Pelajaran 1: Mengapa Menggunakan Pneumatik?

Suatu workcell yang efisien harus mampu mengontrol aliran suatu objek melalui workcell tersebut, dari titik masuknya hingga tujuan yang diinginkan. Hal ini mungkin memerlukan pemindahan beberapa objek ke arah yang berbeda. Ada banyak cara untuk mengarahkan pergerakan objek di dalam ruang kerja, termasuk sistem pneumatik. Sistem pneumatik menggunakan udara bertekanan sebagai tenaga untuk menciptakan gerakan.

Dalam pelajaran ini, Anda akan mempelajari tentang:

Berbagai solusi mekanis untuk mengendalikan aliran objek dalam suatu ruang kerja.
Perbedaan antara gerakan linier dan gerakan rotasional
Keunggulan sistem pneumatik dalam lingkungan industri
Aplikasi industri pneumatik

Dalam video di bawah ini, komponen pneumatik pada jalur perakitan membentuk bagian-bagian dari suatu produk.

Mengontrol Aliran Material di dalam Sel Kerja

Pada Unit sebelumnya, Anda telah memindahkan sebuah objek melalui area kerja menggunakan konveyor. Anda menemukan cara untuk mengoptimalkan proses dengan menggerakkan konveyor secara lebih efisien. Ini adalah metode yang berhasil untuk memindahkan satu objek ke satu lokasi. Namun, bagaimana cara kerjanya untuk memindahkan beberapa objek dalam sistem? Bagaimana jika objek-objek tersebut perlu dipindahkan ke lokasi yang berbeda? Anda perlu dapat mengontrol bagaimana objek memasuki sistem konveyor, untuk memastikan bahwa material masuk dengan kecepatan yang sesuai. Anda juga perlu dapat mengalihkan objek untuk mengirimkannya ke arah yang berbeda. Hal ini akan membutuhkan sistem lain untuk bekerja bersamaan dengan konveyor. Basis Workcell CTE, seperti yang digunakan pada unit sebelumnya.

Mari kita bayangkan sebuah pabrik di mana sebuah sel kerja digunakan untuk mengemas dan memilah material untuk pengiriman. Berbagai objek bergerak di sepanjang konveyor, dan perlu diarahkan ke lokasi yang berbeda. Bahan-bahan tersebut pertama-tama perlu dimasukkan ke dalam sistem dengan cara yang memungkinkan agar dapat dipilah dengan sukses. Mereka kemudian perlu dialihkan secara efektif melalui jalur yang berbeda. Terdapat sejumlah solusi mekanis berbeda yang dapat membantu mengendalikan aliran material. Sebuah mekanisme pneumatik di lingkungan pabrik mencengkeram baterai pada jalur perakitan.

Menggunakan Beberapa Lengan Robot

Sebelumnya, Anda telah menggunakan Lengan Robot 6-Axis untuk mengambil dan menempatkan objek ke atas palet. Lengan robot dapat memindahkan objek berulang kali, sehingga dapat berguna untuk mengambil objek dan menempatkannya ke dalam sistem konveyor. Lengan robot juga dapat mengambil suatu objek dari posisi tertentu dan memindahkannya ke konveyor yang berbeda. Namun, itu berarti Anda memerlukan lengan robot di setiap titik masuk dan keluar yang memungkinkan di dalam area kerja. Meskipun hal ini bisa efektif, namun juga sangat mahal dan berpotensi berbahaya. Penggunaan banyak lengan robot akan membutuhkan 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 robot mampu bergerak dengan berbagai cara, yang membuatnya serbaguna dan mudah digunakan untuk tugas pengambilan dan penempatan. Namun, situasi seperti memindahkan objek ke dan dari konveyor, atau menempatkan objek ke dalam kemasan, sering kali mengulang gerakan sederhana dan tidak memerlukan lengan robot yang sepenuhnya artikulasi untuk diselesaikan secara efektif. Saat memikirkan cara mengendalikan aliran material di dalam suatu area kerja, penting untuk mempertimbangkan jenis pergerakan yang dibutuhkan di setiap titik masuk atau keluar.

