Jurnal Teknologi dan Rekayasa Manufaktur JTRM | Vol. 6 | No. 2 | Tahun 2024 ISSN (P): 2715-3908 | ISSN (E): 2715-016X DOI: HTTPS://DOI. ORG/10. 48182/JTRM. V6I2. Pengembangan Konsep Landasan Robot Beroda Omnidirection Pemindah Barang Berbahan Extrusi Profil Aluminium Ade Ramdan1. Reka Ardi Prayoga 1. Nur Jamiludin Ramadhan2. Irham Subekti3. Rifania Anjani3 Jurusan Teknik Perancangan Manufaktur Politeknik Manufaktur Bandung Jurusan Teknik Otomasi dan Mekatronika Politeknik Manufaktur Bandung Mahasiswa Jurusan Teknik Perancangan Manufaktur Politeknik Manufaktur Bandung Email: ade_r@polman-bandung. Informasi Artikel: ABSTRAK Received: Penelitian ini mengkaji bagaimana pengembangan konsep dilakukan untuk merancang sebuah landasan robot beroda omnidirection berbahan ekstrusi profil aluminium yang digunakan untuk pemindah barang. Perancangan konsep melalui serangkaian tahapan yaitu: mengidentifikasi permasalahan, menentukan struktur fungsi, mencari alternatif solusi, membangun variasi konsep, menilai variasi konsep dan menentukan konsep terpilih. Setelah melalui kesemua tahapan tersebut didapatkan kesimpulan bahwa sebuah landasan robot omnidirection dapat dibagi menjadi 2 sub fungsi yaitu: rangka landasan dan pengubah energi listrik. Kedua sub fungsi tersebut memilki 6 parameter yang dapat divariasikan, yaitu: ragam bentuk rangka, jenis material rangka, jenis bentuk batang rangka, jenis sambungan rangka, jenis roda, jenis motor. Setiap parameter dapat dicari alternatif solusinya, dikombinasikan dan dinilai sehingga mendapatkan sebuah variasi konsep terpilih yang memenuhi daftar tuntutan. 28 Februari 2024 Accepted: 01 Oktober 2024 Available: 15 November 2024 Kata Kunci: ABSTRACT Perancangan konsep Robot beroda Omnidirection This research examines how concept development was carried out to design an omnidirectional wheeled robot base made from extruded aluminum profiles used for moving goods. Concept design goes through a series of stages, that is: identifying problems, determining the function structure, looking for alternative solutions, building concept variations, assessing concept variations and determining the selected concept. After going through all these stages, it was concluded that an omnidirectional robot base can be divided into 2 sub-functions, namely: base frame and electrical energy converter. These two sub-functions have 6 parameters that can be varied, such as: various frame shapes, type of frame material, type of frame bar shape, type of frame connection, type of wheel, type of Alternative solutions can be sought for each parameter, combined and assessed to obtain a variation of the selected concept that meets the list of requirements. polman-bandung. 67 | JTRM Pengembangan Konsep Landasan Robot Beroda Omni Direction Pemindah Barang Berbahan Extrusi Profil Aluminium 1 PENDAHULUAN Peran penggunaan robot dalam jasa pelayanan terus naik. Penggunaan robot ini akan terus naik dikarenakan tujuannya adalah untuk memenuhi kebutuhan sosial manusia. Menurut Sotnik . , ada 6 bidang penggunaan robot dalam jasa pelayanan terbanyak , yaitu: hubungan masyarakat, pertahanan dan keamanan, pertanian, konstruksi, kesehatan dan obat-obatan, serta logistik. Salah satu jenis robot yang dikembangkan dalam bidang logistik adalah jenis robot beroda dengan arah gerak ke segala arah . mni directio. yang diperuntukkan untuk memindahkan material. Salah satu contoh robot ini adalah robot Kiva milik perusahan Amazon. com, sebuah perusahaan e-niaga terkemuka di Amerika