2. Setiap robot memiliki komponen-komponen dasar yaitu :
• Manipulator
• Sensor (dan Tranduser)
• Kontroler (dan Analizer)
• Unit Konversi Daya
Pendahuluan
3. Pendahuluan
Manipulator robot adalah sistem mekanik yang
menunjukkan pergerakan dari robot. Sistem mekanik
ini terdiri dari susunan link(rangka) dan joint (engsel)
yang mampu menghasilkan gerakan yang terkontrol.
Suatu struktur mekanik yang terdiri atas beberapa
badan yang kaku (link), yang dihubungkan dengan
sendi (joint). Manipulator terdiri atas lengan (arm)
yang melakukan gerakan, pergelangan (wrist) yang
memberikan kecekatan serta end effector yang
melakukan tugas yang diinginkan, seperti misalnya
grip.
Manipulator adalah bagian mekanik yang dapat
difungsikan untuk memindah, mengangkat, dan
memanipulasi benda kerja.
5. Pendahuluan
Anatomi robot dibedakan atas jenis dan ukuran sendi
dan batang-hubung dan aspek lain konstruksi fisik
manipulator.
Sendi dan Batang-hubungan :
• Sendi robot industri mirip dengan sendi dalam tubuh
manusia.
• Setiap sendi, memiliki derajat kebebasan (degree-
of-freedom /d.o.f) gerakan.
• Dalam hampir setiap kasus, sendi hanya memiliki
satu derajat kebebasan, sehingga jumlah sendi
yang dimiliki sebuah robot sama dengan jumlah
derajat kebebasannya.
6. Pendahuluan
• Robot sering diklasifikasikan berdasarkan jumlah
derajat kebebasan yang dimilikinya.
• Setiap sendi dihubungkan dengan dua batang-
hubung, yaitu batang-hubung input (input link) dan
batang-hubung output (output link).
• Batang-hubung merupakan komponen kaku (rigid)
manipulator robot.
• Fungsi sendi adalah untuk mengendalikan gerakan
relatif antara batang-hubung input dan batang-
hubung output.
7. Diagram Konstruksi Robot
Kebanyakan robot dipasang secara stasioner pada lantai.
• Sendi 1 (joint 1) dihubungkan dengan batang–hubung 0 (link
0) yang merupakan batang-hubung input terhadap sendi 1;
• Batang-hubung out-put sendi 1 adalah batang-hubung 1 (link
1);
• Batang-hubung 1 merupakan batang-hubung input terhadap
sendi 2 (joint 2);
• Sendi 2 memiliki batang-hubung output yaitu batang-hubung
2 (link 2), dan seterusnya.
Link 0
Link 1
Link 2
Joint 1
Joint 2
Base
End-of-arm
8. Hampir semua robot industri memiliki sendi mekanik yang dapat
diklasifikasikan atas lima jenis, yaitu :
• Sendi linear (linear joint L joint); Gerakan
relatif antara batang-hubung input dan
batang-hubung out-put ber-translasi dengan
gerakan luncur (sli-ding), dimana sumbu
kedua batang-hubung sejajar.
• Sendi ortogonal (orthogonal joint O joint);
Sendi ini juga bergerak dengan meluncur,
tetapi kedua batang-hubung saling tegak
lurus selama bergerak.
• Sendi rotasional (rotational joint R joint);
Gerakan rotasional relatif, dengan sumbu
putar tegak lurus terhadap sumbu batang-
hubung input dan batang-hubung output.
• Sendi puntir (twisting joint T joint); Sendi
juga bergerak rotasional, tetapi sumbu
rotasi sejajar terhadap sumbu kedua
batang-hubung.
• Sendi putar (revolving joint V joint);
Dalam jenis sendi ini, sumbu batang-
hubung input sejajar dengan sumbu rotasi
sendi, dan sumbu batang-hubung output
tegak lurus dengan sumbu rotasi.
Jenis-jenis sendi
9. Manipulator robot dapat dibagi menjadi dua seksi : (1)
rakitan badan-dan-lengan (body-and-arm assembly), dan
rakitan pergelangan (wrist assembly). Badan-dan-lengan
biasanya memiliki tiga derajat kebebasan, sedangkan
pergelangan biasanya memiliki dua atau tiga derajat
kebebasan. Pada ujung pergelangan manipulator
terdapat peralatan terkait dengan tugas yang harus
dilakukan oleh robot, yang disebut efektor ujung (end
effector). Efektor ujung dapat berupa (1) penjepit (gripper)
untuk memegang benda kerja atau (2) perkakas untuk
melakukan suatu proses. Badan-dan-lengan robot
digunakan untuk memposisikan ujung efektor, sedang
pergelangan robot digunakan untuk mengarahkan efektor
ujung.
Konfigurasi robot yang umum
10. Konfigurasi Manipulator
Secara klasik konfigurasi robot manipulator dapat
dibagi dalam 4 kelompok, yaitu polar, silindris,
cartesian dan sendi-lengan (joint-arm).
1. Polar
Konfigurasi polar terdiri dari lengan luncur (sliding
arm L joint) digerakkan relatif terhadap badan
robot, yang dapat berputar pada sumbu vertikal (T
joint) dan sumbu horisontal (R joint).
11. Konfigurasi Manipulator
2. Silinder
Konfigurasi ini terdiri dari kolum vertikal dimana
rakitan lengan dapat bergerak vertikal pada kolum
(L joint), berotasi pada sumbu kolum (T joint), dan
untuk mencapai gerakan radial lengan digunakan
O joint.
12. Konfigurasi Manipulator
3. Cartesian
Nama lain dari robot ini adalah robot rekti-linear
dan robot x-y-z, karena terdiri dari tiga sendi luncur
(sliding joint), dua diantaranya ortogonal.