Gerakan Linier vs. Gerakan Rotasi

Tugas berulang seperti memindahkan paket dari satu konveyor ke konveyor lain, seringkali melibatkan gerakan sederhana, seperti bergerak naik turun, maju mundur, atau berputar dalam jumlah tertentu. Mengetahui jenis gerakan yang dibutuhkan untuk menyelesaikan suatu tugas dapat membantu Anda memilih solusi yang tepat. Mari kita pikirkan lebih lanjut tentang dua jenis gerakan ini.

Gerak Linieradalah gerakan dalam garis lurus, sepanjang satu sumbu.

Terdapat banyak mekanisme sehari-hari yang menggunakan gerakan linier, seperti lift yang bergerak vertikal di sepanjang poros lift; atau pintu geser yang membuka dan menutup dengan bergerak horizontal di sepanjang rel.

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

Dalam video di sebelah kiri, Silinder Pneumatik VEX ditunjukkan memanjang saat tekanan udara masuk ke dalam silinder, dan menyusut saat tekanan udara keluar dari silinder.

Gerak Rotasiadalah gerakan mengelilingi sumbu pusat. Pada gerak rotasi, suatu objek berputar atau berotasi dalam lingkaran di sekitar sumbunya.

Terdapat 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 sumbu tengah untuk memindahkan orang masuk atau keluar dari sebuah bangunan.

Dalam bidang manufaktur, motor menyediakan gerakan rotasi untuk memutar, memposisikan, atau mengoperasikan mekanisme. Alat-alat ini dapat digunakan untuk memutar konveyor, atau memanipulasi perkakas untuk merakit produk.

Dalam video di sebelah kiri, sebuah roda berputar mengelilingi porosnya, menggambarkan gerak rotasi.

Menggunakan Beberapa Motor

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

Untuk memindahkan suatu objek dari satu konveyor ke konveyor lainnya, motor dapat digunakan untuk memanipulasi pengalih dengan memutarnya untuk membuka atau menghalangi jalur. Mirip dengan cara lengan palang pintu berputar naik turun untuk menghalangi mobil atau membuka pintu untuk mengontrol arus lalu lintas ke jalan raya, motor dapat digunakan untuk menggerakkan pengalih lalu lintas dengan cara yang serupa. Gerbang parkir di pintu masuk gedung.

Meskipun cara ini dapat menyelesaikan tugas, motor membutuhkan banyak ruang. Membangun ruang untuk motor tambahan dapat menghalangi konveyor dan komponen lain dari ruang kerja, yang sekali lagi menciptakan lingkungan kerja yang berpotensi berbahaya. Menempatkan motor dengan jarak yang lebih jauh dapat membutuhkan ruang yang lebih besar untuk area kerja, dan menjadi terlalu mahal. Jika pengalih aliran 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: hidrolik dan pneumatik. Sistem-sistem ini memanfaatkan prinsip-prinsip dinamika fluida dan mekanika untuk menggerakkan, mengendalikan, dan memanipulasi fluida guna menciptakan energi mekanik. Sistem hidrolik dan pneumatik menciptakan gerakan linier dengan menggunakan fluida bertekanan (cairan dalam hidrolik, gas dalam pneumatik) untuk menggerakkan piston di dalam silinder. Gerakan ini dikendalikan oleh katup yang mengarahkan aliran fluida, memungkinkan gerakan linier yang presisi dan kuat. Alat pneumatik pada jalur perakitan pabrik.

Sistem hidrolik unggul dalam skenario presisi dan gaya tinggi, menjadikannya sangat diperlukan dalam mesin berat dan aplikasi industri. Alat ini sering digunakan pada peralatan konstruksi berat seperti ekskavator, buldoser, dan backhoe untuk mengoperasikan lengan, ember, dan perlengkapannya. Kemampuan tekanan tinggi dari sistem hidrolik menjadikannya ideal untuk mengangkat dan memindahkan beban besar, serta untuk mengangkut material berat, seperti dalam pengecoran dan pencampuran beton.

,pneumatik sangat ideal untuk operasi yang cepat, aman, dan hemat biaya dalam manufaktur dan aplikasi sehari-hari. Komponen-komponen ini digunakan dalam segala hal, mulai dari kursi dokter gigi dan rem udara truk hingga jalur pengemasan dan peralatan lainnya di pabrik-pabrik otomatis. Sistem pneumatik ideal untuk peralatan ringan, seperti palu pneumatik, pistol paku, dan bor. Sifatnya yang digerakkan oleh udara pada banyak peralatan pneumatik membuatnya portabel dan lebih mudah dioperasikan.

