Merevolusi Pengamplasan &Pemolesan Robot:Teknologi Abrasi Material Penginderaan Kekuatan untuk Presisi

Tanpa teknologi penginderaan gaya, aplikasi pemolesan dan pengamplasan tidak dapat dikembangkan. (Gambar:Fleksibel)

Lanskap manufaktur sedang mengalami transformasi, didorong oleh kebutuhan akan teknologi inovatif, efisien, dan tepat yang dapat secara efektif menggantikan tenaga kerja manual yang mahal. Artikel ini membahas kemajuan dalam teknologi abrasi material Flexiv, yang secara khusus berfokus pada aplikasi pengamplasan dan pemolesan serta kegunaan teknologi kontrol gaya.

Pahlawan Tak Terlihat:Sensor Gaya yang Tepat dan Tahan Lama

Salah satu fitur khas yang memberdayakan proses abrasi material otomatis adalah sensor gaya. Biasanya diintegrasikan ke dalam alat pengamplasan ujung lengan pada robot kolaboratif tradisional, alat ini memberi robot kemampuan untuk merasakan permukaan yang berinteraksi dengannya dan menyesuaikan gaya yang berdampak pada benda kerja.

Robot adaptif menggunakan teknologi dasar yang sama, namun alih-alih hanya menggunakan sensor gaya di ujung lengan, mereka menggunakan sensor torsi presisi yang tertanam di masing-masing tujuh derajat kebebasan robot adaptif, bersama dengan sensor gaya di ujung lengan. Konfigurasi ini memungkinkan pemrosesan data gaya dari beberapa input, sehingga menawarkan pemahaman yang lebih detail dan berbeda tentang bagaimana perkakas end-of-arm berinteraksi dengan benda kerja.

Hal ini hanya mungkin terjadi berkat pengembangan teknologi penginderaan perpindahan eksklusif yang memberikan dua keuntungan penting bagi operator robot adaptif:

• Stabilitas dan Akurasi:Ketahanan terhadap penyimpangan termal memberikan peningkatan presisi.

• Daya Tahan:Dirancang untuk mengakomodasi jutaan siklus kelebihan beban, sensornya siap digunakan di industri.

Dibandingkan dengan transduser pengukur regangan konvensional, karakteristik penting ini memastikan kinerja yang andal, bahkan ketika dihadapkan pada fluktuasi kontraksi dan ekspansi termal yang sulit diakomodasi oleh pengukur tradisional.

Tanpa teknologi penginderaan gaya, aplikasi pemolesan dan pengamplasan tidak dapat dikembangkan. Mengetahui seberapa besar gaya yang diterapkan pada suatu benda sangatlah penting, begitu juga dengan mengakomodasi variasi permukaan cekung dan cembung.

Fleksibilitas yang Dilepaskan:Desain Tujuh Sambungan

Dengan kontrol gaya langsung, tidak perlu memasang perangkat kepatuhan pasif atau aktif tambahan antara flensa robot dan sander/penggiling. Hal ini menjadikan seluruh solusi pengamplasan lebih ringan, lebih andal, lebih ringkas, dan hemat biaya. (Gambar:Fleksibel)

Robot harus fleksibel dan mudah beradaptasi seperti manusia untuk menggantikan pekerjaan manual secara efektif. Lengan manusia merupakan keajaiban evolusi dengan tujuh titik artikulasi, dan itulah sebabnya robot adaptif biasanya memiliki tujuh derajat kebebasan (DOF). Jika dibandingkan dengan enam DOF robot kolaboratif tradisional, dimensi pergerakan ekstra ini memberikan peningkatan fleksibilitas dan kemampuan manuver dalam lingkungan operasional yang kompleks.

Dengan setiap sambungan dilengkapi sensor torsinya sendiri, robot diberikan kontrol yang tepat atas setiap DOF, sehingga meningkatkan keakuratan pengoperasiannya secara keseluruhan. Ketepatan ini sangat penting, terutama dalam aplikasi seperti pengamplasan.

Kinerja pengendalian gaya juga dapat ditingkatkan lebih lanjut melalui optimalisasi konfigurasi sambungan. Dengan bantuan DOF ekstra, robot dapat menggunakan konfigurasi 'sambungan' paling efisien untuk mencapai respons dan akurasi kontrol gaya terbaik.

