Robot II

Sumber Penggerak.

Sumber penggerak ialah kuasa yang digunakan untuk menggerakkan robot. Tiga jenis sumber penggerak utama iaitu kuasa elektrik, kuasa hidraulik dan kuasa pneumatik.


Kuasa Elektrik.


Kuasa elektrik diperoleh daripada bekalan utama voltan AU sama ada fasa tunggal atau tiga fasa. Kebanyakannya penggerak robot ialah motor elektrik yang terdiri daripada motor AU, motor AT dan motor pelangkah. Voltan AU digunakan untuk menggerakkan robot bersaiz besar manakala voltan AT digunakan untuk robot bersaiz kecil.

Umumnya, motor elektrik tidak mempunyai kuasa angkat beban yang tinggi sepertimana penggerak yang menggunakan kuasa hidraulik. Walau bagaimanapun, kelajuan motor elektrik mudah dikawal dan ia tidak memerlukan kawasan lantai yang besar untuk menempatkannya. Motor elektrik memberi kejituan yang tinggi terhadap tugas yang dilaksanakan dalam operasi pemasangan. Gambar disebelah menunjukkan contoh robot yang menggunakan motor elektrik.






Kuasa Hidraulik.



Kuasa hidraulik dihasilkan oleh bendalir bertekanan tinggi unutk menggerakkan motor atau silinder hidraulik pada robot.

Sumber kuasa hidraulik terdiri daripada tangki simpanan bendalir, plat sesekat, penapis dan pam. Tekanan bendalir yang digunakan oleh robot adalah diantara 150 hingga 180 bar. Gambar disebelah menunjukkan contoh robot yang menggunakan hidraulik. Sumber kuasa ini terhasil apabila bendalir daripada tangki simpanan dipam ke motor hidraulik. Kemudian, bendalir ini kembali ke tangki dalam keadaan panas dan mengandungi kotoran. Oleh itu, ia perlu dibersihkan dan disejukkan oleh plat sesekat. Bendalir yang bersih akan dipam untuk menghasilkan bendalir bertekanan tinggi dan dibekalkan kepada motor hidraulik semula.

Robot bersaiz besar seperti Unimate 2000 yang juga merupakan robot terkuat pada masa ini menggunakan motor hidraulik. Robot ini bergerak dengan kelajuan tinggi dan mempunyai kuasa angkat beban yang tinggi. Walau bagaimanapun, robot hidraulik perlu menggunakan kawasan lantai yang besar untuk menempatkannya dan sentiasa terdedah kepada kebocoran bendalir.


Kuasa Pneumatik.


Kuasa pneumatik dihasilkan oleh udara bertekanan tinggi untuk menggerakkan motor atau silinder pneumatik pada robot. Sumber kuasa pneumatik terdiri daripada pemampatan udara, tangki simpanan udara bertekanan tinggi dan motor elektrik. Pemampatan udara berfungsi untuk meningkatkan tekanan udara dalam tangki simpanan dan motor elektrik digunakan untuk menjalankan pemampat tersebut. Tekanan udara uyang lazim digunakan ialah 6 bar.



Motor Hidraulik dan Pneumatik.

Motor hidraulik dan pneumatik terdiri daripada beberapa ram dalam kebuk, satu tamatan masukan dan satu tamatan keluaran seperti yang ditunjukkan di sebelah. Apabila tekanan udara atau bendalir dikenakan pada tamatan masukan, ram tertolak untuk menghasilkan pusingan aci. Tekanan bendalir atau udara kemudiannya dilepaskan melalui tamatan keluaran.

Robot I

Robotik bermaksud pengetahuan tentang robot, manakala robot pula ditakrifkan secara umum sebagai peralatan mekatronik yang boleh berkendali secara automatik.

Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi kepentingan dan keperluan robotik dalam industri seperti:

• Dapat melakukan tugas untuk menghasilkan pengeluaran yang berkualiti dengan kuantiti yang besar.

• Dapat bekerja dalam suasana bahaya tanpa perlu mempertimbangkan keselamatan dan keselesaan seperti penghawa dingin, lampu, pakaian keselamatan dan penyedut udara panas.

• Dapat bekerja secara berterusan tanpa letih, cuti, mengambil alih tugas dan tidak perlukan insuran perubatan, sebaliknya manusia perlu kepada semua perkara ini.

• Dapat melaksanakan tugas berulang kali dengan memberi kejituan yang tinggi ketika dalam kawalan.

• Dapat melaksanakan tugas dengan lebih cepat dan tepat.

Kegunaan robot dalam industri.

Robot dalam industri
pembuatan kereta.

Robot mengimpal logam

Robot mengangkat barang berat

Manipulator robot.


