Prosiding Seminar Nasional KARSA NUSANTARA Kolaborasi Rekayasa dan Sains Nasional untuk Teknologi.
Riset, dan Kecerdasan Buatan Fakultas Teknik.
Universitas Wijaya Kusuma Surabaya ISSN 3090-1154 (Media Onlin.
Volume 2.
Tahun 2025 Optimalisasi Kendali Posisi dan Kecepatan Clamping Konektor Baterai dengan Dual-Loop P-PI Controller pada Mesin Press Welding Kurniawan Dwi YuliyantoA.
Lutfir Rahman Aliffianto *2.
Imam Wahyudi Farid3.
Muhammad Yanuar4.
Arif Musthofa5.
Moh.
Ismarintan Zazuli6 1,*2,3,4,5,6Departemen Teknik Elektro Otomasi.
Fakultas Vokasi.
Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Kampus ITS Sukolilo.
Surabaya, 60111.
Indonesia Email: 1dwiyuliyanto312@gmail.
com, *2lrahman@its.
id, 3iwf@its.
id, 4muhammadyanuar2314@gmail.
musthofa@its.
id, 6ismarintan@its.
Abstrak Variasi diameter kontak konektor baterai pada penyambungan mesin press welding menyebabkan perubahan resistansi yang tidak terkendali, menghasilkan fluktuasi kalor dan cacat penyambungan seperti splash timah.
Salah satu penyebab utamanya adalah tidak stabilnya sistem clamping akibat tidak adanya umpan balik posisi pada sistem hidrolik Penelitian ini bertujuan mengoptimalkan kendali posisi dan kecepatan proses clamping dengan metode kontrol dual-loop P-PI berbasis servo pada mesin press welding.
Arsitektur kontrol terdiri dari loop luar dengan kontroler P untuk kendali posisi dan loop dalam dengan kontroler PI untuk kendali kecepatan.
Proses tuning awal menggunakan metode Ziegler-Nichols 1, diikuti fine tuning berdasarkan analisis respons transien sistem.
Untuk memastikan kontroler dirancang pada model yang representatif, dilakukan identifikasi sistem menggunakan metode tfest pada data eksperimen aktual.
Model hasil estimasi menunjukkan kesesuaian dinamika sistem dengan nilai fit sebesar 88% untuk loop kecepatan dan 84% untuk loop posisiAicukup akurat digunakan sebagai referensi perancangan Hasil menunjukkan penurunan waktu clamping dari 4,5 detik menjadi 2,3 detik, dan kestabilan diameter konektor dalam rentang 6 A 0,1 mm, tingkat keberhasilan produk mencapai 100%.
Efisiensi proses meningkat hingga 49,1%, dan rasio kegagalan akibat splash menurun dari 0,14% menjadi 0,01%.
Metode ini efektif untuk meningkatkan presisi dan kecepatan proses clamping konektor baterai pada sistem press welding industri.
Kata kunci: Kontrol Dual P-PI.
Motor Servo.
Pengelasan Tekan.
Pengendalian Kecepatan.
Pengendalian Posisi.
Abstract Variations in the contact diameter of battery connectors during the press welding process cause uncontrolled changes in electrical resistance, resulting in inconsistent heat generation and welding defects such as lead splash.
One of the main contributors to this issue is the instability of the clamping mechanism due to the absence of position feedback in conventional hydraulic systems.
This study aims to optimize the position and speed control of the clamping process by implementing a servo-based dual-loop P-PI control method on a press welding machine.
The control architecture consists of an outer P controller for position regulation and an inner PI controller for speed control.
The initial tuning was carried out using the Ziegler-Nichols type 1 method, followed by iterative fine-tuning based on transient response To ensure the controller design is based on a reliable system model, system identification was performed using the tfest method on actual experimental data.
The identified models showed high accuracy, with 88% fit for the speed loop and 84% fit for the position loopAiindicating strong dynamic representation suitable for control design Experimental results demonstrate a reduction in clamping time from 4.
