J4125_Automasi Perindustrian Dan Robotik

J4125 / UNIT 1 / 1 JENIS-JENIS ROBOT

UNIT 1

JENIS-JENIS ROBOT

OBJEKTIF OBJEKTIF AM : Memahami istilah dalam robot perindustrian dan kategori robot pungut -letak, robot gelung terbuka dan gelung tertutup.

OBJEKTIF KHUSUS : Di akhir unit ini, anda sepatutnya akan dapat :¾ Mendefinisikan robot perindustrian. ¾ Menerangkan terminologi yang digunakan dalam penggunaan robot industri. ¾ Menerangkan ciri-ciri robot pengelolaan komponen, robot pengelolaan perkakasan dan sistem kawalam robot iaitu sistem kawalan gelung terbuka dan sistem kawalan gelung tertutup. ¾ Melakar dan menerangkan rajah robot pungut letak, sistem gelung terbuka dan sistem gelung tertutup.

http://modul2poli.blogspot.com/


INPUT

1.0

PENGENALAN

Di dalam unit ini anda akan mempelajari tentang istilah, ciri-ciri robot pengelolaan komponen dan pengelolaan perkakasan serta sistem kawalan robot. Robot perindustrian adalah robot yang digunakan secara meluas di dalam sesuatu sistem pengautomatan yang menghasilkan pelbagai jenis produk. Ia merupakan satu generasi pekerja kolar besi yang boleh bekerja tiga giliran dalam sehari tanpa memerlukan rehat. Robot perindustrian juga merupakan satu alat yang amat diperlukan dan dapat memangkinkan perkembangan teknologi masa kini dan masa akan datang. 1.1

DEFINISI ROBOT YANG DIBERIKAN OLEH PERSATUAN ROBOT BRITISH

Robot perindustrian adalah sebuah peranti atau alat pelbagai fungsi yang boleh diprogramkan berulang-ulangkali. Ia direkabentuk untuk menggerakkan serta mengolah bahagian-bahagian, alat-alat atau alat khusus dalam kerja-kerja pembuatan melalui pergerakan yang boleh diubah-ubah untuk melakukan tugas-tugas di dalam proses pembuatan. 1.2

TERMINOLOGI ASAS YANG DIGUNAKAN DI DALAM SATU SISTEM PENGAUTOMATAN ISTILAH

PENERANGAN

1. Ketepatan

Darjah kemampuan yang boleh dibuat oleh lengan robot untuk digerakkan ke satu titik tertentu dalam sel kerja apabila kita memasukkan koordinat-koordinat daripada stesen pemprograman di luar talian (off-line programming).

2. Pengelolaan

Pergerakan yang dilakukan oleh tangan robot untuk membawa objek melalui satu ruang (jarak) dari satu tempat ke tempat yang lain.

3. Gerakan antaramuka

Penggunaan komponen-komponen perkakasan untuk menyambung dua alat atau sebahagian dari storan atau pendaftar supaya boleh digunakan oleh dua atau lebih aturcara (program).



4. Liputan kerja

Isipadu/luas kawasan di mana lengan robot boleh melakukan tugasnya/kerjanya.

5. Darjah kebebasan

Bilangan pergerakan hakiki dan tahap kompleksnya tugas yang boleh dilakukan oleh sebuah robot ditentukan oleh darjah kebebasan yang ada pada sesuatu robot. Pada amnya robot mempunyai tiga darjah kebebasan utama iaitu paksi x,y dan z. Robot-robot yang lebih canggih mempunyai paksi gerakan yang lebih banyak.

6. Peralihan

Pergerakan robot melalui satu garislurus yang melibatkan pengawalan lebih dari satu paksi.

7. Persendian

Sendi atau paksi yang terdapat pada pengolah (lengan robot). Terdiri dari dua jenis axis iaitu ‘major axis’ yang terdiri dari ‘base’, ‘shoulder’ dan ‘elbow’ serta ‘minor axis’ yang terdiri dari ‘ wrist pitch’, ‘wrist roll’ dan ‘wrist yaw’.

8. Penghalaan

Pergerakan ‘end effector’ robot ataupun ‘minor axis’ untuk pergi ke tempat yang di arahkan.

9. Tatarajah

Rekabentuk robot mengikut pandangan geometrinya contohnya kartesian, selinder, polar dan lengan bersambung (jointed arm).

10. Kebolehulangan

Darjah kemampuan lengan robot untuk mengesan sasaran yang telah disetkan dengan tepat dan kemudian kembali semula ke titik asalnya dalam sel kerja itu. Robot yang mempunyai kebolehulangan yang tinggi akan mampu mengulangi semula tugas itu dengan tepat berulang-ulang kali tanpa ralat.

11. Titik tengah matalat

Ia adalah titik tindakan untuk matalat yang dipasang pada pelit matalat robot. Titik tengah matalat ialah titik rujukan pada matalat yang dikawal oleh robot.

12. Koordinatkoordinat sel kerja

Titik-titik yang diprogramkan dalam sel kerja dikenalpasti kedudukannya dengan menggunakan nilai-nilai koordinatkoordinat x, y dan z bagi titik tengah matalat serta sudutsudut penyambungan paksi pada pergelangan lengan robot iaitu ‘pitch’,’roll’ dan ‘yaw’.



13. Kelajuan

Kadar pergerakan titik-tengah matalat yang dilakukan oleh robot di bawah kawalan program. Ia adalah ukuran kelajuan alat tersebut.

14. Beban maksimum

Beban maksima yang boleh digerakkan/dipindahkan oleh robot semasa di bawah kawalan program. Ia meliputi berat pencengkam dan produk/komponen yang diangkat. Semasa menggangkat beban ini lengan robot masih lagi dapat mengekalkan spesifikasi kebolehulangan dan keboleharapannya.

15. Pengolah

Bahagian mekanikal sistem robot yang boleh digerakkan ke pelbagai arah, hasil dari gabungan pergerakaan paksi-paksi. Ia terdiri dari komponen-komponen seperi lengan manusia iaitu lengan atas dan lengan bawah yang disambung dengan ‘base’, ‘shoulder’, ‘elbow’ dan ‘wrist’. Ia dapat membawa alat pengesan hujung (end effector) ke destinasi-destinasi yang diperlukan. Selain dari komponen-komponen di atas, ia juga terdiri dari bahagian-bahagian seperti alas, pemacu penggerak, peranti suapbalik dan struktur penyokong untuk memegang serta menggabungkan semula alat-alat tersebut.

16. Penggerak

Mekanisma yang digunakan untuk memacu pengolah bagi membolehkannya bergerak ke titik yang telah ditentukan. Ia terdiri daripada komponen-komponen seperti selinder pneumatik atau hidraulik, motor-motor berputar pneumatik atau hidraulik dan motor-motor elektrik. Kedudukan robot juga ditentukan dengan gabungan komponen-komponen ini. Robot-robot yang mempunyai sistem penggerak yang mudah digerakkan secara mekanikal dengan menggunakan sesondol (cam).

17. Pengesan hujung ( endeffector)

Perkakasan yang dipasang pada plet hujung lengan pengolah yang berfungsi mengikut tugas yang akan dilakukan. Ia terdiri dari dua bentuk utama iaitu pencengkam ataupun perkakasan ( tools).



AKTIVITI 1a

Untuk menguji kefahaman anda, sila jawab soalan aktiviti di bawah. Sila semak jawapan anda di halaman maklum balas. Soalan 1a.1 Takrifkan perkara-perkara berikut :a) b) c) d) e)

Ketepatan Liputan kerja Kebolehulangan Beban maksimum Darjah kebebasan

Pelajar-pelajar diarahkan ke makmal untuk membuat pemerhatian. Soalan 1a.2 Sistem robot yang mengandungi elemen-elemen seperti :a) b) c) d)

Pengolah dan pengesan hujung Unit Kawalan robot Punca kuasa Penderia

Lakarkan sambungan bagi setiap elemen ini.

Soalan 1a.3 Komponen-komponen yang terdapat pada pengolah dalam sistem robot. Mereka perlu membuat lakaran dan seterusnya menerangkan tentang komponen-komponen di bawah :a) Penggerak (actuator) b) Pengesan hujung (end effector) c) Pengolah (manipulator)



MAKLUM BALAS AKTIVITI 1a

……..Sila semak jawapan anda………..

Jawapan 1a.1

a) Ketepatan

Darjah kemampuan yang boleh dibuat oleh lengan robot untuk digerakkan ke satu titik tertentu dalam sel kerja apabila kita memasukkan koordinat-koordinat daripada stesen pemprograman di luar talian (off-line programming).

b) Liputan kerja

Isipadu/luas kawasan di mana lengan robot boleh melakukan tugasnya/kerjanya.

c) Kebolehulangan

Darjah kemampuan lengan robot untuk mengesan sasaran yang telah disetkan dengan tepat dan kemudian kembali semula ke titik asalnya dalam sel kerja itu. Robot yang mempunyai kebolehulangan yang tinggi akan mampu mengulangi semula tugas itu dengan tepat berulang-ulang kali tanpa ralat.

d) Beban maksimum

Beban maksima yang boleh digerakkan/dipindahkan oleh robot semasa di bawah kawalan program. Ia meliputi berat pencengkam dan produk/komponen yang diangkat. Semasa menggangkat beban ini lengan robot masih lagi dapat mengekalkan spesifikasi kebolehulangan dan keboleharapannya.

e) Darjah kebebasan

Bilangan pergerakan hakiki dan tahap kompleksnya tugas yang boleh dilakukan oleh sebuah robot ditentukan oleh darjah kebebasan yang ada pada sesuatu robot. Pada amnya robot mempunyai tiga darjah kebebasan utama iaitu paksi x,y dan z. Robot-robot yang lebih canggih mempunyai paksi gerakan yang lebih banyak.



Jawapan 1a.2 Sambungan elemen dalam sistem robot adalah seperti di bawah :

penderia

Unit kawalan

Pengesan hujung

pengolah Punca kuasa

kuasa

Jawapan 1a.3 Komponen-komponen yang terdapat pada pengolah adalah :

1.

Penggerak ( actuator)

Penggerak adalah mekanisma yang digunakan untuk memacu pengolah bagi membolehkannya bergerak ke titik yang telah ditentukan. Ia terdiri daripada komponen-komponen seperti selinder pneumatik atau hidraulik, motor-motor berputar pneumatik atau hidraulik dan motor-motor elektrik. Kedudukan robot juga ditentukan dengan gabungan komponen-komponen ini. Robot-robot yang mempunyai sistem penggerak yang mudah digerakkan secara mekanikal dengan menggunakan sesondol (cam).



2.

Pengesan Hujung (end effector)

Perkakasan yang dipasang pada plet hujung lengan pengolah yang berfungsi mengikut tugas yang akan dilakukan. Ia terdiri dari dua bentuk utama iaitu pencengkam ataupun perkakasan ( tools).

3.

Pengolah (manipulator)

Bahagian mekanikal sistem robot yang boleh digerakkan ke pelbagai arah, hasil dari gabungan pergerakaan paksi-paksi. Ia terdiri dari komponen-komponen seperi lengan manusia iaitu lengan atas dan lengan bawah yang disambung dengan ‘base’, ‘shoulder’, ‘elbow’ dan ‘wrist’. Ia dapat membawa alat pengesan hujung (end effector) ke destinasidestinasi yang diperlukan. Selain dari komponen-komponen di atas, ia juga terdiri dari bahagian-bahagian seperti alas, pemacu penggerak, peranti suapbalik dan struktur penyokong untuk memegang serta menggabungkan semula alat-alat tersebut.



INPUT 1.3 JENIS ROBOT 1.3.1 Robot Pungut Letak (Robot Pengelolaan Komponen)

Sumber : Fundamental of Industrial Robots and Robotics.

Rajah 1.1 : Robot Pungut Letak (Pick and Place Robot)

Merujuk kepada rajah 1.1 Robot pungut-letak adalah merupakan robot jenis pengelolaan komponen. Ia digunakan dengan meluas di dalam industri pembuatan di mana ia memainkan peranan yang amat penting dalam kerja-kerja mengangkat dan meletakkan komponen atau produk dalam kerja-kerja sepeti pemasangan, pemunggahan dan penyusunan (palletising). Merujuk kepada rajah di atas, dapat di lihat bahawa pengesan hujung (end effector) bagi robot jenis ini adalah merupakan dari jenis pencengkam. Pencengkam yang digunakan perlulah disesuaikan dengan tugas yang akan di jalankan. Teknik kawalan bagi robot jenis ini adalah bergantung kepada tahap kesukaran kerja yang boleh dilakukan. Ia mungkin menggunakan teknik kawalan Gelung Tertutup ataupun kawalan Gelung Terbuka.



1.3.2

Robot Pengelolaan Perkakasan


Rajah 1.2(a) : Robot Pengelolaan Pekakasan ( semburan cat )


Rajah 1.2(b) : Robot Pengelolaan Pekakasan ( kimpalan ) Robot pengelolaan perkakasan adalah dari jenis robot yang menjalankan kerja-kerja pembuatan seperti kerja-kerja kimpalan, kerja penyemburan cat/penyalut dan kerja penggerudian. Merujuk kepada rajah 1.2(a) dan rajah 1.2(b) di atas, anda boleh lihat bahawa pengesan hujungnya (end effector) terdiri dari perkakasan pembuatan seperti alat-alat kimpalan, alat penyembur, gerudi, dan sebagainya. Sistem kawalan robot ini juga bergantung kepada tahap kesukaran kerja yang dilakukan. Oleh kerana ia selalunya melakukan kerja yang agak kompleks, sistem kawalan gelung tertutup lebih sesuai digunakan untuk robot jenis ini.



1.3

SISTEM KAWALAN ROBOT 1.3.1

Sistem Kawalan Gelung Terbuka

Robot yang menggunakan sistem kawalan gelung terbuka juga dikenali sebagai Robot Non-Servo. Robot jenis ini tidak mempunyai penderia kedudukan dan penderia kadar perubahan yang dipasang pada paksi-paksi lengannya. Kedudukan lengan robot hanya boleh ditentukan oleh alat-alat pemberhenti seperti suis had (limit switch) yang dipasang pada penghujung laluannya. Contohnya, sekiranya ia melakukan kerja kimpalan, pada kedudukan hujung kimpalan yang dibuat, perlulah dipasang dengan suis yang akan memberhentikan pergerakan lengan robot (pengolah). Kelajuan bagi pengolah pula ditentukan oleh jenis penggerak yang digunakan. Biasanya kelajuan penggerak adalah pada tahap maksima. Sesetengah sistem pula menggunakan penderia had untuk menentukan bahawa sesuatu paksi pengolah telah mencapai kedudukan akhirnya. Akibat dari pergerakan pengolah bergantung kepada kelajuan penggerak, robot jenis ini selalunya diberhentikan secara tiba-tiba menyebabkan berlaku perlanggaran kecil antara penggerak dengan suis had. Ini menyebabkan ia juga dikenali sebagai robot bang-bang. Antara kebaikan robot jenis ini adalah ia lebih mudah dan murah disenggarakan. Ini disebabkan ia tidak memerlukan penderia-penderia yang mahal. Namun begitu, kelemahan robot jenis ini ialah kebolehannya terhad dari segi kedudukan dan aturcara. Maksudnya ialah, kedudukan kerja pengolah tidak dapat diubahsuai kecuali dengan mengubah kedudukan suis penghad. Ia juga mempunyai kebolehulangan yang rendah iaitu + 0.01 inci. Aturcaranya adalah terhad dan ia tidak dapat menjalankan tugas-tugas yang agak rumit. Selain dari itu, ia juga memerlukan masa yang lama untuk menyudahkan setiap tugas. Apabila masa kendalian yang sebenar lebih cepat dari masa yang dijangkakan, sistem akan mengalami keadaan melahu.


J4125 / UNIT 1 / 12 JENIS-JENIS ROBOT Pengawal Robot Penggerak hidraulik/ elektrik

Isyarat kepada pemacu penggerak

Unit kawalan bagi penggerak

(II)

(III) Sudut sendi yang dikehendaki

(I)

θ Penderia dalaman

Data bagi kedudukan seterusnya -sudut ingatan sambungan

Rajah 1.3 : Sistem Kawalan Gelung Terbuka Rajah 1.3 di atas adalah merupakan rajah sistem Gelung Terbuka. Apabila pengesan hujung tiba di sesuatu titik tertentu, unit kawalan robot akan membaca data bagi titik yang seterusnya. Ini berlaku pada kedudukan (I). Unit kawalan robot seterusnya akan menentukan ‘joint angle’ (θ) yang sesuai untuk paksi pengolah bergerak ke titik yang seterusnya. Langkah seterusnya berlaku di titik (II), di mana unit kawalan robot akan memberi isyarat kepada ‘actuator driver’ supaya menghantarkan data-data mengenai kedudukan seterusnya kepada penggerak (actuator) yang letaknya di sendi setiap pengolah di titik (III). Penggerak akan menggerakkan pengolah ke titik yang diarahkan oleh unit kawalan robot.

1.4.2 Sistem Kawalan Gelung Tertutup Sistem kawalan gelung tertutup juga dikenali sebagai Robot Servo atau sistem berkadaran terus. Ia merupakan robot yang pergerakannya dikawal dengan kaedah gelung tertutup iaitu, kedudukan dan kelajuan titik tengah matalatnya boleh diawasi secara berterusan dengan menggunakan penderia kedudukan dan penderia kelajuan (tachometer). Kebaikannya system ini adalah ia dapat memastikan bahawa langkah-langkah terdahulu telah diselesaikan sebelum robot itu memulakan langkah yang seterusnya yang terdapat di dalam turutan operasi. Kaedah gelung tertutup juga lebih cepat berbanding dengan kaedah gelung terbuka kerana ia dapat mengetahui kedudukan terakhir titik tengah matalat. Dengan itu ia dapat meneruskan operasi yang seterusnya tanpa menunggu isyarat dari penderia luaran. Robot jenis ini adalah lebih fleksibel dalam tugasnya dan memberi ketepatan yang tinggi. Antara kelemahannya pula ialah, ia memerlukan kos yang tinggi kerana menggunakan penderia-penderia dan alatan sokongan yang lebih canggih.



Pengawal robot

Penggerak hidraulik/ elektrik


(III) (VI)

Pembanding kelajuan

(V)

(IV) Pembanding kedudukan

(II)

Penderia dalaman

Data bagi kedudukan seterusnya -kelajuan dan kedudukan sendi

(I)

Rajah 1.4.2 : Rajah Sistem Kawalan Gelung Tertutup Rajah 1.4 di atas adalah menunjukkan sistem gelung tetutup. Maklumat mengenai kedudukan dan kelajuan lengan diawasi secara berterusan oleh unit kawalan robot. Data bagi kedudukan–kedudukan yang perlu dilalui oleh robot telah dimasukkan ke dalam unit kawalan (robot controller) semasa pengaturcaraan dibuat. Ianya tersimpan di dalam ingatan (memory) untuk data bagi kedudukan (I). Apabila sampai di satu-satu kedudukan, penderia dalaman yang terdiri dari penderia kedudukan dan penderia kelajuan yang berada pada sendi pengolah (lI) akan menghantar data mengenai kedudukan tersebut kepada unit kawalan. Di dalam unit kawalan, pembanding kelajuan (velocity comperator) (III) dan pembanding kedudukan (position comparator) (IV) akan membandingkan data bagi kedudukan tersebut dengan kedudukan yang seterusnya. Maklumat ini akan diproses oleh pembanding kelajuan (velocity comperator) dan pembanding kedudukan (position comperator) dan seterusnya disalurkan kepada unit kawalan bagi penggerak (actuator driver) (V). ‘Actuator driver’ seterunya menghantar isyarat kepada penggerak (actuator) (VI) yang terdapat di setiap sendi atau sambungan pada pengolah (manipulator). Pengolah seterusnya akan bergerak ke sasaran dengan tepat dan dengan kelajuan yang ditetapkan oleh aturcara. Arah pergerakan pengolah boleh dikawal setiap masa dan boleh diubah haluan mengikut sasaran. Kelajuan penolah pula boleh dipercepatkan atau diperlahankan mengikut keperluan operasi. Bekalan kuasa kepada penggerak juga boleh dilaraskan secara berterusan supaya pergerakan yang dialami oleh pengolah sesuai dari segi haluan dan kelajuan yang dikehendaki.



AKTIVITI 1b

Untuk menguji kefahaman anda, sila jawab soalan aktiviti di bawah. Sila semak jawapan anda di halaman maklum balas.

Soalan 1b.1 Sebutkan DUA (2) jenis robot dan senaraikan DUA (2) kegunaannya.

Soalan 1b.2 Sebutkan DUA (2) jenis sistem kawalan yang digunakan pada robot dan nyatakan kebaikan dan keburukan bagi setiap sistem yang dinyatakan.



MAKLUM BALAS AKTIVITI 1b

……..Sila semak jawapan anda………..

Jawapan 1b.1 1. Robot pengelolaan komponen Kegunaannya : i. Pemunggahan ii. Penyusunan palet ( palletising ) 2. Robot pengelolaan perkakasan Kegunaannya : i. Semboran cat ii. Kimpalan Jawapan 1b.2 1.

Robot Gelung Terbuka Kebaikan : a. b.

Ia lebih mudah dan murah disenggarakan. Ini disebabkan ia tidak memerlukan penderia-penderia yang mahal. Ia selalunya mempunyai kebolehulangan + 0.01 inci iaitu ia mampu kembali ke satu-satu kedudukan pada jarak 1/100 inci dari kedudukan tersebut bagi pergerakan yang sebelumnya.

Keburukan : a.

b. c.

Kebolehannya terhad dari segi kedudukan dan aturcara. Maksudnya ialah, kedudukan kerja pengolah tidak dapat diubahsuai kecuali dengan mengubah kedudukan suis penghad. Aturcaranya adalah terhad dan ia tidak dapat menjalankan tugas-tugas yang agak rumit. Ia memerlukan masa yang lama untuk menyudahkan setiap langkah,sedangkan dalam keadaan sebenar, setiap langkah masa yang diperlukan untuk menyiapkannya mungkin berubah-ubah. Apabila masa kendalian yang sebenar lebih cepat dari masa yang dijangkakan, sistem akan mengalami keadaan melahu.



2.

Robot Gelung Tertutup Kebaikan : a.

b.

c. d.

Ia dapat memastikan bahawa langkah-langkah terdahulu telah diselesaikan sebelum robot itu memulakan langkah yang seterusnya yang terdapat di dalam turutan operasi. Lebih cepat berbanding dengan kaedah gelung terbuka kerana ia dapat mengetahui kedudukan terakhir titik tengah matalat. Dengan itu ia dapat meneruskan operasi yang seterusnya tanpa menunggu isyarat dari penderia luaran. Robot jenis ini adalah lebih fleksibel dalam tugasnya Ia memberi ketepatan yang tinggi.

Keburukan : a.

Ia mahal kerana memerlukan penderia-penderia dan alatan sokongan yang lebih canggih.



PENILAIAN KENDIRI

Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba menjawab soalan dalam penilaian kendiri ini dan semak jawapan anda pada maklum balas yang disediakan. Jika ada sebarang masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda. Selamat mencuba semoga berjaya!!!! Soalan 1. Berdasarkan kepada rajah skematik, terangkan :a)

Sistem Kawalan Gelung Terbuka

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

b)

Sistem Kawalan Gelung Tertutup

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------



MAKLUM BALAS PENILAIAN KENDIRI Adakah anda telah mencuba dahulu? Jika “ YA” , Sila Semak jawapan anda.

Jawapan Soalan 1(a) Pengawal Robot


Isyarat kepada pemacu penggerak


(II)

(III) Sudut sendi yang dikehendaki

(I)

θ Penderia dalaman

Data bagi kedudukan seterusnya -sudut ingatan sambungan

Rajah Sistem Kawalan Gelung Terbuka Rajah di atas adalah merupakan rajah sistem Gelung Terbuka. Apabila pengesan hujung tiba di sesuatu titik tertentu, unit kawalan robot akan membaca data bagi titik yang seterusnya. Ini berlaku pada kedudukan (I). Unit kawalan robot seterusnya akan menentukan ‘joint angle’ (θ) yang sesuai untuk paksi pengolah bergerak ke titik yang seterusnya. Langkah seterusnya berlaku di titik (II), di mana unit kawalan robot akan memberi isyarat kepada ‘actuator driver’ supaya menghantarkan data-data mengenai kedudukan seterusnya kepada penggerak (actuator) yang letaknya di sendi setiap pengolah di titik (III). Penggerak akan menggerakkan pengolah ke titik yang diarahkan oleh unit kawalan robot.



Jawapan Soalan 1(b)

Unit kawalan robot



(III) (VI)

Pembanding kelajuan

(V)

(IV) Pembanding kedudukan

(II)

Penderia dalaman


(I)

Rajah Sistem Kawalan Gelung Tertutup

Rajah di atas adalah menunjukkan sistem gelung tetutup. Maklumat mengenai kedudukan dan kelajuan lengan diawasi secara berterusan oleh unit kawalan robot. Data bagi kedudukan–kedudukan yang perlu dilalui oleh robot telah dimasukkan ke dalam unit kawalan (robot controller) semasa pengaturcaraan dibuat. Ianya tersimpan di dalam ingatan (memory) untuk data bagi kedudukan (I). Apabila sampai di satu-satu kedudukan, penderia dalaman yang terdiri dari penderia kedudukan dan penderia kelajuan (lI) akan menghantar data mengenai kedudukan tersebut kepada unit kawalan. Di dalam unit kawalan, ‘velocity comperator’ (III) dan ‘position comparator’ (IV) akan membandingkan data bagi kedudukan tersebut dengan kedudukan yang seterusnya. Maklumat ini akan diproses oleh ‘velocity comperator’ dan ‘position comperator’ dan seterusnya disalurkan kepada ‘actuator driver’ (V). ‘Actuator driver’ seterunya menghantar isyarat kepada penggerak (actuator) (VI) yang terdapat di setiap sendi atau sambungan pada pengolah (manipulator). Pengolah seterusnya akan bergerak ke sasaran dengan tepat dan dengan kelajuan yang ditetapkan oleh aturcara. Arah pergerakan pengolah boleh dikawal setiap masa dan boleh diubah haluan mengikut sasaran. Kelajuan penolah pula boleh dipercepatkan atau diperlahankan mengikut keperluan operasi. Bekalan kuasa kepada penggerak juga boleh dilaraskan secara berterusan supaya pergerakan yang dialami oleh pengolah sesuai dari segi haluan dan kelajuan yang dikehendaki.


J4125 / UNIT2 /1 TATARAJAH ROBOT PERINDUSTRIAN

UNIT 2

TATARAJAH ROBOT PERINDUSTRIAN

OBJEKTIF

OBJEKTIF AM : Mempelajari dan memahami bagaimana bentuk tatarajah robot dan membezakan setiap jenis tatarajah robot tersebut OBJEKTIF KHUSUS : Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat :¾ Mentakrifkan tatarajah robot ¾ Mengaitkan tatarajah robot dengan set kerja atau liputan kerja. ¾ Melakarkan dan melabelkan bentuk-bentuk tatarajah robot kartesian, kutub, Selinder dan ‘jointed arm’. ¾ Menyenaraikan ciri-ciri khusus bagi setiap bentuk tatarajah robot tersebut. ¾ Membezakan dan menerangkan paksi-paksi yang terdapat pada setiap tatarajah robot.



INPUT 2.0 PENGENALAN Pengolah (lengan) robot terdiri dari gandingan sambungan aktuator (penggerak) yang mengandungi komponen-komponen seperti base, upper arm, lower arm dan end-effector. Kaedah penyambungan untuk setiap penggerak ini akan menentukan bentuk tatarajah robot.

2.1 TAKRIF TATARAJAH GEOMETRI Tatarajah geometri boleh ditakrifkan sebagai liputan kerja (work cell) atau sistem koordinat bagi robot. Bentuk tatarajah robot bergantung kepada kaedah penyambungan (persendian) setiap aktuator. Tangan robot dibina dengan gandingan sambungan - sambungan ( links/ joints ) yang bergerak bergandingan di antara satu sama lain dalam gerakan membulat atau linar. Kombinasi sambungan ini akan menentukan tatarajah geometri robot tersebut. Isipadu kawasan yang terhasil dari laluan tangan pada capaian maksima dam minima dikenali sebagai kawasan kerja ( work volume ). Kawasan kerja robot ditentukan oleh ciri - ciri fizikal berikut :a) Tatarajah fizikal robot tersebut. b) Saiz badan, lengan dan tangan robot. c) Had pergerakan sendi robot. Bentuk kawasan kerja yang terhasil pula dikenali sebagai liputan kerja ( work envelope ).

Sumber : Fundamental of Industrial Robots & Robotics

Rajah 2.1 : Liputan kerja bagi robot jenis lengan bersambung.



Tatarajah geometri dan liputan kerja dirujuk untuk mengkelaskan bentuk fizikal sesebuah robot. Ada 4 jenis yang biasa digunakan di industri :a) b) c) d)

2.2

Kartesian Selinder Polar ( kutub ) Lengan bersambung.