Manipulator ialah mesin yang bergerak melakukan tugas atau kerja. Mesin ini terdiri daripada tatarajah manipulator, pergelangan tangan manipulator dan bingkai tapak manipulator. Tugas yang dilakukan ialah adalah bergantung kepada kegunaan robot. Jika robot digunakan untuk mengimpal, manipulator akan dipasang dengan set kimpalan di pergelangan tangannya. Kebanyakan manipulator mempunyai enam sendi iaitutiga sendi di tatarajah dan selebihnya di pergelangan tangan manipulator. Manipulator ini dikenali sebagai manipulator enam DOF. Satu DOF mewakili satu sendi yang akan bergerak mengikut atur cara supaya alat hujung lengan robot berada pada tempat yang dikehendaki.

Motor

Motor elektrik ialah mesin yang menukarkan tenaga elektrik kepada tenaga mekanik. Motor ini menggunakan bekalan elektrik sebagai sumber tenaga dan menghasilkan tenaga mekanik dalam bentuk tenaga kilas dan putaran. Motor elektrik digunakan untuk mengendalikam pelbagai jenis peralatan kecil dan besar seperti pencukur elektrik, kipas angin, pembersih vakum dan juga kereta api elektrik. Unit kuasa elektrik ialah watt dan simbolnya ialah W. Selain watt, unit kuasa kuda (HP) juga digunakan dalam menentukan kuasa motor elektrik.

Motor AT.

Binaan asas motor AT terdiri daripada pemegun dan pemutar. Pemegun ialah bahagian yang mengandungi belitan medan yang menghasilkan fluks medan magnet. Biasanya pemegun dipasang pada rangka atau kuk motor dan merupakan bahagian motor yang tidak bergerak. Pemutar ialah bahagian motor yang berputar dalam motor elektrik. Pemutar berada ditengah-tengah motor iaitu ditempat pemasangan aci.

Bahagian motor AT.


Bahagian utama motor terdiri daripada angker, penukartertib, kutub medan dan berus karbon. Angker dan penukartertib terdapat pada pemutar. Kutub medan dan berus karbon terdapat pada pemegun.






Angker.

Angker ialah bahagian motor yang berputar dan merupakan bahagian yang menerima tenaga elektrik. Angker terdiri daripada beberapa bahagian iaitu teras angker, belitan angker dan lubang alur. Teras angker berfungsi sebagai elektromagnet dan berputar apabila arus elektrik mengalir melaluinya. Putaran ini disebabkan oleh prinsip kemagnetan iaitu kutub yang berlainan akan menarik dan kutub yang sama akan menolak.

Penukartertib.


Penukartertib ialah komponen yang berbentuk silinder yang terdapat di dalam pemutar. Komponen ini merupakan susunan ruas palang logam yang bertebat antara satu sama lain.
Penukartertib berfungsi untuk menghubungkan pengaliran arus dari bekalan kepada belitan angker melalui berus karbon.



Kutub medan.


Kutub medan adalah untuk menghasilkan medan magnet kekal dalam motor AT. Motor AT bersaiz kecil menggunakan magnet kekal sebagai kutub medan. Motor AT bersaiz besar menggunakan elektromagnet sebagai kutub medan. Belitan untuk menghasilkan kekuatan magnet pada kutub medan magnet pada kutub medan dinamai belitan medan.




Berus karbon.

Berus karbon berbentuk bongkah karbon kecil yang bertindak sebagai media penyambung litar elektrik yang berputar dengan bahagian yang pegun. Berus karbon digunakan untuk membawa arus masuk ke belitan angker atau keluar dari belitan angker.

Pengubah

Binaan Asas Pengubah.

Binaan asas pengubah terdiri daripada sebuah teras yang dililit dengan dua belitan pengalir, seperti yang ditunjukkan di sebelah. Belitan-belitan ini masing-masing mempunyai fungsi dan bilangan lilitan tertentu.

Bahagian teras dililit oleh pengalir kuprum berpenebat dengan bilangan lilitan tertentu. Nama dan jenis pengubah bergantung kepada bilangan belitan pengalir kuprum tersebut dibuat dan jenis teras yang digunakan.

Teras.

Teras diperbuat daripada kepingan-kepingan keluli silikon yang ditebat diantara satu sama lain. Ketebalan setiap kepingan biasanya adalah antara 1 mm hingga 5 mm. Di samping tahan lasak, kepingan keluli silikon mempunyai sifat histerisis yang rendah bagi mengurangkan kehilangan kuasa. Teras dibuat berlapis-lapis untuk mengelakkan kehilangan kuasa yang disebabkan oleh arus pusar.

Teras dibuat mengikut bentuk tertentu bagi mengurangkan lesapan kuasa. Bentuk utama teras yang lazim digunakan ialah bentuk kelompang (E-I) dan bentuk tingkap (U-I) seperti ditunjukkan di bawah. Walau bagaimanapun, pemilihan jenis dan bentuk teras adalah bergantung kepada penggunaan pengubah.

Bentuk kelompang (E-I).


Bentuk tingkap (U-I).

Belitan.

