Lengan robotik adalah jenis robot yang paling umum dalam robot industri modern. Ia dapat meniru gerakan dan fungsi tertentu dari tangan dan lengan manusia, dan dapat menggenggam, membawa benda, atau mengoperasikan alat tertentu melalui program tetap. Ia adalah perangkat otomasi yang paling banyak digunakan dalam bidang robotika. Bentuknya berbeda-beda, tetapi semuanya memiliki fitur umum, yaitu dapat menerima instruksi dan secara akurat menemukan titik mana pun dalam ruang tiga dimensi (dua dimensi) untuk melakukan operasi. Karakteristiknya adalah dapat menyelesaikan berbagai operasi yang diharapkan melalui pemrograman, dan struktur serta kinerjanya menggabungkan keunggulan manusia dan mesin mekanis. Ia dapat menggantikan tenaga kerja manusia yang berat untuk mewujudkan mekanisasi dan otomasi produksi, dan dapat beroperasi di lingkungan yang berbahaya untuk melindungi keselamatan pribadi. Oleh karena itu, ia banyak digunakan dalam pembuatan mesin, elektronik, industri ringan, dan energi atom.
1. Lengan robot umum terutama terdiri dari tiga bagian: badan utama, mekanisme penggerak dan sistem kontrol
(I) Struktur Mekanik
1. Badan lengan robot merupakan bagian pendukung dasar dari seluruh perangkat, biasanya terbuat dari bahan logam yang kuat dan tahan lama. Badan lengan tidak hanya harus mampu menahan berbagai gaya dan torsi yang dihasilkan oleh lengan robot selama bekerja, tetapi juga menyediakan posisi pemasangan yang stabil untuk komponen lainnya. Desainnya perlu mempertimbangkan keseimbangan, stabilitas, dan kemampuan beradaptasi dengan lingkungan kerja. 2. Lengan Lengan robot merupakan bagian utama untuk mencapai berbagai tindakan. Lengan terdiri dari serangkaian batang penghubung dan sambungan. Melalui rotasi sambungan dan pergerakan batang penghubung, lengan dapat mencapai gerakan multi-derajat kebebasan di ruang angkasa. Sambungan biasanya digerakkan oleh motor presisi tinggi, reduksi, atau perangkat penggerak hidrolik untuk memastikan akurasi dan kecepatan gerakan lengan. Pada saat yang sama, bahan lengan harus memiliki karakteristik kekuatan tinggi dan bobot yang ringan untuk memenuhi kebutuhan gerakan cepat dan membawa benda berat. 3. Efektor ujung Ini adalah bagian lengan robot yang secara langsung menyentuh benda kerja, dan fungsinya mirip dengan tangan manusia. Ada banyak jenis end effector, dan yang umum adalah gripper, cangkir hisap, pistol semprot, dll. Gripper dapat disesuaikan menurut bentuk dan ukuran objek dan digunakan untuk mencengkeram objek dengan berbagai bentuk; cangkir hisap menggunakan prinsip tekanan negatif untuk menyerap objek dan cocok untuk objek dengan permukaan datar; pistol semprot dapat digunakan untuk penyemprotan, pengelasan dan operasi lainnya.