Untuk mengilustrasikan pentingnya artikulasi dan kepekaan, bayangkan mengampelas sepotong kayu dengan tangan; gerakan terkoordinasi pada pergelangan tangan, siku, dan bahu Anda, serta umpan balik sentuhan Anda, sangat penting dalam proses pengamplasan. Jika Anda mencoba mengampelas dengan sarung tangan tebal atau dengan siku yang tidak bisa bergerak, tugas tersebut akan menjadi sangat sulit dan memakan waktu.

Kepatuhan segala arah juga penting, terutama dengan peralatan seperti belt sander tempat robot memegang benda kerja padanya. Untuk menjaga kontak terus menerus antara benda kerja dan belt sander, robot harus terus-menerus mengubah arah gaya selama proses abrasif. (Gambar:Fleksibel)

Intinya, dengan memasukkan tingkat kebebasan ketujuh ke dalam tugas abrasi material, prosesnya menjadi tidak hanya lebih mudah untuk disesuaikan tetapi juga lebih efisien secara kinematis, dengan tingkat presisi yang meningkat.

Merevolusi Presisi dengan Kontrol Kekuatan Langsung

Inti dari proses abrasi material adalah penerapan kontrol gaya langsung. Metode ini secara instan mengubah perintah gaya menjadi perintah torsi gabungan, sehingga menghasilkan waktu respons yang jauh lebih cepat terhadap perubahan gaya. Metode ini menggantikan kontrol gaya tidak langsung yang sering digunakan oleh robot kolaboratif, di mana gaya diubah menjadi perintah kecepatan gabungan dan selanjutnya menjadi perintah torsi atau arus gabungan.

Dengan melewatkan langkah-langkah perantara ini, robot adaptif dapat secara signifikan mengurangi kekakuan pada arah gaya, sehingga meningkatkan akurasi kontrol gaya secara signifikan. Peningkatan ini sangat penting dalam tugas pengamplasan dan pemolesan halus, dimana menjaga kontrol gaya yang cermat sangat penting untuk mencapai hasil akhir permukaan yang unggul.

Dengan kontrol gaya langsung, tidak perlu memasang perangkat kepatuhan pasif atau aktif tambahan antara flensa robot dan sander/penggiling. Hal ini menjadikan seluruh solusi pengamplasan lebih ringan, lebih andal, lebih kompak, dan hemat biaya.

Keuntungan Kepatuhan Segala Arah

Kepatuhan segala arah melengkapi robot adaptif dengan kemampuan mengendalikan kekuatan ke segala arah dalam ruang Cartesian. Hal ini merupakan peningkatan dibandingkan solusi tradisional yang hanya dapat mengelola gaya dalam arah aksial atau radial.

Solusi robotik tradisional terbatas dalam hal ini karena ketergantungan mereka pada perangkat kepatuhan. Keterbatasan desain yang melekat membatasi mereka untuk menghasilkan gerakan linier atau rotasi sepanjang atau di sekitar sumbu tertentu. Meskipun teknologi tradisional ini masih dapat digunakan untuk tugas-tugas abrasif dasar, kontrol gaya multi-arah sering kali diperlukan dalam manufaktur di dunia nyata.

Kepatuhan segala arah sangat penting untuk tugas abrasi material rumit yang memerlukan kontrol gaya simultan dalam berbagai arah. Jika kita membayangkan robot mengampelas suatu benda dengan lekukan yang rumit dan permukaan yang tidak rata, pasti ada lebih dari sekedar kendali gaya aksial atau radial. Bentuk kompleks memerlukan ketangkasan dalam pengendalian gaya ke segala arah dalam ruang Cartesian tiga dimensi.

Robot yang dilengkapi dengan kepatuhan omnidireksional ini dapat secara tepat menentukan adaptasi gaya dalam kerangka Titik Pusat Alat (TCP) mana pun. Kemampuan ini memungkinkan penyesuaian dinamis terhadap gaya yang diberikan, relatif terhadap efektor akhir robot, sehingga meningkatkan keserbagunaan dalam tugas-tugas kompleks.

Pengurangan getaran sangat penting untuk tugas abrasi material. Getaran berlebih dapat merusak benda kerja dan secara signifikan memperpendek umur operasional sistem mekanis, terutama pada aplikasi dengan getaran tinggi seperti penggilingan. (Gambar:Fleksibel)

Kepatuhan segala arah juga penting, terutama dengan peralatan seperti belt sander tempat robot memegang benda kerja padanya. Untuk menjaga kontak terus menerus antara benda kerja dan belt sander, robot harus terus-menerus mengubah arah gaya selama proses abrasif. Untuk mencapai hal ini, TCP eksternal dapat diatur sehubungan dengan sander, sehingga menghasilkan arah kepatuhan yang konsisten, bahkan saat pose robot berubah selama pengoperasian.

