Embed Size (px)
Citation preview
i
LAPORAN TUGAS AKHIR
PERANCANGAN MODULAR JIG AND FIXTURE UNTUK MESIN MINI
CNC ROUTER 3 AXIS
(Studi Kasus : Laboratorium Otomasi Teknik Industri Universitas
Muhammadiyah Surakarta)
Diajukan sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata 1 pada
Jurusan Teknik Industri
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Oleh :
Daru Chusnu Utama Putra Azis
D.600.150.109
JURUSAN TEKNIK INDUSTRI
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2019
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
PERANCANGAN MODULAR JIG AND FIXTURE UNTUK MESIN MINI
CNC ROUTER 3 AXIS
PUBLIKASI ILMIAH
Oleh :
Daru Chusnu Utama Putra Azis
D600150109
Telah diperiksa dan disetujui untuk diuji oleh :
Dosen
Pembimbing
Ratnanto Fitriadi, ST, MT
NIK. 889
iii
iv
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa tugas akhir yang telah dikerjakan ini
tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan
pada suatu perguruan tinggi, dan selama sepanjang sepengetahuan saya juga tidak
terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain,
kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar
pustaka.
Apabila kelak terbukti ada ketidakbenaran dalam penyataan saya diatas, maka
akan saya pertanggungjawabkan sepenuhnya.
Surakarta, 2019
Penulis
Daru Chusnu Utama Putra Azis
D600150109
v
MOTTO
“What is better? To be born good, or to overcome your evil nature through
great effort?”
(Paarthurnax)
“You don't have to be a hero to accomplish great things---to compete. You
can just be an ordinary chap, sufficiently motivated to reach challenging
goals.”
(Sir Edmund Hillary)
“Narimo Ing Pandum”
“Witing Tresno Jalaran Soko Kulino”
vi
PERSEMBAHAN
Laporan tugas akhir ini penulis persembahkan kepada :
Sembah sujud serta syukur kepada Allah Subhanahu wa Ta’ala yang telah
memberikan karunia kepada penulis sehingga penulis mampu menyelesaikan
penelitian ini. Sholawat dan salam selalu terlimpahkan keharibaan Rasullah
Muhammad Shallallahu `alaihi Wa Sallam.
Penulis mempersembahkan karya sederhana ini kepada kedua orang tua tercinta
yang selalu mendoakan, membimbing, memberikan kasih sayang. Tanpa
bantuan kedua orang tua, laporan ini mungkin tidak akan ditulis dengan
sempurna.
Laporan tugas akhir ini juga dipersembahkan untuk adik laki-laki penulis,
terima kasih selama ini selalu mendoakan dan memberikan support.
Penulis juga membersembahkan karya ini kepada Bp. Ratnanto Fitriadi selaku
dosen pembimbing yang tak lelah membantu serta mensupport baik berupa
materi maupun ilmu yang bermanfaat sampai akhir hayat.
Penulis juga mempersembahkan karya kecil ini kepada partner TA Muhammad
fauzi yang telah membantu menemani saya sampai akhir penulisan laporan ini.
Saya bangga punya partner seperti anda, walaupun banyak mengeluhnya namun
keluhanmu merupakan masukan dan saran bagi laporan ini untuk menjadi lebih
baik.
Laporan tugas akhir ini juga dipersembahkan kepada semua teman yang sudah
memberi semangat, doa dan bantuanya.
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu’ alaikum Wr. Wb Alhamdulillahirobbil’alamin, segala puji syukur
kepada Allah SWT karena berkat Rahmat dan Karunia-Nya penulis mampu
menyelesaikan penyusunan tugas stugas akhir ini. Shalawat beserta salam semoga
senantiasa terlimpahkan kepada nabi kita, Muhammad SAW,
Penulisan tugas akhir diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana pada program studi Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas
Muhammadiyah Surakarta dengan judul ” PERANCANGAN MODULAR JIG
AND FIXTURE UNTUK MESIN MINI CNC ROUTER 3 AXIS”.
Pada penyusunan dan penulisan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bantuan dan
dukungan moral dari banyak pihak, untuk itu penulis ingin ingin menyampaikan
banyak terima kasih kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT, Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Eko Setiawan, S.T, M.T, Ph.D Ketua Jurusan Program Studi Teknik
Industri.
3. Bapak Ratnanto Fitriadi S.T, M.T, selaku Dosen Pembimbing yang berkenan
memberikan arahan dan waktu dalam penyusunan Tugas Akhir.
