[id] jurnal rahardian faizal zuhdi - 0220120068

7/24/2019 [ID] JURNAL Rahardian Faizal Zuhdi - 0220120068

1/7

PERANCANGAN DAN PEMBUATANSISTEM KENDALI OTOMATIS LOADER OUTPUT

MESIN SNAP GAUGE PADA MACHINING C LINE 6DI PT. FNI

Rahardian Faizal Zuhdi

Politeknik Manufaktur AstraProgram Studi Teknik Produksi & Proses Manufaktur, Konsentrasi Mekatronika

Jl. Gaya Motor Raya No.8, Sunter II, Jakarta 14330, JakartaE-mail: [email protected]

Abstrak - PT. Federal Nittan Industries (PT. FNI) merupakan perusahaan yang bergerak dalam bidangmanufaktur komponen otomotif engine valve. Dalam pembuatannya, engine valve melalui proses pemesinan diarea machining. Salah satu mesin pada area machining adalah mesin snap gauge. Mesin snap gauge ini digunakanuntuk proses pemeriksaan dimensi engine valve yang meliputi pemeriksaan bagian head, seat, keeper groove,stem, dan carbon. Pada mesin snap gauge ini terdapat bagian yang dinamakan loader output . Kondisi saat ini,rendahnya ketinggian loader output menyebabkan operator diharuskan membungkuk saat melakukan

pengambilan engine valve . Hal ini berdampak pada morality operator, khususnya semangat dan tingkat kelelahanoperator dalam bekerja. Dengan permasalahan tersebut, maka dibuat mekanisme untuk menambah ketinggian

loader output di mana mekanisme tersebut mampu berjalan secara otomatis. Dengan demikian ketinggian loader yang sebelumnya 40cm, setelah pembuatan alat ini bertambah menjadi 65cm dan operator tidak harusmembungkuk lagi seperti sebelumnya. Dengan berubah sikap operator dalam bekerja meningkat pula tingkatergonomis yang berpengaruh pada tingkat safety operator.Kata Kunci : Sistem kontrol , PLC, L oader Output, M esin Snap Gauge

I. Pendahuluan1.1 Latar Belakang

PT. Federal Nittan Industries (PT. FNI)merupakan perusahaan yang bergerak dalam bidangmanufaktur komponen otomotif engine valve .Produk PT. Federal Nittan Industries ditunjukan

pada gambar I-1. PT. Federal Nittan Industries yangmerupakan perusahaan joint venture antara NittanValve Co.,Ltd Jepang dan PT. Astra Otoparts Tbk.Yang berdiri sekak 1 Juli 1995. PT. Federal NittanIndustries menempati pabrik baru yang beralamat diJalan Halmahera Blok DD-9, Kawasan Industri MM2100, Cikarang Barat, Bekasi 17520 pada tahun2009. Proses pembuatan engine valve secara garis

besar terdiri dari forging, stellite, heat treatment, danmachining.

Beberapa customer PT. Federal NittanIndustries yaitu, Daihatsu, Honda, Yamaha, Suzuki,dan Hino. Meningkatnya penjualan kendaraan

bermotor berdampak pada meningkatnya permintaan produksi engine valve dari customer .Mengacu pada hal tersebut, PT. Federal NittanIndustries melakukan improvement terhadap

beberapa mesin. Salah satu mesin yang dilakukanimprovement adalah mesin snap gauge. Mesin snap

gauge ini digunakan untuk proses pemeriksaandimensi engine valve yang meliputi pemeriksaan

bagian head, seat, keeper groove, dan carbon. Improvement yang akan dilakukan adalah pada bagian loader output yang terlalu pendek sehinggamempersulit kerja operator. Selain itu posisi loader yang terlalu rendah juga berpengaruh pada tingkat

safety dan ergonomis operator dalam hal kesehatantulang belakang yang memilki akibat jangka

panjang. Beralih ke akibatnya kepada morality, berkurangnya semangat bekerja operatordikarenakan dalam proses pengambilan engine valve operator diharusnya membungkuk atau bahkan

