7) Modular Workholding [PDF]

Citation preview

PT Mairodi Mandiri Sejahtera



MODUL 5 MODULAR FIXTURE DAFTAR ISI Daftar Isi



5. MODULAR WORKHOLDING 5.1 Modular Work Holding 5.2. Komponen Modular Fixture 5.2.1. Subplate 5.2.1.1. Sublpate T slot 5.2.1.1. Subplate Dowel pin 5.2.2. Lokator dan Support 5.2.3. Clamping (Pencekam) 5.3



Aplikasi Modular Fixture



5.4. Perancangan Modular Fixture 5.5. Setup Perakitan Proses Pemesinan Modular Fixture 3.6. Keuntungan Sistim Modular Fixture 5.7. Prinsip prinsip Ekonomi Gerakan Dihubungkan Dengan Perancangan Peralatan. 5.7.1. Memegang (Grasp) 5.7.1.2. Menjangkau (Reach) 5.7..3. Membawa (Move) 5.7.4. Melepas (Release) 5.7.5. Mengarahkan (Position) 5.7.6. Memeriksa (Inspect) 5.7.7. Lepas Rakit (Disassemble) 5.7.1 Analisis Ekonomi Biaya 5.7.2. Langkah-langkah Untuk Mengidentifikasi Biaya Total



-1



PT Mairodi Mandiri Sejahtera MODUL 3B MODULAR FIXTURE



-2



MODUL 5 MODULAR FIXTURE



5.1



MODULAR WORKHOLDING Modular fixture adalah serangkaian komponen pencekaman benda kerja yang



reusable (dapat digunakan kembali) untuk merakit berbagai macam dan terdapat bagianbagian yang fleksibel agar dapat memegang dan menahan benda kerja dengan waktu pengerjaannya dapat lebih singkat, sehingga dapat menghasilkan alat bantu yang akurat dan presisi. Dengan menggunakan modular fixture ini maka peletakan benda kerja dapat disesuaikan dengan proses pemesinan yang dilakukan. Modular fixture dirakit dengan berbagai macam standar, yaitu base plate, supports, elemen lokator, clamping devices (alat penjepit), dan berbagai alat yg lainnya. Contoh modular fixture dapat dilihat pada Gambar.3.2.1



Gambar 3.2.1 Contoh Modular Fixture



5.2



KOMPONEN MODULAR FIXTURE Komponen modular fixture terdiri berbagai macam standar yaitu base plate, supports,



elemen locator, dan clamping devices (alat penjepit). Base plate terdiri dari 3 tipe atau bentuk dasar yaitu: Subplate, T-slot, dan Dowel Pin. Setiap kategori memiliki variasi yang sedikit berbeda. Tipe atau bentuk spesifik dari sistem komponen modular fixture yang digunakan tergantung kepada perancangan, tugas dan fungsi dari komponen-komponen yang



PERANCANGAN ALAT BANTU MANUFAKTUR



PT Mairodi Mandiri Sejahtera MODUL 3B MODULAR FIXTURE



-3



dibutuhkan. Berikut ini adalah penjelasan secara singkat dari berbagai macam komponen modular fixture dengan kelemahan dan kelebihannya masing-masing.



5.2.1 Subplate .



Sublpate adalah salah satu komponen yang digunakan pada modular fixture adalah



subplate, subplate terdiri dari beberapa macam yaitu flat rigid plates, angle plates, multisided tooling blocks, dan komponen yang menyerupai sebagai elemen struktural utama dapat dilihat pada Gambar 3.2.2



Gambar 3.2.2 Subplate



Pemasangan base plate terdiri dari beberapa bentuk dan ukuran. Tipe yang paling sering digunakan adalah persegi panjang, persegi, dan bulat .Penggunaan individu pada Subplate dapat dikombinasikan untuk dilakukan proses perakitan agar menghasilkan alat pencekam yang berbeda. Kombinasi subplate dapat dilihat pada Gambar 3.2.3



Gambar 3.2.3 Kombinasi Subplate



Kemudian benda kerja dapat dipasang pada subplate ini dan menggunakan beberapa komponen lain untuk mencekam benda kerja. Pencekaman benda kerja terhadap subplate dapat dilihat pada Gambar 3.2.4