JENIS TATARAJAH ROBOT

2.2.1 Robot Kartesian


Rajah 2.2 menunjukkan tatarajah robot dan liputan kerja berbentuk kartesian. Pergerakan paksi utamanya mengikut garis lurus dan mudah dikawal. Pengesan hujung boleh digerakkan pada satu titik di ruang 3 dimensi melalui kodinit X, Y, Z dengan nilai jarak yang tertentu. Tatarajah jenis ini hanya membenarkan pergerakan paksi lurus. Lengan mendatarnya boleh bergerak ke dalam dan ke luar, pembawanya (carriage) boleh bergerak ke atas dan ke bawah di atas sebatang tiang menegak. Tiang menegak pula berupaya bergerak dalam garisan lurus secara melintang di sepanjang dasarnya. Ia mempunyai kebolehulangan pergerakan yang baik kerana strukturnya yang kukuh kerana mempunyai bentuk kerangka seakan - akan kotak untuk menyokongnya. Lengannya boleh dipanjangkan pada kedudukan terjulur oleh itu ia mampu mengendalikan kerja diruangan sempit. Dua jenis robot yang menggunakan sistem ini ialah jenis ‘gantry ‘ dan ‘slideway mounted arm’. Ia bekerja pada liputan kawasan kerja yang luas tetapi nisbah kawasan kerja dan lantai yang rendah. Ia selalu digunakan untuk kerja pemasangan. Jenis yang bersaiz besar digunakan dalam proses mempelet dan memasang matalat pada bendakerja.

Rajah 2.2 : Tatarajah Robot kartesian dan Liputan Kerja



2.2.2 Selinder. Rajah 2.3 menunjukkan tatarajah robot berbentuk satu tiang yang terletak di atas dasar (base) yang boleh berputar serta liputan kerja bagi tatarajah tersebut. Tangan pula dipasang pada tiang dan boleh digerakkan ke atas dan ke bawah (paksi-z), ke luar dan ke dalam (R) dan berpusing pada paksi-z (θ).Pergerakan ini diwakili oleh paksinya masing-masing. Pergerakan pengesan hujung ke kiri dan ke kanan memerlukan kordinasi pergerakan bagi setiap paksi. Ia memerlukan sistem kawalan yang tinggi untuk mengira pergerakan paksi - paksi agar pergerakan pada garislurus boleh di lakukan. Liputan kerjanya berbentuk selindar. Robot jenis ini tahan lasak dan mempunyai nisbah kawasan kerja kepada kawasan lantai yang baik. Pencapaiannya yang panjang sesuia untuk kerja mempalet, memunggah matalat dan bendakerja. Ia diletakkan di tengah pada satu -satu sel kerja.


Rajah 2.3 : Tatarajah Robot selinder dan Liputan Kerja



2.2.3 Polar ( kutub )

Rajah 2.4 menunjukkan tatarajah robot polar (kutub). Ia memerlukan pengawalan yang tinggi untuk menghasilkan pergerakan garis lurus atau kawalan ‘off-line’diperlukan. Liputan kerjanya berbentuk separa sfera. Pencapaian tangannya adalah baik. Ia juga tahan lasak tetapi kerjanya adalah terhad berbanding dengan jenis ‘revolute’.


Rajah 2.4 : Tatarajah Robot polar (kutub) dan Liputan Kerja



2.2.4 Lengan Bersambung Rajah 2.5 menunjukkan tatarajah robot lengan bersambung. Ia juga dikenali sebagai ‘revolute’ @ ‘jointed arm spherica ’ @ ‘antropomorphic’. Ia mempunyai satu lengan (arm) yang berputar pada dasar (base) dan dua bahagian yang disambung dengan bahu (shoulder) dan siku (elbow). Bentuknya menyerupai tangan manusia. Ia boleh disesuaikan dengan berbagai jenis kerja. Liputan kerjanya berbentuk sfera lompang. Pencapaian tangannya adalah baik. Dasarnya mengisi satu kawasan kecil berbanding dengan kawasan liputan kerjanya. Pergerakan garislurus memerlukan kordinasi pergerakan paksi paksi oleh itu sistem pengawalan yang tinggi di gunakan. Kerja yang sesuai ialah mengangkat dan menyusun bahan pada aras tinggi, mengecat, mengimpal titik dan tepi, pemasangan dan pengendalian bahan berat.


Rajah 2.5 : Tatarajah Robot lengan bersambung dan Liputan Kerja



AKTIVITI 2a

Pelajar diarahkan untuk menjalankan ujikaji 1(rujuk helaian ujikaji 1). Ujikaji tersebut adalah untuk mengukuhkan lagi pemahaman pelajar terhadap persendian dan pergerakan bagi robot jenis “Jointed Arm”. Pelajar perlu menyediakan laporan ringkas mengenai pemerhatian yang dibuat ke atas pegerakan robot tersebut. Nota : Ujikaji ini perlulah disesuaikan dengan jenis robot yang terdapat di institusi masingmasing. UJIKAJI Tajuk : Pergerakan Robot : Berdasarkan Setiap Paksi Bagi Robot PANAROBO KVS20 Objektif: Pelajar dapat menerangkan komponen-komponen asas robot dan bagaimana pergerakan setiap joint bagi sistem koordinit XYZ dan sistem koordinit AXIS. Peralatan: 1. Pengolah KSV20 2. Pengawal 3. Teaching box 4. Manual bagi pengolah KSV20 Langkah kerja : 1. Periksa sambungan antara lengan robot, pengawal dan teaching box. 2. Hidupkan kuasa (manual - bab4, m/s 5) 3. Catitkan pemerhatian anda. 4. Bawa lengan robot ke origin (manual – bab 4, m/s 6 ). Gunakan kaedah T.box. 5. Catitkan pemerhatian anda. 6. Pastikan mod kawalan berada dalam T.Box MODE. (manual – bab 4,m/s 7) 7. Pilih sistem koordinit yang akan digunakan ( manual – bab6, m/s 10). i) Sistem koordinat AXIS ii) Sistemkoordinat XYZ 8. Tekan butang X/J1, Y/J2, Z/J3, P/J4 dan R/J5 9. Catitkan pemerhatian anda. 10. Ulang langkah (7),(8) dan (9) bagi pergerakan sistem koordinat XYZ

Soalan: 1. Apa yang tertulis pada paparan T.BOX apabila robot selesai dioriginkan ? 2. Lukiskan susunatur kekunci T.BOX dan terangkan fungsi setiap kekunci tersebut ( rujuk manual – Teaching Box Function) 3. Lukiskan bagaimana penyambungan bagi setiap komponen di dalam sistem robot PANAROBO KSV20.



MAKLUM BALAS 2a

Pelajar perlu menjalankan ujikaji dan mancatatkan hasil pemerhatian berdasarkan kepada langkah kerja yang terdapat di dalam helian ujikaji 1. Laporan ujikaji perlu di hantar di akhir sesi ujikaji ( pengajaran ). Kandungan laporan ujikaji mestilah mengandungi perkara-perkara di bawah : a. Pengenalan b. Pemerhatian : • Langkah 2 • Langkah 4 • Langkah 7(i) • Langkah 7(ii) • Langkah 8(i) • Langkah 8 (ii) c. Menjawab soalan d. kesimpulan



Skima pemarkahan bagi laporan ujikaji ini disimpan oleh pensyarah dan digunakan semasa pemeriksaan laporan yang dihantar oleh pelajar.

1) Pengenalan / Pendahuluan Anda perlu menerangkan secara umum mengenai paksi-paksi robot dan sistem-sistem lain yang perlu digunakan bersama pengolah. Paksi robot jenis ini adalah ‘base’, ‘shoulder’, ‘elbow’, ‘wrist pitch’ dan ‘wrist roll’. Manakala sistem yang perlu digunakan bersama pengolah adalah punca kuasa, pengawal, pengolah, kotak mengajar (teach box).

2) Pemerhatian a. Langkah 2 Langkah menghidupkan kuasa adalah:i.Tekan suis utama. ii.Tekan suis pada ‘transformer’. iii.Tekan suis (power) yang terdapat pada pengawal. Pemerhatian : Lampu pada pengawal akan menyala dan terdapat bunyi yang menunjukkan bahawa motor bagi setiap penggerak di dalam pengolah diaktifkan. Paparan pada kotak mengajar menunjukkan : POS L 005 [P] X=

Y=

0001 Z=

b. Langkah 4 Langkah untuk membawa pengolah ke ORIGIN adalah : i. Tekan butang ORIGIN ii. Tekan butang ENT (enter) Pemerhatian : Setiap paksi B,S,E,P dan R pada pengolah akan bergerak untuk mengenalpasti kedudukan asal ( ORIGIN) bagi titik tengah matalat (TCP) robot.



c. Langkah 7(i) Bagi sistem koordinit AXIS Tekan butang COORDINATE sehingga lampu penunjuk di kotak mengajar bagi pergerakan AXIS menyala. COORDINATE

AXIS

XYZ

TOOL

d. Langkah 8(i)

Bila butang

-

X/J1 +

ditekan pada bahagian - (negatif), paksi ‘base’ akan bergerak ke

arah lawan jam sehingga ia berhenti apabila kedudukan akhir telah dicapai. Kedudukan ini ditentukan oleh penderia dalaman yang akan mengeluarkan satu isyarat berbentuk bunyi melalui kotak mangajar. Pergerakkan pengolah boleh digambarkan melalui anak panah di dalam rajah di bawah. Arah pergerakan pengolah bergantung kepada butang-butang yang diletakkan pada hujung pergerakan tersebut.

e. Langkah 7(ii) Bagi sistem koordinit XYZ Tekan butang COORDINATE sehingga lampu penunjuk di kotak mengajar bagi pergerakan XYZ menyala.

COORDINATE

AXIS

XYZ

TOOL



f. Langkah 8(ii)

Bila butang

-

X/J1 +

ditekan pada bahagian - (negatif) semua paksi pada pengolah

iaitu B,S,E,P dan R akan bergerak serentak untuk membawa titik tengah matalat (TCP) pengolah bergerak pada satu garislurus ke arah kanan. Garislurus ini menggambarkan paksi X pada sistem koordinit Kartesian. Bila ditekan di bahagian + (positif), TCP akan bergerak ke arah kiri. Apabila butang

-

Y/J2 +

pula ditekan TCP bergerak sepanjang paksi Y pada

sistem koordinit Kartesian. Manakala bila butang - Z/J3+

pula ditekan TCP bergerak

sepanjang paksi Z pada sistem koordinit Kartesian. 3) Menjawab soalan a. Paparan pada kotak mengajar selepas selesai diORIGINkan adalah, POS L 005 [P] X=

Y=

0001 Z=

b. Susunatur kekunci kotak mengajar (T.Box) adalah seperti rajah di bawah.

Sumber : Makmal Kerja Robot PANAROBO KSV20



c. Penyambungan bagi setiap komponen di dalam sistem robotik adalah seperti rajah di bawah. pengolah

Kotak mengajar

pengawal

Punca kuasa

4) Kesimpulan Pelajar perlu menerangkan secara ringkas mengenai jenis-jenis pergerakan bagi sistem koordinat AXIS dan sistem koordinat XYZ. Kegunaan pergerakkan-pergerakan ini adalah perlu untuk proses pengaturcaraan yang akan dibuat untuk operasi-operasi yang akan dijalankan dalam proses pengluaran sesuatu produk.



PENILAIAN KENDIRI

Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam penilaian kendiri ini dan semak jawapan anda pada maklumbalas yang disediakan. Soalan 1. Nyatakan takrif bagi tatarajah geometri robot. Soalan 2. Jelaskan mengenai kaitan diantara tatarajah robot dengan bilangan paksi pengolah. Soalan 3. Lukiskan serta labelkan bentuk liputan kerja bagi tatarajah di bawah :a) Kartesian b) Selinder c) Kutub (polar) d) Lengan bersambung (jointed arm) Soalan 4. Jelaskan TIGA (3) ciri bagi setiap tatarajah kartesian, selinder, kutub (polar) dan lengan bersambung (jointed arm). Soalan 5. Berapakah paksi utama untuk setiap tatarajah robot dan nyatakan paksi-paksi tersebut



`

MAKLUM BALAS PENILAIAN KENDIRI

.........Sila semak jawapan anda.......

Jawapan 1. Tatarajah geometri boleh ditakrifkan sebagai liputan kerja (work cell) atau sistem koordinat bagi robot. Bentuk tatarajah robot bergantung kepada kaedah penyambungan (persendian) setiap aktuator. Jawapan 2. Tangan robot dibina dengan gandingan paksi pengolah ( links/ joints ) yang bergerak bergandingan di antara satu sama lain dalam gerakan membulat atau linear. Kombinasi sambungan ini akan menentukan tatarajah geometri robot tersebut. Isipadu sel kerja yang terhasil dari laluan TCP pengolah pada capaian maksima dam minima dikenali sebagai sel kerja ( work volume ).

Jawapan 3.

Kartesian Selinder

Kutub (polar)

Lengan bersambung




Jawapan 4. Tiga (3) ciri bagi tatarajah berikut :a)

Kartesian i. Liputan kerja berbentuk segiempat ii. Pengesan hujung bergerak mengikut pergerakan lurus pada paksi X, Y, dan Z iii. Kebolehulangan pergerakan yang baik

b)

Selinder i. Liputan kerja berbentuk selinder ii. Perlukan pengawalan yang tinggi kerana pergerakan pengesan hujung memerlukan koordinasi pergerakan setiap paksi iii. Tahan lasak

c)

Kutub (polar) i. Liputan kerja berbentuk sfera ii. Perlukan sistem pengawalan yang tinggi kerana pergerakan pengesan hujung memerlukan koordinasi pergerakan setiap paksi iii. Kerjanya terhad.

d)

Lengan bersambung i. Pengolah bergerak menyerupai tangan manusia ii. Liputan kerja berbentuk sfera lompang iii. Pergerakan melalui paksi X,Y, dan Z memelukan koordinasi pergerakan semua paksinya.

Jawapan 5. Tatarajah

Bilangan Paksi

Nama Paksi

a) Kartesian ( cartesian )

3

X, Y, dan Z

b) Selinder ( cylindrical )

3

R, Z, dan θ

c) Kutub ( polar )

3

R, θ, dan β

d) Lengan bersambung ( jointed arm )

5

B, S, E, R, P, dan Y


J4125 / UNIT3 /1 KEBAIKAN DAN KEBURUKAN ROBOT PERINDUSTRIAN

KEBAIKAN DAN KEBURUKAN ROBOT PERINDUSTRIAN

UNIT 3

OBJEKTIF

OBJEKTIF AM : Di akhir unit ini anda akan dapat memahami kepentingan penggunaan robot di dalam proses pembuatan.

OBJEKTIF KHUSUS : Di akhir unit ini anda akan dapat menerangkan tentang :¾ Kelebihan penggunaan robot dalam proses kimpalan. ¾ Kelebihan penggunaan robot dalam proses penyemburan cat/penyalut. ¾ Kelebihan penggunaan robot dalam proses pemasangan. ¾ Kelebihan penggunaan robot dalam proses memuat ke mesin. ¾ Kelebihan penggunaan robot dalam proses ujian. ¾ Keburukan penggunaan robot dalam semua proses di atas.



INPUT

3.0.

PENGENALAN

Penggunaan robot di dalam industri perngeluaran telah dikenalpasti sebagai salah satu dari faktor yang dapat mempertingkatkan daya pengeluaran sesebuah industri. Apakah yang menyebabkan kenyataan ini boleh dikeluarkan ?. Unit 3 ini akan membincangkan secara mendalam apakah kebaikan dan kelemahan penggunaan robot di dalam sesuatu proses pengeluaran untuk menyokong kebenaran kenyataan di atas.

3.1.

KELEBIHAN PENGGUNAAN ROBOT DALAM PROSES KIMPALAN.

Robot dapat menghasilkan produktiviti yang lebih tinggi sehingga, empat kali ganda berbanding dengan kaedah manual. Ini adalah kerana ia mempunyai faktor arc-on-time yang tinggi iaitu 70% -80% berbanding dengan manusia yang mempunyai faktor ‘arc-ontime’ sekitar 20%-30%. Keletihan juga. tidak dialamioleh robot. Faktor ‘arc on time’ adalah merujuk kepada ketepatan masa sesuatu kerja dijalankan. Contohnya ialah, robot dapat melakukan kerja yang diprogramkan tanpa membuang masa kerana semua pergerakan yang dilakukan telah ditetapkan di dalam program. Ia tidak mempunyai naluri seperti manusia untuk melakukan kerja-kerja lain selain dari apa yang telah ditetapkan. Manakala manusia pula mempunyai naluri yang menyebabkan mereka melakukan pergerakan-pergerakan lain semasa sesuatu tugas dilakukan. Contohnya, manusia akan mengambil masa untuk membetulkan kedudukannya, alat keselamatan yang digunakannya dan perbagai pergerakan lain untuk memastikan keselesaannya semasa melakukan tugasnya. Ini menyebabkan ia akan mengambil masa yang lebih lama untuk menyiapkan kerja yang sedang dilakukannya. Selain dari itu, mereka juga akan mengalami keletihan yang menyebabkan kerja kimpalan yang dilakukan tidak konsisten. Selain daripada itu, robot dapat menjamin kualiti hasil yang lebih baik, bermutu dan konsisten. Ini menyebabkan ia lebih selamat digunakan kerana ia dapat memberikan kualiti persekitaran lebih baik. Semasa kerja-kerja kimpalan dilakukan, terdapat banyak sisa pembuangan yang akan dibuang samada ke udara ataupun ke tong sampah. Antaranya adalah gas-gas yang dihasilkan oleh kerja kimpalan dan tatal atau sisa buangan lain yang tidak berguna. Gas yang dilepaskan mungkin mengandungi racun atau sebagainya yang menyebabkan pencemaran udara. Manakala bahan buangan lain pula boleh menyebabkan pencemaran lain pula. Sekiranya ia dapat mengurangkan ralat pada produk, produk yang rosak dapat dikurangkan. Ini menyebabkan tempahan dapat disiapkan dengan lebih cepat.



Kebaikan lain yang diberikan oleh penggunaan robot ialah ia dapat menggantikan manusia. daripada. tugas yang tidak selesa, meletihkan dan merbahaya. Seperti yang diketahui, manusia mampunyai kelemahan-kelemahan yang menyebabkan mereka merasa letih dan tidak selesa. Mereka mudah mengalami keadaan-keadaan begini jika melakukan satu kerja dalam satu jangkamasa yang agak lama. Ini menyebabkan mereka perlu diberikan waktu rehat pada sela masa tertentu. Jika robot digunakan menggantikan manusia, ia dapat menjalankan kerja tanpa memerlukan waktu rehat. Ini menyebabkan ia dapat melakukan kerja dengan lebih cepat dan banyak. Produktiviti akan dapat dipertingkatkan dan keuntungan syarikat akan bertambah. Satu lagi kebaikan penggunaan robot dalam kerja kimpalan ialah, ia membolehkan rasionalisasi dalam proses pengeluaran. Proses rasionalisasi adalah proses pemantauan dan pembaikan yang perlu dilakukan dari semasa ke semasa untuk mempertingkatkan prestasi sistem yang digunakan. Ia juga dilakukan untuk menyenggara sistem pengeluaran untuk mempastikan sebarang kerosakan atau kelemahan-kelemahan tertentu dapat ditangani dengan lebih cepat. Proses rasionalisasi ini mesti dilakukan oleh pihak pengurusan untuk mempertingkatkan mutu pengeluaran. Semasa proses inilah sebarang kelemahan dan kerosakkan dapat dikenalpasti dan seterusnya tindakan yang segera dapat diambil.

3.2.

KELEBIHAN PENGGUNAAN ROBOT DALAM PROSES PENYEMBURAN CAT/PENYALUT.

Kebaikan utama penggunaan robot dalam kerja-kerja penyemburan cat adalah ia dapat menggantikan pengendali daripada, suasana, yang merbahaya. Keadaan tempat kerja yang melibatkan kerja penyemburan cat atau penyalut adalah satu kawasan yang merbahaya kerana keadaannya yang penuh dengan debu cat yang terhasil akibat dari proses penyemburan. Pekerja selalunya dibekalkan dengan topeng keselamatan untuk mengelakkan mereka menghidu debu-debu cat dan penyalut dari memasuki sistem pernafasan mereka. Ini menyebabkan mereka merasa tidak selesa dan seterusnya akan mengganggu prestasi kerja mereka. Jika robot digunakan dalam kerja ini ia dapat mengelakkan pekerja dari keadaan yang merbahaya begini. Penggunaan tenaga juga akan menjadi lebih rendah kerana semasa proses penyemburan, kelajuan penyemburan dan pergerakan pengolah robot boleh diseragamkan. Ini menghasilkan penyemburan yang cepat dan tepat kepada sasaran. Seterusnya tidak akan berlaku pembaziran cat atau penyalut. Kerja akan menjadi lebih efisyen dan menyebabkan penggunaan tenaga menjadi lebih rendah berbanding dengan kerja yang dilakukan secaraa manual.


J4125 / UNIT3 /4 KEBAIKAN DAN KEBURUKAN ROBOT PERINDUSTRIAN Akibat dari halaju pengolah yang seragam, kedudukan alat penyembur yang tepat dan isipadu semburan yang seragam, maka sudah tentulah robot dapat menghasilkan kemasan yang lebih seragam bagi produk yang dikeluarkannya. Ini merupakan salah satu dari kebaikan robot dalam proses penyemburan cat. Ciri-ciri yang ada pada robot seperti yang dibincangkan di atas juga dapat memberi satu lagi kebaikan kepada proses penyemburan cat atau penyalut iaitu ia dapat mengurangkan penggunaan bahan penyalut sehingga 10%-50% berbanding dengan proses secara manual. Apabila cat dapat disembur dengan lebih seragam disegi halaju, isipadu dan ketepatan alat penyembur, maaka ia akan menghasilkan penyemburan yang baaik dan mengurangkan pembaziran. Seterusnya kebaikan-kebaikan ini akan dapat menghasilkan produktiviti lebih tinggi bagi sesuatu produk. 3.3.

KELEBIHAN PENGGUNAAN ROBOT DALAM PROSES PEMASANGAN.

Kebaikan yang ketara dalam penggunaan robot di dalam proses pemasangan ialah ia dapat memastikan operasi pemasangan akan menjadi lebih cekap, cepat dan tepat. Kerjakerja pemasangan yang dilakukan secara manual selalunya akan melibatkan kesilapankesilapan yang terjadi akibat dari kecuaian manusia. Antara contoh-contoh kecuaian adalah seperti di bawah : a. Pemasangan komponen-komponen dalam papan litar elektronik yang melibatkan komponen-komponen yang kecil. Kecuaian yang manusia boleh lakukan adalah seperti tertinggal komponen-komponen yang tertentu ataupun tersilap memilih komponen. b. Pemasangan komponen-komponen yang melibatkan penggunaan skru atau komponen-komponen penyambungan lain. Secara manual, kemungkinan ada skru yang tertinggal (tidak dipasang) ataupun skru yang pasang tidak diketatkan secara sempurna. Kes-kes begini selalunya tidak dapat dikesan dengan mudah semasa pemeriksaan mutu dibuat. Tetapi, jika robot digunakan di dalam proses pemasangan, setiap kerja-kerja yang mesti dilakukan oleh pengolah akan dirancang secara terperinci terlebih dahulu. Kemudian, setiap langkah kerja ini akan dimasukkan ke dalam aturcara kerja robot. Setelah siap diaturcara, kerja-kerja pemeriksaan akan dijalankan untuk mempastikan semua langkah kerja yang sepatutnya dilakukan telah dimasukkan di dalam aturcara. Setelah pengaturcara berpuashati, barulah proses pengeluaran dijalankan. Pengolah akan menjalankan kerja-kerja yang tepat pada setiap kali proses kerja dilakukan kerana ia mengikut aturcara yang terancang. Selagi aturcara tidak diubah, selagi itulah ia akan melakukan kerja yang sama. Maka, kebarangkalian untuk melakukan kesilapan adalah lebih kecil berbanding dengan kerja yang dilakukan secara manual.



AKTIVITI 3a

Untuk menguji kefahaman anda, sila jawab soalan aktiviti bi bawah, Sila semak jawapan anda di halaman maklum balas

Soalan 3a.1 Apakah yang dimaksudkan dengan faktor ‘arc on time’ bagi robot kimpalan. _____________________________________________________________ Soalan 3a.2 Nyatakan secara ringkas empat kebaikan yang diberikan oleh robot yang digunakan di dalam proses kimpalan. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________

Soalan 3a.3 Mengapakah dikatakan penggunaan tenaga akan menjadi lebih rendah sekiranya robot digunakan di dalam proses penyemburan cat/penyalut ? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________

Soalan 3a.4 Apakah yang menyebabkan robot penyemburan cat /penyalut dapat menghasilkan produk yang lebih seragam disegi mutunya ? i.______________________________________________________________________ ii._____________________________________________________________________ iii._____________________________________________________________________



MAKLUM BALAS 3a ….Sila semak jawapan anda…. Jawapan Soalan 3a.1 Faktor ‘arc on time’ adalah merujuk kepada ketepatan masa sesuatu kerja dijalankan. Contohnya ialah, robot dapat melakukan kerja yang diprogramkan tanpa membuang masa kerana semua pergerakan yang dilakukan telah ditetapkan di dalam program. Ia tidak mempunyai naluri seperti manusia untuk melakukan kerja-kerja lain selain dari apa yang telah ditetapkan. Manakala manusia pula mempunyai naluri yang menyebabkan mereka melakukan pergerakan-pergerakan lain semasa sesuatu tugas dilakukan. Contohnya, manusia akan mengambil masa untuk membetulkan kedudukannya, alat keselamatan yang digunakannya dan perbagai pergerakan lain untuk memastikan keselesaannya semasa melakukan tugasnya. Ini menyebabkan ia akan mengambil masa yang lebih lama untuk menyiapkan kerja yang sedang dilakukannya. Selain dari itu, mereka juga akan mengalami keletihan yang menyebabkan kerja kimpalan yang dilakukan tidak konsisten. Jawapan Soalan 3a.2 1. 2. 3. 4.

Faktor ‘arc on time’ yang tinggi Kualiti produk yang terhasil terjamin mutunya dan keseragamannya Dapat menggantikan manusia untuk melakukan tugas yang tidak selesa Membolehkan rasionalisasi dibuat dalam proses pengeluaran.

Jawapan Soalan 3a.3 Penggunaan tenaga juga akan menjadi lebih rendah kerana semasa proses penyemburan, kelajuan penyemburan dan pergerakan pengolah robot boleh diseragamkan. Ini menghasilkan penyemburan yang cepat dan tepat kepada sasaran. Seterusnya tidak akan berlaku pembaziran cat atau penyalut. Kerja akan menjadi lebih efisyen dan menyebabkan penggunaan tenaga menjadi lebih rendah berbanding dengan kerja yang dilakukan secaraa manual. Jawapan Soalan 3a.4 1. 2. 3.

Akibat dari halaju pengolah yang seragam Kedudukan alat penyembur yang tepat Isipadu semburan yang seragam, maka sudah tentulah robot dapat menghasilkan kemasan yang lebih seragam bagi produk yang dikeluarkannya. Ini merupakan salah satu dari kebaikan robot dalam proses penyemburan cat.



INPUT 3.4.

KELEBIHAN PENGGUNAAN ROBOT DALAM PROSES MEMUAT KE MESIN.

Penggunaan robot dalam proses memuat ke mesin melibatkan kerja-kerja pemunggahan bahan kerja atau komponen-komponen kepada atau daripada mesin-mesin yang terlibat dalam pengeluaran sesuatu produk. Contoh kerja-kerja memuat ke mesin adalah dalam operasi kerja menekan (press working). Di dalam operasi ini, robot diprogramkan untuk membebankan kepingan logam ke dalam mesin penekan dan kemudian setelah ditekan menjadi bentuk-bentuk yang diperlukan, komponen yang telah siap diproses itu akan dipunggah oleh robot dari mesin penekan. Bagi proses memuat ke mesin ini, kerja-kerja yang dilakukan melibatkan keadaan yang merbahaya. Penggunaan robot di dalam proses ini memberikan kelebihan dari segi keselamatan. Ia dapat menghindarkan pekerja dari mengendalikan / mengelolakan bebanbeban yang berat dan kerja-kerja yang merbahaya. Kerja-kerja yang melibatkan penggunaan mesin banyak memberikan risiko kemalangan yang boleh mencacatkan pekerja yang terlibat. Kebaikan lain hasil dari penggunaan robot di dalam proses ini adalah ia dapat membantu mengujudkan piawaian keselamatan perindustrian yang lebih ketat dan selamat semasa mengendalikan mesin-mesin yang merbahaya, contohnya seperti OSHA. Selain dari itu robot juga boleh melakukan operasi memuat ke mesin dengan cepat di tempat yang mempunyai kelegaan yang kecil. Dalam keadaan begini, kerja-kerja yang dilakukan secara manual adalah agak sukar kerana risiko-risiko kemalangan adalah tinggi. Ia menyebabkan operasi berjalan dengan lebih perlahan. Tetapi jia robot digunakan, ia dapat menggunakan kelajuan yang lebih tetap dan cepat dan seterusnya menghapuskan kejadian (kesesakan) ‘bottel neck’ pada satu-satu mesin. Ia juga dapat mengurangkan bahan buangan (scrap) akibat dari kerosakan atau kecacatan produk hasil dari pembebanan yang tidak sempurna. 3.5.

KELEBIHAN PENGGUNAAN ROBOT DALAM PROSES UJIAN.

Proses ujian adalah salah satu dari bidang yang banyak menggunakan robot di dalam operasinya. Proses ini terpecah kepada dua bentuk utama iaitu proses pengujian ke atas produk yang dihasilkan untuk mengawal mutu pengeluaran dan proses pengujian di tempat-tempat yang merbahaya kepada manusia.