Binaan asas pengubah terdiri daripada dua belitan yang dililit pada teras. Belitan yang disambung ke punca voltan dinamai belitan utama dan digunakan untuk menyalur masuk tenaga elektrik kepada pengubah. Belitan yang disambung ke litar beban dinamai belitan sekunder dan digunakan untuk menyalur keluar tenaga elektrik dari pengubah. Terdapat juga pengubah yang mempunyai hanya satu belitan iaitu auto-pengubah. Bahagian sekunder auto-pengubah diambil sebahagian daripada belitan utama.

Contoh Auto-pengubah.

Terdapat pelbagai kaedah belitan, antaranya termasuklah belitan sepusat dan belitan apit.

Keratan rentas jenis belitan pengubah.

Kesan Magnet

Arus elektrik boleh menghasilkan kesan magnet. Sebaliknya pula, kesan yang dihasilkan oleh elektromagnet boleh menghasilkan arus magnet.

Apabila arus elektrik mengalir dalam satu dawai pengalir lurus, medan magnet terbentuk disekeliling pengalir tersebut. Corak fluks magnet dapat ditunjukkan dengan cara meletakkan sekeping kadbod yang ditembusi pengalir. Apabila serbuk besi ditaburkan pada kadbod tersebut, serbuk besi akan membentuk lingkaran bulat yang lengkap disekeliling pengalir.




Jika arus elektrik ditingkatkan, lingkaran serbuk besi semakin padat dan keelektromagnetan disekeliling kawasan yang berdekatan dengan pengalir tersebut semakin kuat. Apabila kompas diletakkan berhampiran pengalir, jarum penunjuk kompas akan terpesong dan menunjukkan arah fluks magnet.

Terdapat dua kaedah untuk menentukan arah fluks magnet dan arah arus elektrik yang mengalir melalui pengalir iaitu dengan menggunakan Petua Genggaman Tangan Kanan dan Petua Skru Maxwell seperti yang ditunjukkan.



Petua Genggaman Tangan Kanan.

• Ibu jari menunjukkan arah arus yang mengalir melalui pengalir.

• Jari-jari lain menunjukkan arah fluks magnet disekeliling pengalir.

Petua Skru Maxwell.

• Arah pacuan skru menunjukkan arah arus elektrik yang mengalir melalui pengalir.

• Arah putaran skru menunjukkan arah fluks magnet disekeliling pengalir tersebut.

• Arah pacuan skru masuk menandakan arus masuk dan arah fluks magnet mengikut putaran jam. Sebaliknya, arah pacuan skru keluar menandakan arus keluar dan arah fluks magnet melawan putaran jam.
  

Keelektromagnetan

Perkataan magnet berasal daripada perkataan magnetit iaitu sejenis batu hitam yang dianggap ajaib yang berasal daripada Magnesia, Turki.


Ada tiga ciri utama magnet iaitu medan magnet, fluks magnet dan kutub magnet. Medan magnet wujud dikawasan sekeliling dan merupakan ruang yang dipenuhi fluks magnet. Fluks magnet ialah lingkaran garis urat daya magnet yang mempunyai ciri berikut:

• Garis fluks menunjukkan arah ke luar dari kutub utara dan arah masuk ke kutub selatan dengan membentuk lingkaran lengkap.

• Garis fluks tidak bersilang antara satu sama lain.

• Garis fluks mudah membentuk dan elastik

• Pada bahagian kutub dan kawasan berhampiran magnet, fluks lebih padat, ketumpatan fluks tinggi dan kesan magnetnya kuat.

• Garis-garis fluks yang sama arah akan bergabung dan saling menarik antara satu sama lain, manakala garis-garis fluks yang berlawanan arah saling menolak antara satu sama lain.

Kompas yang diletakkan dalam ruang magnet akan sentiasa menunjukkan arah fluks magnet iaitu ke kutub selatan magnet tersebut.

Perintang

Perintang merupakan komponen yang menghadkan pengaliran arus dalam litar. Pemilihan perintang dipilih mengikut kesesuaian penggunaannya dalam litar. Apabila memilih perintang, empat perkara perlu dipertimbangkan.

1. Nilai rintangan - Nilai rintangan dapat dibaca sama ada dengan menggunakan kod warna atau kod tercetak pada badan perintang.
2. Had terima - Had terima menunjukkan nilai minimum dan maksimum bagi perintang.
3. Kadar Kuasa - Saiz perintang menunjukkan kuasa maksimum yang boleh diterima oleh perintang.
4. Kestabilan - Perintang yang mempunyai kestabilan tinggi dapat mengekalkan rintangan dengan perubahan suhu dan jangka hayat.

Perintang kod warna.

Nilai rintangan sesuatu perintang dapat ditentukan dengan mentafsirkan warna jalur yang tercetak pada badannya.
Biasanya terdapat empat jalur yang tercetak pada badan perintang. Jalur pertama dan kedua menunjukkan digit pertama dan digit kedua. Jalur ketiga merupakan nilai pendarab. Jalur keempat ialah nilai had yang diterima.

Formula berikut boleh digunakan untuk menentukan nilai rintangan perintang.

• Nilai rintangan, [ R = (AB x C) +/ - D ]