Serikat. Foto robot kiva dapat dilihat pada Gambar 1. Robot Kiva Gambar 1. Robot Kiva di dalam gudang perusahan Amazon. Robot omni direction ini adalah salah satu bentuk robot yang dapat dijadikan objek pembelajaran di dunia pendidikan. Bagaimana robot dirancang, dibuat, dan dikendalikan merupakan hal yang menarik untuk dikembangkan oleh para mahasiswa. Tentu saja pengembangannya akan menarik dunia industri untuk menerapkannya di gudang-gudang Proses perancangan robot dapat didekati dengan mengikuti metodologi perancangan produk. Menurut Ulrich . , proses perancangan produk meliputi 6 tahapan, yaitu: perencanaan. pengembangan konsep. perancangan sistem. perancangan detail. pengujian dan persiapan produksi. Tahapan perencanaan dilakukan melalui beberapa cara, diantaranya adalah: melihat perkembangan robot pemindah barang yang ada di industri, melihat perkembangan kontes robot dunia, wawancara dengan beberapa mahasiswa anggota tim robotik salah satu perguruan tinggi, observasi lapangan ke bengkel pembuatan robot milik tim robotik tersebut, dan studi literatur peraturan kontes robotik mahasiswa tingkat dunia tiga tahun terakhir2 . ahun 2020, 2022 dan 2. Dari tahapan ini didapatkan fakta bahwa komponen utama robot yang harus di rancang pertama kali adalah bagian landasan. Landasan robot yang dirancang diharapkan dapat digunakan untuk pengembangan robot selanjutnya. Dari tahapan ini juga dapat disimpukan beberapa tuntutan yang memiliki kesamaan antara robot https://medium. com/robots -in-the-industry-9f69cfe52f40 https://kontesrobotindonesia. id/index. 68 | JTRM Ade Ramdan. Reka Ardi P. Nur Jamiludin R. Irham Subekti. Rifania Anjani yang dibutuhkan oleh industri dan yang dijadikan tema lomba robot dunia, yaitu landasan robot yang digunakan sebagai pemindah barang. Tahapan berikutnya adalah tahapan pengembangan konsep. Tahapan inilah yang dibahas pada penelitian ini. Penelitian ini membahas bagaimana alur kerja pengembangan konsep landasan robot pemindah barang yang dapat memenuhi tuntutan industri dan juga sesuai dengan tuntutan peraturan kontes robot tiga tahun terakhir. 2 METODOLOGI PENELITIAN Ada dua macam tahapan pengembangan konsep yang diadopsi oleh penelitian ini. Yang pertama adalah tahapan pengembangan konsep yang dibahas oleh Ulrich . dan tahapan perancangan konsep yag dibahas oleh Pahl . Metodologi penelitian ini mengikuti alur kerja seperti yang terlihat pada Gambar 2. Mulai Mengidentifikasi Menentukan struktur fungsi Mencari alternatif solusi Membangun variasi konsep Menilai variasi Menentukan konsep terpilih Selesai Gambar 2. Alur kerja penelitian Penjelasan tahapan proses penelitian sesuai alur kerja metodologi dijelaskan dibawah ini. 69 | JTRM Pengembangan Konsep Landasan Robot Beroda Omni Direction Pemindah Barang Berbahan Extrusi Profil Aluminium Mengidentifikasi permasalahan Tahapan ini dimulai dengan mempelajari apa fungsi utama landasan robot. Fungsi utama ini dapat ditentukan setelah melakukan beberapa hal, yaitu: observasi lapangan. Observasi lapangan dilakukkan di salah satu bengkel pembuatan robot milik tim robotik salah satu perguruan tinggi di Indonesia. melihat video-video konstruksi robot. Video-video tersebut antara lain: kanal youtube: ROBOTIQUE et MATHyOMATIQUES - 6yme, video: Robots Kiva : Amazon3 kanal youtube: Milvus Robotics, video: Autonomous Mobile Robots (AMR. in Action4 kanal youtube: NEURA Robotics, video: MAV Product Video Extended Version Autonomous Mobile Robot AMR showcase 5 kanal youtube: Business Insider, video: Inside Alibaba's smart warehouse staffed by robots 6 kanal youtube: Quicktron Robotics, video: Winit X Quicktron | World's largest Automated Bin-to-person Warehouse7 Kanal youtube: ROBOCON Official . obot contes. 