5 seconds to 2.
3 seconds, and consistent connector diameter within the 6 A 0.
1 mm tolerance range, achieving 100% product conformity.
Process efficiency improved by 49.
1%, and lead splash defects decreased from 0.
14% to 0.
The proposed P-PI control approach effectively enhances precision and speed in the battery connector clamping process of industrial press welding systems.
Keywords: Dual-Loop P-PI Controller.
Position Control.
Press Welding.
Servo Motor.
Speed Control.
PENDAHULUAN
Proses penyambungan konektor pada baterai otomotif tipe AMB (Automotive Maintenance-Free Batter.
memerlukan tahapan clamping yang presisi.
Kesalahan pada posisi atau kecepatan penjepitan dapat menyebabkan deviasi diameter konektor, peningkatan resistansi sambungan, serta cacat produksi seperti splash timah dan no weld.
Oleh karena itu, kestabilan dan akurasi proses clamping merupakan faktor penentu kualitas akhir produk.
Berikut ini adalah visualisasi proses penyambungan connector dan juga target yang diharapkan Halaman - 351 Prosiding Seminar Nasional KARSA NUSANTARA Kolaborasi Rekayasa dan Sains Nasional untuk Teknologi.
Riset, dan Kecerdasan Buatan Fakultas Teknik.
Universitas Wijaya Kusuma Surabaya ISSN 3090-1154 (Media Onlin.
Volume 2.
Tahun 2025 .
Gambar 1.
Proses penyambungan connector dan target diameter connector .
Tahapan (JAW) dalam proses penyambungan connector.
Diameter optimum hasil press welding Di lini produksi yang menjadi objek penelitian, mesin press welding masih menggunakan aktuator hidrolik konvensional tanpa umpan balik posisi.
Akibatnya, sistem tidak mampu menjamin kestabilan gerak Berdasarkan pengujian lapangan, rata-rata waktu clamping mencapai 4,5 detikAimelebihi standar industri sebesar 3 detikAidan diameter konektor sering kali menyimpang dari toleransi 6,00 A 0,10 Hal ini menyebabkan meningkatnya rasio produk cacat (NG) dan tingginya angka splash timah pada Sebagai solusi, penelitian ini mengusulkan penggantian sistem clamping hidrolik dengan servo motor yang dikendalikan oleh dual-loop PAePI controller, yaitu kontrol PI pada loop kecepatan .
nner loo.
dan kontrol P pada loop posisi .
uter loo.
Struktur kontrol hierarkis ini terbukti mampu memperbaiki performa sistem dinamis pada motor servo industri .
, .
, khususnya dalam hal respons waktu dan akurasi Tuning awal parameter dilakukan menggunakan metode ZieglerAeNichols 1 berbasis kurva reaksi, yang banyak digunakan dalam tuning PI pada sistem servo.
Setelahnya, dilakukan fine tuning manual untuk menyesuaikan karakteristik sistem terhadap dinamika beban nyata.
Sebagai bagian dari validasi sistem, dilakukan identifikasi model matematis menggunakan metode tfest pada MATLAB.
Metode ini digunakan untuk membangun fungsi transfer sistem berdasarkan data input-output aktual dari loop kecepatan dan posisi.
Proses ini menghasilkan model yang akurat dengan nilai fit sebesar 88,49% untuk loop kecepatan dan 83,95% untuk loop posisi, serta validasi kestabilan sistem secara struktural.
Model hasil identifikasi digunakan sebagai dasar evaluasi performa tuning dan simulasi lanjutan berbasis model.
Penelitian ini bertujuan membuktikan bahwa implementasi kontrol servo dual-loop PAePI dapat meningkatkan efisiensi waktu, akurasi penjepitan, dan kualitas produksi pada mesin press welding industri.
Sistem yang dirancang diuji langsung pada mesin aktual untuk memastikan efektivitasnya dalam kondisi operasional nyata .
II.
