30
V. ANALISIS TEKNIK
A. PENGGENGGAMAN END-EFFECTOR
1. Gaya genggam end-effector
Besarnya gaya genggam yang dibutuhkan end-effector agar objek yang ditangani tidak terlepas dari genggaman didasarkan atas persamaan
di bawah ini Engelberger dalam Groover, et al, 1987: n
f
F
g
= wg ……………………………………………… 1
di mana: = koefisien gesek antara permukaan jarigrip dengan objek
n
f
= jumlah jari F
g
= gaya genggam N w
= berat objek N g
= faktor percepatan antara 1 sampai 3 Pada end-effector robot pemanen paprika ini, jumlah jari yang
bekerja adalah 2 buah, dengan bobot rata-rata objek yang ditangani 128 gram. Koefisien gesek antara permukaan grip dalam hal ini karet dengan
tangkai buah diambil 2 dari rentang nilai 1.0 – 4.0 Kurtus, 2005. Faktor percepatan diambil nilai 3 untuk mengantisipasi percepatan dari gerak
manipulator, sehingga persamaan 1 menjadi: F
g
= 2
2 3
8 .
9 128
. ×
= 0.946 N Dari perhitungan di atas, gaya genggam yang diperlukan end-
effector adalah 0.946 N. Namun dalam disain perlu dipertimbangkan
faktor keamanan safety factor. Dalam hal ini perhitungan di atas diberi tambahan faktor keamanan sebesar 2, sehingga gaya genggam yang
diperlukan end-effector menjadi: F
g
= F
g
sebelumnya x faktor keamanan = 0.946 x 2
= 1.882 N Jadi, gaya genggam yang diperlukan end-effector adalah 1.882 N.
31 2.
Torsi pada ulir Torsi pada ulir diperoleh dari perbandingan jumlah gigi pada
rangkaian roda gigi menggunakan persamaan berikut:
2 1
2 1
n n
T T
= .....................................................................
2 di mana: T
1
= torsi roda gigi penggerakpinion Nm T
2
= torsi roda gigi yang digerakkan Nm n
1
= jumlah roda gigi penggerakpinion n
2
= jumlah roda gigi yang digerakkan Torsi motor yang terhubung dengan roda gigi besar adalah 0.6125
Nm. Perbandingan gigi yaitu 2140 dengan roda gigi yang besar sebagai penggerakpinion. Roda gigi kecil terhubung dengan poros ulir, sehingga
persamaan 2 dituliskan: T
2
=
1 2
1
n n
T ×
= 40
21 6125
. ×
= 0.322 Nm Jadi, torsi roda gigi kecil yang digerakkan adalah 0.334 Nm.
3. Gaya dorong ulir
Berdasarkan perhitungan di atas, maka gaya dorong ulir untuk menggerakkan grip dalam proses penggenggaman harus sebanding dengan
gaya yang dibutuhkan untuk menggenggam objek. Pada disain
end- effector
robot pemanen paprika ini, ulir yang digunakan adalah ulir standar namun digunakan untuk keperluan ulir tenaga
power screw
, sehingga perhitungan yang digunakan adalah perhitungan ulir tenaga. Persamaan
yang digunakan untuk menghitung gaya dorong ulir adalah Shigley dan Mischke, 2001:
− +
=
α π
α π
sec sec
1 2
fl d
fd Fd
T
m m
m
................................................ 3
32 di mana: T
= torsi pada ulir Nm F
= gaya dorong ulir N d
m
= diameter efektif ulir m f
= koefisien gesek permukaan ulir l
= kisarpitch m = sudut ulir
o
Ulir yang digunakan pada disain ini adalah ulir M6 yang memiliki diameter luar 6 mm dan diameter efektif 5.530 mm. Sudut ulir adalah 60
o
dan panjang kisar adalah 1 mm. Koefisien gesek antara permukaan ulir dengan ulir dalam pada grip diambil nilai 0.47 yang merupakan koefisien
gesek antar aluminium dengan baja lunak pada keadaan kinetis Kurtus, 2005. Torsi pada ulir sama dengan torsi pada roda gigi kecil yang
digerakkan, sehingga persamaan 3 di atas menjadi: ×
− ×
× +
× =
− −
− −
o o
F 60
sec 10
1 47
. 10
530 .
5 60
sec 10
530 .
5 47
. 1
2 10
530 .
5 322
.
3 3
3 3
π π
F = 1.883 N Jadi, gaya dorong yang dihasilkan ulir untuk menggerakkan grip
adalah 1.883 N. Nilai ini sebanding dengan gaya genggam yang dibutuhkan oleh end-effector sebesar 1.882 N. Selain itu juga nilai ini tidak
melebihi kekerasan tangkai buah paprika sebesar 0.714 kgf atau 7.002 N, sehingga tidak akan merusak tangkai buah tersebut.
Gambar 30. Skema analisis torsi dan gaya dorong ulir. T
2
F
T
1
motor ulir
33
B. PEGAS PADA GRIP
Kategori