J4125 / UNIT3 /8 KEBAIKAN DAN KEBURUKAN ROBOT PERINDUSTRIAN Kawalan mutu merupakan salah satu aktiviti yang amat penting di dalam proses pengeluaran produk. Setiap produk yang dihasilkan perlulah diperiksa dengan teliti terlebih dahulu untuk memastikan ia selamat untuk digunakan. Jika robot digunakan untuk menjalankan pengujian jenis ini, mutu produk akan mendapat jaminan yang lebih baik. Antara kelebihan-kelebihan yang akan diperolehi jika robot digunakan untuk proses pengujian produk adalah : ii.

Ia dapat membuat pengujian ke atas semua produk yang dihasilkan. Jadi produk yang tidak sempurna akan diasingkan. Selalunya di dalam pengeluaran sesuatu produk, hanya sebilangan kecil produk sahaja yang diuji. Jadi, kemungkinan ada produk yang tidak berkualiti yang tidak terpilih untuk diuji.

iii.

Pengujian yang lebih terperinci dapat dibuat untuk keseluruhan bahagian produk tersebut dengan melengkapkan robot dengan alat sokongan seperti pederia bagi mengenalpasti bahagian yang cacat pada sesuatu produk. Kelalaian manusia boleh mengakibatkan ada bahagian-bahagian tertentu tidak diperiksa dengan teliti. Jika robot digunakan, ia akan mengikut atrucara yang telah dirancang dan ditetapkan terlebih dahulu. Maka risiko pengujian tidak dilakukan akibat dari kelalaian dapat dielakkan.

iv.

Robot pengujian dapat membuat pengujian ke atas produk semasa operasi pemasangan dijalankan. Ini dapat menjimatkan masa untuk menghasilkan sesuatu produk dan tidak memerlukan aktiviti kawalan mutu melalui pemilihan sampel berdasarkan jumlah pengeluaran.

v.

Pengujian produk menggunakan robot dapat mengekalkan keseragaman mutu produk tersebut. Jadi, produk yang dihasilkan akan lebih diyakini disegi keselamatannya oleh pengguna.

Bagi proses pengujian di tempat-tempat yang merbahaya dan tidak tercapai oleh manusia, robot juga perlu digunakan. Contohnya adalah di kawasan yang melibatkan pencemaran udara akibat dari pancaran radiasi, kawasan loji nuklear, bahan kimia, kawasan yang suhunya tinggi, kawasan dasar laut dan kawasan angkasa lepas. 3.6.

KELEMAHAN PENGGUNAAN ROBOT DALAM SEMUA PROSES DI ATAS. Kelemahan utama penggunaan robot dalam proses-proses pengeluaran yang telah dibincangkan terlebih dahulu adalah disegi kos. Ia memerlukan kos permulaan (overhead) dan kos penggunaan yang tinggi. Antara kos permulaan yang terlibat adalah kos untuk membeli peralatan asas, pemasangan, alat-alat tambahan, sistem-sistem sokongan dan latihan kepada pengendali. Manakala kos penggunaan pula melibatkan kos pentauliahan, kos penyenggaraan dan kos keusangan. Perbincangan mengenai kos yang terlibat di dalam penggunaan robot akan dibuat lebih lanjut lagi di dalam unit 11 modul ini.



AKTIVITI 3b

Untuk menguji kefahaman anda, sila jawab soalan aktiviti bi bawah, Sila semak jawapan anda di halaman maklum balas

Soalan 3b.1 Penggunaan robot dalam proses pemasangan dapat memastikan operasi menjadi __________________________________________________________________. Soalan 3b.2 Bagaimanakah bentuk-bentuk kecuaian yang dikatakan biasa dilakukan oleh pengendali yang menggunakan sesuatu sistem robot dalam proses pemasangan komponen sesuatu produk i.

____________________________________________________________

ii.

____________________________________________________________

Soalan 3b.3 Mengapakah kerja-kerja memuat ke mesin dianggap merbahaya kepada pengendali ? _____________________________________________________________________ Soalan 3b.4 Bagaimanakah penggunaan robot dapat mengatasi masalah kemalangan yang perlu dihadapi oleh pengendali sesuatu kerja memuat ke mesin? __________________________________________________________________ Soalan 3b.5 Apakah dua proses pengujian yang biasa menggunakan robot bagi membantu operasinya? i. ________________________________________________________________ ii. _______________________________________________________________



MAKLUM BALAS 3b

......Sila semak jawapan anda ..... Jawapan Soalan 3b.1 Cekap, Cepat dan Tepat.

Jawapan Soalan 3b.2 i. Komponen-komponen tidak dipasang dengan sempurna iaitu skru penyambungannya tidak diketatkan dengan baik atau ada bahagian-bahagian yang tidak diketatkan. ii. Tersilap memilih komponen-komponen ataupun tertinggal komponen-komponen yang kecil. Jawapan Soalan 3b.3

Kerana ia melibatkan penggunaan mesin-mesin yang boleh mendatangkan bahaya kepada pengendali operasi seperti mesin larik, mesin gerudi, mesin kerja menekan (press work) dan sebagainya. Kerja-kerja yang melibatkan penggunaan mesin banyak memberikan risiko kemalangan yang boleh mencacatkan pekerja yang terlibat Jawapan Soalan 3b.4 Penggunaan robot di dalam proses ini memberikan kelebihan dari segi keselamatan. Kerja-kerja yang dilakukan oleh robot dalam proses memuat ke mesin melibatkan kerjakerja pemunggahan bahan kerja atau komponen-komponen kepada atau daripada mesinmesin yang terlibat dalam pengeluaran sesuatu produk. Ia dapat menghindarkan pengendali dari mengendalikan / mengelolakan beban-beban yang berat dan kerja-kerja yang merbahaya. Jawapan Soalan 3b.5 i.

Proses pengujian ke atas produk yang dihasilkan untuk mengawal mutu pengeluaran.

ii.

Proses pengujian di tempat-tempat yang merbahaya kepada manusia.



PENILAIAN KENDIRI

Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam penilaian kendiri ini dan semak jawapan anda pada maklum balas yang disediakan. Jika ada sebarang masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda. Selamat mencuba semoga berjaya!!!!!!!! Soalan-soalan di bawah merupakan soalan tugasan yang perlu dihantar satu (1) minggu dari tarikh anda menamatkan unit ini. Soalan 1 Berikan sebab utama mengapa robot amat sesuai digunakan di dalam proses-proses berikut:i. ii. iii. iv. v.

Proses kimpalan Semburan cat Pemasangan Memuat ke mesin Ujian

Soalan 2 Sebuah syarikat pengeluaran ingin menggunakan robot di dalam proses pemasangan produk yang dikeluarkan olehnya. Apakah perkara yang perlu dilakukan oleh pihak yang bertanggungjawab sebelum mereka menjalankan aktiviti pengeluaran melalui sistem robotik. Soalan 3 Anda perlu merujuk kepada bahan-bahan rujukan tertentu seperti buku, majalah, manual ataupun Internet untuk mendapatkan satu contoh robot yang digunakan di kawasankawasan seperti di bawah : i. Kawasan yang melibatkan pencemaran udara samada akibat dari pancaran radiasi, pencemaran nuklear atau bahan kimia merbahaya. ii. Kawasan yang suhunya tinggi iii. Kawasan dasar laut iv. Kawasan angkasa lepas. Sila nyatakan butir-butir mengenai robot tersebut.



`

MAKLUM BALAS PENILAIAN KENDIRI Sila semak jawapan anda

Jawapan soalan 3.1 i.

Kimpalan - kerana ia dapat menghasilkan kualiti produk yang lebih seragam, memberikan kualiti persekitaran yang lebih baik dan menjimatkan kos hasil dari pengurangan penggunaan kuasa, bahan mentah dan bahan buangan.

ii.

Semburan cat - kerana ia dapat menghasilkan kualiti permukaan yang lebih seragam, menjamin keselamatan pekerja, memberikan kualiti udara yang lebih baik dan menjimatkan kos hasil dari pengurangan penggunaan cat/penyalut.

iii.

Pemasangan – kerana ia dapat menghasilkan produk dengan lebih cepat dan tepat serta mengelakkan kecacatan kepada produk hasil dari kecuaian yang dilakukan oleh manusia.

iv.

Memuat ke mesin – kerana produk dapat dihasilkan dengan cepat dan dapat menggantikan manusia daripada terdedah kepada keadaan yang merbahaya.

v.

Ujian – kerana ia dapat menjamin kualiti sesuatu produk yang diuji dan menggantikan manusia daripada terdedah kepada keadaan yang merbahaya.

Jawapan soalan 3.2 i. ii. iii. iv.

Setiap kerja-kerja yang mesti dilakukan oleh pengolah akan dirancang secara terperinci terlebih dahulu. Setiap langkah kerja ini akan diaturcarakan mengikut turutan operasi robot. Kerja-kerja pemeriksaan akan dijalankan untuk mempastikan semua langkah kerja yang sepatutnya dilakukan telah diaturcarakan. Setelah pengaturcara berpuashati, barulah proses pengeluaran dijalankan.

Jawapan soalan 3.3 Sila dapatkan keratan rajah bagi robot-robot yang digunakan di kawasan i, ii, iii dan iv di bawah dan nyatakan butir-butir mengenai robot tersebut. i. Kawasan yang melibatkan pencemaran udara samada akibat dari pancaran radiasi, pencemaran nuklear atau bahan kimia merbahaya. ii. Kawasan yang suhunya tinggi iii. Kawasan dasar laut iv. Kawasan angkasa lepas.


J4125 / UNIT 4 /1 UNSUR DAN TATARAJAH ROBOT

UNIT 4

UNSUR DAN TATARAJAH ROBOT

OBJEKTIF

OBJEKTIF AM : Di akhir unit ini anda akan dapat mengenalpasti unsur dan fungsi utama robot perindustrian.

OBJEKTIF KHUSUS : Di akhir unit ini anda akan dapat :¾ Membina dan gambarajah blok bagi sesuatu sistem robot. ¾ Menerangkan unsur-unsur yang perlu ada di dalam satu sistem robot iaitu pengawal, pengolah, penderia, pengesan hujung dan bekalan kuasa. ¾ Menerangkan peranan pengawal di dalam sistem robot. ¾ Menghuraikan ciri-ciri dan peranan pengolah di dalam sistem robot.



INPUT 4.1

PENGENALAN

Unit 1 telah membincangkan secara menyeluruh mengenai robot terutamanya mengenai istilah-istilah yang digunakan, sistem kawalannya, tatarajah pengolahnya, fungsinya secara am dan kebaikan serta keburukannya. Di dalam Unit 4 ini pula anda akan didedahkan secara terperinci dengan unsur-unsur yang terdapat di dalam sebuah sistem robot. Fungsi bagi unsur-unsur ini juga akan dikupas dengan lebih mendalam lagi.

4.1

UNSUR-UNSUR UTAMA ROBOT PERINDUSTRIAN

Seperti yang diketahui umum, sistem robotik adalah salah satu dari unsur yang amat penting di dalam satu sistem pengautomatan dan digunakan dengan amat berleluasa kini. Banyak kebaikan yang menyebabkan ia digunakan dalam penghasilan sesuatu produk. Ini telah di bincangkan dengan mendalam di dalam unit yang lepas. Rajah 4.1(a) di bawah menunjukkan satu sistem pengautomatan yang terdiri dari berbagai jenis unsur iaitu mesin-mesin CNC, mesin pemeriksaan produk dan pengolah. Setiap unsur ini disokong oleh sistem kawalan masing-masing yang diantaramukakan diantara satu sama lain. Salah satu dari unsur sistem pengautomatan ini adalah sistem robot yang mempunyai kawalannya yang tersendiri. Rajah 4.1(b) pula menunjukkan unsur-unsur yang terdapat di dalam sistem robot . Unsur-unsur dalam sistem robot ini adalah amat penting untuk menyokong fungsinya sebagai salah satu dari unsur dalam sistem pengautomatan. Unsur yang terdapat di dalam sistem robot adalah terdiri daripada pengawal (controller), pengolah (manipulator) dan sebuah pengesan hujung (endeffector) serta komponen-komponen tambahan iaitu penderia (‘sensor’) dan unit bekalan kuasa (power drive) yang perlu untuk memberi maklumat tentang persekitarannya dan suapbalik prestasi robot tersebut. Cara unsur-unsur sistem robot ini berfungsi diterangkan dengan lebih jelas melalui rajah 4.1(c).



Sumber : Fundamental of Industrial Robots and Robotics. Rajah 4.1(a) : Sistem pengautomatan yang terdiri dari pelbagai jenis mesin atau perkakasan

Pengolah

Penderia visual

Objek Sumber : Fundamental of Industrial Robots and Robotics. Rajah 4.1(b) : Sistem robot yang disambung kepada penderia



penderia

Unit kawalan

pengolah

Pengesan hujung

Power drive

Bekalan kuasa Rajah 4.1(c) : Rajah blok yang menunjukkan hubungan antara setiap unsur di dalam sistem robot.

a..

Pengawal / Unit Kawalan ( Controller)

Unit kawalan merupakan otak bagi robot yang berfungsi untuk menyusun dan menyelaras pergerakan paksi-paksi robot. Setiap pergerakan yang dibuat oleh pengolah akan di kesan oleh penderia dalaman dan kedudukan serta kelajuan semasa setiap sendi pengolah akan dihantar ke kabinet kawalan untuk diselaraskan dengan kedudukan yang seterusnya. Sistem pacuan (‘power drive’) pengolah akan membawa pengesan hujung kepada kedudukan seterusnya dengan bantuan penderia yang mengesan kedudukan yang dikehendaki. Selain dari itu ia juga berfungsi sebagai pengantara yang membolehkan sistem robot ini berkomunikasi dengan unsur-unsur atau mesin-mesin lain di dalam sistem pengautomatan seperti konveyor, mesin-mesin CNC, sistem PLC dan sistem ASRS. Dengan menggunakan isyarat suapbalik, kebinet kawalan dapat menggerakkan dan memberhentikan robot mengikut susunan aturcara. Unit kawalan terdiri dari tiga komponen penting iaitu : i.

Kabinet kawalan ( control cabinet ) Ia berfungsi untuk menyusun dan menyelaras pergerakan yang dilakukan oleh pengolah. Ia dapat menyimpan data-data dengan jumlah bait yang rendah.

ii.

Kotak Mengajar ( Teach pendent ) Kotak mengajar adalah peranti khas yang digunakan untuk memasukkan datadata tertentu dalam kerja pengaturcaraan robot.


J4125 / UNIT 4 /5 UNSUR DAN TATARAJAH ROBOT iii.

Pengkalan komputer (computer terminal ) Pengkalan komputer dan unit monitor memberikan kemudahan perhubungan dua hala di antara operator dan robot. Ia sangat berguna bagi menyediakan aturcaraaturcara yang sukar dan sangat diperlukan di dalam pengaturcaraan luar talian (off line programming). Ia juga digunakan untuk menyimpan semua data-data dalam jumlah bait yang lebih besar.

Bagi robot yang menggunakan sistem gelung tertutup ( robot kawalan servo ), terdapat tiga kaedah yang boleh digunakan oleh unit kawalan untuk mengajar pengolah iaitu : i.

‘Walk Through Programming’

Pergerakan pengolah di dalam kaedah ini dilakukan dengan menekan butang-butang pada kotak mengajar. Penyimpanan data juga dilakukan melalui kotak mengajar. Semua data-data yang dimasukkan melalui kotak mengajar akan disimpan di dalam ingatan kabinet kawalan. Sebarang suntingan akan dilakukan melalui kotak mengajar samada dari segi kedudukan, kelajuan pergerakan dan sebagainya. Suntingan ini perlu dilakukan sehinggalah semua operasi berjalan lancar dan menepati kehendak operasi. Selepas itu, barulah aturcara itu dijalankan (running the program) di dalam operasi sebenar. Kaedah kawalan ini adalah yang paling popular kerana ia memerlukan pengolahan matematik dan suntingan aturcara yang paling sedikit. ii.

‘Lead through programming’

Kaedah ini selalunya digunakan untuk robot yang mengendalikan proses yang berterusan seperti kerja-kerja kimpalan dan penyemburan cat. Cara ia diprogramkan adalah dengan memegang dan memimpin pengesan hujung ataupun peranti khas yang disambung kepada pengesan hujung untuk melakukan aksi-aksi yang diperlukan bagi sesuatu tugas yang berkenaan. Contohnya untuk kerja semburan cat pada kenderaan, setiap aksi dalam kerja itu akan dilakukan oleh seorang pekerja yang mahir dengan memegang alat penyembur khas yang disambung terus kepada pengesan hujung pengolah. Semua pergerakan ini akan direkodkan oleh kabinet kawalan. Satu aturcara khas akan dibuat oleh pengaturcara untuk memanggil pergerakan yang telah direkodkan. Apabila aturcara itu diproses, robot akan dapat mengulangi pergerakan yang betul-betul sama sepert pergerakan yang dilakukan oleh pekerja mahir tadi.

iii.

Kawalan melalui aturcara komputer

Kawalan jenis ini memerlukan aturcara yang sesuai dengan jenis pengolah yang digunakan. Selalunya sesuatu sistem robot akan dibekalkan dengan bahasa aturcara yang khas untuknya. Data-data bagi jenis pergerakan, kelajuan, kedudukan dan sebagainya akan dimasukkan ke dalam komputer. Data-data ini boleh disunting untuk mendapatkan aturcara yang paling baik. Pergerakan bagi data-data ini boleh


J4125 / UNIT 4 /6 UNSUR DAN TATARAJAH ROBOT dipaparkan melalui aturcara simulasi pada skrin komputer. Sekiranya ada pembetulan yang perlu dibuat, contohnya pergerakan yang tidak tepat atau kedudukan titik yang salah, data tersebut akan disunting lagi sehingga ia memberikan hasil yang memuaskan. Proses ini akan terus dijalankan sehinggalah aturcara yang benar-benar tepat diperolehi. Setelah itu, aturcara ini akan dihantar kepada robot melalui proses ‘downloading’ di mana data ini akan diterima, diproses dan diperiksa di dalam kabinet kawalan sistem robot. Kemudian data tersebut disimpan semula di dalam unit kawalan komputer. Sekiranya data itu menepati kehendak aturcara, proses penghantaran data dari unit kawalan kepada pengolah robot bolehlah dilakukan. Proses ini dinamakan ‘running the program’. Kaedah pengaturcaraan ini banyak digunakan di dalam industri pembuatan. Ia memerlukan seorang pengaturcara yang mempunyai kemahiran yang tinggi dalam membuat aturcara. Semasa aturcara dibuat, robot tidak perlu disambung secara terus kepada komputer yang digunakan untuk membuat aturcara. Itulah sebabnya ia dipanggil sebagai pengaturcaraan luar talian (off line programming). b. Pengolah

Pengolah adalah bahagian mekanikal yang boleh bergerak ke pelbagai arah hasil dari gabungan pergerakan beberapa paksi. Dengan istilah lain, pengolah disebut sebagai lengan robot. Pengolah terdiri dari sebuah tapak, satu atau lebih lengan dan pemacu kuasa (sistem pacuan) yang akan menggerakkan lengan tersebut. Pergerakkan pengolah boleh dihuraikan kepada empat jenis utama iaitu tatarajah kartesian, selinder, kutub dan lengan bersambung. Sumber : Fundamental of Industrial Robots and Robotics. Rajah 4.2 : Pengolah Pergerakan pengolah ditentukan oleh operasinya di dalam kawasan kerja dan keperluannya di dalam kawasan pemindahan. Ia bergantung kepada jenis sistem kawalannya samada sistem kawalan tertutup (sistem kawalan servo) ataupun sistem kawalan terbuka ( sistem kawalan bukan servo). Ia adalah bahagian robot yang melakukan kerja sebenar dan dibina dari bahagian-bahagian yang terdiri dari alas, pemacu, penggerak, peranti suap balik dan struktur penyokong untuk memegang dan menggabungkan semua bahagian-bahagian tersebut.


J4125 / UNIT 4 /7 UNSUR DAN TATARAJAH ROBOT a.

Sistem pacuan pengolah Sistem pacuan diperlukan untuk mewujudkan pergerakan pengolah. Pada dasarnya kesemua robot menggunakan sumber tenaga elektrik untuk digerakkan, namun terdapat tiga jenis sistem pacuan pergerakan yang utama iaitu:-

i. Pneumatik. Kuasa pacuan ini dihasilkan oleh udara termampat yang diagihkan melalui poaip atau tiub ke lokasi robot.Pergerakan lianr dan membulat dihasilkan dengan menggunakan selindar yang dipasang pada persendian pengolah. Sistem ini biasa digunakan dalam proses pemasangan mudah dan ringan, proses tuangan (die casting) dan kendalian bahan mentah untuk pemesinan. Kelebihan:1. Kos paling murah / murah. 2. Unitnya ringan 3. Tindakan yang pantas. Kelemahan:1. Udara mesti bersih dan berpelincir. 2. Kawalan pergerakan yang rumit. 3. Terhad kepada kerja ringan. ii. Hidraulik. Sekitar 45% robot industri menggunakan sistem pacuan ini. Minyak hidraulik yang bertekanan tinggi digunakan untuk menggerakkan pengolah robot melalui tidakan selindar bagi pergerakan linear manakala pergerakan berputar menggunakan ‘rotary actuator’. Kawalan sistem ini mirip kepada sistem pneumatik, cuma memerlukan saluran balik (return line). Lazimnya sisitem ini digunakan dalam proses kimpalan arka, kimpalan titik, proses tuangan , kerja mengecat dan kerja tekan (pess work). Kelebihan:Mempunyai keupayaan atau kuasa yang tinggi . Kelemahan:1. Kos yang mahal. 2. Tindakan yang perlahan 3. Minyak perlu bersih.


J4125 / UNIT 4 /8 UNSUR DAN TATARAJAH ROBOT iii. Elektrik. Sistem ini menggunakan motor elektrik sebagai sumber kuasa, daya kilas ditingkatkan dengan pacuan giar. Ia juga digunakan dalam kerja kimpalan arka, kimpalan titik, proses pemasangan dan kendalian bahan mentah untuk pemesinan. Kelebihan:1. Pergerakan dan kawalannya lebih lancar. 2. Memberikan kebolehulangan yang tinggi. 3. Kawasan pemasangan yang kecil. 4. Kos operasi yang rendah. Kelemahan:1. Kos senggaraan yang tinggi. 2. Peralatan yang sensitif.



AKTIVITI 4a

Untuk menguji kefahaman anda, sila jawab soalan aktiviti di bawah. Sila semak jawapan anda di halaman maklum balas. Soalan 4a.1 Apakah unsur-unsur yang ada di dalam : i. ii.

sistem pengautomatan sistem robot

Soalan 4a.2 Lukiskan rajah blok sistem robot dan terangkan secara ringkas bagaimana setiap unsur di dalamnya berfungsi. Soalan 4a.3 Senaraikan tiga (3) komponen utama yang terdapat di dalam unit kawalan dan jelaskan fungsi masing-masing. Soalan 4a.4 Nyatakan kelebihan dan kelemahan bagi sistem pacuan : i. ii. iii.

Pneumatik Hidraulik Elektrik

Soalan 4a.5 Nyatakan komponen-komponen yang terdapat pada pengolah.



MAKLUM BALAS 4a …Sila semak jawapan anda …. Jawapan 4a.1 1.

Unsur-unsur atau mesin-mesin yang ada di dalam sistem pengautomatan adalah konveyor, mesin-mesin CNC, sistem PLC dan sistem ASRS.

2.

Unsur yang terdapat di dalam sistem robot adalah terdiri dari beberapa komponen utama iaitu pengawal (controller), pengolah ( manipulator) dan sebuah pengesan hujung (end-effector) serta komponen-komponen tambahan iaitu penderia (sensor) dan unit bekalan kuasa (power drive).

Jawapan 4a.2.

penderia

Unit kawalan

pengolah

Pengesan hujung

Power drive

Bekalan kuasa Rajah blok yang menunjukkan hubungan antara setiap unsur di dalam sistem robot. Unit kawalan merupakan otak bagi robot yang berfungsi untuk menyusun dan menyelaras pergerakan paksi-paksi robot. Setiap pergerakan yang dibuat oleh pengolah akan di kesan oleh penderia dalaman dan kedudukan serta kelajuan semasa setiap sendi pengolah akan dihantar ke kabinet kawalan untuk diselaraskan dengan kedudukan yang seterusnya. Sistem pacuan (power drive) pengolah akan membawa pengesan hujung kepada kedudukan seterusnya dengan bantuan penderia yang mengesan kedudukan yang dikehendaki.


J4125 / UNIT 4 /11 UNSUR DAN TATARAJAH ROBOT Jawapan 4a.3. Unit kawalan terdiri dari tiga komponen penting iaitu : 1. Kabinet kawalan ( control cabinet ) Ia berfungsi untuk menyusun dan menyelaras pergerakan yang dilakukan oleh pengolah. Ia dapat menyimpan data-data dengan jumlah bait yang rendah. 2. Kotak Mengajar ( Teach pendent ) Kotak mengajar adalah peranti khas yang digunakan untuk memasukkan data-data tertentu dalam kerja pengaturcaraan robot. 3. Pengkalan komputer (computer terminal ) Pengkalan komputer dan unit monitor memberikan kemudahan perhubungan dua hala di antara operator dan robot. Ia sangat berguna bagi menyediakan aturcaraaturcara yang sukar dan sangat diperlukan di dalam pengaturcaraan luar talian (off line programming). Ia juga digunakan untuk menyimpan semua data-data dalam jumlah bait yang lebih besar.

Jawapan 4a.4 i.

Sistem pacuan pneumatik Kelebihan:a. Kos paling murah / murah. b. Unitnya ringan c. Tindakan yang pantas. Kelemahan:a. Udara mesti bersih dan berpelincir. b. Kawalan pergerakan yang rumit c. Terhad kepada kerja ringan

ii.

Sistem pacuan hidraulik Kelebihan:a. Mempunyai keupayaan atau kuasa yang tinggi . Kelemahan:a. Kos yang mahal. b. Tindakan yang perlahan c. Minyak perlu bersih.


J4125 / UNIT 4 /12 UNSUR DAN TATARAJAH ROBOT iii.

Sistem pacuan elektrik Kelebihan:a. Pergerakan dan kawalannya lebih lancar. b. Memberikan kebolehulangan yang tinggi. c. Kawasan pemasangan yang kecil. d. Kos operasi yang rendah. Kelemahan:a. Kos senggaraan yang tinggi. b. Peralatan yang sensitif.

Jawapan 4.6. Pengolah terdiri dari sebuah tapak, satu atau lebih lengan dan pemacu kuasa(sistem pacuan) yang akan menggerakkan lengan tersebut. Ia mempunyai bahagian-bahagian yang terdiri dari alas, pemacu, penggerak, peranti suap balik dan struktur penyokong untuk memegang dan menggabungkan semua bahagian-bahagian tersebut.



PENILAIAN KENDIRI

Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam penilaian kendiri ini dan semak jawapan anda pada maklum balas yang disediakan. Jika ada sebarang masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda. Selamat mencuba semoga berjaya!!!!!!!!

Soalan 1 Nyatakan langkah-langkah yang dilakukan oleh pengaturcara di dalam membuat pengaturcaraan luar talian (off line programming).

Soalan 2 Jelaskan secara ringkas bagaimana sistem pacuan pneumatik, hidraulik dan elektrik berfungsi. Berikan contoh proses di mana sistem-sistem ini sesuai digunakan.




Adakah anda telah mencuba dahulu? Jika “ YA” , Sila Semak jawapan anda.

Jawapan 1 Langkah-langkah pengaturcaraan di luar talian (off-line programming) adalah : a. Data-data bagi jenis pergerakan, kelajuan, kedudukan dan sebagainya akan dimasukkan ke dalam komputer. b. Data-data ini boleh disunting untuk mendapatkan aturcara yang paling baik. c. Pergerakan bagi data-data ini boleh dipaparkan melalui aturcara simulasi pada skrin komputer. d. Sekiranya ada pembetulan yang perlu dibuat, contohnya pergerakan yang tidak tepat atau kedudukan titik yang salah, data tersebut akan disunting lagi sehingga ia memberikan hasil yang memuaskan. Proses ini akan terus dijalankan sehinggalah aturcara yang benar-benar tepat diperolehi. e. Setelah itu, aturcara ini akan dihantar kepada robot melalui proses ‘downloading’ di mana data ini akan diterima diproses dan diperiksa di dalam kabinet kawalan sistem robot. f. Kemudian data tersebut disimpan semula di dalam unit kawalan komputer. g. Sekiranya data itu menepati kehendak aturcara, proses penghantaran data dari unit kawalan kepada pengolah robot bolehlah dilakukan. Proses ini dinamakan ‘running the program’.


J4125 / UNIT 4 /15 UNSUR DAN TATARAJAH ROBOT Jawapan 2 a. Pneumatik. Kuasa pacuan ini dihasilkan oleh udara termampat yang diagihkan melalui paip atau tiub ke lokasi robot. Pergerakan linear dan membulat dihasilkan dengan menggunakan selindar yang dipasang pada persendian pengolah. Sistem ini biasa digunakan dalam proses pemasangan mudah dan ringan, proses tuangan (die casting) dan kendalian bahan mentah untuk pemesinan.

b. Hidraulik. Minyak hidraulik yang bertekanan tinggi digunakan untuk menggerakkan robot melalui tindakan selindar bagi pergerakan linear manakala pergerakan berputar pula menggunakan ‘rotary actuator’. Kawalan sistem ini mirip kepada sistem pneumatik, cuma ia memerlukan saluran balik (return line). Lazimnya sistem ini digunakan dalam proses kimpalan arka, kimpalan titik, proses tuangan , kerja mengecat dan kerja tekan (pess work).

c. Elektrik. Sistem ini menggunakan motor elektrik sebagai sumber kuasa, daya kilas ditingkatkan dengan pacuan giar. Ia juga digunakan dalam kerja kimpalan arka, kimpalan titik, proses pemasangan dan kendalian bahan mentah untuk pemesinan.


