BAB 1
PENDAHULUAN ROBOTIKA
PENGENALAN
ROBOT
1.1.
Sejarah
Pertama
kali kata “ROBOT” digunakan di New York pada Oktober 1922 pada sebuah pentas
theater yang berjudul “RVR”, dinaskahi oleh Karel Caper. Kata Robot itu
sendiri berasal dari sebuah kata robota yang berarti
kerja.
Tahun
1956, UNIMATION memulai bisnis robot dan baru pada tahun 1972 mendapatkan laba
dari usahanya tersebut. Istilah robot makin populer setelah ada film
Starwars dan Robot R2D2 yaitu sekitar tahun 70-an.
1.2.
Definisi Robot & Robotik
Banyak
terdapat tanggapan mengenai konsep robot, dimana robot diandalkan sebagai
tiruan manusia. Karena itu dicoba dibuat sebuah definisi untuk menghindari
hal-hal yang tidak diinginkan. Definisi yang paling dapat diterima adalah dari
“Robot Institute Of America”.
“Sebuah robot adalah sesuatu
yang dapat di program dan diprogram ulang, dengan memiliki manipulator mekanik
/ pengerak yang didisain untuk memindahkan barang-barang, komponen-komponen
atau alat-alat khusus dengan berbagai program yang fleksibel / mudah disesuaikan
untuk melaksanakan berbagai macam tugas”
Dari
definisi tersebut dapat dikatakan robot sebagai automasi yang dapat diprogram (
Programmable Automation).
Sedangkan
istilah Robotik Berdasarkan Webster adalah :
"Teknologi
yang behubungan dengan mendesain, membuat, dan mengoperasikan robot."
Robotik
ruang lingkupnya mencakup artificial intelegen, ilmu komputer, engineering
mekanik, Psikologi, Anatomi, and bidang ilmu lainnya.
Kata
Robotik sendiri pertama kali digunakan oleh Issac Asimov pada tahun1942.
1.4.
Komponen Dasar Sebuah Robot
1.
Manipulator
•
Mekanik
•
Penyangga gerakan ( appendage)
Base (pondasi / landasan robot)
2. Controler Adalah jantung
dari robot untuk mengontrol (MP, RAM, ROM, Sensor dll).
3.
Power Supply
Sumber tenaga yang
dibutuhkan oleh robot, dapat berupa energi listrik, energi tekanan cairan (
hidrolik ), atau energi tekanan udara ( Pneumatik ).
4.
End Effector
Untuk memenuhi kebutuhan
dari tugas robot atau si pemakai.
Tingkat
Teknologi Robot
1. Robot
teknologi rendah
2.
Robot teknologi menengah
3.
Robot teknologi tinggi
1.
Robot teknologi rendah
Robot
teknologi rendah digunakan dalam lingkungan industri untuk pekerjaaan seperti
mesin pemasang & pelepas, penangganan material, operasi pengepressan dan
operasi perakitan sederhana.
Karakteristik
Robot teknologi rendah :
Siku, memiliki 2 sampai dengan 4 pergerakan siku dan biasanya robot teknologi
rendah merupakan robot non servo.
Beban kerja, beban kerja untuk jenis robot teknologi rendah berkisar 3 sampai
dengan 13,6 kg.
Waktu siklus, adalah waktu yang perlukan sebuah robot untuk bergerak dari satu
posisi ke posisi berikutnya. Dimana waktu siklus ini tergntung atas 2 faktor
yaitu : beban kerja dan panjang lengan manipulator. Robot teknologi rendah
biasanya memiliki waktu siklus yang cukup tinggi yaitu : 5 sampai dengan 10
Sekon.
Ketelitian, adalah seberapa dekat sebuah robot dapat menggerakan manipulatornya
sesuai dengan titik yang telah diprogramkannya. Erat hubungannya dengan ketelitian
yaitu keseragaman. Keseragaman menggambarkan seberapa sering sebuah robot
melakukan program yang sama, mengulangi gerakannya pada titik yang telah
diberikan. Baik ketelitian dan keseragaman sangat penting dalam sistem operasi
berbagai robot. Untuk robot teknologi rendah ketelitiannya berkisar 0,050
sampai dengan 0,025 mm.
Aktuasi, adalah metode pergerakan siku suatu robot. Aktuasi dapat dicapai
dengan menggunakan pneumatic, hidrolik, maupun elektrik. Untuk robot yang
berteknologi rendah biasanya menggunakan motor listrik karena harganya murah
dan operasinya mudah dikendalikan.