8 kanal youtube: Generative Robotics 9 kanal youtube: CYBER MEN 10 kanal youtube: ac Dng11 kanal youtube: Robocon For You12 kanal youtube: ABU Robocon pro 13 mempelajari buku referensi dan jurnal, yaitu: pengaturan roda omni untuk robot beroda . sistem mekanik untuk robot beroda . jenis roda omni untuk robot beroda dan aplikasi praktisnya . sistem pemasangan motor dan roda omni dengan rangka segitiga . membayangkan bagaimana cara kerja landasan robot tipe yang lain bekerja. Dari observasi lapangan dan melihat video -video di internet, maka didapatkan kesimpulan bahwa fungsi utama dari landasan robot ini adalah menggeser robot beserta beban barang yang diangkutnya. Setelah fungsi utama disimpulkan, tahapan berikutnya adalah menyusun daftar tuntutan yang diperoleh dari tahapan perencanaan. Tuntutan sebaiknya diklasifikasikan sesuai klasifikasi tuntutan seperti: geometri, kinematika, gaya, energi, material, sinyal, keselamatan, ergonomi, produksi, perakitan, pengiriman, pengoperasian, perawatan, biaya, dan jadwal . Tuntutan tersebut juga dikelompokkan menjadi dua jenis tuntutan yaitu tuntutan primer dan tuntutan sekunder. Tuntutan primer adalah tuntutan yang harus dipenuhi sedangkan tuntutan sekunder adalah tuntutan yang jika dipenuhi akan memberikan nilai tambah. https://w. com/watch?v=ULswQgd73Tc https://w. com/watch?v=M0fL5Q6rGws https://w. com/watch?v=_5GkeGn_I34 https://w. com/watch?v=FBl4Y55V2Z4 https://w. com/watch?v=n37K_9Vi9L4 https://w. com/@ROBOCON -Official/videos https://w. com/@GenerativeRobotics/videos https://w. com/@cybermen15/videos https://w. com/@ldd2701/videos https://w. com/@roboconforyou9022/videos https://w. com/@aburoboconpro5851/videos 70 | JTRM Ade Ramdan. Reka Ardi P. Nur Jamiludin R. Irham Subekti. Rifania Anjani Dalam proses pengklasifikasian tuntutan, ada 3 hal yang harus diperhatikan, yaitu: Hilangkan preferensi personal, lakukan penilaian secara obyektif. Hilangkan tuntutan yang tidak berkaitan langsung dengan fungsi utama . Transfomasikan semua bentuk data kualitatif menjadi data kuantitatif Berdasarkan pengklasifikasian tersebut maka didapatkan tuntutan-tuntutan dengan keterangan spesifikasi dan jenisnya seperti yang terlihat pada Tabel 1. Tabel 1. Daftar tuntutan No. Nama Tuntutan Geometri: lebar landasan Geometri: panjang landasan Geometri: tinggi landasan Kinematik: kecepatan gerak translasi Beban: kapasitas angkut Bobot: berat landasan Produksi: proses pembuatan Perakitan: kemudahan proses perakitan Spesifikasi maksimum 600 mm maksimum 600 mm maksimum 200 mm minimal 1 m/s minimal 40 kg maksimal 10 kg dapat dikerjakan di bengkel robotik . engan mesin bubut, frais, bor, pemotongan dengan laser, gerinda mudah dilepas-pasang . enggunakan obeng, kunci L, kunci pa. Jenis Primer Primer Primer Primer Primer Primer Sekunder Sekunder Menentukan Struktur Fungsi Tahapan kedua adalah menentukan struktur fungsi. Cara termudah untuk menentukan struktur fungsi adalah dengan cara melakukan observasi lapangan, melihat video-video, mempelajari buku referensi atau karya ilmiah, atau membayangkan bagaimana cara kerja landasan robot tipe yang lain bekerja memenuhi fungsi utama. Struktur fungsi diGambarkan dengan diagram blok yang mengGambarkan bagaimana masukan, proses dan luaran terjadi dengan mempertimbangkan alur perubahan energi, material