J4125 / UNIT 5 / 1 PENGESAN HUJUNG

UNIT 5

PENGESAN HUJUNG

OBJEKTIF OBJEKTIF AM : Di akhir unit ini pelajar akan dapat memahami mengenai jenis-jenis pengesan hujung, cara pemilihannya .

OBJEKTIF KHUSUS : Di akhir unit ini pelajar akan dapat :¾ Menerangkan mengenai kategori dan jenis pengesan hujung. ¾ Menerangkan mengenai faktor pemilihan pengesan hujung.



INPUT 5.0 PENGENALAN Pengesan hujung mempunyai satu gabungan sistem yang terdapat pada hujung lengan atau pengolah robot. Gabungan ini merupakan gabungan untuk menentukan sejauh mana capaian kerja robot di mana pada hujung lengan robot terdapat pengesan hujung yang berperanan untuk memegang sesuatu objek atau melakukan sesuatu kerja yang dikhaskan. Pengesan hujung mempunyai berbagai jenis dan kegunaannya. Ia adalah satu system yang tersendiri dan terkawal mengikut kebolehannya bagi memegang sesuatu bendakerja atau alat untuk menjalankan sesuatu operasi.

5.1 JENIS PENGESAN HUJUNG Peralatan ini terdiri daripada dua jenis utama iaitu: a. Perkakasan ( tools ) Ia digunakan untuk melakukan kerja seperti menggerudi, mengisar, menyembur cat atau penyalut dan lain-lain. b. Pencengkam ( gripper ) Ia digunakan untuk mencengkam, memegang dan menggerakkan objek ke lokasi lain. Pengesan hujung biasanya boleh diubahsuai atau ditukarganti dengan peralatan yang berbeza mengikut keperluan kerja.

Mari kita lihat dengan lebih lanjut mengenai pengesan hujung…


J4125 / UNIT 5 / 3 PENGESAN HUJUNG 5.1.1 PERKAKASAN Pengesan hujung yang berbentuk perkakasan digunakan untuk menjalankan kerja fabrikasi logam dan kimpalan seperti menggerudi, mengimpal dan membuat semburan cat atau penyalut. Kerja-kerja ini disebut juga sebagai kerja pengelolaan perkakasan. Pengesan hujungnya terdiri dari perkakasan seperti alat kimpalan, alat menggerudi, alat semburan cat dan sebagainya. Pemilihan peralatan ini adalah bergantung kepada jenis kerja yang akan dijalankan oleh robot. Selalunya perkakasan ini akan disuaipadankan dengan jenis kerja dan robot yang akan menggerakkannya. Rajah 5.1 (a) , (b), (c), (d), (e), (f), (g) dan (h) menunjukkan perkakasan yang digunakan untuk kerja pengelolaan perkakasan.

(a) Perkakasan untuk kimpalan titik

(b) Perkakasan untuk pemasangan nat

(d) perkakasan untuk kimpalan arka (c) Perkakasan untuk kimpalan stud

(e) Perkakasan untuk kerja pemanasan

(f) Perkakasan untuk kerja pencanaian



(g) Perkakasan semburan cat atau penyalut Sumber : Induction to Robotics

(h) Perkakasan kerja tuangan

Rajah 5.1 : Pelbagai jenis pengesan hujung berbentuk perkakasan

5.1.2 PENCENGKAM A. Sistem Pencengkam Terdapat tiga sistem pencengkam iaitu: a.

Sistem penggunaan tindakan unilateral i.

‘Vacuum pad gripper’

Rajah 5.2 di sebelah menunjukkan satu contoh ‘vacuum pad gripper’.Ia padat dan bersih. Vakum di dalam pencengkam boleh di dapati dengan menggunakan pam vakum dan pam piston. ‘Vacuum pad gripper’ boleh digunakan bagi objek yang rata, tidak telap udara, teguh dan mempunyai permukaan yang baik seperti kaca dan kepingan logam.

vakum Lubang halus yang menujudkan kuasa vakum

Sumber : Induction to Robotics Rajah 5.2 : ‘Vacuum pad gripper’


Kepingan plastik

J4125 / UNIT 5 / 5 PENGESAN HUJUNG ii.

‘Pressure pad gripper’

Ia digunakan untuk mengawal produk yang tidak boleh dikendalikan oleh ‘vacuum pad gripper’ seperti kadbod, kayu dan objek yang mempunyai pelbagai ragam serta tidak rata. Rajah 5.3 menunjukkan salah satu dari bentuk ‘pressure pad gripper’. pencengkam

bahankerja

‘pressure pad’

Sumber : Induction to Robotics Rajah 5.3 : ‘Pressure pad gripper’ iii.

‘Magnetic pad gripper’

Ianya menggunakan magnet kekal atau elektromagnet. Ia hanya boleh digunakan pada bahan-bahan yang boleh dimagnetkan. Penggunaan magnet kekal adalah boleh dipercayai tetapi ianya memerlukan mekanisma lain untuk menyingkirkan objek yang dipegangnya. Elektromagnet adalah jenis magnetic pad yang biasanya digunakan kerana ianya mudah digunakan dan hanya dikawal oleh ‘coil current release’. Rajah 5.4 (a) dan (b) menunjukkan ‘magnetic pad gripper’.

(a)

(b) Sumber : Induction to Robotics Rajah 5.4 : ‘Magnetic pad gripper’



b. Sistem penggunaan tindakan bilateral Sistem ini menggunakan sepasang jari yang digunakan untuk mencengkam benda kerja. Sistem ini lebih banyak digunakan pada robot kerana binaannya yang ringkas dan boleh digunakan untuk pelbagai kerja dan bentuk objek serta memberikan cengkaman yang lebih kepada benda kerja. Dalam kebanyakan situasi, sistem menggunakan tiga jari memberikan sistem yang lebih umum dibentuk, tetapi sistem ini adalah jauh lebih komplek dari segi binaannya. Sistem pencengkam bilateral terdapat tiga jenis iaiti jenis simetri, tak simerti dan pergerakan berputar ‘rotational movement’. i.

Pencengkam jenis simetri

Kebanyakan pencengkam yang dibuat menggunakan dua jari adalah dijalankan dengan menggunakan satu aktuator yang disambung kepada pengesan hujung dengan menggunakan dua penyambung yang boleh berputar bagi memastikan pergerakan yang simetri. Apabila aktuator digerakkan, kedua-dua jari akan bergerak serentak. Selain itu bentuk jari hendaklah seimbang khususnya bahagian yang disambungkan dengan beban untuk memastikan kedudukan dan orentasi betul semasa membawa objek. Contohnya jenis skru untuk objek berbentuk silinder, kon untuk tiub dan bentuk rata untuk kepingan.

(a) pergerakan simetri dan bersudut

Sumber : Induction to Robotics Rajah 5.5 : Pencengkam simetri


(b) pergerakan simetri dan selari

J4125 / UNIT 5 / 7 PENGESAN HUJUNG ii. Pencengkam jenis tak simetri Pencengkam jenis tak simetri adalah lebih ringkas dari segi binaannya tetapi mempunyai keburukan untuk menukar koordinat kedudukan pertama objek. Ianya perlu apabila sistem penghantar tiada selepas aktuator kembali ke kedudukan asal pada paksi sambungan gelansar ‘slide joint’. Rajah 5.6 menunjukkan pencengkam jenis tak simetri.

Sumber : Induction to Robotics Rajah 5.6 : Pencengkam tak simetri ii.

Pencengkam ‘rotational movement’

Jejari yang boleh ditukarganti.

Sumber : Induction to Robotics Rajah 5.7 : Pencengkam pergerakan berputar c. Sistem penggunaan tindakan multilateral Pencengkam jenis ini kurang digunakan dengan meluas meskipun ia mempunyai banyak kelebihan. Antaranya ia boleh disesuaikan dengan bentuk objek dan kedudukan serta orentasi terhadap objek berbanding dengan kedudukan lengan.



Pencengkam menggunakan sistem ini terbahagi kepada dua iaitu pencengkam mekanikal dan pencengkam bendalir. i. Pencengkam mekanikal Prinsip pencengkam mekanikal ialah menggunakan sekurang-kurangnya dua jari dengan beberapa sambungan. Sistem jenis bersambungan ini memberikan banyak titik atau kawasan sentuhan di antara pencengkam dengan benda kerja walaupun bendakerja mempunyai bentuk yang kompleks. Ia berfungsi sama seperti jejari manusia. Ia mempunyai banyak sendi untuk memastikan sentuhan yang menyeluruh kepada bendakerja yang hendak diangkat. ii. Pencengkam bendalir Sistem ini menggunakan bendalir untuk mencengkam objek. Pada umumnya ia diambil daripada pencengkam boleh lentur tetapi menggunakan sejenis sampul yang dapat mengembang apabila dimasukkan bendalir ke dalamnya. Sampul bolehlentur dapat memberikan cengkaman yang lebih sesuai berbanding dengan sampul elastik yang membentuk dengan sendirinya mengikut bentuk objek. Jadi sampul elastik tidak dapat mengangkat objek yang berat. Tekanan cengkaman berkadar dengan tekanan bendalir dalam sampul dan dengan mudah dapat dikawal bergantung kepada kerapuhan objek. Kelebihan utama adalah dapat memberikan keluasan cengkaman yang maksimum manakala kekurangannya pula ialah ketepatan kedudukan yang kurang dan kelusuhan sampul yang cepat. Rajah 5.9 menunjukkan salah satu daripada pencengkam jenis ini.

Sampul mengecut Sampul mengembang

Sumber : Induction to Robotics Rajah 5.9 : Pencengkam bendalir



B. Kemampuan Pencengkam Kemampuan pencengkam adalah seperti berikut iaitu: a. Mencengkam objek yang hendak dicengkam. b. Dapat menjaga kestabilan penyesuaian objek sepanjang pengangkutannya. c. Kesan kedudukan objek berbanding dengan pencengkam.

5.2 FAKTOR YANG DIPERTIMBANGKAN DALAM PEMILIHAN PENCENGKAM. Di dalam merekabentuk dan memilih pencengkam, faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan ialah:a.

Kedudukan komponen yang hendak dipegang mestilah boleh dicapai. Contohnya ia berada di dalam cuk atau lekapan pemegang.

b.

Masalah kemungkinan berlakunya gurisan dan herotan semasa mencengkam perlu juga diambil kira terutama sekali jika komponen itu mempunyai permukaan yang rapuh.

c.

Jejari pencengkam hendaklah direkabentuk supaya mengikut bentuk komponen dengan menggunakan pad-pad atau jejari bolehlentur. Ini dapat memberikan kestabilan kepada kedudukan bendakerja.

d.

Perubahan saiz komponen mestilah diambilkira di mana ia akan memberi kesan kepada kejituan untuk meletakkan komponen tersebut. Contohnya mungkin terdapat masalah jika tuangan atau tempaan yang kasar hendak diletakkan ke dalam cuk untuk dimesin.

e.

Punca kuasa yang sesuai untuk menggerakkan pencengkam samada mekanikal,elektrikal atau pnuematik. Punca kuasa ini mestilah mudah dikendali oleh pengawal robot.

f.

Suhu dan kelembapan persekitaran kerja.

g.

Keselamatan semasa beroperasi. Contohnya pencengkam tidak melepaskan komponen yang dicengkam semasa bekalan kuasa terputus.

h.

Kos pembuatan atau pembelian pencengkam.


akan


AKTIVITI 5a

Untuk menguji kefahaman anda......., sila jawab soalan aktiviti di bawah. Semak jawaban anda di halaman maklum balas..

Soalan 5a.1 Jelaskan berdasarkan kepada contoh dan gambarajah bagi pencengkam berikut: a)

Pencengkam Mekanikal

b)

Pencengkam Magnetik/Elektromagnetik

c)

Pencengkam Vakum



MAKLUM BALAS 5a

Jawapan 5a.1 a.

Pencengkam Mekanikal i.

Pencengkam dua jari ( Two finger gripper ) Ia mempunyai dua pencengkam yang berbentuk jari. Ia dibina dalam berbagai bentuk mengikut kesesuaian kerja atau bahan serta saiz dan pergerakan jarinya.

ii.

Pencengkam tiga jari ( Three finger gripper ) Pada asasnya pencengkam ini adalah sama seperti pencengkam dua jari tetapi ia mampu untuk memegang objek dengan lebih kuat dan selamat samada berbentuk bulat, persegi atau berbagai bentuk.


J4125 / UNIT 5 / 12 PENGESAN HUJUNG iii.

Pencengkam objek selinder ( Cylindrical object gripper ) Pencengkam ini mempunyai dua jari yang mana ia mempunyai beberapa takukan/sempadan berbentuk separa bulatan. Apabila jari pencengkam dirapatkan, ia akan membentuk satu bentuk bulatan yang berfungsi sebagai pemegang untuk memegang objek yang berbentuk silinder dalam beberapa ukuran diameter yang berbeza-beza.

iv.

Pencengkam objek mudah pecah/rosak ( Fragile object gripper ) Tujuan utama pencengkam ini adalah untuk memegang sesuatu objek tanpa jatuh. Oleh itu jari pencengkam mesti mampu menghasilkan dayadaya dalam darjah yang berbeza-beza. Daya-daya tersebut akan tertumpu pada satu titik pada objek yang mana akan menyebabkan kerosakan pada objek yang lembut. Pencengkam ini terdiri dari dua jari yang mudah lentur.


J4125 / UNIT 5 / 13 PENGESAN HUJUNG b.

Pencengkam Magnetik/Elektromagnetik Pencengkam jenis ini dibina untuk memegang objek yang bersifat magnet ( ferromagnetic ) dengan kesan medan magnetnya. Pencengkam ini mempunyai dua atau lebih punca yang mengalirkan kesan medan magnet dihujungnya bagi mengesan objek atau bahan kerja. Ia digunakan untuk mengangkat kepingan logam ferus.

(b)



c.

Pencengkam Vakum Pencengkam jenis ini terdiri daripada punca mangkuk sedutan vakum (suction cup) pada hujungnya. Ia berperanan untuk memegang sesuatu objek dengan tekanan vakum yang dikeluarkannya. Objek yang dicengkam adalah pada sepanjang atausejauh mana serakan kesan vakum yang dialirkan. Pencengkam ini merupakan alatan yang berkemampuan tinggi untuk memegang objek yang berbeza bentuk dan saiz serta ia tidak memerlukan ketepatan kedudukan pada titik cengkamannya.



PENILAIAN KENDIRI

Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam penilaian kendiri ini dan semak jawapan anda pada maklum balas yang disediakan. Jika ada sebarang masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda.

Selamat mencuba, semoga berjaya !!!!!!!!!!!

Soalan 1 Anda adalah pegawai yang bertanggungjawab ke atas pembelian peralatan di kilang anda. Anda telah ditugaskan untuk mencadangkan dan membuat pembelian beberapa jenis peralatan pengesan hujung yang sesuai untuk digunakan di kilang anda.Untuk memilih pencengkam, beberapa faktor perlu anda pertimbangkan. Jelaskan lapan (8) faktor yang yang perlu anda pertimbangkan apabila anda ingin mencadangkan pembelian peralat tersebut.



MAKLUM BALAS KEPADA PENILAIAN KENDIRI

SUDAH MENCUBA ? SILA SEMAK JAWAPAN ANDA DAN BANDINGKAN DENGAN JAWAPAN DI BAWAH.

Jawapan Soalan 1 a.

Kedudukan komponen yang hendak dipegang mestilah boleh dicapai. Contohnya ia berada di dalam cuk atau lekapan pemegang.

b.

Masalah kemungkinan berlakunya gurisan dan herotan semasa mencengkam perlu juga diambil kira terutama sekali jika komponen itu mempunyai permukaan yang rapuh.

c.

Jejari pencengkam hendaklah direkabentuk supaya mengikut bentuk komponen dengan menggunakan pad-pad atau jejari bolehlentur. Ini dapat memberikan kestabilan kepada kedudukan bendakerja.

d.

Perubahan saiz komponen mestilah diambilkira di mana ia akan memberi kesan kepada kejituan untuk meletakkan komponen tersebut. Contohnya mungkin terdapat masalah jika tuangan atau tempaan yang kasar hendak diletakkan ke dalam cuk untuk dimesin.

e.

Punca kuasa yang sesuai untuk menggerakkan pencengkam samada mekanikal,elektrikal atau pnuematik. Punca kuasa ini mestilah mudah dikendali oleh pengawal robot.

f.

Suhu dan kelembapan persekitaran kerja.

g.

Keselamatan semasa beroperasi. Contohnya pencengkam tidak akan melepaskan komponen yang dicengkam semasa bekalan kuasa terputus.

h.

Kos pembuatan atau pembelian pencengkam.


J4125 / UNIT 6 / 1 PENDERIA

UNIT 6

PENDERIA

OBJEKTIF Unit 4

OBJEKTIF AM : Di akhir unit ini anda akan dapat mengenalpasti fungsi dan jenis-jenis serta kebaikan penggunaan penderia.

OBJEKTIF KHUSUS : Di akhir unit ini anda akan dapat :¾ Menerangkan fungsi penderia. ¾ Mengkategorikan jenis-jenis penderia. ¾ Menyenaraikan kebaikan penggunaan penderia di dalam sistem robot.



INPUT 6.0

PENGENALAN

Pergerakan manusia dikawal oleh kehadiran lima pancaindera iaitu deria rasa, deria bau, deria penglihatan, deria pendengaran dan deria. Kelima-lima pancaindera inilah yang memberi isyarat kepada otak untuk bertindak ke atas apa juga pergerakan. Sama seperti manusia, sistem robotik juga memerlukan penderiapenderia untuk membantu ia berfungsi dengan baik. Di dalam unit ini kita akan mengupas secara lebih mendalam apakah jenis-jenis penderia dan bagaimana ia berperanan untuk membantu pergerakan sesebuah pengolah. Untuk memahami lebih mendalam, pastikan anda merujuk kepada unit 1 iaitu mengenai Sistem Kawalan Gelung Tertutup. 6.1

TAKRIF DAN FUNGSI PENDERIA

a.

Takrif APA ITU PENDERIA ???

Penderia ialah elemen yang memberitahu pengawal tentang status pengolah samada secara berterusan atau diakhir setiap pergerakan. Maklumat ini digunakan oleh pengawal untuk memastikan bahawa setiap pergerakan yang diarahkan adalah tepat pada sasaran. Maklumat disampaikan dalam bentuk analog, digital atau kombinasi kedua-duanya.



b.

Fungsi Penderia

FUNGSI PENDERIA

Mengesan keadaan di mana operator dicederakan oleh robot atau alat-alat pengeluaran yang lain. Contohnya penderia yang memberhentikan operasi robot jika seseorang pekerja ke kawasan kerja semasa robot sedang beroperasi.

Mengesan keadaan di mana robot boleh dirosakkan dengan kehadiran alat-alat pengeluaran lain. Contohnya penderia untuk mesin penekan bergerak sebelum robot menyudahkan pengendalian bahan.

Mengawal sesuatu proses supaya kualiti hasil keluaran terpelihara. Contohnya mengawal suhu untuk proses rawatan haba

Mengawal operasi dan mengesan kerosakan pada sistem keseluruhan. Contohnya penderia pengesan bahan yang terletak pada acuan supaya operasi boleh dijalankan.



6.3 KATEGORI PENDERIA Hello! Mary….. penderia ni.. ada berapa kategori ?

Ada dua Ali, satu penderia dalaman dan satu lagi penderia luaran

Apa yang dimaksudkan dengan penderia dalaman ?

Penderia dalaman adalah penderia yang terletak pada semua sendi robot dan ia digunakan untuk mengawal kedudukan dan kelajuan ‘tool-center point’ robot tersebut.

Bagaimana ia berfungsi ?



Ia membentuk satu gelung kawalan suapbalik antara unit kawalan dengan pengolah robot. Ia selalunya terdapat pada pengolah yang menggunakan kawalan gelung tertutup di mana, penderia ini akan mengenalpasti kedudukan dan kelajuan pengolah dan menghantar data tersebut kepada pengawal. Pengawal seterusnya memproses data tersebut dan memaparkannya pada paparan ‘teach pendant’ ataupun komputer.

Apa dia contohcontoh penderia dalaman ?

Contoh untuk penderia kedudukan ialah ‘potentiometer’ dan ‘optical encoders’ manakala penderia kelajuan pula ialah pelbagai jenis ‘tachometers’.

Bagaimana pula dengan penderia luaran ?



Penderia luaran pula ialah penderia yang diletakkan di luar dari pengolah. Ia menyelaras operasi antara pengolah dengan peralatan lain dalam sel kerja seperti konveyor, aktuator, mesin CNC dan sebagainya. Terdiri dari dua iaitu penderia sentuhan dan penderia tidak sentuh.

Bagaimana kalau saya nak dapatkan data-data lebih lanjut mengenai penderia luaran ini ?

Begini, apa kata kalau saya fakskan maklumat mengenai penderia luaran kepada awak ?

Oh, itu satu idea yang bagus. Terimakasih banyak-banyak Mary.



Kembali ………

Sejam kemudian……… En. Ali, ini maklumat yang difakskan oleh Cik Mary………..

Oh, terimakasih Nora, saya sedang menunggu maklumat ini.

Maklumat yang terdapat di dalam bahan yang difakskan kepada En. Ali. Penderia luaran Penderia luaran dikelaskan kepada dua iaitu penderia sentuhan(‘contact sensors’) dan penderia tanpa sentuhan (‘ non-contact sensors’). Rajah 6.1 menunjukkan penderia sentuhan manakala rajah 6.2 menunjukkan penderia tanpa sentuhan.

bendakerja

Kamera 1 Kamera 2

Unit kawalan robot

Unit kawalan kamera

Sumber : Induction to Robotics


Rajah 6.1 : Pelbagai jenis penderia sentuhan

Rajah 6.2 : Penderia tanpa sentuhan


J4125 / UNIT 6 / 8 PENDERIA Terdapat empat jenis penderia luaran iaitu: 1. ‘Proximity sensors’- penderia ini mengesan kehadiran sesuatu bahan samada melalui sentuhan ataupun tidak melalui sentuhan. Contoh penderia ini adalah ‘optical proximity sensors’ yang mengesan jumlah cahaya infrared yang dibalikkan daripada objek yang melintasinya. Jumlah cahaya yang dibalikkan ini akan menentukan kehadiran objek. Contoh lain adalah ‘eddycurrent proximity sensor’ yang mengesan objek melalui medan megnet. Rajah 6.3 menunjukkan sejenis suis ‘proximity’.

Rajah 6.3 : Suis ‘magnetic proximity’ 2. Penderia julat (‘range sensor’) – penderia yang mengesan kehadiran objek dan dapat mengukur kedudukan antara objek dan penderia dengan tepat. Ia dikelaskan di dalam penderia jenis tanpa sentuhan. Antara contoh penderia jenis ini adalah ‘tellurometers’ dan ‘interferometric’. Rajah 6.4 dan6.5 menunjukkan jenis-jenis penderia julat.

Rajah 6.4 : Penderia julat yang mengesan objek melalui balikan cahaya

Sumber : Induction to Robotics Rajah 6.5 : Penderia julat yang menggunakan ultrasonic untuk mengesan bentuk objek


J4125 / UNIT 6 / 9 PENDERIA 3. Penderia rasa (‘tectile sensors’)- penderia ini mengesan sesuatu objek yang menyentuhnya. Ia dikelaskan ke dalam penderia jenis sentuhan. Contoh penderia jenis ini adalah penderia tekanan dan penderia had (‘limit switch’).

Sumber : Induction to Robotics Rajah 6.6 : suis had jenis ‘side rotary’

4. ‘Miscellaneous sensors’- jenis ini merangkumi pelbagai jenis penderia lain yang digunakan di dalam robotik termasuk peralatan untuk mengukur suhu seperti ‘temister’, pengukur tekanan bendalir,voltan elektrik, arus dan sebagainya.

Sumber : Induction to Robotics Rajah 6.7 : Penderia suhu


J4125 / UNIT 6 / 10 PENDERIA 6.3

KEBAIKAN PENGGUNAAN PENDERIA

Kebaikan penderia boleh dipecahkan kepada tiga kebaikan utama iaitu : a. Ia dapat mengurangkan kos pengeluaran. Penderia dapat mengesan ralat di peringkat yang paling awal maka ia dapat mengurangkan bahan yang terbuang. Selain dari itu , saiznya boleh direkabentuk mengikut keperluan peralatan. Ia juga dapat mengenal pasti jenis komponen yang diperlukan dan proses yang selanjutnya. b. Ia dapat mengelakkan berlakunya kemalangan dan kerosakan alatan Keselamatan pekerja , peralatan sokongan dan diri robot itu lebih terjamin dengan adanya penderia. Ia juga dapat mengesan keadaan bahaya dan seterusnya operasi akan terus diberhentikan. c. Memudahkan kerja-kerja penyenggaraan. Penderia dapat mengesan bahagian-bahagian pengolah robot yang tidak dapat berfungsi dengan baik dan senggaraan atau pembaikian boleh dilakukan pada bahagian yang rosak.



AKTIVITI 6a

Untuk menguji kefahaman anda, sila jawab soalan aktiviti di bawah. Semak jawapan anda di halaman maklum balas..

Soalan 6a.1 Berdasarkan kepada dailog di antara Ali dengan Mary, dapatkan maklumat mengenai perkara-perkara berikut :a) Maksud penderia dalaman b) Fungsi penderia dalaman c) Dua (2) jenis penderia dalaman beserta contoh masing-masing. Soalan 6a.2 Rajah di bawah menunjukkan robot yang berfungsi untuk mengambil bendakerja di atas konveyor. Berdasarkan kepada pemahaman anda terhadap penderia, terangkan proses yang akan berlaku apabila bendakerja menyentuh suis had. Unit kawalan konveyor Arah pergerakan bendakerja Suis had 3 Suis had 2 3

2

1

Bendakerja Suis had 1

Robot Unit kawalan robot



MAKLUM BALAS 6a

…….Sila semak jawapan anda……

Jawapan 6a.1 a)

Penderia dalam adalah penderia yang terletak pada semua sendi robot dan ia digunakan untuk mengawal kedudukan dan kelajuan ‘toolcenter point’ robot tersebut.

b)

Ia berfungsi sebagai satu gelung kawalan suapbalik antara pengawal dengan pengolah robot. Ia selalunya terdapat pada pengolah yang menggunakan kawalan gelung tertutup di mana, penderia ini akan mengenalpasti kedudukan dan kelajuan pengolah dan menghantar data tersebut kepada pengawal. Pengawal seterusnya memproses data tersebut dan memaparkannya pada paparan ‘teach pendant’ ataupun komputer.

c) i. ii.

Penderia kedudukan contohnya ialah ‘potentiometer’ dan ‘optical encoders’ Penderia kelajuan contohnya pelbagai jenis ‘tachometers’.

Jawapan 6a.2 Apabila bendakerja yang bergerak di atas konveyor menyentuh suis had 1 di titik 1, data yang dikesan oleh suis had ini akan dihantar ke unit kawalan robot. Unit kawalan akan mengarahkan pengolah robot untuk menjalankan proses yang selanjutnya iaitu menggerakkan ‘pencengkam’ bagi mengolah ke titik 3 untuk mengambil bendakerja di atas konveyor. Sementara itu, apabila bendakerja tiba di titik 2, suis had 2 akan mengesan kehadiran bendakerja dan menghantar data mengenai kehadiran bendakerja tersebut ke unit kawalan konveyor. Unit kawalan konveyor akan mengarahkan konveyor untuk berhenti semasa bendakerja berada di titik 3 dan bendakerja akan menunggu untuk diambil oleh robot.



PENILAIAN KENDIRI

Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam penilaian kendiri ini dan semak jawapan anda pada maklum balas yang disediakan. Jika ada sebarang masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda. Soalan 1 Penderia dalaman adalah penderia yang mengesan kedudukan dan kelajuan TCP pengolah robot. Ia digunakan pada robot yang dikawal oleh sistem gelung tertutup. Berdasarkan rajah di bawah, sila jelaskan di mana kedudukan penderia dalaman dan bagaimana ia berfungsi.

Unit kawalan robot



Pembanding kelajuan

Pembanding kedudukan

Penderia dalaman




Soalan 2 Isikan jadual di bawah dan nyatakan kelas robot, fungsinya dan satu contoh bagi penderia yang diberikan.

Jenis penderia

Kelas penderia

Fungsi

Penderia ‘proximity’

Penderia rasa

Penderia julat

‘Miscellaneous sensors’


Contoh



Adakah anda telah mencuba dahulu? Jika “ YA” , Sila Semak jawapan anda. Jawapan 1

Unit kawalan robot



Pembanding kelajuan

Pembanding kedudukan

Penderia dalaman


Berdasarkan rajah di atas, penderia dalaman adalah penderia yang terletak pada semua sendi robot dan ia digunakan untuk mengawal kedudukan dan kelajuan ‘toolcenter point’ pengolah robot tersebut. Ia membentuk satu gelung kawalan suapbalik antara pengawal dengan pengolah robot. Ia selalunya terdapat pada pengolah yang menggunakan kawalan gelung tertutup di mana, penderia ini akan mengenalpasti kedudukan dan kelajuan pengolah dan menghantar data tersebut kepada pengawal. Di dalam pengawal, data tersebut akan dihantar kepada pembanding kedudukan dan pembanding kelajuan. Kedua-dua pembanding akan memproses data tersebut dan menghantarkannya ke unit kawalan penggerak. Unit kawalan penggerak akan menggerakkan pengolah mengikut kelajuan yang telah di proses terlebih dahulu. Pengawal seterusnya akan memaparkan kedudukan dan kelajuan pengolah pada paparan ‘teach pendant’ ataupun komputer.



