Desain Jig and Fixture

1. Pengantar

fixture adalah perangkat untuk mencari, menahan dan mendukung benda kerja, dalam sebuah manufaktur lay out adalah elemen penting dari proses produksi pemeriksaan, manufaktur otomatis, dan perakitan operasi. Fixtures alat penepat pada potong atau alat pengukur, atau dalam kaitannya dengan komponen lain, seperti untuk perakitan atau pengelasan.lokasi tersebut harus invarian dalam arti bahwa perangkat harus menjepit dan mengamankan benda kerja di lokasi tertentu untuk pengolahan operasi. Ada banyak perangkat workholding standar seperti chuck rahang, mesin vises, drill chuck, leher, dll, lay out biasanya dirancang untuk operasi tertentu untuk proses tertentubenda kerja dan dirancang dan dibuat secara individual. Jig mirip denganperlengkapan, tetapi mereka tidak hanya mencari dan memegang peranan, tetapi juga membimbing alat pemotong dipengeboran da. Perangkat ini dikenal sebagai jig and fixtures. Gambar 1.1 menunjukkan contoh fixture yang umum digunakan padahorisontal CNC mesin penggilingan.1.1.1 Elemen JadwalSecara umum, semua perlengkapan terdiri dari unsur-unsur berikut:Locatorlocator A biasanya komponen tetap fixture. Hal ini digunakan untuk menetapkan danmempertahankan posisi bagian dalam fixture dengan menghambat pergerakanbagian. Untuk benda kerja variabilitas yang lebih besar dalam bentuk dan kondisi permukaan, sebuahlocator juga bisa disesuaikan.2 Sebuah Risalah Advanced Design Fixture dan PerencanaanKlempenjepit adalah mekanisme gaya-penggerak dari fixture. Pasukan yang diberikan olehmemegang klem bagian aman dalam fixture melawan semua kekuatan eksternal lainnya.MendukungDukungan adalah suatu elemen tetap atau dapat disesuaikan dari fixture. Ketika parah bagianperpindahan / defleksi diharapkan bawah tindakan dikenakan penjepitan dankekuatan pemrosesan, mendukung ditambahkan dan ditempatkan di bawah benda kerja sehingga untukmencegah atau membatasi deformasi. Mendukung lebih dari apa yang dibutuhkan untukpenentuan lokasi bagian tersebut harus kompatibel dengan pencari danklem.Fixture TubuhFixture tubuh, atau alat tubuh, adalah elemen struktural utama fixture. Inimemelihara hubungan spasial antara unsur-unsur fixturing disebutkan di atas,yaitu, pencari, klem, mendukung, dan alat mesin pada bagian mana yang akandiproses.'Batu nisan' Gambar 1.1 Sebuah khas firture untuk sebuah mesin CNC horisontalBab I: Pengantar Desain Fixture 31.1.2 Pentingnya Jadwal ManufakturModern manufaktur bertujuan untuk mencapai produktivitas yang tinggi untuk

mengurangi biaya unit. Iniworkholding membutuhkan perangkat untuk efisien, yaitu untuk meningkatkan tingkat pembebananmuat untuk mempercepat waktu siklus manufaktur.Jika t adalah total waktu dalam detik atau menit yang diperlukan untuk memproduksi bagian, maka1Q = - adalah jumlah potongan yang dihasilkan dalam satuan waktu, atau tingkat produksi.tMengingat fakta bahwa waktu total manufaktur biasanya terdiri dari:mana tm adalah waktu mesin aktual dan th adalah waktu pemasangan dan penanganan,maka, tingkat produksi diberikan oleh:Q =- 1 potong per satuan waktutm thSeandainya Qt adalah tingkat produksi yang ideal dimana tidak ada waktu penangananrugi untuk operasi permesinan yang diberikan, maka kita memiliki:Sekarang,Faktor 1 =1dapat disebut sebagai efisiensi produksi.  (T)Variasi h sehubungan dengan Q, ditunjukkan pada Gambar 1.2 untuk berbagainilai-nilai th Untuk operasi dengan nilai th h = tm, adalah 0,5 sedangkan, jika th = 2 tm, hadalah 0.33 dan tingkat produksi berkurang. Gambar 1.3 menunjukkan bagaimana tm dan th mempengaruhilaju produksi. Hal ini jelas dari Angka 1.2 dan 1.3 yang(A) Untuk penurunan tm diberi, dari Q meningkat th,(B) Untuk th tertentu, pengurangan tm meningkatkan Q.4 Sebuah Risalah Advanced Design Fixture dan PerencanaanPenggunaan perlengkapan memiliki manfaat dua kali lipat. Menghilangkan individu tanda,posisi dan memeriksa sering sebelum mulai beroperasi permesinan, sehinggamenyebabkan menyimpan banyak di set-up time. Selain itu, penggunaan workholdingperangkat menghemat tenaga kerja operator melalui menyederhanakan menemukan dan klemtugas dan memungkinkan penggantian tenaga kerja terampil dengan semi-terampiltenaga kerja, sehingga mempengaruhi penghematan besar dalam biaya tenaga kerja yang juga diterjemahkan ke dalammeningkatkan laju produksi.Selain itu, penggunaan perlengkapan baik terstruktur dengan tinggi menemukan dankekakuan clamping akan memungkinkan peningkatan kecepatan dan memotong feed, sehinggat mengurangi,, sehingga meningkatkan tingkat produksi.Selain meningkatkan produktivitas dalam hal tingkat produksi, adajuga manfaat lain yang masih harus dibayar melalui penggunaan peralatan. Mereka adalah:(A) Meningkatkan akurasi mesin karena lokasi yang tepat dengan perlengkapan,(B) Mengurangi pengeluaran pada pengendalian kualitas bagian-bagian mesin sebagai perlengkapanmemfasilitasi kualitas seragam di bidang manufaktur,

