8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

1/74

BAB V

ROBOT INDUSTRI

Definisi robot:

Teknologi robot adalah ilmu terapan yang mengacu pada kombinasi dari mesindan komputer. Termasuk penggunaan robot di berbagai macam bidang seperti desainmesin, teori kontrol mesin, mikroelektronik, pemrograman komputer, kecerdasan

 buatan, faktor-faktor manusia dan teori produksi.

Karakteristik secara umum dari sebuah robot.

Mesin khusus dengan derajat flesibiliti yang sangat berbeda dengan penggunaansistem otomatis. Pada intinya adalah sebuah tangan mekanis yang di

 pasangkan/ditempelkan di lantai, di mesin atau dalam beberapa kasus di dinding.

Pemasangannya dengan tangan mekanis, dan bertugas untuk melakukan tugas berulangyang terkontrol dan sesuai dengan lingkungannya. Kemampuan untuk bergerak daritangan mekanis untuk melakukan kerja. Dapat bekerja sesuai dengan lingkungan kerjadimana tangan mekanis telah terpasang alat untuk tugas tertentu.Difinisi:

olume kerja! adalah batas maksimum yang dapat dicapai tangan mekanis kesegalaarah.Beban maksimum! Kemampuan maksimal secara kontinyu dan aman dalam memba"a

 beban sesuai kecepatan yang digunakan.

Keceatan! Kecepatan maksimum yang mampu dilakukan oleh ujung tangan mekanisdengan beban berat dalam satuan mm/detik atau inci/second.Sik!us ! "aktu yang diperlukan ole robot untuk menyelesaikan satu siklus pekerjaandari mulai mengambil benda kerja, pada ketinggian tertentu, dipindahkan dengan jaraktertentu, meletakkannya, melepaskannya dan kembali lagi keposisi a"al.Kete!itian! Kemampuan robot dalam menggerakkan end effector #ujung jarinya$ pada

 posisi yang ditentukan dengan perintah yang sebelumnya belum pernah dilakukan.Kemamuan men"u!an"! Kemampuan robot dalam kembali kekedudukan semulasetelah melakukan perintah ke posisi tertentu.Reso!usi ! %arak terkecil yang mampu dilakukan robot dalam mengubah posisinya dan

dapat terkontrol dengan ukuran yang terukur.Ukuran! &entuk ukuran pisik robot yang termasuk kapasitas dan kemampuannya.Komonen dasar!Komponen dasar dari robot industri adalah!. manipulator #gerakan gerakan yang mampu dilakukan$. 'nd effector #ujung jarinya$ bagian dari manipulator . Po"er supply #tenaga yang diperlukan$. kontrolernya#aniu!ator! dimana tangan robot yang terdiri dari sambungan bagian-bagian dengan

kemampuan bergerak dalam sumbu koordinat pada berbagai macam arah yang sesuaidengan pekerjaan yang dilakukan robot.

47

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

2/74

$nd effector! tempat dilekatkan griper alat/tool, alat spesial atau fi(ture untuk tanganrobot, secara aktual dalam melakukan pekerjaan.%o&er su!'! energi yang diperlukan robot dalam melakukan gerakannya yang dapat

 berupa elektrik, pneumatik atau hidrolik.Kontro!er! terminal, sistem koordinat yang mendukung gerakan robot, dan interfaceyang dapat menghubungkan robot dengan dunia luar.

#aniu!ator:

)nit mekanis untuk gerakan-gerakan yang menyerupai gerakan tangan manusia.*erakan fungsi primer yang menyediakan gerakan-gerakan yang dapat berupa tooling

 pada ujung dari tangan untuk melakukan pekerjaan yang diperlukan. *erakan robotdapat dibagi menjadi dua kategori yaitu gerakan tangan dan gerakan badan #bahu dansiku$, serta gerakan pergelangan tangan. *erakan sambungan sendi merupakan kategorisebagai gerakan derajat kebebasan #degree of freedom$. +etiap sumbu gerakanmerupakan satu derajat kebebasan, khususnya untuk robot industri dilengkapi dengan sampai derajat kebebasan.Pergelangan tangan dapat mencapai titik posisi dalam ruang dengan sumbu orientasikhusus oleh tiga jenis gerakan yaitu, Pitch #gerakan naik turun$, a" #gerakan sisi kesisi$, dan roll #gerakan rotasi$. Titik-titik sasaran yaitu gerakan lengkungan, geseran ataurotasi dari manipulator disebut sumbu sendi atau posisi. Manipulasi diujungnyadilengkapi dengan alat-alat mekanis seperti sambungan, roda gigi, pemindah dan alat-alat feedback #gerakan balik$. +umbu posisi disebut dengan koordinat dunia,diidentifikasi sebagai lokasi yang baku dengan manipulator, dan ini seperti framereferensi yang absolut. +umbu adalah gerakan geseran masuk keluar dari manipulator.+umbu adalah gerakan geseran sisi ke sisi. +umbu 0 adalah gerakan geseran ke atas

ke ba"ah. Desain gerakan mekanis dari manipulator robot berkaitan langsung denganarea kerja dan karakter gerakan.

48

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

3/74

$nd effector

*erakan alat ini dapat membuka dan menutup. &erfungsi sebagai plat untukdipasang alat #tool$. Tergantung pada jenis operasi, end effector dapat dilengkapidengan berbagai macam tool seperti!

*ripper, hooks, scoops, elektromagnetis, mangkok 1acum, adhesi1e fingers

sebagai pemegang material.+pray gun, untuk pengecatan2lat untuk spot "elding, arc "elding maupun arc cutting.Po"er tools seperti drill, nut dri1er dan burrs.2lat khusus dan fi(tures untuk machining dan asembling.2lat-alat ukur seperti dial indikator, depth gauge dll.Dengan alat dan tool tambahan yang dipasang diujung end efecctormenunjukkan macam-macam operasi yang bisa dilakukan oleh robot tersebut.

Titik referensi sistem koordinat atau titik gerakan dari alat iris yang disambungkan padaujung tangan robot disebut tool center point #T3P$. 'nd effector biasanya dilengkapidengan kebutuhan handling khusus yang diperlukan. *rippers mekanis paling biasa

 banyak digunakan dengan jari dua atau lebih. Pemilihan tool end effector yang spesifiktergantung faktor faktor seperti, memuatkan benda kerja, lingkungan sekitar,kemampuannya dan harga.

%o&er Su!'

4ungsi dari po"er supply adalah menyediakan dan mengatur energi yangdibutuhkan oleh pengoperasian robot. Tiga dasar macam po"er supply! 'lectric,hydrolik atau pneumatis. 'lectrik adalah sumber yang paling umum digunakan secara

ektensi1 pada robot industri. Kedua terbanyak energi pneumatis dan paling sedikit

49

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

4/74

adalah hidrolik. Po"er supply berhubungan langsung dengan kecepatan memba"a beban.

