BAB 2 – 3 ACTUATOR

OBJEKTIF Boleh mengenalpasti fungsi sistem pemacu (actuator) Boleh menyatakan setiap jenis sistem actuator dan ciri-ciri setiap satunya Boleh menyenaraikan kelebihan dan kekurangan setiap satu jenis sistem pemacu Boleh membuat perbezaan antara sistem pemacu

KANDUNGAN Pengenalan Sifat sistem pemacu Jenis sistem pemacu Perbezaan hidraulik pneumatik elektrik Perbezaan Kesimpulan

PENGENALAN Merupakan OTOT kepada robot Bagi menggerakkan links utk menukarkan konfigurasi robot Merupakan peranti penukaran tenaga Menukar tenaga elektrik, hidraulik atau pneumatik kepada tenaga mekanikal Mesti mempunyai kuasa yg mencukupi utk: Memecut dan memperlahankan links Mengangkat loads

PENGENALAN Ciri yg harus ada Ringan Ekonomikal Tepat Bertindakbalas Bolehpercaya Mudah diselenggara dan digunakan

Sifat Sistem Pemacu Sifat-sifat yang digunakan utk membandingkan sistem pemacu Weight,Power-to-weight ratio,Operating Pressure Stiffness vs Compliance Use of Reduction Gears

Weight,Power-to-weight ratio,Operating Pressure Penting utk mengambil kira berat dan nisbah power-to-weight Berat : Melibatkan berat komponen peralatan bagi setiap sistem Nisbah power-to-weight : Melibatkan nisbah berat unit kuasa terhadap berat sistem Operating pressure Melibatkan tekanan yg menghasilkan kuasa bagi pergerakan link Lebih tinggi tekanan, lebih tinggi kuasa

Stiffness vs Compliance Ketahanan sesuatu bahan terhadap perubahan strukturnya Contoh: Ketahanan log besi membengkok di bawah sesuatu beban Ketahanan gas terhadap tekanan di dalam silinder di bawah sesuatu beban Ketahanan wine terhadap tekanan di dalam botol semasa operasi membukanya Lebih stiff sesuatu sistem, lebih besar beban yg diperlukan untuk sistem itu berubah (deform) Sistem yg stiff merupakan sistem yg lebih tepat

Stiffness vs Compliance Sifat yg berlawanan dgn stiffness Sistem yg lebih compliant akan lebih mudah mengalami perubahan (deform) terhadap sesuatu beban

Use of Reduction Gears Reduction gears digunakan utk membuat kawalan: Meningkatkan torque yg dihasilkan Memperlahankan kelajuan ke tahap yg sepatutnya Penggunaan reduction gears meningkatkan Kos Bilangan komponen Resolusi sistem, sistem membenarkan link berputar pada sudut yg sgt kecil

Jenis-jenis sistem pemacu TIGA sistem pemacu yg biasa digunakan pada robot Hydraulic Actuators Pneumatic Actuators Electric Motors Lain-lain sistem pemacu Shape Memory Metal Actuators Magnetostrictive Actuators

Hydraulic Actuators Penggunaan minyak dan cecair lain sebagai medium dlm penjanaan kuasa dan tenaga Ciri-ciri Nisbah power-to-weight yg tinggi Bertekanan tinggi pada kelajuan yg perlahan Ketahanan utk bekerja pada persekitaran yg sgt berbahaya dan berisiko (extreme hazardous) Stiff system, low compliance,high accuracy, better response Tidak memerlukan reduction gear High torque, high pressure, large inertia

Hydraulic Actuators Gerakan yg terhasil: Gerakan putaran dihasilkan oleh penggerak ram putaran (rotary vane actuator) Gerakan lelurus dihasilkan oleh sistem silinder dan omboh Byk digunakan pada masa dahulu (terutama dlm industri automobil) Memerlukan pump, reservoir, motor, hoses Sesuai bagi robot yg bersaiz BESAR, melibatkan kelajuan dan kuasa tinggi Cincinnati Milacron TM T3 Hydraulic Robots Unimate siri 2000

Hydraulic Actuators Kelebihan Kekurangan Sesuai utk robot besar dan payload yg berat Boleh bekerja pada julat kelajuan yg besar Boleh dibiarkan pada satu posisi pada jangka masa yg lama Kekurangan Boleh mengalami kebocoran – mengotorkan persekitaran Mahal dan bising Makan ruang Sgt sensitif terhadap sebarang perubahan pd cecair

Hydraulic Actuators By: Parker hydraulics

Pneumatic Actuators Penggunaan udara bertekanan sebagai medium dlm penjanaan kuasa dan tenaga Ciri-ciri Nisbah power-to-weight yg sangat rendah Bertekanan rendah berbanding dgn hidraulik dgn kelajuan yg tinggi Aplikasi utk kerja-kerja yg ringan Very low stiffness, inaccurate response, a compliant system Mempunyai prinsip operasi yg hampir sama dgn sistem hidraulik

Pneumatic Actuators Bersaiz kecil dan digunakan utk aplikasi kerja-kerja yg ringan Terhad kepada kerja-kerja pick n place dgn kitar yg laju Memerlukan air pressure, filter Gerakan yg terhasil: Gerakan putaran dihasilkan oleh penggerak ram putaran (rotary vane actuator) Gerakan lelurus dihasilkan oleh sistem silinder dan omboh Mempunyai bilangan DOF yg terhad (2-4)

Pneumatic Actuators Kelebihan Kekurangan Komponen-komponen yg mudah dicari Tiada kebocoran atau sparks Simple dan murah Sesuai utk aplikasi on-off dan pick n place Kekurangan Sistem yg bising Sukar utk dikawal terutama bagi posisi linear

Pneumatic Actuators By: Metal work pneumatic

Electric Motors Penggunaan tenaga elektrik sebagai medium dlm penjanaan kuasa dan tenaga Ciri-ciri Higher compliance than hydraulics Low stiffness Memerlukan reduction gear Sesuai utk semua jenis robot Mempunyai kelajuan dan kuasa yg kurang dari sistem hidraulik

Electric Motors Sesuai digunakan utk: Jenis motor elektrik: Contoh Payload rendah ke sederhana Kerja yg memerlukan ketepatan (kerja pemasangan) Jenis motor elektrik: DC motors AC motors Brushless DC motors Stepper motors Contoh MAKER 110

Electric Motors Kelebihan Kekurangan Sesuai utk semua jenis saiz robot Kawalan yg lebih baik, khas utk high precision robot Tiada kebocoran Bolehpercaya dan penyelenggaraan yg rendah Spark-free, sesuai utk explosive environments Motor yg kecil dan menjimatkan ruang Kekurangan Low stiffness Memerlukan peranti braking , jika tidak lengan akan jatuh

Electric Motors Electric DC motor

Perbezaan Hidraulik Pneumatik Elektrik Robot besar, heavy payload Aplikasi ringan Semua jenis robot Low compliance, Stiff system, Very Low Stiffness, A Compliant system Low stiffness, higher compliance than hydraulics Tidak perlu reduction gear Perlu reduction gears Highest power-to-weight ratio Lowest power-to-weight ratio Average power-to-weight ratio

KESIMPULAN Sistem Pemacu merupakan otot bagi links, menggerakkan link kepada koordinat yg telah ditentukan Terdapat 3 sistem pemacu yg biasa digunakan (hidraulik, pneumatik dan elektrik) Setiap satu sistem pemacu mempunyai ciri dan kegunaan yang tersendiri.