bab 1 pengenalan - · pdf filejt609 / bab 1 / 2 pengenalan input 1: termonologi dalam sistem...
Post on 06-Feb-2018
313 Views
Preview:
TRANSCRIPT
JT609 / BAB 1 / 1
PENGENALAN
BAB 1 PENGENALAN
OBJEKTIF
OBJEKTIF AM :
Di akhir bab ini pelajar akan dapat:
1. Mengatahuii istilah dan terminologi dalam sistem robot
2. Memahami bahawa sebuah robot adalah merupakan salah satu unsur dalam satu sistem
automasi.
3. Mengetahui tentang kategori robot pungut-letak, dan robot perkakasan dan juga sistem
kawalan dalam sistem robot iaitu: robot gelung terbuka dan gelung tertutup.
4. Mengenalpasti dan memahami bagaimana bentuk tatarajah robot dan membezakan setiap
jenis tatarajah robot tersebut.
5. Mengenalpasti kebaikan aplikasi sistem automasi dan robotik dalam pertanian.
JT609 / BAB 1 / 2
PENGENALAN
INPUT 1: TERMONOLOGI DALAM
SISTEM AUTOMASI DAN ROBOTIK
1. PENGENALAN
Robot perindustrian adalah robot yang digunakan secara meluas di dalam sesuatu sistem
pengautomatan yang menghasilkan pelbagai jenis produk. Di dalam bahagian ini anda akan
mempelajari tentang istilah
Ia 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.
2. DEFINISI ROBOT YANG DIBERIKAN OLEH PERSATUAN ROBOT
BRITISH
Robot perindustrian adalah sebuah peranti atau alat pelbagai fungsi yang boleh diprogramkan
berulang-ulangkali. Ia 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.
3. TERMINOLOGI ASAS YANG DIGUNAKAN DI DALAM SATU SISTEM AUTOMASI
ISTILAH PENERANGAN
1. Ketepatan
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).
2.Pengelolaan
(manipulator)
Pergerakan yang dilakukan oleh tangan robot untuk
membawa objek melalui satu ruang (jarak) dari satu tempat
ke tempat yang lain.
3. Gerakan
Antaramuka
(interface)
Penggunaan komponen-komponen perkakasan untuk
menyambung dua alat atau sebahagian dari storan atau
pendaftar supaya boleh digunakan oleh dua atau lebih
aturcara (program).
JT609 / BAB 1 / 3
PENGENALAN
ISTILAH PENERANGAN
4. Liputan kerja
Isipadu/luas kawasan di mana lengan robot boleh melakukan
tugasnya/kerjanya.
5. Darjah -
kebebasan
Bilangan pergerakan hakiki dan tahap kompleksnya tugas
yang boleh dilakukan oleh sebuah robot ditentukan oleh
darjah kebebasan yang ada pada sesuatu robot. Pada amnya
robot mempunyai tiga darjah kebebasan utama iaitu paksi x,y
dan z. Robot-robot yang lebih canggih mempunyai paksi
gerakan yang lebih banyak.
6. Peralihan
Pergerakan robot melalui satu garislurus yang melibatkan
pengawalan lebih dari satu paksi.
7. Persendian
Sendi atau paksi yang terdapat pada pengolah (lengan robot).
Terdiri dari dua jenis axis iaitu ‘major axis’ yang terdiri dari
‘base’, ‘shoulder’ dan ‘elbow’ serta ‘minor axis’ yang terdiri
dari ‘ wrist pitch’, ‘wrist roll’ dan ‘wrist yaw’.
8. Penghalaan
Pergerakan ‘end effector’ robot ataupun ‘minor axis’ untuk
pergi ke tempat yang di arahkan.
9. Tatarajah
Rekabentuk robot mengikut pandangan geometrinya
contohnya kartesian, selinder, polar dan lengan bersambung
(jointed arm).
10. Keboleh-
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. Titik tengah
matalat
Ia adalah titik tindakan untuk matalat yang dipasang pada
pelit matalat robot. Titik tengah matalat ialah titik rujukan
pada matalat yang dikawal oleh robot.