(C) melebar kapasitas teknologi peralatan mesin dan meningkatkanfleksibilitas operasi pemesinan yang akan dilakukan,(D) baik seluruhnya atau sebagian mengotomatiskan alat mesin.1.1.3 Persyaratan Umum a FixtureDalam rangka mempertahankan stabilitas benda kerja selama proses permesinan, sebuahfixture operasional harus memenuhi beberapa persyaratan untuk sepenuhnya menjalankan fungsinyasebagai perangkat workholding. Kendala berikut ini harus diamati sementaramerancang fixture yang layak:Deterministik lokasiSebuah benda dikatakan kinematically terkendali ketika tidak bisa bergerak tanpakehilangan kontak dengan setidaknya satu locator. benda kerja ini dibatasi oleh satu settepat ditempatkan pencari sehingga bisa ditunjukkan untuk operasi mesin.Menemukan kesalahan karena pencari dan menemukan permukaan benda kerja harusdiminimalkan sehingga akurat dan unik posisi benda kerja dalammesin koordinat frame.Total kendalaSebuah benda kerja harus sepenuhnya dibatasi setiap saat untuk mencegah gerakan apa pun.Klem harus menyediakan pasukan mengunci untuk memegang benda kerja di tempat-setelah ituberada. Sebagian benar-benar terkendali harus dapat tetap dalam kesetimbangan statis untukmenahan semua kekuatan pemrosesan mungkin atau gangguan. Sebuah perlu dan cukupkondisi untuk menjamin stabilitas benda kerja adalah untuk memenuhi kondisi penutupan kekuatan.Bab I: Pengantar Desain Fixture 5Gambar 1.2 Pengaruh setting dan waktu penanganan (th) pada efisiensi produksi {A).Gambar 1.3 Pengaruh waktu penanganan dan permesinan (th & t,) pada tingkat produksi (Q).6 Sebuah Risalah Advanced Design Fixture dan PerencanaanTerkandung defleksiBENDA deformasi ini disebabkan tidak dapat dihindari untuk sifat elastis / plastik, dankekuatan eksternal dipengaruhi oleh aktuasi penjepitan dan pengoperasian mesin.Deformasi harus terbatas pada sebuah besaran yang dapat diterima dalam rangka mencapaitoleransi spesifikasi.Kendala geometrikjaminan kendala geometrik bahwa semua elemen fixturing memiliki akses kepermukaan datum. Mereka juga meyakinkan bahwa komponen fixture tidak mengganggudengan alat pemotong selama operasi permesinan.Selain persyaratan, desain fixture harus memiliki diinginkankarakteristik seperti loading cepat dan muat, jumlah minimumkomponen, aksesibilitas, desain untuk operasi memotong beberapa, portabilitas, rendahbiaya, dllDesain Fixture Fundamental 1.1.4desain Fixture terdiri dari sejumlah kegiatan yang berbeda: fixture fixture perencanaan,tata letak desain, elemen desain fixture, desain alat tubuh, dll Mereka terdaftar diGambar 1.4 secara berurutan alam mereka, meskipun mereka dapat dikembangkan secara paralel dan

tidak harus sebagai serangkaian kegiatan terisolasi dalam pelaksanaan sebenarnya.Desain fixture berkaitan dengan pembentukan konsep dasar fixture:layout Fixture merupakan perwujudan dari konsep-konsep dalam bentuk spasialkonfigurasi fixture itu,Desain fixture elemen yang bersangkutan dengan rincian konkret dari locators,klem dan mendukung,Alat desain tubuh menghasilkan struktur memadukan unsur-unsur fixture didiinginkan hubungan spasial dengan alat mesin.Fixture 1.1.4.1 DesainFixture perencanaan adalah untuk membuat konsep konfigurasi fixture dasar melalui analisissemua informasi yang tersedia mengenai material dan geometri benda kerja,operasi yang dipersyaratkan, pengolahan peralatan untuk operasi, dan operator. Theoutput berikut ini disertakan dalam rencana fixture:Fixture jenis dan kompleksitasJumlah benda kerja per fixtureBab I: Pengantar Desain Fixture 70 Orientasi benda kerja dalam fixtureMenemukan wajah datumPermukaan penjepitDukungan permukaan, jika adaData dan Desain Kriteria:ProdukOperasiPeralatan 1 0 OperatorPerencanaan fixture ini,Fixture LayoutFixture Elemen Desain*Fixture Tubuh DesainY Evaluasi dan Persetujuan,Penyelesaian DesainGambar 1.4 Berbagai aspek desain offixtureGenerasi tata letak fixture adalah untuk mewakili konsep fixture dalam fisikbentuk. Output berikut ini termasuk dalam tata letak fixture:0 Posisi dari pencariPosisi klemPosisi mendukung, jika adaJenis pencariJenis klemJenis mendukungPenjepitan kekuatan dan urutanelemen desain Fixture adalah baik untuk detail desain gambar dilakukan di ataskertas atau untuk membuat model yang solid dalam sistem CAD dari perwujudan praktiskonseptual locators, klem dan mendukung. Hal ini dimungkinkan untuk menggunakan desain standaratau kepemilikan komponen. Output berikut ini termasuk dalam fixture yangelemen desain:Detil desain pencari8 Sebuah Risalah Advanced Design Fixture dan Perencanaan