4. Bapak Ibu seluruh dosen Jurusan Teknik Industri yang telah memberikan materi
perkuliahan yang sangat bermanfaat untuk penyusunan Laporan Tugas Akhir
ini.
5. Ibu, Bapak, Kakak dan Adik tercinta, terimakasih untuk Do’a dan semangatnya.
6. Partner Tugas Akhir saudara Muhammad Fauzi yang telah membantu
menyelesaikan penelitian ini.
7. Teman teman Kost Muslim Jalan Sedap Malam, yang selalu memberikan suka-
duka dalam perjalanan perkuliahan 3 tahun ini.
8. Teman-Teman seperjuangan Teknik Industri Angkatan 2015 terima kasih telah
membantu dan memberikan semangat.
viii
ix
DAFTAR ISI
LAPORAN TUGAS AKHIR ................................................................................ i
HALAMAN PERSETUJUAN .......................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN .........................................................................iii
PERNYATAAN .............................................................................................. iv
MOTTO ........................................................................................................... v
PERSEMBAHAN ........................................................................................... vi
KATA PENGANTAR .................................................................................... vii
DAFTAR ISI ................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xi
DAFTAR TABEL .......................................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang....................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah .................................................................................. 3
1.3. Batasan Masalah .................................................................................... 3
1.4. Tujuan Penelitian ................................................................................... 3
1.5 Manfaat Penelitian ................................................................................. 4
1.6 Sistematika Penulisan ........................................................................... 4
BAB II LANDASAN TEORI .............................................................................. 6
2.1. Pengertian Jig and Fixtures ....................................................................... 6
2.2 Prinsip-prinsip Perancangan Jig dan Fixture .............................................. 8
2.3 Modular Fixture ....................................................................................... 9
2.4 CAD .................................................................................................... 12
2.4.1 Solidworks ...................................................................................... 14
2.4.2 Solidwork Simulation ......................................................................... 16
2.5 Kriteria Von Mises .............................................................................. 17
2.6 Benchmarking ...................................................................................... 20
2.7 Formulasi Analitik ............................................................................... 21
2.8 Tijauan Pustaka ................................................................................... 25
BAB III METODOLOGI PENELITIAN............................................................ 27
3.1 Objek Penelitian .................................................................................... 27
3.2 Metode dan Desain Penelitian ................................................................ 27
3.3 Flowchart Penelitian ............................................................................. 27
x
3.3.1 Studi Pendahuluan ........................................................................ 28
3.3.2 Perancangan Alat .......................................................................... 29
3.3.3 Pengujian Alat ................................................................................. 31
3.4 Analisis ................................................................................................... 32
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 33
4.1. Perancangan Modular jig and Fixture ..................................................... 33
4.1.1 Tujuan dan Deskripsi Alat .................................................................. 34
4.2 Data Benchmarking ................................................................................ 35
4.2.1 Jig and Fixture pada mesin ................................................................. 36
4.2.2 Toggle Clamp ..................................................................................... 37
4.2.3 F-Clamp ............................................................................................. 38
4.2.4 Locator dan Supporting ...................................................................... 39
4.2.5 Analisa Benchmarking ....................................................................... 40
4.3 Perancangan Modular Jig and Fixture .................................................... 41
4.3.1 Spesifikasi Mesin ............................................................................... 41
4.3.2 Rancangan Toggle Clamp................................................................... 43
4.3.3 Rancangan F-Clamp ........................................................................... 45
4.3.4 Rancangan Locator dan Support ......................................................... 47
4.3.6 Rancangan Modular Jig and Fixture ...................................................... 51
4.4 Pengujian Rancangan Modular Jig and Fixture....................................... 52
4.4.1 Perhitungan Perancangan Alat Bantu .................................................. 52
4.4.2 Perhitungan Kekuatan Bahan Rancangan Modular Jig and Fixture. ... 65
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN.............................................................. 69
5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 69
5.2 Saran ....................................................................................................... 69
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 70
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 (a) Dua belas derajat kebebasan benda dalam ruang (b) Penempatan