berjongkok.Saat ini PT. Federal Nittan Industries

sedang melakukan program cost reduction , dalamrangka menekan biaya pengeluaran untuk pembelian spare part . Maka dalam pembuatan alat ini sebagian besar spare part yang digunakan adalah spare part bekas atau sudah rusak sehingga dapatmemanfaatkan limbah spare part yang sudah tidakterpakai yang berimbas pada menurunnya biaya

pengeluaran pembelian spare part . Improvement ini meliputi penambahan

penumatic cylinder sebagai mekanisme naik danturun loader output , sehingga ketinggian loader

bertambah dan dapat mempermudah operator dalammengambil engine valve proses snap gauge. Proses

naik dan turun cylinder pneumatic ini dilakukansecara otomatis ketika loader output telah penuh.Dari data pengukuran ketinggian loader output mesin snap gauge di semua line , didapatkan data

bahwa mesin snap gauge pada line 6 yang memilikiketinggian loader output yang paling rendahsehingga penulis akan melakukan inprovement padamesin snap gauge line 6.

1.2 Perumusan MasalahBerdasarkan latar belakang yang ada, maka

perumusan masalah yang dibahas adalah sebagai berikut :

1.

Bagaimana membuat mekanisme untukmenaikan ketinggian loader output ?
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]


2/7

2. Bagaimana membuat sistem kontrol untukloader output sehingga dapat berjalan secaraotomatis dan safety ?

3. Bagaimana membuat alat yang mampumencapai salah satu atau keseluruhan dariQCDSMPE ( Safety , Quality, Cost, Delivery,

Morality, Productivity, dan Environment)?4. Bagaimana membuat alat yang rendah biaya

tetapi mampu memberikan keuntungan yangtinggi bagi perusahaan?

1.3 Pembatasan MasalahPenulisan Tugas Akhir ini dibatasi oleh

beberapa hal, yaitu :1. Membahas program PLC loader output

otomatis dan tidak membahas program padamesin utama.

2. Membahas biaya pembuatan loader outputotomatis.

3.

Membahas pengabelan perangkat input danoutput serta PLC.4. Tidak membahas perhitungan mekanik dalam

pembuatan loader output otomatis.5. Tidak membahas perhitungan elektrik, tekanan

angin dalam pembuatan loader outputotomatis.

6. Tidak membahas secara detail mesin utamayaitu mesin snap gauge.

1.4 TujuanTugas akhir ini bertujuan untuk :1. Meningkatkan produktivitas operator

machining C line 6.2. Meningkatkan ergonomis dan safety dalam

pengambilan part process engine valve setelah proses snap gauge .

3. Mempermudah kerja operator mesin snap gauge dalam melakukan pengambilan part process engine valve setelah proses snap gauge .

1.5 ManfaatManfaat dari pembuatan tugas akhir ini yaitu :1. Meningkatnya productivitas karena

pengambilan dan peletekan part processengine valve menjadi lebih efisien.

2. Meningkatnya safety dan ergonomis bagioperator ketika melakukan pengambilan dan

peletekan part process engine valve. 3. Berkurangnya limbah spare part dan biaya

pembelian spare part karena dalam membuatalat ini menggunakan spare part bekas.

II. Landasan Teori2.1 Ergonomis

Pengertian Ergonomi dalam buku SritomoWignjosoebroto adalah Ergonomi atau ergonomics (bahasa Inggrisnya) sebenarnya berasal dari katayunani yaitu Ergo yang berarti kerja dan Nomos

yang berarti hukum. Dengan demikian ergonomidimaksudkan sebagai disiplin keilmuan yang

mempelajari manusia dalam kaitannya dengan pekerjaan. Disiplin ergonomi secara khusus akanmempelajari keterbatasan dari kemampuan manusiadalam berinteraksi dengan teknologi dan produk-

produk buatannya. Disiplin ini berangkat darikenyataan bahwa manusia memiliki batas-batas

kemampuan baik jangka pendek maupun jangka panjang pada saat berhadapan dengan keadaanlingkungan sistem kerjanya yang berupa perangkatkeras atau hardware (mesin, peralatan kerja dll) dan

perangkat lunak atau software (metode kerja, sistemdan prosedur, dll). Dengan demikian terlihat jelas

bahwa ergonomi adalah suatu keilmuan yang multidisiplin, karena disini akan mempelajari

pengetahuan-pengetahuan dari ilmu kehayatan(kedokteran, biologi), ilmu kejiwaan ( psychology )dan kemasyarakatan (sosiologi).

