robotik dan automasi

1

BAB 2SISTEM ROBOTIK

2

BAHAGIAN 1•DEFINISI

•SEJARAH DAN KRONOLOGI•JENIS ROBOT

•GENERASI ROBOT

3

Objektif

• Boleh mendefinisikan apa itu robot dan robotik

• Boleh menghuraikan kronologi kewujudan dan perkembangan robot

• Boleh menjelaskan jenis-jenis robot• Boleh menyenaraikan ciri-ciri dan peningkatan

bagi generasi robot

4

LATAR BELAKANG DAN SEJARAH

• Perkataan robot– 1921, Karl Capek

• Bahasa Slavic bererti ‘pekerja’• Penulis drama Czech – Rossums’s Universal Robot

– 1950, Isaac Asimov• Tulis buku I-Robot• Perkenalkan ‘Three Laws of Robotics’

– Secara sengaja atau tidak, robot tidak boleh mendatangkan kecederaan kepada manusia

– Robot perlu patuh kepada segala arahan manusia kecuali yang bertentangan dengan syarat pertama

– Robot perlu melindungi diri sendiri kecuali berlaku konflik dengan syarat pertama

5

DEFINISI ROBOT

• Pengkaji Jepun– Robot sebagai peranti yang menggantikan tenaga buruh

manusia

• Lain-lain– Suatu peranti automatik yang melaksanakan fungsi yang

selalu dilakukan oleh manusia– Satu contoh mekatronik kerana ia melibatkan secara

langsung bahagian atau disiplin mekanikal, elektrik / elektronik dan kawalan komputer

6

DEFINISI ROBOTIK

• Webstar’s New World Dictionary– Robotik adalah sains dan teknologi robot, termasuk

rekabentuk, pengeluaran, aplikasi dan kegunaan lain

• Satu cabang sains yang libatkan pengajian sistematik tentang robot– Lebih tertumpu kepada robot yang berorentasikan aplikasi

di industri perkilangan

7

DEFINISI ROBOT INDUSTRI

• RIA (Robotic Industries Association)– Robot industri merupakan suatu pengolah yang

boleh diaturcara secara berulang serta mempunyai bermacam fungsi, direkabentuk untuk memindahkan bahan, barang, peralatan atau peranti khusus menerusi pelbagai pergerakan yang diaturcara bagi melaksanakan pelbagai tugas yang diarahkan

8

ROBOT DAN ROBOT INDUSTRI• Robot Industri– Digunakan di industri perkilangan / pembuatan

• Bukan Robot Industri– Untuk kegunaan domestik, peribadi, pendidikan,

ketenteraan, perubatan dll.

9

REVOLUSI ROBOT INDUSTRI

• Dahulu– Sesuai untuk kerja yang berulang, tidak atau kurang

kemahiran, membosankan dan kerja yang membebankan• Sekarang– Guna idea baru- kepintaran pada robot– Benarkan ia ‘berfikiran bijak’ (think smart) dan buat

keputusan– Dikatakan berautonomi dan robot pintar– Analogi robot adalah terhad – tidak menyerupai /

berperilaku seperti manusia – hanya mesin lengan yang beroperasi di lokasi tetap

10

REVOLUSI ROBOT INDUSTRI

• Masa akan datang– Kemungkinan lebih banyak atribut yang

menyerupai manusia– Kebolehan deria yang tinggi, lebih pintar,

kecekapan manual pada aras tinggi dan darjah pergerakan yang tidak terhad

– Kemajuan dan perkembangan teknologi robot ke arah memperlengkapkan mesin denan pelbagai kebolehan yang sama dengan manusia

11

REVOLUSI

• Capek inginkan– Mesin seperti manusia– Tiada emosi– Kuat dan patuh kepada tuan– Cepat dan murah untuk dihasilkan– Tertumpu kepada tentera robot atau robot bercirikan manusia

• Selepas WWII– Muncul mesin-mesin automatik menggunakan teknologi NC– Manipulator dengan beberapa DOF dihasilkan– Gabungan NC dan manipulator hasilkan robot yang ringkas– Kawalan berevolusi daripada kertas tebuk pita magnetik peranti

memori PC

12

REVOLUSI

• Akhir 50an dan awal 60an– UNIMATES (UNIversal autoMATION) dibangunkan oleh

George Devol dan Joseph Engelberger– George Devol

• Merekabentuk pembangunan untuk ‘Pemindahan Artikal Aturcara’

– Joseph Engelberger• Membina syarikat robot pertama (Unimation)• Menjual robot pertama pada 1961• Digelar BAPA ROBOTIK

13

REVOLUSI

• Awal 80an– Industri automotif membuat pelaburan yang besar dalam

kajian robot

• Awal 90an– Berkembang pesat kerana faktor berikut:

