Robot industri adalah perangkat-manipulator bersambung multi atau perangkat mesin-derajat-kebebasan-yang dirancang untuk aplikasi industri. Ia dapat melakukan tugas secara otomatis, mengandalkan kekuatan dan kemampuan kontrolnya sendiri untuk mencapai berbagai fungsi. Ia dapat diperintahkan oleh manusia atau beroperasi berdasarkan urutan-yang telah diprogram sebelumnya. Robot industri modern juga dapat bertindak sesuai dengan prinsip yang ditetapkan menggunakan teknologi kecerdasan buatan.
Robot industri terdiri dari tiga bagian dasar: badan, sistem penggerak, dan sistem kendali. Badan, termasuk alas dan aktuatornya, terdiri dari lengan, pergelangan tangan, dan tangan; beberapa robot juga memiliki mekanisme penggerak. Kebanyakan robot industri memiliki 3–6 derajat kebebasan, dengan pergelangan tangan biasanya memiliki 1–3 derajat kebebasan. Sistem penggerak mencakup unit daya dan mekanisme transmisi, yang digunakan untuk memungkinkan aktuator menghasilkan gerakan yang sesuai. Sistem kendali mengeluarkan sinyal perintah ke sistem penggerak dan aktuator sesuai dengan program masukan dan melakukan kendali.
Robot industri diklasifikasikan menjadi empat jenis berdasarkan pergerakan lengannya:
1. Lengan koordinat Cartesian: bergerak sepanjang tiga koordinat Cartesian;
2. Lengan koordinat silinder: melakukan gerakan mengangkat, memutar, dan ekstensi/retraksi;
3. Lengan koordinat bola: memutar, melempar, dan memanjangkan/menarik;
4. Lengan artikulasi: memiliki banyak sambungan rotasi.
Hari ini, mari kita uraikan keempat jenis robot industri ini dan lihat mana yang paling Anda kenal.
Robot-multi-sumbu
Robot-multi-sumbu, juga dikenal sebagai manipulator-sumbu tunggal, lengan robot industri, silinder listrik, dll., adalah sistem robot yang dibangun pada sistem koordinat Kartesius XYZ sebagai model matematika dasarnya. Mereka menggunakan motor servo atau motor stepper sebagai manipulator sumbu tunggal yang digerakkan-sebagai unit kerja dasarnya, dan sekrup bola, sabuk sinkron, serta roda gigi rak dan pinion sebagai metode transmisi umum. Mereka dapat mencapai titik mana pun dalam sistem koordinat tiga-dimensi XYZ dan mengikuti lintasan gerakan yang dapat dikontrol.
Robot multi-sumbu menggunakan sistem kontrol gerak untuk penggerak dan kontrol yang dapat diprogram. Lintasan gerakan linier dan melengkung dihasilkan menggunakan interpolasi-titik, dan pengoperasian serta pemrograman dicapai melalui pemrograman pengajaran terpandu atau penentuan posisi koordinat.
Robot SCARA
Robot SCARA adalah jenis robot industri khusus dengan koordinat silinder. Ia memiliki tiga sambungan putar dengan sumbu paralel untuk penentuan posisi dan orientasi pada bidang. Sambungan yang tersisa adalah sambungan translasi, digunakan untuk gerakan efektor ujung yang tegak lurus terhadap bidang. Titik acuan pergelangan tangan ditentukan oleh perpindahan sudut φ1 dan φ2 dari dua sambungan putar dan perpindahan z dari sambungan translasi, yaitu p=f(φ1, φ2, z), seperti yang ditunjukkan pada gambar. Robot-robot ini ringan dan memiliki waktu respons yang cepat; misalnya, robot Adept 1 SCARA dapat mencapai kecepatan hingga 10 m/s, beberapa kali lebih cepat dibandingkan robot artikulasi pada umumnya. Ini paling cocok untuk penempatan planar dan operasi perakitan vertikal.