2.2 Snap Gauge

Snap gauge adalah gauge atau alat ukuryang sering digunakan pada industri manufakturkhususnya PT. Federal Nittan Industries. Gauge inidigunakan untuk pengukuran dimensi luar suatu

benda. Rangka gauge ini berbentu U dan mempunyarahang dengan permukaan ukur. Snap gauge adayang bertipe pas (GO) dan bertipe tidak pas (NOGO). Pada gambar II-1 adalah tampilan dari alatukur snap gauge .

Gambar II-1 Snap gauge

2.3 Loader Loader adalah sebuah jalur masuk atau

keluar bagi engine valve yang akan diproses dalammesin atau telah melalui satu proses untuk nantinyaditeruskan ke proses selanjutnya. Pada gambar II-2merupakan loader output yang digunakan padaindustri khususnya PT. Federal Nittan Industries.

Gambar II-2 Loader Output

2.4 Sistem KontrolSistem kontrol dapat dipandang

sebagai sistem dimana suatu masukan atau beberapamasukan tertentu digunakan untuk mengontrolkeluarannya pada nilai tertentu. Suatu sistem kontroldapat melakukan pengontrolan diberbagai aspekseperti mengontrol sebuah variabel untukmendapatkan nilai yang diinginkan, mengontrol


3/7

urutan kejadian/proses serta mengontrol apakahsuatu kejadian terjadi atau tidak. Pada dasarnyasistem kontrol digunakan untuk mengontrol urutankejadian. Suatu sistem kontrol terdiri dari adanyamasukan ( input ), elemen pengendalian/kontrol dankeluaran ( output ). Prinsip kerja dasar sebuah sistem

kontrol dapat disebut suatu hubungan sebab akibatantara komponen input dan output. Adanya sinyalinput membuat sistem memproses sinyal tersebutsehingga memberikan keluaran sistem. Secarasederhana prinsip kerja dasar sistem kontrolditunjukkan pada gambar II-3 :

Gambar II-3 Prinsip kerja sistem kontrol

III. Pengumpulan Data dan Perancangan3.1 Mesin Snap GaugeMesin snap gauge merupakan mesin

manufaktur yang digunakan untuk mengecek ukuranatau dimensi dari engine valve . Dalam proses iniengine valve diukur menggunakan sebuah kamerayang melakukan perekaman dan mencocokkandengan data yang telah diseting sebelumnya. Padagambar III-5 merupakan tampilan panel screen saatmesin melakukan pengukuran pada part proses.

Pada mesin snap gauge, part proses dari proses sebelumnya akan masuk melalui loader inputdan keluar melalui loader output. Pada mesin snap

gauge line 6 kondisi loader output terlalu rendahsehingga kesulitan dalam proses pengambilan dan

peletekan pada tray. Pada gambar III-1 merupakangambar mesin snap gauge pada machining line 6 .

Gambar III-1 Mesin snap gauge

Pada gambar III-6 diperlihatkan bagian- bagian mesin snap gauge , penulis melakukanimprovement pada bagian unloading atau outletchute .

3.2 Permasalahan yang terjadiPada gambar sebelumnya telah dijelaskan

bahwa inprovement yang dilakukan adalah pada

bagian unloading atau outlet chute . Pada kondisiyang ada saat ini ketinggian loader pada masing-masing line khususnya line 6 pada mesin snap gauge

terlalu rendah. Sebelum melakukan improvement initerlebih dahulu penulis mengadakan wawancaradengan beberapa operator pada area machining line 6 yang berjumlah tiga orang dalam tiga shift . Daritiga operator yang telah diwawancarai mengaku

bahwa rendahnya ketinggian loader menjadi

penyebab semakin menurunnya performance operator dalam satu shift kerja . Pada gambar III-2akan ditampilkan bentuk loader dan ketinggianloader yang rata-rata dari masing-masing line terlalurendah.

