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