22
C. RANCANGAN STRUKTURAL
Rancangan struktural dari masing-masing komponen pembentuk manipulator
antara lain: 1.
Dudukan bawah Struktur komponen penyusun dudukan bawah antara lain:
•
Roda bebas caster Roda bebas yang digunakan memiliki tinggi sekitar 34 mm
dengan diameter roda 25 mm.
•
Plat besi Plat besi yang digunakan mempunyai ukuran 400 mm x 400
mm dengan ketebalan 20 mm. Plat besi memiliki berat sekitar 18 kg. 2.
Joint sudut
Struktur komponen penyusun joint sudut antara lain:
•
Gearbox Gearbox
yang digunakan merupakan sistem transmisi worm- gear
yang mereduksi putaran dengan perbandingan 1:10. Putaran motor stepper berkurang 10 kali setelah melewati gear box, sebaliknya
daya yang dihasilkan meningkat 10 kali dari daya yang dihasilkan oleh motor stepper.
•
Motor stepper Motor stepper yang digunakan adalah jenis motor stepper
unipolar dengan merk Vexta model ASM66AC-T3.6 produksi Oriental Motor. Motor stepper ini dilengkapi dengan amplifier tipe ASD12B-C
Tabel 1. Spesifikasi motor stepper Tegangan
2,69 Volt Arus
1,7 Ampere Torsi maksimum 1,25 Nm
Batas kecepatan 0 - 500 rpm
Rasio gir 3,6 : 1
Resolusi 0,1
pulsa
23
•
Dudukan motor stepper Dudukan motor stepper terbuat dari besi siku ukuran 92 mm x
92 mm dan tebal 5 mm yang dipotong, sehingga ukurannya menjadi 92 mm x 50 mm.
•
Kopel Kopel terbuat dari poros besi pejal yang mempunyai diameter
30 mm. Dengan lubang untuk poros dari motor stepper berukuran 8 mm dan lubang untuk poros masukan dari gear box berukuran 10 mm.
•
Plat poros besi Plat poros besi terbuat dari plat besi ukuran 220 mm x 90 mm
dan poros besi dengan diameter 30 mm. Plat dengan poros ini disatukan dengan cara di las.
3. Link Vertikal
Struktur komponen penyusun link vertikal sudut antara lain:
•
Plat dudukan Plat dudukan bawah terbuat dari plat alumunium dengan
ukuran 180 mm x 180 mm dan tebal 15 mm. Plat dudukan atas terbuat dari plat alumunium dengan ukuran 210 mm x 125 mm dan tebal 13
mm.
•
Plat siku Plat siku terbuat dari besi siku ukuran 60 mm x 60 mm dan
tebal 5 mm. Salah satu bagiannya dipotong, sehingga ukurannya menjadi 60 mm x 25 mm.
•
Bantalan bearing Bantalan yang digunakan berjumlah dua. Bantalan pertama
digunakan untuk menumpu poros pada bagian bawah ulir dengan diameter dalamnya berukuran 20 mm. Bantalan kedua digunakan
untuk menahan poros pada bagian atas ulir dengan diameter dalamnya berukuran 15 mm. Kedua bantajan ini berjenis plan bearing.
Berdasarkan gerakan bantalan terhadap poros, bantalan yang digunakan adalah bantalan gelinding rolling bearing. Sedangkan
berdasarkan arah beban terhadap poros merupakan jenis bantalan
24 radial. Berdasarkan alurnya, bantalan ini masuk ke dalam jenis
bantalan arus dalam baris tunggal.
•
Slider Vertikal Slider vertikal
yang digunakan memiliki ukuran 960 mm x 20 mm x 19 mm. Slider vertikal dipasang secara vertikal yang di tahan
atau ditumpu oleh plat siku pada bagian bawah dan atasnya.
•
Ulir Ulir yang digunakan merupakan ulir tenaga jenis ball screw.
Ulir dipasang vertikal dan ditumpu oleh dua buah bearing. Panjang poros yang berulir yaitu 880 mm. Ulir yang digunakan adalah ulir
tunggal karena jarak baginya sama dengan kisar. Kisar adalah jarak antara puncak-puncak yang berbeda satu putaran dari satu jalur pada
ulir Sularso dan Suga, 1987. Jarak baginya yaitu 10 mm. Diameter dalam ulir 20 mm dan diameter luar 25 mm dengan sudut ulir sebesar
90 .
4. Joint
Vertikal Struktur komponen penyusun joint vertikal antara lain:
•
Motor servo DC Motor servo DC yang digunakan memiliki spesifikasi daya 60
Watt, tegangan 65 volt, arus 1,3 ampere dan putaran maksimum 3000 RPM. Encoder pada motor ini memiliki spesifikasi tegangan 5 volt
dengan output keluaran pulsa A dan pulsa B. Keluaran pada pulsa A menghasilkan 200 pulsa per satu putaran, sama halnya dengan
keluaran pada pulsa B juga menghasilkan 200 pulsa per satu putaran.
