Implementasi dan Evaluasi Penggunaan Controler MACH3 pada CNC Grinding 5 Sumbu Serta Penerapan Metode Kendali Proportional Integral Derivative Pada Motor Spindel

Politeknik Manufaktur (POLMAN) Bandung sebagai Lembaga Pendidikan Tinggi Vokasi mengimplementasikan sistem pembelajaran Production Base Education (PBE) membuat mahasiswa dilibatkan langsung dengan kegiatan produksi yang dilaksanakan di lingkungan kampus untuk memenuhi permintaan/order dari industri seperti yang dilakukan pada pengerjaan proyek converter permintaan dari PT. X. Salah satu evaluasi dari produksi yang telah dilaksanakan adalah dibutuhkannya pengayaan mesin yang berfungsi untuk melakukan proses lanjutan atau biasa dikenal dengan fettling pada produk hasil pengecoran dengan akurasi yang baik dalam melakukan proses permesinan guna mendapatkan hasil yang optimal. Terdapat beberapa cara pengerjaan fettling yang berkembang saat ini di antaranya menggunakan mesin Computer Numeric Control (CNC) dan arm robot. Di antara keduanya, penggunaan mesin CNC untuk melakukan proses permesinan pada produksi pesanan converter ini dinilai lebih efektif karena permesinan hanya dilakukan pada bagian tepi parting line produk coran sehingga pemrograman lintasan permesinan dapat dilakukan dengan metode yang lebih mudah. Dalam satu kesatuan yang utuh, mesin CNC terdiri dari sistem mekanik dan kendali yang menuntut akurasi dan konsistensi gerak kendali yang baik, serta fleksibilitas sistem dalam melakukan permesinan pada variasi desain yang beragam. Penggunaan perangkat lunak dan perangkat keras MACH3 memberikan keuntungan pengguna dengan kemudahan pengembangan dan keterjangkauan harga komponennya. Perangkat kontrol yang digunakan mampu mengakomodasi kemudahan proses untuk variasi desain benda kerja dengan kemampuannya dalam mengeksekusi program perintah berbasis G-Code. Data hasil pengujian yang terkumpul menunjukkan kesimpulan untuk komponen kendali yang digunakan dapat berfungsi secara optimal, komponen main kontrol BOB MACH3 memiliki tingkat kesuksesan transfer sinyal 100% dan tingkat akurasi output pulsa yang dihasilkan terhadap jarak perintah gerak memiliki nilai rata-rata 99.97% . Akurasi masing-masing sumbu gerak berdasarkan hasil pengujian performa unit kendali dengan 20 kali pengilangan maupun data pengujian proses mencapai tingkat akurasi lebih dari 99%. Pengujian tingkat konsistensi atau kepresisisan menghasilkan nilai koefisien variasi dari setiap sumbu kurang dari 1% yang berarti sistem bekerja dengan konsisten dalam mencapai setiap koordinat yang diperintahkan pada setiap sumbu kerja. MACH3 hanya memiliki 5 pin input dan 5 pin output yang menjadi keterbatasan komponen. Keterbatasan IO tersebut diatasi dengan integrasi Arduino Nano menggunakan protokol modbus serial, menambah 13 pin digital dan 5 pin analog. Implementasi MACH3 untuk CNC 5 sumbu menunjukkan akurasi di atas 99% dan repetabilitas gerak sumbu kerja dari 20 pengulangan menunjukkan nilai di bawah 1% yang berarti sistem bekerja dengan konsisten dalam mencapai koordinat yang diperintahkan pada setiap sumbu kerja. Kestabilan kecepatan spindel memiliki respons sistem yang baik dengan nilai tuning PID Kp = 0,02, Ki = 0,015, dan Kd = 0,5 dan menghasilkan respons sistem dengan overshoot 23% dan undershoot 4% serta nilai error steady state 0.9%.