(II) Sistem penggerak
1. Penggerak motor Motor merupakan salah satu metode penggerak yang paling umum digunakan pada lengan robot. Motor DC, motor AC, dan motor stepper semuanya dapat digunakan untuk menggerakkan gerakan sendi lengan robot. Penggerak motor memiliki keunggulan akurasi kontrol yang tinggi, kecepatan respons yang cepat, dan rentang pengaturan kecepatan yang lebar. Dengan mengendalikan kecepatan dan arah motor, lintasan gerak lengan robot dapat dikontrol secara akurat. Pada saat yang sama, motor juga dapat digunakan bersama dengan berbagai peredam untuk meningkatkan torsi keluaran guna memenuhi kebutuhan lengan robot saat membawa benda berat. 2. Penggerak hidrolik Penggerak hidrolik banyak digunakan pada beberapa lengan robot yang membutuhkan daya keluaran yang besar. Sistem hidrolik memberi tekanan pada oli hidrolik melalui pompa hidrolik untuk menggerakkan silinder hidrolik atau motor hidrolik agar bekerja, sehingga mewujudkan gerakan lengan robot. Penggerak hidrolik memiliki keunggulan daya tinggi, kecepatan respons yang cepat, dan keandalan yang tinggi. Penggerak ini cocok untuk beberapa lengan robot yang berat dan berbagai situasi yang membutuhkan tindakan cepat. Namun, sistem hidrolik juga memiliki kelemahan berupa kebocoran, biaya perawatan yang tinggi, dan persyaratan yang tinggi untuk lingkungan kerja. 3. Penggerak pneumatik Penggerak pneumatik menggunakan udara bertekanan sebagai sumber daya untuk menggerakkan silinder dan aktuator lainnya agar bekerja. Penggerak pneumatik memiliki keunggulan berupa struktur sederhana, biaya rendah, dan kecepatan tinggi. Penggerak ini cocok untuk beberapa situasi yang tidak memerlukan daya dan presisi. Namun, daya sistem pneumatik relatif kecil, akurasi kontrolnya juga rendah, dan perlu dilengkapi dengan sumber udara bertekanan dan komponen pneumatik terkait.
(III) Sistem kendali
1. Kontroler Kontroler adalah otak lengan robot, yang bertanggung jawab untuk menerima berbagai instruksi dan mengendalikan tindakan sistem penggerak dan struktur mekanis sesuai dengan instruksi. Kontroler biasanya menggunakan mikroprosesor, pengontrol logika terprogram (PLC) atau chip kontrol gerak khusus. Ia dapat mencapai kontrol yang tepat atas posisi, kecepatan, akselerasi, dan parameter lain dari lengan robot, dan juga dapat memproses informasi yang diberikan kembali oleh berbagai sensor untuk mencapai kontrol loop tertutup. Kontroler dapat diprogram dalam berbagai cara, termasuk pemrograman grafis, pemrograman teks, dll., sehingga pengguna dapat memprogram dan men-debug sesuai dengan kebutuhan yang berbeda. 2. Sensor Sensor merupakan bagian penting dari persepsi lengan robot terhadap lingkungan eksternal dan keadaannya sendiri. Sensor posisi dapat memantau posisi setiap sendi lengan robot secara real time untuk memastikan akurasi gerakan lengan robot; sensor gaya dapat mendeteksi gaya lengan robot saat menggenggam objek untuk mencegah objek tergelincir atau rusak; sensor visual dapat mengenali dan menemukan objek yang bekerja dan meningkatkan tingkat kecerdasan lengan robot. Selain itu, ada sensor suhu, sensor tekanan, dll., yang digunakan untuk memantau status kerja dan parameter lingkungan lengan robot.
2. Klasifikasi lengan robot umumnya diklasifikasikan menurut bentuk struktural, mode penggerak, dan bidang aplikasi
(I) Klasifikasi berdasarkan bentuk struktur
1. Lengan robot koordinat kartesius Lengan robot ini bergerak sepanjang tiga sumbu koordinat sistem koordinat persegi panjang, yaitu sumbu X, Y, dan Z. Lengan robot ini memiliki keunggulan berupa struktur sederhana, kontrol yang mudah, akurasi posisi yang tinggi, dll., dan cocok untuk beberapa tugas penanganan, perakitan, dan pemrosesan yang sederhana. Akan tetapi, ruang kerja lengan robot koordinat persegi panjang relatif kecil dan fleksibilitasnya buruk.
2. Lengan robot koordinat silinder Lengan robot koordinat silinder terdiri dari sambungan putar dan dua sambungan linier, dan ruang geraknya berbentuk silinder. Lengan ini memiliki keunggulan berupa struktur yang ringkas, jangkauan kerja yang luas, gerakan yang fleksibel, dll., dan cocok untuk beberapa tugas dengan kompleksitas sedang. Namun, akurasi posisi lengan robot koordinat silinder relatif rendah, dan kesulitan kontrolnya relatif tinggi.
