BAB 15 Sistem RobotikaTujuan Pembelajaran Untuk mengetahui definisi dari Robot serta bagaimanamenggunakkannya Membedakan Robot mobile dengan Robot statik Memahami definisi, konfigurasi, dan komponen dari lengan robot Memahami transformasi dari lengan robot Memahami pentingnya resolusi, pengulangan, dan pengulangandari lengan robot Mengerti aspek aspek perencanaan lengan robot 15.1 Tipe Robot Robot ialah sebuah mesin yang mempunyai tugas sepertilayaknya manusia, secara dasar robot dibedakan menjadi 2 yaitu robotmobile dan robot static. Pada robot mobile, robot dapat bergerak danberpindah tempat sesuai area kerjanya seperti robot pembersihrumput, tetapi pada robot static, robot tidak bisa berpindah tempat,hanya bergerak pada suatu tempat saja seperti robot lengan.Automated Guided Vahicle (AGV) merupakan robot beroda yangmembawa muatan dalam suatu pabrik, robot robot ini merupakansuatu system pengalihan material dari tempat satu ketempat lainnya.Navigasi AGV menggunakkan satu dari beberapa cara seperti kabelyang tertanam pada lantai, cahaya, dan garis berwarna pada lantai.Serta terdapat juga sensor dan suatu actuator yang digunakkan untukmembersihkan jalur agar robot dapat sampai pada tujuan sepertikamera. 15.2 Istilah Istilah pada Robot lengan Link : Struktur padat pada lengan Joint : penggabungan bergerak pada link Degrees of freedom : Sudut pergerakan Orientates axes : pergerakan lengan (gambar 15.1) Position axes : alat yang tergantung pada orientasi yang biasdigerakkan beberapa posisi Tool Center point (TCP) : TCP terletak pada robot atau pada alat(gambar 15.2) Work envelope/Workspace : pembatas pergerakan robot Speed : kecepatan
ke
Payload : muatan (beban) Setling time : waktu mantap Coordinates : coordinate posisi lengan 15.3Konfigurasi robot lengan Kartesian (gambar 15.4)
O b j e k y a n g b e r b e n t u k s i l i n d e r ( g a m b a r 1 5 . 5 ) m e m p u n y a i pergerak an memutari sekitar daerah kaki,joint yang berbentukprisma untuk ketinggian dan joint berbentuk prisma untuk jari jari Objek yang berbentuk bola (gambar 15.6) mempunyai dua joint perputaran dan satu joit berbentuk prisma, joint memperbolehkan robot menuju poin poin arah
Articulated/ jointed spherical/ revolute (tipe 3 R) (gambar15.7)mempunyai 3 joint perputaran, robot ini menyerupai lengan,bahu, pinggang, dan siku manusia SCARA (Selective Compliance Arm Robot Assembly) (gambar15.8) menyesuaikan koordinat secara silinder, tetapi jari jari dan perputaran diperoleh dari dua link planar dengan joint perputaran.
15.4Aplikasi Robot • Poin ke poin • Manipulasi • Pengikut jalur • Pengoperasi • Robot komunikasi • Servis • Biomedical 15.5 Dasar Sistem Robot • Struktur : Struktur mekanikal (link, kaki, dsb) sangat berhubungan dengan masa untuk mendapatkan struktur dengan akurasi yang tinggi untuk beban yang berbeda • Actuator : Motor Stepar yang mengendalikan joints pada robot
•
Control Computer : untuk menguhungkan dengan pengguna , serta mengontrol joint pada robot. • Sensor : Sensor mempunyai 2 tipe yaitu proximity yang digunakkan untuk mengetahui keberadaan objek dan sensor gaya untuk mengetahui banyaknya gaya pada objek. • EOAT (End Of Arm Tooling): disediakan oleh pengguna, dan didesain untuk beberapa kebutuhan. 15.5.1Mekanik Robot Lengan • Desain hubungan komponen robot: Sambungan mekanik terkoneksi pada joint yang terbuat untuk berputar menggunakan aktuator. Pengetahuan tentang hubungan kinematik sangat dibutuhkan untuk mendesain sebuah robot lengan • Pertimbangan payload(beban) : pertimbangan tentangstatic dan dinamik dapat menyebabkan pemosisian yangsalah, pertimbangan static merupakan efek gravitasi, roda gigi dan pulley, joint, dan efek suhu. Pertimbangan yang paling penting ialah pada efek percepatan
15.5.1.2 Pertimbangan statis Efek gravitasi menyebabkan defleksi ke bawah dari system lengan dan dukungan. Efek gravitasi terdiri dari P payload, dan robotmassa link, w. Oleh karena itu beban total pada lengan robot diberikan sebagai Wtotal = P + w (15.1) Efek gravitasi karena payload Defleksi ujung balok yang disebabkan oleh beban titik, P, yang diberikan sebagai (15.2) dimana E adalah modulus Young, dan momen inersia, l = BH3 / 12.