Jawapan 2

Jenis penderia

Kelas penderia

Fungsi

Contoh

Penderia ‘proximity’

Penderia sentuh dan tanpa sentuh

Penderia ini mengesan kehadiran sesuatu bahan samada melalui sentuhan ataupun tidak melalui sentuhan.

‘Optical proximity sensors’

Penderia rasa

Penderia jenis sentuhan

Penderia ini mengesan sesuatu objek yang menyentuhnya.

Suis had, penderia tekanan

Penderia julat

Penderia tanpa sentuhan.

Penderia yang mengesan kehadiran objek dan dapat mengukur kedudukan antara objek dan penderia dengan tepat.

‘Tellurometers’ dan ‘interferometric’.

‘Miscellaneous sensors’

Sentuhan dan tanpa sentuhan

Merangkumi pelbagai jenis penderia lain yang digunakan di dalam robotik termasuk

Peralatan untuk mengukur suhu, tekananbendalir, voltan elektrik, arus dan sebagainya.


J4125 / UNIT 7 / 1 ROBOT DALAM SATU SISTEM AUTOMASI

UNIT 7

ROBOT DALAM SATU SISTEM AUTOMASI

OBJEKTIF

OBJEKTIF AM:

Di akhir unit ini pelajar akan dapat memahami bahawa sebuah robot adalah merupakan salah satu unsur dalam sistem yang luas.

OBJEKTIF KHUSUS : Di akhir unit ini pelajar akan dapat :¾ Menerangkan maksud satu sistem pembuatan yang luas. ¾ Menyenaraikan peranan-peranan robot di dalam sesuatu sistem pembuatan. ¾ Menyatakan antara jenis sistem pembuatan yang memerlukan robot sebagai salah satu dari unsurnya. ¾ Menerangkan apakah di antara unsur-unsur lain yang terdapat di dalam satu sistem pembuatan yang luas.



INPUT 7.0

PENGENALAN

Pernahkah anda lihat di media elektronik (TV, internet, CD, dll) yang menunjukkan robot sedang berinteraksi dengan peralatan lain untuk melakukan kerja? Mungkin anda pernah melihat di kaca TV bagaimana kereta nasional kita dihasilkan.

Di dalam sistem pembuatan, terdapat pelbagai jenis peralatan yang semuanya berfungsi untuk menghasilkan satu produk yang tertentu. Peralatan-peralatan ini akan berintegrasi antara satu sama lain dan membentuk satu sistem yang mengandungi pelbagai jenis proses pembuatan, operasi dan pengurusan ke atas kedua-duanya. Sistem ini memerlukan satu bentuk kawalan secara menyeluruh terhadap semua kemudahan pengeluaran yang terlibat. Hasil daripada itu, pengeluaran, kualiti produk dan keboleharapan keluaran tersebut dapat dipertingkatkan manakala kos pula dapat dikurangkan. Unit ini akan membincangkan lebih mendalam bagaimana peranan satu robot di dalam sebuah sistem pembuatan.



7.1

PERANAN ROBOT DALAM SATU SISTEM YANG LUAS

Apakah peranan robot di dalam satu sistem yang luas ? Robot akan berperanan mengikut fungsi yang dikehendaki oleh sistem tersebut. Maksudnya di sini, sekiranya robot diperlukan untuk berfungsi sebagai robot pengelolaan komponen, maka program, alat pengesan hujung dan pencengkam diperlukan untuk digunakan akan disesuaikan dengan kerja pengelolaan komponen. Pencengkam yang sesuai dengan tugasnya dipasang untuk pemindahan bahan mentah atau bendakerja. Manakala jika sistem memerlukan robot berfungsi sebagai robot pengelolaan perkakasan,maka semua program dan pengesan hujungnya adalah yang sesuai dengan tugas yang akan dijalankan. Jika salah satu dari kerja yang perlu dilakukan oleh robot adalah kerja kimpalan, maka pengesan hujungnya adalah perkakasan kimpalan dan jika ia akan melakukan kerja penyemburan cat atau penyalut, pengesan hujungnya adalah alat penyembur cat atau penyalut. Program yang digunakan juga akan disesuaikan dengan kerja yang akan dilakukan oleh robot. Samada robot berfungsi sebagai robot pengelolaan komponen ataupun robot pengelolaan perkakasan, untuk menghasilkan sesuatu produk, sesuatu sistem pengeluaran perlu dilengkapi dengan perkakasan lain seperti mesin CNC, konveyor, system kawalan, system ASRS ( sejenis rak yang dapat bergerak secara otomatik untuk membekalkan bahan mentah kepada konveyor yang terdapat dalam sesuatu sistem pengeluaran ) . Setiap perkakasan ini akan diantaramukakan antara satu sama lain menyebabkan ia mempu berhubung dan menentukan pergerakan-pergerakan yang perlu dilakukan berdasarkan kepada program yang telah dibuat oleh pengaturcara.

7.2

JENIS SISTEM PEMBUATAN YANG MEMERLUKAN ROBOT SEBAGAI SALAH SATU UNSURNYA.

Terdapat pelbagai jenis sistem pembuatan yang menggunakan pelbagai jenis peralatan di dalam industri pembuatan masa kini. Antaranya ialah Sistem Pembuatan Terbantu Komputer ‘Computer-Aided Manufacturing’, ‘Cellular Manufacturing’, ‘Flexible Manufacturing Systems’, ‘Computer Intergrated Manufacturing’ dan banyak lagi. Tetapi, tidak semua sistem-sistem ini memerlukan robot sebagai salah satu unsur di dalam sistemnya. Dua jenis sistem yang akan dibincangkan di bawah ini adalah merupakan sistem sistem yang memerlukan robot untuk beroperasi. Ianya adalah ‘Cellular Manufacturing System’ dan ‘Computer-Integrated Manufacturing’.


J4125 / UNIT 7 / 4 ROBOT DALAM SATU SISTEM AUTOMASI a. ‘Cellular Manufacturing System’

‘Cellular Manufacturing System’ mengandungi satu atau lebih sel pembuatan (sel kerja). Sel pembuatan adalah satu unit kecil yang mengandungi satu atau lebih stesen kerja di dalam satu sistem pembuatan. Stesen kerja ini selalunya mengandungi satu atau lebih mesin yang melakukan operasi yang berbeza ke atas benda kerja yang dihasilkan. Contohnya, satu mesin ialah untuk kerja melarik dan yang satu lagi melakukan kerja membentuk benda kerja tersebut.

Sistem ini kebolehan untuk mengawal beberapa keadaan seperti berikut: • • • •

Memuat dan memunggah bahan mentah ataupun benda kerja di dalam stesen kerja – selalunya dilakukan oleh robot. Menukar matalat di dalam stesen kerja- dilakukan oleh robot. Menukar bendakerja atau perkakasan antara stesen kerja. Membuat penjadualan dan mengawal keseluruhan operasi dalam sel kerja pembuatan.

Dalam satu proses pembuatan, kebolehubahsuaian terhadap operasi pembuatan adalah amat diperlukan. Contohnya ialah ‘Flexible Manufacturing Cells (FMC)’. Ia merupakan satu sel pembuatan yang menggunakan mesin CNC, mesin-mesin lain (machining centres) bersama dengan robot industri atau peralatan lain yang digunakan untuk pemindahan benda kerja. Keberkesanan fungsi FMC bergantung kepada pemilihan mesin-mesin yang sesuai, robot bersama pengesan hujung yang sesuai serta sistem kawalan yang baik. Semua peralatan-peralatan ini adalah boleh diubahsuai dan dirancang diperingkat merekabentuk sistem ini.



Mesin CNC

Mesin CNC

Robot lengan

Unit kawalan

Alat pemeriksaan mutu produk Sumber : Fundamental of Industrial Robots and Robotics

Rajah 7.1 : Satu Sel Sistem Pembuatan Bolehsuai (FMS)

b. ‘Computer-Integrated Manufacturing System’ (CIM)

Sistem CIM adalah satu sistem yang menggabungkan dan menguruskan keseluruhan aspak-aspek seperti merekabentuk, merancang, mengeluarkan menghasilkan produk dan pembahagian tugas. Ia mengandungi sub-sistem yang digabungkan bersama seperti sub-sistem untuk merekabentuk produk ,sub-sistem untuk merancang proses pembuatan, sub-sistem untuk kawalan dan sub-sistem untuk penghasilan produk. Hubungkait di antara sub-sistem ini dapat dilihat dengan jelas melalui rajah di mukasurat sebelah.



Perancang dan pengawal System komputer utama Bahagian kejuruteraan

perancang

Penjadual

Kawalan Bahagian pembuatan

Sistem ASRS

Unit kawalan sel kerja Unit kawalan pemasangan

Kawalan Produk yang telah pengukuran siap

Rajah 7.2.2 Sistem CIM.

pengolah Sumber : Fundamental of Industrial Robots and Robotics

Rajah 7.2 : Sistem penggunaan robot dalam penghasilan produk. Dapat dilihat di sini, penggunaan robot adalah amat meluas terutamanya di bahagian penghasilan produk. Robot amat diperlukan hampir pada keseluruhan proses penghasilan produk. Ia berfungsi untuk kerja-kerja pembuatan atau penghasilan produk seperti pemasangan, kimpalan, pemesinan dan sebagainya. Malah ia juga diperlukan untuk kerja-kerja pemindahan semasa produk dihasilkan seperti pemindahan bahan mentah, pemindahan benda kerja kepada dan daripada mesin dan pemindahan produk yang telah siap.



AKTIVITI 7a

Untuk menguji kefahaman anda, sila jawab soalan aktiviti di bawah. Semak jawapan anda di halaman maklum balas, diakhir unit ini..

Selamat mencuba semoga berjaya !!!!!!!!!!!

Isi tempat kosong bagi soalan-soalan di bawah :-

Soalan 7a.1 Robot akan berperanan mengikut __________________________________ Soalan 7a.2 Apakah tiga perkara yang diperlu disesuaikan, sekiranya robot berfungsi sebagai:a. Robot pengelolaan komponen

b. Robot pengelolaan perkakasan



Soalan 7a.3

Sebutkan tiga (3) jenis sistem pembuatan yang biasa digunakan didalam sektor perindustrian hari ini.

Soalan 7a.4 Dalam sistem ‘Cellular Manufacturing System’ berkeupayaan mengawal dalam beberapa keadaan tertentu, sebutkan empat (4) keadaan tersebut .

1. _____________________________________ 2. _____________________________________ 3. _____________________________________ 4. _____________________________________



MAKLUMBALAS 7 a

PERHATIAN Anda hanya boleh berpindah ke input selanjutnya, jika anda dapat menjawab kesemua soalan dalam aktiviti 7 a

Jawapan 7a.1

Robot akan berperanan mengikut fungsi yang dikehendaki oleh sistem tersebut. Maksudnya di sini, sekiranya robot diperlukan untuk berfungsi sebagai robot pengelolaan komponen, maka program, alat pengesan hujung dan pencengkam diperlukan untuk digunakan akan disesuaikan dengan kerja pengelolaan komponen. Manakala jika ia digunakan untuk kerja pengelolaan perkakasan, maka pengesan hujung yang digunakan ialah dari jenis perkakasan.

Jawapan 7a.2

a)

Robot pengelolaan komponen :i) ii) iii)

b)

Program Alat pengesan hujung Pencemgkam.

Robot pengelolaan perkakasan :i) ii) iii)

Program Pengesan hujng Perkakasan – alatan kimpalan / penyembur.



Jawapan 7a.3 Tiga (3) jenis sistem pembuatan

1. Sistem Pembuatan Terbantu Komputer (‘Computer-Aided Manufacturing’), 2. ‘Cellular Manufacturing’, 3. ‘Flexible Manufacturing Systems’, 4. ‘Computer Intergrated Manufacturing’

Jawapan 7a.4

‘Cellular Manufacturing System’ berkeupayaan mengawal dalam beberapa keadaan tertentu, empat (4) keadaan tersebut :-

1. Memuat dan memunggah bahan mentah ataupun benda kerja di dalam stesen kerja – selalunya dilakukan oleh robot. 2. Menukar matalat di dalam stesen kerja- dilakukan oleh robot. 3. Menukar bendakerja atau perkakasan antara stesen kerja. 4. Membuat penjadualan dan mengawal keseluruhan operasi dalam sel kerja pembuatan.



PENILAIAN KENDIRI

TUGASAN

SETELAH MENJAWAB SOALAN AKTIVITI DI ATAS, SILA JAWAB SOALANSOALAN DI BAWAH DAN HANTARKAN JAWAPANNYA KEPADA PENSYARAH ANDA DALAM MASA SATU MINGGU . CUBA DAPATKAN MAKLUMAT TAMBAHAN DARI BAHAN RUJUKAN YANG DISENARAIKAN ATAUPUN DARI SUMBER LAIN. Soalan 1. Apakah dua (2) jenis sistem yang memerlukan robot beroperasi ? Soalan 2. Terangkan apa yang anda faham tentang dengan sistem berikut :i)

‘Cellular Manufacturing System’

ii)

‘Computer-Integrated Manufacturing System’ (CIM) Ya .. hooo !!, aku sudah berjaya menjawab kesemuanya !!!!. Orang lain boleh, aku juga boleh !!!.

TAHNIAH SEKIRANYA ANDA DAPAT MENJAWABNYA DENGAN BETUL, ANDA BOLEH BERPINDAH KE UNIT SETERUSNYA … UNIT 8 !!!




JAWAPAN BAGI PENILAIAN KENDIRI INI PERLU DISIMPAN OLEH PENSYARAH SEBAGAI SKIMA TUGASAN

Jawapan 1 Dua (2) jenis sistem yang memerlukan robot beroperasi i)

‘Cellular Manufacturing System’

ii)

‘Computer-Integrated Manufacturing’.

Jawapan 2

i)

‘Cellular Manufacturing System’ ‘Cellular Manufacturing System’ mengandungi satu atau lebih sel pembuatan (sel kerja). Sel pembuatan adalah satu unit kecil yang mengandungi satu atau lebih stesen kerja di dalam satu sistem pembuatan. Stesen kerja ini selalunya mengandungi satu atau lebih mesin yang melakukan operasi yang berbeza ke atas benda kerja yang dihasilkan. Contohnya, satu mesin ialah untuk kerja melarik dan yang satu lagi melakukan kerja membentuk benda kerja tersebut.

ii)

‘Computer-Integrated Manufacturing’ Sistem CIM adalah satu sistem yang menggabungkan dan menguruskan keseluruhan aspak-aspek seperti merekabentuk, merancang, mengeluarkan menghasilkan produk dan pembahagian tugas. Ia mengandungi sub-sistem yang digabungkan bersama seperti sub-sistem untuk merekabentuk produk ,sub-sistem untuk merancang proses pembuatan, sub-sistem untuk kawalan dan sub-sistem untuk penghasilan produk. Hubungkait di antara sub-sistem ini dapat dilihat dengan jelas melalui rajah di mukasurat sebelah.



Dapat dilihat di sini, penggunaan robot adalah amat meluas terutamanya di bahagian penghasilan produk. Robot amat diperlukan hampir pada keseluruhan proses penghasilan produk. Ia berfungsi untuk kerja-kerja pembuatan bahan seperti pemasangan, kimpalan, pemesinan dan sebagainya. Malah ia juga diperlukan untuk kerja-kerja pemindahan semasa produk dihasilkan seperti pemindahan bahan mentah, pemindahan benda kerja kepada dan daripada mesin dan pemindahan produk yang telah siap.


J4125 / UNIT 8 / 1 PENGGUNAAN ROBOT

UNIT 8

PENGGUNAAN ROBOT

OBJEKTIF OBJEKTIF AM : Di akhir unit ini pelajar akan dapat memahami dan menerangkan mengenai penggunaan robot, kebaikan penggunaan robot dan dapat mengetahui kos-kos yang terlibat dalam penggunaan robot. OBJEKTIF KHUSUS : Di akhir unit ini pelajar akan dapat :¾ Menyatakan penggunaan robot di dalam pengelolaan komponen. ¾ Menyatakan penggunaan robot di dalam pengelolaan perkakasan. ¾ Menyenaraikan kebaikan penggunaan robot dari segi pengeluaran, mutu, kebolehsuaian dan keadaan sekeliling. ¾ Menerangkan mengenai kos asas robot, kos pemasangan, kos pentauliahan, kos penyenggaraan dan kos keusangan



INPUT

8.0

PENGENALAN

Adakah sesuai robot digunakan di dalam proses pembuatan di kilang saya ? Baik saya kaji dahulu proses pengeluaran yang sesuai menggunakan sistem robot supaya lebih efektif disegi kos.

Di dalam Unit 3, telah dibincangkan kebaikan dan keburukan penggunaan robot di dalam proses-proses seperti kimpalan, semburan cat, pemasangan , memuat ke mesin dan ujian. Proses-proses tersebut adalah merupakan antara beberapa proses yang sesuai menggunakan robot untuk mempercepatkan pengeluaran dan memperbaiki mutu produk yang dihasilkan. Proses-proses ini boleh diketegorikan kepada tiga kategori penggunaan utama iaitu penggunaan robot disegi pengelolaan komponen, pengelolaan perkakasan dan ketegori pemasangan. Setiap kategori penggunaan robot ini mempunyai kebaikan di segi pengeluaran, mutu, kebolehsuaian dan keadaan sekeliling.


J4125 / UNIT 8 / 3 PENGGUNAAN ROBOT 8.1

KATEGORI PENGGUNAAN ROBOT a.

Robot Pengelolaan Komponen Kategori ini mewakili jenis robot yang melakukan kerja-kerja pungut letak (‘pick and place’) di mana pengesan hujung robot akan mengambil bendakerja di satu titik tertentu dan meletakkannya di titik yang lain. Antara contoh-contoh penggunaan robot di bawah kategori ini adalah robot pemindahan bahan kerja, robot pemunggahan dan robot pempaletan.

i.

Robot Pemindahan Bendakerja

Ia berfungsi untuk memindahkan satu bendakerja dari datu tempat ke tempat yang lain. Berdasarkan kepada rajah 8.1 di bawah, robot mengambil bendakerja dari ‘bowl feeder’ dan meletakkannya ke konveyor. Semasa pergerakan ini, orientasi bendakerja mestilah tidak berubah supaya operasi seterusnya tidak terganggu. ‘bowl feeder’


Rajah 8.1 : Robot Pemindahan Bendakerja

ii.

Robot Pemunggahan

Ia selalunya berfungsi untuk mengangkat barangan yang berat dari satu tempat ke tempat yang lain. Contoh penggunaanya adalah pemunggahan di kawasan pelabuhan dan di stor penyimpanan barang. Robot untuk kegunaan ini selalunya terdiri dari robot jenis gantri dan menggunakan penggerak dari jenis hidraulik kerana beban yang diangkat adalah besar.




Rajah 8.2 : Robot Pemunggahan iii.

Robot Pempaletan

Ia berfungsi untuk melakukan kerja penyusunan bendakerja dalam susunan palet iaitu bendakerja disusun mengikut kedudukan lajur dan baris. Contohnya adalah dalam kerja pembungkusan di mana bendakerja disusun di dalam kotak yang mempunyai lajur dan baris seperti dalam rajah 8.3(a) dan 8.3(b) di sebelah. Proses sebaliknya dinamakan ‘dipalletizing’ .

Palet 1

Konveyor1

Palet 2

Konveyor 2


Rajah 8.3 (a) Robot Pempaletan dengan dua konveyor


J4125 / UNIT 8 / 5 PENGGUNAAN ROBOT Tempat pengambilan produk


Rajah 8.3(b) Robot Pempaletan dalam kerja pembungkusan iv.

Robot Memuat ke Mesin.

Robot jenis ini berfungsi untuk mengambil bendakerja dan seterusnya membawa dan memesang bendakerja tersebut pada mesin CNC yang akan menjalankan proses yang selanjutnya seperti melarik atau membentuk. Di dalam proses memuat ke mesin, terdapat dua cara proses dilakukan iaitu pertama, matalat mesin bergerak untuk melakukan proses kepada bendakerja yang statik. Manakala cara yang kedua pula ialah matalat statik dan bendakerja digerakkan oleh robot untuk proses dilaksanakan. Rajah 8.4 di bawah menunjukkan proses di mana matalat statik dan robot bergerak dengan membawa bendakerja.


Rajah 8.4: Robot Pemuat yang menyuap bendakerja ke matalat berputar


J4125 / UNIT 8 / 6 PENGGUNAAN ROBOT b.

Robot Pengelolaan Perkakasan

Kategori ini adalah robot yang melakukan kerja-kerja yang melibatkan penggunaan perkakasan tertentu sebagai pengesan hujungnya. Contohnya ialah seperti robot kimpalan,robot semburan cat dan lain-lain. i.

Robot Kimpalan

Ia berfungsi untuk melakukan kerja-kerja kimpalan contohnya kerja kimpalan titik, kimpalan arka, TIG dan MIG. Robot Kimpalan Titik banyak digunakan di dalam industri automotif iaitu kerja mengimpal kerangka dan panel-panel pada kenderaan. Kimpalan titik adalah proses di mana kedua-dua bahagian kepingan logam dilakurkan (‘fused’) bersama pada titik-titik tertentu. Kimpalan ini dilakukan dengan mengalirkan arus elektrik yang tinggi melalui bahagian yang hendak dikimpal dengan menggunakan dua batang elektrod kuprum atau aloi kuprum. Rajah 8.5 di bawah adalah rajah Robot Kimpalan Titik.


Rajah 8.5 Robot Kimpalan Titik Robot kimpalan arka pula ialah proses kimpalan yang dilakukan secara berterusan. Ia digunakan untuk membuat sambungan kimpalan yang panjang. Pengkedapan udara diperlukan di antara kedua-dua kepingan logam yang dikimpal. Proses kimpalan arka memerlukan bekalan arus elektrik yang tinggi iaitu antara 100-300 A dan voltan yang rendah iaitu antara 10-30 V untuk menghasilkan arka. Rajah 8.6 di sebelah menunjukkan Robot Kimpalan Arka.



Robot kimpalan arka Robot kendalian bahan


Rajah 8.6 : Robot Kimpalan Arka yang bekerja bersama Robot Kendalian Bahan ii.

Robot Semburan Cat

Robot digunakan untuk melakukan operasi penyemburan cat atau penyalut pada produk. Ia digunakan secara meluas di dalam industri pembuatan kereta samada dalam proses mengecat badan kereta, injin dan lain-lain komponen yang berkaitan. Kaedah pengaturcaraan ‘lead through programming’ digunakan untuk membuat aturcara program bagi kerjakerja semburan cat. Rajah 8.7 di bawah menunjukkan robot semburan cat atau penyalut.


Rajah 8.7 : Robot Semburan Cat yang sedang mengecat kereta.


J4125 / UNIT 8 / 8 PENGGUNAAN ROBOT c.

Robot Pemasangan

Robot banyak digunakan di dalam pemasangan peralatan elektronik, motor elektrik, komponen kenderaan dan sebagainya. Ia merupakan gabungan antara robot jenis pengelolan komponen dengan robot pengelolaan perkakasan. Ia digunakan dengan begitu meluas di dalam industri automotif. Robot jenis ini selalunya memerlukan robot jenis teknologi tinggi kerana kerja-kerja pemasangan adalah rumit. Robot mampu membuat penukaran pengesan hujung bersesuaian dengan keja yang akan dilakukan. Satu robot boleh melakukan pelbagai jenis kerja yang berlainan dalam satu proses pengeluaran, bergantung kepada aturcara yang telah di sediakan. Rajah 8.8 di bawah menunjukkan robot pemasangan.


Rajah 8.8: Robot yang melakukan pemasangan roda kereta



AKTIVITI 8a

Untuk menguji kefahaman anda, sila jawab soalan aktiviti di bawah. Sila semak jawapan anda di halaman maklum balas.

Soalan 8a.1 Sila selesaikan teka silangkata di bawah berdasarkan soalan-soalan berikut: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Robot pengelolaan apakah yang melakukan kerja pungut letak ? Robot yang digunakan di kawasan pelabuhan dan stor penyimpanan barangan. Robot pemunggahan selalunya terdiri dari robot jenis apa ? Robot yang melakukan penyusunan bendakerja dalam bentuk lajur dan baris. Penggerak yang menggerakkan pengolah bagi mengangkat beban yang besar . Robot yang mengambil bendakerja dan seterusnya memuatkan ke mesin CNC.

2 4 6

1

3

5



Soalan 8a.2 Suaipadankan maklumat-maklumat di bawah.

Banyak digunakan dalam industri automotif.

Sambungan kimpalan yang panjang Robot semburan cat

Memerlukan arus yang tingg (100-300 A) dan voltan yang rendah (10-30 V) untuk menghasilkan arka

Kerjakerjanya rumit

Kerja mengimpal kerangka dan penal kawalan

Robot kimpalan arka melakukan kerja Digunakan untuk mengecat kereta di dalam industri pembuatan kereta

Kaedah pengaturcaraan bagi kerja semburan cat

Digunakan dalam proses pemasangan peralatan elektrik dan komponen kenderaan

Robot pemasangan memerlukan robot teknologi tinggi


‘lead through programming’ Robot pemasangan

Proses kimpalan arka Robot kimpalan titik

Kimpalan titik


MAKLUM BALAS 8a

PERHATIAN Anda hanya boleh berpindah ke input selanjutnya, jika anda dapat menyelesaikan masalah-masalah dalam aktiviti 8 a.

Jawapan 8a.1 P P E P E M E M U K O M P O N E N U E G A L G A N T R I T E A T H I D R A U L I A A N N


K


Jawapan 8a.2

Kerja mengimpal kerangka dan penal kawalan

Banyak digunakan dalam industri automotif.

Memerlukan arus yang tingg (100-300 A) dan voltan yang rendah (10-30 V) untuk menghasilkan arka

Robot kimpalan arka melakukan kerja

Digunakan untuk mengecat kereta di dalam industri pembuatan kereta

Kaedah pengaturcaraan bagi kerja semburan cat

Digunakan dalam proses pemasangan peralatan elektrik dan komponen kenderaan

Robot pemasangan memerlukan robot teknologi tinggi


Sambungan kimpalan yang panjang Robot semburan cat Kerjakerjanya rumit

‘lead through programming’ Robot pemasangan

Proses kimpalan arka Robot kimpalan titik

Kimpalan titik


INPUT 8.2

KEBAIKAN ROBOT DARI SEGI PENGELUARAN, MUTU, KEBOLEHSUAIAN DAN KEADAAN SEKELILING.

a.

Kebaikan penggunaan robot dari segi pengeluaran • • • • •

b.

Kebaikan penggunaan robot dari segi mutu • • •

c.

Produktiviti yang dihasilkan adalah tinggi kerana robot adalah tahan lasak dan boleh bekerja dalam jangkamasa yang panjang tanpa memerlukan rehat. Robot dapat menuruti kesemua arahan yang diberikan dan tidak merasa bosan untuk melakukan kerja yang sama, maka kadar pengeluaran yang tinggi dapat dikekalkan. Kawalan ke atas pengeluaran dan aliran kerja dapat dilakukan kerana proses rasionalisasi yang dilakukan dari semasa ke semasa dapat mengujudkan satu keadaan kerja yang tersusun , canggih dan terkini. Bahan terbuang dapat dikurangkan kerana robot bekerja tanpa melakukan ralat. Kos buruh dapat dikurangkan dan pihak kilang tidak perlu terlalu bergantung kepada bekalan buruh mahir.

Hasil keluaran dapat dibaiki dengan kadar kerja robot yang sekata. Kualiti pengeluaran dipertingkatkan dengan ralat yang kurang. Mengurangkan kos akibat kerosakan pada produk dan seterusnya menghasilkan mutu yang lebih terjamin.

Kebaikan robot dari segi kebolehsuaian • • •

Robot mudah diubah mengikut kehendak rekabentuk produk yang akan dihasilkan. Penggunaan robot boleh diantaramukakan dengan peralatan pengeluaran yang lain seperti mesin CNC, konveyor, ASRS dan sebagainya. Penggunaannya memenuhi peraturan kesihatan dan keselamatan dan dapat megujudkan piawaian keselamatan perindustrian seperti OSHA.



d.

Kebaikan penggunaan robot dari segi keadaan sekeliling • • •

masalah keadaan kerja yang tidak selesa dapat diatasi dengan sifat robot yang tidak bertindakbalas kepada pengudaraan, suhu, bising, pencahayaan yang kurang,habuk dan pencemaran lain. Ia tidak mempunyai risiko gangguan disegi kesihatan seperti batuk akibat debu, dihidrasi akibat suasana panas dan keletihan akibat berat beban yang diangkat. Robot boleh sampai ke tahap yang bahaya seperti dasar laut, kawasan yang dicemari oleh bahan radioaktif dan kawasan yang melibatkan hawa yang panas.



AKTIVITI 8b Untuk menguji kefahaman anda, sila jawab soalan aktiviti di bawah. Sila semak jawapan anda di halaman maklumbalas Soalan 8b.1 Berikan tiga sebab bagaimana produktivi kilang akan menjadi lebih tinggi? Soalan 8b.2 Dari segi alam sekeliling, robot dikenalpasti dapat mengatasi masalah keadaan yang tidak selesa. Bincangkan apa yang dimaksudkan dengan keadaan yang tidak selesa. Jelaskan juga punca yang menyebabkan keadaan menjadi tidak selesa.



