CONTROL SYSYEM IIK03-05-07 ROBOT

PENGENALAN

Robot merupakan satu alat yang amat diperlukan dan dapat memangkinkan perkembangan teknologi masa kini dan masa akan datang.

DEFINISI ROBOT -PERSATUAN ROBOT BRITISH

adalah sebuah peranti atau alat pelbagai fungsi yang boleh diprogramkan berulang-ulangkali dan direkabentuk untuk menggerakkan serta mengolah bahagian-bahagian, alat-alat atau alat khusus dalam kerjakerja pembuatan melalui pergerakannya boleh diubah-ubah untuk melakukan tugas-tugas di dalam proses pembuatan.

Fungsi RobotMeningkatkan Produksi, ketepatan dan daya tahan digunakan di industri. 2. Tugas-tugas yang berbahaya, kotor dan beresiko. Robot ini digunakan ketika manusia tidak mampu masuk ke daerah yang beresiko. Seperti Robot Untuk menjelajah planet, robot untuk mengesan nuklir, robot tentera dll. 3. Pendidikan digunakan untuk menarik pelajar belajar teknologi seprti robot Lego dll. 4. Menolong manusia di rumah untuk membersihkan rumah pakai penghisap debu automatik, di rumah sakit untuk1.

TERMINOLOGI ASAS DALAM SISTEM PENGAUTOMATANISTILAH 1. Ketepatan PENERANGAN 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). Pergerakan yang dilakukan oleh tangan robot untuk membawa objek melalui satu ruang (jarak) dari satu tempat ke tempat yang lain. Penggunaan komponen-komponen perkakasan untuk menyambung dua alat atau sebahagian dari storan atau pendaftar supaya boleh digunakan oleh dua atau lebih aturcara (program).

2. Pengelolaan

3. Gerakan antaramuka

ISTILAH4. Liputan kerja 5. Darjah kebebasan

PENERANGANIsipadu/luas kawasan di mana lengan robot boleh melakukan tugasnya/kerjanya. 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. Robotrobot yang lebih canggih mempunyai paksi gerakan yang lebih banyak. Pergerakan robot melalui satu garislurus yang melibatkan pengawalan lebih dari satu paksi. 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. Pergerakan end effector robot ataupun minor axis untuk pergi ke tempat yang di arahkan.

6. Peralihan 7. Persendian

8. Penghalaan

ISTILAH 9. Tatarajah

PENERANGAN Rekabentuk robot mengikut pandangan geometrinya contohnya kartesian, selinder, polar dan lengan bersambung (jointed arm).

10. Kebolehulangan

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.Ia adalah titik tindakan untuk matalat yang dipasang pada pelit matalat robot. Titik tengah matalat ialah titik rujukan pada matalat yang dikawal oleh robot. Titik-titik yang diprogramkan dalam sel kerja dikenalpasti kedudukannya dengan menggunakan nilai-nilai koordinat-koordinat x, y dan z bagi titik tengah matalat serta sudutsudut penyambungan paksi pada pergelangan lengan robot iaitu pitch,roll dan yaw.

11. Titik tengah matalat 12. Koordinatkoordinat sel kerja

ISTILAH 13. Kelajuan

PENERANGAN Kadar pergerakan titik-tengah matalat yang dilakukan oleh robot di bawah kawalan program. Ia adalah ukuran kelajuan alat tersebut. 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. Bahagian mekanikal sistem robot yang boleh digerakkan ke pelbagai arah, hasil dari gabungan pergerakaan paksi-paksi. Ia terdiri dari komponenkomponen 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

14. Beban maksimum

15. Pengolah

ISTILAH 16. Penggerak

PENERANGAN 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). 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).

17. Pengesan hujung (end- effector)

Robot Industri

Courtesy: Robot Worx Adept tech Epson Robot

Definisi Robot IndustriOleh Mikell Groover An industrial robot is a general-purpose, programmable machine possessing certain anthropomorphic characteristics. Kata kunci : programmable, anthropomorphic characteristics, digunakan di dalam industri

Definisi Robot Industri Tidak hadkan konsep kepada manipulator shj Terbuka kepada pelbagai (anthropomorphic) humanlike characteristics yg lain seperti membuat keputusan, vision.

Definisi RobotikSatu seni, pengetahuan asas knowhow dlm rekabentuk, aplikasi dan menggunakan robot Cabang Sains yg Multidisiplin gabungan subjek mekanikal, elektrikal, elektronik, komputer sains, biologi dan beberapa subjek lain. Pengajian sistematik tentang robot Tertumpu kepada robot yang berorientasikan aplikasi di industri perkilangan

Robot dan Robotik

Robot 1921 Karel Capek (Dramatis Czech ) Memperkenalkan Robot dalam buku Rossums Universal Robots

Robotik 1942 Kajian dan penggunaan robot Isaac Asimov (saintis dan penulis) Satu cerita pendek

Sistem robot sekurang kurangnya ada 3 bah. utama:1. Struktur mekanik yang boleh bergerak, lengan robot. 2. Penggerak/Pemacu - (drive) untuk menggerakkan sendi pada lengan robot 3. Komputer sebagai pengawal dan penyimpan program kerja

Komponen Asas Dalam Robot1.

