Model Optimasi Fixturing Benda-kerja dengan Prinsip 3-2-1 Klem Tunggal

Abstract

Abstract:To hold a workpiece firmly at its place, a fixture is required. Some previous studies have discussed the balance of forces and moments that are based on kinematic model, screw theory, contact force and position error. The most fundamental problem in the design of the fixture is to determine the coordinates of a locator and clamp and a clamping force, so that the workpiece is stable during the machining process. This paper discusses an optimization model to determine the coordinates of the locator and clamp and the clamping force, focusing to the balance of forces and moments. Specifically, the optimization model developed is used for solving the problem of fixturing the workpiece applying the 3-2-1 principle. Numerical examples are given to illustrate the application of the model. The optimization model is solved using standard nonlinear programming software.Keywords: Fixture, force, moment, locator, clamp, optimization. PendahuluanPenetap (fixture) merupakan alat bantu yang digunakan pada pemesinan, perakitan, inspeksi, dan berbagai operasi manufaktur lainnya. Dalam proses pemesinan, benda-kerja akan mengalami gaya dan momen pemotongan, sehingga diperlukan penetap untuk memegang benda-kerja agar diam pada tempatnya. Hal ini diperlukan agar bendakerja hasil pemesinan sesuai dengan spesifikasi desainnya. Penetap terdiri dari lokator dan klem. Lokator berperan untuk menjaga benda-kerja berada pada tempatnya, sedangkan klem berperan untuk menghilangkan pergerakan yang terjadi, dengan memberikan gaya yang akan melawan pergerakan benda-kerja.Suatu benda-kerja pada ruang tiga dimensi, dapat bergerak pada dua-belas arah (memiliki dua-belas derajat kebebasan). Penetapan (fixturing) dengan prinsip 3-2-1 menempatkan tiga lokator bawah, dua lokator samping, dan satu lokator pada samping lainnya, sehingga benda-kerja hanya memiliki tiga derajat kebebasan. Untuk memegang benda kerja pada tempatnya (nol derajat kebabasan), digunakan satu klem atas, satu klem samping, dan satu klem samping lainnya, yang masing-masing berlawanan dengan arah lokator.Untuk memegang benda-kerja pada tempatnya, diperlukan analisis keseimbangan gaya dan momen yang terjadi. Beberapa penelitian sebelumnya yang membahas ini diantaranya adalah Asada dan By [1] yang mengembangkan model kinematik penetap.