dan sinyal tersebut. Untuk memudahkan pembuatan, awalnya dibuat struktur fungsi keseluruhan (SFK), baru setelah itu dilakuan pengembangan menjadi struktur fungsi turunannya (SFT). Fungsi utama dari landasan robot adalah menggeser robot beserta barang yang Fungsi utama ini dapat diGambarkan dengan SFK seperti yang terlihat pada Gambar 3. Gambar 3. Struktur fungsi keseluruhan 71 | JTRM Pengembangan Konsep Landasan Robot Beroda Omni Direction Pemindah Barang Berbahan Extrusi Profil Aluminium SFK dapat dikembangkan menjadi SFT seperti pada Gambar 4. Gambar 4. Struktur fungsi turunan Pada Gambar 4, terlihat ada 2 fungsi bagian, yaitu fungsi mengubah energi listrik menjadi energi gerak dan fungsi menggeser landasan. Fungsi menggeser landasan dapat dicapai dengan adanya struktur kerja rangka landasan, sedangkan fungsi mengubah energi listrik menjadi energi gerak dapat dicapai dengan adanya struktur kerja pengubah energi listrik menjadi energi gerak. Struktur kerja rangka landasan terdiri dari 2 sub-bagian yaitu: rangka utama dan roda. Rangka utama memiliki 3 parameter yaitu: ragam bentuk, jenis material, dan jenis Roda memilki 1 parameter yaitu jenis roda. Sedangkan struktur kerja pengubah energi listrik menjadi energi gerak hanya memiliki 1 sub-bagian yaitu motor listrik. Motor listrik juga memiliki 1 parameter yaitu jenis motor. Diagram struktur kerja dengan parameternya bisa dilihat pada Gambar 5. 72 | JTRM Ade Ramdan. Reka Ardi P. Nur Jamiludin R. Irham Subekti. Rifania Anjani Landasan Robot Beroda Omni Direction Pengubah energi listrik menjadi energi Rangka Landasan Rangka Roda jenis roda Motor listrik jenis motor bentuk batang Gambar 5. Struktur kerja Mencari alternatif solusi Tahapan berikutnya adalah tahapan pencarian alternatif solusi untuk semua parameter subbagian. Tahapan ini dilakukan dengan mempelajari solusi-solusi yang ada pada buku referensi, jurnal ilmiah, katalog produk dan paten. Tabel 2 menunjukkan alternatif solusi untuk konsep bagian. Tabel 2. Daftar alternatif solusi konsep bagian No. Nama Konsep Bagian Ragam bentuk Ae rangka utama - rangka Alternatif 1 Alternatif 2 Alternatif 3 Alternatif 4 Segi delapan14 Segi empat2 Segitiga15 Tangga16 Jenis material Ae rangka utama Ae rangka Baja Tahan Karat17 Aluminium4 Akrilik 18 Baja Karbon https://w. com/magazine/article/a-look-at-holonomic-locomotion https://w. com/store/product=1458 https://w. au/rotacaster-rover-dollie-with-wide-frame-omni-wheel-multi-directional/p/129649 https://w. com/product/4wd-omni-wheels-robot-car-chassis-stain-steel-frame-with-4pcs-dc-big-power-12v-motorfor-diy-toy-car-owi-robot-competition/ https://roboticsdna. in/product/double-4wd-60mm-mecanum-wheel-acrylic-panel-intelligent-robot-car-chassis -kit/ 73 | JTRM Pengembangan Konsep Landasan Robot Beroda Omni Direction Pemindah Barang Berbahan Extrusi Profil Aluminium Nama Konsep Bagian No. Alternatif 1 Alternatif 2 Alternatif 3 Jenis bentuk batang Ae rangka utama Ae rangka landasan Profil Ekstrusi Profil Siku Profil Hollow Jenis sambungan Ae rangka utama Ae rangka landasan Baut T Slot Pengelasan Paku Keling Jenis roda Ae Roda Omni Wheel19 Mechanum Wheel20 Jenis motor Ae motor Motor DC21 Motor Stepper 22 Alternatif 4 Motor Servo23 Membangun Variasi Konsep Tahapan ini adalah tahapan dimana semua alternatif solusi dari setiap parameter dirangkai untuk menghasilkan beberapa variasi konsep terbaik. Karena banyaknya alternatif solusi yang bisa terjadi, sebaiknya pembangunan variasi konsep dibuat beberapa jenjang sehingga