2.3. 4.

Manipulator (Pengolah) The End Effector (Pengesan Hujung bahagian pengolah) The Power Suplly (Sistem pacuan pengolah The Controller (Pengawal / Unit Kawalan)

Komponen Asas Robot

Anatomi PengolahJari (finger)

Tangan (hand)

Siku (elbow)

Pergelangan tangan (wrist)

Bahu (shoulder)

1.Pengolah (Manipulator)

Adalah unit mekanikal yang membekalkan gerakan yang fungsinya sama dengan lengan manusia Fungsi utama memberikan pergerakan khusus yang membolehkan alat dihujung lengan membuat kerja yang dikehendaki Pergerakan robot boleh dibahagikan kepada dua kategori umum: Lengan dan badan(bahu dan siku) Pergerakan dan pergerakan pegelangan tangan

Badan utama robot Terdiri daripada Links Joints Elemen struktur yg lain Koleksi sambungan mekanikal yg dihubungkan dgn joints utk membentuk satu open-loop kinematics chain

Sendi dan Sambungan (Joints and links)Link 1 Joint 1

Joint 2 Link 2

Pengolah terdiri dari sebuah tapak, satu atau lebih lengan dan pemacu kuasa (sistem pacuan) yang akan menggerakkan lengan tersebut.

Sendi dan Sambungan (Joints and links)

Pengolah dibentuk daripada beberapa siri joints dan links Setiap joints akan menghasilkan satu DOF (degree of freedom) Setiap joint mempunyai dua links, satu input link dan satu output link

2.End Effector (Pengesan Hujung)Alat/Peranti yg terletak di hujung wrist manipulator yg akan menjalankan tugas-tugas yang dikehendaki End effector menjalankan tugas bagi robot Terdapat dua jenis end effector iaitu gripper dan tools Gripper menjalankan tugas memegang dan mengangkat objek Tools menjalankan tugas berdasarkan fungsi alatan tersebut

Samb..

Antara tugas-tugas End-Effector Mengawal objek Memindahkan objek Membuat sambungan ke mesin lain Menjalankan tugas yg ditetapkan

Grippers (penggenggam)Digunakan utk cengkam (grasp) dan pegang (hold) objek Pengklasan gripper

Klasifikasi pertama Klasifikasi Kedua

Klasifikasi Pertama

Single Grippers Mempunyai hanya satu gripper yg boleh pegang satu objek pada satu masa

Double/Multiple Grippers Mempunyai lebih dari satu gripper yg boleh pegang lebih dari satu objek pada satu masa

Klasifikasi Kedua

Dibezakan berdasarkan di mana komponen/objek dipegang oleh gripper External Gripper Objek dipegang dibahagian luar oleh gripper

Internal Gripper Objek dipegang dibahagian dalam oleh gripper

Jenis-jenis gripperMechanical grippers Vacuum cups Magnetic grippers Adhesive grippers Boleh mengendalikan fabrik dan bahan-bahan yg ringan Mempunyai bahan pelekat utk melakukan kerja-kerja memegang

Scoops and inflatable devices Mengendalikan bahan berbentuk cecairdan powder Sukar mengawal amount

Tools (Perkakasan)

Kimpalan Arc-welding tool Spot-welding tool

Spray-painting nozzle Rotating spindles for operations

Drilling, wire brushing, grinding

Heating torches Water jet cutting tool Liquid cement applicators for assembly

3.Sistem pacuan pengolah (Power supply) :sebuah unit yang menyediakan tenaga pada kontroler dan manipulator sehingga robot dapat bekerja Terdapat tiga jenis sistem pacuan pengolah (asas bekalan kuasa):

Eletrik Hidraulik Pneumatik

PneumatikKuasa pacuan ini dihasilkan oleh udara termampat yang diagihkan melalui paip atau tiub ke lokasi robot. Pergerakan linar dan membulat dihasilkan dengan menggunakan selindar yang dipasang pada persendian pengolah. Sistem ini biasa digunakan dalam proses pemasangan mudah dan ringan, proses tuangan (die casting) dan kendalian bahan mentah untuk pemesinan.

Kebaikan dan kelemahan PneumatikKelebihan: 1. Kos paling murah / murah. 2. Unitnya ringan 3. Tindakan yang pantas.

Kelemahan: 1. Udara mesti bersih dan berpelincir. 2. Kawalan pergerakan yang rumit. 3. Terhad kepada kerja ringan.

Hidraulik

Sekitar 45% robot industri menggunakan sistem pacuan ini. Minyak hidraulik yang bertekanan tinggi digunakan untuk menggerakkan pengolah robot melalui tidakan selindar bagi pergerakan linear manakala pergerakan berputar menggunakan rotary actuator. sisitem ini digunakan dalam proses kimpalan arka, kimpalan titik, proses tuangan , kerja mengecat dan kerja tekan (pess work).

