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 0,10/pulsa
• 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
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 900.
4. JointVertikal
Struktur komponen penyusun jointvertikal 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
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 linkhorizontal 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. JointHorizontal
Struktur komponen penyusun manipulatorhorizontal 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
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.
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.