memperkecil jumlah varian. Jenjang pertama dilakukan pemilihan alternatif parameter jenis motor yang digunakan. Dengan memperhatikan kelebihan dan kekurangan ketiga jenis motor seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3, maka dipilih jenis motor DC. https://w. com/omni-wheels. https://my. io/p -60mm-mecanum-wheel-set-for-tt-motor https://minidcmotor. com/pg45-bl4260-p00174p1. https://klinikrobot. com/kontrol-motor-stepper-bi-polar-menggunakan-h-bridge-l298-dan-arduino/ https://robotics. id/post/servo 74 | JTRM Ade Ramdan. Reka Ardi P. Nur Jamiludin R. Irham Subekti. Rifania Anjani Tabel 3. Daftar kelebihan dan kekurangan alternatif solusi konsep bagian jenis motor No. Jenis Motor Motor DC Kelebihan Harga paling murah Putaran tinggi A A A A A Motor Stepper Posisi dan pergerakan repetisinya dapat di tentukan secara presisi Motor dapat langsung memberhentikan torsi penuh pada saat mulai Tidak bergetar saat Daya yang di hasilkan sebanding dengan ukuran berat motor Tidak berisik saat beroperasi dengan kecepatan tinggi A Motor Servo Kekurangan Suara yang berisik saat Posisi dan pergerakan repetisinya tidak dapat di tentukan secara presisi Memerlukan umpan balik posisi robot Suara yang berisik saat Tidak adanya umpan balik untuk mengetahui terjadinya selisih step Memerlukan pengaturan yang tepat untuk menstabilkan umpan balik Beban berlebih dalam waktu yang lama dapat merusak Harga paling mahal Jenjang kedua dilakukan pemilihan alternatif parameter jenis material rangka utama. Dengan memperhatikan kelebihan dan kekurangan 4 alternatif jenis material seperti yang ditunjukkan pada Tabel 4, maka dipilih material aluminium. Tabel 4. Daftar kelebihan dan kekurangan alternatif solusi konsep bagian jenis material rangka utama No. Jenis Material Rangka Utama Baja Tahan Karat Aluminium Akrilik Baja Karbon Kelebihan A A A A A A A A A A Tahan korosi Tahan panas Higienis Harga relatif murah Tahan rayap Bobot ringan Harga murah Bobot ringan Lebih kuat dari kaca Kekuatan tinggi Harga murah Kekurangan A A Harga mahal Sulit fabrikasi Sambungan las kurang A A A A Tidak tahan benturan Tidak tahan panas Mudah kotor Rentan karat Jenjang ketiga dilakukan pemilihan alternatif yang melibatkan parameter jenis roda, ragam bentuk batang rangka utama, jenis sambungan rangka utama dan jenis ragam bentuk Disini didapatkan 4 variasi konsep yang didapatkan yaitu: alternatif variasi konsep (AVK) 1, 2, 3 dan 4. Proses pemilihan variasi konsep berjenjang dapat dilihat pada Gambar 6. 75 | JTRM Pengembangan Konsep Landasan Robot Beroda Omni Direction Pemindah Barang Berbahan Extrusi Profil Aluminium Gambar 6. Diagram proses pemilihan variasi konsep Hasil variasi konsep alternatif 1, 2, 3 dan 4 dapat dilihat pada Gambar 7. 76 | JTRM Ade Ramdan. Reka Ardi P. Nur Jamiludin R. Irham Subekti. Rifania Anjani Variasi Konsep Alternatif 1 Variasi Konsep Alternatif 2 Variasi Konsep Alternatif 3 Variasi Konsep Alternatif 4 Gambar 7. Variasi konsep alternatif 1, 2, 3 dan 4 Menilai Variasi Konsep Pada tahapan ini, keempat alternatif variasi konsep dinilai berdasarkan aspek teknis dan Metode yang digunakan adalah metode seleksi bagan seperti yang terlihat pada Gambar 8. 77 | JTRM Pengembangan Konsep Landasan Robot Beroda Omni Direction Pemindah Barang Berbahan Extrusi Profil Aluminium Gambar 8. Penilaian variasi konsep alternatif 1 (V. , 2 (V. , 3 (V. dan 4 (V. Berdasarkan metode seleksi bagan tersebut, maka dapat disimpulkan bahwa variasi terbaik adalah variasi yang mendapatkan nilai ( ) terbanyak yaitu variasi konsep 2. 