Detil desain klemDetil desain mendukung, jika adadesain tubuh Tool adalah untuk menghasilkan struktur kaku membawa semua individufixture unsur-unsur di tempat yang tepat.1.1.4.2 Kriteria Desain FixtureKriteria desain berikut harus diamati selama prosedur fixtureDesain:Spesifikasi DesainPabrik standarKemudahan penggunaan dan keselamatanEkonomiDesain Fixture 1.1.4.3 ProsedurDalam desain fixture, urutan tertentu tahap rancangan yang terlibat. Mereka bisadikelompokkan menjadi tiga tahap luas pengembangan desain.Tahap Satu berkaitan dengan pengumpulan informasi dan analisis. Ini termasukanalisis produk seperti studi tentang spesifikasi desain, perencanaan proses,memeriksa peralatan pengolahan dan mempertimbangkan keselamatan operator dan kemudahandigunakan. Pada tahap ini, semua dimensi kritis dan daerah acuan layak diperiksasecara rinci.Tahap Dua melibatkan pertimbangan penjepitan dan lokasi skema. Askema penjepit ini dirancang sedemikian rupa sehingga tidak akan mengganggu alat ataupemotong dan sepenuhnya kompatibel dengan permukaan lokasi yang diusulkan atau area. Themenemukan skema, menggunakan elemen standar seperti pin, bantalan, dll dirancang untuk menjadikonsisten dengan penjepit dan alat-pemandu pengaturan.Tahap Tiga adalah desain struktur kerangka tubuh fixture. Ini adalahbiasanya dibangun di sekitar benda sebagai elemen tunggal yang menghubungkan semua lainnyaElemen yang digunakan untuk mencari, klem alat-membimbing, dan lain-lain ke dalam kerangka kerja yang tidak terpisahkan.Prosedur di atas cukup umum dan dapat diubah tergantung padakepentingan relatif dari berbagai unsur dalam memberikan akurasi yang diperlukan untukbenda kerja yang akan ditempatkan dan dijamin ke perangkat fixturing. Denganadaptasi populer elemen fixturing modular, kerangka tubuh biasanya fixtureblok standar dengan array tetap menemukan dan memperbaiki lubang atau slot. Ini menjadimasalah memilih bingkai tubuh yang paling cocok untuk mengakomodasi berbagaiunsur, memberikan dukungan yang baik dari benda kerja dan akses ke pemotong dan alat-alat.Gambar 1.1 menunjukkan kerangka tubuh 'batu nisan' yang umum digunakan dalam CNC horizontalMesin penggilingan.Bab I: Pengantar Desain Fixture 91.2 Menemukan Prinsip1.2.1 PendahuluanSalah satu tujuan utama perlengkapan mesin adalah untuk menemukan benda kerjapermukaan untuk melakukan operasi permesinan. Hal ini biasanya dilakukan sehubungan dengan

sebuah nurnber faktor yang harus dipertimbangkan seperti datum referensi, mendukungpermukaan, fitur yang mungkin untuk menghalangi gerakan alat atau arah akses,dll Secara umum, permukaan berikut ini harus dibedakan:Aktif permukaanIni adalah permukaan yang akan mesin, yaitu permukaan yang dikenaitindakan alat potong.Mendukung dan lokasi permukaanIni adalah permukaan dengan cara yang workpiece harus terletak dengansehubungan dengan set-untuk alat-ukuran pemotongan.Permukaan penjepitpermukaan Clamping dikenakan kekuatan jepit untuk memperoleh invarianlokasi. Clamping permukaan biasanya tidak selesai-machined permukaan sebagai penjepittanda dapat merusak finish.Datum permukaanDatum permukaan adalah permukaan referensi mana dimensi harusdipertahankan dan diukur.Free permukaanpermukaan bebas adalah permukaan tidak terlibat dalam set-up untuk tertentuoperasi pemesinan.1.2.2 Pembatasan pada Derajat Kebebasan sebuah BENDAbenda A, sama seperti benda padat bebas, memiliki enam derajat kebebasan (beberapapeneliti telah disebut ini ke dua belas derajat kebebasan dengan mempertimbangkan I-gerakan dalam setiap kategori):10 Sebuah Risalah Advanced Design Fixture dan PerencanaanTiga bujursangkar perpindahan sepanjang saling ortogonal koordinasisumbuTiga sudut perpindahan terhadap sumbu yang sama.Selama set-up, perlu untuk membatasi derajat kebebasan tertentu sehinggamencari dan orientasi permukaan aktif sehubungan dengan alat pemotong. Sejakmendukung atau membatasi permukaan dapat bervariasi dari bentuk geometris benar,khususnya pada permukaan yang kasar-mesin atau kosong dilemparkan, diharapkan bahwabenda kerja ditempatkan sehubungan dengan mendukung titik.Menemukan titik dengan mendukung dalam bentuk tombol istirahat hemi-spherical akansangat mengurangi pengaruh variasi geometri menemukan permukaan padaketepatan lokasi. Untuk bagian prismatik, prinsip umum 3-2-1 lokasipaling sering digunakan. Untuk mencapai stabilitas terbesar, tiga butir pertamalokasi di permukaan primer harus terpisah sejauh mungkin, atau daerahtertutup oleh tiga poin seluas mungkin.Untuk benda kerja cast yang lebih besar, prinsip 4-2-1 lokasi sering digunakan.Karena ini melanggar kendala lokasi, salah satu titik lokasi perlumenjadi salah satu yang disesuaikan. Namun, juga merupakan kebiasaan yang baik bagi tuang lebih besar untukdirancang dengan poin fixturing akurat. Titik-titik ini kemudian dihapussetelah beberapa permukaan pertama telah machined.Untuk benda kerja silindris, lokasi tiga titik tidak dapat diperoleh karenakeberadaan non-permukaan pesawat,-V pencari dan semak pas seringdigunakan sebagai pengganti. Untuk lamina lingkaran, lokasi dapat dicapai dengan bantuan sebuah slotsupport.Ketika benda kerja diharuskan untuk ditempatkan berkenaan dengan suatu lubang di