• Kemajuan AI• Automasi tetap berubah ke automasi fleksibel• Masalah keselamatan dalam industri nuklear• Ambil alih kerja manusia di tempat yang membahayakan, sukar

dan kotor

14

KRONOLOGI ROBOT• 1921 – Capek menulis RUR• 1942 – Robotik diperkenalkan oleh Isaac Asimov dalam cerita

pendeknya, Runaround• 1950 – Isaac Asimov hasilkan buku I-Robot dan cadangkan

Three Laws of Robotics• 1952 – Mesin NC pertama dibina di MIT• 1954 – George Devol bangunkan robot boleh-program yang

pertama• 1961 – Robot Unimate digunakan di Ford Motor Company

untuk jaga mesin kimpalan• 1962 – Unimation ditubuhkan, gunakan Unimate untuk baris

penghimpunan bagi aplikasi die-casting

15

KRONOLOGI ROBOT

• 1967 – Mark II diperkenalkan oleh Unimation, diimport ke Jepun untuk aplikasi paint-spraying

• 1968 – Shakey (robot pintar) dibangunkan oleh Stanford Research Institute

• 1971 – JIRA (Japan Industrial Robot Association) ditubuhkan• 1973 – Richard Hohn (Cincinnati Milacron Corporation)

perkenalkan minicomputer-controlled commercial robot (T3)• 1974 – RIA ditubuhkan• 1976 – Lengan robot pertama digunakan oleh NASA

16

KRONOLOGI ROBOT• 1978 – PUMA dibangunkan (Programmable Universal

Machine for Assembly)• 1979 – Robot jenis SCARA (Selective Compliance Arm for

Robotics Assembly) dibangunkan di Universiti Yammanashi, Jepun untuk pemasangan. Komersialkan beberapa robot SCARA sekitar 1981

• 1983 – Robot Mobile mula berkembang• 1987 – IFR (International Federation of Robotics) ditubuhkan• 1993 – Dante (robot 8 kaki) digunakan untuk kaji tasik lava di

Mt Erebus• 1996 – Honda perkenalkan “Human” • 1999 – SONY perkenalkan AIBO

17

JENIS ROBOT

• Robot ambil dan letak (pick-and-place)– Gerakkan objek dari satu tempat ke tempat yang

lain– Memegang, mengangkat, mengangkut dan

meletak bahan (termasuk bahan berat)

18

JENIS ROBOT

• Robot pembuatan mesin– Memuatkan bahan dan menukar mata alat seperti

mesin NC– Lakukan tugasan secara berterusan dengan

gerakan tetap seperti proses kimpalan dan penyemburan cat

19

JENIS ROBOT

• Robot penghimpun– Memerlukan penderiaan yang berteknologi tinggi

untuk menghimpun bahan kerja

20

JENIS ROBOT

• Robot penyemak– Meletakkan bahan kerja, menggunakan beberapa

pengukuran dan menakrifkan pengeluaran yang sesuai serta menyemak kriteria penolak

21

GENERASI ROBOT

• Generasi Pertama– Ciri-ciri• Merupakan program jujukan tetap• Fitugaskan untuk mengambil dan meletak• Dianggap buta dan pekak kerana tidak mempunyai

deria• Kurang berupaya untuk membuat keputusan• Menggunakan sistem kawalan gelung terbuka

Amplifier Motor

Amplified SignalInput Signal Output Shaft

To Load

Rajah 1 Sistem kawalan gelung terbuka yang asas

22

GENERASI ROBOT

• Generasi Pertama (samb.)

– Peningkatan• Mempunyai deria yang mengawal beberapa tindakan• Boleh mengetahui sesuatu telah terjadi tetapi tidak

dapat memperbetulkan keadaan• Menggunakan sistem kawalan tertutup

CPU Plant

A/D

Drive SignalOutput

Feedback

Rajah 2 Sistem kawalan gelung tertutup

23

GENERASI ROBOT

• Generasi Pertama (samb.)

24

GENERASI ROBOT

• Generasi Kedua– Ciri-ciri• Boleh bergerak dan mengecam arahan suara• Mempunyai tindakan multi lengan dan penyelarasan

lengan• Mempunyai kepintaran pemproses mikro dan boleh

membuat keputusan

25

GENERASI ROBOT

• Generasi Kedua (samb.)

– Peningkatan• Bertindakbalas terhadap rangsangan deria untuk

mengawal pergerakan iaitu menentukan sendiri apa yang mesti dilakukan untuk menyelesaikan tugas• Berbeza dengan pengawalan pergerakan pra-takrif

26

GENERASI ROBOT

• Generasi Ketiga– Ciri-ciri• Mempunyai kepintaran untuk mengendalikan

himpunan bahan kerja yang diskrit• Bijak membuat keputusan bagi menentukan cara untuk

melaksanakan tugas yang berlainan• Hanya memerlukan maklumat umum tentang tugas

yang perlu dilakukan– Peningkatan• Terdapat lebih banyak ciri menyerupai manusia dari

segi keupayaan deria dan kepintaran yang tinggi

27

Kesimpulan

• Penghuraian sejarah kewujudan dan revolusi robot

• Penjelasan tentang 4 jenis robot• Penerangan mengenai ciri-ciri dan

peningkatan bagi 3 generasi robot