Perencanaan desain robot

LAPORAN
PERENCANAAN DESAIN
ROBOT PERAKIT PNEUMATIK PISTON


Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah ROBOTIKA
Dibimbing oleh Dyah Lestari






Disusun oleh Kelompok 9 :
Siti Masruroh (208533420040)
Imro’ atu Sholihah (208533414729)
Rizqi Kusuma. A (407532352875)
Puput Pristanto (307532353005)







UNIVERSITAS NEGERI MALANG
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

BAB I
PENDAHULUAN

1.Latar Belakang

Kemajuan sains dan teknologi dewasa ini telah dirasakan membuat kualitas hidup manusia semakin baik. Teknologi yang dapat berkembang biasanya teknologi yang dapat mempermudah kehidupan manusia. Robot merupakan sebuah alat mekanik yang dapat melakukan tugas fisik, baik menggunakan pengawasan dan kontrol manusia, ataupun menggunakan program yang telah didefinisikan terlebih dulu (kecerdasan buatan). Robot biasanya digunakan untuk tugas yang berat, berbahaya, pekerjaan yang berulang dan kotor. Biasanya kebanyakan robot industri digunakan dalam bidang produksi.
Oleh karena itu, banyak pabrik-pabrik yang memilih mengganti tenaga manusia menjadi tenaga mesin. Setiap perusahaan selalu berusaha untuk efisien dan efektif dalam melakukan proses produksinya. Hal ini sesuai dengan prinsip ekonomi, yang bertujuan mendapatkan keuntungan yang sebesar besarnya dengan biaya yang serendah-rendahnya. Salah satu upaya yang dilakukan perusahaan antara lain dengan cara mengurangi biaya produksi, termasuk biaya tenaga kerja. Meningkatnya kualitas hidup berdampak pada gaji tenaga kerja terampil yang semakin mahal. Tenaga kerja terampil umumnya menuntut gaji yang besar.
Padahal tenaga kerja terampil sebagai manusia pada umumnya memiliki keterbatasan seperti kelelahan, sakit, jenuh, bahkan kadang menuntut kenaikan gaji melalui demonstrasi yang dapat menghentikan aktivitas perusahaan. Dewasa ini perusahaan selalu berupaya untuk mengganti pekerjaan yang selama ini dilakukan oleh manusia untuk digantikan dengan mesin-mesin dalam rangka efisiensi dan peningkatan kualitas produksinya. Dengan kata lain banyak perusahaan melakukan otomasi produksinya.
Dengan latar belakang itu, maka penulis akan membuat sebuah desain perencanaan Robot perakit pneumatik piston. Robot tersebut didesain untuk dapat bekerja sebagai robot perakit dan dapat melaksanakan tugasnya untuk merakit beberapa komponen.




2.Tujuan
Perencanaan robot ini dibuat untuk memenuhi tugas mata kuliah robotika. Tujuan dari pembuatan perencanaan desain robot ini:
1.Membantu proses perakitan beberapa komponen pada perusahaan perindustrian secara efektif dan peningkatan kualitas produksi.
2.Pembelajaran mahasiswa dalam perencanaan perakitan perencanaan desain
robot perakit pneumatik piston.




























BAB II
PEMBAHASAN

A.KOMPONEN DASAR ROBOT
a.Manipulator : Lengan yang memberikan gerakan robot untuk memutar, melipat, menjangkau objek. Gerakan ini di sebut dengan derajat kebebasan robot atau jumlah sumbu yang ada pada robot. manipulator terdiri dari beberapa segmen dan sambungan (joint).
b.End effector (tangan robot) adalah alat atau piranti yang terletak di ujung wrist manipulator yang akan menjalankan tugas-tugas yang sesuai dengan perencanaan yang telah dibuat.
c.Sensory devices (sensor) adalah sebuah alat pendeteksi sesuau hal yang terjadi disekitarnya.
d.Joint : Joint atau sambungan merupakan hubungan antara lengan (arm) dengan lengan yang lain sehinga dipisahkan oleh sumbu (axis).
e.Processor adalah otak dari robot.
f.Power supply adalah sebuah unit yang menyediakan tenaga pada kontroler dan manipulator sehingga dapat bekerja. Power supply dalam suatu sistem robot dibagi menjadi dua bagian, yaitu bagian untuk kontroler dan bagian untuk manipulator. Program (software) digunakan untuk mengoperasikan computer untuk pengendalian tugas robot.
g.Kontroller digunakan untuk mengendalikan komponen robot (data dari komputer sebagai pengendali pergerakan komponen robot dan koordinasi pergerakan dengan output dari sensor).
h.Gripper adalah sebuah efektor yang berfungsi untuk menggenggam dan menahan objek.
i.Efektor: Efektor berfungsi sebagai bagian terakhir yang menghubungkan antara manipulator dengan objek yang akan dijadikan kerja dari robot.





