MATERI DASAR MATLAB, CAD, DAN CAM

BAB I

MATLAB

1.1       Definisi tentang MATLAB (Matrix Laboratory)

MATLAB atau yang kita sebut dengan (Matrix Laboratory) yaitu sebuah program untuk menganalisis dan mengkomputasi data numerik, dan MATLAB juga merupakan suatu bahasa pemrograman matematika lanjutan, yang dibentuk dengan dasar pemikiran yang menggunakan sifat dan bentuk matriks.

Matlab yang merupakan singkatan dari Matrix Laboratory, merupakan bahasa pemrograman yang dikembangkan oleh The Mathwork Inc. yang hadir dengan fungsi dan karakteristik yang berbeda dengan bahasa pemrograman lain yang sudah ada lebih dahulu seperti Delphi, Basic maupun C++.

1.2       Pengenalan dan program aplikasi MATLAB (Matrix Laboratory)

Pada awalnya program aplikasi MATLAB ini merupakan suatu interface untuk koleksi rutin-rutin numerik dari proyek LINPACK dan EISPACK, dan dikembangkan dengan menggunakan bahasa FORTRAN, namun sekarang ini MATLAB merupakan produk komersial dari perusahaan Mathworks, Inc. Yang dalam perkembangan selanjutnya dikembangkan dengan menggunakan bahasa C++ dan assembler, (utamanya untuk fungsi-fungsi dasar MATLAB). MATLAB telah berkembang menjadi sebuah environment pemprograman yang canggih yang berisi fungsi-fungsi built-in untuk melakukan tugas pengolahan sinyal, aljabar linier, dan kalkulasi matematis lainnya. MATLAB juga menyediakan berbagai fungsi untuk menampilkan data, baik dalam bentuk dua dimensi maupun dalam bentuk tiga dimensi.

MATLAB juga bersifat extensible, dalam arti bahwa seorang pengguna dapat menulis fungsi baru untuk menambahkan pada library, ketika fungsi-fungsi built-in yang tersedia tidak dapat melakukan tugas tertentu. Kemampuan pemrograman yang dibutuhkan tidak terlalu sulit bila kita telah memiliki pengalaman dalam pemrograman bahasa lain seperti C, PASCAL, atau FORTRAN.  MATLAB (Matrix Laboratory) yang juga merupakan bahasa pemrograman tingkat tinggi berbasis pada matriks, sering kita gunakan untuk teknik komputasi numerik, yang kita gunakan untuk menyelesaikan masalah-masalah yang melibatkan operasi matematika elemen, matrik, optimasi, aproksimasi dll. Sehingga Matlab banyak digunakan pada :

1. Matematika dan komputansi,
2. Pengembangan dan algoritma,
3. Pemrograman modeling, simulasi, dan pembuatan prototipe,
4. Analisa data , eksplorasi dan visualisasi,
5. Analisis numerik dan statistik,
6. Pengembangan aplikasi teknik,

Matlab juga merupakan bahasa pemrograman computer berbasis window dengan orientasi dasarnya adalah matrik, namun pada program ini tidak menutup kemungkinan untuk pengerjaan permasalahan non matrik. Selain itu matlab juga merupakan bahasa pemrograman yang berbasis pada obyek (OOP), namun disisi lain karena matlab bukanlah type compiler, maka program yang dihasilkan pada matlab tidak dapat berdiri sendiri. Namun agar hasil program dapat berdiri sendiri maka harus dilakukan transfer pada bahasa pemrograman yang lain, misalnya C++. Pada matlab terdapat tiga windows yang digunakan dalam operasinya  yaitu ;

1. Command windows (layar perintah)
2. Figure windows (layar gambar),
3. Note Pad (sebagai editor program).

 

BAB II

CAD (COMPUTER AIDED DESIGN)