PERANCANGAN ALAT BANTU MANUFAKTUR



PT Mairodi Mandiri Sejahtera MODUL 3B MODULAR FIXTURE



-4



Gambar 3.2.4 Pencekaman Benda Kerja Terhadap Subplate



Penggunaan Subplate bisa saja dirancangan dengan jenis dowel pin atau T-Slot yang digunakan sebagai pengaturan dalam pemasangan benda kerja. Pada gambar 3.2.4 terlihat benda kerja dipasang dengan berbagai macam dari lokator standar dan strap clamps. Disamping untuk digunakan sebagai pencekaman yang sederhana, subplates digunakan pula untuk memasang alat pencekaman lainnya pada peralatan mesin. Subplate dapat digunakan hampir seluruh tipe dari operasi fixturing. Tapi biasanya subplate sering kali digunakan untuk memasang benda kerja yang sangat besar. Subplate dengan Benda Kerja Besar Dapat dilihat pada Gambar 3.2.5



Gambar 3.2.5 Subplate dengan Benda Kerja Besar



PERANCANGAN ALAT BANTU MANUFAKTUR



PT Mairodi Mandiri Sejahtera MODUL 3B MODULAR FIXTURE



-5



5.2.1.1. Sublpate T slot T-slot merupakan jenis base plate yang digunakan untuk proses pemesinan, pemasangan blocks, dan elemen lainnya. T-slot digunakan untuk tempat pemasangan dan peletakan tambahan accesories. Tanpa memperhatikan bentuk dari base plate atau tipe dari komponen, T-slot sebenarnya berbentuk tegak lurus dan pararel satu sama dengan yang lainnya. T-Slot dapat dilihat pada Gambar 3.2.6



Gambar 3.2.6 T-Slot



a.



Keuntungan utama dari T-slot Penggunaan dapat disesuaikan, kuat, dan mudah dalam memposisikan benda kerja.



Desain dari T-slot tidak membutuhkan komponen lainnya untuk ditempatkan pada titik yang tepat dan dapat melakukan perpindahan komponen-komponen pada base plate dan benda kerja lebih mudah dilakukan pencekaman ketika elemen-elemennya diletakan pada T-slot. Tslot dilihat dari desain jauh lebih kuat dibandingkan dengan dowel pins. b.



Kerugian utama dari T-slot Pengulangan dari satu alat ke alat berikutnya. Ketika alat dibuat kedua kalinya, harus



lebih diperhatikan untuk meyakinkan komponen dan elemen lainnya ditempatkan dengan tepat pada base plate. Namun, satu-satunya titik acuan dari T-slot adalah titik potong dari Tslot. Berdasarkan desain, tipe T-slot tidak banyak memiliki titik acuan dibandingkan dengan dowel pins. Reposisi elemen pada T-slot kadang-kadang membutuhkan pengukuran yang tepat. Gambar dibawah memperlihatkan pencekam dibuat dengan T-slot dapat dilihat pada Gambar 3.2.7.



PERANCANGAN ALAT BANTU MANUFAKTUR



PT Mairodi Mandiri Sejahtera MODUL 3B MODULAR FIXTURE



-6



Gambar 3.2.7 Pencekaman dengan T-Slot



5.2.1.2. Subplate Dowel pin Bentuk Dowel pin hampir serupa dengan tipe T-slot. Baik secara ukuran keseluruhan dan jarak dari komponen sangat mirip dengan T-slot. Perbedaan utama adalah pada pola jaringan (grid pattern) dari lubang yang digunakan untuk menempatkan dan memasangkan komponen-komponen dapat dilihat pada Gambar 3.2.8.



Gambar 3.2.8 Konfigurasi Dowel Pins



a.



Keuntungan Dowel Pin Keuntungan utama dari penggunaan dowel pin adalah pemasangan otomatis



komponen diantara masing-masing komponen untuk benda kerja yang berbeda, komponen dapat lebih mudah dan lebih cepat ditempatkan pada dowel pins. b.



