Selective Compliant Assembly Robot Arm
SCARA, Selective Compliant Assembly Robot Arm atau seringkali disebut juga dengan Selective Compliant Articulated Robot Arm. SCARA merupakan salah satu jenis aplikasi dunia Robotika, khususnya Robot Arm. Adalah robot yang digunakan di industri untuk Material Handling (Packaging, Assembly, dan Pick and Place).
Pada penelitian ini, SCARA yang dibuat mempunyai 3 DOF, 2R+1P. Motor DC internal gear digunakan sebagai aktuator untuk gerakan revoluted/rotasi, dan silinder pneumatik digunakan sebagai aktuator gerakan prismatik/linier. End-effector yang digunakan adalah suction cup dengan menggunakan vacuum ejector untuk mengangkat benda kerja.
Sistem yang digunakan adalah sistem closed loop, feedback dipakai untuk mengetahui posisi-posisi link dari set point yang telah ditentukan. Feedback/referensi posisi diperoleh dari sensor potensio.
Mikrokontroler PIC 16F877 digunakan untuk mengatur sistem closed loop, dan mengatur kendali proporsional, integral, dan derivatif (PID) yang diolah dari sensor potensio. Komputer (PC) digunakan sebagai pusat kontrol untuk memberikan inputan, komunikasi, perintah dan database.
Hardware SCARA dapat dibagi menjadi 2 bagian berikut, yaitu :
a. Mekanik dan Aktuator
i. Link 1
- Dimensi :
· P : 150mm (dari center joint base sampai dengan center link ke-2)
· L : 50mm
· T : 20mm
- Bahan : Alumunium
- Poros : D15mm untuk motor 1
ii. Link 2
- Dimensi :
· P : 100mm (dari center joint ke-2 sampai dengan center silinder)
· L : 50mm
· T : 13mm
- Bahan : Alumunium
- Poros : D10mm untuk motor 2
iii. Silinder Pneumatik
- Series : SMC CDJ2B16-75-B
iv. Vacuum Pneumatik
- Series : SMC CDJ2B16-75-B
b. Elektronik
Rangkaian-rangkaian yang digunakan dalam SCARA adalah sebagai berikut :
1. Rangkaian Voltage Follower OPAMP
Digunakan sebagai buffer inputan dari potensio untuk mengatur konstanta PID, output opamp diolah oleh PIC. Opamp yang digunakan adalah LM 358.
Gambar 2. Rangkaian Voltage Follower OPAMP
2. Rangkaian Non-Inverting Amplifier OPAMP
Digunakan untuk memperbesar range tegangan sensor potensio. Range tegangan sensor potensio adalah 0,35 volt, sehingga resolusi yang dibaca oleh PIC juga kecil. Gain/penguatan yang digunakan sebesar 4 x.
Opamp yang digunakan adalah LM 358, dengan output maksimal 3,5 volt pada power supply 5 volt. Sedangkan sensor potensio yang digunakan adalah sensor potensio kawat lilit (wirewound potensio)
Gambar 3. Rangkaian Non-Inverting Amplifier OPAMP
3. Rangkaian Minumum System
Digunakan untuk komunikasi serial antara PC dengan PIC 16F877 lewat RS 232, dan juga digunakan sebagai input-output dan pemrograman SCARA robot. Power Supply yang digunakan sebesar 5 Volt, 1 Ampere.
Schematic rangkaian terlampir sebagai lampiran 2, gambar 1
4. Rangkaian H-Bridge MOSFET
Digunakan untuk mendrive motor DC. Motor DC yang digunakan adalah motor DC internal gear, sehingga rpm-nya rendah. MOSFET yang digunakan adalah RFP 50N06, rangkaian ini juga dilengkapi dengan optocoupler PC 817 untuk memberikan output ke MOSFET dari inputan PIC 16F877.
5. Rangkaian Power Supply
Rangkaian ini digunakan sebagai rangkaian catu daya untuk semua rangkaian yang ada. Terdiri dari catu daya tegangan 5V, 12V, dan 24V.
Gambar 2. Rangkaian Catu Daya
6. Rangkaian Opto H-Bridge Mosfet
Rangkaian ini digunakan sebagai rangkaian driver untuk motor, baik motor link 1 maupun motor link 2. Komponen utama yang digunakan adalah opto isolator, dan IRFz44n.
7. Rangkaian Optoisolator Mosfet
Rangkaian ini digunakan sebagai rangkaian driver untuk mengaktifkan solenoid agar dapat mengaktifkan komponen pneumatik (silinder dan vacuum.
2. Kontrol dan Program
a. Visual Basic Program
- Program utama pada visual basic adalah simulasi, dan download posisi to PIC. Rutin simulasi digunakan untuk mensimulasikan robot dari posisi-posisi aktuator yang telah disimpan pada database microsoft access. Download posisi to PIC digunakan untuk mengirimkan data-data yang disimpan di database ke PIC 16F877, data posisi tersebut disimpan pada EEROM PIC 16F877. Maskimal posisi yang bisa disimpan pada EEPROM PIC sebanyak 50 posisi.
- Digunakan untuk memberi masukan kepada robot berupa Konstanta Proporsional, Konstanta Integral, dan Konstanta Derivatif, set point posisi link 1, link2 (dalam bentuk sudut), kondisi silinder (minimal atau maksimal), kondisi vacuum (ON atau OFF).
b. PIC 16F877
- Input-Output yang digunakan oelh PIC 16F877 adalah sebagai berikut :
| INPUT | | OUTPUT | ||
| variable/nama | alamat | | variable/nama | alamat |
| Konst. Int | PortA.0 | | Direction Mtr1+ | PortC.0 |
| Konst. Prop | PortA.1 | | PWM mtr 1 | PortC.1 |
| SetPoint1 | PortA.2 | | PWM mtr 2 | PortC.2 |
| SetPoint2 | PortA.3 | | Direction Mtr1- | PortC.3 |
| | PortA.4 | | Direction Mtr2+ | PortC.4 |
| | PortA.5 | | Direction Mtr2- | PortC.5 |
| Konst.Der | PortE.0 | | | |
| Sensor1 | PortE.1 | | | |
| Sensor2 | PortE.2 | | | |
- Jika setpoint posisi sudah disimpan pada EEPROM PIC16F877, maka SCARA dapat dijalankan tanpa terhubung dengan port serial komputer.
SCARA Video :
file:///K:/burning_TA/video/11_07_2009.MOV