JT609 / BAB 1 / 4
PENGENALAN
ISTILAH PENERANGAN
12. Koordinat-
koordinat sel
kerja
Titik-titik yang diprogramkan dalam sel kerja dikenalpasti
kedudukannya dengan menggunakan nilai-nilai koordinat-
koordinat x, y dan z bagi titik tengah matalat serta sudut-
sudut penyambungan paksi pada pergelangan lengan robot
iaitu ‘pitch’,’roll’ dan ‘yaw’.
13. Kelajuan Kadar pergerakan titik-tengah matalat yang dilakukan oleh
robot di bawah kawalan program. Ia adalah ukuran kelajuan
alat tersebut.
14. Beban
maksimum
Beban maksima yang boleh digerakkan/dipindahkan oleh
robot semasa di bawah kawalan program. Ia meliputi berat
pencengkam dan produk/komponen yang diangkat. Semasa
menggangkat beban ini lengan robot masih lagi dapat
mengekalkan spesifikasi kebolehulangan dan
keboleharapannya.
15. Pengolah
(manipulator)
Bahagian mekanikal sistem robot yang boleh digerakkan ke
pelbagai arah, hasil dari gabungan pergerakaan paksi-paksi.
Ia terdiri dari komponen-komponen seperi lengan manusia
iaitu lengan atas dan lengan bawah yang disambung dengan
‘base’, ‘shoulder’, ‘elbow’ dan ‘wrist’. Ia dapat membawa
alat pengesan hujung (end effector) ke destinasi-destinasi
yang diperlukan. Selain 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.
16. Penggerak
(actuators)
Mekanisma yang digunakan untuk memacu pengolah bagi
membolehkannya bergerak ke titik yang telah ditentukan. Ia
terdiri daripada komponen-komponen seperti selinder
pneumatik atau hidraulik, motor-motor berputar pneumatik
atau hidraulik dan motor-motor elektrik. Kedudukan robot
juga ditentukan dengan gabungan komponen-komponen ini.
Robot-robot yang mempunyai sistem penggerak yang mudah
digerakkan secara mekanikal dengan menggunakan sesondol
(cam).
17. Pengesan
hujung
(end- effector)
Perkakasan yang dipasang pada plet hujung lengan pengolah
yang berfungsi mengikut tugas yang akan dilakukan. Ia
terdiri dari dua bentuk utama iaitu pencengkam ataupun
perkakasan( tools).
JT609 / BAB 1 / 5
PENGENALAN
AKTIVITI 1
Untuk menguji kefahaman anda, sila jawab soalan aktiviti di bawah.
Soalan 1.1
Takrifkan perkara-perkara berikut :-
a) Ketepatan
b) Liputan kerja
c) Kebolehulangan
d) Beban maksimum
e) Darjah kebebasan
Pelajar-pelajar diarahkan ke makmal untuk membuat pemerhatian.
Soalan 1.2
Sistem robot yang mengandungi elemen-elemen seperti :-
a) Pengolah dan pengesan hujung
b) Unit Kawalan robot
c) Punca kuasa
d) Penderia
Lakarkan sambungan bagi setiap elemen ini berdasarkan kepada pemerhatian anda pada sistem robot
di makmal robotik.
JT609 / BAB 1 / 6
PENGENALAN
INPUT 2: KOMPONEN ASAS DALAM
SISTEM AUTOMASI
1. PENGENALAN
Di dalam sistem pembuatan, terdapat pelbagai jenis peralatan yang semuanya berfungsi untuk
menghasilkan satu produk yang tertentu. Peralatan-peralatan ini akan berintegrasi antara satu sama
lain dan membentuk satu sistem yang mengandungi pelbagai jenis proses pembuatan, operasi dan
pengurusan ke atas kedua-duanya. Sistem ini memerlukan satu bentuk kawalan secara menyeluruh
terhadap semua kemudahan pengeluaran yang terlibat. Hasil daripada itu, pengeluaran, kualiti
produk dan keboleharapan keluaran tersebut dapat dipertingkatkan manakala kos pula dapat
dikurangkan. Unit ini akan membincangkan lebih mendalam bagaimana peranan satu robot di dalam
sebuah sistem pembuatan.