Kontro!er

Kontroler adalah sistem komunikasi dan alat proses informasi pergerakan penghentian dan gerakan koordinat serta gerakan se5uuence dari robot. Kontroler inimenyajikan input yang dapat diterima oleh robot dan membangkitkan signal outputuntuk mengontrol motor atau aktuator yang dihubungkan dengan gerakan robot dandunia luar. Menggambarkan diagram blok dari banyak bagian controller robot. %antungdari controller adalah komputer dan memorinya. +eksi 6nput output dari sistem kontrolharus menyediakan sebuah interface komunikasi antara komputer kontroler robot dan

 bagian alat-alat diba"ah ini!+ensor feedback.

+ensor produksi.Mesin-mesin tool untuk produksi.2lat-alat petunjuk #teching de1ice$.2lat alat penyimpan program, alat alat hard kopi.

Komputer akan mengkontrol gerakan tangan robot dari pengendali signal yang mengalir melalui ka"at interface ke aktuator tangan robot. 7obot sering diklasifikasikan kedalamtiga kategori utama, berkenaan dengan tipe kontrol yang digunakan seperti!

 8onser1o- sistem open loop.+er1o- sistem clossed loop.

+er1o-controller 9 sistem clossed loop dengan continuesly controlled path.

  +ebuah robot adalah manipulator yang dapat diprogram, multi fungsi yangdidesain untuk memindahkan material, bagian bagian, tool atau alat-alat spesial kedalam1ariable program gerakan untuk melakukan berbagai macam tugas

50

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

5/74

M6T:s Kismet, robot yang menampilkan e(presi seperti senang, sedih, surprise dankece"a.

Tu"as khusus robot ada!ah!&erbahaya! space e(ploration, chemical spill clean up, disarming bombs, diusasterclean up.&oring dan atau repetiti1e! "elding car frames, part pick and place, manufacturing

 parts.Ketelitian tinggi dan kecepatan tinggi! electronics testing, surgerey; precisionmachining.

Otomasi (ersus robot:

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

6/74

&ottling machine, dish"asher, paint sprayer 

7obot adalah mesin yang didesain untuk melakukan tugas yang ber1ariasi!

Mengambil dan meletakkan, mobile robots, computer numerical control machine.

#acam)macam robot:

#en"ambi! dan me!etakkan benda:

 2 +3272 robot #selecti1e compliant articulated robot arm $ pickand place robot dengan angular, (-y-= positioning #2dept

Technology$.

3ontinues path control! bergerak sepanjang programmable path

sumbu robot industri #>? K, 4anuc robotics$, tetapi dengan alattambahan #@?? K untuk tooling dan programming$.Sensor! digunakan sensor-sensor untuk feedback.

%ick and !ace!Memindahkan items dari posisi satu ke posisi lainnya Tidak memerlukan jalan yangkhusus antara posisi tersebut. Digunakan untuk memuatkan benda kerja maupunmelepas dari mesin 383, memasang komponen pada papan circuit, memindahkan daridan ke belt kon1eyor.

52

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

7/74

2 cartesian robot for picking and placing circuits on circuit-boards.

*ontinues art contro!

&erpindah/memindahkan sepanjang jalan tertentu.Termasuk menggunakan "elding, cutting,machining parts. 7obotic seam "elding.

Sensor'Penggunaan sensor untuk feedback. 3losed-loop robots usesensors in conjunction "ith actuators to gain higher accuracy-ser1o motors. )ses include mobile robotics, telepresence, searchand rescue, pick and place "ith machine 1ision.

Rangkuman

 Robot  yang diajarkan pada matakuliah 38366 adalah dasar dari sistem 4M+#fle(ible manufacturing system$. 7obot biasanya diletakkan dalam sel-sel #4M3fle(ible manufacturing cell$ yang melakukan tugas kerja yang berbahaya bagi manusiaatau tugas yang sulit dilakukan manusia, namun pekerjaan itu. 7obot dapat diprogramsehingga dapat melakukan pekerjaan yang rutin yang teliti dan dapat ber1ariasi jugacepat dalam proses sehingga dapat menggantikan manusia dalam melakukan tuga s

kerja di 6ndustri. )ntuk pertemuan pertama ini mahasis"a akan mampu menja"ab pertanyaan-pertanyaan yang berkenaan dengan gerakan robot dan kondisi yang bisa

53

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

8/74

diatasi, sehingga suatu pekerjaan akan lebih cepat, rapi dan teliti jika itu dilakukanmanusia, disamping itu kondisi yang tidak mendukung kesehatan perkerja #munusia$dapat digantikan oleh robot.

%$RK$#BAN+AN K$#A#%UAN ROBOT

Ke!ebihan robot dibandin" manusia

Aal-hal yang mudah bagi robot tapi sulit bagi manusia

• tugas yang berulang-ulang• operasi yang continyus•  penghitungan lengkap• referensi data base yang sangat banyak 

Aal-hal yang mudah bagi manusia tapi sulit bagi robot• membuat analisa alasan•  beradaptasi dengan lingkungan yang baru• fleksibel dalam mengubah kebutuhan• meintegrasikan banyak sensor • membuat pemecahan data-data yang

 bertentangan• men-sintesa informasi yang tidak ada kaitannya• kreati1itas

Tu"as)tu"as 'an" seharusn'a untuk robot:

Berbaha'a:

• space e(ploration #Penjelajahan ruang angkasa$• chemical spill cleanup #membersihkan cairan

kimia yang tumpah/terpecik$• disarming bombs #menjinakkan bom$• disaster cleanup #membersihkan puing-puing$

Borin" and,or reetiti(e -ekeraan membosankan dan atau beru!an")u!an"/• mengelas body mobil

54

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

9/74

• mengambil dan meletakkan benda kerja•  benda kerja manufacturing

0i"h recision or hi"h seed -kete!itian tin""i atau keceatan tin""i/

•  pengujian elektronik • surgery #operasi tubuh manusia$

mesin-mesin presisi.Ukuran dan unuk kera robot.

1orkin" (o!ume

7uang dimana robot bekerja. &ertambah besar 1olume kerja bertambah mahal tetapidapat menambah kemampuan robot.

Keceatan dan erceatan!&ertambah kecepatan sering mengurangi resolusi atau menambah harga. ariasitergantung pada posisi dan beban. Kecepatan dapat dibatasi dengan tugas robot yangdibatasi oleh unjuk kerjanya #"elding, cutting$.

Reso!ution

55

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

10/74

• +ering menjadi terbatasnya kecepatan kerja robot.• +tep terkecil yang dapat dikerjakan robot.• Ketelitian• Perbedaan antara posisi riil dan posisi dalam program.

