2.2.1 Pemodelan Sistem Deteksi Part
Dari hasil pengumpulan data didapatkan bentuk dari exhaust camshaft TR-Kai. Dimana terdapat beberapa perbedaan bentuk dengan exhaust camshaft TR. Beberapa perbedaan tersebut antara lain perbedaan panjang part dan bentuk front face, serta terdapat penambahan front groove dan cam angle sensor. Perbedaan tersebut dapat dilihat pada gambar 2.5. #2 #3 #4 #5 Front Jurnal #1
Finish Turning Jurnal
Finish Turning Thrust Face
Front Face
Lathing Cam Angle Sensor Front GrooveFront Face
Gambar 2.5 Workpiece exhaust camshaft TR dan TR-Kai Gambar 2.5 menunjukkan bahwa jurnal workpiece TR
dan workpiece TR-Kai memiliki panjang yang berbeda, dimana workpiece TR-Kai lebih panjang. Perbedaan panjang tersebut digunakan untuk pengenalan mesin terhadap part yang akan diproses. Proses pengenalan tersebut dilakukan oleh tailstock yang terintegrasi dengan vari limit. Ladder PLC untuk pergerakan tailstock digambarkan pada gambar 3.13.
Gambar 2.6 Ladder PLC Pergerakan Tailstock
Pergerakan tailstock digunakan sebagai indikator pengenalan part dan pemanggilan program CNC seperti digambarkan pada gambar 3.14.
Gambar 2.7 Ladder PLC Pengenalan Part dan Pemanggilan
Program CNC
Dari hasil pemodelan sistem deteksi part, mesin akan mengenali part berdasarkan pergerakan tailstock. Dimana saat tailstock mendeteksi part TR, maka rangkaian program yang dipanggil adalah O1 (proses pembubutan part TR oleh spindle kanan) dan O11 (proses pembubutan part TR oleh spindle kiri). Sedangkan saat tailstock mendeteksi part TR-Kai, maka rangkaian program yang dipanggil adalah rangkaian program
baru O3 (proses pembubutan part TR-Kai oleh spindle kanan) dan O13 (proses pembubutan part TR-Kai oleh spindle kiri). 2.2.2 Pemodelan Proses Pembubutan
Pada proses pembubutan workpiece exhaust camshaft TR, spindle kiri memproses jurnal #2, #3, #4, dan #5. Dengan adanya penambahan cam angle sensor pada workpiece exhaust camshaft TR-Kai, pekerjaan spindle kiri bertambah. Sedangkan pada proses yang dilakukan spindle kanan terdapat penambahan kerja yakni penambahan front groove dan perubahan proses front face.
Dalam pemrosesan workpiece exhaust camshaft TR-Kai, proses pembubutannya hampir sama dengan workpiece exhaust camshaft TR. Dimana pada prosesnya dilakukan oleh tool yang berada pada spindle kanan dan spindle kiri. Pada prosesnya spindle kiri memproses bagian rear dan front jurnal #2 oleh tool T1-1 dan T1-2 yang kemudian jurnal #2 akan di-clamp. Selanjutnya spindle beralih kembali ke tool T1-1 yang akan memproses bagian rear dari jurnal #3, #4, dan #5. Kemudian spindle kiri beralih ke tool T1-2 dan memproses bagian front dari jurnal #5, #4, dan #3. Setelah semua jurnal telah terproses bubut, tool T1-2 melanjutkan proses bubut pada cam angle sensor. Spindle kanan memproses bagian rear dari front journal #1 dengan menggunakan tool T2-1. Selanjutnya spindle kanan mengalihkan tugas ke tool T2-2 untuk memproses bagian front dari front journal #1. Setelah proses finish turning front journal #1 selesai, spindle kanan akan melakukan pergantian tool dengan memanggil T2-5 untuk pembuatan front groove. Setelah terbentuk groove, dilakukan proses thrust face menggunakan tool T2-3. Kemudian spindle kanan melakukan pergantian tool ke T2-4 yang akan memproses front face.