Perbedaan Utama Antara Hidrolik dan Pneumatik

Hidrolika	Pneumatik
Menggunakan cairan sebagai medium (minyak, cairan berbasis air)	Menggunakan gas sebagai medium (udara, nitrogen)
Beroperasi pada tekanan yang lebih tinggi, memberikan daya yang lebih besar.	Dioperasikan pada tekanan yang lebih rendah, sehingga menghasilkan gaya yang lebih kecil.
Memberikan kontrol yang presisi untuk aplikasi tugas berat.	Digunakan untuk tugas-tugas yang lebih sederhana dan ringan di mana gerakan cepat diperlukan.
Membutuhkan 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 perawatannya.

Dalam memilih antara sistem hidrolik atau pneumatik, penting untuk mempertimbangkan ukuran dan skala tugas tersebut. Sistem hidrolik dirancang untuk objek yang lebih besar dan berat yang membutuhkan banyak tenaga untuk dimanipulasi. Untuk tugas-tugas yang lebih kecil, lebih cepat, dan berulang, seperti memindahkan pengalih atau mendorong objek ke atas sabuk konveyor, pneumatik merupakan solusi yang efektif dan efisien.

Keunggulan Sistem Pneumatik

Sepanjang Unit ini, Anda akan mempelajari tentang komponen-komponen sistem pneumatik dan bagaimana fungsinya untuk menciptakan gerakan. Sebelum membahas cara kerja sistem ini, mari kita lihat mengapa sistem pneumatik menguntungkan dalam banyak situasi. Ada banyak alasan mengapa pneumatik banyak digunakan dalam otomatisasi industri dan pabrik.

Efisiensi dan Kecepatan
- Sistem pneumatik dapat mencapai pergerakan cepat karena kecepatan aliran udara terkompresi yang tinggi, sehingga cocok untuk tugas-tugas yang membutuhkan tindakan cepat dan berulang. Hal ini berkontribusi pada peningkatan produktivitas dalam proses manufaktur, karena lebih banyak material dapat diolah dalam waktu yang lebih singkat.
Kesederhanaan dan Keandalan
- Sistem pneumatik dapat memiliki lebih sedikit bagian yang bergerak dibandingkan dengan sistem listrik lainnya, sehingga lebih mudah untuk dirancang, dipelihara, dan diperbaiki. Hal ini juga memungkinkan sistem pneumatik menjadi lebih andal dari waktu ke waktu, dan membutuhkan lebih sedikit waktu henti karena perawatan 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 dibandingkanlain, seperti hidrolik, karena udara dapat dibuang dengan aman dan tidak menimbulkan risiko kontaminasi atau kebakaran di lingkungan yang berbahaya.
Kekuatan dan Fleksibilitas
- Sistem pneumatik dapat menghasilkan gaya yang signifikan relatif terhadap ukuran dan beratnya, sehingga menjadikannya serbaguna, dan dapat dengan mudah disesuaikan untuk berbagai aplikasi dan tugas.
Manfaat Lingkungan
- Sistem pneumatik menggunakan udara sebagai media, yang mudah didapatkan dan tidak mencemari lingkungan. Hal ini sangat bermanfaat khususnya di industri seperti makanan dan farmasi, di mana lingkungan yang bersih sangat penting.

Aplikasi Industri Pneumatik

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

Penanganan Material- sistem pneumatik digunakan bersamaan dengan sistem lain di dalam area kerja, seperti konveyor, untuk mengalihkan objek dan mengontrol aliran material.
Penjepitan dan Penahanan- penjepit dan penjepit pneumatik dapat menahan komponen dengan aman di tempatnya selama proses pemesinan atau perakitan.
Pengemasan- sistem pneumatik digunakan dalam mesin pengemasan untuk menyegel, memotong, dan memberi label produk dengan cepat dan efisien.
Pengoperasian Alat- alat pneumatik, seperti bor, gerinda, dan kunci inggris, sering digunakan di jalur perakitan karena keandalannya dan kemudahan penggunaannya.

Sistem pneumatik merupakan landasan otomatisasi industri dan berkontribusi pada efisiensi dan efektivitas proses manufaktur modern. Saksikan video di bawah ini untuk melihat penggunaan pneumatik dalam otomatisasi industri.

Periksa Pemahaman Anda

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

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

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

< Kembali Kembali ke Unit Berikutnya >