56

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

11/74

Reeatabi!it'

• 2kankah robot selalu kembali ke titik yang sama diba"ah kondisi kontrol yang

sama.• Menambah harga• ariasinya tergantung posisi dan beban

Kontro!

•

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

12/74

• Eheels• Multipedal #multi-legged "ith a s5uence of actions$

Eork areas

•+egiempat #(,y,=$• 3ylindrical #r, ,=$Ɵ

• +pherical #r,Ɵ,F$

3oordinates

• Eorld coordinate frame• 'nd effector frame• Ao" to get from coordinate system G to : to

Transformations

Koordinat transformation umum dari G ke : ke C &(: Hp , dimana & adalah matrikrotasi dan p adalah 1ektor translasi.Iebih mudahnya bisa dipakai matrik augmented yang diekpresikan kedalam persamaandiatas sebagai ( C 2 (:Koordinat transformasi dari sistem multilink di tulis sebagai! o C2? 2@ 2@B........ 2#n-$#n$ n

Dinamika

Kecepatan, percepatan dari end aktuator 

• Po"er transmission

• 2ktuator +elenoid- dua posisi seperti in dan outMotor dan roda gigi, belts, scre"s, le1ers ---- continum of positionsMotor steper --- range of positions in discrete increments

%rob!ematik 

%oint play, compounded through 8 jointsPercepatan massa menimbulkan getaran, deformasi elastis di dalam link.Tor5ue, tegangan ditramisikan tergantung pada beban end aktuator.

%ro"ramin"

Posisi end aktuator !

• multiple

solutiuons

Trajektori dari end aktuator --- bagaimana menggerakkan end aktuator dari titik 2 ke &•  program untuk gerakan koordinat dari setiap link 

58

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

13/74

2 3&

•  problem 9 kadang kadang tidak mendekati pemecahannya

@ D JbinairG robot segment3ontoh @D robot link mempunyai tiga selenoid untuk menentukan geometri. +emuakomponent dihubungkan oleh pin joint, komponen 2, &, 3 mempunyai dua tingkatyaitu masing masing untuk kontrol in dan out terhubung dengan sambungan selenoid.Data geometri dihubungkan direpresentasikan dalam bentuk B binair digits untukme"akili stage 2, &, 3 seperti ?? melambangkan 2, 3 in, & out. Iink dapatdisambungkan dan dikontrol dengan B set kode bit.

2eedback kontro!

• encoder rotasi• kamera• sensor tekanan• sensor temperatur 

• s"ith batas• sensornoptik • sonar 

Ne& direction

Aaptics 9 tactile sensing. Mekanisme kinematika lainnya seperti snake motion #gerakanseperti ular$ 7obot yang dapat belajar.

  2 snake robot #

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

14/74

Konstruksi robot diandan" dari sisi manusia:

&agaimana sensor sensor tubuh kita bekerja

• Mata•

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

15/74

• +tationary base• Mudah berpindah/dipindahkan

+ensor KontrolPo"er supply #sumber tenaga$

Aksi untuk me!akukan beberaa

fun"si:2ktuator!

• Pneumatic• Aydrolik • 'lectrik selenoid

Motor 

• 2nalog #continous$• +tepping #discrete increment$

7oda gigi, belts, scre",mengangkat/mengangkutManipulator 

Tiga macam aksi robotPick and place! memindahkan item-item dari posisi satu ke posisi lainnya.3ontinues path control! berpindah sepanjang alur #lintasan$ yang diprogramkan.+ensory ! memasang sensor-sensor untuk feedback.

61

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

16/74

&agaimana robot bergerak +imple joints #@D$

• Prismatic--- sliding along one a(is #s5uare cylinder in s5uare tube$• 7e1olute --- rotating about one a(is

3ompound joints #BD$

• &all and socket C B re1olute joints• 7ound cylinder in tube C prismatic, re1olute

Derajat kebebasan C jumlah gerakan yang independent

• B derajat kebebasan! @ translations, rotation• derajat kebebasan ! B translations, B rotations

62

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

17/74

Mobilitas

• Kaki-kaki• 7oda• Tracks• 3ra"ls• 7ole

3enis sensor aa 'an" mun"kin dimi!iki sebuah robot.

• Iaser/radar • BD• 3olor spectrum• Tekanan #Pressure$• Temperatur • Kimia #3hemical$• Pergerakan dan percepatan #Motion and accelerometer$• 2coustic• )ltrasonic

Ke"unaan sensor

+ensor berguna untuk feedback!

• 7obot yang menggunakan sistem close loop mengaktifkan sensor untuk

menghubungkan dengan actuator agar gerakannya teliti, motor ser1o yang aktif.• Penggunaan sensor termasuk mobile robotics, telepresence, search and rescue,

 pick and place dengan machine 1ision.Mengontrol otak 

•

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

18/74

Iearn2dapt

Problem-problem yang timbul pada kontroler robot!%oint play, compounded through 8 joints.Percepatan massa memproduksi getaran, deformasi elastik pada sambunganya.

4eedback loop menimbulkan ketidakstabilan

• Penundaan "aktu diantara sensing dan

reaksi.Koordinat untuk mendiskripsi posisi!

• 7ectangular #(, y, =$• 3ylindrical #r, , =$Ɵ• +pherical #r, , F$Ɵ

4rame untuk mendiskripsi posisi!

• Eorld coordinate frame•

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

19/74

x

x

'

'

x

'

Transform dari &or!d frame ke bod' frame.

Memegang benda kerja #Aold any object$menguji tempat perpindahan/pergeseran #'(amine at it as you transform it$.

7otasi yang sederhana #+imple rotation$ rotation and translation

3ontoh gerakan gabungan lainnya

65

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

20/74

 

#atematik dan transformasi

Tranformasi coordinat umumnya dari : ke adalah C & : H p, dimana & adalahsuatu matrik rotasi dan p adalah 1ektor translasi.

Iebih jelasnya, menggunakan matrik augmented menjadi persamaan C 2 :3oordinat transformasi dengan sistem multiling di ekpresikan o C 2?. 2@.2@B.......2#n-$#n$nKembali pada problem robot diatas!LDua segment arm dengan panjang arm I CI@ dan stepper motor control dengan sudut

danƟ Ɵ@'nd actuator #tip$ problem adalah harus mengikuti garis putus-putus #---------------$

66

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

21/74

θ

θ

@I

I

@y

2pakah problem ini mempunyai ja"aban khusus .3obalah menggunaka dua pensil yang tersambung.&agaimana gambar lintasan ujung @ Ɵ

Ba"aimana men"ontro! rotasi motor

Trajectori dari end aktuator • &erpindah dari titik 2 ke & mungkin banyak ja"aban• Terkadang tidak ada ja"aban yang dekat sesuai yang dikehendaki.• Membuat program untuk gerakan setiap link • Iakukan dengan gerakan yang effisien.