dalam ataumelahirkan, plug yang digunakan untuk mencari benda yang dikerjakan. Menemukan dari dua lubang biasanyamenggunakan penuh dan kombinasi steker berlian, dengan yang terakhir dimasukkan ke dalam yang lebih besar daridua lubang.Rincian prinsip-prinsip lokasi dapat dengan mudah ditemukan di teks umumfixture desain (Henriksen, 1973) dan tidak akan diulang di sini.1.3 Prinsip Clamping1.3.1 PendahuluanDalam setiap operasi pemesinan, menjepit benda kerja merupakan persyaratan penting.Sebuah penjepit dapat didefinisikan sebagai perangkat untuk menyediakan lokasi invariant dengan hormatuntuk sistem beban luar. Dengan kata lain, proses penjepitan menginduksipenguncian efek yang, melalui gesek atau beberapa bentuk lain dari mekanisme,menyediakan kestabilan lokasi yang tidak dapat diubah sampai dan kecuali eksternalloading mampu mengatasi efek mengunci. Oleh karena itu, ketika gaya pemotonganmenghasilkan beban atau saat pada benda yang dikerjakan, perlu bahwa cukupkekuatan menjepit yang harus diberikan untuk menahan tindakan tersebut. Penciptaan danBab I: Pengantar Desain Fixture 11retensi penguncian pengaruh terhadap beban eksternal adalah tujuan utama dari setiappenguncian perangkat. Persyaratan umum elemen penguncian dapatdiringkas sebagai:Untuk menyediakan penguncian yang sesuai untuk mencapai stabilitas lokasi,Untuk menghasilkan efek gesekan yang cukup untuk tujuan di atas tetapi tanpamenyebabkan efek yang tidak diinginkan ke benda kerja seperti distorsi ataukerusakan permukaan.Hal ini juga penting bahwa waktu idle melibatkan loading, mengunci, membuka danpembongkaran benda kerja harus diminimalkan sebisa mungkin untuk mengurangikeseluruhan set-up dan waktu non-mesin. persyaratan tambahan tertentuOleh karena itu harus dipenuhi sehubungan dengan alat pemegang:Alat penjepit harus mudah untuk memanipulasi secara manual atau sebaliknya,Perangkat ini harus cepat-bertindak sehingga mengurangi waktu untuk pengaturanpenjepitan dan simultan lokasi,0 Mereka harus murah sehingga aplikasi mereka dalam banyak ukuran kecilekonomis.1.3.2 Prinsip Dasar Clamping1.3.2.1 Orientasi Locators vis-a-vis Clamping ForceHal ini diperlukan dalam semua alat pemegang bahwa gaya pencekaman menahan peralatan kerjadalam posisi yang berlokasi dan tidak boleh menimbulkan perpindahan posisi atauberlebihan distorsi bawah tindakan pasukan penjepit.kekuatan Clamping harus diarahkan untuk mendukung dan menemukan elemenpada menjorok atau bagian tipis dari benda kerja. Selain itu, kekuatan harusdikirim ke bagian yang kaku dari bingkai tubuh fixture tersebut.Silinder benda kerja yang terletak di blok-V bisa menjepit menggunakan Vblock lain,membuat klem 4-point, atau menjepit dalam chuck 3-rahang, dalam 3-pointpenjepit konfigurasi. Yang terakhir ini biasanya lebih umum, terutama dalam mengubahoperasi.1.3.2.2 Pengaruh Kekuatan Eksternal pada Aksi Clamping

Clamping elemen dapat diklasifikasikan sesuai dengan kekuatan mereka-defleksikarakteristik. Ada dua luas sub-divisi, yaitu:Tipe I: unsur klem di mana meningkat deformasi elastis denganpenjepit kekuatan, seperti sekrup, tuas, Cams, dll,12 Sebuah Risalah Advanced Design Fixture dan PerencanaanTipe 11: klem unsur di mana kekuatan penjepit mengasumsikanindependen dari deformasi elastis pada kontak nilai konstanpermukaan seperti perlengkapan dioperasikan dengan tekanan hidrolik atau pneumatik.Dalam daerah elastis, klem elemen berdasarkan deformasi elastis, yaituTipe I klem, akan menunjukkan kekuatan klem meningkat secara linear sesuai dengan proporsideformasi dari elemen penjepit, jika benda kerja atau locator yang diasumsikanmenjadi kaku. Jika berubah bentuk benda kerja atau locator, maka akan menyebabkan relaksasi daripenjepitan elemen dan gaya klem akan berkurang. Kasus membatasi muncul ketikatersebut penjepit hilang dan gaya menjadi nol.Dalam Tipe I1 klem, gaya clamping tetap konstan pada nilai pre-set danindependen dari benda kerja dan deformasi locator. Jenis perangkat penjepitan adalahOleh karena itu lebih dapat diandalkan dan tidak akan rileks dari waktu ke waktu.1.3.2.3 Jenis ClampsClamping elemen dapat berupa dioperasikan secara manual atau digerakkan oleh pneumatik,hidrolik atau kombinasi fasilitas daya lainnya. Mereka juga diklasifikasikansesuai dengan mekanisme yang keuntungan mekanis tercapai. Keduakelas dasar meliputi:Aplikasi teori bidang miring, wedges yaitu, sekrup, Cams, dll,Penerapan prinsip tuas, yaitu tuas, matikan, dllManual penjepitan benda kerja memiliki kelemahan sebagai berikut:Setiap benda kerja dijepit dengan berbagai kekuatan,Sulit untuk menentukan gaya yang dibutuhkan untuk dapat diandalkan klem,Kelelahan operator karena manual penjepit terjadi,Waktu yang diperlukan untuk menjalankan petunjuk klem yang lebih lama dibandingkan poweractuatedpenjepit,Relatif jumlah kecil gaya tersedia tanpa kekuatan besaramplifikasi perangkat.Pneumatic dan alat pemegang hidrolik telah dieliminasi sebagian besar di ataskelemahan tetapi dengan biaya yang jauh lebih tinggi serta permintaan yang lebih besar untuk ruangkebutuhan dan pemeliharaan. Pembenaran akan keseimbangan antara biaya,efisiensi, akurasi, operator keamanan dan kenyamanan. Seperti yang akan dijelaskan dibagian berikutnya dari buku ini, penjepit dengan perangkat tersebut membentuk dasarvariabel-force penjepit, yang sangat berguna dalam mengendalikan intensitaspenjepit berlaku selama operasi permesinan dan membantu mengurangi benda kerjadeformasi.Bab 1: Pengantar Desain Fixture 13Untuk desain alat pemegang non-standar, yang paling komprehensifsumber informasi dapat ditemukan dalam buku sumber, Jigs dan Fixtures: Non-Standar Clamping Devices (Grant, 1967).1.4 Otomasi dalam Desain Fixture

