BAB 2

1
BAB 2 3

• ACTUATOR

2
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

3
KANDUNGAN

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

4
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

5
PENGENALAN

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

6
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

7
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

8
Stiffness vs Compliance

• Stiffness
• 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

9
Stiffness vs Compliance

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

10
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

11
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

12
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

13
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

14
Hydraulic Actuators

• Kelebihan
• 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

15
Hydraulic Actuators
By Parker hydraulics
16
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

17
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)

18
Pneumatic Actuators

• Kelebihan
• 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

19
Pneumatic Actuators
By Metal work pneumatic
20
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

21
Electric Motors

• Sesuai digunakan utk
• 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

22
Electric Motors

• Kelebihan
• 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

23
Electric Motors
Electric DC motor
24
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 Tidak perlu reduction gear Perlu reduction gears
Highest power-to-weight ratio Lowest power-to-weight ratio Average power-to-weight ratio
25
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.