Robot Untuk Industri

Tugas Kelompk 8
Pertemuah ke 4
Senin,26 Maret 2012

Manipulator robot adalah sistem mekanik yang menunjukkan pergerakan dari robot. Sistemmekanik ini terdiri dari susunan link(rangka) dan joint (engsel) yang mampu menghasilkan gerakan yang terkontrol. Hanya dua tipe dasar dari jenis yang digunakan pada industri yaitu:
• Revolute joint (R) yaitu perputaran pada sumbu tertentu
• Prismatic joint (P) yaitu pergeseran sepanjang sumbu tertentu

Dengan dua tipe joint di atas maka dapat dibuat manipulator dengan dua, tiga bahkan enam
derajat kebebasan adalah jumlah arah yang independen, dimana end effector (berupa griper/tool) dapat bergerak.

Secara umum struktur robot dapat dibedakan menurut sumbu koordinat yang digunakan, yaitu:
• Robot Kartesian yang terdiri dari 3 sumbu linier
• Robot Silindris yang terdiri dari 2 sumbu linier dan 1 sumbu rotasi
• Robot Spheris yang terdiri dari 1 sumbu linier dan 2 sumbu rotasi
• Robot Artikulasi yang terdiri dari 3 sumbu rota

1. Robot Kartesian
Struktur robot ini terdiri dari tiga sumbu linier (prismatic). Masing-masing sumbu dapat
bergerak ke area sumbu x-y-z (lihat Gambar 1).
Keuntungan robot ini adalah pengontrolan posisi
yang mudah dan mempunyai struktur yang lebih kokoh.

2. Robot Silindris
Struktur dasar dari robot silindris adalah terdiri dari Horizontal Arm dan Vertikal Arm yang
dapat berputar pada base/ landasannya
Jika dibandingkan dengan robot
kartesian, robot silindris mempunyai kecepatan gerak lebih tinggi dari end effectornya, tapi
kecepatan tersebut tergantung momen inersia dari beban yang dibawanya.

3. Robot Spheris
Konfigurasi struktur robot ini mirip dengan sebuah tank dimana terdiri atas Rotary Base,
Keuntungan dari robot jenis ini adalah
fleksibilitas mekanik yang lebih baik.

4. Robot Artikulasi
Robot ini terdiri dari tiga lengan yang dihubungkan dengan dua Revolute Joint. Elbow Joint
menghubungkan Fore Arm dengan Upper Arm. Shoulder Joint menghubungkan Upper Arm
dengan Base..SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm)
Robot Assembly bisa didesain menurut koordinat kartesian, silindris maupun spheris. Pada
beberapa aplikasi hanya membutuhkan sumbu gerak vertikal, misalnya robot assembly yang
memasang komponen pada PCB. Robot seperti ini mempunyai lengan dengan dua artikulasi,
sedangkan wrist mempunyai gerakan linier dan rolling. Struktur robot assembly dapat dilihat
.
Karakteristik Robot
Ada beberapa unjuk kerja robot yang perlu diketahui, antara lain:
• Resolusi adalah perubahan gerak terkecil yang dapat diperintahkan oleh sistem kontrol pada
lingkup kerja manipulator.
• Akurasi adalah besarnya penyimpangan/deviasi terhadap masukan yang diketahui
• Repeatability adalah kemampuan robot untuk mengembalikan end effector (pemegang/griper)
pada posisinya semula
• Fleksibilitas merupakan kelebihan yang dimiliki oleh robot secara umum jika dibandingkan
dengan mesin konvensional. Hal ini pun tergantung kepada pemprogram dalam merencanakan
pola geraknya.

Sistem Penggerak Robot

Penggerak diperlukan oleh robot agar robot mampu bergerak atau berpindah posisinya serta
mampu mengangkat beban pada end effectornya. Macam-macam penggerak yang biasanya
digunakan adalah:
• Penggerak hidrolik
• Penggerak pneumatik
• Penggerak elektrik, tebagi atas:
o Motor servo
o Motor DC
o Motor stepper

1. Penggerak Hidrolik
Keuntungan yang didapatkan jika menggunakan penggerak hidrolik adalah:
• Mampu menghasilkan daya yang besar tanpa memerlukan roda-roda gigi, cukup dengan
pengendalian aliran fluida
• Piston dapat bergerak secara mulus dan cepat
• Tidak perlu khawatir akan percikan api seperti pada motor listrik
• Cocok dipakai pada lingkungan kerja yang mudah terbakar

2. Penggerak Pneumatik
Kelebihan sistem penggerak pneumatik adalah:
• Menggunakan udara sebagai penggerak piston sehingga lebih murah daripada sistem
penggerak hidrolik
• Diperkenankan adanya sedikit kebocoran
• Mempunyai respon lebih cepat daripada sistem penggerak hidrolik

3. Motor Servo
Motor servo tidak dapat berputar lebih dari 3600. motor ini dikendalikan oleh lebar pulsa. Pada
ukuran lebar pulsa tertentu motor ini mempunyai posisi tertentu pula.

