Mengenal Dasar Teknologi Robot

Mengenal Dasar Robotika

Komponen Dasar Sebuah Robot

Manipulator 

• Mekanik  
• Penyangga gerakan ( appendage)
• Base (pondasi /  landasan robot) 

Controler 

Adalah jantung dari robot untuk mengontrol (MP, RAM, ROM, Sensor dll). 

Power Supply 

Sumber tenaga yang dibutuhkan oleh robot, dapat berupa  energi listrik, energi tekanan cairan ( hidrolik ), atau energi tekanan udara ( Pneumatik ). 

End Effector 

Untuk memenuhi kebutuhan dari tugas robot atau si pemakai.

GEOMETRI ROBOT

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)

Joint Dan Link 

Joint memungkinkan terjadinya gerakan pada dua bagian tubuh robot, sedangkan Link menghubungkan tiap-tiap joint. 

Tipe-tipe Joint Robot

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, nput Link, pararel dengan axis perputaran dari joint. Output tegak lurus dengan putaran. 

Konfigurasi Robot 

Dikarenakan robot mempunyai bermacam-macam bentuk dan ukuran, sehingga memiliki beragam kemampuan gerakan. Secara fisik, ada beberapa konfigurasi yang dapat dibentuk. Yaitu, 

• Konfigurasi Koordinat Kartesian 

Sistem koordinat kartesian berbasis akan 3 sumbu atau bidang, yaitu sumbu x, y dan z.

• 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.

• Konfigurasi Koordinat Polar 

Konfigurasi koordinat polar/simetrikal juga memiliki 3 sumbu yaitu θ  (theta), β (beta), dan  R. dikatakan system simetrikal  karena ruang gerakdari robot merupakan sphere (bola). 

• Sistem Koordinat Articulate 

Sistem koordinat articulate didefinisikan dengan 3 sumbu, yakni θ (theta), upper arm (w) dan elbow (U). Sumbu ini memberikan ke-fleksibelan lebih besar.

• SCARA ( Selective Compliance Assembly Robot Arm) 

Sistem sumbu yang mirip koordinat Articulate tetapi  berbasis pada gerakan horizontal. Memiliki kemampuan untuk  “insektion”, salah satu sistem sumbu yang mungkin  dari SCARA adalah seperti pada gambar di bawah ini.

Precision Of Movement 

Ada tiga jenis kategori pada keakuratan gerakan dari ujung robot pada suatu penerapan , yaitu : 

• Spatial Resolution 

Dapat diartikan sebagai gerakan terkecil yang masih dapat dikontrol oleh si pemrogram, sehingga spatial resolution adalah jumlah dari  resolusi control dengan ketidak akuratan mekanik. 

• Accuracy (akurasi)  

Adalah kemampuan dari ujung robot untuk mencapai titik yang dituju. Dengan kata lain akurasi adalah setengah resolusi spatial. 

• Repeatability (pengulangan) 

Adalah kemampuan dari ujung robot  untuk mencapai titik yang sebelumnya dikontrol. Repeatability umumnya lebih kecil dari akurasi. 

Weight Carrying Capacity 

Adalah kemampuan robot untuk memindahkan beban. Merupakan faktor untuk berbagai macam keperluan, yaitu : 

• Jenis tugas 
• Jenis barang 
• Produktivitas 

Type Of Drive System 

Ada tiga jenis dasar penggerak robot, yaitu : 

• Hydraulic  

Menggunakan fluida / oli, kurang dalam segi kebersihan, beresiko kebakaran. 

• Pneumatic 

Menggunakan tekaanan udara merupakan jenis yang termurah, terpraktis dan fixed points. 

• Electric 

Yang dimaksud adalah motor listrik. Ada dua jenis motor, yaitu motor DC dan motor stepper. Ciri khasnya adalah kecepatan. Selain penggerak di atas, untuk mencapai presisi, kecepatan serta gerakan yang diinginkan, robot selalu dilengkapi dengan gear dan cam.