B.Griper Mekanik
Mekanikal gripper didesain untuk menggenggam dan menahan objek dengan memberikan kontak pada objek. Biasanya menggunakan finger/jari mekanik yang disebut dengan jaws. Finger ini dapat dilepas dan dipasang sehingga sangat fleksibel pemakaiannya. Sumber tenaga yang berikan pada gripper ini bisa berupa pneumatik, hidrolik dan elektrik.

C.Griper Magnet
Gripper magnet bekerja karena efek bidang magnet, sehingga menimbulkan hisapan atau tarikan pada komponen yang akan di handel. Gripper magnetic dapat dibagi menjadi dua kategori, yaitu menggunakan electromagnet dan menggunakan maget permanen.
Electromagnet menggunakan sumber arus dan lebih mudah untuk dikontrol dibandingkan dengan menggunakan magnet permanen. Pada gripper magnet menggunakan electromagnet saat menghisap dan melepas komponen yang akan ditangani menggunakan metode on dan off arus yang mengalir pada electromagnet.
Keuntungan permanen magnet adalah tidak dibutuhkannya arus tambahan yang berarti akan menghemat energi pada sistem robot. Kelemahan sistem ini adalah kesulitan pada pengontrolan. Saat gripper mendekat pada komponen atau objek untuk menangkat, kemungkinan tertariknya material lain berasal dari besi, maka kemungkinan besar akan tertarik. Permanen magnet sering digunakan pada penanganan material yang berada pada lingkungan berbahaya seperti ledakan. Lingkungan yang mempunyai daya ledak tinggi akan membahayakan arus listrik yang mengalir pada elektromagnet.
Keuntungan menggunakan gripper magnetic adalah : Ukuran komponen yang bisa bervariasi, dari kecil hingga komponen yang besar. Mempunyai kemampuan untuk menangani logam yang berlubang. Pada griper vakum tidak bisa menangani hal tersebut. Dapat menangani beberapa komponen, tergantung dari jumlah gripper yang dipasangkan pada wrist.




BAB III
DESAIN ROBOT

A.Perencanaan Desain Robot
Lengan Robot yang Digunakan Beserta Grippernya
1.Lengan 1 :
pada lengan robot ini menggunakan jenis robot artikulasi dengan pengerak motor steper, kerena robot yang dibutuhkan adalah robot yang mempunyai banyak arah gerakan sehingga kami memilih menggunakan robot jenis ini.
menggunakan gripper mekanik untuk komponen 1 (piston) aluminium & komponen 2 per (spring). Menggunakan gripper mekanik karena komponen yang digunakan berbentuk silinder sehingga membutuhkan desain griper yang dapat menggenggam atau mencengkeram dan menahan objek. Gripper mekanika memiliki dua jari sehingga dapat mencengkeram sekaligus menahan komponen piston aluminium dan per (spring) dengan baik.

Gambar lengan robot dan gripper
2.Lengan 2 :
Pada lengan robot ini menggunakan jenis robot artikulasi dengan pengerak motor steper, kerena robot yang dibutuhkan adalah robot yang mempunyai banyak arah gerakan sehingga kami memilih menggunakan robot jenis ini.
Menggunakan gripper mekanik pencengkeram dalam untuk komponen 2 (piston stop). menggunakan gripper ini karena komponen yang digunakan berbentuk silinder, tetapi pada bagian luar atasnya terdapat tonjolan yang agak panjang dan tipis sehingga bila menggunakan gripper mekanik pencengkeram/penggenggam luar akan terjadi kesulitan untuk menggenggamnya. Maka dari itu kami memilih gripper pencengkeram/penggenggam dalam karena pada bagian dalam tidak terdapat tonjolan dan berbentuk silinder.

Gambar lengan robot dan gripper
3.Lengan 3 :
pada lengan robot ini menggunakan jenis robot artikulasi dengan pengerak motor steper, kerena robot yang dibutuhkan adalah robot yang mempunyai banyak arah gerakan sehingga kami memilih menggunakan robot jenis ini.
menggunakan gripper magnet untuk komponen 4 (penutup). Menggunakan gripper magnet pada komponen ke-4 atau pada komponen cover (steel) ada beberapa tinjauan:
1)Ditinjau dari hemat listrik : ketika menggunakan gripper magnet tidak dibutuhkannya arus tambahan yang berarti akan menghemat energi pada sistem robot.
2)Ditinjau dari segi ukuran benda: Gripper magnet memiliki kemampuan untuk menangani logam yang berlubang (pada komponen cover/steel berlubang). Selain itu ukuran dari benda yang akan diambil terlalu tipis untuk diambil dengan griper yang lain.