3. Lengan robot koordinat bola Lengan robot koordinat bola terdiri dari dua sambungan putar dan satu sambungan linier, dan ruang geraknya berbentuk bola. Lengan ini memiliki keunggulan gerakan yang fleksibel, jangkauan kerja yang luas, dan kemampuan beradaptasi dengan lingkungan kerja yang kompleks. Lengan ini cocok untuk beberapa tugas yang membutuhkan presisi tinggi dan fleksibilitas tinggi. Namun, struktur lengan robot koordinat bola rumit, tingkat kesulitan kontrolnya besar, dan biayanya juga tinggi.
4. Lengan robot yang diartikulasikan Lengan robot yang diartikulasikan meniru struktur lengan manusia, terdiri dari beberapa sendi putar, dan dapat melakukan berbagai gerakan yang mirip dengan lengan manusia. Lengan robot ini memiliki keunggulan gerakan yang fleksibel, jangkauan kerja yang luas, dan kemampuan untuk beradaptasi dengan lingkungan kerja yang kompleks. Saat ini, lengan robot ini merupakan jenis yang paling banyak digunakan.
Namun, kontrol lengan robot yang diartikulasikan sulit dan memerlukan teknologi pemrograman dan debugging yang tinggi.
(II) Klasifikasi berdasarkan mode berkendara
1. Lengan robot listrik Lengan robot listrik menggunakan motor sebagai perangkat penggerak, yang memiliki keunggulan akurasi kontrol tinggi, kecepatan respons cepat, dan kebisingan rendah. Cocok untuk beberapa kesempatan dengan persyaratan tinggi untuk akurasi dan kecepatan, seperti manufaktur elektronik, peralatan medis, dan industri lainnya. 2. Lengan robot hidrolik Lengan robot hidrolik menggunakan perangkat penggerak hidrolik, yang memiliki keunggulan daya tinggi, keandalan tinggi, dan kemampuan beradaptasi yang kuat. Cocok untuk beberapa lengan robot berat dan kesempatan yang membutuhkan keluaran daya besar, seperti konstruksi, pertambangan, dan industri lainnya. 3. Lengan robot pneumatik Lengan robot pneumatik menggunakan perangkat penggerak pneumatik, yang memiliki keunggulan struktur sederhana, biaya rendah, dan kecepatan tinggi. Cocok untuk beberapa kesempatan yang tidak memerlukan daya dan akurasi tinggi, seperti pengemasan, percetakan, dan industri lainnya.
(III) Klasifikasi berdasarkan bidang aplikasi
1. Lengan robot industri Lengan robot industri terutama digunakan dalam bidang produksi industri, seperti manufaktur mobil, manufaktur produk elektronik, dan pemrosesan mekanis. Lengan ini dapat mewujudkan produksi otomatis, meningkatkan efisiensi produksi, dan kualitas produk. 2. Lengan robot layanan Lengan robot layanan terutama digunakan dalam industri jasa, seperti medis, katering, layanan rumah, dll. Lengan ini dapat menyediakan berbagai layanan kepada orang-orang, seperti keperawatan, pengiriman makanan, pembersihan, dll. 3. Lengan robot khusus Lengan robot khusus terutama digunakan di beberapa bidang khusus, seperti kedirgantaraan, militer, eksplorasi laut dalam, dll. Lengan ini perlu memiliki kinerja dan fungsi khusus untuk beradaptasi dengan lingkungan kerja yang kompleks dan persyaratan tugas.
Perubahan yang dibawa oleh lengan robotik ke produksi manufaktur industri tidak hanya berupa otomatisasi dan efisiensi operasi, tetapi juga model manajemen modern yang menyertainya telah mengubah metode produksi dan daya saing pasar perusahaan secara signifikan. Penerapan lengan robotik merupakan peluang yang baik bagi perusahaan untuk menyesuaikan struktur industri mereka dan meningkatkan serta mentransformasinya.
Waktu posting: 24-Sep-2024