MAKLUM BALAS 8b

PERHATIAN Anda hanya boleh berpindah ke input selanjutnya, jika anda dapat menjawab kesemua soalan dalam aktiviti 8b. Jawapan 8b.1 Tiga sebab mengapa produktiviti kilang menjadi lebih tinggi adalah: 1. Robot adalah tahan lasak dan dapat melakukan kerja yang banyak dalam jangkamasa yang sama dengan manual. 2. Robot boleh bekerja dalam jangkamasa yang panjang tanpa rehat. 3. Robot menghasilkan kadar ralat yang sedikit selagi ketepatan dan kebolehulangannya masih baik. Jawapan 8b.2 Keadaan yang tidak selesa adalah keadaan di mana pengudaraannya tidak baik, suhu yang tidak sesuai dengan manusia, suasana yang bising, pencahayaan yang kurang baik , proses pengeluaran yang menghasilkan habuk yang banyak dan pencemaran seperti radiasi dan sebagainya. Pengudaraan yang tidak baik selalunya berlaku di kilang-kilang yang tertutup ataupun di kawasan seperti lombong, kilang yang melakukan kerja penyemburan cat atau penyalut dan kilang yang menjalankan kerja kitar semula. Kawasan sebegini menghasilkan debu yang tinggi serta bau yang tidak menyenangkan. Sekiranya pihak kilang tidak dapat memperbaiki masalah pengudaraan, maka sebaiknya robot digunakan untuk menggantikan manusia bagi mengelakkan keadaan sebegini mengganggu kesihatan mereka. Suhu yang tidak sesuai dengan manusia selalunya berlaku di kilang yang mengeluarkan produk berasaskan keluli seperti kerja rawatan haba, rawatan bahan kimia dan kerja tuangan. Kerja-kerja di atas selalunya dilakukan pada suhu yang tinggi. Begitu juga dengan kilang yang beroperasi pada suhu yang terlalu rendah contohnya kilang yang menjalankan proses yang menggunakan cecair nitrogen. Pencahayaan yang kurang baik pula berlaku di kilang yang menghasilkan produk yang sensitif kepada cahaya seperti peprosesan filem. Pencemaran radiasi pula berlaku di kilang yang melibatkan penggunaan bahan radioaktif seperti logi nuklear, pusat kajian bahan nuklear dan pusat pengeluaran senjata nuklear.



INPUT

8.3

KOS YANG TERLIBAT DALAM PEMASANGAN ROBOT

Masalah kewangan, masalah buruh, tempahan keluaran semakin meningkat. Adakah penggunaan robot dapat menyelesaikannya ?

Jesteru itu pelbagai faktor perlu dipertimbangkan apabila sesebuah syarikat merancang untuk menggunakan robot dalam pengeluaran produk syarikat tersebut. Antara faktor yang perlu dipertimbangkan ialah kos yang terbabit dalam penggunaan robot. Persoalan yang timbul adalah adakah pembelian robot akan menghasilkan perubahan dari segi kecekapan, ekonomi dan praktikal. Syarikat perlu membuat kajian terperinci ke atas kos ini semasa merancang menggunakan robot dalam pengeluaran produk untuk mempastikan syarikat tidak mengalami kerugian kerana pengeluaran tidak dapat menampung kos penggunaan sistem tersebut.



Lima jenis kos dalam penggunaan robot iaitu

A.

o o o o o

Kos asas robot Kos pemasangan Kos pentauliahan Kos penyelenggaraan Kos keusangan

Kos asas robot

Kos ini juga dikenali sebagai kos modal terus. Ia meliputi perkaraperkara berikut:

i. Kos robot - kos untuk pengolah (lengan) robot, pengawal, puncakuasa serta sistem pengaturcaraan yang digunakan oleh robot itu.

ii. Kos peralatan hujung lengan – ia mungkin dari jenis piawai yang boleh dibeli di pasaran terbuka ataupun yang dibuat khusus untuk kerja atau tugas tertentu. Ia melibat komponen-komponen dalam pengesan hujung iaitu penderia dan pencengkam atau perkakasan lain. Biasanya kos untuk pengesan hujung ialah 3-10% dari harga kos asas robot. iii. Kos alatan tambahan- ia melibatkan kapasiti ingatan yang lebih besar untuk menyimpan aturcara, komputer, monitor, panel-panel khas untuk pengawal robot. Kotak mengajar (teach pendent), kabel khas untuk antaramuka (interfacing) antara semua komponen dan lain-lain lagi. iv. Kos latihan untuk operator dan pengaturcara yang akan menggunakan robot untuk kerja pengoperasian atau pengeluaran produk. v.

Kos alatan sokongan untuk membangunkan satu sel robot – contohnya : konveyor untuk pemindahan bendakerja, peralatan keselamatan yang perlu untuk mengelakkan kemalangan dan mengurangkan risisko juga berlaku kemalangan kelengkapan automatik untuk operasi robot



B. Kos pemasangan Kerja-kerja pemasangan ini biasanya dilakukan setelah analisa, perancangan dan persediaan dibuat, di mana andaian dibuat, bahawa robot sampai mengikut perancangan. Jadual seterusnya ialah memberikan masa yang cukup untuk menguji samua peralatan bila robot tiba kelak. Perkara yang dititikberatkan pada masa itu ialah peralatan yang diterima terutamanya yang berkaitan dengan pemasangan robot perlu menepati piawai yang ditetapkan untuk robot tersebut. Jika tidak, ia akan menimbulkan masalah di masa akan datang. Antara kos yang terlibat semasa pemasangan robot adalah :-

i. ii.

iii. iv. v.

Penyediaan tapak, termasuk penyediaan lantai dan struktur sokongan untuk peralatan sokongan. Pemasangan kemudahan-kemudahan asas dan perhubungan untuk robot dan peralatan perisiancontohnya pendawaian untuk kuasa elektrik yang akan digunakan semasa robot beroperasi. Penyambungan antaramuka untuk talian pneumatik, hidraulik dan elektrik dari robot kepada peralatan sokongan. Proses pemasangan robot dan peralatan sokongan. Proses pemindahan dan penyimpanan peralatan lama.

Sebelum pemasangan komponen-komponen dalam sistem robot dibuat, prestasi peralatan perlu diambilkira. Pengawasan yang ketat dan tegas perlu dilakukan dan membetulkan setiap masalah sebelum kerja dimulakan. Antara pemeriksaan kritikal yang perlu diambilkira semasa pemasangan adalah : i. ii. iii.

Pastikan talisawat dalam robot dapat megekalkan kelajuan bila membawa beban dan boleh dilaraskan dengan tepat. Pastikan pemegang atau peyenggara bekerja dengan baik.dan betul. Pastikan ‘jig’ dan kelengkapan digunakan dengan betul.



C. Kos pentauliahan

Ia merupakan kos yang diperlukan selepas pemasangan iaitu semasa tempoh percubaan sistem digunakan. Secara umumnya tiada kos diperlukan tetapi peruntukkan perlu sediakan kerana kemungkinan kos diperlukan untuk sesuatu kerja tambahan yang mungkin terpaksa dijalankan. Contohnya, kemungkinan berlakunya sistem yang telah dipasang mengalami masalah kegagalan berfungsi (‘malfunction’). Jadi, pihak syarikat perlu membuat pemeriksaan semula dan sekiranya didapati ada kerosakan tertentu, ia memerlukan pembaikian dengan kadar segera. Kos yang terlibat di sini adalah kos pengujian dan ia perlu dibuat seorang pekerja mahir dan bertauliah. Selalunya wakil dari syarikat yang membekalkan sistem itu yang akan dipanggil untuk membuat pemeriksaan semula. Jangkamasa pentauliahan akan berubah mengikut bilangan peralatan dan lingkaran peranti dalam satu sel pengeluaran. Masa pentauliahan adalah merupakan masa yang sangat berguna untuk kakitangan penyelenggaraan dan pengaturcaraan untuk melihat bagaimana robot atau sesuatu sistem dipasang dan mengemukakan tentang sistem yang dipasang.

D.

Kos Penyelenggaraan

Penyelenggaraan adalah segala bentuk aktiviti yang dilakukan bertujuan untuk memastikan sesebuah robot/ peralatan atau mesin sentiasa berada di dalam keadaan yang membolehkan ia digunakan dengan baik dan berkesan. Ia merujuk kepada jaminan yang diberikan oleh pembekal apabila sesuatu robot dibeli. Ia merangkumi kos-kos berikut :

1. Kos robot dan kos buruh untuk menjalankan tugas-tugas kawalan berbentuk pencegahan (‘preventive’) dan penyenggaran berbentuk pembetulan (‘corrective’) selama setahun. 2. Kos pekerja-pekerja yang menjalani kursus dalam bidang penyenggaraan 3. Kos alat ganti yang diperlukan semasa penyenggaraan. Antara aktiviti-aktiviti penyelenggaraan yang dijalankan ialah seperti melaras, membersih, memberi pelinciran dan sebagainya. Namun begitu, perkembangan di dalam rekabentuk dan pembuatan robot industri menunjukkan peningkatan dalam kualiti dan keboleharapan robot melakukan sesuatu tugas tanpa perlukan penyenggaraan.



E. Kos keusangan Keusangan atau susut nilai adalah pengurangan secara beransur-ansur dari segi nilai aset fizikal. Fenomena ini merupakan ciri bagi semua aset fizikal yang berbentuk peralatan dan mesin. Ia adalah sesuatu yang tidak dapat dielakkan disebabkan perkembangan teknologi. Keusangan atau susut nilai robot bergantung kepada keadaan robot di mana jika robot boleh mengekalkan kebolehlenturan dan kebolehharapan untuk menampung peningkatan dan keluaran, maka ia masih lagi boleh digunakan. Keusangan robot biasanya terjadi apabila ketiadaan alat ganti serta keboleharapan dan kebolehulangan robot semakin berkurangan dan hasil pengeluaran tidak dapat mengimbangi kos pengeluaran yang ditanggung. Keusangan atau susutnilai boleh dikelaskan kepada dua bahagian iaitu :-

i.

Susutnilai fizikal – berlaku akibat daripada kerosakan dari segi fizikal sesuatu peralatan atau robot. Ia menggambarkan bentuk yang boleh dilihat dengan nyata seperti kerosakan, haus dan karat.

ii.

Susut nilai fungsi – ia ujud dari perubahan permintaan terhadap perkhidmatan yang boleh diberikan. Susut nilai yang disebabkan oleh perubahan dari segi keperluan terhadap perkhidmatan sesuatu peralatan mungkin disebabkan oleh : a. Keusangan akibat dari penemuan peralatan atau sistem robot baru yang lebih canggih yang menyebabkan tidak ekonomik untuk meneruskan penggunaan sistem yang sediada. Sistem atau peralatan akan menjadi usang jika tidak digunakan lagi. b. Kekurangan atau ketidakmampuan memenuhi permintaan yang dibuat terhadap sistem atau peralatan tersebut. Keadaan ini merupakan akibat daripada perubahan permintaan yang tidak disedari apabila peralatan diperolehi.



AKTIVITI 8c

Untuk menguji kefahaman anda, sila jawab soalan aktiviti di bawah. Sila semak jawapan anda di halaman maklum balas. Soalan 8c.1 Senaraikan lima (5) jenis kos yang terlibat dalam penggunaan robot di dalam industri.

………………………………………….……….. ……………………….………………………….. ………………….……………………………….. …………………………………………..……….. ……………………………………………………

Soalan 8c.2 Apakah lima kos modal terus dalam penggunaan robot dan jelaskan satu persatu.

………………………………………….……….. ……………………….………………………….. ………………….……………………………….. …………………………………………..……….. ……………………………………………………



MAKLUM BALAS 8c PERHATIAN Anda hanya boleh berpindah ke input selanjutnya, jika anda dapat menjawab kesemua soalalan dalam aktiviti 8c. Jawapan 8c.1 Lima (5) kos dalam penggunaan robot adalah :o o o o o

Kos asas robot Kos pemasangan Kos pentauliahan Kos penyelenggaraan Kos keusangan

Jawapan 8c.2 Lima (5) kos modal terus :i. Kos robot - kos untuk pengolah (lengan) robot, pengawal, puncakuasa serta sistem pengaturcaraan yang digunakan oleh robot itu. ii. Kos peralatan hujung lengan – ia mungkin dari jenis piawai yang boleh dibeli di pasaran terbuka ataupun yang dibuat khusus untuk kerja atau tugas tertentu. Ia melibat komponen-komponen dalam pengesan hujung iaitu penderia dan pencengkam atau perkakasan lain. Biasanya kos untuk pengesan hujung ialah 3-10% dari harga kos asas robot. iii. Kos alatan tambahan- ia melibatkan kapasiti ingatan yang lebih besar untuk menyimpan aturcara, komputer, monitor, panel-panel khas untuk pengawal robot. Kotak mengajar (‘teach pendent’), kabel khas untuk antaramuka (‘interfacing’) antara semua komponen dan lain-lain lagi. iv. Kos latihan untuk operator dan pengaturcara yang akan menggunakan robot untuk kerja pengoperasian atau pengeluaran produk. v.

Kos alatan sokongan untuk membangunkan satu sel robot – contohnya : ¾ konveyor untuk pemindahan bendakerja, ¾ peralatan keselamatan yang perlu untuk mengelakkan kemalangan dan mengurangkan risisko juga berlaku kemalangan ¾ kelengkapan automatik untuk operasi robot



PENILAIAN KENDIRI

Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam penilaian kendiri ini dan semak jawapan anda pada maklumbalas yang disediakan. Jika ada sebarang masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda.

Selamat mencuba semoga berjaya !!!!!!!!!!!

TUGASAN

Tugasan ini perlu dihantar kepada pensyarah modul mengikut jangkamasa yang beliau tetapkan. Soalan 1. Bincangkan perkaitan di antara kebaikan robot dari segi kebolehsuaian terhadap : a. Keadaan sekeliling tempat kerja b. Mutu produk yang dihasilkan Soalan 2. Apakah yang dimaksudkan dengan kos-kos berikut :a. Kos pentauliahan. b. Kos keusangan. Soalan 3. Nyatakan perbezaan di antara kos pemasangan dan kos penyelenggaraan. Soalan 4. Terangkan DUA (2) jenis susutnilai yang terdapat dalam kos keusangan.



`


JAWAPAN BAGI PENILAIAN KENDIRI INI PERLU DISIMPAN OLEH PENSYARAH SEBAGAI SKIMA TUGASAN

Jawapan 1 Kebaikan penggunaan robot dari segi mutu • • •

Hasil keluaran dapat dibaiki dengan kadar kerja robot yang sekata. Kualiti pengeluaran dipertingkatkan dengan ralat yang kurang. Mengurangkan kos akibat kerosakan pada produk dan seterusnya menghasilkan mutu yang lebih terjamin.

Kebaikan robot dari segi kebolehsuaian • • •

Robot mudah diubah mengikut kehendak rekabentuk produk yang akan dihasilkan. Penggunaan robot boleh diantaramukakan dengan peralatan pengeluaran yang lain seperti mesin CNC, konveyor, ASRS dan sebagainya. Penggunaannya memenuhi peraturan kesihatan dan keselamatan dan dapat megujudkan piawaian keselamatan perindustrian seperti OSHA.

Kebaikan penggunaan robot dari segi keadaan sekeliling • • •

masalah keadaan kerja yang tidak selesa dapat diatasi dengan sifat robot yang tidak bertindakbalas kepada pengudaraan, suhu, bising, pencahayaan yang kurang,habuk dan pencemaran lain. Ia tidak mempunyai risiko gangguan disegi kesihatan seperti batuk akibat debu, dihidrasi akibat suasana panas dan keletihan akibat berat beban yang diangkat. Robot boleh sampai ke tahap yang bahaya seperti dasar laut, kawasan yang dicemari oleh bahan radioaktif dan kawasan yang melibatkan hawa yang panas.



Jawapan 2 Kos pentauliahan merupakan kos yang diperlukan selepas pemasangan iaitu semasa tempoh percubaan sistem digunakan. Secara umumnya tiada kos diperlukan tetapi peruntukkan perlu sediakan kerana kemungkinan kos diperlukan untuk sesuatu kerja tambahan yang mungkin terpaksa dijalankan. Kos yang terlibat di sini adalah kos pengujian dan ia perlu dibuat seorang pekerja mahir dan bertauliah. Jangkamasa pentauliahan akan berubah mengikut bilangan peralatan dan lingkaran peranti dalam satu sel pengeluaran. Masa pentauliahan adalah merupakan masa yang sangat berguna untuk kakitangan penyelenggaraan dan pengaturcaraan untuk melihat bagaimana robot atau sesuatu sistem dipasang dan mengemukakan tentang sistem yang dipasang. Kos Keusangan atau susut nilai adalah pengurangan secara beransur-ansur dari segi nilai aset fizikal. Fenomena ini merupakan ciri bagi semua aset fizikal yang berbentuk peralatan dan mesin. Ia adalah sesuatu yang tidak dapat dielakkan disebabkan perkembangan teknologi. Keusangan atau susut nilai robot bergantung kepada keadaan robot di mana jika robot boleh mengekalkan kebolehlenturan dan kebolehharapan untuk menampung peningkatan dan keluaran, maka ia masih lagi boleh digunakan. Keusangan robot biasanya terjadi apabila ketiadaan alat ganti serta keboleharapan dan kebolehulangan robot semakin berkurangan dan hasil pengeluaran tidak dapat mengimbangi kos pengeluaran yang ditanggung. Jawapan 3 Kos pemasangan Kerja-kerja pemasangan ini biasanya dilakukan setelah analisa, perancangan dan persediaan dibuat, di mana andaian dibuat, bahawa robot penerimaam mengikut perancangan. Jadual seterusnya ialah memberikan masa yang cukup untuk menguji semua peralatan bila robot tiba kelak. Perkara yang dititik beratkan pada masa itu ialah peralatan yang diterima terutamanya yang berkaitan dengan pemasangan robot perlu menepati piawai yang ditetapkan untuk robot tersebut. Jika tidak, ia akan menimbulkan masalah di masa akan datang. Antara kos yang terlibat semasa pemasangan robot adalah:-

a. Penyediaan tapak, termasuk penyediaan lantai dan struktur sokongan untuk b. c. d. e.

peralatan sokongan. Pemasangan kemudahan-kemudahan asas dan perhubungan untuk robot dan peralatan perisiancontohnya pendawaian untuk kuasa elektrik yang akan digunakan semasa robot beroperasi. Penyambungan antaramuka untuk talian pneumatik, hidraulik dan elektrik dari robot kepada peralatan sokongan. Proses pemasangan robot dan peralatan sokongan. Proses pemindahan dan penyimpanan peralatan lama


J4125 / UNIT 8 / 27 PENGGUNAAN ROBOT Kos Penyelenggaraan adalah segala bentuk aktiviti yang dilakukan bertujuan untuk memastikan sesebuah peralatan atau mesin sentiasa berada di dalam keadaan yang membolehkan ia digunakan dengan baik dan berkesan. Ia merujuk kepada jaminan yang diberikan oleh pembekal apabila sesuatu robot dibeli. Ia merangkumi kos-kos berikut:1. kos robot dan kos buruh untuk menjalankan tugas-tugas kawalan berbentuk pencegahan (preventive) dan penyenggaran berbentuk pembetulan (corrective) selama setahun. 2. Kos pekerja-pekerja yang menjalani kursus dalam bidang penyenggaraan 3. Kos alat ganti yang diperlukan semasa penyenggaraan Antara aktiviti-aktiviti penyelenggaraan yang dijalankan ialah seperti melaras, membersih, memberi pelinciran dan sebagainya. Namun begitu, perkembangan di dalam rekabentuk dan pembuatan robot industri menunjukkan peningkatan dalam kualiti dan keboleharapan robot melakukan sesuatu tugas tanpa perlukan penyenggaraan. Jawapan 4 Susut nilai fizikal – berlaku akibat daripada kerosakan dari segi fizikal sesuatu peralatan atau robot. Ia menggambarkan bentuk yang boleh dilihat dengan nyata seperti kerosakan, haus dan karat. Susut nilai fungsi – ia ujud dari perubahan permintaan terhadap perkhidmatan yang boleh diberikan. Susut nilai yang disebabkan oleh perubahan dari segi keperluan terhadap perkhidmatan sesuatu peralatan mungkin disebabkan oleh : i.

Keusangan akibat dari penemuan peralatan atau sistem robot baru yang lebih canggih yang menyebabkan tidak ekonomik untuk meneruskan penggunaan sistem yang sedia ada. Sistem atau peralatan akan menjadi usang jika tidak digunakan lagi.

ii.

Kekurangan atau ketidakmampuan memenuhi permintaan yang dibuat terhadap sistem atau peralatan tersebut. Keadaan ini merupakan akibat daripada perubahan permintaan yang tidak disedari apabila peralatan diperolehi.

TAHNIAH SEKIRANYA ANDA DAPAT MENJAWABNYA DENGAN BETUL, MARI KITA BERPINDAH KE UNIT …. 9…


J4125 / UNIT 9 / 1 KESELAMATAN DALAM PENGGUNAAN ROBOT

KESELAMATAN DALAM PENGGUNAAN ROBOT

UNIT 9

OBJEKTIF

OBJEKTIF AM: Di akhir unit ini pelajar akan dapat memahami mengenai kod-kod dalam pemasangan sistem robot, punca bahaya dalam penggunaan robot dan mekanisma yang digunakan untuk menjamin keselamatan pekerja atau sistem robot semasa kerja-kerja sedang dijalankan menggunakan sistem robot

OBJEKTIF KHUSUS : Di akhir unit ini pelajar akan dapat :¾

Menerangkan mengenai kod BSI dan MTTA untuk pemasangan robot.

¾

Menerangkan punca-punca yang menyababkan kemalangan semasa penggunaan robot di dalam sesuatu sistem pembuatan.

¾

Menyatakan mekanisma-mekanisma keselamatan yang digunakan untuk menjamin keselamatan pekerja ataupun sistem robot semasa proses pengeluaran berjalan.



INPUT 9.0

PENGENALAN

Tanpa disedari, seorang mangsa mendekati sebuah robot kimpalan. Beliau mula menerangkan operasi robot tersebut kepada dua kakitangan lain. Dia tidak menyedari bahawa pengendali robot tersebut, telah mengambil kotak pengajar ‘teach pendent’ dan mula menggerakkan robot tersebut. Robot itu pula tidak dapat mengesan kehadiran bendasing di dalam kawasan kerjanya. Malang tidak berbau, mangsa tersebut telah dilanggar oleh robot di bahagian dada mengakibatkan beliau mengalami pendarahan dalaman dan akhirnya meninggal dunia. Sehingga tahun 1980, hanya dua orang yang telah terbunuh kerana dilanggar oleh robot industri di USA. Pada tahun 1983, pihak juri di USA telah menetapkan bahawa ahli keluarga mangsa yang terbunuh semasa bekerja dengan robot industri dibayar pampasan sebanyak US$ 10,000,000 . Cuba bayangkan berapa kerugian yang akan dialami oleh syarikat untuk membayar pampasan kepada mangsa robot.

9.1

KESELAMATAN ROBOT

Walaupun robot dikenalpasti dapat memberi sumbangan yang cukup besar di dalam sistem pembuatan, perlu diingat bahawa ia merupakan satu alat atau mesin yang hanya berfungsi mengikut arahan yang dimasukkan oleh pengaturcara. Ia juga mungkin gagal berfungsi dengan baik sekiranya terdapat masalah atau kesilapan disegi pengaturcaraan ataupun kerosakan peralatan eletronik ataupun mekanikal. Selain dari boleh menyebabkan bahaya dari segi fizikal ke atas pengguna, kegagalan berfungsi sistem robot juga boleh mengancam pengeluaran dan peralatan lain yang bekerja bersamanya. Menurut Isaac Asimov, melalui ‘Asimov’sThree Laws Of Robotics’ penggunaan robot industri tertakluk kepada tiga undang-undang iaitu : a. b. c.

Robot tidak boleh memudaratkan manusia atau penggunanya. Robot mesti sentiasa mematuhi kehendak manusia. Robot mesti melindungi dirinya daripada punca-punca bahaya.



Untuk mematuhi ketiga-tiga undang-undang ini,maka keselamatan robot perlu dirancang di peringkat awal lagi. Semasa perancangan untuk membuat pembelian peralatan, syarikat pelu mengenalpasti peralatan tambahan termasuklah penderia dan mekanisma keselamatan lain yang diperlukan untuk memastikan masalah tidak akan timbul semasa penggunaan alat itu kelak. Adalah menjadi tanggungjawab penyelia yang merancang kawasan kerja untuk menyediakan ruang kerja yang cukup luas untuk meletakkan semua peralatan tambahan dan mekanisma keselamatan yang perlu semasa proses pengeluaran berlangsung. Selain dari itu, punca-punca kemalangan perlu dikenalpasti untuk diterangkan kepada pekerja yang akan menjalankan tugas kelak.

9.2

PUNCA-PUNCA BAHAYA DALAM PENGGUNAAN ROBOT

Kemalangan-kemalangan yang berlaku di dalam penggunaan sesuatu sistem robot selalunya diakibatkan oleh punca-punca yang tertentu. Semua punca kemalangan perlu dikenalpasti supaya langkah berjaga-jaga boleh di ambil dari peringkat awal perancangan untuk memeasang system ini. Perbagai punca telah dikenalpasti setakat ini, antaranya ialah : a.

Rekabentuk yang kurang baik

Selalunya ia jarang berlaku, tetapi jika berlaku, ia selalunya menimbulkan banyak masaalah. Contohnya, komponen-komponen elektrik atau mekanikal yang tidak dilindungi dari keadaan sekeliling menimbulkan masalah dari segi perisian seperti ia boleh menyebabkan pergerakan yang tidak diduga atau dijangka. b.

Komponen-komponen yang dipilih untuk system bermutu rendah

Kemalangan akibat dari punca ini selalunya berlaku dari peringkat awal penggunaan system lagi. Contohnya ialah, komponen yang kurang bermutu digunakan di dalam rekabentuk sistem boleh menimbulkan masalah dari segi perkakasan seperti kebocoran, kerosakan dan juga kehilangan kuasa. c.

Kesilapan pengaturcaraan

Kesilapan selalunya berlaku apabila aturcara yang baru hendak digunakan atau apabila robot menerima arahan yang tidak dapat difahami oleh perisisan di unit kawalan robot tersebut. d.

Pemasangan yang tidak sempurna

Selalunya berlaku di peringkat pemasangan, iaitu jika kepentingan susunatur perkakasan, kedudukan penghadang dan alatan keselamatan lain tidak diambil kira, risiko kemalangan akan menjadi amat tinggi.



e.

Latihan yang tidak mencukupi

Operator, juruteknik dan jurutera yang akan mengendalikan dan menyenggarakan system robot perlulah diberi latihan yang mencukupi. Kurangnya pengetahuan dan pengalaman mengunakan robot,boleh menimbulkan masalah semasa pengaturcaraan, penggunaan dan penyelenggaraan sistem ini. f.

Kecuaian manusia

Operator yang mahir dalam menggunakan system robot juga tidak boleh lari dari mengalami kemalangan akibat dari kecuaian kerana telah ‘terlalu biasa’ dengan system ini. Keadaan ini menyebabkan mereka menjadi cuai dan tidak menghiraukan lagi tatacara keselamatan yang telah ditetapkan. Orang yang tidak mempunyai pengetahuan untuk mengendalikan robot pula, boleh ditimpa kemalangan kerana kecuaiannya memasuki kawasan kerja robot. Ini juga berkaitan dengan keberkesanan alat-alat keselamatan yang terdapat pada robot tersebut. g.

Lain-lain kelemahan manusia

Penyenggaraan yang kurang sempurna juga menyebabkan kerosakan pada komponen dan robot itu sendiri, seperti ia melakukan pergerakan yang tidak dijangka oleh pengendalinya. Kemalangan juga boleh berlaku sekiranya ada orang yang mengganggu alat-alat keselamatan robot ataupun tidak mengikut tatacara pengoperasian yang selamat.



AKTIVITI 9a Untuk menguji kefahaman anda, sila jawab soalan aktiviti di bawah. Semak jawapan anda di halaman maklum balas, diakhir unit ini..

Isi tempat kosong bagi soalan-soalan di bawah :

Soalan 9a.1 Apakah dua punca yang menyebabkan system robot gagal berfungsi ?

Soalan 9a.2 Berikan tiga undang-undang yang perlu dipatuhi dalam penggunaan robot menurut ‘Asimov’sThree Laws Of Robotics’ . ________________________________________________________________________

Soalan 9a.3 Terangkan mengenai punca-punca kemalangan berikut: i.

Rekabentuk yang kurang baik

ii.

Pemasangan yang tidak sempurna

iii.

Latihan yang tidak mencukupi



MAKLUMBALAS 9 a Sila semak jawapan anda Jawapan 9a.1 Apakah dua punca yang menyebabkan sistem robot gagal berfungsi ? i. kesilapan disegi pengaturcaraan ii. kerosakan peralatan eletronik ataupun mekanikal

Jawapan 9a.2 Berikan tiga undang-undang yang perlu dipatuhi dalam penggunaan robot menurut ‘Asimov’sThree Laws Of Robotics’ . i. Robot tidak boleh memudaratkan manusia atau penggunanya. ii. Robot mesti sentiasa mematuhi kehendak manusia. iii. Robot mesti melindungi dirinya daripada punca-punca bahaya.