Kerugian Dowel Pin Masalah utama dari tipe ini adalah clamping. Hal ini disebabkan oleh jarak antar



lubang, komponen dan pengaturan dibuat untuk clamping agak lebih rumit dibandingkan dengan T-slot. Untuk mempermudah proses pengulangan penempatan benda kerja dan tidak diizinkan adanya pergerakan dari komponen. Untuk mengatasi masalah tersebut, banyak



PERANCANGAN ALAT BANTU MANUFAKTUR



PT Mairodi Mandiri Sejahtera MODUL 3B MODULAR FIXTURE



-7



elemen yang digunakan dengan dowel pin, salah satunya mengunakan slot pada komponen tertentu untuk penyesuaian. Gambar sistem dowel pins dapat dilihat pada Gambar 3.2.9



Gambar 3.2.9 Dowel Pins Sistem



Penggabungan antara fungsi penempatan dan pemasangan di lubang yang sama dengan memasang sebuah locator atau komponen modular fixture lainnya pada lubang, pemasangan tersebut



membutuhkan alat yang khusus berupa baut locating, dimana



menempatkan dan memegang komponen. Penggunaan dowel pins dapat dilihat pada Gambar 3.2.10



Gambar 3.2.10 DowelPins Modular Fixture



PERANCANGAN ALAT BANTU MANUFAKTUR



PT Mairodi Mandiri Sejahtera MODUL 3B MODULAR FIXTURE



-8



5.2.2.2. Lokator dan Support Lokator dan Support terdapat berbagai macam bentuk dan ukuran tetapi hampir memiliki persamaan dalam fungsinya. Salah satu contoh dari locator dan support dapat dilihat pada Gambar 3.2.11 & Gambar 3.2.12



Gambar. 3.2.11 Contoh Support



Gambar. 3.2.12 Contoh Lokator



5.2.3 Clamping (Pencekam) Clamping merupakan salah satu komponen dari modular fixture. Pada setiap modular fixture, clamping dapat dicocokkan sesuai dengan jenis dan fungsi clamping dalam pencekam benda kerja. Berikut ini adalah beberapa jenis dari clamping yaitu:



5.2.3.1. High-Rise Clamps Standar Clamping yang biasa digunakan di berbagai macam Modular Fixture adalah High-Rise Clamp. High-Rise Clamp tersusun dari bagian komponen-komponen yang dirakit sesuai dengan kebutuhan dari benda kerja. Dapat dilihat elemen utama dari clamping adalah clamping strap (pengikat), pengencang elemen (contact elements), dan high riser extentions. Elemen ini dapat disesuaikan dengan segala jenis kebutuhan dari benda kerja. Tambahan komponen juga terdapat pada clamping untuk menempatkan dengan tepat antara clamp dan



PERANCANGAN ALAT BANTU MANUFAKTUR



PT Mairodi Mandiri Sejahtera MODUL 3B MODULAR FIXTURE



-9



support yang disyaratkan pada saat setup. Desain high-rise clamp mengizinkan hampir seluruh bentuk dari benda kerja. Dengan penambahan sederhana dari elemen riser, benda kerja dapat dijepit secara langsung pada base plate atau menghapus berbagai halangan High Rise Clamps dapat dilihat pada Gambar 3.2.13



Gambar. 3.2.13 High Rise Clamps



5.2.3.2. Up-Thrust Clamps Up Thrust Clamp memiliki desain yang unik yang dapat memegang benda kerja dengan tekanan yang berasal dari bawah. Desain tersebut sesuai untuk memegang benda kerja yang seharusnya dan harus ditinggikan dari meja mesin agar aman dipegang. Benda kerja dizinkan untuk dijepit terhadap permukaan atas, dimana komponen ini berguna untuk benda kerja yang khusus dan sulit untuk ditempatkan/diposisikan. Clamp dioperasikan dengan menekan cam handle down. Perpindahan dari elemen clamp tersebut bergerak ke atas benda kerja. Rahang dari cam handle down berputar dan memiliki dua clamp yang terbuka, satu untuk bagian yang tipis dan satu bagian lagi untuk komponen yang tebal Up Thrust Clamp dapat dilihat pada Gambar 3.2.14