METODE PENELITIAN
1 Arsitektur Sistem Kendali Penelitian ini mengimplementasikan kontrol dual-loop PAePI untuk sistem penjepitan konektor berbasis servo motor.
Arsitektur kontrol terdiri dari dua lapisan umpan balik: loop dalam .
nner loo.
untuk pengendalian kecepatan dengan kontrol PI, dan loop luar .
uter loo.
untuk pengendalian posisi dengan kontrol P.
Pemisahan ini memungkinkan tuning yang lebih terfokus untuk tiap dinamika: kestabilan kecepatan dan akurasi posisi.
Pendekatan seperti ini lazim digunakan pada sistem kontrol motor industri berpresisi tinggi .
, .
Gambar 2.
Arsitektur Sistem Kendali Dual-Loop P-PI Halaman - 352 Prosiding Seminar Nasional KARSA NUSANTARA Kolaborasi Rekayasa dan Sains Nasional untuk Teknologi.
Riset, dan Kecerdasan Buatan Fakultas Teknik.
Universitas Wijaya Kusuma Surabaya ISSN 3090-1154 (Media Onlin.
Volume 2.
Tahun 2025 2 Perangkat Keras Sistem Sistem digerakkan oleh servo motor Mitsubishi HG-SR152K .
,5 kW, 2000 rp.
dan dikendalikan melalui driver MR-J4-200B.
Komunikasi kontrol dijalankan oleh PLC Mitsubishi Q-Series yang juga terhubung dengan HMI GOT2000 sebagai antarmuka pengguna .
Gerak linier JAW clamp dihasilkan melalui gearbox rasio 25:1 dan mekanisme ballscrew berpitch 0,032 m/rev.
Berikut ini adalah visualisasi Perangkat keras sistem yang digunakan Gambar 3.
Diagram Perangkat Keras Sistem 3 Urutan Operasi Sistem Sistem dikendalikan secara otomatis oleh PLC, dengan strategi pergerakan bertingkat untuk menggabungkan efisiensi dan presisi.
Diagram alur lengkap ditampilkan pada Gambar 4, menggambarkan logika urutan kerja mulai dari deteksi konektor hingga penjepitan dan pelepasan.
Strategi ini juga mencerminkan pemanfaatan kontrol kecepatan untuk menghindari overshoot di area presisi.
Gambar 4.
Flowchart Urutan Operasi Sistem Clamping Otomatis i.
HASIL DAN PEMBAHASAN
1 Proses Tuning Dual Loop P-PI Control Dengan Metode Ziegler-Nichols 1 Sistem kontrol yang digunakan merupakan struktur dual loop, dengan konfigurasi kontrol PI untuk loop kecepatan .
nner loo.
dan kontrol P untuk loop posisi .
uter loo.
Arsitektur ini dipilih karena memberikan fleksibilitas dalam pengendalian kecepatan transien secara cepat dan posisi akhir secara Untuk memperoleh parameter awal, digunakan metode ZieglerAeNichols Metode 1 .
urva reaks.
, .
, yang mengestimasi parameter tuning dari data respon sistem terhadap input tangga.
Proses tuning dilakukan secara berurutan dimulai dari inner loop .
untuk memastikan kestabilan dasar sistem sebelum tuning outer loop .
Perhitungan Loop Kecepatan (PI Controlle.
Dari Grafik Respon Kecepatan saat P-PI Off, menunjukkan nilai Waktu tunda (L) = 10 ms dan Konstanta waktu (T) = 1010 ms.
Mengacu pada formula ZieglerAeNichols 1 untuk kontrol PI.
Maka ycN yaycy ycIycyyceyceycc = 0.
9 UI
yaycy ycIycyyceyceycc = 0.
9 UI
yaycy ycIycyyceyceycc = 90,9 .
Kemudian perhitungan untuk menemukan nilai Ti dengan rumus tipe kontroller PI ya ycNycn ycIycyyceyceycc = .