)jung tran1ers adalah jarak pada ketinggian konstan, atau dengan tak banyak 1ariasidari pada y&agaimana mengontrol Ɵdan Ɵ@

Tidak ada a&aban 'an" mendekati rob!em)rob!em ini.Aarus menggunakan pendekatan, dan menerima 1ariasi-1ariasi kecil dalam y*erakan maksimum ujung arm pada jarak ma(imum dalam ( harus memenuhi dalamse5uence dari step programKemungkinan pendekatannya!

• Kecepatan perubahan danƟ Ɵ@ untuk y konstan dengan harga a"al Ɵ dan

Ɵ@. Ketika ujung arm mencapai Fy, reprogram untuk harga Ɵ dan Ɵ@ yang baru.

• Kecepatan perubahan danƟ Ɵ@ pada kedudukan a"al dan pada titik lain untuk 

y konstan. 2mbil harga rata-rata dari kedua kecepatan tersebut anggap bah"a Fytidak berpengaruh. &ila tidak berpengaruh, program kembali untuk jarak yang

 pendek. Teruskan segmen program sampai ujung arm mencapai targetnya.• Kecepatan perubahan danƟ Ɵ@ dapat diubah kedalam segmen program seperti

kecepatan perubahan membutuhkan ketidak seragaman setiap "aktu. +trategi

 pemrograman di kooperasikan dengan program $ dan @$ terdahulu. Dimulai

67

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

22/74

dengan perubahan harga Ɵ dan Ɵ@, kemudian ditambahkan percepatansehingga y C konstan juga akan memenuhi pada jarak posisi tertentu.

Dere(ati(e menunukkan erubahan osisi

Posisi ujung armC I#cos Hcos @$Ɵ ƟC I#sin Hsin @$Ɵ Ɵ

)jung arm bergerak dengan mengubah dan @ sebagai fungsi "aktu sehingga!Ɵ Ɵ

$sin#sin @@DDD   θ θ θ θ     +−=   L x

?$cos#cos @@DDD   =+=   θ θ θ θ      L y

+ehingga dan @ diubah dan berefek pada dan Ɵ Ɵ

@

DD@

coscos

θ 

θ θ θ      −=

)ntuk memenuhi yCkonstan harus dipenuhi

+ehingga kecepatan perubahan dan @ tergantung pada harga dan @.Ɵ Ɵ Ɵ Ɵ

*ara men"ukur unuk kera robot

Kecepatan dan percepatan7esolusiolume kerja

KetelitianAarga

%erkemban"an robot dimasa dean:

7obot yang dapat belajar 7obot dengan kecerdasan buatan7obot yang mampu membuat robot yang lain

Akankah robot men"ambi! a!ih dunia4

Keputusan yang mana yang terjadi tanpa campur tangan manusia

2da kemungkinan mesin yang cerdas melakukan kesalahan #pada taraf yang samaseperti manusia$Mungkin sistem kecerdasan melakukan gambling pada saat menghadapi ketidak pastianseperti manusia.Dapat/harus sistem intelegent mengandung kepribadianDapat/harus sistem intelegent mengekpresikan emosi+eberapa banyak informasi harus ditunjukkan mesin kepada operator manusia

Rangkuman

 Robot  dalam sistem 4M+ #fle(ible manufacturing system$ mampu melakukan pekerjaan yang ber1ariasi sesuai program yang ditulis dalam memorinya. +esuai

68

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

23/74

Base

Link0

Joint1

Link2

Link3Joint3

End of Arm

Link1

Joint2

 perkembangan gfenerasi robot dia"ali dengan pekerjaan yang rutin seperti mesinotomatis sampai perkembangan yang sekarang yaitu mampu membuat keputusan sendiritanpa ada campur tangan manusia dalam membuat keputusan hal ini sering disebut

 pekerjaan self thinking #mampu memutuskan apa yang harus dilakukan 7obot$.

ANATO#I DAN +$RAKAN ROBOT

Manipulator terdiri dari joint dan link #sendi sambungan dan batang$

• %oint menyajikan gerakan relati1e• Iink rigid dan menghubungkan dua sendi• Macam joint adalah linear dan rotari• +etiap joint menyajikan sebuah derajat kebebasan #degree of freedom$

• Kebanyakan robot mempunyai lima atau derajat kebebasan.

7obot manipulator terdiri dari @ bagian

• &ody dan arm untuk memposisikan objek pada area 1olume kerja• Erist assembly #pergelangan tangan untuk orientasi objek.

#aniu!ator oint

)ntuk gerakan translasi

• Iinear joint #tipe I$•

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

24/74

Untuk 

"erakan

Rotar'

• 7otational joint #tipe 7$• T"isting joint #tipe T$• 7e1ol1ing joint #tipe $

Notifikasi oint:

• *unakan simbol joint #I,

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

25/74

• 2rm dapat bergerak masuk dan keluar menjauhi kolom.

 

Koordinat kartesian

Notasi 5OO

• Terdiri dari B sliding joint. Dua atalah orthogonal•  8ama lainnya termasuk robot rectilinear atau robot (-y-=

 

71

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

26/74

Robot oint arm

Notasi TRR 

+3272 robot

 8otasi 7<• +cara kepanjangan dari +electi1ely 3omplaint 2ssembly 7obot 2rm.• +ama seperti joint arm robot kecuali sumbu 1ertikal dipakai shoulder dan elbo"

 joint sebagai arah hori=ontal untuk tugas searah 1ertikal

 

Erist konfigurasi

• Erist dipasang pada ujung end of arm• 'nd effector di pasang di "rist• 4ungsi dari "rist adalah untuk orientasi end effector, body and arm menentukan

 posisi global dari end effector • @ atau B derajat kebebasan! roll , picth, ya"•  8otasi 77T

72

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

27/74

3ontoh soal ! sketch configurasi manipulator ! a$ T7T!7 b$T7!T7 c$ 77!T%a"aban!

T

R

T

V

(a) TRT:R

R

T

RT R TR

R

(c) RR:T(b) TVR:TR

Sistem tena"a oint

'lectric!

• Menggunakan motor listrik untuk menggerakkan joint• &anyak digunakan sebagai sistem tenaga robot

Aidrolik 

• menggunakan piston hidrolik dan rotary 1ane aktuator • mempunyai daya/tenaga yang besar untuk mengangkat beban

 pneumatic•  biasanya untuk robot yang kecil dan untuk transfer material yang simple

 

Sistem kontro! robot

73

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

28/74

 5imited se6uence contro! 9 mengambil dan meletakkan menggunakan

mekanisme berhenti pada posisi yang telah ditargetkan. %!a'back &ith oint)to)oint contro! 9 merekam satu siklus kerja sebagai

sebuah sekuen, kemudian menjalankan lagi ketika eksekusi program. %!a'back &ith continuous ath contro! 9 Kapasitas memori yang lebih besar

dan atau kemampuan interpolasi untuk mengeksekusi program bagian # titiktambahan$

Inte!!i"ent contro! 9 memerankan tingkah laku yang mencerminkan kecerdasan,

seperti, merespon input sensor, membuat keputusan, berkomunikasi denganmanusia.