2.1       Definisi Tentang CAD

Computer Aided Design adalah suatu program komputer untuk menggambar suatu produk atau bagian dari suatu produk. Produk yang ingin digambarkan bisa diwakili oleh garis-garis maupun simbol-simbol yang memiliki makna tertentu. CAD bisa berupa gambar 2 dimensi dan gambar 3 dimensi. Berawal dari menggantikan fungsi meja gambar kini perangkat lunak CAD telah berevolusi dan terintegrasi dengan perangkat lunak CAE (Computer Aided Engineering) dan CAM(Computer Aided Manufacturing. Integrasi itu dimungkinkan karena perangkat lunak CAD saat ini kebanyakan merupakan aplikasi gambar 3 dimensi atau biasa disebut solid modelling. Solid model memungkinkan kita untuk memvisualisasikan komponen dan rakitan yang kita buat secara realistik. Selain itu model mempunyai properti seperti masa, volume dan pusat gravitasi, luas permukaan dll.

Arti istilah computer aided design dianggap berkaitan erat dengan pengertian berikut :
Disingkat CAD. Perancangan dengan bantuan komputer. Kemampuan sistem CAD ini adalah pembuatan grafik, sketsa, diagram, digitasi peta dan gambar rancangan, pemberian anotasi, pembentukan gambar perspektif, permodelan gambar 2 dan 3 dimensi, dan beberapa analisa spasial. Analisa spasial yang dimiliki oleh setiap sistem CAD ini sangat berfariasi, paling tidak melakukan analisa spasial berupa perhitungan jarak (length atau distance), keliling (perimeter), luas (area), membentuk zone buffer, dan lain sebagainya.

Desain suatu produk tidak bisa dijelaskan hanya dengan kata-kata. Untuk itulah diperlukan gambar teknik. Gambar teknik adalah bahasa bagi orang-orang yang bergerak di bidang teknik untuk saling berkomunikasi. Dengan gambar teknik seorang di bagian R&D berkomunikasi dengan orang lain yang berada di bagian manufacturing, seorang pimpinan dengan bawahannya, sebuah perusahaan dengan perusahaan lain yang menjadi vendor atau subcontractor-nya. Pada jaman dahulu, seorang mahasiswa fakultas teknik atau seorang engineer professional sangat akrab dengan sebuah benda yang disebut meja gambar. Di atas meja gambar inilah mereka membuat draft dari suatu rancangan produk. Dimulai dengan membuat garis, lingkarang, garis bantu dan seterusnya, diakhiri dengan keterangan ukuran dan simbol-simbol. Meja gambar ini bisa berukuran A2 sampai dengan A0, bahkan bisa lebih besar lagi. Pada saat itu sebuah meja gambar yang bagus harganya bisa jauh lebih mahal dari pada sebuah PC.

Membuat draft alias gambar teknik secara manual seperti ini memakan waktu yang lama dan sangat melelahkan. Apalagi jika terjadi kesalahan gambar, untuk membuat koreksinya bisa membuat stress. Kalau orang tua Anda kebetulan adalah seorang engineer, coba tanyakanlah tentangpengalamannya. Dengan berlalunya waktu dan perkembangan teknologi komputer yang sangat pesat, meja gambar mulai tersingkirkan oleh sesuatu yang bernama CAD (Computer-Aided Design). Saat ini istilah CAD tentu sudah tidak asing lagi bagi pengguna komputer, apalagi bagi mereka yang bergerak di bidang engineering, baik itu mechanical engineering, arsitektur maupun electrical engineering. Bagi seorang mahasiswa teknik mesin atau seorang mechanical engineer misalnya, CAD sangat membantu dalam pembuatan desain sebuah produk. Produk ini bisa berupa sebuah part mesin yang sederhana misalnya poros, roda gigi, baut, sampai dengan sebuah mesin yang sangat kompleks, misalnya mesin press, mobil, pesawat terbang, dan lain-lain.