MOVING T2-1 MOVING T2-2 MOVING T2-3 MOVING T2-5 MOVING T2-4 TURRET "R" T2-1 T2-2 T2-3 T2-4 T2-5 << TURRET "L" T1-1 T1-2>> MOVING T1-1 MOVING T1-2
Gambar 2.8 Pergerakan tool mesin ILA-0007 dalam
memproses workpiece exhaust camshaft TR-Kai 2.3 Perancangan Program CNC
Perancangan program CNC untuk proses bubut workpiece exhaust camshaft TR-Kai menggunakan program utama O3 untuk spindle kanan dan O13 untuk spindle kiri. Isi dari program CNC sendiri hampir sama dengan program untuk exhaust camshaft TR karena algoritma prosesnya hampir sama hanya saja terdapat penambahan proses cam angle sensor dan front groove serta perubahan proses front face.
Sesuai dengan yang telah dirancang dalam algoritma prosesnya, proses cam angle sensor dilakukan setelah tool T1-2 memproses bagian front dari jurnal #3. Dimana proses bubut dilakukan dari sumbu Z 289 – 300 sedangkan untuk sumbu X 23.7 mempunyai program CNC sebagai berikut.
………… N420G65X13.75Z242.A-0.03E270.F300.P220 N421G00X38.000Z289.000 N422X23.700 N423G01Z300.000F200 N424G00X40.000 N430M72 …………
Front groove diproses oleh tool T2-5 dua kali proses yakni pada Z 417.6 ± 0.2 dan Z 428.9 ± 0.2. Dimana groove dibuat sampai diameter 30 ± 0.15.
…………. N580I1Q0 N581T05M06Q2210 N582G56 N583G97G00Z407.0H10M76 N584X25.M51 N585M71 N586X15.00H09S-1150 N587G01X9.5E0.12Q2200 N588G04U0. N589G00X30.M50 N590Z418.3H10M76 N591G00X25.M51 N592M71 N593X15.00H09S-1150 N594G01X9.5E0.12Q2200 N595G04U0. N596G00X60. N597I1Q0 ………….
Dengan adanya perubahan bentuk front face dari diameter 18 mm menjadi 34.5 ± 0.1 mm dan mengalami penambahan panjang sebesar 8.5mm.
………….. N700I1Q0 N710T04M06Q2310 N720G57 N730G96G00Z443.431H08S-115M76 N740X26.15H07M51 N750G01X24.181Z445.4E0.30Q2300 N760X17.30 N770X20.5Z457.95 N771G01X7.0E0.2 N772G00X16.0Z459.00 N773G01X17.30Z456.50E0.25 N800Z445.4 N810X19.52 N820X17.95Z446.166E2.0 N830X17.450Z445.4E0.2 N840G04U0.05 N850G01X18.25 N860G00X19.25Z446.43 N870M71 N880X60.M62M50 N890T01M06 ………
2.4 Tahap Analisa data dan Penyusunan Laporan
Pada tahap ini dilakukan analisa data dari hasil simulasi program CNC pada mesin ILA-0007. Data berupa nilai diameter dari tiap bagian dan juga cycle time apakah telah sesuai dengan target yang diinginkan sebelumnya. Proses analisa data dilakukan sebagai bagian penyususan laporan.
Penyusunan laporan dilakukan dengan mengetahui latar belakang, tujuan dan permasalahan yang akan diteliti pada Bab I. Kemudian diperkuat dengan dasar teori mengenai CNC, mesin bubut CNC, dan pemrograman CNC pada Bab II. Setelah penyusunan Bab I dan II selesai dilanjutkan dengan penyusunan Metodologi pada Bab III. Pada Bab IV dilakukan analisa data dan pembahasan dan kemudian ditarik kesimpulan.
III. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini dibahas mengenai analisa dan pembahasan perancangan sistem kontrol mesin bubut ILA-0007 dalam memproses workpiece exhaust camshaft TR-Kai. Analisa data dan pembahasan meliputi cycle time dan parameter-parameter ukur hasil simulasi mesin.
3.1 Validasi Program dengan Testpiece
Validasi parameter program CNC dari hasil pengukuran testpiece exhaust camshaft TR-Kai dilakukan sebelum disimulasikan ke mesin ILA-0007. Hal tersebut bertujuan untuk menghindari terjadinya kesalahan program yang dapat menyebabkan kerusakan dari mesin.