 

'nd effector  Dipasang tool khusus yang membuat robot dapat

menyelesaikan suatu tugas tertentu. Dua macam!

*rippers 9 memegang dan menangani benda kerja

selama siklus kerja.

Tools 9 melakukan proses seperti, las titik, pengecatan spray.

74

Level 2

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

29/74

olume kerja

75

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

30/74

A!ikasi robot industri

. 2plikasi menangani benda kerja #Material$ Memindahkan benda kerja #Material$ 9 mengambil dan meletakkan

sesuai tempat target, palleti=ing Memuatkan benda kerja ke mesin dan mengambil kembali ketika selesai

 pengirisan.@. Processing operations

Pengelasan #Eelding$

Pelapisan #+pray coating$

Memotong dan menggerinda #3utting and grinding$

B. Perakitan dan inspeksi #2ssembly and inspection$

7obotic 2rc-Eelding 3ell 7obot melakukan flu(-cored arc "elding #432E$ dalam "aktu yang sama di

stasiun lain melakukan penggantian benda kerja.

76

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

31/74

77

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

32/74

#etode emro"raman robot:

Melakukan gerakan yang terbimbing #Iead through programming$.

+iklus kerja yang dilakukan robot dengan menggerakkan manipulator

seperti yang diperlukan dan secara serentak memasukkan programkedalam kontroler memori untuk mengecek kembali gerakannya. &ahasa pemrograman 7obot.

&ahasa program tektual yang dimasukkan kedalam kontroler robot.

+imulation and off-line programming

Program disiapkan diluar terminal komputer dan di do"nload ke robot

kontroler untuk eksekusi tanpa metode gerakan pembimbingan.

%ro"ram embimbin"an "erak.

. Po"ered leadthrough Perintah gerakan dari titik ke titik #3ommon for point-to-point robots$

Menggunakan alat pembimbing gerakan #)ses teach pendant$

@. Manual leadthrough Pengontrol program gerakan kontinyus pada robot.

*erakan phisik manipulator yang diprogram manusia.

keuntungan!

Mudah dipelajari oleh pekerja.

3ara yang logis untuk melatih robot.

Tak perlu pemrograman komputer.

kerugian!

Eaktu yang lebih panjang selama pemrograman.

78

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

33/74

kemampuan logika pemrograman yang terbatas.

Tidak kompatibel dengan pemrograman yang dikontrol oleh super1isor.

Robot ro"rammin"

&ahasa pemrograman tekstual.

Meningkatkan kemampuan sensor. Meningkatkan kemampuan output untuk mengontrol alat-alat #e5uipment$ luar.

Iogika program.

Komputasi dan prosesing data.

Komunikasi dengan komputer super1isor.

+istem koordinat

Eorld coordinate system Tool coordinate system

%erintah "erakan -#otion *ommands/

M

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

34/74

2PP7

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

35/74

%a"abanTc C N.N H BB.? H . H .O C N sec/cycleEaktu ganti tool Ttc C ? sec/B? pc C sec/pc'ffisiensi robot '7  C ?.QO, "aktu hilang C ?.?B.'ffisiensi mesin tool 'M C ?.Q, "aktu hilang C ?.?@.Total "aktu C Tc H Ttc/B? C N H C N sec C ?.N min/pc7 c C ?/?.N C O?.NQ pc/hrPenghitungan effisiensi ,7  p C O?.NQ#.? - ?.?B - ?.?@$ C O.? pc/hr

Rangkuman

 Robot  dilengkapi alat-alat tambahan pada ujung grippernya sehingga mampu

melakukan pekerjaan #seperti sack 1akum, sprayer, elektroda las, sampai operasimanufacture$. Demikian dalam pemrograman robot dapat melakukan kerja prosesmanufacture dan asembling yang sesuai dengan proses yang harus dile"ati dalam suatuindustri.

KO#%ON$N ROBOT

2lat alat kelengkapan robot Kenapa tidak cukup hanya program untuk melakukan pekerjaan tanpa sensor

Ketidak pastian #)ncertainty$ Dunia yang dinamis #Dynamic "orld$

Mendeteksi dan mengkoreksi kesalahan #Detection / correction of errors$

+ensor yang dimiliki manusia

81

Ehy not just program therobot to perform its tasks"ithout sensors

)ncertainty

Dynamic "orld

Detection / correction oferrors

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

36/74

+ense! *ambar #ision$

+uara #2udition$

Mencicipi #*ustation$

Penciuman #

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

37/74

2nimal +ensing Magnetoception #birds$

'lectroception #sharks, etc.$

'cholocation #bats, etc.$

Pressure gradient #fish$

0uman Sensors+ense! ision

2udition

*ustation

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

38/74

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

39/74

Robot Sensors

'M spectrum beyond 1isual spectrum

#72D27, I6D27, radiation, infrared$

3hemical sensing beyond taste and smell

Aearing beyond human range

Iots more

Transduction

2pa yang dapat dikerjakan oleh sensor

+emuanya adalah merubah #transducer$ pengukur #measurand$ kedalam

 bsaran elektrik #1oltase, arus, tahanan, kapasitor, induktans, dll.$ &anyak sensor sederhana seperti impedansi #resistance, capacitance, or

inductance$ yang tergantung dengan beberapa besaran lingkugan! Thermistors! temperature  resistance

Aumidity sensors! humidity  capacitance

Magneto-resisti1e sensors! magnetic field  resistance

Photo-conductors! light intensity  resistance

+ensor sensor yang didasarkan dari sumber 1oltase!

'lectrochemical sensors! chemistry  1oltage

Photo1oltaic sensors! light intensity  1oltage

+ensor sensor yang tergantung pada sumber arus!

Photocell ! photons/second  electrons/second

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

40/74

&eberapa sensor gabungan #integrate$ arus, muatan elektrik output!

33D! photons  charge

Interfacin" 7 0ard&are &agaimana kita hubungkan dari tipe tipe signal ke komputer

oltage

3ompare to a reference 1oltage

3urrent

Pass it through a reference resistor, measure the 1oltage across

the resistor  7esistance

)se a fi(ed resistor to make a 1oltage di1ider, measure the

1oltage across one of the resistors oltage

3ompare to a reference 1oltage

Most microcontroller boards ha1e ?-N input lines. The N reference is

internal to the board. 6f your de1ice outputs a 1oltage higher than the input range, use a

1oltage di1ider to measure a fraction of it. oltage di1ider!

