ETN 703
JENIS-JENIS ROBOT
JENIS-JENIS ROBOT
OBJEKTIF
OBJEKTIF AM :
Memahami istilah dalam robot perindustrian perindustrian dan kategori robot pungut pungut -letak, robot gelung terbuka dan gelung tertutup.
OBJEKTIF KHUSUS :
Di akhir unit ini, anda sepatutnya akan dapat :
Mendefinisikan robot perindustrian.
Menerangkan terminologi yang digunakan dalam penggunaan robot industri.
Menerangkan ciri-ciri robot pengelolaan komponen, robot pengelolaan perkakasan dan sistem kawalam robot iaitu sistem kawalan gelung terbuka dan sistem kawalan gelung tertutup.
Melakar dan menerangkan rajah robot pungut letak, sistem gelung terbuka dan sistem gelung tertutup.
1
ETN 703
JENIS-JENIS ROBOT
1.0 PENGENALAN
Di dalam unit ini anda akan mempelajari tentang istilah, ciri-ciri robot pengelolaan komponen dan pengelolaan perkakasan serta sistem kawalan robot. Robot perindustrian adalah robot yang digunakan secara meluas di dalam sesuatu sistem pengautomatan yang menghasilkan pelbagai jenis produk. a merupakan satu generasi pekerja kolar besi yang boleh bekerja tiga giliran dalam sehari tanpa memerlukan rehat. Robot perindustrian juga merupakan satu alat yang amat diperlukan dan dapat memangkinkan perkembangan teknologi masa kini dan masa akan datang. 1.1
DEFINISI ROBOT YANG DIBERIKAN OLEH PERSATUAN ROBOT BRITISH
Robot perindustrian adalah sebuah peranti atau alat pelbagai fungsi yang boleh diprogramkan berulang-ulangkali. a direkabentuk untuk menggerakkan serta mengolah bahagian-bahagian, alat-alat atau alat khusus dalam kerja-kerja pembuatan melalui pergerakan yang boleh diubah-ubah untuk melakukan tugas-tugas di dalam proses pembuatan. 1.2
TERMINOLOGI ASAS YANG DIGUNAKAN DI DALAM SATU SISTEM PENGAUTOMATAN ISTILAH
PENERANGAN
1. !etepatan
Darjah kemampuan yang boleh dibuat oleh lengan robot untuk digerakkan ke satu titik tertentu dalam sel kerja apabila kita memasukkan koordinat-koordinat daripada stesen pemprograman di luar talian (off-line programming).
". #engelolaan
#ergerakan yang dilakukan oleh tangan robot untuk membawa objek melalui satu ruang $jarak% dari satu tempat ke tempat yang lain.
&. 'erakan antaramuka
#enggunaan komponen-komponen perkakasan untuk menyambung dua alat atau sebahagian dari storan atau pendaftar supaya boleh digunakan oleh dua atau lebih aturcara $program%.
"
ETN 703
JENIS-JENIS ROBOT
(. )iputan kerja
sipadu*luas kawasan di mana lengan robot boleh melakukan tugasnya*kerjanya.
+. Darjah kebebasan
ilangan pergerakan hakiki dan tahap kompleksnya tugas yang boleh dilakukan oleh sebuah robot ditentukan oleh darjah kebebasan yang ada pada sesuatu robot. #ada amnya robot mempunyai tiga darjah kebebasan utama iaitu paksi ,y dan . Robot-robot yang lebih canggih mempunyai paksi gerakan yang lebih banyak.
/. #eralihan
#ergerakan robot melalui satu garislurus yang melibatkan pengawalan lebih dari satu paksi.
0. #ersendian
endi atau paksi yang terdapat pada pengolah $lengan robot%. 2erdiri dari dua jenis ais iaitu ‘major axis’ yang terdiri dari 3base’, ‘shouler’ dan 3elbo!’ serta 3minor axis’ yang terdiri dari ‘ !ris" pi"#h’, ‘!ris" roll’ dan ‘!ris" $a!’ .
4. #enghalaan
#ergerakan ‘en effe#"or’ robot ataupun ‘minor axis’ untuk pergi ke tempat yang di arahkan.