Tabel 3.1 Validasi Hasil Pengukuran Diameter Bagian dari
Testpiece Exhaust Camshaft TR-Kai
Nama Bagian Standard Ukuran Hasil Pengukuran Sebelum Proses Dimensi Selisih
Journal #2 27.5 ± 0.1 29.1 1.6 Journal #3 27.5 ± 0.1 28.9 1.4 Journal #4 27.5 ± 0.1 28.9 1.4 Journal #5 27.5 ± 0.1 29 1.5 Front Journal #1 36.5 ± 0.1 37.9 1.4 50.3 ± 0.1 51.9 1.6 Front Face 34.5 ± 0.1 36.1 1.6
Cam Angle Sensor 47.4 ± 0.15 50.5 3.1 Dari hasil validasi didapatkan selisih ukuran testpiece dengan standard rata-rata ± 1.5 mm kecuali pada bagian cam angle sensor yang memiliki selisih ± 3 mm. Selisih yang cukup besar tersebut berdampak rusaknya tool pada saat proses pembubutan. Sehingga dalam memproses cam angle sensor perlu dilakukan dua kali proses, yaitu proses pertama dibubut sampai diameter 49 mm kemudian proses kedua diproses sesuai standard yakni 47.4 mm. Sehingga program akan berubah menjadi:
N421G00X35.000Z289.000 N422X24.500 N423G01Z300.000F400. N424G00X35.000 N425G00X25.000Z289.000 N426X23.700 N427G01Z300.000F200. N428G00X60.000 3.2 Simulasi Program
Sebelum simulasi program dilakukan, testpiece exhaust camshaft TR-Kai harus telah melalui proses centering dan hardening terlebih dahulu dengan tujuan mendapatkan datum yang digunakan untuk proses mesin ILA-0007.
Gambar 3.1 Exhaust camshaft TR-Kai setelah melalui proses
Tahap awal simulasi yang dilakukan adalah melakukan simulasi secara manual tiap spindle. Pada simulasi ini diamati satu persatu proses bubut dari masing-masing bagian. Setelah dilakukan simulasi secara manual dan tidak terjadi error, selanjutya dilakukan simulasi secara otomatis. Dari hasil simulasi otomatis didapatkan nilai cycle time sebesar 88 detik yang besarnya jauh dari target awal. Kemudian dilakukan identifikasi proses dengan melakukan pengamatan urutan proses kerja pada panel display. Dari hasil identifikasi tersebut ditemukan terjadinya proses saling tunggu antara spindle kanan dan spindle kiri dikarenakan sistem safety mesin ILA-0007 tidak mengijinkan dua spindle bekerja terlalu dekat. Proses tersebut terjadi disaat spindle kiri memproses cam angle sensor dan spindle kanan memproses front groove. Untuk data quality standard baru didapatkan empat data, yakni berupa data jarak masing-masing jurnal yang ditunjukkan pada tabel 3.2.
Tabel 3.2 Data quality exhaust camshaft TR-Kai yang telah
diproses mesin ILA-0007
Nama Bagian Standard (mm) Ukuran Hasil Pengukuran (mm) Judge
Distance Journal #2 38.3 - 38.5 38.452 O
Distance Journal #3 32.37 - 32.63 32.607 O
Distance Journal #4 21.7 - 22.1 21.83 O
Distance Journal #5 10.4 - 10.8 10.555 O
Apabila hasil pengukurannya sesuai dengan standard maka tanda dalam kolom judge adalah O (lingkaran). Bilamana hasil pengukurannya tidak sesuai dengan standard maka tanda dalam kolom judge adalah X (silang).
Dengan hasil cycle time yang belum memenuhi target, perlu dilakukan perancangan ulang algoritma prosesnya. Proses spindle kiri menunjukkan bahwa algoritma prosesnya sudah baik. Maka yang perlu diubah adalah algoritma proses untuk spindle kanan. Dengan adanya tool yang berbentuk sama yakni T2-1 dan T2-4 ,bisa dilakukan penggantian penggunaan tool tersebut untuk menghilangkan waktu yang digunakan spindle dalam mengganti tool. Hal tersebut dapat dilakukan dengan merangkaikan proses kerja tool menjadi satu. Tool T2-1 digunakan untuk memproses bagian rear dari front journal #1, sedangkan T2-4 digunakan dalam memproses front face. Oleh karena itu untuk menghilangkan kerja T2-4, proses front face dan proses bagian rear dari front journal #1 harus dalam satu rangkaian proses.