Jawapan 9a.3 Terangkan mengenai punca-punca kemalangan berikut: i.

Rekabentuk yang kurang baik Selalunya ia jarang berlaku, tetapi jika berlaku, ia selalunya menimbulkan banyak masaalah. Contohnya, komponen-komponen elektrik atau mekanikal yang tidak dilindungi dari keadaan sekeliling menimbulkan masalah dari segi perisian seperti ia boleh menyebabkan pergerakan yang tidak diduga atau dijangka.

ii.

Pemasangan yang tidak sempurna Selalunya berlaku di peringkat pemasangan, iaitu jika kepentingan susunatur perkakasan, kedudukan penghadang dan alatan keselamatan lain tidak diambil kira, risiko kemalangan akan menjadi amat tinggi.

iii.

Latihan yang tidak mencukupi Operator, juruteknik dan jurutera yang akan mengendalikan dan menyenggarakan system robot perlulah diberi latihan yang mencukupi. Kurangnya pengetahuan dan pengalaman mengunakan robot,boleh menimbulkan masalah semasa pengaturcaraan, penggunaan dan penyelenggaraan sistem ini.



INPUT

9.3.

KOD BSI DAN MTTA DALAM PEMASANGAN SYSTEM ROBOT

a.

Kod BSI

Kumpulan BSI atau lebih dikenali sebagai ‘British Standard Institution’ adalah satu badan yang bertaraf dunia yang bertanggungjawab ke atas penyediaan maklumat dalam pengujian produk, pertandaan CE, penyelidikan perniagaan seluruh dunia, pengurusan pembuatan alam sekitar dan pengenalan keselamatan. Kod BSI yang berkaitan dengan penggunaan robot adalah OSHA 18001 iaitu berkenaan dengan pengurusan kesihatan dan keselamatan. Akta Keselamatan Kesihatan Kerja (The Occupational Safety And Health Act) atau dikenali sebagai OSHA telah memberi garispanduan piawaian keselamatan untuk merekabentuk dan menggunakan sistem robot. Piawaian dalam OSHA boleh dibahagikan kepada dua perspektif iaitu :

i.

Keselamatan di dalam sel kerja.

Ia merujuk kepada penggunaan alat-alat keselamatan tambahan yang perlu dipasang pada sel kerja yang berbentuk halangan fizikal seperti penghadang , pagar dan penderia-penderia elektronik. Halangan fizikal ini perlu dipasang semasa peringkat pemasangan semua peralatan dalam sistem robot. Hasil dari ketetapan yang dibuat ke atas keselamatan sel kerja robot, timbul satu susunatur tertentu yang dicadangkan kepada kawasan kerja robot. Susunatur ini dipanggil Tiga Zon Keselamatan atau Tiga Aras Sistem Penderia Keselamatan. Rajah di bawah menunjukkan susunatur bagi sistem robot.



Zon 3 Zon 2 Pagar yang dilengkapi dengan ‘electrical interlock’ Zon 1

robot Rajah 9.1 : Zon keselamatan robot Zon 1 dikenali juga sebagai zon pengawalan pencerobohan dalam zon kerja robot. Ia merupakan zon liputan kerja robot. Komponen-komponen yang perlu ada di dalam zon ni hanyalah komponen yang perlu untuk dikendalikan oleh robot semasa proses pengeluaran. Contohnya adalah konveyor, bahan mentah yang akan diproses dan perkakasan yang perlu untuk proses. Zon ini perlu dipisahkan dengan zon 2 dengan garisan kuning dan adang. Di dalam zon ini selalu ditempatkan penderia-penderia yang mengesan kehadiran bendasing seperti manusia atau perkakasan lain. Antara penderia yang sesuai diletakkan di sini adalah hamparan tekanan, lampu ‘infrared’ atau pancaran laser. Zon 2 pula dikenali sebagai zon pengawasan pencerobohan dalam sel kerja. Ia merupakan zon dimana operator bekerja. Zon ini berada di luar jangkauan lengan pengolah. Zon ini selalunya menempatkan alatan-alatan seperti rak untuk penstoran bahan mentah. Zon 2 dipisahkan dengan zon 3 dengan tirai cahaya atau pagar yang dilengkapi dengan penderia-penderia seperti ‘electrical interlock’ . Zon 3 pula dikenali sebagai zon pengawalan pencerobohan keliling. Zon ini selalunya menempatkan unit kawalan sistem. Mereka yang tidak bekerja secara langsung dengan robot tidak dibenarkan melepasi zon ini.



ii.

Keselamatan semasa menggunakan robot.

Ia merujuk kepada penggunaan system robot. Operator perlu dibekalkan dengan mekanisma keselamatan sepanjang masa mereka bekerja dengan robot. 90% dari kemalangan yang berlaku dalam kerja berkaitan dengan robot adalah semasa penyenggaraan dan pemprograman. Jadi pekerja penyenggaraan dan pemprograman perlulah juga dibekalkan dengan peralatan keselamatan. Mereka juga perlu diberi kesedaran mengenai garispanduan yang perlu diikuti semasa bekerja dengan robot. Terdapat enam garispanduan yang perlu mereka ikuti iaitu : i. ii. iii. iv. v. vi.

b.

Hormati robot. Jangan membuat anggapan tentang pergerakan yang akan dilakukan oleh robot. Kedudukan suis kecemasan perlu diketahui oleh operator atau penyenggara. Elakkan berada di titik yang merbahaya atau berisiko semasa berada di dalam sel kerja robot. Cuba memehami sistem robot. Kenalpasti bunyi-bunyi yang tidak menyenangkan semasa system beroperasi. Jangan benarkan operator yang tidak terlatih mengendalikan robot. Jangan mengubah peralatan kawalan robot tanpa latihan atau panduan yang sepatutnya.

Kod MTTA

MTTA atau ‘Machine Tool Technologies Association’ adalah merupakan organisasi perdagangan utama bagi sector alatan mesin yang mementingkan kualiti, produktiviti dan keselamatan. Ia akan menyuarakan pendapat atau ketidakpuasan tentang sesuatu peralatan mesin kepada pihak berkuasa. Untuk keselamatan di bawah MTTA, satu badan khas untuk keselamatan iaitu ‘UK Health and Safety Executive’ atau HSE telah membuat satu kertas kerja untuk menilai risiko yang terdapat pada pengoperasian robot. Berikut adalah merupakan ringkasan bagi panduan keselamatan yang ditetapkan oleh HSE di peringkat pemasangan peralatan serta sistem keselamatan bagi peralatan tersebut. i.

Pastikan mod operasi bagi kerja yang akan dijalankan oleh mesin atau perkakasan itu adalah samada mod kerja biasa, mod pemprograman atau pun mod senggaraan

ii.

Buat analisa ke atas kemalangan yang mungkin berlaku semasa kerja sedang berjalan, untuk mendapatkan kawasan yang boleh dianggap merbahaya.



iii.

Pastikan samada kemalangan tersebut boleh membawa kepada kecederaan pengguna.

iv.

Sekiranya terdapat kemungkinan kemalangan yang boleh membawa kepada kecederaan bagi sesuatu mesin atau perkakasan, cuba pertimbangkan kaedah atau sistem keselamatan yang sesuai untuk mesin atau perkakasan tersebut.

v.

Pastikan semua piawai yang ditetapkan ke atas penggunaan mesin secara manual adalah sesuai dengan penggunaan mesin yang sama, bersama robot. Ini adalah kerana, mungkin terdapat perbezaan bagi piawai sesuatu mesin, sekiranya robot menggantikan manusia dalam satu proses pengeluaran.

vi.

Jika sesuatu mesin atau perkakasan tidak mempunyai piawai penggunaan yang tertentu, cadangkan langkah-langkah yang sesuai untuk dijadikan piawai bagi penggunaan mesin atau perkakasan tersebut.

vii.

Pastikan samada mesin atau perkakasan tersebut memerlukan adang atau halangan fizikal tetap (fixed guard ) yang sesuai.

viii.

Jika mesin atau perkakasan tersebut tidak boleh menggunakan adang atau halangan fizikal tetap ( fixed guard) maka adang jenis salingkunci (interlocked guard) diperlukan untuk siystem tersebut. Tentukan jenis ‘interlocked guard’ yang sesuai digunakan untuk mesin atau perkakasan tersebut.

ix.

Pastikan juga kemalangan yang mungkin berlaku akibat dari sistem kawalan robot yang gagal berfungsi, bukan hanya pada kemalangan yang diakibatkan oleh halangan fizikal seperti perlanggaran dan sebagainya. Kemudian tentukan mekanisma keselamatan yang sesuai digunakan untuk masalah sebegini.

x.

Buat pemeriksaan ke atas system keselamatan yang telah dicadangkan. Cuba kaji sekiranya masalah yang telah dikenalpasti tadi boleh diminimakan lagi. Dalam kes-kes yang risikonya amat tinggi seperti kemalangan yang mungkin berlaku boleh menyebabkan kematian, sistem keselamatan yang paling selamat perlu dirancangkan supaya risiko ini dapat diminimakan walaupun ia memerlukan kos yang tinggi.

xi.

Selepas mengenalpasti sistem kawalan yang digunakan adalah bersesuaian dengan mod kerja akan dijalankan, iaitu samada kerja itu ialah kerja biasa, kerja pemprograman ataupun kerja penyenggaraan, tentukan juga samada sistem itu adalah sesuai dengan mod kerja lain. Maksudnya, walaupun sistem yang direkabentuk itu sesuai digunakan untuk menjalankan kerja pengeluaran, ia juga perlulah sesuai digunakan untuk kerja-kerja pemprograman dan penyenggaraan mesin atau perkakasan tersebut.


J4125 / UNIT 9 / 11 KESELAMATAN DALAM PENGGUNAAN ROBOT xii.

9.4.

Semua dokumentasi mengenai analisa terhadap risiko kemalangan yang mungkin berlaku tidak perlu diberi penekanan yang lebih. Yang pentingnya adalah sistem keselamatan yang dicadangkan itu adalah sesuai dengan mod kerja yang akan dilakukan terhadap mesin atau perkakasan tersebut.

MEKANISMA KESELAMATAN

Mekanisma keselamatan adalah terdiri dari semua jenis peralatan keselamatan yang boleh digunakan untuk memastikan keadaan tempat kerja selamat. Ia adalah merupakan faktor yang amat perlu untuk mengelakkan berlakunya kemalangan atau pun untuk meminimumkan risiko yang mungkin berlaku sekiranya kemalangan tidak dapat dielakkan. Terdapat pelbagai jenis mekanisma keselamatan. Di antaranya ialah :a.

Pagar Robot perlu berada dalam satu kawasan yang dipagar. Sebaiknya pagar yang digunakan adalah pagar saling kunci atau ‘interlocked enclosure’ . Selalunya ia akan diletakkan antara Zon 2 dan Zon 3 ( sila rujuk rajah 9.1 : Zon keselamatan robot). Pagar ini hanya dilengkapi dengan satu pintu sahaja dan orang yang tidak berkenaan tidak boleh dibenarkan memasuki pagar ini. Apabila robot sedang beroperasi, pintu pagar akan dikunci dan sekiranya ada yang membuka pintu pagar, secara otomatiknya robot akan berhenti bergerak. Sistem akan terhenti dengan sendirinya. Pagar ini selalunya cukup tinggi untuk mengelakkan ianya dari mudah dimasuki dari atas.

b.

Hamparan Hamparan adalah satu lagi mekanisma yang biasa ada pada sistem robot. Ia banyak digunakan untuk pengoperasian robot dalam sektor pembuatan yang banyak menggerakkan penggerak. Hamparan diletakkan di kawasan atau lantai yang mana merupakan kawasan pergerakan robot. Ini untuk memastikan apabila ada bendasing yang pijak di kawasan tersebut, pergerakan robot akan terhenti. Hamparan yang biasa digunakan adalah jenis hamparan tekanan.

c.

Adang Adang adalah sekatan yang selalunya diletakkan di antara zon 1 dengan zon 2 (rujuk rajah 9.1). Ianya digunakan untuk menghalang operator daripada memasuki kawasan kerja robot.. Ia juga menghalang bendakerja atau sisa buangan dari proses pembuatan seperti tatal, terpelanting keluar dan mengenai operator.


J4125 / UNIT 9 / 12 KESELAMATAN DALAM PENGGUNAAN ROBOT c.

Suis Pelbagai jenis suis digunakan untuk mempastikan keselamatan berkesan untuk robot dan juga operator. Kebanyakan suis yang digunakan adalah suis kecemasan. Kegunaan suis adalah sebagai pengesan kepada suatu keadaan yang tidak normal dalam pengoperasian litar elektrik atau robot itu sendiri. Jenis-jenis suis yang digunakan adalah : i.

Suis tekan ( push button swiches ) Suis ini beroperasi apabila ditekan. Ia selalunya dalam keadaan ‘normally open’ (NO) dan ‘normally close’(NC) dan ada juga kombinasi di antara NO dan NC. Terdapat beberapa jenis suis tekan yang biasa digunakan seperti jenis ‘flush head switch’, ‘extended head switch’, ‘mushroom head switch’ dan ‘keylock switch’.

ii.

Suis had ( limit switches ) Biasanya digunakan sebagai pengesan atau penderia dalam kawasan kerja. Ia merupakan suis yang ringkas dan mudah. Tiga jenis suis had yang biasa digunakan adalah :

iii.

a.

suis mekanikal

b.

suis ‘proximity’

c.

suis ‘vane-type’

Suis tekanan ( pressure switches ) Biasanya digunakan dalam proses pembuatan untuk mengesan tekanan dalam sistem yang menggunakan kuasa hidraulik dan pneumatik. Terdapat beberapa jenis suis tekanan iaitu : a.

‘Bourdon tube pressure switch’

b.

‘ Piston-type pressure switch’

c.

‘Diaphragm-type pressura switch’

d.

‘Bellow-type pressure switch’



AKTIVITI 9 b

Untuk menguji kefaahaman anda, sila jawab soalan aktiviti di bawah. Sila semak jawapan anda di halaman maklum balas.

Soalan 9b.1

Apakah garispanduan keselamatan yang perlu diikuti semasa bekerja dengan robot ?

Soalan 9b.2 Berikan nama penuh bagi singkatan-singkatan di bawah : i. ii. iii. iv.

BSI MTTA OSHA HSE -

__________________________________ __________________________________ __________________________________ __________________________________

Soalan 9b.3 Jelaskan apa peranan bagi setiap badan dalam 9b.2.



MAKLUM BALAS 9 b Sila semak jawapan anda. Jawapan 9b.1 Apakah garispanduan keselamatan yang perlu diikuti semasa bekerja dengan robot ? i. ii. iii. iv. v. vi.

Hormati robot. Jangan membuat anggapan tentang pergerakan yang akan dilakukan oleh robot. Kedudukan suis kecemasan perlu diketahui oleh operator atau penyenggara. Elakkan berada di titik yang merbahaya atau berisiko semasa berada di dalam sel kerja robot. Cuba memehami sistem robot. Kenalpasti bunyi-bunyi yang tidak menyenangkan semasa system beroperasi. Jangan benarkan operator yang tidak terlatih mengendalikan robot. Jangan mengubah peralatan kawalan robot tanpa latihan atau panduan yang sepatutnya.

Jawapan 9b.2 Berikan nama penuh bagi singkatan-singkatan di bawah : i. ii. iii. iv.

BSI MTTA OSHA HSE -

‘British Standard Institution’ ‘Machine Tool Technologies Association’ ’The Occupational Safety And Health Act ‘ ‘UK Health and Safety Executive’

Jawapan 9b.3 Kumpulan BSI atau lebih dikenali sebagai ‘British Standard Institution’ adalah satu badan yang bertaraf dunia yang bertanggungjawab ke atas penyediaan maklumat dalam pengujian produk, pertandaan CE, penyelidikan perniagaan seluruh dunia, pengurusan pembuatan alam sekitar dan pengenalan keselamatan. MTTA atau ‘Machine Tool Technologies Association’ adalah merupakan organisasi perdagangan utama bagi sektor alatan mesin yang mementingkan kualiti, produktiviti dan keselamatan. Ia akan menyuarakan pendapat atau ketidakpuasan tentang sesuatu peralatan mesin kepada pihak berkuasa. Akta Keselamatan Kesihatan Kerja (The Occupational Safety And Health Act) atau dikenali sebagai OSHA telah memberi garispanduan piawaian keselamatan untuk merekabentuk dan menggunakan sistem robot. Untuk keselamatan di bawah MTTA, satu badan khas untuk keselamatan iaitu ‘UK Health and Safety Executive’ atau HSE telah membuat satu kertas kerja untuk menilai risiko yang terdapat pada pengoperasian robot.



PENILAIAN KENDIRI

Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam penilaian kendiri ini dan semak jawapan anda pada maklumbalas yang disediakan. Jika ada sebarang masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda. Soalan 1 Labelkan zon-zon keselamatan bagi rajah kawasan kerja robot di bawah. Kemudian jelaskan mengenai zon-zon tersebut.

Zon keselamatan robot

Soalan 2 Berdasarkan panduan keselamatan yang telah ditetapkan oleh HSE, lakarkan kedudukan mekanisma-mekanisma keselamatan berikut di dalam rajah zon keselamatan robot. i. ii. iii. iv.

pagar salingkunci ( ‘interlocked enclosure’ ) hamparan adang suis kecemasan



MAKLUM BALAS PENILAIAN KENDIRI Jawapan 1 Zon 3 Zon 2 Pagar yang dilengkapi dengan ‘electrical interlock’ Zon 1

robot Zon keselamatan robot Zon 1 dikenali juga sebagai zon pengawalan pencerobohan dalam zon kerja robot. Ia merupakan zon liputan kerja robot. Komponen-komponen yang perlu ada di dalam zon ni hanyalah komponen yang perlu untuk dikendalikan oleh robot semasa proses pengeluaran. Contohnya adalah konveyor, bahan mentah yang akan diproses dan perkakasan yang perlu untuk proses. Zon ini perlu dipisahkan dengan zon 2 dengan garisan kuning dan adang. Di dalam zon ini selalu ditempatkan penderia-penderia yang mengesan kehadiran bendasing seperti manusia atau perkakasan lain. Antara penderia yang sesuai diletakkan di sini adalah hamparan tekanan, lampu ‘infrared’ atau pancaran laser. Zon 2 pula dikenali sebagai zon pengawasan pencerobohan dalam sel kerja. Ia merupakan zon dimana operator bekerja. Zon ini berada di luar jangkauan lengan pengolah. Zon ini selalunya menempatkan alatan-alatan seperti rak untuk penstoran bahan mentah. Zon 2 dipisahkan dengan zon 3 dengan tirai cahaya atau pagar yang dilengkapi dengan penderia-penderia seperti ‘electrical interlock’ . Zon 3 pula dikenali sebagai zon pengawalan pencerobohan keliling. Zon ini selalunya menempatkan unit kawalan sistem. Mereka yang tidak bekerja secara langsung dengan robot tidak dibenarkan melepasi zon ini.



Jawapan 2 Lampu ‘infrared’ atau pancaran laser Hamparan tekanan Zon 3 Zon 2 Pagar yang dilengkapi dengan ‘electrical interlock’ Zon 1

Suis kecemasan

robot

Zon keselamatan robot


Adang dan garisan kuning

J4125 / UNIT 10 / 1 SISTEM KAWALAN DALAM PERINDUSTRIAN

UNIT10

SISTEM KAWALAN DALAM PERINDUSTRIAN

OBJEKTIF

OBJEKTIF AM : Di akhir unit ini pelajar akan dapat memahami mengenai sistem digital dan analog, kaedah kawalan terdawai keras, minikomputer dan mikropemprosesan serta kepentingan kebolehulangan dalam sistem berautomatik.

OBJEKTIF KHUSUS : Di akhir unit ini pelajar akan dapat :¾ Menerangkan mengenai sistem digital dan analog. ¾ Memahami mengenai kaedah-kaedah kawalan terdawai keras, mini komputer dan mikropemprosesan. ¾ Membuat perbandingan antara ketiga-tiga kaedah kawalan di atas terhadap kos, kebolehlenturan dan keboleharapan. ¾ Memahami pentingnya kebolehulangan di dalam sistem berautomatik.



INPUT

10.0.

PENGENALAN

Pernahkah anda melihat bagaimana sistem perjalanan sesebuah kilang industri yang menghasilkan sesuatu produk ? Apakah sistem kawalan yang digunakan?

Dalam sistem industri terdapat beberapa kaedah sistem kawalan yang dijalankan secara berterusan. Pada unit ini kita akan membincangkan bagaimana kaedah kawalan bagi sistem pengautomatan dalam industri. Takrif Sistem kawalan bermaksud mengawal intergrasi pergerakan kumpulan peralatan pemprosesan mengikut arahan sepertimana yang dikehendaki. Ia dilakukan dengan cara memproses segala maklumat yang telah dimasukkan ke dalam unit kawalan seterusnya memberikan arahan pergerakan kepada setiap peralatan.



SISTEM DIGITAL DAN ANALOG a.

Isyarat Digital Isyarat digital ialah denyutan atau paras voltan yang bersiri yang berubah secara discret (berpisah atau tidak berterusan), bertangga atau pertambahan. Dua ciri pensuisan-pantas paras ‘on-off’ atau atasbawah, memberi gambaran semua isyarat digital. Maklumat berbentuk elektronik merupakan perwakilan maklumat dalam digit penduaan 0 dan 1. Perwakilan digit panduan dikatakan membentuk data atau maklumat digital. Maklumat digital ini dipindahkan secara perwakilan aliran elektrik buka dan tutup, di mana keadaan elektrik tutup diwakilkan oleh digit 0 dan keadaan elektrik buka diwakili oleh digit 1. perwakilan maklumat berbentuk digital ini merupakan bahasa paling asas yang hanya difahami oleh komputer.

+V

Voltan

0

Masa -V

Rajah 10.1 (a) Gelombang Empat Segi. +V

Voltan

0

Masa

Rajah 10.1 (b) Gelombang Positif Empat Segi Bujur

-V

+V Voltan

10.1

0

Mas -V

Rajah 10.1 (c) Gelombang Negatif Empat



Voltan

+V

0

Mas -V

Rajah 10.1 (d) Isyarat Analog Yang didigitkan.

Litar elektronik yang menghasilkan isyarat ini dipanggil litar logik digit atau denyutan. Rajah 10.1 di atas menunjukkan isyarat digit. Sebagai contoh, ‘autohead light’ samaada ‘on’ atau ‘off’, kamera ‘shutter’ ‘open’ atau ‘close’. Sistem Digital Sistem digital hanya memproses 0 dan 1 (kod binary). Terdapat juga kod-kod lain tapi semuanya berasaskan kepada 0 dan 1. Sebagai contohnya

1000101102 = 15010 Kod ‘binary code decimal’ (BCD) lebih mudah. Nombor yang paling besar dalam BCD ialah 8 dan yang paling kecil 1, ianya juga dipanggil kod 8421 BCD.

b.

Isyarat Analog Isyarat analog ialah arus AC atau DC yang berubah secara licin dan berterusan untuk suatu masa tertentu. Ianya tidak berubah secara mendadak atau secara tangga. Litar elektronik yang menghasilkan isyarat sebegini rupanya dipanggil litar analog seperti rajah 10.2. Litar analog direkabentuk sedemikian rupa untuk mengukur kuantiti seperti bunyi, cahaya, tekanan, jarak, suhu, arah, paras, berat dan lainlain. Ianya digunakan dalam peralatan pengukuran .



Voltan

+V

0

Ma -V

Rajah 10.2 (a) Gelombang Sin

Voltan

+V

0

Ma -V

Rajah 10.2 (b) Voltan D.C Positif

Voltan

+V

0

Ma -V

Rajah 10.2 (c) Voltan D.C Negatif yang Berubah

Voltan

+V

0

Ma -V

Rajah 10.2 (d) Voltan A.C Random



BCD Decimal

D

C

B

A

0

0

0

0

0

1

0

0

0

1

2

0

0

1

0

3

0

0

1

1

4

0

1

0

0

5

0

1

0

1

6

0

1

1

0

7

0

1

1

1

8

1

0

0

0

9

1

0

0

1

10

1

0

1

0

11

1

0

1

1

12

1

1

0

0

13

1

1

0

1

14

1

1

1

0

15

1

1

1

1

Contohnya, a) Decimal BCD

b) BCD Decimal

1

5

0

0001

0101

0000

1001

0110

9

6



c.

Perbandingan Antara Sistem Analog Dan Sistem Digital

Bil 1.

Sistem digital Sistem analog Memproses maklumat atau data Memproses maklumat atau data dengan cara menghitung atau dengan cara mengukur dan mengira. menyukat.

2.

Data yang diperolehi adalah dalam Data yang diperolehi adalah bentuk data diskrit atau unit sentiasa berubah dan berterusan kuantiti. seperti isyarat bunyi dan pergerakan.

3.

Data diskrit ini diwakili oleh nombor, huruf, abjad, simbol dan bacaannya adalah tetap. Sebagai contoh data diskrit ialah satu set digit penduaan yang menggunakan nombor sifar (0) atau satu (1). Jika dilukis grafnya adalah dalam bentuk graf gelombang empatsegi ( rujuk rajah 10.1(a) di mukasurat 3). Litar utamanya adalah get-get logik.

4.

Data digit adalah dalam bentuk graf atau isyarat yang sering bertukar corak secara selanjur. Jika dilukis grafnya adalah dalam bentuk graf gelombang sin ( rujuk rajah 10.2(a) di mukasurat 5).

Litar utamanya adalah amplifier pengendalian (Opamp).

5.

Ia mempunyai kejituan yang lebih Ia mempunyai kejituan yang lebih tinggi. rendah.

6.

Isyarat digital kurang dipengaruhi Isyarat analog cenderung oleh kesan gangguan. Contohnya, dipengaruhi oleh kesan gangguan. kesan bising dalam rakaman bunyi dapat dikurangkan dengan merakamkannya semula secara digital ke atas cakera padat (CD).

7.

Sistem digital yang dikehendaki memproses isyarat analog memerlukan penukar analog ke digital (ADC).

Isyarat digital boleh ditukar semula kepada isyarat analog dengan menggunakan penukar digital ke analog (DAC).

8.

Amat sesuai digunakan di dalam dunia perniagaan dan perdagangan kerana pengendalian nombor dan data diskrit yang cekap.

Mengawal proses yang bergantung kepada keadaan fizikal seperti suhu, tekanan, paras dan kadar aliran. Amat sesuai digunakan untuk menganalisa sistem yang memerlukan sukatan dan kawalan yang berterusan.



Bil 9.

10.2

Sistem digital Contoh sistem kalkulator.

digital

Sistem analog adalah Contoh alat yang menggunakan sistem analog adalah ‘Virtual Reliaty’ dan komputer analog yang digunakan dalam pemprosesan petroleum.

SISTEM KAWALAN KONVENTIONAL, ELEKTRONIK DAN SET ARAHAN LOGIK

a.

Kawalan Terdawai Keras

Merupakan kaedah kawalan yang menggunakan pemasa elektromekanikal (electromechanical timers) dan tidak menggunakan/ melibatkan unsur mikropemprosesan dalam kawalannya. Merupakan kaedah kawalan yang terdahulu dicipta. Ia menggunakan komponen-komponen pendawaian seperti suis dan geganti . Ia digunakan dalam kes dimana pengguna tidak perlu membuat pengaturcaraan semula apabila hendak menggunakan alat tersebut dan saiz kerja menghendaki pembentukan suatu pengawal khusus. Contoh penggunaan sedemikian boleh didapati dalam mesin basuh, kemera dan radio. Rajah di bawah menunjukan gambarajah blok unit kawalan

IR

‘COUNTER’

‘INTRODUCTION DECODER’

&

Talian kawalan

‘TIME DECODER’

&

Rajah 10.3 : Gambarajah blok unit kawalan


&


Talian kawalan diaktifkan pada selang masa yang sesuai oleh ‘Time-decoder’. Komputer jenis ‘hardwired’ ini mempunyai struktur perkakasan yang kompleks dan sisah diubah. Hanya beberapa arahan asas dilaksanakan dalam komputer RISC menyebabkan kawasan cip lebih kecil dari ‘hardwired’ unit kawalan dan memberi ruang yang lebih untuk perlaksanaan perkakasan yang lain. Terdapat dua senibina yang menggunakan sistem kawalan ‘hardwired’ iaitu ‘Complex Instruction Set Computer’ ( CISC ) dan ‘Reduced Instruction Set Computer’( RISC ).

b.

Kaedah kawalan minikomputer

Digunakan dalam setengah robot untuk memberikannya tahap yang lebih canggih untuk membolehkannya melakukan tugas-tugas yang tidak boleh dilakukan oleh kaedah kawalan lain. Pengeluar robot telah menggabungkan robot dengan minikomputer untuk meluaskan aplikasinya. Keluaran minikomputer dibawa oleh litar, dikuatkan oleh penguat dan kemudiannya disalurkan kepada alatan kawalan pada robot supaya boleh bertindak.

c.