Gambar lengan robot dan gripper
4.Lengan 4 :
Menggunakan gripper obeng untuk komponen 5 yaitu baut (screw).
Menggunakan lengan SCARA (selectifve assembly robot arm) karena fungsi pergerakan dari lengan ini banyak digunakan untuk pergesaran kekanan dan kekiri.


B. Desain alas/tempat (jigs and fixture) untuk penempatan benda yang akan dirakit
1.Untuk Penempatan Komponen Utama (Main Frame)
Komponen utama (Main Frame) ini diletakkan diatas sebuah konveyor. Untuk penempatan jarak antar komponen utama disesuaikan dengan kebutuhan. Selain itu agar komponen utama pada konveyor tidak bergerak, maka pada konveyor diberi penjepit/jigs. Gambar seperti tampak dibawah ini :






2.Untuk Penempatan Komponen 1 (Piston), 2 (Piston Stop), 3 (spring), dan 4 (tutup)
Untuk penempatan komponen 1, 2, 3 ini diletakkan diatas konveyor, komponen diletakkan berjajar satu satu. Untuk penempatan jarak antar komponen disesuaikan dengan kebutuhan. Gambar seperti tampak dibawah ini :

Penempatan Komponen 1 (Piston)




Penempatan Komponen 2 (Piston Stop)




Penempatan Komponen 3 (spring)




Penempatan Komponen 4 (Penutup)




3.Desain untuk komponen 5 (Baut)
Untuk komponen lima ini kita harus memposisikannya terlebih dahulu agar nati pada saat pengambilannya mudah. Untuk memposisikan komponen ini kita menggunakan Outlet Vibrator Bowl. Cara kerja dari Outlet Vibrator Bowl yaitu alat ini akan bergetar sehingga screw didalam wadah akan bergetar, apabila bergetar maka screw akan berjalan melewati track. Pada saat di track inilah screw akan diseleksi dan selanjutnya screw yang telah terposisikan akan masuk ke track selanjutnya.

Gambar vibratory bowl feeder

Gambar track pada vibratory bowl feeder

C. Cara Kerja Sistem Robot
Komponen utama telah diletakkan dalam konveyor. Di konveyor ini komponen utama telah dijepit/dikunci agar pada saat konveyor digerakkan tidak bergerak. Apabila komponen utama ini menganai sensor infra red 1 maka konveyor akan berhenti. Pada saat konveyor berhenti pertama kali maka secara otomatis robot lengan satu akan mengambil komponen 1 (piston) dan meletakkannya pada tempat yang sudah ditentukan di komponen utama. Setelah komponen satu terpasang maka robot 2 akan mengambil komponen tiga. Sebelum komponen tiga diletakkak pada komponen utama, terlebih dahulu robot lengan dua mengambil komponen dua dan meletakkannya pada komponen utama, setelah robot lengan dua kembali ke posisi semula maka barulah robot lengan satu bekerja meletakkan komponen tiga ke komponen utama. Setelah robot lengan satu kembali keposisi semula maka konveyor akan bergerak kembali. Kemudian komponen utama akan kembali berhenti setelah menghalangi sensor infra red 2. Setelah komponen utama berhenti maka robot lengan 3 akan mengambil komponen 4 dan meletakkannya pada komponen utama. Karena sebenya terdapat komponen 3 (per) maka robot lengan 3 akan menekan komponen 4 (tutup) agar komponen dapat melekat diatas komponen utama. Setalah komponen 4 melekat maka robot lengan 4 akan bekerja meletakkan komponen 5 (baut) ke komponen utama. Setelah komponen 5 sudah terpasang semuanya maka robot lengan 4 akan kembali ke posisi semula selanjutnya disusul robot lengan 3 juga akan kembali ke posisi semula. Setelah robot lengan 3 kembali ke posisi semula maka konveyor akan bergerak kembali (komponen utama akan diletakkan pada konveyor yang lain untuk dilakukan proses berikutnya). Kemudian seterusnya akan terjadi proses yang sama untuk komponen utama yang lain.


D. Sensor Yang Digunakan
1.Sensor Infra Red
Sensor infra red digunakan untuk mendeteksi benda/komponen kerja. Sehingga bila benda kerja menghalangi cahaya yang mengenai sensor ini maka secara otomatis konveyor akan berhenti.
2.Sensor kamera
Sensor kamera digunakan untuk mendeteksi benda atau komponen apakah benda sudah berada pada posisi yang benar, misalnya; posisi baut.




















BAB IV
PENUTUP
A.Kesimpulan
1.Penggunaan robot pada perusahaan dalam melakukan proses produksi dapat menjadi lebih efisien dan efektif karena sesuai dengan prinsip ekonomi, yang bertujuan mendapatkan keuntungan yang sebesar besarnya dengan biaya yang serendah-rendahnya.
2.Pemilihan gripper pada desain perencanaan robot harus disesuaikan dengan kebutuhan agar tercapai keefektifan dan efisiensi kerja robot