Gambar III-2 Masalah pada loader output

Dari pengukuran yang telah dilakukan,rata-rata ketinggian loader output mesin snap gauge adalah 40cm. Karena rendahnya ketinggian loader ini menyebabkan bertambahnya tingkat kelelahandan kurang semangatnya kerja operator sehinggamampu mempengaruhi produktivitas operatorketika bekerja. Di PT. Federal Nittan Industriesmenerapkan satu operator untuk tiga mesin,

sehingga rendahnya posisi loader yang membuatoperator diharuskan membungkuk saat pengambilan part proses, hal ini menyebabkan berkurangnyamorality operator dalam hal ini semangat dan tingkatkelelahan. Kondisi membungkuk ini juga

berpengaruh pada tingkat safety operator, dalam halini adalah kesehatan tulang belakang akibat terlalusering membungkuk saat bekerja. Pada gambar III-3 akan ditampilkan sikap operator ketika melakukan

pengambilan part proses.

Gambar III-3 Sikap operator

3.3 Spesifikasi yang dibutuhkanDalam pembuatan Loader Output Otomatis pembuatan mekanik, sistem kontrol dan program

Input SistemKontrol Output

40cm


4/7

PLC haruslah disesuaikan dengan kebutuhanlapangan atau area kerja. Spesifikasi yang dimaksudadalah sebagai berikut:

1. Dalam pembatan Loader Output Otomatis, penambahan ketinggian harus diperhatikandengan ketinggian loader saat ini adalah 40cmdari lantai, berarti minimum penambahanketinggian adalah 25cm agar operator tidak

perlu membungkuk dalam pengambilan enginevalve .

2. Alat ini haruslah fleksible atau dapatdigunakan pada mesin lain jika memangdiperlukan.

3. Alat ini membutuhkan sistem kontrol yangsettingannya fix atau tetap, sehingga operatortidak bisa mnegubahnya sehingga alat inimampu bekerja dengan optimal tanpa ada

perubahan settingan.

4.

Dalam pembuatan alat ini harus memanfaatkankomponen yang ada dan meminimalkan pembelian komponen agar sesuai dengan program perusahaan yaitu Cost Reduction Program .

5. PLC yang digunakan adalah PLC jeniscompact , di mana PLC yang digunakan adalahOMRON CPM2A

6. Apabila terjadi kerusakan pada alat, harusmudah dalam troubleshooting atau analisa

permasalahan.7. Alat ini harus bisa bekerja secara otomatis

dengan hanya menekan 1 tombol, alat dapat

bekerja secara continue .8. Untuk sistem kontrol, panel kontrol yangdigunakan tidak terlalu besar sehingga tidakmenambah konstruksi pada mesin utama.

9. Loader Output Otomatis harus dilengkapidengan tombol emergency stop gunamenghindari kemungkinan kecelakaan kerja.

10. Loader Output Otomatis harus dilengkapidengan tombol manual operator yangdigunakan sebagai instruksi dari operator

bahwa engine valve telah terambil semua danoperator sudah dalam posisi aman.

3.4 Perancangan3.4.1 Perancangan Desain

Gambar III-4 Desain loader output otomatis

Keterangan dari gambar III-11 adalahsebagai berikut:

1. Loader dengan posisi di kanan dan kiri.2. Solenoid Valve .3. Adjuster dengan knob untuk mengatur lebar

loader .4. Silinder Pneumatik dua buah di kanan dan kiri

sesuai dengan posisi loader .5. Guide digunakan untuk meluruskan gerak

stroke silinder saat naik sehingga tidak berputar atau bergoyang, menggunakansilinder pneumatik bekas yang telah rusak.

3.4.2 Perancangan KomponenUntuk membuat alat yang sesuai dengan

sistem kerja yang dibutuhkan di lapangan,dibutuhkan beberapa komponen penunjang dalam

pembuatan loader output otomatis. Komponen komponen ini baik elektrik, pneumatik, maupunkontrol digunakan sebagai penunjnag agar alat inimampu bekerja sesuai dengan sistem kerja yangdiinginkan sehingga mampu bekerja secara optimal.Komponen komponen yang diperlukan dalam

pembuatan loader output otomatis beserta fungsinyaakan ditampilkan pada tabel III-1.