3 HASIL Setelah melalui beberapa tahapan penelitian sesuai alur kerja yang dirancang, maka didapatkan konsep terpilih yaitu variasi konsep 2. Gambar 9. Variasi konsep terpilih 78 | JTRM Ade Ramdan. Reka Ardi P. Nur Jamiludin R. Irham Subekti. Rifania Anjani Variasi ini diperkirakan dapat sesuai dengan kebutuhan, memenuhi semua spesifikasi tuntutan, dapat diwujudkan, membutuhkan biaya yang sesuai, aman, mendapatkan preferensi dari perancang, dan pengetahuan perancang tentang konsep tersebut memadai. Pemenuhan spesifikasi tuntutan variasi konsep terpilih dapat dilihat pada Tabel X. Tabel 5. Daftar pemenuhan tuntutan No. Nama Tuntutan Geometri: lebar landasan Geometri: panjang landasan Geometri: tinggi landasan Kinematik: kecepatan gerak Beban: kapasitas angkut Bobot: berat landasan Produksi: proses pembuatan Perakitan: kemudahan proses perakitan Spesifikasi maksimum 600 mm maksimum 600 mm maksimum 200 mm minimal 1 m/s Jenis Primer Primer Primer Primer Pemenuhan Ya1 minimal 40 kg maksimal 10 kg dapat dikerjakan di bengkel robotik . engan mesin bubut, frais, bor, pemotongan dengan laser, gerinda tanga. Mudah dilepas-pasang . enggunakan obeng, kunci L, kunci pa. Primer Primer Sekunder Ya2 Ya2 Sekunder Catatan Tabel 5: Memerlukan analisis lanjut dengan memperhatikan daya motor, kecepatan putar motor dan diameter roda. Memerlukan analisis lanjut dengan memperhatikan jumlah dan posisi batang rangka, jenis sambungan rangka dan posisi beban. 4 KESIMPULAN Kesimpulan pada penelitian ini adalah sebuah konsep landasan robot dapat dikembangkan melalui 6 tahapan, yaitu. mengidentifikasi permasalahan, menentukan struktur fungsi, mencari alternatif solusi, membangun variasi konsep, menilai variasi konsep dan menentukan konsep terpilih. Sebuah landasan robot dapat dibagi menjadi 2 struktur kerja utama yaitu struktur rangka utama dan struktur pengubah energi listrik menjadi energi Struktur rangka utama dapat dibagi 2 menjadi sub-bagian rangka utama dan subbagian roda. Struktur pengubah energi listrik menjadi energi gerak memiliki satu sub bagian yaitu sub -bagian motor listrik. Ada 6 parameter yang dapat menentukan sebuah konsep landasan robot, yaitu: ragam bentuk rangka utama, jenis material rangka utama, jenis bentuk batang rangka utama, jenis sambungan rangka utama, jenis roda dan jenis motor Untuk menurunkan jumlah variasi konsep, pemilihan alternatif variasi konsep dapat dibuat berjenjang berdasarkan parameter yang paling mudah diputuskan dan tidak terhubung dengan parameter lainnya. Hal akan menurunkan jumlah variasi konsep secara Dalam penelitian ini, pembangunan variasi konsep melalui 3 jenjang. Ada dua cara untuk menilai dan memilih alternatif variasi konsep, yaitu: . untuk alternatif 1 parameter dapat dilakukan dengan menginventaris kelebihan dan kekurangan dari masingmasing alternatif lalu memilih alternatif dengan kelebihan terbanyak dan kekurangan tersedikit, . untuk alternatif lebih dari 1 parameter dapat dilakukan dengan cara seleksi bagan, yaitu seleksi membandingkan setiap parameter terhadap satu tuntutan. Konsep hasil proses perancangan konsep yang merupakan variasi konsep terpilih tetap harus diperiksa kembali pemenuhannya dengan daftar tuntutan rancangan. 79 | JTRM Pengembangan Konsep Landasan Robot Beroda Omni Direction Pemindah Barang Berbahan Extrusi Profil Aluminium 5 UCAPAN TERIMA KASIH Penelitian ini didanai oleh Program Pengabdian Kepada Masyarakat Skim Pembuatan Alat Bantu Ajar Politeknik Manufaktur Bandung. 6 REFERENSI