Halaman - 353 Prosiding Seminar Nasional KARSA NUSANTARA Kolaborasi Rekayasa dan Sains Nasional untuk Teknologi.
Riset, dan Kecerdasan Buatan Fakultas Teknik.
Universitas Wijaya Kusuma Surabaya ISSN 3090-1154 (Media Onlin.
Volume 2.
Tahun 2025 ycNycn ycIycyyceyceycc = 33,3 .
ycNycn ycIycyyceyceycc = .
Parameter Kp speed = 90,9 dan Ti Speed 33,3 ini selanjutnya akan dimasukkan sebagai konfigurasi awal pada kontrol loop kecepatan untuk tahap pengujian sistem .
, .
, .
Gambar 5.
Grafik Respon Kecepatan Setelah Tuning Awal ZieglerAeNichols Perhitungan Loop Posisi (P Controlle.
Dengan loop kecepatan yang telah dituning dan menunjukkan kestabilan awal, proses selanjutnya adalah tuning loop posisi sebagai outer loop.
Respon posisi servo terhadap gerakan servo digunakan untuk menentukan parameter kontrol awal.
Respon menunjukkan nilai Waktu tunda (L) = 10 ms dan Konstanta waktu (T) = 1010 ms.
Mengacu pada formula ZieglerAeNichols 1 untuk kontrol P, diperoleh:
yaycy ycyeayeiyeOyeiyeOyeayea = ya .
yaycy ycyeayeiyeOyeiyeOyeayea = yaycy ycyeayeiyeOyeiyeOyeayea = 35,67 .
Dari perhitungan Kontrol P diatas.
Maka diperoleh nilai Kp Posisi = 35,67.
Maka diperoleh parameter tuning P-PI untuk Loop Posisi dan Kecepatan dengan Kp speed = 90,9.
Ti Speed 33,3 dan Kp Posisi = 35,67.
Parameter ini diterapkan sebagai konfigurasi kontrol awal untuk loop posisi guna mengatur target akurasi pergerakan JAW clamp.
Evaluasi Respon Sistem terhadap Parameter Tuning Awal Setelah parameter kontrol awal hasil metode ZieglerAeNichols diterapkan, dilakukan pengujian untuk mengevaluasi performa dari kedua loop: loop kecepatan .
dan loop posisi .
Evaluasi dilakukan berdasarkan grafik respon sistem, pengukuran waktu clamping, dan hasil pengukuran diameter Evaluasi Loop Kecepatan Pengamatan dilakukan terhadap grafik kecepatan terhadap waktu dan setpoint.
Hasil menunjukkan respon sistem mengalami undershoot besar, dan waktu clamping melebihi target.
Gambar 6.
Grafik Respon Kecepatan (Z-N) Berikut ini adalah rincian dari Grafik Loop Kecepatan diatas Halaman - 354 Prosiding Seminar Nasional KARSA NUSANTARA Kolaborasi Rekayasa dan Sains Nasional untuk Teknologi.
Riset, dan Kecerdasan Buatan Fakultas Teknik.
Universitas Wijaya Kusuma Surabaya ISSN 3090-1154 (Media Onlin.
Volume 2.
Tahun 2025 Tabel 1.
Respon Loop Kecepatan (Tuning ZN) Aspek Evaluasi Waktu Clamping Overshoot Rise Time Target O3 detik 0 r/min <1 detik Hasil 3,62 detik Ae5770 r/min 1,22 detik Keterangan Di Atas Batas Target Undershoot Besar Rise Time Terlalu Lama Evaluasi Loop Posisi Loop posisi diuji dengan kondisi inner loop tetap.
Parameter posisi diuji untuk mencapai akurasi diameter konektor target .
,00 A 0,1 m.
Hasil menunjukkan nilai aktual berada di bawah batas bawah toleransi.
Gambar 7.
Grafik Respon Posisi (Z-N) Berikut ini adalah rincian dari Grafik Loop Posisi diatas Tabel 2.
