Pelajaran 1: Mengapa Menggunakan Pneumatik?

Sel kerja yang efisien perlu mampu mengendalikan aliran suatu objek melalui sel kerja, dari titik masuknya ke tujuan yang dikehendaki. Ini mungkin memerlukan pemindahan beberapa objek ke arah yang berbeda. Ada banyak cara untuk mengarahkan pergerakan objek dalam ruang kerja, termasuk sistem pneumatik. Pneumatik menggunakan udara bertekanan sebagai tenaga untuk menciptakan gerakan.

Dalam Pelajaran ini, Anda akan belajar tentang:

Berbagai solusi mekanis untuk mengendalikan aliran objek di ruang kerja
Perbedaan antara gerakan linier dan rotasi
Keuntungan sistem pneumatik dalam lingkungan industri
Aplikasi industri pneumatik

Dalam video di bawah, komponen pneumatik pada jalur perakitan menyusun bagian-bagian suatu produk.

Mengontrol Aliran Material dalam Sel Kerja

Pada Unit sebelumnya, Anda memindahkan suatu objek melalui ruang kerja menggunakan konveyor. Anda menemukan cara mengoptimalkan proses dengan menggerakkan konveyor secara lebih efisien. Ini adalah metode yang berhasil untuk memindahkan satu objek ke satu lokasi. Akan tetapi, bagaimana cara kerjanya untuk memindahkan banyak objek dalam sistem? Bagaimana jika objek-objek tersebut perlu dipindahkan ke lokasi berbeda? Anda perlu dapat mengontrol bagaimana objek memasuki sistem konveyor, untuk memastikan bahwa material masuk dengan kecepatan yang tepat. Anda juga harus dapat mengalihkan objek untuk mengirimnya ke arah yang berbeda. Ini akan memerlukan sistem lain untuk bekerja bersama dengan konveyor. CTE Workcell Base, seperti yang digunakan pada unit sebelumnya.

Mari kita bayangkan sebuah pabrik yang menggunakan sel kerja untuk mengemas dan memilah bahan untuk pengiriman. Objek yang berbeda bergerak sepanjang konveyor, dan perlu diarahkan ke lokasi yang berbeda. Bahan-bahan tersebut pertama-tama perlu masuk ke sistem dengan cara yang memungkinkannya disortir dengan sukses. Mereka kemudian perlu dialihkan secara efektif ke jalur yang berbeda. Ada sejumlah solusi mekanis berbeda yang dapat membantu mengendalikan aliran material. Mekanisme pneumatik dalam pengaturan pabrik mencengkeram baterai pada jalur perakitan.

Menggunakan Beberapa Lengan Robot

Sebelumnya, Anda telah menggunakan Lengan Robot 6-Sumbu untuk mengambil dan meletakkan benda ke palet. Lengan robot dapat menggerakkan objek berulang kali, sehingga dapat berguna untuk mengambil objek dan meletakkannya ke dalam sistem konveyor. Lengan robot juga dapat mengambil objek dari posisi tertentu dan memindahkannya ke konveyor lain. Namun, itu berarti Anda akan memerlukan lengan robot di setiap titik masuk dan keluar yang memungkinkan di ruang kerja. Meskipun hal ini mungkin efektif, namun juga sangat mahal dan berpotensi berbahaya. Penggunaan banyak lengan robot akan memerlukan penempatan sejumlah besar peralatan ke dalam ruang yang kecil, yang dapat menciptakan lingkungan yang tidak aman.

Ada juga pertanyaan apakah lengan robot merupakan alat yang tepat untuk tugas ini. Lengan robotik mampu bergerak dalam berbagai cara, yang membuatnya serba guna dan mudah digunakan untuk tugas mengambil dan meletakkan. Namun, situasi seperti memindahkan objek ke dalam dan ke luar konveyor, atau menempatkan objek ke dalam paket, sering kali mengulang gerakan sederhana dan tidak memerlukan lengan robot yang sepenuhnya terartikulasi agar dapat diselesaikan secara efektif. Saat memikirkan cara mengendalikan aliran material dalam ruang kerja, penting untuk mempertimbangkan jenis pergerakan yang diperlukan di setiap titik masuk atau keluar.