Pernahkah anda lihat di media elektronik (TV, internet,
CD, dll) yang menunjukkan bagaimana robot berinteraksi
dengan peralatan lain untuk melakukan kerja? Mungkin
anda pernah melihat di kaca TV bagaimana kereta
nasional kita dihasilkan.
JT609 / BAB 1 / 7
PENGENALAN
2. PERANAN ROBOT DALAM SATU SISTEM AUTOMASI YANG LUAS
Apakah peranan robot di dalam satu sistem yang luas ? Robot akan berperanan mengikut fungsi
yang dikehendaki oleh sistem tersebut. Maksudnya di sini, sekiranya robot diperlukan untuk
berfungsi sebagai robot pengelolaan komponen, maka program, alat pengesan hujung dan
pencengkam diperlukan untuk digunakan akan disesuaikan dengan kerja pengelolaan
komponen. Pencengkam yang sesuai dengan tugasnya dipasang untuk pemindahan bahan
mentah atau bendakerja.
Manakala jika sistem memerlukan robot berfungsi sebagai robot pengelolaan
perkakasan,maka semua program dan pengesan hujungnya adalah yang sesuai dengan tugas
yang akan dijalankan. Jika salah satu dari kerja yang perlu dilakukan oleh robot adalah kerja
kimpalan, maka pengesan hujungnya adalah perkakasan kimpalan dan jika ia akan melakukan
kerja penyemburan cat atau penyalut, pengesan hujungnya adalah alat penyembur cat atau
penyalut. Program yang digunakan juga akan disesuaikan dengan kerja yang akan dilakukan
oleh robot.
Samada robot berfungsi sebagai robot pengelolaan komponen ataupun robot pengelolaan
perkakasan, untuk menghasilkan sesuatu produk, sesuatu sistem pengeluaran perlu dilengkapi
dengan perkakasan lain seperti mesin CNC, konveyor, system kawalan, system ASRS ( sejenis
rak yang dapat bergerak secara otomatik untuk membekalkan bahan mentah kepada
konveyor yang terdapat dalam sesuatu sistem pengeluaran ) . Setiap perkakasan ini akan
diantaramukakan antara satu sama lain menyebabkan ia mampu berhubung dan menentukan
pergerakan-pergerakan yang perlu dilakukan berdasarkan kepada program yang telah dibuat
oleh pengaturcara.
3. JENIS-JENIS SISTEM PEMBUATAN YANG MEMERLUKAN ROBOT SEBAGAI
SALAH SATU UNSURNYA.
Terdapat pelbagai jenis sistem pembuatan yang menggunakan pelbagai jenis peralatan di dalam
industri pembuatan masa kini. Antaranya ialah Sistem Pembuatan Terbantu Komputer
‘Computer-Aided Manufacturing’, ‘Cellular Manufacturing’, ‘Flexible Manufacturing
Systems’, ‘Computer Intergrated Manufacturing’ dan banyak lagi. Tetapi, tidak semua sistem-
sistem ini memerlukan robot sebagai salah satu unsur di dalam sistemnya.
Dua jenis sistem yang akan dibincangkan di bawah ini adalah merupakan sistem sistem yang
memerlukan robot untuk beroperasi. Ianya adalah ‘Cellular Manufacturing System’ dan
‘Computer-Integrated Manufacturing’.
JT609 / BAB 1 / 8
PENGENALAN
a. ‘Cellular Manufacturing System’ (CMS)
‘Cellular Manufacturing System’ mengandungi satu atau lebih sel pembuatan (sel kerja).
Sel pembuatan adalah satu unit kecil yang mengandungi satu atau lebih stesen kerja di
dalam satu sistem pembuatan. Stesen kerja ini selalunya mengandungi satu atau lebih
mesin yang melakukan operasi yang berbeza ke atas benda kerja yang dihasilkan.
Contohnya, satu mesin ialah untuk kerja melarik dan yang satu lagi melakukan kerja
membentuk benda kerja tersebut.
Sistem ini kebolehan untuk mengawal beberapa keadaan seperti berikut:
Memuat dan memunggah bahan mentah ataupun benda kerja di dalam stesen
kerja – selalunya dilakukan oleh robot.