2.2       Sejarah Cad  

Pada awal tahun 1960-an, seorang engineer bernama Ivan Sutherland memperkenalkan sebuah program komputer yangdapat digunakan untuk membuat gambar sketsa. Program komputer ini diberi nama Skecthpad. Saat itulah untukpertama kalinya sebuah gambar sketsa dapat ditampilkan di layar komputer. Sejak diperkenalkannya Sketchpad,perkembangan CAD menjadi sangat cepat. Industri komputer berlomba-lomba membuat CAD. Pada saat itu investasi yang diperlukan untuk sebuah CAD sangat besar, sampai dengan ratusan ribu US$ untuk softwaremaupun hardware-nya. Hanya perusahaan-perusahaan besar yang bisa memilikinya, antara lain General Motors.Diperkenalkannya PC pada awal 1980-an memberi angin segar bagi perkembangan CAD, terutama dari segiekonomi.

Pada tahun 1982, sebuah perusahaan bernama Autodesk memperkenalkan sebuah CAD yang diberi nama AutoCAD, yangmana menjadi CAD yang paling terkenal dan paling banyak penggunanya hingga sampai saat ini. 

2.3      Keuntungan dan Kekurangan CAD dibanding Manual

Adapun beberapa kelebihan menggunakan aplikasi CAD jika dibandingkan dengan menggunakan gambar manual, diantaranya yaitu :

1. Kualitas gambar konstan, tidak terlalu tergantung pada skill penggambar sebagaimana gambar manual.
2. Relatif lebih akurat dan cepat pengerjaannya karena menggunakan komputer.
3. Dapat diedit, ditambah-kurang tanpa harus memulai dari awal.
4. Dapat menjadi data base yang menyimpan berbagai informasi penting yang dibuat oleh drafter dan dapat diakseslangsung oleh pengguna lain.
5. Dapat dibuat library untuk komponen-komponen standar atau komponen yang digambar/ dipergunakan berulang-ulangdalam gambar (misalnya: baud, mur, simbol-simbol,dll.) sehingga mempermudah dan mempercepat dalam prosespembuatan gambar.
6. Lebih mudah dan praktis dalam dokumentasi, duplikasi, dan penyimpanannya.
7. Dapat dibuat dengan berbagai warna sehingga lebih menarik dan mudah dipahami.
8. Gambar yang dihasilkan mempunyai kualitas jauh lebih baik dibanding dengan hasil gambar manual karena gambar lebih rapi dan presisi,
9. Gambar desain yang dihasilkan mempunyai tingkat akurasi yang tinggi karena AutoCAD mempunyai tingkat presisi hingga tiga belas digit sehingga gambar lebih sempurna dan tepat ukurannya,
10. Gambar yang dihasilkan akan terjamin kerapian dan kebersihannya karena sangat memungkinkan direvisi maupun pengeditan gambar untuk kesesuaian cetak yang dikehendaki,
11. Bidang gambar kerja AutoCAD tidak terbatas sehingga memungkinkan untuk membuat gambar dengan ukuran yang sangat luas dan kompleks, tetapi dalam pencetakannya bisa dipilih bagian tertentu saja,
12. Skala gambar yang dihasilkan fleksibel karena dapat mencetak gambar desain yang dihasilkan dengan jenis skala yang sangat variatif,
13. Gambar yang dihasilkan bisa disimpan dengan cara yang sangat mudah, dimana hasil penyimpanan gambar tersebut bisa dibuka dengan softwarelain serta dipublikasikan untuk kerja antar tim apabila diperlukan

Akan tetapi terdapat jika terdapat suatu kelebihan terdapat juga beberapa kekurangan dalam software CAD ini diantaranya adalah :

1. Aplikasi ini menjadi lebih kompleks
2. Kebutuhan hardwareyang lebih tinggi.
3. Infrastruktur pendukungnya harus memadai, seperti penggunaan printer/plotteruntuk mencetak gambar dalam ukuran yang besar.
4. Software 
5. Struktur file hasil penggambaran, definisi database dan file database dari software tersebut rumit.
6. Alur dari proses pekerjaan desain rumit karena software tersebut terbagi atas beberapa software lagi menurut bagian konstruksi mana yang akan dibuat.
7. Software tersebut kurang familiar diantara para drafterdan desainer kapal, hanya orang yang pernah diberi pelatihan saja yang bisa, sementara pelatihan software tersebut sangat mahal.