Gambar. 3.2.14 Up Thrust Clamp



PERANCANGAN ALAT BANTU MANUFAKTUR



PT Mairodi Mandiri Sejahtera MODUL 3B MODULAR FIXTURE



-10



5.2.3.2. Screw Edge Clamps Screw edge clamps menggabungkan gerakan dari screw clamp (sekrup), single edge atau double edge dan riser block. Bentuk dari screw edge clamps dapat disesuaikan. Screw clamping (sekrup) dibuat dengan sudut kemiringan 4 hingga 6 derajat untuk membantu menahan benda kerja terhadap permukaan dari single edge atau double edge dan riser block. Untuk memposisikan sisi berlawanan dari part (komponen) Screw Edge Clamps dapat dilihat pada Gambar 3.2.15



Gambar. 3.2.15 Screw Edge Clamps



5.2.3.3. Pivoting Edge Clamps Pivoting edge clamp menggunakan tuas poros (pengungkit) untuk menempatkan gaya pada benda kerja. Clamping tersebut biasanya digunakan dengan menyesuaikan penghalang agar menahan benda kerja antara 2 bagian rahang clamp. Tuas poros tersebut memiliki gaya ke atas dan ke bawah secara serentak. Clamp tersebut memiliki berbagai macam gaya. Tipe Gambar A memiliki pencekam yang bergerigi pada permukaan dan biasanya digunakan untuk menahan benda kerja tidak bermasalah. Sedangkan Tipe Gambar B menggunakan elemen ball pada setiap clamp untuk menyamakan tekanan clamp dan untuk sedikit mengakomodasikan penyimpangan permukaan benda kerja Pivotring Edge Clamps dapat dilihat pada Gambar 3.2.16



PERANCANGAN ALAT BANTU MANUFAKTUR



PT Mairodi Mandiri Sejahtera MODUL 3B MODULAR FIXTURE



-11



Gambar. 3.2.16 Pivoting Edge Clamps



5.2.3.4. Cam Edge Clamps Cam Edge Clamps memiliki sedikit perbedaan dengan edge clamping. Cam Edge Clamps menggunakan sebuah rahang spiral dengan rancangan edge untuk menahan tenaga yang berlawanan dengan benda kerja. Cam Edge Clamps dapat dilihat pada Gambar 3.2.17



Gambar. 3.2.17 Cam Edge Clamps



5.3.



APLIKASI MODULAR FIXTURE Tidak hanya satu jenis modular fixture yang dapat digunakan untuk semua tipe



kebutuhan untuk pencekaman. Salah satu alternatif untuk melakukan pencekaman adalah dengan menggunakan kombinasi dari special-purpose (kegunaan), general-purpose (kegunaan umum), dan pencekam modular. Penggunaan ketiga fixturing forms pada setiap aplikasi berupa benda kerja yang berukuran besar dijalankan secara teratur pada tujuan khusus agar pencekaman dapat digunakan, untuk benda kerja yang bentuknya kecil, general purpose atau pencekam sementara seperti vises, collet, atau chucks kemungkinan lebih ekonomis dapat dilihat pada Gambar 3.1.18



Gambar. 3.2.18 General Purpose



PERANCANGAN ALAT BANTU MANUFAKTUR



PT Mairodi Mandiri Sejahtera MODUL 3B MODULAR FIXTURE



5.4



-12



PERANCANGAN MODULAR FIXTURE Peralatan dari modular terdiri dari beberapa variasi standar dan komponen khusus



seperti base plate, bushing, lokator straps, spacers, clamps, baut dan sekrup dapat dilihat pada pada Gambar 3.2.19.



Gambar 3.2.19 Komponen Modular Fixture



Komponen yang dipertukarkan memiliki toleransi sangat dekat yaitu ± 0,0002-0,0004 inci (± 0,005 – 0,01 milimeter). Saat membangun peralatan modular, langkah pertama adalah memilih lebar base plate yang cukup untuk part dan semua komponen modular. Kemudian, memilih komponen rakitan lokator dan support dan merakit pada base plate. Terakhir komponen seperti bushing atau clamps, menyelaraskan dan meletakkan part dan clamp ke tempat dudukan. Perakitan modular fixture tanpa benda kerja dapat dilihat pada Gambar 3.2.20



Gambar. 3.2.20 Perakitan Modular Fixture Tanpa Benda Kerja



PERANCANGAN ALAT BANTU MANUFAKTUR



PT Mairodi Mandiri Sejahtera MODUL 3B MODULAR FIXTURE



-13



Beberapa metode atau teknik dapat digunakan untuk konstruksi komponen modular fixture adalah sebagai berikut : a.