Respon Loop Posisi (Tuning ZN) Aspek Evaluasi Diameter Konektor Overshoot Torque Target 6,00 A 0,1 mm 0 m Hasil 5,3 mm -29,6 m Keterangan Di Bawah Standar Undershoot Posisi Servo Torsi Jauh Dibawah Setpoint 2 Fine Tunning Manual Loop Kecepatan Proses fine tuning loop kecepatan dilakukan dengan mempertahankan nilai konstanta waktu integral (Ti = .
, dan memvariasikan nilai Kp secara signifikan karena perubahan kecil tidak memberikan efek linier terhadap respon sistem.
Tuning dilakukan dalam 5 iterasi (Setiap iterasi dilakukan 10 percobaan, nilai yang ditampilkan adalah hasil rata-rata dari total percobaa.
Gambar 8.
Grafik Respon Kecepatan Servo per Iterasi Fine Tunning Pada tabel berikut ditampilkan respon iterasi fine tunning loop kecepatan, didapatkan data pada iterasi keempat (Kp = 280.
Ti = .
, sistem menunjukkan performa terbaik.
Overshoot/undershoot minimal, waktu clamping berada di bawah 2,5 detik, dan tidak terdapat error steady-state.
Konfigurasi ini ditetapkan sebagai parameter final loop kecepatan.
Tabel 3.
Respon Iterasi Fine Tunning Loop Kecepatan Iterasi Waktu Clamping .
(Target 3 .
3,02 Overshoot / Undershoot .
/mi.
(Target 0 r/mi.
Rise Time .
Target (<1.
Catatan Jauh Dari Target Clamping Lebih Cepat Hampir Optimal Halaman - 355 Prosiding Seminar Nasional KARSA NUSANTARA Kolaborasi Rekayasa dan Sains Nasional untuk Teknologi.
Riset, dan Kecerdasan Buatan Fakultas Teknik.
Universitas Wijaya Kusuma Surabaya ISSN 3090-1154 (Media Onlin.
Volume 2.
Tahun 2025
-1,6
Optimal Overshoot 3 Fine Tunning Manual Loop Posisi Setelah loop kecepatan distabilkan, tuning loop posisi dilakukan dengan variasi nilai Kp .
ontrol P-onl.
Tujuannya adalah untuk memperoleh akurasi diameter konektor yang sesuai dengan toleransi spesifikasi produksi .
,00 A 0,1 m.
Tuning dilakukan dalam 3 iterasi (Setiap iterasi dilakukan 10 percobaan, nilai yang ditampilkan adalah hasil rata-rata dari total percobaa.
Gambar 9.
Grafik Diameter Konektor vs Iterasi Fine Tunning Pada tabel berikut ditampilkan iterasi fine tunning untuk loop posisi, didapatkan data hasil terbaik diperoleh pada iterasi ketiga dengan Kp = 80, menghasilkan diameter konektor 6,01 mm yang berada tepat di tengah rentang toleransi.
Nilai ini ditetapkan sebagai parameter akhir loop posisi.
Tabel 4.
Respon Iterasi Fine Tuning Loop Posisi Iterasi Torque (%) (Target 150%) Rata-rata Diameter Hasil .
(Target 6,00 A 0,1 m.
Catatan Diameter terlalu kecil Melewati batas atas Parameter optimal 5,94 6,05 6,01 4 Rekapitulasi Hasil Pengujian Berikut adalah rekapitulasi hasil pengujian Ziegler Nichols dan Fine Tuning.
Optimasi Loop Kecepatan Setelah dilakukan proses tuning awal dengan metode ZieglerAeNichols dan dilanjutkan dengan fine tuning manual, diperoleh peningkatan performa sistem yang signifikan pada loop kecepatan.
Parameter optimal (Kp = 280.
Ti = .
menghasilkan waktu clamping tercepat sekaligus kestabilan respon servo tanpa overshoot atau osilasi.