2.Robot
teknologi menengah
Robot
teknologi menengah umumnya digunakan untuk pekerjaaan mengambil dan meletakan
dan mesin pemasang & pelepas. Robot teknologi menengah memiliki kerumitan
yang lebih tinggi.
Karakteristik
Robot teknologi menengah :
Siku, Robot teknologi menengah memiliki jumlah siku yang lebih banyak
dibandingkan dengan robot teknologi rendah dan memiliki batere kerja yang lebih
besar. Lengan robot ini juga memiliki kekuatan manuver yang lebih untuk
memanipulasi. Siku Robot teknologi menengah berjumlah 5 sampai dengan 6
pergerakan siku.
Beban kerja, beban kerja untuk jenis robot teknologi menengah berkisar 68
sampai dengan 150 kg. Dengan bertambahnya kemampuan beban kerja maka robot ini
mampu menggantikan pekerja dalam situasi dimana mengangkat bagian yang berat secara
konstan ketika diperlukan.
Waktu siklus, Robot teknologi menengah memiliki waktu siklus yaitu : dalam
pergerakan siku sepanjang 25 sampai dengan 65 dapat ditempuh dalam waktu 1,0
Sekon. Semakin tinggi kompleksitas pekerjaan dan makin berat beban kerja yang
diberikan maka makin bersar pula nilai waktu siklus yang diperoleh.
Ketelitian, dengan bertambahnya jumlah siku akan juga berpengaruh dengan
meningkatnya ketelitian. Untuk robot teknologi menengah ketelitiannya berkisar
0,2 sampai dengan 1,3 mm.
Aktuasi, Untuk robot yang berteknologi menengah digerakkan oleh 2
tipe motor yaitu: listrik atau hidrolik. Alasan menggunakan 2 tipe motor karena
beban kerja yang berat.
3.Robot
teknologi tinggi
Robot
teknologi rendah digunakan dalam lingkungan industri untuk pekerjaaan yang
kompleksitasnya tinggi.
Karakteristik
Robot teknologi tinggi :
Siku, memiliki 8 sampai dengan 10 pergerakan siku dan biasanya robot teknologi
tinggi memiliki jenis pekerjaan yang komplek dan manuver gerakan yang beragam.
Beban kerja, beban kerja untuk jenis robot teknologi tinggi berkisar 150 sampai
dengan 250 kg.
Waktu siklus, karena bertambahnya gerakan dan kompleksitas kerja yang tinggi
maka Waktu siklus untuk robot teknologi tinggi berkisar : 10 sampai dengan 25
Sekon.
Ketelitian, dengan bertambahnya jumlah siku akan juga berpengaruh dengan
meningkatnya ketelitian. Untuk robot teknologi tinggi ketelitiannya berkisar
1,5 sampai dengan 3,0 mm.
Aktuasi, Untuk robot yang berteknologi tinggi biasanya digerakkan
oleh 3 tipe aktuator motor yaitu: listrik, hidrolik dan pneumatik.
GEOMETRI
ROBOT
2.1.
Geometri Robot dan Istilah-Istilahnya
Degrees
Of Freedom (DOF) adalah setiap titik sumbu gerakan mekanik pada robot, tidak
terhitung untuk End Effector.
Degrees
Of Movement (DOM) adalah kebebasan / kemampuan untuk melakukan sebauh gerakan.
Sebagai
contoh, robot dengan 6 derajat kebebasan :
1.
Base Rotation (dudukan untuk berputar)
2.
Shoulder Flex (lengan atas / pundak)
3.
Elbow Flex (lengan bawah)
4.
Wrist Pitch (pergelangan angguk)
5.
Wrist Yaw (pergelangan sisi)
6.
Wrist Roll (pergelangan putar)
2.2.
Joint Dan Link
Joint memungkinkan terjadinya gerakan pada dua bagian tubuh robot,
sedangkan Link menghubungkan tiap-tiap joint.
2.3.
Tipe-tipe Joint
1. Linear Joint
Gerakan antara In & Out,
link adalah gerakan linear (tipe L-Joint).
2. Orthogonal Joint
Ini juga Linear Joint.
Tetapi antara In & Out, Link-nya saling tegak lurus (tipe O-Joint).
3. Rotational Joint
Merupakan penghubung dimana
perputaran terjadi tegak lurus terhadap In & Out Link (tipe R-Joint).