Berdasarkan komponen yang sebenarnya.



b.



Berdasarkan prototype untuk merancang komponen.



c.



Berdasarkan ukuran spisifik tanpa komponen.



5.5. SETUP PERAKITAN PROSES PEMESINAN MODULAR FIXTURE Berikut adalah beberapa pertimbangan yang harus diambil untuk mengoptimalisasi penggunaan fixture : a.



pertimbangan susunan dari jangkauan alat dan kepadatan benda kerja



b.



maksimalisasi dari penyimpanan benda kerja



c.



pengulangan pengepitan benda kerja



d.



distorsi benda kerja



e.



potensi getaran dari benda kerja



f.



pengoptimalan lokasi dari datum benda kerja



g.



kemudahan dan kecepatan dari loading/unloading benda kerja



h.



keergonomisan dan keamanan operator



i.



loading/ unloading kesalahan proofing benda kerja



j.



optimalisasi ekonomi.



5.5.1. Prinsip Penempatan (Locating Principle) Rong dan Zhu (1999) dalam Ahmad Rizki (2003) menyatakan bahwa sebuah benda kerja terdiri dari beberapa permukaan bidang (surface). Pada penggunaan sebuah fixture, proses penempatan (locating) adalah proses penempatan beberapa permukaan benda kerja hingga bersentuhan dengan locator-lokator, yang kemudian dilanjutkan dengan proses pemesinan. Permukaan-permukaan benda kerja yang bersentuhan dengan locator tersebut disebut sebagai locating-surface. Jika locating-surface telah ditelah ditentukan maka posisi relatif permukaanpermukaan benda kerja lainnya terhadap locating-surface dapat ditentukan. Jika selama proses pemesinan, locating-surface kehilangan kontak dengan locator maka berarti fixture yang digunakan gagal dan tidak akan stabil.



PERANCANGAN ALAT BANTU MANUFAKTUR



PT Mairodi Mandiri Sejahtera MODUL 3B MODULAR FIXTURE



-14



Pada sebuah benda kerja terdapat 6 derajat kebebasan (degree of freedom) pergerakan, yaitu pergerakan linier searah atau berlawanan arah dengan sumbu X, Y, dan Z serta pergerakan rotasi terhadap sumbu X, Y, dan Z searah atau berlawanan dengan jarum jam. Derajat kebebasan Benda Kerja 12 Gaya dapat dilihat pada Gambar 3.2.21



Gambar 3.2.21 Derajat kebebasan Benda Kerja 12 Gaya



Tujuan dari penempatan (locating) adalah untuk membatasi semua atau sebagian dari derajat kebebasan benda kerja tersebut, sehingga membatasi pergerakannya selama proses pemesinan berlangsung. Menurut Zhu (1982) dalam Ahmad Rizki (2003) berdasarkan prinsip kinematik, diperlukan 6 titik kontak dengan benda kerja agar derajat kebebasannya terbatasi secara penuh. Rong dan Zhu (1999) dalam Ahmad Rizki (2003) menyatakan bahwa pada masingmasing titik kontak dipasang locator yang akan menahan pergerakan benda kerja. Ke-6 titik kontak atau titik locator tersebut diletakan pada 3 bidang yang saling tegak lurus, yaitu : a.



Tiga lokator diletakkan pada bidang dasar (bidang X-Y) sehingga membatasi derajat kebebasan linear pada arah sumbu Z dan derajat kebebasan rotasi terhadap sumbu X dan Y. Bidang ini disebut sebagai bidang locator utama (Primary Locating Surface)



b.



Dua lokator diletakkan pada bidang yang tegak lurus bidang locator primer, yaitu bidang X-Z, sehingga membatasi derajat kebebasan linear sumbu Y dan derajat kebebasan rotasi terhadap sumbu Z. Bidang ini disebut sebagai bidang locator sekunder (Secunder Locating Surface)



PERANCANGAN ALAT BANTU MANUFAKTUR



PT Mairodi Mandiri Sejahtera MODUL 3B MODULAR FIXTURE



c.