5. 2atarajah
Rekabentuk robot mengikut pandangan geometrinya contohnya kartesian, selinder, polar dan lengan bersambung $jointed arm%.
16. !eboleh ulangan
Darjah kemampuan lengan robot untuk mengesan sasaran yang telah disetkan dengan tepat dan kemudian kembali semula ke titik asalnya dalam sel kerja itu. Robot yang mempunyai kebolehulangan yang tinggi akan mampu mengulangi semula tugas itu dengan tepat berulang-ulang kali tanpa ralat.
11. 2itik tengah matalat
a adalah titik tindakan untuk matalat yang dipasang pada pelit matalat robot. 2itik tengah matalat ialah titik rujukan pada matalat yang dikawal oleh robot.
1". !oordinatkoordinat sel kerja
2itik-titik yang diprogramkan dalam sel kerja dikenalpasti kedudukannya dengan menggunakan nilai-nilai koordinatkoordinat , y dan bagi titik tengah matalat serta sudutsudut penyambungan paksi pada pergelangan lengan robot iaitu ‘pi"#h’,’roll’ dan ‘$a!’ .
&
ETN 703
JENIS-JENIS ROBOT
1&. !elajuan
!adar pergerakan titik-tengah matalat yang dilakukan oleh robot di bawah kawalan program. a adalah ukuran kelajuan alat tersebut.
1(. eban maksimum
eban maksima yang boleh digerakkan*dipindahkan oleh robot semasa di bawah kawalan program. a meliputi berat pencengkam dan produk*komponen yang diangkat. emasa menggangkat beban ini lengan robot masih lagi dapat mengekalkan spesifikasi kebolehulangan dan keboleharapannya.
1+. #engolah
ahagian mekanikal sistem robot yang boleh digerakkan ke pelbagai arah, hasil dari gabungan pergerakaan paksi-paksi. a terdiri dari komponen-komponen seperi lengan manusia iaitu lengan atas dan lengan bawah yang disambung dengan ‘base’, ‘shouler’, ‘elbo!’ dan ‘!ris"’ . a dapat membawa alat pengesan hujung (en effe#"or) ke destinasi-destinasi yang diperlukan. elain dari komponen-komponen di atas, ia juga terdiri dari bahagian-bahagian seperti alas, pemacu penggerak, peranti suapbalik dan struktur penyokong untuk memegang serta menggabungkan semula alat-alat tersebut.
1/. #enggerak
Mekanisma yang digunakan untuk memacu pengolah bagi membolehkannya bergerak ke titik yang telah ditentukan. a terdiri daripada komponen-komponen seperti selinder pneumatik atau hidraulik, motor-motor berputar pneumatik atau hidraulik dan motor-motor elektrik. !edudukan robot juga ditentukan dengan gabungan komponen-komponen ini. Robot-robot yang mempunyai sistem penggerak yang mudah digerakkan secara mekanikal dengan menggunakan sesondol (#am).
10. #engesan hujung $ endeffector%
#erkakasan yang dipasang pada plet hujung lengan pengolah yang berfungsi mengikut tugas yang akan dilakukan. a terdiri dari dua bentuk utama iaitu pencengkam ataupun perkakasan ( "ools).
(
ETN 703
JENIS-JENIS ROBOT
1.3
JENIS ROBOT
1.&.1 Robot #ungut )etak $Robot #engelolaan !omponen%
%umber & 'unamen"al of nus"rial obo"s an obo"i#s.
Rajah 1.1 : Robot #ungut )etak (*i#+ an *la#e obo")
Merujuk kepada rajah 1.1 Robot pungut-letak adalah merupakan robot jenis pengelolaan komponen. a digunakan dengan meluas di dalam industri pembuatan di mana ia memainkan peranan yang amat penting dalam kerja-kerja mengangkat dan meletakkan komponen atau produk dalam kerja-kerja sepeti pemasangan, pemunggahan dan penyusunan (palle"ising). Merujuk kepada rajah di atas, dapat di lihat bahawa pengesan hujung (en effe#"or) bagi robot jenis ini adalah merupakan dari jenis pencengkam. #encengkam yang digunakan perlulah disesuaikan dengan tugas yang akan di jalankan. 2eknik kawalan bagi robot jenis ini adalah bergantung kepada tahap kesukaran kerja yang boleh dilakukan. a mungkin menggunakan teknik kawalan 'elung 2ertutup ataupun kawalan 'elung 2erbuka.