1.4.1 Kebutuhan Jadwal Fleksibel LebihDengan munculnya teknologi mesin CNC dan kemampuan multi-sumbumesin untuk melakukan beberapa operasi dan mengurangi jumlah set-up, yangtugas desain fixture telah agak disederhanakan dari segi jumlah perlengkapanyang akan perlu dirancang. Namun, ada kebutuhan untuk mengatasi lebih cepatrespon dan pendek lead-waktu yang diperlukan dalam merancang dan membangun peralatan baru.Perkembangan yang cepat dan penerapan Sistem Manufaktur Fleksibel (FMS)telah menambahkan kebutuhan untuk perlengkapan lebih fleksibel dan hemat biaya.perlengkapan Tradisional (khusus perlengkapan) yang telah digunakan selama bertahun-tahun yangtidak mampu memenuhi persyaratan dari manufaktur modern karena kurangnyafleksibilitas dan reusabilitas rendah. Penggantian peralatan didedikasikan oleh modulardan perlengkapan fleksibel terkemuka dalam sistem manufaktur otomatis, karena banyakukuran batch yang lebih kecil dan memperpendek waktu-dengan kebutuhan-pasar.fixtures modular yang dibangun dari unsur-unsur fixturing standar sepertibase-pelat, pencari, mendukung, klem, dll elemen dapat dirakitbersama-sama tanpa perlu operasi mesin tambahan dan dirancang untukkembali setelah pembongkaran (Nee et al, 1995.). Keuntungan utama menggunakan modularfixtures yang fleksibilitas dan pengurangan waktu dan biaya yang diperlukan untukdimaksudkan operasi manufaktur. Otomatisasi dalam desain fixture sebagian besar didasarkan padakonsep perlengkapan modular, terutama sistem grid-lubang berbasis, karenakarakteristik berikut:Diprediksi dan terbatas jumlah lokasi dan mendukung posisi yangmemungkinkan pencarian heuristik atau matematika untuk posisi optimal,Kemudahan dalam perakitan dan pembongkaran dan potensi perakitan otomatismenggunakan perangkat robot,Relatif mudah menerapkan aturan desain karena jumlah elemen hinggakombinasi.Sebuah fixture modular khas dibangun dari sistem grid-lubang-berbasisditunjukkan pada Gambar 1.5.14 Sebuah Risalah Advanced Design Fixture dan PerencanaanGambar 1.5 Sebuah fixture dibangun dari elemen modular (Courtesy of ZMAO Corp)1.4.2 Computer-aided Fixture Desain PenelitianFixture desain penelitian menggunakan alat bantu komputer dimulai pada akhir 1970-an dan awal1980-an. Pada tahun-tahun awal, teknik fixture interaktif dan semi-interaktif desaindibangun di atas sistem CAD komersial dan peralatan sistem pakar. Inipendekatan yang terutama berkaitan dengan konfigurasi fixture dan ada sedikitanalisis terhadap aspek-aspek lain seperti alat interaksi benda-fixture-pemotongan.Sebuah rencana fixture komprehensif penelitian harus melibatkan analisis pada berbagaikomputasi tingkat, yaitu, geometri, kinematika, kekuatan dan analisis deformasi.Bagian berikut akan menyajikan ikhtisar singkat tentang kegiatan penelitian di masing-masingdaerah tersebut di atas, diikuti oleh kebutuhan untuk mendesain fixture cerdasyang dapat diintegrasikan dengan alat mesin. Ini juga merupakan tujuan utamabagian dari buku ini.1.4.2.1 Analisis Geometris

Analisis geometrik sangat erat kaitannya dengan perencanaan perlengkapan dan penalaran spasial.Ini menentukan pemilihan jenis dan jumlah elemen fixturing, dukungandan elemen lokasi, urutan pesawat datum, dll analisis tersebut juga termasukmemeriksa gangguan antar elemen benda kerja dan fixturing, sertaalat pemotong.Bab 1: Pengantar Desain Fixture 15Sebagian besar penelitian fixture awal terlibat analisis geometrik dan sintesisperlengkapan konstruksi dengan perhatian yang relatif sedikit dan deformasi kinematikanalisis.Beberapa karya penelitian terdahulu secara singkat dijelaskan. (Gandhi danThompson, 1986) mengusulkan sebuah metodologi untuk desain modular otomatisperlengkapan. Beberapa sistem semi-otomatis tersebut dikembangkan oleh (Jiang et al.,1988), (Grippo et al, 1987). Dan (Markus, 1988). (Nee dan kumar Senthil, 1991)mengembangkan desain sistem fixture CAD otomatis yang terintegrasi dengan seorang ahlishell sistem. Lain sistem yang menggunakan pembuat model solid 3-D, sebuah shell pakar-sistem dansuatu teknik berbasis aturan telah dilaporkan oleh (Lim dan Knight, 1986), al (et Nnaji.,1988), (Nnaji dan Lyu, 1990), dan (Ngoi et al., 1990). Sistem ini mampusecara otomatis menghasilkan solusi fixturing sebagian atau lengkap untuk sederhana prismatikbenda kerja, kebanyakan berdasarkan pada analisis geometris. Beberapa sistem di atasberdasarkan perlengkapan modular.1.4.2.2 Analisis KinematikKinematika analisis yang digunakan untuk menentukan apakah konfigurasi fixture mampubenar mencari dan memberikan kendala lengkap untuk workpiece.Sebelumnya bekerja pada otomatisasi fixture desain menawarkan pertimbangan yang relatif sedikitdalam menyediakan database fixture-elemen yang menyeluruh dan perakitan yang efektifstrategi untuk generasi dan perlengkapan konstruksi modular. Perakitanfixture modular adalah mengkonfigurasi elemen fixture seperti locators, klem danmendukung (dalam banyak kasus, elemen aksesori yang diperlukan untuk menghasilkan menara fixture untukmemenuhi fungsi fixturing) pada pelat-dasar sesuai dengan prinsip fixturing(Misalnya 3-2-1 prinsip sebagaimana diuraikan dalam Bagian 1.2.2). Penentuan lokasi,mendukung dan menjepit poin untuk perakitan modular fixture merupakan isu kuncidi otomatisasi desain fixture. (Trappey dan Matrubhutam, 1993) mengusulkanpendekatan heuristik menggunakan amplop proyeksi benda kerja untuk menentukanmencari dan menjepit poin. Metode ini mengurangi kompleksitas fixturekonfigurasi dan bisa layak untuk bagian non-prismatik, tetapi sistem tidakmempertimbangkan ukuran elemen fixture modular dan interferensi antaraelemen, amplop mesin dan benda kerja. (Chou, 1994) mempekerjakanmetode penalaran geometris untuk menentukan titik lokasi dan klem, tetapimetode perakitan rinci belum diusulkan. (Whybrew dan Ngoi, 1992)mengusulkan sebuah metode yang menggunakan teknik representasi spasial untuk otomatisperakitan elemen fixturing modular. Sistem ini menggunakan fixture T-slot modularsistem, bagaimanapun, posisi dan jenis lokasi, klem dan mendukung