Menukar matalat di dalam stesen kerja- dilakukan oleh robot.
Menukar bendakerja atau perkakasan antara stesen kerja.
Membuat penjadualan dan mengawal keseluruhan operasi dalam sel kerja
pembuatan.
Dalam satu proses pembuatan, kebolehubahsuaian terhadap operasi pembuatan adalah
amat diperlukan. Contohnya ialah ‘Flexible Manufacturing Cells (FMC)’. Ia merupakan
satu sel pembuatan yang menggunakan mesin CNC, mesin-mesin lain (machining
centres) bersama dengan robot industri atau peralatan lain yang digunakan untuk
pemindahan benda kerja. Keberkesanan fungsi FMC bergantung kepada pemilihan
mesin-mesin yang sesuai, robot bersama pengesan hujung yang sesuai serta sistem
kawalan yang baik. Semua peralatan-peralatan ini adalah boleh diubahsuai dan dirancang
diperingkat merekabentuk sistem ini.
JT609 / BAB 1 / 9
PENGENALAN
Rajah 1.1 : Satu Sel Sistem Pembuatan Bolehsuai (FMS)
Sumber : Fundamental of Industrial Robots and Robotics
b. ‘Computer-Integrated Manufacturing System’ (CIM)
Sistem CIM adalah satu sistem yang menggabungkan dan menguruskan keseluruhan
aspak-aspek seperti merekabentuk, merancang, mengeluarkan menghasilkan produk dan
pembahagian tugas. Ia mengandungi sub-sistem yang digabungkan bersama seperti sub-
sistem untuk merekabentuk produk ,sub-sistem untuk merancang proses pembuatan, sub-
sistem untuk kawalan dan sub-sistem untuk penghasilan produk. Hubungkait di antara
sub-sistem ini dapat dilihat dengan jelas melalui rajah di mukasurat sebelah.
Mesin
CNC
Mesin CNC
Unit
kawalan
Alat
pemeriksaan
mutu produk
Robot lengan
bersambung
JT609 / BAB 1 / 10
PENGENALAN
Rajah 1.2 : Sistem penggunaan robot dalam penghasilan produk.
Sumber : Fundamental of Industrial Robots and Robotics
Dapat dilihat di sini, penggunaan robot adalah amat meluas terutamanya di bahagian
penghasilan produk. Robot amat diperlukan hampir pada keseluruhan proses penghasilan
produk. Ia berfungsi untuk kerja-kerja pembuatan atau penghasilan produk seperti
pemasangan, kimpalan, pemesinan dan sebagainya. Malah ia juga diperlukan untuk kerja-
kerja pemindahan semasa produk dihasilkan seperti pemindahan bahan mentah,
pemindahan benda kerja kepada dan daripada mesin dan pemindahan produk yang telah
siap.
JT609 / BAB 1 / 11
PENGENALAN
AKTIVITI 2
Untuk menguji kefahaman anda, sila jawab soalan aktiviti di bawah.
Soalan 2.1
Robot akan berperanan mengikut __________________________________
Soalan 2.2
Nyatakan tiga (3) jenis sistem pembuatan yang biasa digunakan di dalam sektor perindustrian.
Soalan 2.3
Dalam sistem ‘Cellular Manufacturing System’ berkeupayaan mengawal dalam beberapa keadaan
tertentu, sebutkan empat (4) keadaan tersebut .
Selamat mencuba semoga berjaya !!!!!!!!!!!
JT609 / BAB 1 / 12
PENGENALAN
INPUT 3: JENIS-JENIS ROBOT DAN
SISTEM KAWALAN AUTOMASI
1. PENGENALAN
Di dalam bahagian ini pula anda mempelajari tentang sistem kawalan robot serta ciri-ciri robot
pengelolaan komponen dan pengelolaan perkakasan.
2. JENIS-JENIS ROBOT
Terdapat dua jenis utama iaitu :
a. Robot Pungut Letak (Robot Pengelolaan Komponen)
.