lokator 3-2-1 .................................................................................................. 11
Gambar 2.2 Alur Proses Rapid prototyping .................................................... 13
Gambar 2.3 Cartesian-based meshes .............................................................. 16
Gambar 2.4 Cartesian Approach pada Solidworks Simulation ........................ 17
Gambar 2.5 Grafik Kriteria Luluh Von Mises ................................................. 18
Gambar 2.6 Derajat Kebebasan Benda Kerja .................................................. 21
Gambar 4.1 Gambar aktual Mesin Mini CNC Router 3 Axis .......................... 42
Gambar 4.2 Rancangan Toggle Clamp ........................................................... 44
Gambar 4.3 Rancangan Hex Bolt ................................................................... 44
Gambar 4.4 Rancangan BaseplateGambar ...................................................... 44
Gambar 4.5 Rancangan F-Clamp ................................................................... 46
Gambar 4.6 Rancangan Hex Bolt M5 ............................................................. 46
Gambar 4.7 Rancangan Basepin. .................................................................... 46
Gambar 4.8 Rancangan Locator ..................................................................... 48
Gambar 4.9 Rancangan Screw 6mm ............................................................... 48
Gambar 4.10 Rancangan Rail ......................................................................... 48
Gambar 4.11 Rancangan Tslot ....................................................................... 48
Gambar 4.12 Rancangan Support ................................................................... 50
Gambar 4.13 Rancangan Hex Bolt M5 ........................................................... 50
Gambar 4.14 Rancangan Modular Jig and Fixture ......................................... 51
Gambar 4.15 Pembagian Titik Penempatan Benda Kerja Datar Ukuran
Maksimal .................................................................................. 54
Gambar 4.17 Plotting gaya pengujian Basepin ............................................... 66
Gambar 4.18 Plotting gaya pengujian dudukan Toggle Clamp ....................... 67
Gambar 4.19 Plotting gaya pengujian Lokator ............................................... 68
Gambar 4.20 Plotting gaya pengujian Supporting .......................................... 68
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Deskripsi dan Tujuan Alat bantu..................................................... 34
Tabel 4.2 Benchmarking Jig and Fixture ........................................................ 36
Tabel 4.3 Data Benchmarking Toogle Clamp ................................................. 37
Tabel 4.4 Data Benchmarking F-Clamp ......................................................... 38
Tabel 4.5 Data Benchmarking Locator ........................................................... 39
Tabel 4.6 Rancangan Toggle Clamp ............................................................... 39
Tabel 4.7 Rancangan F-Clamp ....................................................................... 45
Tabel 4.8 Rancangan Locator dan Support. .................................................... 47
Tabel 4.9 Rancangan Support......................................................................... 49
Tabel 4.10 Batasan Dimensi Benda Kerja ...................................................... 52
Tabel 4.11 Gaya Clamping pada Pengerjaan Benda Datar Ukuran
Maksimal .................................................................................................... 53
Tabel 4.12 Titik Penempatan Benda Kerja Datar Ukuran Maksimal ............... 54
Tabel 4.13 Perhitungan Excel Tahap Penempatan pada Benda Kerja
Datar Ukuran Maksimal ................................................................................. 55
Tabel 4.14 Kandidat Titik Cekam Benda Kerja Datar Ukuran Maksimal. ..... 57
Tabel 4.15 Perhitungan Excel Pencekaman Pengerjaan Benda Datar Ukuran
Maksimal ....................................................................................................... 57
Tabel 4.16 Perhitungan Permesinan Pengerjaan Benda Datar Ukuran
Maksimal ....................................................................................................... 59
Tabel 4.17 Perhitungan Excel Tahap Penempatan pada Benda Kerja Datar
Ukuran Minimal ............................................................................................ 61
Tabel 4.18 Perhitungan Excel Tahap Pencekaman pada Benda Kerja Datar
Ukuran Minimal ............................................................................................ 61
Tabel 4.19 Perhitungan Excel Tahap Permesinan pada Benda Kerja Datar
Ukuran Minimal ............................................................................................ 62
Tabel 4.20 Gaya Clamping pada Pengerjaan Benda Miring Ukuran
Maksimal ....................................................................................................... 62
Tabel 4.21 Perhitungan Excel Tahap Penempatan pada Benda Kerja Miring
Ukuran Maksimal .......................................................................................... 62
xiii
Tabel 4.22 Perhitungan Excel Tahap Penempatan pada Benda Kerja Miring
Ukuran Maksimal .......................................................................................... 63
Tabel 4.23 Perhitungan Excel Tahap Permesinan pada Benda Kerja Miring
Ukuran Maksimal .......................................................................................... 63
Tabel 4.24 Perhitungan Excel Tahap Permesinan pada Benda Kerja Miring
Ukuran Minimal ............................................................................................ 64
Tabel 4.25 Perhitungan Excel Tahap Permesinan pada Benda Kerja Miring
Ukuran Maksimal .......................................................................................... 64
Tabel 4.26 Perhitungan Excel Tahap Permesinan pada Benda Kerja Miring
Ukuran Maksimal .......................................................................................... 65
Tabel 4.27 Perhitungan gaya Clamping untuk pengujian ................................ 65