-15



Satu locator diletakkan pada bidang yang tegak lurus bidang locator primer dan bidang locator sekunder, yaitu bidang Y-Z, sehingga membatasi derajat kebebasan linear sumbu X.



Prinsip penempatan 6 locator seperti yang dijelaskan diatas disebut sebagai prinsip penempatan 3-2-1. Untuk lebih jelasnya prinsip tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.2.22



Gambar 3.2.22 Peletakan Lokator



5.5.2. Penempatan Clamps Clamps merupakan komponen dari modular fixture yang fungsinya untuk menahan posisi benda kerja pada jig dan fixture. Alat clamping dan posisinya dapat menahan dengan carefully selected. Clamp dapat menahan benda kerja dengan pins dan clamps juga dapat menahan terjadinya perpindahan arah gaya yang terjadi pada benda kerja. Clamps tidak dirancang untuk menahan ketika terjadi getaran, proses masukknya benda kerja (loading), dan peregangan(stress), getaran dapat menyebabkan kelonggaran dari clamps. Clamps dapat membuat gaya pada benda kerja dan gaya yang berlebihan dapat menyebabkan deformasi yang tak dikehendaki atau merengang (stress). Kecepatan load/unload sangat penting, tindakan clamps seharusnya cepat dan dapat diandalkan (reliable). Clamps seharusnya memiliki ukuran yang besar yang cukup untuk menahan benda kerja yang melawan locator dan untuk melawan gaya kedua yang terjadi pada proses pemesinan. Berikut contoh gambar clamps dapat dilihat pada Gamabar 3.2.23



PERANCANGAN ALAT BANTU MANUFAKTUR



PT Mairodi Mandiri Sejahtera MODUL 3B MODULAR FIXTURE



-16



Gambar 3.2.23 Clamps



5.5.2.1. Solusi Fixture Strategi pendekatan untuk merancang fixture : a.



Analisis gambar benda kerja, masalahnya.



b.



Identifikasi dari elemen-elemen (permukaan mesin untuk lokator, kemungkinan posisi clamp, pentingnya daerah dari benda kerja, tool path, kemungkinan alat mengganggu titik-titik, dan lain-lain).



c.



Support, lokator, clamping, base, guiding, alat pengunci dan kombinasi elemen yang diambil dengan pertimbangan.



d.



Metodologi (modular, vice, v-block, titik permukaan, struktur angular, multiworkpiece clamping, prinsip 3-2-1, dan lain-la in)



e.



Identifikasi dari solusi (memilih dari pola untuk modular fixture (memposisikan dari 2 atau lebih benda kerja))



f.



Rancangan fixture, simulasi untuk keseimbangan, simulasi dari implementasi prosedur dari keakuratan fixture.



g.



Membuat perakitan.



Dasar dari fixture yang kuat dan akurat berasal dari pemilihan material. Solusi yang paling baik dapat diambil dengan evaluasi eksperimen dan efek serta perpindahan gaya yang terdeteksi. Ukuran keseluruhan dari fixture dan elemen locator dapat ditentukan dengan ukuran benda kerja. Berikut adalah salah satu contoh kontruksi fixture dapat dilihat pada Gambar 3.2.24



PERANCANGAN ALAT BANTU MANUFAKTUR



PT Mairodi Mandiri Sejahtera MODUL 3B MODULAR FIXTURE



-17



Gambar 3.2.24 Contoh Konstruksi Fixture



5.5.2.2. Prinsip Kesetimbangan Gaya Pada Benda Kerja Yang Ditahan Fixture Chou (1989) dalam Ahmad Rizki (2003) menyatakan hubungan antara gaya pencekaman, gaya reaksi pada locator, dan gaya pemesinan dapat dinyatakan dalam persamaan kesetimbangan sebagai berikut :



(2.1) Atau Wp.Fp + Wa.Fa + fk.Wk = 0 untuk semua k



(2.2)



Dimana : Wp = Matriks arah gaya yang bekerja pada lokator Wa = Matriks arah gaya yang bekerja pada clamp Wk = Matriks arah gaya pemotongan Fp = Matriks gaya yang bekerja pada lokator Fa = Matriks gaya yang bekerja pada clamp fk



= Matriks gaya pemotongan



p



= Pasif



a



= Aktif



Matriks Wp, Wa, dan Wk disusun berdasarkan arah gaya dan momen dari suatu gaya tertentu dan terdiri dari tiga arah gaya sumbu X, Y, dan Z (n x, ny, nz) dan tiga momen terhadap sumbu X, Y dan Z (mx, my, mz).