TURRET "L" T1-1 T1-2>> TURRET "R" T2-1 T2-2 T2-3 T2-4 T2-5 << MOVING T1-1 MOVING T1-2 MOVING T2-1 MOVING T2-2 MOVING T2-3 MOVING T2-5 TURRET INDEX (TOOL CHANGING)
Gambar 3.2 Pergerakan tool mesin ILA-0007 dalam
memproses workpiece exhaust camshaft TR-Kai
Proses spindle kanan dimulai dengan proses bubut pada front face kemudian dilanjutkan dengan proses bubut bagian rear dari front journal #1 oleh tool T2-1. Spindle kanan melakukan pergantian tool ke T2-2 untuk memproses bubut bagian front dari front journal #1. Untuk front groove dibuat dengan menggunakan T2-5. Selanjutnya proses thrust face dikerjakan oleh T2-3 yang ditunjukkan pada gambar 3.2.
Gambar 3.3 Workpiece exhaust camshaft TR-Kai setelah
melalui proses bubut
Pada simulasi kedua, pemrosesan workpiece exhaust camshaft TR-Kai dapat diselesaikan dengan cycle time 64 detik (sudah dapat memenuhi target). Selanjutnya pada proses tersebut dilakukan cek quality dari workpiece exhaust camshaft TR-Kai. Data quality dari pemrosesan jurnal yang dilakukan oleh spindle kiri dapat dilihat pada tabel 3.3.
Tabel 3.3 Data quality dari pemrosesan jurnal #2 ~ #5 exhaust
camshaft TR-Kai yang telah diproses mesin ILA-0007 No Bagian yang
Diukur
Metode
Pengukuran (mm) STD Aktual (mm) JUD 1 Diameter Journals #2 9C 27.4 - 27.6 O O #3 O O #4 O O #5 O O
2 Run Out Journals #2 101 MLF ±0.2 0.1 O #3 0.08 O #4 0.08 O #5 0.12 O 3 Rougness Journals #2 Visual 25 Z O O #3 O O #4 O O #5 O O 4 Width Journals #2 10 L 18.7 - 19.3 O O #3 O O #4 O O #5 O O 5 Diameter Groove Journals #2 8C Ø26.2 - 26.6 O O #3 O O #4 O O #5 O O 6 Radius Groove Journals FR #2 PM 0.4 - 1.8 0.815 O #3 0.823 O #4 0.85 O #5 0.793 O 7 Radius Groove Journals RR #2 PM 0.4 - 1.8 0.924 O #3 0.913 O #4 0.918 O #5 0.876 O
Tabel 3.3 menunjukkan bahwa semua parameter dalam proses bubut jurnal masih dalam standard, sehingga program CNC untuk spindle kiri dalam pemrosesan jurnal layak digunakan. Untuk data quality dari serangkaian pemrosesan front journal yang dilakukan oleh spindle kanan dapat dilihat pada tabel 3.4.
Tabel 3.4 Data quality dari pemrosesan front journal exhaust
camshaft TR-Kai yang telah diproses mesin ILA-0007 No Bagian yang Diukur Pengukuran Metode STD Aktual JUD
1 Distance FR face to thrust face 28H 27.4 - 27.6 O O
2 Distance thrust face to RR datum 101 MLF 7.9 - 8.1 8.01 O
3 Distance thrust face to RR face PM 406.5 - 407.5 407.04 O
4 Perp. Thrust face to both center 101 MLF ± 0.03 0.006 O
5 Run out thrust face to both center 101 MLF ± 0.02 0.006 O
6 Perp. front face to both center 101 MLF ± 0.01 0.008 O
7 Run out front face to both center 101 MLF ± 0.03 0.01 O
8 Diameter thrust face 48 C 50.2 - 50.3 O O
9 Diameter front groove PM 36.4 – 36.6 36.6 O
10 Diameter front face 25 MC 17.97 O O
11 Roughness front face PM 12.5 Z O O
12 Chamfer front face S/C ± 0.5 0.5 O
13 Width front face PM 3.8 - 4.2 4 O
14 Roughness thrust front face PM 12.5 Z O O
15 Chamfer thrust face front #1 PM ± 0.5 0.5 O
16 Chamfer thrust face rear #1 S/C ± 0.5 0.5 O
17 Chamfer thrust face rear #2 S/C ± 0.5 0.5 O
18 Chamfer thrust face rear #3 S/C ± 0.5 0.5 O
19 Diameter thrust face 12 C 49.7 - 50.3 O O
20 Diameter radius front face PM 17.4 - 17.6 17.6 O
21 Radius Front Face PM 0.4 - 1.8 0.837 O
22 Roughness radius thrust face PM 9 Z O O
23 Radius thrust front face PM 0.4 - 1.8 0.819 O
24 Diameter Radius thrust face 23 S 39 max O O
25 Diameter depth radius thrust S/C 35.2 - 35.4 0.04 O
26 Width radius thrust face PM 0.2 max 0.196 O
27 Cam angle sensor Jangka sorong ±0.15 0.1 O
Tabel 3.4 menunjukkan bahwa semua parameter dalam proses front journal #1 termasuk front groove, thrust face, dan front face masih dalam standard, sehingga program CNC untuk spindle kanan dalam pemrosesan front journal #1 juga masih dalam standard.