Perbandingan hasil sebelum dan sesudah fine tuning disajikan pada tabel berikut.
Tabel 5.
Rekapitulasi Hasil Loop Kecepatan Metode Tuning ZieglerAeNichols 1
Fine Tuning Manual
1,22
Overshoot / Undershoot .
/mi.
(Target 0 r/mi.
Waktu Clamping .
(Target 3 .
3,62 Ae1,6 2,30 Rise Time .
Target (<1.
OK/ Optimasi Loop Posisi Evaluasi dilakukan terhadap output sistem berupa diameter konektor setelah penjepitan.
Parameter awal dari metode ZieglerAeNichols belum menghasilkan posisi akhir yang presisi.
Setelah dilakukan fine tuning, diperoleh parameter optimal (Kp = .
yang mampu menjaga akurasi diameter konektor di tengah rentang toleransi produksi.
Tabel 6.
Rekapitulasi Hasil Loop Posisi Metode Tuning ZieglerAeNichols 1 Fine Tuning Manual Torque (%) (Target 150%) 35,67 Diameter Konektor .
(Target 6,00 A 0,1 m.
5,30 6,01 OK/ Halaman - 356 Prosiding Seminar Nasional KARSA NUSANTARA Kolaborasi Rekayasa dan Sains Nasional untuk Teknologi.
Riset, dan Kecerdasan Buatan Fakultas Teknik.
Universitas Wijaya Kusuma Surabaya ISSN 3090-1154 (Media Onlin.
Volume 2.
Tahun 2025 Dengan kombinasi loop kecepatan dan posisi yang telah dioptimalkan, sistem kontrol dual-loop menghasilkan performa penjepitan yang presisi dalam waktu cepat, sesuai dengan spesifikasi industri.
Kesimpulan Rekapitulasi Tuning Berdasarkan hasil pengujian dan fine tuning terhadap kedua loop, diperoleh parameter yang mampu menghasilkan performa optimal dari sisi waktu clamping dan akurasi posisi.
Konfigurasi parameter akhir yang digunakan pada sistem adalah sebagai berikut:
Tabel 7.
Rekapitulasi Tuning Loop Jenis Kontrol Hasil Akhir Utama Kecepatan Waktu Clamping: 2,30 detik Posisi Ae Diameter Konektor: 6,01 mm 5 Identifikasi Sistem Identifikasi sistem dilakukan sebagai bentuk validasi terhadap performa kontrol serta untuk mendapatkan model matematis orde transfer function yang merepresentasikan dinamika aktual dari sistem clamping servo.
Metode yang digunakan adalah tfest .
ransfer function estimatio.
pada MATLAB, dengan input berupa data respon aktual dari sistem hasil tuning final .
oop kecepatan dan loop posis.
Model diidentifikasi secara terpisah untuk:
Identifikasi Sistem Loop kecepatan .
nner loop PI Contro.
Identifikasi Sistem Loop posisi .
uter loop P Contro.
Identifikasi Sistem Loop Kecepatan Identifikasi dilakukan dengan mengambil data referensi kecepatan dan kecepatan aktual servo pada sistem kontrol kecepatan yang telah dituning optimal (Kp = 280.
Ti = .
Estimasi transfer function dilakukan dengan variasi jumlah pole dan zero.
Hasilnya ditunjukkan pada tabel berikut:
Tabel 8.
Hasil Identifikasi Loop Kecepatan Iterasi
Poles Zeros Fit (%) FPE
Stabilitas 78,34% 9,00978 87,52% 3,25824 Optimal
88,49%
2,82917
Paling Optimal Optimal Model dengan 6 poles dan 4 zeros memberikan fit terbaik sebesar 88,49%, dengan FPE paling Sistem tersebut sudah stabil dikarenakan semua poles .
berada di sebelah kiri sumbu imajiner (Re.
< .
, dan Tidak terdapat zero .
dominan di sebelah kanan, artinya tidak ada karakteristik non-minimum Gambar 10.