Tabel III-1 Komponen yang dibutuhkanItem Jumlah

Air Cylinder 2

Rotary Air Cylinder 1

Solenoid Valve 3

Speed Control 2

Relay 24VDC 4

Reed Switch 4

Lampu Indicator 2

MCB 2 Phase 1

Proximity Sensor 2

Push Button Operator 1

PLC 1

Selector Switch 2

Emergency Stop 1

IV. Pembuatan dan Pengujian4.1 Pengabelan PLC

Untuk mengaktifkan PLC Omron CPM2Amenggunakan jenis tegangan 2 Phase dengan besartegangan 220 VAC. Kedua fasa disambungkan ke

port L1 dan L2/N untuk bisa mengaktifkan PLCOmron CPM2A. Sedangkan untuk common inputdan output diberikan tegangan positif (24 V). Padagambar IV-1 akan ditampilkan pengabelan PLC.

1

2

3

4

5


5/7

Gambar IV-1 Pengabelan PLC

4.2 Pengabelan Piranti MasukanPada tabel IV.1 merupakan data input yang

dipakai pada PLC Omron CPM2A untukmenjalankan fungsi kerja loader output otomatis .Pada tabel di bawah ini input device yang digunakan

berjumlah 10 device. Yang terhubung pada 12alamat PLC dari 000 sampai 011.

Tabel 0-1 Data Input PLC Omron CPM2ANo Alamat Keterangan

1 000 Selector Switch Manual

2 001 Selector Switch Auto

3 002 Selector Switch Man. Left

4 003 Selector Switch Man. Right

5 004 Emergency Stop

6 005 Operator Button

7 006 Sensor F.W 1

8 007 Sensor F.W 2

9 008 RS1 High

10 009 RS1 Low

11 010 RS2 Low

12 011 RS2 High

4.3 Pengabelan Piranti KeluaranPada tabel IV.2 merupakan data output

yang dipakai pada PLC Omron CPM2A untukmenjalankan fungsi kerja loader output otomatis .

Tabel 0-2 Data Output PLC Omron CPM2AAlamat Keterangan Solenoid Cylinder

1000 Relay 1 SolenoidValve 1

CylinderKiri


CylinderKanan


CylinderGate

4.4 Pembuatan Sistem Pneumatik

Gambar IV-2 Sistem pneumatik

Pada gambar IV-2, loader output otomatisterdiri dari 3 buah silinder pneumatik. Di mana duadiantaranya adalah sebagai pengangkat loader kanan dan kiri, dan yang satu sebagai gate atausebagai perubah arah keluarnnya part proses. Padasistem ini menggunakan 2 single solenoid valve 5/2dan 1 single solenoid valve 3/2 .

4.5 Pengujian Alat4.5.1 Pengujian Input PLC

Cara pengujian terhadap input PLC bisadilakukan dengan dua cara, yaitu denganmenghubungkan PLC dengan PC dan dapat melihatindicator led pada tampilah fisik PLC.

Pengujian yang dilakukan adalah denganmenekan pushbutton, mengaktifkan selector switch ,

mengaktifkan proximity switch, dan mengaktifkanreed switch pada silinder. Parameter OK pada saatmelakukan pengujian adalah apabila saat pirantimasukan diaktifkan maka akan menyalakan lampuindikator yang berada pada PLC sesuai denganalamat yang telah diberikan kepada masing-masing

piranti. Hasil pengujian piranti masukan PLC dapatditunjukan pada tabel IV-3.

Tabel IV-3 Pengujian piranti masukan

SingleSolenoid 5/2

Air ServiceUnit

SingleSolenoid 3/2


6/7

4.5.2 Pengujian Piranti KeluaranCara pengujian terhadap output PLC dapat

dilakukan dengan cara menghubungkan PLCdengan personal computer (PC) melalui monitoringmode serta dapat melihat langsung melalui status led yang ada pada PLC dan dengan melihat perubahan /

pergerakan aktuator yang digunakan. Hasil pengujian output PLC dapat ditunjukkan pada tabelIV-4.