PERANCANGAN ALAT BANTU MANUFAKTUR



PT Mairodi Mandiri Sejahtera MODUL 3B MODULAR FIXTURE



-18



Dengan menghilangkan matriks Wp pada baris sebelah kiri dari persamaan (2.2) dengan cara mengalikan kedua sisi dengan matriks inversnya, maka gaya reaksi di locator (Fp) dapat dihitung sebagai berikut : Fp = -W-1p.WaFa – W-1p Wkfk



(2.3)



Persamaan (2.3) ini harus menghasilkan solusi non-negatif untuk Fp, yang artinya setiap locator memiliki kontak dengan benda kerja. Pada tahap pencekam (clamping stage), gaya luar (f1) sudah tidak bekerja lagi sedangkan gaya pemesinan belum bekerja, sehingga persamaan yang berlaku adalah : Fp = -W-1p.WaFa



(2.4)



Persamaan (2.4) ini harus menghasilkan solusi non-negatif untuk Fp, yang artinya setiap locator memiliki kontak dengan benda kerja. Pada setiap pemesinan, gaya potong dan gaya pencekaman bekerja pada benda kerja, sehingga persamaan yang berlaku adalah : Fp



(2.5)



Diamana : Fi = Komponen dari Fa Hi = -W-1pWi A = set dari elemen aktif (clamp) Persamaan (2.5) ini harus menghasilkan solusi non-negatif untuk Fp, yang artinya setiap locator memiliki kontak dengan benda kerja.



5.6



KEUNTUNGAN SISTEM MODULAR FIXTURE Peralatan komponen modular memiliki lebar bentuk dan komponen yang dapat



menekan ongkos membuat peralatan yang khusus. Meskipun biaya awal tinggi, peralatan modular dapat memperkecil biaya dan waktu Beberapa keuntungan dengan menggunakan Modular Fixture yatu : a.



Menekan waktu merupakan keuntungan peralatan modular sistem.



b.



Menyimpan 80 % peralatan yang umum.



c.



Peralatan yang telah dibangun dan digunakan dapat dibongkar dan digunakan kembali.



d.



Fleksibelitas sebagai alat bantu pencekaman benda kerja



PERANCANGAN ALAT BANTU MANUFAKTUR



PT Mairodi Mandiri Sejahtera MODUL 3B MODULAR FIXTURE



5.7.



PRINSIP-PRINSIP



EKONOMI



-19



GERAKAN



DIHUBUNGKAN



DENGAN



PERANCANGAN PERALATAN



5.7.1. Gerakan- gerakan Dasar (Gilberth) Gerakan-gerakan dasar yang diuraikan oleh Gilberth diantaranya ialah sebagai berikut:



5.7.1.1. Memegang (Grasp) Elemen gerakan ini ialah gerakan untuk memegang objek, biasanya didahului oleh gerakan menjangkau dan dilanjutkan oleh gerakan membawa. Gerakan ini merupakan gerakan yang efektif dari suatu pekerjaan dan sulit dihilangkan dalam beberapa keadaan.



5.7.1.2. Menjangkau (Reach) Elemen gerakan ini ialah gerakan tangan berpidah tempat tanpa beban, baik gerakan mendekati maupun menjauhi objek. Seperti gerakan memegang, gerakan menjangkau pun sulit untuk dihilangkan tetapi masih mungkin adalah pengurangan dari waktu gerak ini.



5.7.1.3. Membawa (Move) Elemen gerak membawa juga merupakan gerak perpindahan tangan, hanya gerakan ini tangan dalam keadaan terbebani. Gerakan membawa biasanya didahului oleh memegang dan dilanjutkan oleh melepas atau dapat juga oleh pengarahan.