Pole Zero Map Identifikasi Loop Kecepatan Overlay respon menunjukkan bahwa bentuk kurva model sangat dekat dengan respon sistem sebenarnya, terutama pada fase akselerasi dan pencapaian steady-state.
Bisa dilihat pada gambar berikut Halaman - 357 Prosiding Seminar Nasional KARSA NUSANTARA Kolaborasi Rekayasa dan Sains Nasional untuk Teknologi.
Riset, dan Kecerdasan Buatan Fakultas Teknik.
Universitas Wijaya Kusuma Surabaya ISSN 3090-1154 (Media Onlin.
Volume 2.
Tahun 2025 Gambar 11.
Overlay Respon Model dan Data Aktual (Kecepata.
Identifikasi Sistem Loop Posisi Data referensi posisi dan posisi aktual servo digunakan sebagai dasar identifikasi loop posisi.
Data yang digunakan untuk identifikasi berasal dari pengujian aktual sistem dengan parameter kontrol posisi hasil fine tuning akhir(Kp posisi=80.
Kp Speed=280.
Ti Speed=.
Estimasi dilakukan dengan kombinasi pole dan zero berbeda, dan hasilnya dirangkum pada tabel berikut Tabel 9.
Hasil Iterasi Loop Posisi Iterasi Poles Zeros Fit (%) FPE Stabilitas 3,65465e 07 Optimal 2,97733e 07 Optimal 2,41746e 07 Paling Optimal Model terbaik diperoleh pada konfigurasi 2 pole dan 1 zero, dengan nilai fit sebesar 83,95% dan FPE terendah.
Sistem tersebut sudah stabil dikarenakan semua poles .
berada di sebelah kiri sumbu imajiner (Re.
< .
, dan Tidak terdapat zero .
dominan di sebelah kanan, artinya tidak ada karakteristik non-minimum phase.
Dapat dibuktikan pada gambar Poles dan Zeros Map berikut.
Gambar 12.
Pole Zero Map Identifikasi Loop Posisi Overlay respon model menunjukkan kesesuaian bentuk dengan data aktual, terutama dalam hal kecepatan pergerakan awal dan kestabilan posisi akhir.
Dengan kompleksitas model yang sederhana dan performa tinggi, model ini dipilih untuk mewakili dinamika loop posisi servo.
Gambar 13.
Overlay Respon Model dan Data Aktual (Posis.
6 Perbandingan Kinerja Sistem Press Welding Lama vs Baru Untuk menilai efektivitas sistem kontrol baru berbasis dual-loop PAePI yang telah diimplementasikan pada mesin press welding, dilakukan perbandingan kinerja terhadap sistem sebelumnya yang menggunakan aktuator hidrolik konvensional.
Perbandingan dilakukan berdasarkan tiga indikator Waktu proses clamping.
Konsistensi hasil penjepitan .
iameter konekto.
Produktivitas mesin .
utput produksi per ja.
Halaman - 358 Prosiding Seminar Nasional KARSA NUSANTARA Kolaborasi Rekayasa dan Sains Nasional untuk Teknologi.
Riset, dan Kecerdasan Buatan Fakultas Teknik.
Universitas Wijaya Kusuma Surabaya ISSN 3090-1154 (Media Onlin.
Volume 2.
Tahun 2025 Pengujian dilakukan dalam kondisi operasional aktual di jalur produksi dengan objek dan siklus kerja yang identik.
Perbandingan Waktu Clamping Waktu clamping didefinisikan sebagai durasi dari awal pergerakan penjepit hingga kembali ke posisi awal.
Sistem lama memiliki waktu clamping relatif tetap karena berbasis aliran fluida, sedangkan sistem servo memiliki waktu clamping lebih fleksibel dan dapat dipercepat melalui tuning.
Tabel 10.
Perbandingan Waktu Clamping Sistem Press Welding Sistem Lama (Hidroli.
Sistem Baru (Dual-Loop Serv.