Gerakan Linier vs. Gerakan Rotasi

Tugas berulang seperti mengalihkan paket dari satu konveyor ke konveyor lain, sering kali melibatkan gerakan sederhana, seperti bergerak ke atas dan ke bawah, maju dan mundur, atau memutar sejumlah tertentu. Mengetahui jenis gerakan yang diperlukan untuk menyelesaikan tugas dapat membantu Anda memilih solusi yang tepat. Mari kita pikirkan lebih dalam tentang kedua jenis gerak ini.

Gerak Linearadalah gerak pada garis lurus, sepanjang satu sumbu.

Ada banyak mekanisme sehari-hari yang menggunakan gerakan linear seperti lift, yang bergerak secara vertikal sepanjang poros lift; atau pintu geser yang terbuka dan tertutup dengan bergerak secara horizontal sepanjang rel.

Dalam manufaktur, silinder pneumatik, seperti yang ditunjukkan di sini, digunakan untuk memindahkan material dalam garis lurus. Silinder pneumatik dapat digunakan untuk mendorong barang ke sabuk konveyor, menaikkan atau menurunkan mekanisme, atau memposisikan suatu objek. Anda akan mempelajari lebih lanjut tentang silinder pneumatik dalam Pelajaran berikutnya.

Dalam video di sebelah kiri, Silinder Pneumatik VEX diperlihatkan mengembang saat tekanan udara memasuki silinder, dan menyusut saat meninggalkan silinder.

Gerak Rotasiadalah gerak mengelilingi sumbu pusat. Dengan gerak rotasi, suatu benda berputar atau berotasi dalam lingkaran di sekitar sumbunya.

Ada banyak mekanisme sehari-hari yang menggunakan gerakan rotasi seperti roda mobil, yang berputar di sekitar porosnya untuk mendorong kendaraan maju atau mundur; atau pintu putar yang berputar di sekitar poros tengah untuk memindahkan orang ke dalam atau ke luar gedung.

Dalam manufaktur, motor menyediakan gerakan rotasi untuk memutar, memposisikan, atau mengoperasikan mekanisme. Ini dapat digunakan untuk memutar konveyor, atau memanipulasi alat untuk merakit produk.

Dalam video di sebelah kiri, sebuah roda berputar pada porosnya yang menggambarkan gerakan rotasi.

Menggunakan Beberapa Motor

Ketika memikirkan cara menggerakkan objek hanya dengan satu jenis gerakan, motor tampaknya bisa menjadi solusi yang layak. Pada CTE Workcell Anda, motor berputar, menggunakan gerakan rotasi untuk menggerakkan konveyor. Mari kita pikirkan apakah menambahkan lebih banyak motor dapat membantu tugas mengendalikan masuk atau keluarnya objek pada konveyor.

Untuk menyebabkan suatu objek bergerak dari satu konveyor ke konveyor lainnya, motor dapat digunakan untuk memanipulasi pengalih dengan memutarnya untuk membuka atau memblokir jalur. Mirip dengan bagaimana lengan gerbang berputar untuk bergerak ke atas dan ke bawah untuk menghalangi mobil atau membuka gerbang untuk mengendalikan arus lalu lintas di jalan raya, motor dapat digunakan untuk menggerakkan pengalih dengan cara yang sama. Gerbang parkir di pintu masuk gedung.

Meskipun ini dapat menyelesaikan tugas, motor memakan banyak ruang. Membangun ruang untuk motor tambahan dapat menghalangi konveyor dan komponen lain di ruang kerja, yang lagi-lagi menciptakan lingkungan kerja yang berpotensi membahayakan. Jika motor diberi jarak yang jauh, mungkin diperlukan ruang yang lebih besar untuk sel kerja dan menjadi mahal. Jika pengalih hanya perlu dinaikkan atau diturunkan dalam garis lurus, solusi yang menggunakan gerakan linier mungkin lebih cocok.