4. Motor Stepper
Operasi motor ini berdasarkan pulsa listrik. Setiap pengiriman satu pulsa ke motor maka motor
akan bergerak “selangkah”, yaitu satu putaran sudut kecil misalnya 1,50. Dengan demikian untuk
mencapai sudut dengan derajat tertentu dapat ditentukan dengan jumlah pulsa tertentu pula.
Pengaturan posisi lebih mudah dengan motor stepper.
End effector
Kemampuan robot juga tergantung pada piranti yang dipasang pada lengan robot. Piranti ini
biasanya dikenal dengan end effector. End effector terbagi atas:
1. Pencengkram (griper) yang digunakan untuk memegang obyek
2. Peralatan (tool) yang digunakan untuk melakukan operasi tertentu pada suatu obyek. Contohnya :bor, penyemprot cat, gerinda, las dan sebagainya.
Sensor

Dalam robotika, sensor eksternal yaitu sensor yang dipasang di luar robot terbagi menjadi dua
yaitu:
1. Sensor posisi
• Sensor posisi non optikal seperti potensiometer, synchro, resolver, variabel transformer
diferensial linier (LDVT)
• Sensor posisi optikal seperti opto interrupt, optical encoder

2. Sensor kecepatan
• DC tachometer
• Optical encoder

Macam-macam sensor eksternal:

• Sensor optik
Menggunakan pancaran cahaya untuk mendeteksi kehadiran benda. Biasanya digunakan
optical transduser seperti LDR, photo diode, photo transistor.

• Sensor panas
Mendeteksi panas dan mengubahnya ke bentuk sinyal listrik, misalnya lempeng bimetal,
thermistor, NTC, PYC.

• Sensor peraba
Digunakan untuk mengetahui adanya kontak dengan benda lain. Misalnya sensor piezo
resistive, sensor matriks, sensor pneumatik.

• Sensor penglihatan
Yang dilakukan oleh sensor penglihatan yaitu pendeteksian, orientasi, pengenalan dan
pengidentifikasian obyek.

Konfigurasi Sistem Kontrol Digital

Meluasnya penerapan sistem kontrol digital dewasa ini disebabkan beberapa keunggulannya
dibandingkan dengan sistem kontrol analog. Sinyal kontrol digital mempunyai ketahanan terhadap
noise, dapat disimpan dan dapat diprogram.

Sistem kontrol ditinjau dari umpan baliknya dibedakan atas:
• Loop terbuka, dimana keluaran pada posisi end effector tidak mempengaruhi pengolahan data
berikutnya.
• Loop tertutup, dimana posisi end effector adalah suatu faktor yang juga mempengaruhi
pengolahan data dan pengambilan keputusan.
Gerakan Robot dan End effector

Dalam gerakan robot, pemrograman dari posisi end effector dapat dilakukan dengan dua cara:
• Pengendalian titik ke titik (point to point)
Dalam hal ini yang dilihat posisi awal dan akhir dari end effector tanpa mengetahui lintasan yangdilalui.
• Pengendalian jalur kontinyu (continous path control)
Lintasan dari end effector digunakan dengan jelas. Contohnya robot penyemprot cat.

Robot dengan 5 sambungan yang erat terkait

Memposisikan robot yang harus menghadapi batas akselerasi dan deselerasi. Bagian pemandu harus memiliki keakuratan dan ketangguhan, dan struktur dasar harus menampilkan perlambatan yang sempurna selama pemberhentian. Cincin Roller Lintang digunakan di bagian ayun untuk mewujudkan rigiditas dan kecepatan ini.

Robot pengelasan busur

Cincin Roller Lintang digunakan pada bagian gerak rotari sambungan di robot pengelasan busur pada lini produksi pabrik. Karena Cincin Roller Lintang sendiri cukup rigid ke arah setiap beban momen radial dan aksial, maka komponen ini dapat digunakan untuk mengembangkan sambungan kompak pada robot.

Robot skalaR

Robot skalar digunakan untuk membawa dan memposisikan komponen yang dikerjakan dalam area yang sempit. Sistem Pemandu LM merupakan elemen penting untuk menghasilkan tingkat keakuratan tinggi dalam gerakan langkah dan rotasi di sumbu Z, di mana faktor kecepatan tinggi dan keausan rendah merupakan hal penting.

Robot dua lengan

Robot dua lengan yang didesain untuk mensimulasikan gerakan lengan manusia harus dapat melakukan pengoperasian rumit secara berulang kali dengan lancar. Selain itu, robot harus rigid dan menunjukkan respons cepat. Sistem gerak linear THK dan Cincin Roller Lintang dapat mengurangi ukuran robot dan pada saat yang bersamaan meningkatkan rigiditas dan kecepatan pengoperasian.