+
ETN 703
JENIS-JENIS ROBOT
1.&."
Robot #engelolaan #erkakasan
%umber & 'unamen"al of nus"rial obo"s an obo"i#s.
Rajah 1."$a% : Robot #engelolaan #ekakasan $ semburan cat %
%umber & 'unamen"al of nus"rial obo"s an obo"i#s.
Rajah 1."$b% : Robot #engelolaan #ekakasan $ kimpalan % Robot pengelolaan perkakasan adalah dari jenis robot yang menjalankan kerja-kerja pembuatan seperti kerja-kerja kimpalan, kerja penyemburan cat*penyalut dan kerja penggerudian. Merujuk kepada rajah 1."$a% dan rajah 1."$b% di atas, anda boleh lihat bahawa pengesan hujungnya (en effe#"or) terdiri dari perkakasan pembuatan seperti alat-alat kimpalan, alat penyembur, gerudi, dan sebagainya. istem kawalan robot ini juga bergantung kepada tahap kesukaran kerja yang dilakukan. 7leh kerana ia selalunya melakukan kerja yang agak kompleks, sistem kawalan gelung tertutup lebih sesuai digunakan untuk robot jenis ini.
/
ETN 703
JENIS-JENIS ROBOT 1.3
SISTEM KAWALAN ROBOT
1.&.1
istem !awalan 'elung 2erbuka
Robot yang menggunakan sistem kawalan gelung terbuka juga dikenali sebagai Robot Non-%ero. Robot jenis ini tidak mempunyai penderia kedudukan dan penderia kadar perubahan yang dipasang pada paksi-paksi lengannya. !edudukan lengan robot hanya boleh ditentukan oleh alat-alat pemberhenti seperti suis had (limi" s!i"#h) yang dipasang pada penghujung laluannya. 8ontohnya, sekiranya ia melakukan kerja kimpalan, pada kedudukan hujung kimpalan yang dibuat, perlulah dipasang dengan suis yang akan memberhentikan pergerakan lengan robot $pengolah%. !elajuan bagi pengolah pula ditentukan oleh jenis penggerak yang digunakan. iasanya kelajuan penggerak adalah pada tahap maksima. esetengah sistem pula menggunakan penderia had untuk menentukan bahawa sesuatu paksi pengolah telah mencapai kedudukan akhirnya. 9kibat dari pergerakan pengolah bergantung kepada kelajuan penggerak, robot jenis ini selalunya diberhentikan secara tiba-tiba menyebabkan berlaku perlanggaran kecil antara penggerak dengan suis had. ni menyebabkan ia juga dikenali sebagai robot bang-bang. 9ntara kebaikan robot jenis ini adalah ia lebih mudah dan murah disenggarakan. ni disebabkan ia tidak memerlukan penderia-penderia yang mahal. amun begitu, kelemahan robot jenis ini ialah kebolehannya terhad dari segi kedudukan dan aturcara. Maksudnya ialah, kedudukan kerja pengolah tidak dapat diubahsuai kecuali dengan mengubah kedudukan suis penghad. a juga mempunyai kebolehulangan yang rendah iaitu ; 6.61 inci. 9turcaranya adalah terhad dan ia tidak dapat menjalankan tugas-tugas yang agak rumit. elain dari itu, ia juga memerlukan masa yang lama untuk menyudahkan setiap tugas. 9pabila masa kendalian yang sebenar lebih cepat dari masa yang dijangkakan, sistem akan mengalami keadaan melahu.