Rata-rata Waktu Clamping .
4,50 2,29 Peningkatan (%) Ae
49,1%
Dengan waktu clamping yang hampir setengah lebih cepat, sistem baru menunjukkan efisiensi waktu yang signifikan, sehingga berdampak langsung pada output produksi.
Perbandingan Hasil Penjepitan (Diameter Konekto.
Sistem servo dengan kontrol posisi memungkinkan penyesuaian parameter secara presisi.
Hal ini memengaruhi akurasi penjepitan dan konsistensi diameter konektor setelah proses clamping.
Tabel 11.
Perbandingan Diameter Hasil Clamping Sistem Press Welding Sistem Lama Sistem Baru Diameter Rata-rata .
5,00 6,01 Toleransi Target .
,00 A 0,10 m.
Di luar batas atas Dalam batas toleransi Status Evaluasi Tidak memenuhi Memenuhi Sistem lama memiliki variasi tinggi akibat respon aktuator hidrolik yang kurang presisi.
Sistem baru menunjukkan kontrol presisi tinggi, dengan hasil penjepitan berada tepat di tengah rentang toleransi.
Perbandingan Output Produksi Mesin Dampak dari perbaikan waktu dan akurasi menghasilkan peningkatan output.
Dengan siklus clamping yang lebih cepat, sistem baru memungkinkan lebih banyak produk diproses dalam waktu yang Tabel 12.
Perbandingan Output Produksi Mesin Sistem Press Welding Output Produksi per Jam .
Peningkatan (%) Sistem Lama Ae Sistem Baru 36,4% IV.
KESIMPULAN
Sistem kontrol penjepitan konektor berbasis servo dengan arsitektur dual-loop PAePI telah berhasil diimplementasikan pada mesin press welding.
Proses tuning awal dilakukan menggunakan metode ZieglerAe Nichols 1 berdasarkan data respons tanpa kontrol, yang kemudian dilanjutkan dengan fine tuning manual secara bertahap pada loop kecepatan dan posisi untuk memastikan stabilitas serta performa optimal.
Parameter akhir yang digunakan adalah Kp = 280 dan Ti = 35 untuk loop kecepatan .
ontrol PI), serta Kp = 80 untuk loop posisi .
ontrol P-onl.
Nilai ini diperoleh melalui iterasi tuning berbasis respons aktual dan memberikan hasil yang sesuai terhadap kriteria waktu, akurasi, dan kestabilan.
Identifikasi sistem menggunakan metode tfest menghasilkan model loop kecepatan dengan 6 pole, 4 zero, dan tingkat kecocokan .
sebesar 88,49%, serta model loop posisi dengan 2 pole, 1 zero, dan tingkat kecocokan sebesar 83,95%.
Analisis pole-zero map menunjukkan bahwa kedua model stabil dan valid berdasarkan overlay respons terhadap data aktual.
Model ini dapat digunakan sebagai representasi matematis sistem untuk validasi, simulasi lanjutan, atau pengembangan kontrol berbasis model di masa depan.
Hasil implementasi menunjukkan peningkatan performa yang signifikan.
Waktu clamping berhasil dipangkas menjadi 2,30 detik, lebih cepat 49,1% dibandingkan sistem sebelumnya.
Diameter konektor mencapai 6,01 mm, tepat di tengah toleransi 6,00 A 0,10 mm, sementara output produksi meningkat menjadi 900 pcs per jam, naik 36,4% dari sistem lama.
Peningkatan ini mencerminkan keberhasilan sistem kontrol dalam mengoptimalkan proses penyambungan konektor baterai.
Halaman - 359 Prosiding Seminar Nasional KARSA NUSANTARA Kolaborasi Rekayasa dan Sains Nasional untuk Teknologi.
Riset, dan Kecerdasan Buatan Fakultas Teknik.
Universitas Wijaya Kusuma Surabaya ISSN 3090-1154 (Media Onlin.
Volume 2.
Tahun 2025
REFERENSI