elemen yang diberikan sebagai masukan ke sistem. Merawat benda kerja mesin sebagaitubuh kaku, (Demeter, 1994a & 1994b) digunakan analisis menahan diri ke fixture dengangesekan atau gesekan permukaan kontak dan model linier untuk memprediksidampak locator dan penempatan penjepit pada perpindahan benda kerja seluruhmesin operasi.16 Sebuah Risalah Advanced Design Fixture dan PerencanaanDalam desain dan perakitan modular fixture, terutama untuk sistem lubang-matrix,titik tepat lokasi, mendukung dan klem tidak harus pra-ditentukansebagai masukan sebelum perakitan sebenarnya. Karena elemen fixture mungkin tidak bisa langsungke lubang disadap dan lokasi, akan lebih sulit dan kadang-kadang tidaklayak untuk merakit elemen fixture benar. Oleh karena itu, adalah lebih baik untukmenentukan konfigurasi fixture dari sudut pandang perakitan.1.4.2.3 Analisis AngkatanDalam fixture permesinan, kekuatan yang berbeda berpengalaman, yaitu, inersia, gravitasi,mesin dan menjepit pasukan. Sementara tiga pertama kategori pasukanbiasanya lebih diprediksi, gaya clamping bisa agak subjektif dalam halbesarnya, titik aplikasi serta urutan aplikasi.Telah diterima secara luas bahwa analisis mendalam tentang semua kekuatan yang terlibatdalam fixture adalah tugas yang tangguh karena masalah tak tentu dengan besarjumlah elemen fixturing. Ketika gesekan diperhitungkan, masalahmenjadi lebih kompleks karena baik besar dan arahgaya gesek statis tidak diketahui. (Lee dan Haynes, 1987) melaporkan gesekan yangmekanisme utama untuk memegang benda kerja dalam aplikasi fixturing kebanyakan.Bahkan dengan kekuatan fixturing yang sama, distribusi gaya pada fixture dapat bervariasisecara signifikan dengan urutan aplikasi yang berbeda dari klem kekuatan (Cogun, 1992).(Mittal et al, 1991.) Dan (Nnaji et al., 1990) mengabaikan kekuatan gesekan pada merekaanalisis. Penyederhanaan ini akan mengakibatkan lebih tinggi dari pasukan fixturing diperlukan.Untuk gesekan analisis, (Lee dan Cutkosky, 1991) dibangun dalam batas permukaangaya / momen ruang sebagai formalisme nyaman untuk memeriksa stabilitas dari bagiandan untuk menentukan menjepit pasukan. Metode ini memerlukan pencarian di tak terbataspenjepitan pesawat, dan tidak memiliki kecukupan teoretis dan agak tidak efisien. Ketikadigunakan untuk analisis 3D yang biasanya diperlukan untuk konfigurasi fixturing besar, iniMetode terlalu rumit dan memakan waktu untuk diterapkan. (Fuh dan Nee, 1994)fixture benda kerja diasumsikan sebagai sempurna benda tegar dalam kontak gesekan. et Gui (al., 1996) digunakan linear mata air untuk perkiraan karakteristik kekakuan darikontak antara benda kerja dan fixture untuk meminimalkan kesalahan lokasi dengan benda kerjamengoptimalkan kekuatan penjepit. (Jeng di al., 1995) mengusulkan suatu metode untuk menganalisisgaya pencekaman minimal berasal dari hubungan antara gaya pemotongan danpenjepit saat. Metode ini meningkatkan efisiensi pencarian dengan pemangkasan

arah pencarian yang tidak memadai. Beberapa kriteria kestabilan didirikan setelah teoritisderivasi, tetapi kesimpulan ini sudah benar untuk analisis kekuatan dengan hanya satupenjepit pesawat. (Tao et al., 1999a & 1999b) mengusulkan suatu geometri komputasionalpendekatan sintesis klem optimum peralatan mesin. (Mannan danSollie, 1997) dirancang suatu sistem gaya kontrol klem menggunakan kontrol umpan balik danmenyediakan cara yang efektif untuk sebuah kekuatan variabel sistem penjepit. (Li danMelkote, 2000) melaporkan clamping algoritma minimum berlaku untuk mesinperlengkapan.Bab 1: Pengantar Desain Fixture 171.4.2.4 Analisis DeformasiKarena kompleksitas gaya interaksi, deformasi benda kerja dapat disebabkanuntuk kombinasi faktor. Pertama, benda itu akan deformldisplace bawah tinggipemotongan dan menjepit pasukan. Kedua, benda kerja juga bisa defoddisplace jikadukungan dan unsur-unsur lokasi yang tidak kaku cukup untuk melawan di ataspasukan. Dalam analisis ini, diasumsikan bahwa deformasi benda kerjasebagian besar disebabkan oleh penyebab pertama yang disebutkan di atas.Metode yang paling umum digunakan dalam menganalisis deformasi benda kerja danfixture kekuatan adalah metode hingga-elemen. (Lee dan Haynes, 1987) dan (Phamdan Lazaro, 1990) mempelajari deformasi benda kerja, pasukan penjepit dariyang fixture elemen, distribusi tegangan dan karakteristik lain darifixture sistem dengan pemodelan benda sebagai badan mampudeformasi. Meskipun FEMdapat membantu memahami perilaku workpiece fixtured, mungkin tidak menjadi baikpilihan untuk beberapa aplikasi karena kompleksitas.1.4.3 Novel Clamping Desain SistemSebuah desain fixture yang baik sangat penting bagi kualitas benda kerja selesai dalam haldimensi akurasi, presisi bentuk dan permukaan akhir. Salah satu yang pentingpertimbangan dalam merancang fixture bisa diterapkan baik adalah generasi penjepitkonfigurasi yang mencakup penempatan klem, klem urutan, dan klemintensitas. Menempatkan klem pada posisi yang salah dapat mengganggu keseimbangan daribenda kerja pada locators, sehingga posisi kehilangan bagian. Demikian juga, dengan menggunakanintensitas penjepit yang tidak memadai dapat menimbulkan dan / atau selip mengangkat-off daribenda kerja selama proses pemesinan. Di sisi lain, suatu aplikasigaya pencekaman berlebihan akan mengakibatkan lendutan yang berlebihan dan kontak yang tinggideformasi benda kerja. Singkatnya, sebuah layout clamping miskin dapat menyebabkan finalakurasi benda kerja yang akan keluar dari toleransi yang ditentukan dan membawatidak perlu menolak.Sebuah daerah penelitian kurang dibenahi adalah kinerja fixture selama permesinandalam hal respon dinamik dan deformasi. Isu ini untuk menjaminmesin akurasi melalui kontrol yang tepat selama operasi workholdingmesin. Oleh karena itu, pendekatan yang terbaik untuk masalah fixturing adalah untuk mengintegrasikanfixture yang optimal desain dengan eksekusi fixturing optimal dalam pendekatan terpadu.