Efek gravity karena massa robot link Defleksi ujung balok yang disebabkan oleh w, beban merata, adalah diberikan sebagai (15,3) dimana E adalah modulus Young, dan momen inersia, I = BH3/ 12.Lendutan lengan robot karena payload dan massa link robot diberikan sebagai(15.4) CONTOH 15.1 Sebuah lengan robot yang terbuat dari baja memiliki panjang1,524 m, luas 0,102 m, dan tinggi 0,1524 m. Payload adalah 444,82kg. Kepadatan baja, ρ, adalah 7,87 kg m-3 dan modulus youngnya, E,adalah 206,85 GPa. Tentukan defleksi pada lengan robot karena muatan dan robot link massa. Solusi Momen inersia pada lengan robot adalah (15.5) Massa link robot adalah
(15.6)
Oleh karena itu, untuk parameter yang diberikan, defleksi total adalah
(15.7)
Gigi drive dan penggunaan sabuk drive Gigi drive dan ikat pinggang sering kali memiliki jumlah terlihat darislack (reaksi) yang menyebabkan kesalahan posisi. Penggunaan bersama Penggunaan bersama (penyelesaian) terjadi karena fleksibilitas sendi ketika anggota rotary panjang digunakan dalam sistem drive dan twist bawah beban. Ketika pemodelan penggunaan bersama (Fleksibilitas) pada lengan robot, kita mempertimbangkan twist sudut dari sendi, drive putar, dan poros, di bawah beban. Kekakuan puntir, k, didefinisikan sebagai torsi per radian twist, diberikan sebagai (15.8) Dimana adalah momen inersia polar, Akibatnya, twist, θ diperoleh sebagai (15.9) Efek suhu Perubahan suhu menyebabkan perubahan dimensi dalam manipulator. 15.5.1.3 Pertimbangan dinamis Pertimbangan utama di sini adalah efek percepatan. Gaya inersia dapat menyebabkan defleksi dalam anggota-anggota struktural. Ini biasanya hanya masalah saat robot bergerak sangat cepat, atau ketika jalan terus mengikuti sangat penting. Namun, selama desain robot faktor-faktor ini harus diperiksa hati-hati. 15.5.2 Akhir perkakas lengan (EOAT) Industri robot terbaik adalah hanya baik sebagai akhir perkakas lengan (EOAT). Akhir perkakas lengan biasanya dibeli secara terpisah,atau kebiasaan yang dibangun, dan sangat mahal. 15.5.2.1 Klasifikasi akhir perkakas lengan
EOAT dapat digolongkan ke dalam Grippers dan alat. Grippers baik beberapa/ tunggal atau internal / eksternal. Alat dibagi lagi menjadi compliant, kontak atau non-kontak. Setidaknya ada tujuh metode yang digunakan untuk mencengkeram objek: • pegang itu • hook itu • sendok itu • mengembang sekitarnya • menariknya magnetis • menarik itu dengan vakum • menaatinya 15.5.2.2 Menghitung beban gripper dan kekuatanmencengkeram Produsen biasanya mengidentifikasi muatan maksimum yang bisa ditangani oleh manipulator. Jika manipulator dapat menangani 28kg ( termasuk pergelangan tangan 5kg dan 3kg pencengkeram ), maka pencengkeram hanya dapat menangani objek 20kg. Faktor lain yang terlibat dalam perhitungan muatan meliputi: •Torsi: Torsi ada ketika bagian sebuah dijemput di tempat lain selain yang pusat gravitasi. • Pusat gravitasi: Pusat gravitasi adalah titik di mana massa tampaknya terkonsentrasi atau titik di mana bagian yangseimbang • Koefisien gesekan: Koefisien gesekan bagaimana langkah-langkah yang efisien gripper memegang bagian. • Percepatan atau perlambatan: Percepatan atau perlambatanadalah tingkat perubahan kecepatan bagian. • Faktor keamanan: Faktor keamanan adalah faktor desain untuk melawan error tidak bertanggung jawab atau faktor tak terduga. Sebuah faktor keamanan khas adalah 2.