( )@D

@

D   R R

 R

V 

V out 

+=

3urrent!

Pass it through a reference resistor, measure the 1oltage across the

resistor  IRV  =

7esistance!

)se a fi(ed resistor to make a 1oltage di1ider, measure the 1oltage across

one of the resistors

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

41/74

( )ref   sensor ref  ref  

out  R R

 RV V 

+=

Aigher-le1el interfacing.

3omplicated sensors #cameras, *P+, 68+, etc.$ usually include

 processing electronics and pro1ide a high-le1el output #)+&, fire"ire,7+-@B@, 7+-N, ethernet, etc.$

6nterfacing 9 A&

Aandy &oard input ports!

Aandy &oard input connector

6nput port has Ok pull-up resistor. Ehen nothing is connected, it "ill

read HN Digital sensor 

+"itch pulls input do"n to ground "hen closed

7esisti1e sensor 

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

42/74

+ensor forms 1oltage di1ider "ith internal pull-up resistor 

6nterfacing 9 +oft"are 3alibration

4or many sensors you "ant to calibrate a ma(imum and minimum and/or 

a threshold 1alue. Those 1alues can be subject to ambient conditions, battery 1oltage, noise,

etc. ou need to be able to easily calibrate the sensor in the en1ironment it

"ill operate in, at run time. '(! 3alibrating a light sensor!

Perhaps you "ant to calibrate the brightest ambient light 1alue.

4or instance, in the &raitenberg lab, if you kno" the brightest ambient

1alue, then anything brighter than that is the goal. '(! 3alibrating a light sensor!

Manual calibration!

7obot prints light sensor readings to the I3D.

Mo1e it around until you find the ma(imum.

Press a button to store those 1alues.

2utomatic calibration!

7obot mo1es around the room

#spin in place dri1e around randomly$

+tores the highest 1alue it encounters.

'(! 3alibrating an encoder #for a de1ice "ith a limited range of motion$!

Manual calibration! Mo1e the de1ice to one end of the motion.

Press a button to record that position.

Mo1e the de1ice to the other end of the motion.

Press a button to record that position.

2utomatic calibration!

7obot mo1es the de1ice in one direction until it hits a limit

s"itch. 7ecords that 1alue. Then mo1es in the other direction until it hits another limit

s"itch. 7ecords that 1alue. +ignal conditioning.

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

43/74

sta)%e

sta)%e

)'!ning

50 s

4or many sensors if you just take the 1alues straight from the hard"are

you "ill get erratic results. +ignal conditioning can be done in hard"are or soft"are.

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

44/74

Modulated infrared!

Modulated infrared!

 6nsensiti1e to ambient light

 &uilt in modulation decoder #typically B-?kA=$

 )sed in most 67 remote control units # good for communications$

 Mounted in a metal 4araday cage

 3annot detect long on-pulses

 7e5uires modulated 67 signal

Digital infrared!

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

45/74

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

46/74

7eturns to ducer

Measure the time

Problems! 2=imuth uncertainty

+pecular reflections

Multipass

Aighly sensiti1e to temperature and pressure changes

Minimum range

 8ai1e sensor model

Problem "ith nai1e model!

7educing a=imuth uncertainty!

Pi(el based methods #most popular$

7egion of constant depth

2rc trans1ersal method

4ocusing multiple sensors

3ertainty grid approach!

3ombine info "ith &ayes rule

#Mora1ec and 'lfes$

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

47/74

2rc trans1ersal method!

)niform distribution on arc

3onsider trans1ersal intersections

Take the median

2rc trans1ersal method!

Mapping e(ample

More To Iearn There:s a lot more to it!

6nput and output impedance

2mplification

'n1ironmental noise

2D3, D23 noise

+ensor error and uncertainty

Data filtering, sensor fusion, etc.

7eferences

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

48/74

)seful books

 Handbook of Modern Sensors: Physics, Designs and !!"ications,

4raden.

#he rt of $"ectronics, Aoro"it= Aill. Sensor and na"y%er Handbook , 8orton.

Sensor Handbook , Iederer.

 Information and Measurement , Iesurf.

 &undamenta"s of '!tics, %enkins and Ehite.

)seful "ebsites!

http!//""".omega.com/ #sensors H hand-helds$

http!//""".e(tech.com/ #hand-helds$

http!//""".agilent.com/ #instruments, enormous$

http!//""".keithley.com/ #instruments, big$ http!//""".tegam.com/ #instruments, small$

http!//""".edsci.com/ #optics HH$

http!//""".pacific.net/Sbrooke/+ensors.html

#comprehensi1e listing of sensors etc. and links

Pengenalan Kinematika robot

Kinematika gerakan tubuh3ontoh gerakan - 7obot P)M2 N?

7obot P)M2 N? mempunyai enam join yang mampu bere1olusi.

+atu re1olusi mempunyai satu derajat kebebasab #D

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

49/74

Dua join lagi yang dipasang pada end effektor #gripper$.

*erakan dasar join lainnya !

%oin re1olusi untuk gerakan 1ariable y # D

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

50/74

%oin sperikal B D

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

51/74

A

B9

'

:

a

a

'

:

b

b

B

Bu

Matri( 7epresentation!

''::

'

:

'

:baba

b

b

a

aBA   +=

•

=•

)nit ector ektor dalam arah tertentu sesuai 1ektor yang dipilih tetapi pembesarannya

adalah satu.

B

BuB =

Matri( Multiplication!+ebuah matrik 2 #m ( n$ dan sebuah matrik & #n ( p$, dapat dikalikan bila

 jumlah baris 2 sama dengan jumlah kolom &. 8on-3ommutati1e Multiplication2& tidak sama dengan #8

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

52/74

 8

<

P( 8

<%

# 8,

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

53/74

 8 8<

<

 8 8

<

n

o

*erakan translasi sepanjang sumbu dan

=

<

:;<

%

%%

++

=+=O

<

N

;NO;<

V%

V%V%V

NOV

o

n

Menggunakan 1ektor 1ektor dasar. ektor dasar adalah 1ektor unit yang titiktitiknya sepanjang sumbu koordinat.

ektor unit sepanjang sumbu 8

ektor unit sepanjang sumbu 82rah #magnitute$ 1ektor  8

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

54/74

>

V

V

••

=

−=

=

=

oV

nV

9/cos-?=V

cos9V

sin9V

cos9V

V

VV

NO

NO

NO

NO

NO

NO

O

N

NO

7otasi #sekeliling sumbu 0$

 C sudut rotasi antara sumbu koordinat dan 8

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

55/74

?