5.7.1.4. Melepas (Release) Elemen gerak melepas ialah gerakan dimana ketika seorang pekerja melepaskan objek yang dipegangnya. Gerakan ini di mulai pada saat pekerja mulai melepaskan tangannya dari objek dan berakhir bila seluruh jarinya sudah tidak menyentuh objek lagi.



PERANCANGAN ALAT BANTU MANUFAKTUR



PT Mairodi Mandiri Sejahtera MODUL 3B MODULAR FIXTURE



-20



5.7.1.5. Mengarahkan (Position) Elemen gerakan mengarahkan merupakan gerakan mengarahkan suatu objek pada suatu lokasi tertentu. Mengarahkan biasanya didahului oleh gerakan mengangkut dan biasa diikuti oleh gerakan merakit (assembling).



5.7.1.6. Memeriksa (Inspect) Elemen gerakan ini merupakan pekerjaan memeriksa objek untuk mengetahui apakah objek telah memenuhi syarat-syarat tertentu. Elemen ini dapat berupa gerakan melihat seperti untuk memeriksa warna, meraba seperti memeriksa kehalusan permukaan.



5.7.1.7. Lepas Rakit (Disassemble) Elemen gerakan ini ialah untuk melepaskan suatu objek dari objek yang sudah dirakit sebelumnya. Gerakan ini biasanya didahului oleh memegang dan dilanjutkan oleh membawa atau biasanya juga dilanjutkan oleh melepas.



5.7.2. Analisis Ekonomi Biaya Dalam memilih Alternatif tool yang akan digunakan perlu dipertimbangkan: 5.7.2.1. Laju produksi yaitu banyaknya part yang diproses (menggunakan tool) per satuan waktu.



Keterangan



:



Ph



: banyaknya benda kerja yang diproduksi dalam satu jam



S



: waktu yang digunakan dalam memproduksi satu unit benda



(Menggunakan Modular Fixture)



5.7.2.2. Lot Size yaitu ukuran banyaknya unit yang diproduksi pada suatu produk.



Keterangan LS



:



: lot size (unit)



PERANCANGAN ALAT BANTU MANUFAKTUR



PT Mairodi Mandiri Sejahtera MODUL 3B MODULAR FIXTURE



S



:



waktu



-21



yang



digunakan



dalam



memproduksi



satu



benda



(Menggunakan Modular Fixture) 5.7.2.3. Tenaga kerja



Keterangan



:



L



: biaya tenaga kerja



LS



: lot size



w



: upah per jam



Ph



: produksi per jam



5.7.2.4. Biaya yang dikeluarkan (biaya per unit)



Keterangan



:



Cp



: cost per part



TC1



: tool cost modular fixture



TC2



: tool cost berdasarkan cost worksheet



L



: cost of labor



5.7.2.5. Penghematan yang diperoleh



Keterangan



:



TS



: Total penghematan



LS



: Lot Size



Cp1



: Cost per part sebelum menggunakan Modular Fixture



Cp2



: Cost per part setelah menggunakan Modular Fixture



TC2



: Tool cost berdasarkan cost worksheet



PERANCANGAN ALAT BANTU MANUFAKTUR



PT Mairodi Mandiri Sejahtera MODUL 3B MODULAR FIXTURE



-22



5.7.2.6.. BEP (Titik Impas)



Keterangan



:



TC2



: tool cost berdasarkan cost worksheet



Cp1



: Cost per part sebelum menggunakan Modular Fixture



Cp2



: Cost per part setelah menggunakan Modular Fixture



5.7.3. Langkah-langkah Untuk Mengidentifikasi Biaya Total 1. Berikan nomor pada seluruh bagian tool (komponen). 2. Buat daftar kmponen yang bersesuaian dengan nomor yang diberikan. 3. Buat lembar rencana proses (Process Sheet); untuk setiap komponen. 4. Waktu operasi pemesinan juga meliputi waktu set up, loading, dan unloading. 5. Buat lembar biaya (Cost Worksheet); untuk setiap komponen, hitung biaya material dan tenaga kerja yang dibutuhkan dalam seluruh operasi.



PERANCANGAN ALAT BANTU MANUFAKTUR



PT Mairodi Mandiri Sejahtera MODUL 3B MODULAR FIXTURE



-23



PERANCANGAN ALAT BANTU MANUFAKTUR