Sistem Fluida

Sistem fluida menggunakan fluida (cairan atau gas) untuk melakukan kerja. Sistem fluida secara umum dikategorikan menjadi dua jenis utama: hidrolika dan pneumatik. Sistem ini memanfaatkan prinsip dinamika dan mekanika fluida untuk menggerakkan, mengendalikan, dan memanipulasi fluida guna menciptakan energi mekanik. Hidrolika dan pneumatik menciptakan gerakan linear dengan menggunakan fluida bertekanan (cairan dalam hidrolika, gas dalam pneumatik) untuk menggerakkan piston di dalam silinder. Gerakan ini dikontrol oleh katup yang mengarahkan aliran fluida, memungkinkan gerakan linear yang tepat dan kuat. Alat pneumatik pada jalur perakitan pabrik.

Hidraulik unggul dalam skenario kontrol yang presisi dan berkekuatan tinggi, menjadikannya sangat diperlukan dalam mesin berat dan aplikasi industri. Mereka sering digunakan pada peralatan konstruksi berat seperti ekskavator, buldoser, dan backhoe untuk mengoperasikan lengan, bucket, dan perlengkapannya. Kemampuan sistem hidrolik terhadap tekanan tinggi membuatnya ideal untuk mengangkat dan memindahkan beban besar, dan untuk mengangkut material berat, seperti dalam penuangan dan pencampuran beton.

Pneumatik, di sisi lain, ideal untuk operasi yang cepat, aman, dan hemat biaya dalam manufaktur dan aplikasi sehari-hari. Mereka digunakan dalam segala hal, mulai dari kursi dokter gigi dan rem udara truk hingga jalur pengemasan dan peralatan lain di pabrik otomatis. Sistem pneumatik ideal untuk peralatan ringan seperti jackhammer, alat tembak paku, dan bor. Sifat bertenaga udara pada banyak peralatan pneumatik membuatnya portabel dan lebih mudah dioperasikan.

Perbedaan Utama Antara Hidrolika dan Pneumatik

Hidrolika	Pneumatik
Menggunakan cairan sebagai medianya (minyak, cairan berbasis air)	Menggunakan gas sebagai media (udara, nitrogen)
Beroperasi pada tekanan yang lebih tinggi, memberikan kekuatan yang lebih besar	Dioperasikan pada tekanan yang lebih rendah, memberikan gaya yang lebih kecil
Memberikan kontrol yang tepat untuk aplikasi tugas berat	Digunakan untuk tugas yang lebih sederhana dan ringan yang membutuhkan gerakan cepat
Memerlukan perawatan yang cermat untuk mencegah kebocoran dan kontaminasi	Bersih dan aman, menggunakan udara yang melimpah dan tidak berbahaya
Lebih mahal karena biaya komponen dan cairan yang lebih tinggi	Lebih hemat biaya dan lebih mudah dirawat

Dalam memilih antara sistem hidrolik atau pneumatik, penting untuk mempertimbangkan ukuran dan skala tugas. Hidrolika dirancang untuk objek berskala lebih besar dan lebih berat yang memerlukan banyak tenaga untuk memanipulasinya. Untuk tugas yang lebih kecil, lebih cepat, dan berulang, seperti memindahkan pengalih atau mendorong objek ke sabuk konveyor, pneumatik merupakan solusi yang efektif dan efisien.

Keuntungan Sistem Pneumatik

Sepanjang Unit ini Anda akan mempelajari tentang komponen sistem pneumatik dan cara kerjanya untuk menciptakan gerakan. Sebelum menyelami apa yang membuat sistem berfungsi, mari kita lihat mengapa sistem pneumatik menguntungkan dalam banyak situasi. Ada banyak alasan mengapa pneumatik banyak digunakan dalam otomasi industri dan pabrik.