Rajah 1.3 : Robot Pungut Letak (Pick and Place Robot) Sumber : Fundamental of Industrial Robots and Robotics
Merujuk kepada rajah 1.3 Robot pungut-letak adalah merupakan robot jenis
pengelolaan komponen. Ia 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 (palletising). Merujuk kepada rajah di atas, dapat di
lihat bahawa pengesan hujung (end effector) bagi robot jenis ini adalah merupakan
JT609 / BAB 1 / 13
PENGENALAN
dari jenis pencengkam. Pencengkam yang digunakan perlulah disesuaikan dengan
tugas yang akan di jalankan. Teknik kawalan bagi robot jenis ini adalah
bergantung kepada tahap kesukaran kerja yang boleh dilakukan. Ia mungkin
menggunakan teknik kawalan Gelung Tertutup ataupun kawalan Gelung Terbuka.
b. Robot Pengelolaan Perkakasan
Rajah 1.4(a) : Robot Pengelolaan Pekakasan ( semburan cat ) Sumber : Fundamental of Industrial Robots and Robotics.
.
Rajah 1.4(b) : Robot Pengelolaan Pekakasan ( kimpalan ) Sumber : Fundamental of Industrial Robots and Robotics
JT609 / BAB 1 / 14
PENGENALAN
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 1.4(a) dan rajah 1.4(b) di atas, anda boleh lihat bahawa
pengesan hujungnya (end effector) terdiri dari perkakasan pembuatan seperti
alat-alat kimpalan, alat penyembur, gerudi, dan sebagainya. Sistem kawalan
robot ini juga bergantung kepada tahap kesukaran kerja yang dilakukan. Oleh
kerana ia selalunya melakukan kerja yang agak kompleks, sistem kawalan
gelung tertutup lebih sesuai digunakan untuk robot jenis ini.
3. SISTEM KAWALAN AUTOMASI
Terdapat dua jenis sIstem kawalan dalam sIstem robot mau pun system automasi
a. Sistem Kawalan Gelung Terbuka
Robot yang menggunakan sistem kawalan gelung terbuka juga dikenali sebagai Robot Non-
Servo. Robot jenis ini tidak mempunyai penderia kedudukan dan penderia kadar perubahan
yang dipasang pada paksi-paksi lengannya. Kedudukan lengan robot hanya boleh ditentukan
oleh alat-alat pemberhenti seperti suis had (limit switch) yang dipasang pada penghujung
laluannya. Contohnya, sekiranya ia melakukan kerja kimpalan, pada kedudukan hujung
kimpalan yang dibuat, perlulah dipasang dengan suis yang akan memberhentikan
pergerakan lengan robot (pengolah). Kelajuan bagi pengolah pula ditentukan oleh jenis
penggerak yang digunakan.
Biasanya kelajuan penggerak adalah pada tahap maksima. Sesetengah sistem pula
menggunakan penderia had untuk menentukan bahawa sesuatu paksi pengolah telah
mencapai kedudukan akhirnya. Akibat dari pergerakan pengolah bergantung kepada kelajuan
penggerak, robot jenis ini selalunya diberhentikan secara tiba-tiba menyebabkan berlaku
perlanggaran kecil antara penggerak dengan suis had. Ini menyebabkan ia juga dikenali
sebagai robot bang-bang.
Antara kebaikan robot jenis ini adalah ia lebih mudah dan murah disenggarakan. Ini
disebabkan ia tidak memerlukan penderia-penderia yang mahal.
Namun 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. Ia juga mempunyai kebolehulangan yang rendah iaitu +
0.01 inci. Aturcaranya adalah terhad dan ia tidak dapat menjalankan tugas-tugas yang agak
rumit. Selain dari itu, ia juga memerlukan masa yang lama untuk menyudahkan setiap tugas.
Apabila masa kendalian yang sebenar lebih cepat dari masa yang dijangkakan, sistem akan
mengalami keadaan melahu.
JT609 / BAB 1 / 15
PENGENALAN
Pengawal Robot
Rajah 1.5 : Sistem Kawalan Gelung Terbuka
Rajah 1.5 di atas adalah merupakan rajah sistem Gelung Terbuka. Apabila pengesan hujung
tiba di sesuatu titik tertentu, unit kawalan robot akan membaca data bagi titik yang
seterusnya. Ini berlaku pada kedudukan (I). Unit kawalan robot seterusnya akan menentukan
‘joint angle’ ( ) yang sesuai untuk paksi pengolah bergerak ke titik yang seterusnya.