Buku ini mencurahkan banyak upaya pada pengembangan suatu fixturing cerdassistem (Nee et al, 2000.). Sistem ini memberikan umpan balik sensor dan on-linefixture strategi pengendalian untuk melakukan operasi workholding optimal. Menjadipenting bagian dari fixture "hidup", sebuah aktuator clamping novel dinamis mampumenyediakan waktu-berbagai intensitas klem telah dilaksanakan. PerbandinganPercobaan dilakukan untuk menyelidiki pengaruh sifat dinamis fixturingsistem pada kualitas benda kerja. kesalahan geometrik yang diukur dibandingkan dengandan tanpa menggunakan gaya pencekaman dinamis.18 Sebuah Risalah Advanced Design Fixture dan Perencanaan1.5 RingkasanBab ini menyajikan pengenalan singkat prinsip-prinsip umum dan klasikdesain fixture. Prinsip-prinsip ini masih sangat berlaku dan bentuk dasar yang baikdesain fixture meskipun majunya peralatan mesin dan manufakturteknologi. Karena ada banyak teks klasik berurusan dengan prinsip-prinsip lokasi,penjepit, dan analisis toleransi desain fixture, topik ini tidak akan dibahassecara mendalam di sini dan pembaca disebut teks tersebut dalam Daftar Pustaka.Dengan mengurangi waktu pasar-dan ukuran batch yang lebih kecil, penggunaan berdedikasiperlengkapan telah terus diganti dengan reconfigurable dan dapat digunakan kembali modularperlengkapan. perlengkapan Modular mengambil waktu yang lebih singkat untuk mengkonfigurasi dan berkumpul, mengurangipersediaan memegang, dan pengulangan menawarkan baik dan akurasi. Mereka sangat berguna dalamprototyping dan desain bukti-of-konsep produk baru. Lebih penting lagi, merekasiap meminjamkan diri untuk komputerisasi dalam desain, analisis dan perakitan. Banyakdari otomatisasi dalam desain fixture dan analisis telah didasarkan pada modular fixturedan ini akan terus berkembang di masa depan. Aktif penelitian di bidang inimenyumbangkan pengetahuan desain banyak dan aturan-aturan dalam otomatisasi fixture dalam 20 terakhirtahun. Bab ini merangkum beberapa kontribusi besar dibuat oleh fixture yangpenelitian masyarakat pada saat penulisan.Sebuah fixture yang ideal seharusnya tidak hanya menyediakan repeatability mesin dan tinggiproduktivitas, juga harus menawarkan solusi yang mengurangi distorsi benda kerja karenauntuk penjepitan dan kekuatan mesin. Bagian-bagian selanjutnya buku ini memberikananalisis mendalam topik ini, yang belum dibahas secara mendalam sebelumnya.1.6 BibliografiAsada, H. dan A.B. By. Analisis kinematik fixturing Workpart untuk FleksibelMajelis dengan otomatis Perabot reconfigurable. IEEE JurnalRobotika dan Otomasi, 1 (2), hal 86-94. 1985.Chou, Y.C. Geometris Penalaran untuk Desain Tata Letak Perabot Machining. Int. J.Computer Integrated Manufacturing, Vo1.7, No.3, pp175-185. 1994.Cogun, C. Pentingnya Urutan Penerapan Clamping Angkatan. ASMEJurnal Teknik Industri, Vol. 114, hal 539-543. 1992.Demeter, EC Restraint Analisis Jadwal yang Mengandalkan Permukaan Kontak.Jurnal Teknik Industri, 116 (2), pp 207-215. 1994a.Demeter, EC Kriteria Load Min-Max sebagai Ukur dari Fixture MachiningKinerja. Jurnal Teknik Industri, 116 (1 I), pp.500-507. 1994b.Fuh, J.Y.H. dan A.Y.C. Nee. Verifikasi dan Optimalisasi Workholding