3.3 Analisa Hasil Simulasi
Pada perancangan algoritma sistem kontrol mesin bubut CNC ILA-0007 dilakukan dua tahapan, yakni pemodelan sistem deteksi part dan pemodelan proses bubut. Pemodelan sistem deteksi part didasari oleh pergerakan tailstock yang mempengaruhi besarnya nilai vari limit. Nilai vari limit digunakan untuk mengenali part dan rangkaian program CNC yang dipanggil. Untuk nilai vari limit 156.88, maka part yang akan diproses adalah part TR oleh program O1(spindle kanan)
dan O11(spindle kiri). Sedangkan nilai vari limit 148.15, part yang akan diproses adalah part TR-Kai oleh program O3(spindle kanan) dan O13(spindle kiri) yang didapatkan dari hasil pemodelan proses bubut.
Proses simulasi pada mesin ILA-0007 dilakukan sebanyak dua kali. Hal tersebut dikarenakan cycle time sebesar 88 detik yang masih jauh dari target. Besarnya nilai cycle time tersebut disebabkan oleh adanya keadaan saling tunggu antara proses spindle kanan dan spindle kiri. Keadaan saling tunggu tersebut disebabkan oleh sistem safety dari mesin ILA-0007 yang tidak mengijinkan spindle bekerja secara bersamaan pada jarak yang terlalu dekat. Keadaan tersebut terjadi saat spindle kiri memproses cam angle sensor dan spindle kanan memproses front groove. Berdasarkan besarnya cycle time tersebut maka perlu dilakukan perancangan ulang algoritma proses bubut dan pergerakan tool yang lebih efisien.
Pada spindle kanan terdapat tool yang sama yakni T2-1 dan T2-4 yang masing-masing digunakan untuk proses bubut bagian rear dari front journal #1 dan front face. Apabila menggabungkan kedua proses tersebut menjadi satu proses maka dapat menghilangkan kerja salah satu tool. Pada perancangan ulang algoritma proses bubut ini, proses front face yang sebelumnya berada pada proses terakhir spindle kanan diubah menjadi proses pertama yang dilakukan spindle kanan yang dilanjutkan oleh proses bubut bagian rear dari front jurnal #1. Berdasarkan model algoritma proses bubut tersebut pemrosesan pada spindle kanan lebih efektif terbukti dengan besarnya cycle time 64 detik (telah sesuai dengan target). Selanjutnya dilakukan pengujian quality workpiece exhaust camshaft TR-Kai hasil dari proses mesin ILA-0007 dan didapatkan hasil bahwa semua parameter pengujian tersebut bernilai bagus (sesuai dengan standard). Berdasarkan keseluruhan proses di atas maka program CNC dapat digunakan untuk memproduksi exhaust camshaft TR-Kai.
IV. KESIMPULAN
Kesimpulan penelitian tugas akhir mengenai Perancangan Sistem Kontrol Mesin Bubut CNC “ILA 0007” Dalam Proses Pembuatan Exhaust Camshaft TR-Kai Part di Engine Plant Sunter I PT. Toyota Motor Manufacturing Indonesia
1. Perancangan algoritma sistem kontrol proses pembuatan exhaust camshaft TR-Kai part pada mesin bubut CNC “ILA-0007” dapat digunakan dalam proses produksi engine TR-Kai karena hasil pengukuran semua bagian workpiece masih dalam rentang standard.
2. Pada simulasi kedua menghasilkan nilai cycle time sebesar 64 detik. Selain itu dari hasil pengujian quality workpiece exhaust camshaft TR-Kai sudah memenuhi standard dari Toyota Operational Drawing.
DAFTAR PUSTAKA
[1] S., Dalmasius Ganjar. 2012. Pemrograman CNC & Aplikasi di Dunia Industri. Informatika. Bandung.