Efisiensi dan Kecepatan
- Sistem pneumatik dapat mencapai pergerakan cepat karena aliran udara terkompresi berkecepatan tinggi, yang membuatnya cocok untuk tugas yang memerlukan tindakan cepat dan berulang. Hal ini berkontribusi pada produktivitas yang lebih tinggi dalam proses manufaktur, karena lebih banyak material dapat dimanipulasi dalam waktu yang lebih singkat.
Kesederhanaan dan Keandalan
- Sistem pneumatik memiliki lebih sedikit bagian yang bergerak dibandingkan dengan sistem kelistrikan lainnya, yang membuatnya lebih mudah dirancang, dirawat, dan diperbaiki. Hal ini juga memungkinkan pneumatik menjadi lebih andal dari waktu ke waktu, dan memerlukan lebih sedikit waktu henti karena pemeliharaan selama masa pakai peralatan.
Efektivitas Biaya
- Komponen dan sistem pneumatik cenderung lebih murah daripada sistem hidrolik atau listrik, baik dari segi biaya awal maupun biaya operasional berkelanjutan.
Keamanan
- Karena sistem pneumatik menggunakan udara, sistem ini merupakan alternatif yang lebih aman dibandingkan sistem lain, seperti hidrolika, karena udara dapat dibuang dengan aman dan tidak menimbulkan risiko kontaminasi atau kebakaran di lingkungan berbahaya.
Kekuatan dan Fleksibilitas
- Pneumatik dapat menghasilkan sejumlah besar gaya relatif terhadap ukuran dan beratnya, menjadikannya serbaguna, dan dapat diskalakan agar sesuai dengan berbagai aplikasi dan tugas dengan mudah.
Manfaat Lingkungan
- Sistem pneumatik menggunakan udara sebagai media, yang mudah didapat dan tidak mencemari lingkungan. Hal ini khususnya bermanfaat dalam industri seperti makanan dan farmasi, di mana lingkungan yang bersih menjadi kuncinya.

Aplikasi Industri Pneumatik

Kemampuan untuk memanipulasi material dengan mekanisme yang melakukan gerakan berulang, cepat, tepat dengan cara yang hemat biaya, aman, dan ramah lingkungan telah menjadikan pneumatik sebagai andalan dalam manufaktur dan otomasi industri. Sistem pneumatik digunakan untuk melakukan banyak hal, termasuk:

Penanganan Material- pneumatik digunakan bersama dengan sistem lain di ruang kerja, seperti konveyor, untuk mengalihkan objek dan mengendalikan aliran material.
Penjepitan dan Penahan- klem dan penjepit pneumatik dapat menahan komponen dengan aman pada tempatnya selama proses pemesinan atau perakitan.
Pengemasan- sistem pneumatik digunakan dalam mesin pengemasan untuk menyegel, memotong, dan memberi label produk dengan cepat dan efisien.
Operasi Perkakas- perkakas pneumatik, seperti bor, gerinda, dan kunci pas, sering digunakan dalam jalur perakitan karena keandalan dan kemudahan penggunaannya.

Pneumatik merupakan landasan otomasi industri dan berkontribusi terhadap efisiensi dan efektivitas proses manufaktur modern. Tonton video di bawah untuk melihat pneumatik yang digunakan dalam otomasi industri.

Periksa Pemahaman Anda

Sebelum memulai Pelajaran berikutnya, pastikan Anda memahami konsep dalam Pelajaran ini dengan menjawab pertanyaan dalam dokumen di bawah ini di buku catatan teknik Anda.

Pertanyaan Periksa Pemahaman Anda > (Google Doc / .docx / .pdf)

PilihBerikutnya > untuk melanjutkan ke Pelajaran berikutnya untuk mempelajari tentang komponen sistem pneumatik.

< Kembali Kembali ke Unit Berikutnya >