13. Konfigurasi Manipulator
4. Sendi-lengan
Manipulator robot ini memiliki konfigurasi umum
lengan manusia. Lengan sendi terdiri dari kolum
vertikal yang dapat berputar pada dasar
menggunakan T joint. Pada puncak kolum terdapat
sendi bahu (R joint) yang batang-hubung
outputnya dihubungkan dengan sendi siku (R
joint).
14. Konfigurasi Manipulator
5. SCARA (Selective Compliance Assembly Robot
Arm)
Konfigurasinya mirip dengan robot sendi-lengan
kecuali sumbu rotasi bahu dan siku ada-lah
vertikal, yang berarti bahwa lengan itu sangat kaku
dalam arah vertikal, tetapi dapat memenuhi dalam
arah horisontal.
15. Pergelangan robot digunakan untuk menentukan orientasi efektor
ujung (end effector). Pergelangan robot umumnya memiliki dua atau
tiga derajat kebebasan. Dalam gambar rakitan pergelangan berikut
ini memiliki tiga derajat kebebasan. Ketiga sendi didefinisikan
sebagai :
1. Roll, menggunakan T joint untuk melakukan rotasi pada sumbu
lengan robot;
2. Pitch, biasanya menggunakan R joint untuk melakukan rotasi naik
dan turun;
3. Yaw, biasanya juga menggunakan R joint untuk melakukan rotasi
kesamping kiri dan kanan.
Konfigurasi Pergelangan (Wrist)
16. Efektor ujung (end effector) dapat berupa (1) penjepit (gripper) untuk
memegang bendakerja atau (2) perkakas untuk melakukan suatu proses.
Penjepit (gripper)
Beberapa jenis penjepit yang biasa digunakan dalam industri antara lain
adalah :
(*) Penjepit mekanik; terdiri dari dua atau
lebih jari, yang dijalankan oleh kontroler
robot untuk membuka dan menutup
genggaman terhadap bendakerja,
Dalam gambar di samping
menggunakan dua jari penjepit.
(*) Penjepit vakum; digunakan untuk
memegang bendakerja datar.
(*) Alat-alat magnetik; digunakan untuk
memegang bendakerja yang terbuat
dari logam ferrous (Fe).
Efektor Ujung (End Effector)
17. Perkakas (tool)
Perkakas digunakan bila robot harus melakukan suatu operasi
pemrosesan bendakerja. Beberapa contoh perkakas yang digunakan
sebagai efektor ujung antara lain adalah :
(*) spot welding gun,
(*) arc welding tool,
(*) spray painting gun,
(*) rotating spindle for drilling, routing, grinding, and so forth,
(*) assembly tool (e.g. automatic screw driver),
(*) heating torch,
(*) water jet cutting tool.
Efektor Ujung (End Effector)
18. Fungsi sensor dalam robotik adalah memberi informasi terus
menerus kepada kontroler robot mengenai posisi, kecepatan, dan
akselerasi dari setiap batang-hubung (link) yang bisa diumpan balik
ke unit kontroler sehingga sistem dapat dikendalikan dengan tepat.
Informasi sensor dapat berupa signal digital atau signal analog
(diproses dahulu oleh transduser).
Klasifikasi sensor
Sensor robotik dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu :
(1) Sensor internal, digunakan untuk mengendalikan posisi dan
kecepatan berbagai jenis sendi (joint) robot. Sensor ini membentuk
kendali loop umpan balik dengan kontroler robot. Jenis sensor yang
digunakan untuk mengendalikan posisi lengan robot adalah
potensiometer dan enkoder optik, sedang untuk mengendalikan
kecepatan lengan robot digunakan tachometer.
(2) Sensor eksternal, digunakan untuk mengkoordinasi operasi robot
dengan peralatan lain dalam sel. Dalam banyak hal, sensor eksternal
merupakan peralatan relatif sederhana, seperti misalnya saklar batas
untuk menentukan apakah posisi telah ditempatkan dengan tepat
dalam pemegang atau mengidentifikasikan bahwa part telah siap
untuk dibawa oleh konveyor.
Sensor dalam robotik
19. Kontroler Robot mempunyai tiga tugas utama, yaitu :
(1)Memulai dan menghentikan gerakan setiap komponen
manipu-lator sesuai dengan urutan dan lokasi yang
diinginkan;
(2)Menyimpan data posisi dan urutan di dalam memori;
(3)Menghubungkan robot dengan dunia luar melalui sensor.
Dalam melakukan tugas di atas, kontroler melakukan
perhitungan aritmatik untuk menentukan jalur, kecepatan, dan
posisi manipu-lator yang tepat. Kontroler juga harus
mengirimkan signal ke aktuator dengan mengunakan informasi
dari sensor.
Kontroler
20. (1), (2), (3) digunakan untuk apliksi yang tidak terlalu mahal.
Paling umum digunakan adalah kontroler mikrokomputer,
sedang mini-komputer tidak lazim digunakan karena tidak
seefisien mikrokompu-ter.
(1)simple step sequencer,
(2)pneumatic logic system,
(3)electrobic sequencer,
(4)microcomputer,
(5)minicomputer.
Klasifikasi kontroler dibagi atas lima jenis, yaitu :
Kontroler
21. Fungsi unit ini adalah untuk memberikan energi yang
diperlukan oleh aktuator manipulator.
Bentuknya dapat berupa amplifier daya untuk sistem yang
menggunakan servo, atau kompresor untuk sistem yang
menggu-nakan aktuator pneumatik atau hidrolik.
Unit konversi daya