Skema untuk Desain Fixture. Jurnal Desain dan Manufaktur,, 4 pp.307-318. 1994.Bab 1: Pengantar Desain Fixture 19Gandhi, M.V. dan B.S. Thompson. Otomatis Desain Modular Jadwal untukSistem Manufaktur Fleksibel. Jurnal Sistem Manufaktur, 5 (4),pp.243-252. 1986.Grant, H.E. Jigs dan Fixtures: Perangkat Clamping Non-Standar. New York:McGraw-Hill. 1967.Grippo, kepala kantor pos, M.V. Gandhi dan, B.S. Thompson. Desain Bantuan KomputerSistem modular fixture. Int. J. Adv. Manut Tech, 2. (2), pp.75-88. 1987.Gui, X.W., J.Y.H. Fuh dan A.Y.C. Nee. Pemodelan Fixture Friksional-elastisSistem benda kerja Meningkatkan Akurasi Lokasi. IIE Transaksi,V01.28, pp.821-827. 1996.Henriksen, E.K. Jig dan Fixture Design Manual. New York: Tekan Industri. 1973.IMAO. IMAO Blok Venlic Jig System (BJS) Panduan fixturing. IMAO Corporation.Lembaga Engineers Produksi. Nota data pada jig dan Desain Fixture.Jakarta: Lembaga of Engineers Produksi. 1973.Jeng, S.L., L.G. Chen dan W.H. Chieng. Analisis Minimum Clamping Force.Int. J. Mach. Tools Manufact., 35 (9), hlm 1213-1.224,1995.Jiang, W., S. Wang Y. dan Cai. Computer-aided Group Fixture Design. Sejarahyang CIRP, 37 (1), pp.145-148. 1988.Lee, J.D. dan L.S. Haynes. Analisis Elemen Hingga-Sistem fixturing Fleksibel.Jurnal Teknik Industri, 109 (2), pp.134-139. 1987.Lee, S.H. dan M. R. Cutkosky. Perencanaan fixture dengan Gesekan. JurnalTeknik untuk Industri, 1 13, pp.320-327. 1991.Li, B. dan S.N. Melkote. Sebuah Clamping Force Minimum Algoritma untuk MachiningJadwal. Trans. dari NAMRIBME, Volume XXVIII, pp.407-412. 2000.Lim B.S. dan J.A.G. Knight. Holdex - Perangkat Sistem Pakar Holding. Proc.1st Int.Conf Aplikasi Kecerdasan Buatan Teknik Masalah, pp.483-493. 1986.Mannan, sarjana sastra dan J. P. Sollie. Elemen Clamping Force-Controlled untuk IntelligentFixture. Sejarah dari CIRP, Vol. 46, pp.265-268. 1997.Markus, Strategi A. Generasi Otomatis Perabot Modular. ASMEProc. Sistem Manufaktur Simposium Internasional Manufaktur '88:Desain, Integrasi dan Kontrol, Vo1.3, pp.97-103. 1988.Mittal, R.O., P.H. Cohen dan B. J. Gilmore. Pemodelan Dinamis Fixture the-Sistem benda kerja. Robotika dan Manufaktur Komputer-terintegrasi, 8 (4),pp.201-217. 1991.Nee, A.Y.C. dan A. Senthil kumar. Sebuah Kerangka untuk Object / aturan berbasisOtomatis Fixture System Design. Sejarah dari CIRP, 40 (1), hal 147-1 5 1.1991.Nee, A.Y.C., A. Senthil kumar dan Z.J. Tao. Sebuah Cerdas Fixture dengan DinamisSkema penjepit. Prosiding Institution of Engineers Mechanical,214 (Bagian B), pp.183-196,2000.Nee, AYC, A. Senthil kumar, S. Prombanpong dan KY Pua. Sebuah Fitur BerbasisKlasifikasi Skema untuk Perabot. Sejarah dari CIRP,, Vo1.41 No.1, pp.189-192. 1992.20 Sebuah Risalah Advanced Design Fixture dan PerencanaanNee, A.Y.C., K. Whybrew dan A. kumar Senthil. Advanced Fixture Desain untuk

FMS. London: Springer-Verlag. 1995.Ngoi, B.K.A., K. Whybrew dan R.J. Astley. Computer Aided Majelis ModularSistem fixture. Proc. Asia-Paczfic Otomasi Industri '90 ConjOtomasi Singapura, pp.593-607. 1990.Nnaji, B.O. dan P. Lyu. Aturan untuk Sistem fixturing Ahli Screen CADMenggunakan Fixture Fleksibel. Journal of Intelligent. Manufacturing, Vol. 1, pp.3 1-48.1990.Nnaji, B.O., S. Alladin dan P. Lyu. Sebuah Kerangka untuk Ahli Peraturan Berbasis fixturingSistem Penggilingan Wajah Permukaan Planar tentang Sistem CAD Menggunakan FleksibelJadwal. Jurnal Industri. Systems, 7 (3), pp.193-207. 1988.Pham, D.T. dan A. de Lazaro Sam. Studi Elemen Hingga BENDA dalam suatuFixture Machining. Matematika dan Komputer Pemodelan, Vo1.14, pp.1024-1028,1990.Reulaux, F. Kinematika Mesin. New York: MacMillan. 1876. Mencetak ulang,New York: Dover. 1963.Rong, Y. dan Y. Zhu. Dibantu komputer Fixture Design. Marcel Dekker. 1999.Sakurai, H. Otomatis Set-up Perencanaan dan Desain Fixture untuk Machining. PhDtesis, Massachusetts Institute of Technology. 1990.Senthil kumar, A., A.Y.C. Nee dan S. Prombanpong. Perancangan Sistem Pakar Fixtureuntuk Lingkungan Manufaktur Otomatis. Computer-Aided Design, 23 (6),pp.3 16-326. 1992.Tao, Z.J., A. Senthil kumar dan A.Y.C. Nee. Pendekatan Komputasi Geometriuntuk Sintesis Clamping optimum Perabot Machining. Jurnal InternasionalProduksi Penelitian, 37 (15), pp.3495-3517. 1999b.Tao, Z.J., A. Senthil kumar dan A.Y.C. Nee. Otomatis Generasi DinamisPasukan clamping untuk Perabot Machining. Jurnal Internasional ProduksiPenelitian, 37 (12), pp.2755-2776. 1999a.Trappey, A.J.C. dan C. R. Liu. Sistem Verifikasi Workholding Otomatis.Robotika dan Manufaktur komputer terpadu, 9 (4 / 5), pp.321-326. 1992.Trappey, A.J.C. dan S. Matrubhutam. Menggunakan Konfigurasi fixture proyektifGeometri. Jurnal Sistem Manufaktur, 12 (6), pp.486-495. 1993.Whybrew, K. dan B.K.A. Ngoi. Computer Aided Design dari Fixture ModularMajelis. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 7 (5),hal 267-276. 1992