Kepatuhan segala arah adalah alat canggih yang memperluas jangkauan tugas abrasi material yang dapat dilakukan robot. Integrasi kontrol gaya tingkat lanjut dengan kepatuhan omnidireksional tidak hanya meningkatkan fleksibilitas namun juga menyederhanakan proses kalibrasi dan penyempurnaan, sehingga mengurangi waktu dan upaya yang diperlukan selama penerapan dan penyempurnaan.

Sudut Kontak dan Mengikuti Kontur

Sudut kontak yang dapat diprogram memungkinkan operator menentukan gaya rata-rata yang diberikan pada suatu permukaan secara langsung, suatu peningkatan dibandingkan metode konvensional di mana sudut kontak mempengaruhi gaya. Hal ini memiliki implikasi yang signifikan terhadap tugas penggilingan industri, sehingga operator dapat memvariasikan sudut kontak di sepanjang jalur penggilingan tanpa mengubah pengaturan kontrol gaya, sehingga menjaga tekanan tetap konsisten.

Mengikuti kontur, sebuah kemajuan lain yang memanfaatkan kepatuhan segala arah, berbeda dengan sistem tradisional yang kesulitan mempertahankan kekuatan konstan terhadap bentuk yang tidak beraturan. Pelacakan kontur memungkinkan penyesuaian otomatis real-time terhadap arah gaya, memastikan pengerahan tenaga yang konsisten, terlepas dari kontur permukaan atau pergerakan robot.

Fitur ganda ini meningkatkan kualitas keluaran tugas abrasi material dan mengurangi waktu yang diperlukan untuk penyetelan lintasan. Sederhananya, sudut kontak dan mengikuti kontur dapat mengurangi waktu penerapan dari hitungan jam menjadi menit. Hal ini memfasilitasi proses penerapan dan meminimalkan kebutuhan akan penyesuaian terus-menerus, sehingga benda kerja dapat diselesaikan lebih cepat dan dengan standar yang lebih tinggi dari sebelumnya.

Peningkatan Daya Tahan dengan Pengurangan Getaran

Pengurangan getaran sangat penting untuk tugas abrasi material. Getaran berlebih dapat merusak benda kerja dan secara signifikan memperpendek umur operasional sistem mekanis, terutama pada aplikasi dengan getaran tinggi seperti penggilingan.

Flexiv mengatasi masalah ini dengan mengurangi getaran sekitar 25-50 persen melalui kontrol torsi sambungan. Hal ini tidak hanya memperpanjang umur operasional peralatan yang digunakan robot tetapi juga meningkatkan kualitas benda kerja secara keseluruhan dengan menghilangkan ’pusaran dan pusaran’ pada permukaan yang dapat disebabkan oleh getaran selama proses pemindahan material.

Pandangan Masa Depan

Bidang robotika berkembang pesat, dan perkembangan terkini dalam robotika adaptif telah memungkinkan terciptanya solusi inovatif yang tidak mungkin dilakukan dengan teknologi robot kolaboratif tradisional.

Abrasi material robot masih menghadirkan tantangan berat; namun, kontrol gaya langsung, kepatuhan segala arah, dan pengurangan getaran menjadikan solusi efektif menjadi layak dan praktis.

Mampu merasakan dengan lebih presisi daripada sebelumnya akan membuka serangkaian kemungkinan otomatisasi baru. Jika kami menggabungkan hal ini dengan platform seperti sistem kecerdasan buatan NOEMA, praktis tidak ada batasan mengenai proses apa yang dapat diotomatisasi.

Otomatisasi abrasi material berkembang seiring dengan kemajuan dalam solusi perangkat keras dan perangkat lunak cerdas, menandai pergeseran dari pendekatan tradisional padat karya dan metode pelaksanaan yang umum dilakukan beberapa tahun lalu.

Di masa depan, abrasi material otomatis akan menjadi hal yang lumrah seperti aplikasi pengikat sekrup otomatis atau pengambilan dan penempatan.

Artikel ini ditulis oleh Ran Xu, Manajer Teknik Robotika, Flexiv Robotics (Santa Clara, CA). Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi di sini  .