 

BAB III

CAM (COMPUTER AIDED MANUFACTURING)

3.1       Pengertian Computer-Aided Manufacturing (CAM)

Computer-aided manufacturing (CAM) adalah penggunaan software komputer untuk mengontrol tools mesin ataupun bagian mesin lainnya yang berhubungan dengan proses permesinan. Definisi ini bukan satu-satunya definisi CAM, CAM pun berarti penggunaan komputer yang berfungsi untuk membantu dalam semua perencanaan manufaktur, termasuk didalamnya perencanaan, managemen, transportasi dan penyimpanan. Tujuan utamanya adalah untuk menghasilkan proses produksi yang lebih cepat, serta ukuran yang presisi dan konsistensi material pada komponen dan tools. Yang mana pada beberapa kasus, dapat mengurangi kebutuhan material mentah (hemat material) dan juga konsumsi energi. Saat ini CAM dipelajari di sekolah, baik SMK ataupun di Perguruan Tinggi. CAM merupakan proses setelah pemodelan menggunakan computer-aided design (CAD) atau juga computer-aided engineering (CAE). Model yang telah dibuat menggunakan Software CAD/CAE kemudian diolah oleh Software CAM untuk akhirnya menjadi perintah untuk mengontrol tools di mesin.

Secara tradisional, CAM dikenal sebagai alat pemograman Numerical Control (NC), dimana gambar dua dimensi (2D) atau tiga dimensi (3D) yang dibuat menggunakan software CAD kemudian diolah menjadi G-Code, M-code dan lain-lain, yang kemudian hasil olah tersebut digunakan untuk mengontrol mesin CNC.

3.2       Sejarah Tentang CAM

Sebagaimana teknologi “computer-aided” lainnya, CAM tidak menghilangkan kecakapan para profesional seperti Insinyur Mesin, programer NC, atau operator mesin. Faktanya CAM malah meningkatkan kemampuan insinyur-insinyur tersebut menggunakan alat visualisasi, simulasi dan optimisasi yang dimiliki oleh Software CAM. Pada awal perkembangannya aplikasi CAD dimiliki oleh perusahaan-perusahaan dalam dunia Otomotif dan antariksa misalnya Pierre Béziers yang mengembangkan software CAD/CAM Unisurf pada tahun 1960an untuk desain body mobil dan perkakas di Renault.

Sejarahnya, Software CAM memiliki beberapa hal yang sangat penting dengan tingkatan tinggi yang dibutuhkan oleh Operator CNC. Sekarang sistem CAM mendukung berbagai jenis permesinan seperti turning (bubut), permesinan 5 axis, Wire EDM. Selain itu CAM pun sekarang sangat mudah digunakan, mempersingkat waktu penggunaan tool, untuk pemakanan dengan kecepatan tinggi tool-nya dapat dioptimalkan, umur pakai tool menjadi lebih lama, dan lain sebagainya. Berikut ini adalah beberapa perusahaan yang mengeluarkan software CAM :

1. Dassault Systèmes dengan berbagai macam jenis software CAM nya.
2. Siemens PLM Software, mengintegrasikan CAM dengan software CAD, CAE, PDM dan digital manufacturing.
3. Delcam, merupakan salah satu perusahaan CAM terbesar di dunia yang kini sudah diakuisisi oleh Autodesk.
4. Vero Software
5. PTC
6. Tebis
7. SheetCAM, CAM dengan harga yang cukup murah. Meskipun murah, tapi fiturnya terbukti cukup tangguh.

Sumber :

1. http://ameliaadz.blogspot.co.id/2013/03/pengertian-matlab.html
2. https://dwipw.wordpress.com/2010/10/13/computer-aided-design-cad/
3. http://dhonynouvo.blogspot.co.id/2013/10/penjelasan-cad-computer-aided-design.html
4. https://bayuarista1994.wordpress.com/2016/03/14/materi-dasar-tentang-matlab-cad-dan-cam/
5. http://rezadicky.blogspot.co.id/2014/11/kelebihan-kekurangan-autocad.html
6. http://www.maxtronpersada.com/news/cam-computer-aided-manufacturing-/