Langkah seterusnya berlaku di titik (II), di mana unit kawalan robot akan memberi isyarat
kepada ‘actuator driver’ supaya menghantarkan data-data mengenai kedudukan seterusnya
kepada penggerak (actuator) yang letaknya di sendi setiap pengolah di titik (III).
Penggerak akan menggerakkan pengolah ke titik yang diarahkan oleh unit kawalan robot.
b. Sistem Kawalan Gelung Tertutup
Sistem kawalan gelung tertutup juga dikenali sebagai Robot Servo atau sistem berkadaran
terus. Ia 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 (tachometer).
Kebaikannya 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. Kaedah 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.
Antara kelemahannya pula ialah, ia memerlukan kos yang tinggi kerana menggunakan
penderia-penderia dan alatan sokongan yang lebih canggih.
Penggerak
hidraulik/
elektrik
Data bagi kedudukan
seterusnya - sudut
ingatan sambungan
Unit kawalan
bagi
penggerak
Sudut sendi yang
dikehendaki
Isyarat kepada
pemacu penggerak
(III)
(II)
(I)
JT609 / BAB 1 / 16
PENGENALAN
Pengawal robot
Rajah 1.6. : Rajah Sistem Kawalan Gelung Tertutup
Rajah 1.6 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
(robot controller) semasa pengaturcaraan dibuat. Ianya tersimpan di dalam ingatan (memory)
untuk data bagi kedudukan (I). Apabila sampai di satu-satu kedudukan, penderia dalaman
yang terdiri dari penderia kedudukan dan penderia kelajuan yang berada pada sendi pengolah
(lI) akan menghantar data mengenai kedudukan tersebut kepada unit kawalan. Di dalam unit
kawalan, pembanding kelajuan (velocity comperator) (III) dan pembanding kedudukan
(position comparator) (IV) akan membandingkan data bagi kedudukan tersebut dengan
kedudukan yang seterusnya. Maklumat ini akan diproses oleh pembanding kelajuan (velocity
comperator) dan pembanding kedudukan (position comperator) dan seterusnya disalurkan
kepada unit kawalan bagi penggerak (actuator driver) (V). ‘Actuator driver’ seterunya
menghantar isyarat kepada penggerak (actuator) (VI) yang terdapat di setiap sendi atau
sambungan pada pengolah (manipulator). Pengolah seterusnya akan bergerak ke sasaran
dengan tepat dan dengan kelajuan yang ditetapkan oleh aturcara. Arah pergerakan pengolah
boleh dikawal setiap masa dan boleh diubah haluan mengikut sasaran. Kelajuan penolah pula
boleh dipercepatkan atau diperlahankan mengikut keperluan operasi. Bekalan kuasa kepada
penggerak juga boleh dilaraskan secara berterusan supaya pergerakan yang dialami oleh
pengolah sesuai dari segi haluan dan kelajuan yang dikehendaki.
Penggera
k
hidraulik/
elektrik
(III)
Penderia
dalaman Data bagi kedudukan seterusnya
-kelajuan dan kedudukan sendi
Unit kawalan
bagi
penggerak
Pembanding
kelajuan
Pembanding
kedudukan
(VI)
(II)
(IV)
(V)
(I)
JT609 / BAB 1 / 17
PENGENALAN
AKTIVITI 3
Untuk menguji kefahaman anda, sila jawab soalan aktiviti di bawah.
Sila semak jawapan anda di halaman maklum balas.
Soalan 3.1
Sebutkan DUA (2) jenis robot dan senaraikan DUA (2) kegunaannya.
Soalan 3.2
Sebutkan DUA (2) jenis sistem kawalan yang digunakan pada robot dan nyatakan kebaikan
dan keburukan bagi setiap sistem yang dinyatakan.
JT609 / BAB 1 / 18
PENGENALAN
INPUT 4 : TATARAJAH ROBOT
1. PENGENALAN
Pengolah (lengan) robot terdiri dari gandingan sambungan aktuator (penggerak) yang mengandungi
komponen-komponen seperti base, upper arm, lower arm dan end-effector. Kaedah penyambungan
untuk setiap penggerak ini akan menentukan bentuk tatarajah robot.