•
Dudukan motor servo DC Dudukan motor servo DC terbuat dari siku 60 mm x 60 mm
dan tebal 5 mm. Salah satu bagiannya dipotong, sehingga ukurannya menjadi 60 mm x 35 mm.
•
Roda gigi cacing worm gear Roda gigi cacing terdiri atas sebuah roda gigi dan pasangannya
berupa cacing. Spesifikasi dari roda gigi dan cacingnya yaitu roda gigi
25 memiliki diameter dalam 45 mm dengan jumlah gigi 30 buah. Cacing
memiliki diameter dalam 10 mm dan jarak bagi 5 mm. 5.
Link Horizontal Struktur komponen penyusun link horizontal antara lain:
•
Kotak segiempat Kotak segiempat terdiri dari 4 plat alumunium yang tersusun
menjadi sebuah kotak. Kotak segiempat memiliki ukuran 180 mm x 125 mm x 66 mm. Plat alumunium yang digunakan mempunyai tebal
11 mm. Plat dikencangkan dengan menggunakan baut pengencang.
•
Slider Horizontal Slider
yang digunakan memiliki ukuran 936 mm x 20 mm x 16 mm.
6. Joint
Horizontal Struktur komponen penyusun manipulator horizontal antara lain:
•
Motor servo AC Motor servo AC yang digunakan adalah motor AC merk
Mitsubishi tipe HC-MFS13B dengan spesifikasi tegangan AC tiga phase
105 V, arus 0,3 A, daya output 100 W, dan putaran maksimum 3000 rpm. Motor servo AC ini sudah dilengkapi encoder dan brake
rem. Pengendalian motor servo AC digunakan amplifier tipe MR- J2S 10A.
Motor telah di lengkapi encoder dan brake rem. Encoder pada motor ini memiliki spesifikasi tegangan 5 volt dengan output
keluaran pulsa A dan pulsa B. Keluaran pada pulsa A menghasilkan 200 pulsa per satu putaran, sama halnya dengan keluaran pada pulsa B
juga menghasilkan 200 pulsa per satu putaran.
•
Rack-Pinion Rack-pinion
terdiri dari rack yaitu batang besi yang bergerigi dan pinion yaitu pasangan roda giginya. Rack berukuran panjang 100
cm, lebar 30 mm dan tebal 7 mm. Pinion mempunyai dimeter dalam 41 mm dan jumlah gigi sebanyak 19 buah. Tipe roda gigi yang
digunakan adalah tipe roda gigi lurus
26 7.
Sistem Kendali
•
Power supply Power supply
berfungsi memberikan catu daya bagi rangkaian- rangkaian elektronika penunjang dan motor-motor penggerak pada
manipulator . Unit ini berupa transformator dan jembatan dioda yang
berfungsi untuk merubah tegangan AC menjadi DC. Tegangan yang tersedia adalah 5 V, 12 V, 24 V, dan 64 V.
•
Rangkaian pengendali motor stepper Rangkaian ini berupa gerbang NAND IC 74LS10, rangkaian
switch transistor, dan limit switch untuk keamanan dan titik acuan.
Gambar rangkaian dapat dilihat pada Lampiran 4.
•
Rangkaian pengendali motor AC Rangkaian ini terdiri dari IC 555, gerbang NAND IC 74LS10,
rangkaian switch transistor, relay, dan limit switch. Unit ini terhubung dengan driver dari motor AC sebelum terhubung dengan motor AC.
Gambar rangkaian dapat dilihat pada Lampiran 5.
•
Rangkaian pengendali motor DC Rangkaian ini terdiri dari gerbang NAND IC 74LS10,
rangkaian switch transistor, relay ON-OFF motor dan rem, relay H- bridge
motor, dan limit switch. Gambar rangkaian dapat dilihat pada Lampiran 6.
•
Rangkaian penghitung pulsa encoder Rangkaian ini terdiri dari IC 4070 dan IC 74LS393. Rangkaian
ini menghitung pulsa encoder dari motor AC dan motor DC. Gambar rangkaian dapat dilihat pada Lampiran 7.
•
Rangkaian pembaca pulsa penghitung encoder Rangkaian ini terdiri dari IC 74LS138 dan IC74LS245.
Gambar rangkaian dapat dilihat pada Lampiran 8.
•
Rangkaian pengendali lama putaran motor DC Rangkaian ini terdiri dari IC 74LS138, IC 74LS373, IC
74LS688, IC 74LS10, dan IC 555. Gambar rangkaian dapat dilihat pada Lampiran 9.
27 8.
Interface Interface
terhubung pada slot ISA komputer dengan alamat 0X 300. Unit ini terdiri dari PPI 8255, buffer IC 74LS245, IC 74LS688
dengan saklar untuk keperluan pengalamatan. Untuk lebih jelasnya, lihat Lampiran 10.
9. Kontroller
Sebagai unit kontroler digunakan komputer jenis Pentium I yang dilengkapi dengan slot ISA untuk pemasangan sistem interface. Komputer
ini dilengkapi dengan program bahasa-C untuk pemrograman algoritma pengendalian dari manipulator.
D. ANALISIS TEKNIK
Kategori