0
ETN 703
JENIS-JENIS ROBOT
#engawal Robot #enggerak hidraulik* elektrik
syarat kepada pemacu penggerak
$% $% udut sendi yang dikehendaki
$%
θ
Data bagi kedudukan seterusnya -sudut ingatan sambungan
#enderia dalaman
Rajah 1.& : istem !awalan 'elung 2erbuka Rajah 1.& di atas adalah merupakan rajah sistem 'elung 2erbuka. 9pabila pengesan hujung tiba di sesuatu titik tertentu, unit kawalan robot akan membaca data bagi titik yang seterusnya. ni berlaku pada kedudukan (I).
1.(." istem !awalan 'elung 2ertutup istem kawalan gelung tertutup juga dikenali sebagai Robot er>o atau sistem berkadaran terus. a merupakan robot yang pergerakannya dikawal dengan kaedah gelung tertutup iaitu, kedudukan dan kelajuan titik tengah matalatnya boleh diawasi secara berterusan dengan menggunakan penderia kedudukan dan penderia kelajuan ("a#home"er). !ebaikannya system ini adalah ia dapat memastikan bahawa langkah-langkah terdahulu telah diselesaikan sebelum robot itu memulakan langkah yang seterusnya yang terdapat di dalam turutan operasi. !aedah gelung tertutup juga lebih cepat berbanding dengan kaedah gelung terbuka kerana ia dapat mengetahui kedudukan terakhir titik tengah matalat. Dengan itu ia dapat meneruskan operasi yang seterusnya tanpa menunggu isyarat dari penderia luaran. Robot jenis ini adalah lebih fleksibel dalam tugasnya dan memberi ketepatan yang tinggi. 9ntara kelemahannya pula ialah, ia memerlukan kos yang tinggi kerana menggunakan penderia-penderia dan alatan sokongan yang lebih canggih. 4
ETN 703
JENIS-JENIS ROBOT
#engawal robot
#enggerak hidraulik* elektrik
$% $@%
#embanding kelajuan
$@%
$@% #embanding kedudukan
$%
#enderia dalaman
Data bagi kedudukan seterusnya -kelajuan dan kedudukan sendi
$%
Rajah 1.(." : Rajah istem !awalan 'elung 2ertutup Rajah 1.( di atas adalah menunjukkan sistem gelung tetutup. Maklumat mengenai kedudukan dan kelajuan lengan diawasi secara berterusan oleh unit kawalan robot. Data bagi kedudukan?kedudukan yang perlu dilalui oleh robot telah dimasukkan ke dalam unit kawalan $robo" #on"roller % semasa pengaturcaraan dibuat. anya tersimpan di dalam ingatan $memor$% untuk data bagi kedudukan (I). 9pabila sampai di satu-satu kedudukan, penderia dalaman yang terdiri dari penderia kedudukan dan penderia kelajuan yang berada pada sendi pengolah (I) akan menghantar data mengenai kedudukan tersebut kepada unit kawalan. Di dalam unit kawalan, pembanding kelajuan $elo#i"$ #ompera"or) (III) dan pembanding kedudukan $ posi"ion #ompara"or % (I!) akan membandingkan data bagi kedudukan tersebut dengan kedudukan yang seterusnya. Maklumat ini akan diproses oleh pembanding kelajuan $elo#i"$ #ompera"or) dan pembanding kedudukan $ posi"ion #ompera"or) dan seterusnya disalurkan kepada unit kawalan bagi penggerak $a#"ua"or rier) (!). ‘#"ua"or rier’ seterunya menghantar isyarat kepada penggerak (a#"ua"or % (!I) yang terdapat di setiap sendi atau sambungan pada pengolah (manipula"or %. #engolah seterusnya akan bergerak ke sasaran dengan tepat dan dengan kelajuan yang ditetapkan oleh aturcara. 9rah pergerakan pengolah boleh dikawal setiap masa dan boleh diubah haluan mengikut sasaran. !elajuan penolah pula boleh dipercepatkan atau diperlahankan mengikut keperluan operasi. ekalan kuasa kepada penggerak juga boleh dilaraskan secara berterusan supaya pergerakan yang dialami oleh pengolah sesuai dari segi haluan dan kelajuan yang dikehendaki.
5
ETN 703
JENIS-JENIS ROBOT
16