2. TAKRIF TATARAJAH GEOMETRI
Tatarajah geometri boleh ditakrifkan sebagai liputan kerja (work cell) atau sistem koordinat bagi
robot. Bentuk tatarajah robot bergantung kepada kaedah penyambungan (persendian) setiap
aktuator.
Tangan robot dibina dengan gandingan sambungan - sambungan ( links/ joints ) yang bergerak
bergandingan di antara satu sama lain dalam gerakan membulat atau linar. Kombinasi sambungan ini
akan menentukan tatarajah geometri robot tersebut. Isipadu kawasan yang terhasil dari laluan tangan
pada capaian maksima dam minima dikenali sebagai kawasan kerja ( work volume ). Kawasan kerja
robot ditentukan oleh ciri - ciri fizikal berikut :-
a) Tatarajah fizikal robot tersebut.
b) Saiz badan, lengan dan tangan robot.
c) Had pergerakan sendi robot.
Bentuk kawasan kerja yang terhasil pula dikenali sebagai liputan kerja ( work envelope ).
Rajah 1.7 : Liputan kerja bagi robot jenis lengan bersambung.
Sumber : Fundamental of Industrial Robots & Robotics
JT609 / BAB 1 / 19
PENGENALAN
Tatarajah geometri dan liputan kerja dirujuk untuk mengkelaskan bentuk fizikal sesebuah robot.
Ada 4 jenis yang biasa digunakan di industri :-
a) Kartesian
b) Selinder
c) Polar ( kutub )
d) Lengan bersambung.
3. JENIS TATARAJAH ROBOT
a. Robot Kartesian
Rajah 1.8 : Tatarajah Robot kartesian
dan Liputan Kerja
Sumber : Fundamental of Industrial Robots
& Robotics
Rajah 1.8 menunjukkan tatarajah robot dan liputan
kerja berbentuk kartesian. Pergerakan paksi utamanya
mengikut garis lurus dan mudah dikawal. Pengesan
hujung boleh digerakkan pada satu titik di ruang 3
dimensi melalui kodinit X, Y, Z dengan nilai jarak
yang tertentu.
Tatarajah jenis ini hanya membenarkan pergerakan
paksi lurus. Lengan mendatarnya boleh bergerak ke
dalam dan ke luar, pembawanya (carriage) boleh
bergerak ke atas dan ke bawah di atas sebatang tiang
menegak. Tiang menegak pula berupaya bergerak
dalam garisan lurus secara melintang di sepanjang
dasarnya. Ia mempunyai kebolehulangan pergerakan
yang baik kerana strukturnya yang kukuh kerana
mempunyai bentuk kerangka seakan - akan kotak
untuk menyokongnya. Lengannya boleh dipanjangkan
pada kedudukan terjulur oleh itu ia mampu
mengendalikan kerja diruangan sempit.
Dua jenis robot yang menggunakan sistem ini ialah
jenis ‘gantry ‘ dan ‘slideway mounted arm’. Ia bekerja
pada liputan kawasan kerja yang luas tetapi nisbah
kawasan kerja dan lantai yang rendah.
Ia selalu digunakan untuk kerja pemasangan. Jenis
yang bersaiz besar digunakan dalam proses mempelet
dan memasang matalat pada bendakerja.
Paksi X,Y dan Z
JT609 / BAB 1 / 20
PENGENALAN
b. Selinder.
Rajah 1.9 : Tatarajah Robot selinder dan Liputan Kerja
Sumber : Fundamental of Industrial Robots
& Robotics
Rajah 1.9 menunjukkan tatarajah robot berbentuk
satu tiang yang terletak di atas dasar (base) yang
boleh berputar serta liputan kerja bagi tatarajah
tersebut. Tangan pula dipasang pada tiang dan
boleh digerakkan ke atas dan ke bawah (paksi-z),
ke luar dan ke dalam (R) dan berpusing pada
paksi-z ( ).Pergerakan ini diwakili oleh paksinya
masing-masing. Pergerakan pengesan hujung ke
kiri dan ke kanan memerlukan kordinasi
pergerakan bagi setiap paksi. Ia memerlukan
sistem kawalan yang tinggi untuk mengira
pergerakan paksi - paksi agar pergerakan pada
garislurus boleh di lakukan. Liputan kerjanya
berbentuk selindar.