? 8<

P

# 8,

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

56/74

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

57/74

P

0

<

 82

< 8

2

7otation mengelilingi sumbu

Matrik Aomogeneous dalam BDA adalam matrik ( yang me"akili gerakan translasi, rotasi atau keduanya dalam satumatrik.Translation "ithout rotation

=

===

%==

%==

%==

0

'

:

*erakan rotasi tanpa translasi

=

===

=aon

=aon

=aon

0

'''

:::

&agian rotasi! dapat berupa rotasi sekeliling sumbu 0, atau kombinasi dari ketiganya.

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

58/74

=

A

O

N

;<

V

V

V

0V

 Posisi #n,o,a$ relati1 terhadap sumbu a"al.

=

D

A

O

N

''''

::::

;<

V

V

V

===

%aon

%aon

%aon

V

:

A

:

O

:

N

:

;

%VaVoVnV   +++=

&agian rotasi dan translasi dapat dikombinasikan kedalam matrik homogeneous singgle jika dan hanya jika relati1 terhadap koordinat yang sama.Mencari matrik homogenous

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

59/74

0

T P

A

O

N

1

1

1

A

O

N

1

1

1

K 

3

I

1

1

1

>

<

;

1

1

1Point relati1e

to the 8-

<

;

1

1

1

k  .i

k  .i

k  .i

T

T

T

1

1

1

=

A

1

1

1

A===

Tk  .i

Tk  .i

Tk  .i

A

1

1

1

K 

3

I

BBBB

''''

::::

>

<

;

+ubstituti

ng for   

K 

3

I

1

1

1

=

1

1

1

===%aon

%aon

%aon

===Tk  .i

Tk  .i

Tk  .i

1

1

1

A

O

N

k k k k 

 . . . .

iiii

''''

::::

>

<

;

=

1

1

1

0

1

1

1

A

O

N

>

<

;

=

===

%aon

%aon

%aon

===

Tk  .i

Tk  .i

Tk  .i

0k k k k 

 . . . .

iiii

BBBB

''''

::::

Product of the t"o

matrices

3ontoh!

=

1

1

1

===

%aon

%aon

%aon

1

1

1

A

O

N

k k k k 

 . . . .

iiii

K 

3

I

+

=

A

O

N

k k k 

 . . .

iii

k 

 .

i

K 

3

I

1

1

1

aon

aon

aon

%

%

%

1

1

1

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

60/74

 8otice that A can also be"ritten as!

=

===

=aon=aon

=aon

===

%==%==

%==

===

=k  .i=k  .i

=k  .i

===

T==T==

T==

0k k k 

 . . .

iii

k 

 .

i

'''

:::

'

:

0 C #Translation relati1e to the 0 frame$ W#7otation relati1e to the 0 frame$

W #Translation relati1e to the 6%K frame$ W

#7otation relati1e to the 6%K frame$

P

0

T

A

O

N

1

1

1

The 0omo"eneous #atri is a concatenation of numerous trans!ations and

rotations

+atu cara lagi dalam mencari nilai A!A C #7otasi sehingga didapat sumbu sebanding dengan nilaiT$

W # Translasi sepanjang sumbu t baru dengan XX T XX #besaran skalar T$$W # 7otasi sehingga sumbu t sebanding dengan P$W # Translasi sepanjang sumbu p dengan besar XX P XX $W # 7otasi sepanjang sumbu p sebanding dengan sumbu

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

61/74

Diketahui: Kamu mempunyai robot tangan yang mulai pergerakannya sebanding dengan

sumbu e (o. Ditentukan dengan link pertama bergerak sejauh  dan link kedua bergerak sejauh @.

%ertan'aan: Dimana posisi/letak kedudukan akhir dari lengan robot

3a&aban: . Pendekatan geometris

Aal ini mungkin ja"aban yang termudah untuk keadaan yang sederhana.Ealaupun, terlihat sudut diukur relatif terhada arah dari link sebelumnya. #link pertamaadalah pemisalan/pengandaian. +udut itu diukur relatif dari posisi a"al$. )ntuk robotdengan banyak link dan lengan di e(ten kedalam B geometris dimensi menjadi lebih

tedious.@. Pendekatan 2ljabar

Termasuk kedalam transformasi koordinat.3ontoh persoalan !

2da tiga link lengan yang mulai digerakkan kearah sumbu (. +etiap linkmempunyai panjang berurutan " ( , " ) , " *,. Diberitahukan pergerakan pertama bergesersejauh  , dan seperti yang digambarkan dalam diagram. 3arilah matrik Aomogeneousuntuk mendapatkan posisi dari titik koning di frame ??.

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

62/74

@

B

@

B

C

C

?

?

@

B

@

C

C

?

?

A C R -U / E T-l 1/ * R -UC / E TC-l 2/ * R -U / 

+eperti. 7otasi sepanjang  akan kamu letakkan di frame .  Terjemahkan pergeseran sepanjang sumbu  dengan lengan " (+ 

7otasi dengan @ akan kamu letakkan di frame @@.  Dan seterusnya sampai tercapai frame BB.

Posisi dari titik kuning relati1 terhadap frame BB adalah #" (, ?$. Perkalikan A dengan1ektor posisi yang diberikan koordinat titik kuning relatif terhadap frame ??.

ariasi ja"aban akhir!&uat titik kuning pada dari koordinat baru frame  .

0 C R -U / E T-l 1/ * R -UC / E TC-l 2/ * R -U / E T-l 3/

6ni menjadikan gerakan dari frame ?? ke frame .

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

63/74

=

A

=

=

=

0

A

>

<

;

 8otice that multiplying by the #?,?,?,$

1ector "ill e5ual the last column of theA matri(.

>-i )

/

;-i )/

 i< i ; 

i

a 

i

d  

i

 i

Posisi dari titik kuning relati1 pada frame  adalah #?,?$.

Dena(it)0artenber" Notation 

6D'! setiap joint me"akili sebuah frame koordinat. Dengan menggunakan notasiDena1it-Aartenberg, kamu membutuhkan parameter yang menggambarkan bagaimanasebuah frame frame #i$ behubungan dengan sebuah frame sebelumnya # i ( $.TA' P272M'T'7+/2762&I'+! aF a F d FU ParameternyaKamu dapat menyatakan dua sumbu dengan parameters1) a(i-1) 

Technical Definition! a#i-$ is the length of the perpendicular bet"een the joint a(es. The joint a(es is the a(es around "hich re1olution takes place "hich are the 0#i-$ and 0#i$ a(es. These t"o a(es can be 1ie"ed as lines in space. The common perpendicular is theshortest line bet"een the t"o a(is-lines and is perpendicular to both a(is-lines. a(i-1) cont... isual 2pproach - J2 "ay to 1isuali=e the link parameter a(i-1) is to imagine ane(panding cylinder "hose a(is is the 0-i(. a(is - "hen the cylinder just touches the jointa(is i the radius of the cylinder is e5ual to a(i-1).” #Manipulator Kinematics$6t:s )sually on the Diagram 2pproach - 6f the diagram already specifies the 1ariouscoordinate frames, then the common perpendicular is usually the #i-$ a(is. +o a(i-1) is

 just the displacement along the #i-$ to mo1e from the -i(. frame to the i frame.6f the link is prismatic, then a(i-1) 

is a 1ariable, not a parameter.