4. Twisting Joint
Mengakibatkan gerakan
berputar, tapi putaran pararel dengan In & Out Link (tipe T-Joint).
5. Revolving Joint
Input Link, pararel dengan
axis perputaran dari joint. Output tegak lurus dengan putaran.
2.4.
Robot Konfigurasi
Dikarenakan
robot mempunyai bermacam-macam bentuk dan ukuran, sehingga memiliki beragam
kemampuan gerakan. Secara fisik, ada beberapa konfigurasi yang dapat dibentuk.
Yaitu,
1.
Konfigurasi Koordinat Kartesian
Sistem koordinat kartesian
berbasis akan 3 sumbu atau bidang, yaitu sumbu x, y dan z.
2.
Konfigurasi Koordinat Silinder
Sistem koordinat silinder
memiliki 3 derajat kebebasan (DOF) atau 3 axis, yang terdiri dari θ (theta)
mewakili sumbu putar, sumbu z mewakili gerakan naik-turun serta sumbu R
yang mewakili gerakan memanjang atau memendek.
SISTEM
KONTROL
3.1.
Jenis Robot Control
Ada beberapa jenis
pengatur gerakan pada robot, diantaranya :
1. Limite Sequence Robot
Ciri – ciri : - Paling sederhana
- Paling murah
- umumnya menggunakan driver pneumatic
- Operasinya Pick & Place
2. Point to Point
Ciri - ciri : - Lebih
canggih dari Limite Sequence Robot
- Menyimpan titik-titik dari langkah robot
- Menggunakan driver hydraulic
- Motor elektronik
3. Countouring
Ciri – ciri : - Peningkatan Point to Point
- Speed & Countour
- Menggunakan driver
hydraulic
4.
Line Tracker
Ciri – ciri : - Untuk benda
bergerak
- Senior
dan program
- Menggunakan
driver hydraulic
5.
Intelligent Robot
Ciri – ciri : - Dapat
bereaksi dengan lingkungan
- Dapat
mengambil keputusan
- Advance I/O
- Advance sensor
3.2.
Bagian-Bagian Pada Kontrol Robot
Kontrol
pada robot dapat dikelompokan dari level rendah, menengah dan tinggi. Secara
detail adalah sebagai berikut :
•
Low Technology Controllers
Mungkin dapat diprogram
untuk praktis atau tidak praktis. Tidak ada internal memory amp.
•
Medium Technology Controllers
Mempunyai 2 sampai 4 sumbu
bergerak dan memiliki mikroprosesor serta memori (terbatas). Tetapi I/O-nya
terbatas, delay setiap gerakan serta dapat diprogram jika kerja telah lengkap.
•
High Technology Controllers
Memiliki memori yang besar
serta punya mikroprosesor dan co-mikroprosesor. Bermacam-macam I/O, re-program
dalam waktu singkat. Mempunyai sampai dengan 9 axis. Dalam kontrolernya ada 5
bagian penting, yaitu Power Supply, Interface, Axis Drive Board, Option Boards
dan Mikroprosesor.
3.3.
Sensor
Sensor
pada robot industri ada dua kategori, yaitu :
•
Internal Sensor
Digunakan untuk mengontrol
posisi, kecermatan dan lain-lain. Contohnya adalah potensiometer, optical
encoder.
•
External Sensor
Digunakan untuk mengontrol
dan mengkoordinasi robot dengan environment. Contohnya adalah switch sentuh,
infra merah.
Menurut jenis dan fungsinya dapat dilihat beberapa tipe sensor di
bawah ini :
•
Kontak Sensor
Dapat digunakan untuk
mendeteksi kontak atau gaya. Ada dua jenis yaitu Touch Sensor dan Stress /
Force Sensor.
•
Proximity Sensor
Jika jarak antara obyek dan
sensor dekat. Misalnya untk mengetahui jarak dari objek.
•
Optical Sensor
Untuk mengetahui ada atau
tidaknya suatu barang.
•
Vision Sensor
Untuk mendefinisikan benda,
alignment dan inspection.
•
Voice Sensor
Untuk mengenali jenis benda
dan melakukan perintah lewat suara.
Dan masih
banyak jenis-jenis sensor lainnya. Biasanya sensor digunakan untuk pengukuran
kondisi fisis, seperti temperature, tekanan, aliran listrik dan lain-lain.
0 komentar:
Posting Komentar