Kaedah kawalan Mikropemprosesan

Mikropemprosesan merupakan asas kepada mikrokomputer. Ia direkabentuk untuk melakukan sesuatu tugas yang spesifik. Mikrokomputer digunakan untuk kesemua jenis robot. Mikropemprosesan direkabentuk khas untuk satu robot tertentu. Ia mempunyai ingatan dan litar-litar tertentu untuk membolehkan robot berfungsi dan ianya boleh diaturcarakan dan diubah aturcaranya dengan mudah. Dalam sesetengah robot yang menggunakan kaedah kawalan mikropemprosesan, mikrokomputer yang digunakan mempunyai monitor untuk menayangkan kandungan ingatannya dan aturcara yang telah dimasukkan. Keluaran (output) aturcara haruslah boleh mentenagakan solenoid yang mengawal lengan robot. Ini dilakukan dengan menggunakan penguat (amplifier) untuk menguatkan isyarat yang lemah daripada mikrokomputer untuk mentenagakan solenoid yang mengawal injap hidraulik atau pneumatik.



10.3

PERBANDINGAN KAEDAH KAWALAN TERDAWAI KERAS DENGAN MINIKOMPUTER DAN MIKROPEMPROSESAN KEPADA KOS, KEBOLEHLENTURAN DAN KEBOLEHARAPAN.

Kaedah kawalan

kos

Terdawai

Tinggi

Keras

Saiz dan rekabentuknya besar-tidak ekonomik

kebolehlenturan

keboleharapan

Rendah berbanding dengan kaedah lain.

Rendah bergantung kepada rekabentuk dan cara pembuatan

Memerlukan perhentian secara mekanikal untuk mengawal pergerakan robot Perlu banyak kabel untuk berfungsi

Keboleharapan lebih rendah kerana tidak boleh mengesan kerosakan sendiri Tidak tahan suhu yang tinggi Susah diaturcara

Minikomputer

Paling tinggi kerana ia melibatkan peralatan yang kompleks

Paling baik

Paling tinggi

Mikropemprosesan

Tinggi tetapi lebih rendah dari minikomputer

Baik

Sederhana berbanding dengan minikomputer



10.4

KEPENTINGAN KEBOLEHULANGAN DALAM SISTEM BERAUTOMATIK

Kebolehulangan adalah kebolehan atau kemampuan lengan robot untuk mengesan sasaran yang telah disetkan dengan tepat dan kemudian kembali semula ke titik asalnya dalam sel kerja itu. Jadi, robot yang mempunyai kebolehulangan yang tinggi akan mampu mengulangi semula tugas itu berkali-kali dengan tepat tanpa berlaku ralat pada kedudukannya. Ia merupakan ciri yang terpenting bagi sesebuah robot. Ciri ini telah menyebabkan robot digunakan secara meluas dalam industri terutamanya industri pengautomatan. Di antara kepentingan robot ialah : a. Dapat meningkatkan kualiti atau mutu sesuatu produk. Ini kerana kebolehulangan yang tinggi akan membolehkan pemasangan komponen pada produk tepat dan ralat pemasangan dapat dikurangkan. Mutu produk yang dikeluarkan juga mudah dikawal dan dapat dikekalkan. b. Kebolehulangan ini adalah amat penting bagi kerja mengulang dan banyak. Kerja-kerja yang mengulang akan memenatkan operator. Jesteru itu akan menjejaskan kualiti produk. Dengan adanya ciri kebolehulangan, operator tidak perlu melakukan kerja yang mengulang dan hanya mengawal mesin yang dapat beroperasi secara automatik. c. Dapat meningkatkan kadar produktiviti (unit/masa) kerana dengan adanya ciri kebolehulangan ini, maka robot dapat bekerja dengan automatik dan berterusan tanpa kawalan yang rapi. d. Dapat melakukan kerja yang kritikal seperti seperti ‘wire bonding process’ dan ‘die attach process’. Juruteknik hanya mengajar robot untuk bekerja sekali sahaja dan robot dapat mengulangi kerja diajar denga tepat. e. Bilangan operator dapat dikurangkan kerana seorang operator dapat mengawal beberapa mesin secara serentak dan ini akan mengurangkan kos overhead seperti upah pekerja dan kos pengurusan. f. Dapat mengurangkan bahan buangan kerana kebolehulangan yang tinggi akan mengurangkan kadar reject. Dengan ini kos bahan mentah dapat dikurangkan.



AKTIVITI 10a

Untuk menguji kefahaman anda, sila jawab soalan aktiviti di bawah. Semak jawaban anda di halaman maklum balas.. Soalan 10a.1 Berikan 3 kaedah kawalan dalam sistem automasi.

________________________________________

Soalan 10a.2 Apakah yang dimaksudkan dengan kaedah kawalan terdawai keras.



Soalan 10a.3 Terangkan kaedah kawalan minikomputer.

_

_____________________________________________

Soalan 10a.4 Terangkan kaedah kawalan mikropemprosesan.

_

_____________________________________________



MAKLUM BALAS 10a

PERHATIAN Anda hanya boleh berpindah ke input selanjutnya, jika anda dapat menjawab kesemua soalan dalam aktiviti 10a

Jawapan 10a.1 Tiga (3) kaedah kawalan dalam sistem automasi :-

1. Kaedah kawalan terdawai keras (hardwired) 2. Kaedah kawalan minikomputer. 3. Kaedah kawalan mikropemprosesan.

Jawapan 10a.2 Maksud kaedah kawalan terdawai keras :-

Kaedah kawalan terdawaikeras ( ‘hardwired’ ) Merupakan kaedah kawalan yang menggunakan pemasa elektromekanikal (‘electromechanical timers’) dan tidak menggunakan atau melibatkan unsur mikropemprosesan dalam kawalannya. Merupakan kaedah kawalan yang terdahulu dicipta. Ia menggunakan komponen-komponen pendawaian seperti suis dan geganti . ia digunakan dalam kes dimana pengguna tidak perlu membuat pengaturcaraan semula untuk menggunakannya dan saiz kerja menghendaki pembentukan suatu pengawal khusus. Contoh penggunaan sedemikian boleh didapati dalam mesin basuh, kemera dan radio.


J4125 / UNIT 10 / 15 SISTEM KAWALAN DALAM PERINDUSTRIAN Jawapan 10a.3 Kaedah kawalan minikomputer Digunakan dalam setengah robot untuk memberikannya tahap yang lebih canggih untuk membolehkannya melakukan tugas-tugas yang tidak boleh dilakukan oleh kaedah kawalan lain. Pengeluar robot telah menggabungkan robot dengan minicomputer untuk meluaskan aplikasinya. Keluaran minicomputer dibawa oleh litar, dikuatkan oleh penguat dan kemudiannya disalurkan kepada alatan kawalan pada robot supaya boleh bertindak.

Jawapan 10a.4. Kaedah kawalan mikropemprosesan Mikropemprosesan merupakan asas kepada mikrokomputer. Ia direkabentuk untuk melakukan sesuatu tugas yang spesifik. Mikrokomputer digunakan untuk kesemua jenis robot. Mikropemprosesan direkabentuk khas untuk satu robot tertentu. Ia mempunyai ingatan dan litar-litar tertentu untuk membolehkan robot berfungsi dan ianya boleh diaturcarakan dan diubah aturcaranya dengan mudah. Dalam sesetengah robot yang menggunakan kaedah kawalan mikropemprosesan, mikrokomputer yang digunakan mempunyai monitor untuk menayangkan kandungan ingatannya dan aturcara yang telah dimasukkan. Keluaran (output) aturcara haruslah boleh mentenagakan solenoid yang mengawal lengan robot. Ini dilakukan dengan menggunakan penguat (amplifier) untuk menguatkan isyarat yang lemah daripada mikrokomputer untuk mentenagakan solenoid yang mengawal injap hidraulik atau pneumatik.

Ya hoooo !!!! Saya sudah faham…. Malaysia boleh, saya lagi boleh !!!!!……



PENILAIAN KENDIRI

Sila jawab soalan berikut .... Soalan 1. Terangkan perbandingan di antara ketiga kaedah kawalan dari segi kos,kebolehulangan dan keboleharapan.

Soalan 2. Nyatakan lima kepentingan kebolehulangan dalam sistem berautomatik.



` MAKLUM BALAS KEPADA PENILAIAN KENDIRI

SUDAH MENCUBA ? SILA SEMAK JAWAPAN ANDA DAN BANDINGKAN DENGAN JAWAPAN DI BAWAH.

Jawapan 1. Perbandingan diantara tiga kaedah kawalan :Kaedah kawalan

kos

Terdawai

Tinggi

Keras

Saiz dan rekabentuknya besar-tidak ekonomik

kebolehlenturan

keboleharapan

Rendah berbanding dengan kaedah lain.

Rendah Bergantung kepada rekabentuk dan cara pembuatan

Memerlukan perhentian secara mekanikal untuk mengawal pergerakan robot Perlu banyak kabel untuk berfungsi

Kebolehaapan lebih rendah kerana tidak boleh mengesan kerosakan sendiri Tidak tahan suhu yang tinggi Susah diaturcara

Minikomputer

Paling tinggi kerana ia melibatkan peralatan yang kompleks

Paling baik

Paling tinggi

Mikropemprosesan

Tinggi tetapi lebih rendah dari minikomputer

Baik

Sederhana berbanding dengan minikomputer



2.

Kepentingan kebolehulangan dalam sistem berautomatik.

Kebolehulangan adalah kebolehan atau kemampuan lengan robot untuk mengesan sasaran yang telah disetkan dengan tepat dan kemudian kembali semula ke titik asalnya dalam sel kerja itu. Jadi, robot yang mempunyai kebolehulangan yang tinggi akan mampu mengulangi semula tugas itu berkali-kali dengan tepat tanpa berlaku ralat. Ia merupakan ciri yang terpenting bagi sesebuah robot. Ciri ini telah menyebabkan robot digunakan secara meluas dalam industri terutamanya industri automatan. Di antara kepentingan robot ialah : 1. Dapat meningkatkan kualiti atau mutu sesuatu produk. Ini kerana kebolehulangan yang tinggi akan membolehkan pemasangan komponen pada produk tepat dan ralat pemasangan dapat dikurangkan. Mutu produk yang dikeluarkan juga mudah dikawal dan dapat dikekalkan. 2. Kebolehulangan ini adalah amat penting bagi kerja mengulang dan banyak. Kerja-kerja yang mengulang akan memenatkan operator. Jesteru itu akan menjejaskan kualiti produk. Dengan adanya ciri kebolehulangan, operator tidak perlu melakukan kerja yang mengulang dan hanya mengawal mesin yang dapat beroperasi secara automatik. 3. Dapat meningkatkan kadar produktiviti (unit/masa) kerana dengan adanya ciri kebolehulangan ini, maka robot dapat bekerja dengan automatik dan berterusan tanpa kawalan yang rapi. 4. Dapat melakukan kerja yang kritikal seperti seperti wire bonding process dan die attach process. Juruteknik hanya mengajar robot untuk bekerja sekali sahaja dan robot dapat mengulangi kerja diajar denga tepat. 5. Bilangan operator dapat dikurangkan kerana seorang operator dapat mengawal beberapa mesin secara serentak dan ini akan mengurangkan kos overhead seperti upah pekerja dan kos pengurusan. 6. Dapat mengurangkan bahan buangan kerana kebolehulangan yang tinggi akan mengurangkan kadar reject. Dengan ini kos bahan mentah dapat dikurangkan.

Tahniah ! anda telah berjaya menjawab kesemuanya….


J4125 / UNIT 11 / 1 SISTEM KAWALAN LOJIK BOLEH ATURCARA

UNIT 11

SISTEM KAWALAN LOJIK BOLEH ATURCARA (PLC)

OBJEKTIF

OBJEKTIF AM : Di akhir unit ini pelajar akan dapat memahami dan mengetahui perkara asas dalam sistem kawalan Pengawalan Boleh Aturcara (Programmable Logic Controller).

OBJEKTIF KHUSUS : Di akhir unit ini pelajar akan dapat :¾ Mentakrifkan ‘PLC’ ¾ Mengenal Komponen-komponen ‘PLC’ ¾ Menerangkan Prinsip operasi ‘PLC’ ¾ Membentuk Litar asas dan aturcara ‘PLC’



INPUT

11.0

PENGENALAN Macamana agaknya, proses tuangan dalam sistem automasi tu dapat menentukan sendiri isipadu logam lebur yang nak di tuang ke dalam acuan tu ye…….

Pernahkah anda melihat proses pembuatan di dalam industri yang menggunakan automasi secara otomatik ? Bagaimana agaknya ia dapat menentukan langkah selanjutnya yang perlu dilakukan setelah sesuatu proses dijalankan ? Jawapannya adalah Pengawal Logik Boleh Aturcara (PLC). Pengawal logik boleh aturcara (PLC) adalah sejenis sistem kawalan yang digunakan untuk mengawal sesuatu proses di dalam satu sistem automasi . Ia merupakan peranti pengawal logik yang mula dicipta pada tahun 1968 oleh sekumpulan jurutera dari General Motor Corp. USA bila syarikat tersebut memerlukan alternarif baru bagi menggantikan sistem kawalan geganti (relay) yang kompleks. Perkembangan selanjutnya menghasilkan sistem yang boleh membuat sambungan mudah signal binary. Signal-signal disambung mengikut arahan dalam aturcara kawalan. PLC yang kini mampu melaksanakan pelbagai tugas.



11.1

Takrif Pengawal Logik Bolehaturcara (PLC) Mengikut NEMA (National Electrical Manufacturer Association U.S), Pengawal Logik Bolehaturcara (PLC) ditakrifkan sebagai satu sistem elektronik yang beroperasi secara digital, direkabentuk dalam persekitaran industri, yang menggunakan ‘memori boleh aturcara’ untuk storan dalaman bagi arahan-arahan yang ditentukan oleh pengguna untuk menjalankankan fungsi-fungsi khusus seperti logik, penjujukan, pemasa, pembilang ‘counter’ dan arithmetik. Ia digunakan bagi mengawal pelbagai jenis mesin atau proses melalui ‘input’ dan ‘output’ digital. PLC adalah mudah untuk diintegrasikan ke dalam sistem kawalan industri dan mudah digunakan untuk fungsi-fungsi yang diinginkan.

11.2 Komponen-komponen ‘PLC’ Peranti Pengaturcaraan

Bekalan Kuasa

CPU

Memori

Modul masukan/keluaran

Peranti masukan

Rajah 11.1 : Komponen PLC


Peranti keluaran


Peralatan

Fungsi

Peranti pengaturcaraan (Programming device)

Modul masukan

Peralatan yang digunakan untuk memasukkan aturcara PLC

Menukarkan isyarat masukan daripada input module kepada isyarat yang boleh diproses oleh PLC dan menghantarkan kepada unit kawalan pusat.

(Input module)

Melaksanakan tugas sebaliknya iaitu menukarkan isyarat PLC kepada isyarat yang sesuai untuk ‘output device’ contohnya penggerak.

Modul keluaran (Output module)

Peralatan yang digunakan dalam sistem yang menerimaiyarat dari luar contohnya pelbagai jenis suis dan penderia-penderia luaran lain dan menghantarnya ke input module untuk diterjemahkan.

Peranti masukan (Input device)

Peranti keluaran (Output device)

Peralatan yang menerima isyarat dari ‘output module’ dan kemudian menjalankan arahan yang dibuat oleh aturcara ‘PLC’ kepada sistem. Ia terdiri dari pelbagai jenis motor, solenoid, lampu, pemanas dan sebagainya.

Unit pemperosesan pusat (CPU)

Peralatan yang menerima isyarat dari ‘output module’ dan kemudian menjalankan arahan yang dibuat oleh aturcara ‘PLC’ kepada sistem. Ia terdiri dari pelbagai jenis motor, solenoid, lampu, pemanas dan sebagainya.



Komponen-komponen unit kawalan adalah seperti berikut

Arithmetic logic unit (ALU) – melaksanakan operasi arithmetik dan logik dengan data yang dihantar. Accumulator (AC) – register khusus yang ditugaskan terus kepada ALU. Ia menyimpan data yang akan diproses dan hasil sesuatu operasi. Register arahan - menyimpan arahan yang dipanggil dari memori aturcara sehingga ia di decodekan dan dilaksanakan (executed ) Command ( arahan ) – memiliki bahagian operasi dan bahagian alamat. Bahagian operasi menentukan operasi logik mana yang akan dilaksanakan. Bahagian address mendefinasikan operasi (isyarat masukan, flag dsbnya ) di mana operasi logik akan dilaksanakan. Program counter – senarai daftar yang mengandungi address bagi arahan seterusnya yang akan diproses. A Arahan – menentukan dan mengawal keseluruhan turutan logik operasi yang diperlukan untuk melaksanakan arahan.

11.3

Prinsip Operasi Kawalan Logik Boleh Aturcara (PLC) Sistem kawalan ini mempunyai beberapa kriteria iaitu : i. ii. iii. iv.

Pengaturcaraan yang mudah Aturcara boleh diubah tanpa gangguan terhadap sistem. Lebih kecil, murah dan mempunyai kebolehpercayaan yang tinggi berbanding dengan sistem kawalan geganti. Ringkas dan kos senggaraan rendah



KEGUNAAN PLC

Setiap sistem atau mesin memerlukan pengawal (controller). Bergantung kepada jenis teknologi yang digunakan, pengawal boleh dibahagikan kepada pengawal jenis pneumatik, hidraulik, elektrik dan elektronik. Biasanya gabungan jenisjenis teknologi tersebut digunakan. Perlu juga dibezakan di antara kaedah kawalan terdawai keras (seperti pendawaian komponen elektro-mekanikal atau elektronik) dan ‘PLC’. Kawalan terdawai keras digunakan di dalam peralatan atau mesin yang tidak memerlukan pengaturcaraan semula oleh pengguna contohnya di dalam mesin basuh, kamera video dan kereta. Jika pengguna memerlukan pengawal yang boleh diubah mengikut keperluan peralatan yang digunakan, maka ‘PLC’ lebih sesuai digunakan. Ia boleh digunakan dalam pelbagai aplikasi dan melalui aturcara yang disimpan di dalam memorinya, ia memberi pengguna kaedah mudah untuk mengubah, menambah dan mengoptimakan proses kawalan.



11.4.

Langkah merekabentuk carta alir ‘PLC’ Mula

Melukis cartalir am bagi sistem kawalan

Menyenaraikan titik ‘input’ dan ‘output’ pada ‘PLC’

Menterjemah cartalir kepada bahasa pengaturcaraan seperti ‘ladder diagram’.

Menulis aturcara di dalam alat pengaturcaraan ’ ‘PLC’pengaturcaraan seperti ‘ladder diagram’.

Membuat simulasi bagi atrucara

Membetulkan aturcara Tidak

Adakah program betul ?

Ya Sambungkan semua ‘input device’ dan ‘output device’ pada PLC (bersambung ….)


J4125 / UNIT 11 / 8 SISTEM KAWALAN LOJIK BOLEH ATURCARA (sambungan…)

Periksa semua sambungan ‘input device’ dan ‘output device’

Aturcara dijalankan Aturcara dibaiki

Tidak

Adakah aturcara betul ? Ya Simpan aturcara di dalam EPROM

Bahan dan alatan disenaraikan secara sistematik

Tamat



AKTIVITI 11a

Untuk menguji kefahaman anda dalam unit ini, sila cuba jawab soalan bagi aktiviti yang disediakan di bawah. Selamat mencuba………

Sila semak jawapan anda pada halaman maklum balas 11a di sebelah.

Soalan 11a.1 Nyatakan takrif bagi Pengawal Logik Bolehaturcara mengikut ‘National Electrical Manufacturer Association U.S (NEMA ) ‘.

Soalan 11a.2 Namakan lima (5) komponen utama yang terdapat pada sistem kawalan logik bolehaturcara.

i.

………………………………………………………….

ii.

………………………………………………………….

iii.

………………………………………………………….

iv.

………………………………………………………….

v.

………………………………………………………….



MAKLUM BALAS 11a

………SILA SEMAK JAWAPAN ANDA……….

Jawapan 11a.1

Mengikut NEMA (National Electrical Manufacturer Association U.S), Pengawal Logik Bolehaturcara (PLC) ditakrifkan sebagai satu sistem elektronik yang beroperasi secara digital, direkabentuk dalam persekitaran industri, yang menggunakan ‘memori boleh aturcara’ untuk storan dalam bagi arahan-arahan berorientasikan pengguna untuk mengimplimentasikan fungsi khusus seperti logik, penjujukan, pemasa, pembilang (counter) dan arithmetik, bagi mengawal pelbagai jenis mesin atau proses melalui ‘input’ dan ‘output’ digital. PLC dan ‘pheriperal’ berkaitan supaya mudah diintegrasikan ke dalam sistem kawalan industri dan mudah digunakan untuk fungsi-fungsi yang dimaksudkan. Jawapan 11a.2

i.

Antaramuka masukan dan keluaran

ii.

Unit pemprosesan unit ( CPU )

iii.

Ingatan

iv.

Bekalan kuasa

v.

Peranti kemasukan aturcara.



INPUT 11.5.

PENGATURCARAAN PLC

Bahasa-bahasa PLC terdiri daripada:

1. Arahan berbentuk pepasangan yang dipanggil ‘statement list’. 2. Bahasa berorientasikan masalah (problem oriented) seperti teks berstruktur (structured text) 3. Carta alir seperti diwakili oleh carta fungsi jujukan ( sequential function chart ) seperti function block diagram. 4. Ladder Diagram untuk menghasilkan aturcara Mnemonik.



a. Rajah Tangga (‘Ladder diagram’) Bahasa pengaturcaraan grafik diperolehi dari gambarajah litar bagi kawalan relay /geganti terdawai. Ladder diagram terdiri dari dua rail sentuh di kiri dan kanan diagram. Rail sentuh ini disambung kepada elemen ‘switching’ ( sesentuh NO dan NC ) menerusi laluan arus dan elemen gelung (coil) L

input

input

output

N

10000 Rajah 11.2 : ‘Ladder Diagram’

b. Function block diagram (FBD) Fungsi-fungsi atau blok fungsi diwakili secara grafik dan disambung ke dalam network. Ia berasal dari diagram logik bagi rekabentuk litar elektronik. Part_type A Part_type B

OR

AND

Part_ present type Drill_ok type Rajah 11.3 : ‘Function block diagram’ (FBD) c. ‘Instruction list’ (IL) Statement list – text assembly seperti model ringkas. Senarai arahan diperolehi dari arahan kawalan operator dan operand. Contoh : LD, OR, AND, OR NOT. LD OR AND OUT



d. ‘Structured text’ (st) Bahasa aras tinggi berdasarkan Pascal yang mengandungi expression dan arahan. Arahan boleh didefinasikan seperti IF...THEN.......ELSE, pengulangan seperti FOR, WHILE dan function block invocations. Sleeve_in : = ( Part_TtypeA OR part_TypeB) AND Part_present AND Drill_ok e. ‘Sequential function chart’ (SFC) Bahasa untuk menstrukturkan pemprograman kawalan berorientasikan jujukan. Elemen yang terdapat di dalamnya adalah seperti steps, transitions, alternative dan parallel branching.

Pemilihan bahasa PLC di atas adalah bergantung kepada empat faktor iaitu: a. Pengetahuan pengaturcara b. Masalah proses yang dihadapi c. Tahap yang menjelaskan proses d. Struktur system kawalan



11.6

Litar Asas Dan Aturcara PLC

Input point 240V L• N•

output point

•0000 •0001

• 10000 • 10001

•0014 •0015 com •

• 10014 • 10015 com •

• E• 24 V +• -•

A

Rajah 11.4 : Sambungan Asas Litar PLC

Merujuk Rajah 11.4 di atas, titik L (live) akan disambung kepada ‘output device’ A dan seterusnya ke titik ‘output point’ 10000. Titik N (neutral) disambung ke titik comm bagi ‘output point’. Titik + (positif) disambung ke titik ‘input point’ 0000. manakala titik – (negatif) disambung ke titik comm bagi ‘input point’. Sekiranya terdapat ‘output device’ tambahan yang perlu disambung, ia perlu disambung secara selari dengan ‘output device’ A ke titik ‘output point’ 10001.



Aturcara bagi sambungan litar di rajah 11.4 yang ditulis menggunakan bahasa ‘ladder diagram’.

L

N 00

01

10000

10000

END

Atrucara mnemonik bagi ‘ladder diagram’ di atas mengikut bahasa ‘Instruction List’

LD OR AND NOT OUT END

00 10000 01 10000



AKTIVITI 11b

Untuk menguji kefahaman anda dalam unit ini, sila cuba jawab soalan bagi aktiviti yang disediakan di bawah. Selamat mencuba……… Sila semak jawapan anda pada halaman maklumbalas 13a di sebelah. Soalan 11b.1 Senaraikan lima (5) bahasa pengaturcaraan Pengawal Logik Bolehaturcara (PLC).

i.

………………………………………………………………..

ii.

………………………………………………………………..

iii.

………………………………………………………………..

iv.

………………………………………………………………..

v.

………………………………………………………………..

Soalan 11b.2 Nyatakan empat (4) kriteria-kriteria yang ada pada sistem kawalan.

i.

………………………………………………………………

ii.

………………………………………………………………

iii.

………………………………………………………………

iv.

………………………………………………………………



MAKLUM BALAS 11b

………SILA SEMAK JAWAPAN ANDA……….

Jawapan 11b.1

i.

Ladder diagram( LD)

ii.

Function block diagram (FBD)

iii.

Instruction list (IL)

iv.

Structured text (st)

v.

Sequential function chart (SFC)

Jawapan 11b.2

i.

Pengaturcaraan yang mudah

ii.

Aturcara boleh diubah tanpa gangguan terhadap sistem.

iii.

Lebih kecil, murah dan mempunyai kebolehpercayaan yang tinggi berbanding dengan sistem kawalan geganti.

iv.

Ringkas ( simple ) dan kos senggaraan rendah



PENILAIAN KENDIRI

Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam penilaian kendiri ini dan semak jawapan anda pada maklum balas yang disediakan. Jika ada sebarang masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda. Selamat mencuba semoga berjaya!!!!!!!! Soalan : 1.

Terangkan tiga (3) bahasa pengaturcaraan yang digunakan untuk Pengawal Logik Bolehaturcara (PLC).

2.

Berpandukan rajah litar asas Pengawal Logik Bolehaturcara (PLC), lukiskan ‘Ladder Diagram’ dan hasilkan satu aturcara mnemonik bagi ‘Ladder Diagram’ tersebut.

3.

Rajah di bawah menunjukkan satu litar kawalan yang menggunakan kawalan logik bolehaturcara. Hasilkan satu aturcara mnemonik untuk litar tersebut.

00

01

02

TIMO 200

03

04

05

06

07 250

08

09 5 sec

10

TIMO END




Adakah anda telah mencuba dahulu? Jika “ YA” , Sila Semak jawapan anda. …….SYABAS DI ATAS KEJAYAAN ANDA…… Jawapan 1.

Pilih mana-mana tiga (3) yang telah anda jawab.

1. Ladder diagram( LD) Bahasa pemprograman grafik diperolehi dari gambarajah litar bagi kawalan relay/geganti terdawai. Ladder diagram terdiri dari dua rail sentuh di kiri dan kanan diagram. Rail sentuh ini disambung kepada elemen ‘switching’ ( sesentuh NO dan NC ) menerusi laluan arus dan elemen coil/gelung. 10000 01 00

10000

2. Function block diagram (FBD) Fungsi-fungsi atau blok fungsi diwakili secara grafik dan disambung ke dalam network. Ia berasal dari diagram logik bagi rekabentuk litar elektronik. Part_type A Part_type B

OR

AND

Part_ present type Drill_ok type



3. Instruction list (IL) Statement list – text assembly seperti model ringkas. Senarai arahan diperolehi dari arahan kawalan operator dan operand. Contoh : LD, OR, AND, OR NOT. LD OR AND OUT

4. Structured text (st) Bahasa aras tinggi berdasarkan Pascal yang mengandungi ‘expression’ dan arahan. Arahan boleh didefinasikan seperti IF.....THEN.......ELSE, pengulangan seperti FOR, WHILE dan function block invocations. Sleeve_in : = ( Part_TtypeA OR part_TypeB) AND Part_present AND Drill_ok 5. Sequential function chart (SFC) Bahasa untuk menstrukturkan pemprograman kawalan berorientasikan jujukan. Elemen yang terdapat di dalamnya adalah seperti ‘steps’, ‘transitions’, ‘alternative’ dan ‘parallel branching’. Jawapan 2. Litar asas bagi Pengawal Logik Bolehaturcara input point 240V L• N•

output point

•0000 •0001

• 10000 • 10001

•0014 •0015 com •

• 10014 • 10015 com •

• E• 24 V +• -•

A


J4125 / UNIT 11 / 21 SISTEM KAWALAN LOJIK BOLEH ATURCARA Merujuk kepada litar di sebelah titik L (live) akan disambung kepada ‘output device’ A dan seterusnya ke titik ‘output point’ 10000. Titik N(neutral) disambung ke titik comm bagi ‘output point’. Titik + (positif) disambung ke titik ‘input point’ 0000. manakala titik – (negatif) disambung ke titik comm bagi ‘input point’. Sekiranya terdapat ‘output device’ tambahan yang perlu disambung, ia perlu disambung secara selari dengan ‘output device’ A ke titik ‘output point’ 10001. Arahan asas bagi litar di sebelah. Ladder Diagram 00

01

10000

10000 END

Atrucara Mnemonik Bagi ‘Ladder Diagram’ Di Atas LD OR AND NOT OUT END 2.

00 10000 01 10000

Atrucara Mnemonik Bagi ‘Ladder Diagram’ tersebut : LD AND LD AND OR BLOCK AND LD AND NOT OUT LD OR AND AND OR OUT

00 01 03 04

LD OUT TIM 0 END

02 TIM 0 200 05 08 06 07 09 250


10 TIM 0 50

J4125_Automasi Perindustrian Dan Robotik

Recommend Documents