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

64/74

>-i ) /

;-i )/

 i

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

65/74

>-i ) /

;-i )/

 i-i )

/

;-i )/

 

i

<

 i ; 

i

a 

i

d  

i

 i

−−

−

−−−−

−−−−

−

===

cos@cos@sin@cos9sin@sin9

sin@sin@cos@cos9cos@sin9

=sin9cos9

i/-i/-i/-ii/-ii

i/-i/-i/-ii/-ii

/-iii

d 

d 

a

%ust like the Aomogeneous Matri(, the Dena1it-Aartenberg Matri( is a transformationmatri( from one coordinate frame to the ne(t. )sing a series of D-A Matri(multiplications and the D-A Parameter table, the final result is a transformation matri(from some frame to your initial frame.Put the transformation here

B 7e1olute %oints

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

66/74

0

?

?

?

0

@

@

d@

a

?

a

0?

?

?

0

@

@

d

@

a

?

a

 8otice that the table has t"o uses!$ To describe the robot "ith its 1ariables and parameters.@$ To describe some state of the robot by ha1ing a numerical 1alues for the 1ariables.

Dena(it)0artenber" 5ink %arameter Tab!e 

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

67/74

=

V

V

V

TVC

C

C

===

>

<

;

>

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

68/74

S

#(

,y$

This is a translation by a and then d@ follo"ed by a rotation around the @ and  0@ a(is

−−

−

=

===

==cos9sin9d==

a=sin9cos9

TCC

C

CC

C

T/T/-T/--T 

C

=

==

6 n 1 e r s e K i n e m a t i c s4rom Position to 2ngles

3ontoh sederhana7e1olusi dan kombinasi join prismatik 

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

69/74

4inding

:

$(

yarctan#Y =

More+pecifically:

$(

y#@arctanY = arctan@#$specifies that it:sin the first5uadrant4indi

ng S:   $y#(+   @@ +=

C

#(,

y$

l 

2l 

1

#(,

y$

l 1

l 2C

 

#( ,y$

6n1erse Kinematics dari dua Iink Manipulator diberikan! l 1, l 2 , x , y 

didapat!U

FU

C

7edundancy!%a"aban yang unik pada problem ini yang tak ada #nyata$. 8otice, menggunakan

dua ja"aban yang mungkin.Kadang-kadang tak ada ja"aban yang mungkin. 

3a&aban "eometris

  Menggunakan hukum kosinus!

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

70/74

   

  =

+=+

=

+

−=

=

(

y@arctanZ

ZYYy(

$sin# Y

y(

$Ysin#DP?Ysin

sinsin

DD

@@

@

@@

@

@

D

" 

c

/ 

b

 0

Menggunakan hukum kosinus!

   

  

    −−+=

−−+=

−=−−−+=+

−+=

@D

@

@

@

D

@@

@D

@

@

@

D

@@

@D

@

@

@

D

@@

@@@

@arccosY

@

$cos#Y

$cos#Y$YDP?cos#

$YDP?cos#@$#

cos@

" " 

" "  y x" " 

" "  y x

" " " "  y x

/ abbac

C

C

CC

C

7edundant bila θ@ terdapat dalam k"adran satu atau k"adran empat.

7edundancy sebab θ@ punya dua kemungkinan harga

   

  +

  

 

 

 

 

+=

(

y@arctan

y(

$sin# YarcsinY

@@

@@D

" 

3a&aban A!abar 

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

71/74

l 

1

l 

2

C

#(,y$

@D

@D@DD

@D@DD

D@@D

DD

YYY#B$sinsy#@$

cc(#D$

$Ycos#Yc

cosYc

+=+=

+=+=

=

+

+

+

" " 

" " 

$$#sin#cos$$#sin#cos$sin#

$$#sin#sin$$#cos#cos$cos#

!

abbaba

bababa

 1ote

+−

+−

−+

+−

=

=

$c#s$s#c 

cscss 

sinsy

$#$c#c 

ccc 

cc(

@@DD@@D

D@@@D@DD

@D@DD

@@D@@DD

@D@@D@DD

@D@DD

" " " 

" " " 

" " 

 s"  s" " 

 s s" " " 

" " 

++=

++=+=

−+=−+=

+=

+

+

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

72/74

 +ubstitusi c dan penyederhanaan berkali-kali

( )

D @ @D

D @ @

D @ @@ @ D D @ @

D @ @

@ @

@ @ D D @ D @ @

D @ @

D @ @ @ @D   @ @

( # $c

# c $

( # $y # s $ s # c $

# c $

D  ( s # @ c $

# c $

y# c $ (s

( y

 s " s

" " 

 s " s" " " 

" " 

" s " " " "  " " 

" " " s

+=

++

= + ++

= + + ++

+ −=

+

  3atatan ini adalah hukum kosinus danDapat digantikan dengan (@H y@

$$#sin#cos$$#sin#cos$sin#

$$#sin#sin$$#cos#cos$cos#

!

abbaba

bababa

 1ote

+−

+−

−+

+−

=

=

Kita ketahui bah"a θ@ adalah berasal dari pergeseran sebelumnya. Kita perlu

menyelesaikan θ. +ekarang kita mempunyai dua persamaan yang belum diketahui #sin

θ  dan cos θ $

   

  

 +

−+=

@@

@@@@DD

y(

($c#yarcsinY

  s" " " 

Rangkuman

 Robot  yang telah diproduksi didunia dan dipasarkan serta proses pembuatannyaakan menentukan macam kerja yang dilakukan robot. Kemampuan, harga dan kecepatanserta beban yang mampu ditanggung oleh robot akan menjadi pertimbangan utamadalam memilih jenis robot. Merk dan kemampuan serta harga robot banyak dita"arkandi internet.

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

73/74

8/19/2019 Bahan Ajar CNC II 2014 (2)

74/74

DA2TAR %USTAKA

. 3raig, %ohn %., QQ, Introduction to Robotics: Mechanics and /ontro" , 2ddison9 Eesley Publishing 3o., 6nc.

@. *roo1er, M.P., 0immers %r., '.E., Q, /D2/M: /om!uter ided Design and Manufacturing , Prentice Aall 6nternational, 6nc., 8e" %ersey.

B. 7adhakrishnan,P., +ubramanyan, +., 7aju, ., @??,/D2/M2/IM , 8e" 2ge6nternational Publishers, 8e" Delhi.

. +andler, &.0., QQQ, Robotics: Designing the Mechanisms for utomated Machinery, 2cademic Press.