End Effectors 

Memiliki tujuan untuk melaksanakan tugas tertentu. Faktor-faktor yang penting dalam end effector adalah sebagai berikut : 

• Tugas 
• Design 
• Kontrol program 
• Ukuran area kerja 
• Waktu siklus 
• Keselamatan kerja 

 Jenis end effector dapat dikelompokkan dalam dua jenis yaitu 

• Gripper 
• Tooling 

Jenis-Jenis Gripper : 

• Mechanical Gripper 

Fungsi  : Untuk menjepit objek 

Tipe  : Inside – Outside 

Driver  : Gear – Pneumatic 

Perhitungan : Ukuran, gaya, kecepatan dan CG 

• Vaccum Gripper 

Fungsi  : Permukaan halus dan rapuh 

Tipe  : Single - Double 

Driver  : Pneumatic 

Perhitungan : Daya hisap, luas ‘cups’, tipe permukaan 

• Vaccum Gripper 

Fungsi  : Permukaan datar dan metal 

Tipe  : Single - Double 

Driver  : Electric 

Perhitungan : Beban, panas dan arus listrik 

Jenis-Jenis Tooling : 

• Drilling 
• Painting 
• Welding 
• Surfacing

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.

Sensor Pada Robot

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. 

Tipe-Tipe Robot

• AIBO

AIBO merupakan singkatan dari AI roBOt, yang artinya robot dengan intelejensia buatan. Di  jepang sendiri, "aibo" berarti sahabat. Versi terbaru dari robot anjing AIBO hadir memberikan hiburan dengan desain yang futuristik, AIBO ERS-220. 

Robot ini mempunyai 16 motor yang memungkinkannya dapat berjalan, bermain bola, duduk, dan berbaring. Lalu dengan sensor penglihatan dan pendengaran, 21 lampu mengelilingi bagian kepala, dan dibagian atas kepala terdapat lampu yang mengekspresikan berbagai emosi dan insting untuk menghibur pemiliknya. 

ERS-220 memiliki kemapuan wireless LAN sehingga kita dapat mengedalikan dari jauh.

• ASIMO 

ASIMO adalah singkatan dari Advanced Step in Innovative Mobility dan telah datang ke Jakarta pada tanggal 19-27 Juli  yang lalu di pameran Gaikindo. 

Dengan tinggi 120 cm, robot ini memiliki sistem komputerisasi dan sensor-sensor yang dapat mengatur setiap gerakannya dan memungkinkan bertingkah laku seperti gerakan manusia. ASIMO dapat melangkah naik dan turun tangga, melambaikan tangan,melakukan langkah dansa, serta berbicara dalam berbagai bahasa. 

Pengembangan teknologi robotika mendapat perhatian dari para peneliti Jepang, bahkan mereka juga meminta pemerintahnya untuk melakukan investasi, dengan tujuan di beberapa tahun mendatang dapat diciptakan mesin yang memiliki intelejensia buatan layaknya anak kecil. 

STRUKTUR DASAR 

Insinyur Honda menciptakan ASIMO dengan 26 derajat Kebebasan yang membantu berjalan dan melaksanakan banyak tugas manusia. 

Satu derajat Kebebasan adalah kemampuan untuk bergerak ke kiri dan ke kanan atau ke atas dan ke bawah. Derajat kebebasan ini dibuat seperti halnya  sambungan otot pada manusia untuk pergerakan yang maksimum dan fleksibel.  

ASIMO mempunyai dua derajat Kebebasan pada leher nya, enam pada setiap lengannya dan enam pada setiap kakinya. Material pada badannya, adalah struktur magnesium alloy, dikombinasikan dengan komputer kuat dalam  ransel dipunggungnya  dan 26 servo motor di seluruh badannya  untuk membantu ASIMO berjalan dan bergerak dengan lembut dengan mudah. 

FUNGSI DASAR 

ASIMO dirancang untuk beroperasi di lingkungan kita, di mana kita harus menjangkau sesuatu, mengambil sesuatu dan melakukan navigasi untuk berjalan berkeliling,serta memanjat tangga misalnya. itu adalah mengapa ASIMO mempunyai dua lengan dan dua kaki sering dipanggil dengan robot humanoid.

Sesungguhnya, ASIMO hanyalah robot humanoid yang dapat berjalan dengan bebas dan memanjat tangga. Kemampuan dasar Ini adalah penting, sebab lingkungan kita yang penuh dengan permukaan tidak seimbang, rintangan dan tangga rumah, untuk dapat mampu dengan mudah berfungsi dan dapat membantu manusia.