Robot jenis ini tahan lasak dan mempunyai nisbah
kawasan kerja kepada kawasan lantai yang baik.
Pencapaiannya yang panjang sesuia untuk kerja
mempalet, memunggah matalat dan bendakerja. Ia
diletakkan di tengah pada satu -satu sel kerja.
Paksi Z, R dan Ѳ
JT609 / BAB 1 / 21
PENGENALAN
c. Polar ( kutub )
Rajah 1.10 : Tatarajah Robot polar (kutub) dan Liputan Kerja
Sumber : Fundamental of Industrial Robots & Robotics
Rajah 1.10 menunjukkan tatarajah robot polar
(kutub). Ia memerlukan pengawalan yang
tinggi untuk menghasilkan pergerakan garis
lurus atau kawalan ‘off-line’diperlukan.
Liputan kerjanya berbentuk separa sfera.
Pencapaian tangannya adalah baik.
Ia juga tahan lasak tetapi kerjanya adalah
terhad berbanding dengan jenis ‘revolute’.
Paksi R. β dan Ѳ
JT609 / BAB 1 / 22
PENGENALAN
d. Lengan Bersambung
Rajah 1.11 : Tatarajah Robot lengan bersambung dan Liputan Kerja
Sumber : Fundamental of Industrial Robots & Robotics
Rajah 1.11 menunjukkan tatarajah robot lengan
bersambung. Ia juga dikenali sebagai ‘revolute’ @
‘jointed arm spherica ’ @ ‘antropomorphic’. Ia
mempunyai satu lengan (arm) yang berputar pada
dasar (base) dan dua bahagian yang disambung
dengan bahu (shoulder) dan siku (elbow). Bentuknya
menyerupai tangan manusia. Ia boleh disesuaikan
dengan berbagai jenis kerja. Liputan kerjanya
berbentuk sfera lompang. Pencapaian tangannya
adalah baik.
Dasarnya mengisi satu kawasan kecil berbanding
dengan kawasan liputan kerjanya. Pergerakan
garislurus memerlukan kordinasi pergerakan paksi -
paksi oleh itu sistem pengawalan yang tinggi di
gunakan.
Kerja yang sesuai ialah mengangkat dan menyusun
bahan pada aras tinggi, mengecat, mengimpal titik dan
tepi, pemasangan dan pengendalian bahan berat.
JT609 / BAB 1 / 23
PENGENALAN
AKTIVITI 4
Soalan 4.1 Nyatakan takrif bagi tatarajah geometri robot.
Soalan 4.2.
Jelaskan mengenai kaitan diantara tatarajah robot dengan bilangan paksi pengolah.
JT609 / BAB 1 / 24
PENGENALAN
PENILAIAN KENDIRI
Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba menjawab soalan dalam penilaian
kendiri ini dalam bentuk persembahan ( presentation) dalam kumpulan.
Soalan 1.
Komponen-komponen yang terdapat pada pengolah dalam sistem robot. Mereka perlu
membuat lakaran dan seterusnya menerangkan tentang komponen-komponen di bawah :-
a) Penggerak (actuator)
b) Pengesan hujung (end effector)
c) Pengolah (manipulator)
Soalan 2
Berdasarkan kepada rajah skematik, terangkan :-
a) Sistem Kawalan Gelung Terbuka
b) Sistem Kawalan Gelung Tertutup
Soalan 3
Lukiskan serta labelkan bentuk liputan kerja bagi tatarajah di bawah :-
a) Kartesian
b) Selinder
c) Kutub (polar)
d) Lengan bersambung (jointed arm)
Soalan 4
Jelaskan TIGA (3) ciri bagi setiap tatarajah kartesian, selinder, kutub (polar) dan lengan
bersambung (jointed arm).
Soalan 5
Apakah paksi utama untuk setiap tatarajah robot dan nyatakan paksi-paksi tersebut
top related