Kebaikan dan kelemahan Hidraulik

Kelebihan: Mempunyai keupayaan atau kuasa yang tinggi .

Kelemahan:1. Kos yang mahal. 2. Tindakan yang perlahan 3. Minyak perlu bersih.

ElektrikSistem ini menggunakan motor elektrik sebagai sumber kuasa, daya kilas ditingkatkan dengan pacuan giar. Ia juga digunakan dalam kerja kimpalan arka, kimpalan titik, proses pemasangan dan kendalian bahan mentah untuk pemesinan.

Kebaikan dan kelemahan Elektrik

Kelebihan:1. Pergerakan dan kawalannya lebih lancar. 2. Memberikan kebolehulangan yang tinggi. 3. Kawasan pemasangan yang kecil. 4. Kos operasi yang rendah.

Kelemahan:1. Kos senggaraan yang tinggi.

4.Controller (Pengawal / Unit Kawalan) :untuk mengendalikan komponen robot (data dari komputer sebagai pengendali pergerakan komponen robot dan koordinasi pergerakan dengan output dari sensor). Mengawal dan memandu actuator (terima data dari komputer, kawal pergerakan actuator dan koordinasi pergerakan dgn maklumat dari sensor)

Unit kawalan terdiri dari tiga komponen penting1.

Kabinet kawalan ( control cabinet ) untuk menyusun dan menyelaras pergerakan yang dilakukan oleh pengolah serta menyimpan data

2.

Kotak Mengajar ( Teach pendent ) peranti khas yang digunakan untuk memasukkan data-data tertentu dalam kerja pengaturcaraan robot

3.

Pengkalan komputer (computer terminal ) Pengkalan komputer dan unit monitor memberikan kemudahan perhubungan dua

BLOK DIAGRAMDEFINASI Diagram yang menunjukkan perhubungan atau kaitan di antara komponen dalam sistem Kaedah yang menunjukkan perhubungan isyarat (signal) di dalam sistem

RAJAH BLOK DIAGRAMPenderia

Unit Kawalan

Pengolah

Power Drive

Pengesan Hujung

Bekalan Kuasa Rajah blok yang menunjukkan hubungan antara setiap unsur di dalam sistem robot.

Kegunaan Blok Diagramalat dalam merekabentuk proses baru dan memperbaiki proses sedia ada. Pandangan kerja yang lebih cepat dan tepat Digunakan secara meluas dalam bidang kejuruteraan, pengurusan sains, keadilan jenayah, ekonomi dan sains fizikal untuk pemerhatian dan analisis sistem

JENIS-JENIS ROBOT1.

Robot Pungut Letak (Robot Pengelolaan Komponen)

2.

Robot Pengelolaan Perkakasan

1. Robot Pungut Letak (Robot Pengelolaan Komponen) merupakan robot jenis pengelolaan komponen digunakan dengan meluas di dalam industri pembuatan dalam kerja-kerja mengangkat dan meletakkan komponen atau produk dalam kerja-kerja sepeti pemasangan, pemunggahan dan penyusunan (palletising).

Robot Pungut Letak (Pick and Place Robot)

2. Robot Pengelolaan Perkakasan adalah dari jenis robot yang menjalankan kerja-kerja pembuatan seperti kerja-kerja kimpalan, kerja penyemburan cat/penyalut dan kerja penggerudian. pengesan hujungnya (end effector) terdiri dari perkakasan pembuatan seperti alat-alat kimpalan, alat penyembur, gerudi, dan sebagainya

SISTEM KAWALAN ROBOTTeknik yang digunakan utk mengawal pelbagai paksi robot Dua kelas biasa:

Non-servo-controlled robots(Sistem Kawalan Gelung Terbuka) Servo-controlled robots(Sistem Kawalan Gelung Tertutup)

Non-servo-controlled robots (Sistem Kawalan Gelung Terbuka)

Sifat utama Paksi berada dalam gerakan hingga mencapai had pergerakan

Tiada monitoring utk pergerakan (velocity atau posisi) melalui external sensors Pergerakan dikawal oleh limit switches dan mechanical stops Terhad utk operasi pick-and-place yg mudah

Servo-controlled robots(Sistem Kawalan Gelung Tertutup)Maklumat (posisi,velocity, dll) sentiasa dipantau dan diberibalik kepada sistem pengawal setiap joints Boleh mengawal velocity, acceleration, deceleration utk stp joints yg berbeza Berasaskan closed-loop servor

Posisi paksi robot diukur oleh peranti feedback dan dibandingkan dgn titik yg disimpan didalam memori pengawal

KESIMPULANRobot boleh diklasifikasikan berdasarkan beberapa elemen. Robot diklasifikasikan berdasarkan:

Tugas Konfigurasi Mekanikal Actuator Sistem Kawalan

Pengkelasan robot ini dilakukan bagi memudahkan pemilihan robot yg bersesuaian dengan kerja yg perlu dilakukan

ADA SOALAN?

SEKIAN