Tabel IV-4 Pengujian piranti keluaran

4.5.3 Pengujian Sistem Kerja AlatPada pengujian sismtem kerja alat ini

adalah untuk mengetahui apakahsistem kerja padamesinsudah berjalan dengan baik, dan sesuai

program yang telah ditentukan. Hasil pengujiandapat dilihat pada tabel IV-5.

Tabel IV-5 Pengujian sistem kerja alat

4.6 EvaluaseSetelah Pembuatan Alat4.6.1 Ketinggian Loader

Setelah dilakukan pembuatan loader outputotomatis, terjadi penambahan ketinggian dari loaderoutput , dari yang sebelumnya 40cm ditambah 25cmdari panjang stroke cylinder maka ketinggian saat inimenjadi 65cm. Perubahan ketinggian dapat dilihat

pada gambar IV-3.

Gambar IV-3 Perbedaan ketinggian sebelum dansetelah pembuatan alat

4.6.2 Secara Ergonomis dan Safety Pada gambar IV-4 akan diperlihatkan hasil

dari pembuatan alat yang mempengaruhi posisi dankerja operator.

Gambar IV-4 Perbedaan sikap kerja operator


7/7

V. Kesimpulan dan Saran5.1 Kesimpulan

Pembuatan loader output otomatis menghasilkan beberapa kesimpulan yang dapatmenjawab perumusan masalah yang telah dijelaskan

pada bab I.

1. Setelah pembutan alat ini, terjadi penambahanketinggian dari 40 cm menjadi 65 cm secaraotomatis.

2. Pembuatan loader output otomatis ini,menggunakan PLC Omron CPM2A dengan

pembuatan program yang berulang secaraotomatis, dan terdapat juga program untuk

pengaman operator dalam bekerja.3. Dalam pembuatan alat ini berpengaruh

terhadap safety , yaitu penambahan tomboloperator sebagai instruksi kondisi telah aman.Terhadap ergonomis, yaitu perubahan sikap

operator dalam bekerja.4. Dalam pembuatan alat ini sebagian besarmenggunakan spare part dan bahan bekas baikdari spare part maintenance maupun dari

bahan bekas limbah fabrikasi.

5.2 SaranDalam pembuatan loader output otomatis

ini belumlah ideal dalam penambahan ketinggian,dengan ketinggian ideal yang seharusnya adalah80cm atau menambahkan 40cm, namun karenaketerbatasan spare part silinder pneumatik sehinggahanya dapat ditambahkan 25cm. Harapan setelah

pembuatan alat ini adalah adanya improvement yangdilakukan guna menambahkan ketinggian loaderoutput otomatis ini menjadi ideal dan dapat semakinmemudahkan operator dalam bekerja.

DAFTAR PUSTAKA

W. Bolton, Sistem Instrumentasi dan SistemKontrol,Jakarta : Erlangga

Robert Boylestad and Louis Nashelsky.1994, Electronic Device And Circuit Theory FifthEd.New Delhi.Eight Printing Prentice-Hallof India Private Ltd.

Budi Susilo.2013,Rancang Bangun SimulatorPneumatik Sebagai Alat PemindahBarang.Semarang

Wirawan Sumbodo. 2008,Tekni Produksi MesinIndustri.Direktorat Pembinaan Sekolah .Menengah KejuruanKlaten.

Parr MSc., CEng., MIEE, MInstMC., Andrew,2003, Hidrolika dan Pneumatika Pedoman

bagi Teknisi dan Insinyur Edisikedua.Jakarta: Erlangga.

Croser Peter, Ebel Frank.2002,Pneumatics BasicLevel.Festo Didactic

Lehto Mark, Buck James.2008.Intoduction toHuman Factors and Ergonomics forEngineering.United States

Mital, Kilbom, Kumar.2000.Ergonomics Guidelineand Problem Solving.London

Nurmianto, Eko. 1996. Ergonomi: Konsep Dasardan Aplikasinya.Surabaya.

[id] jurnal rahardian faizal zuhdi - 0220120068

Documents