Gambar
Koordinat XY (depan, belakang, kiri, kanan)
Gambar
Koordinat Z (atas, bawah)
Robot koordinat
Gambar
Robot koordinat adalah manipulator serba guna yang mampu melakukan kontrol otomatis, operasi yang dapat diprogram ulang, kebebasan berganda, dan hubungan Cartesian spasial. Pengoperasiannya terutama melibatkan gerakan linier sepanjang sumbu X, Y, dan Z. Robot koordinat menggunakan sistem kontrol gerak untuk penggerak dan kontrol pemrograman. Lintasan linier dan melengkung dihasilkan melalui interpolasi multi-titik, dan pengoperasian serta pemrograman dicapai melalui pemrograman pengajaran terpandu atau penentuan posisi koordinat.
Sebagai solusi sistem robot otomatis yang-berbiaya rendah dan sederhana-terstruktur, robot koordinat dapat diterapkan pada bidang produksi industri umum seperti penyaluran, pencetakan tetes, penyemprotan, pembuatan palet, penyortiran, pengemasan, pengelasan, pemrosesan logam, penanganan, bongkar muat, perakitan, dan pencetakan. Teknologi ini menawarkan nilai penerapan yang signifikan dalam menggantikan tenaga kerja manual, meningkatkan efisiensi produksi, dan menstabilkan kualitas produk.
Robot Serial dan Paralel
Struktur serial robot serial adalah rantai kinematik terbuka; mata rantai bergeraknya tidak membentuk rantai struktural tertutup. Robot serial menawarkan ruang kerja yang besar dan lebih mudah untuk dipindahkan, menghindari efek kopling antar sumbu penggerak. Namun, setiap sumbu harus dikontrol secara independen sehingga memerlukan encoder dan sensor untuk meningkatkan akurasi gerakan.
(Gambar)
Robot paralel, sebaliknya, melengkapi robot serial industri tradisional dalam penerapannya, membentuk rantai kinematik tertutup. Robot paralel kurang rentan terhadap kesalahan dinamis, menunjukkan akurasi tinggi tanpa akumulasi kesalahan. Selain itu, strukturnya yang kompak dan stabil, dengan sebagian besar sumbu keluaran menahan gaya aksial, menghasilkan kekakuan dan kapasitas menahan beban yang tinggi. Namun, untuk robot paralel, penyelesaian ke depan lebih sulit daripada penyelesaian kebalik.
Gambar
Robot Paralel 2-DOF
Gambar
Robot Paralel 3-DOF
Mekanisme paralel DDoS beragam dan kompleks, umumnya terbagi dalam kategori berikut:
1. Mekanisme paralel 3-DOF planar, seperti mekanisme 3-RRR, yang memiliki dua sumbu translasi dan satu sumbu rotasi;
2. Mekanisme paralel bola 3-DOF, seperti mekanisme bola 3-UPS-1-S. Kinematika jenis ini sederhana baik dalam kinematika maju maupun terbalik, menjadikannya mekanisme spasial bergerak 3D yang banyak digunakan;
3. Mekanisme paralel spasial 3-DOF, seperti robot paralel Delta. Mekanisme-mekanisme ini kurang berperingkat, dan karakteristiknya yang paling menonjol adalah bahwa pergerakannya bervariasi di berbagai titik dalam ruang kerja.
4. Kategori lain mencakup mekanisme spasial dengan tambahan tautan bantu dan pasangan kinematik.
Gambar
Robot Paralel 4-DOF
Gambar
Robot Paralel 6-DOF
Mekanisme paralel 6-DOF adalah kategori utama mekanisme robot paralel dan merupakan mekanisme paralel yang paling banyak dipelajari oleh para sarjana baik di dalam negeri maupun internasional. Mereka banyak digunakan dalam simulator penerbangan, sensor gaya dan torsi 6D, dan peralatan mesin paralel. Namun, banyak teknologi utama untuk mekanisme ini belum sepenuhnya terselesaikan, seperti kinematika maju, pembuatan model dinamis, dan kalibrasi akurasi peralatan mesin paralel.
