Rekonfigurasi Dinamis Mekanisme Paralel 4-CRU Sebagai 3D Printer Bangunan pada Daerah Transisi

Teknologi berkembang dengan sangat pesat. Salah satu teknologi yang tengah menjadi perhatian banyak penelitian adalah teknologi 3D printing untuk aplikasi konstruksi bangunan. Penelitian awal mengenai 3D printer bangunan telah dilakukan oleh Putrayudanto et al. untuk mendesain mekanisme paralel baru. Dari penelitian tersebut didapatkan desain mekanisme paralel yang memiliki kelebihan dari segi mode operasi. Penelitian selanjutnya dilakukan oleh Istito et. al. mengenai respon dinamis dari mekanisme paralel. Namun, penelitian tersebut hanya membahas mengenai analisa dinamis pada keadaan normal tanpa dapat melewati daerah transisi. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mencari kondisi dinamis ketika mekanisme bergerak melewati daerah transisi serta mencari syarat-syarat yang dibutuhkan untuk mencapainya. Penelitian pada tugas akhir ini diawali dengan melakukan analisa posisi untuk memperoleh matriks rotasi dari moving frame pada setiap lengan ke fixed frame. Matriks rotasi tersebut digunakan untuk mengubah orientasi gaya yang bekerja pada lengan. Setelah itu, analisa kecepatan dan percepatan sesaat dilakukan pada moving platform. Data tersebut digunakan untuk mendapatkan kecepatan dan percepatan dari moving platform dan setiap lengan. Setelah itu dilanjutkan dengan melakukan analisa dinamis pada mekanisme paralel. Persamaan yang diperoleh dari analisa dinamis mekanisme paralel digunakan untuk menentukan kondisi dinamis pada keadaan transisi. Persamaan kesetimbangan dinamis untuk robot paralel 4-CRU pada mode operasi Schonflies diturunkan berdasarkan metode Formulasi Lagrange. Kemudian degeneracy criterion dapat dianalisa. Setelah itu, dengan mengikuti degeneracy criterion dapat dibentuk persamaan lintasan berdasarkan optimal trajectory planning. Dengan mensubstitusi persamaan lintasan kedalam persamaan kesetimbangan dinamis maka kondisi dinamis pada mekanisme paralel pada daerah transisi dapat diperoleh. Daerah transisi ini adalah tempat constraint singularity atau actuation singularity terjadi. Setiap geometri robot paralel 4-CRU memiliki daerah singularity yang berbeda dan dengan demikian syarat untuk melewati area transisi tersebut juga berbeda. Tanpa optimal trajectory planning, ketika platform bergerak mendekati atau berada di daerah singularity, daya dan gaya aktuasi menjadi sangat besar sehingga platform atau lengan yang bergerak akan menunjukkan shaky motion atau hal terburuk yang akan terjadi adalah, mekanisme tersebut akan rusak. ================================================================================================================== Technology is developing very rapidly. One of the technologies that has been the concern of a lot of research is 3D printing technology for building construction applications. Initial research on 3D construction printers was conducted by Putrayudanto et al. to design a new parallel mechanism. From this research, it was found that the parallel mechanism design has advantages in terms of operation modes. Further research was conducted by Istito et. al. regarding the dynamic response of parallel mechanisms. However, this study only discussed dynamic analysis in normal conditions without being able to pass through the transition region. Therefore, this study aims to find dynamic conditions when the mechanism moves through the transition region and the conditions needed to achieve it. The analysis begins with a position analysis to obtain a rotation matrix from the moving frame on each arm to the fixed frame. The rotation matrix is used to transform the orientation of the forces acting on the arm. Then, the instantaneous velocity and acceleration analysis is carried out for the moving platform and the arms. The information corresponding to the velocities and acceleration is used to formulate the dynamic analysis of the arm and moving platform. The equations obtained from dynamic analysis of parallel mechanisms are used to determine the dynamic conditions in the transition state of parallel mechanism. The dynamic equilibrium equation for the 4-CRU parallel robot in the Schonflies mode is derived based on the Lagrange Formulation method. From this dynamic equilibrium by using iv certain condition of optimal trajectory planning, the dynamic condition of parallel mechanism at transition area can be obtained. This transition area is where constraint singularity and actuation singularity happened. Each geometry of a 4-CRU parallel robot has a different singularity area and so the condition to pass the transition area are different. Without optimal trajectory planning, when the moving platform approaches or is in a singularity area, the actuation forces and powers become very large thus that the moving platform or legs will exhibit shaky motion or worst, it will break