Perbandingan antara java-3D dan MATLAB SIMULINK Bahasa pemrograman dalam robot simulasi perangkat lunak (RSS) PEMBANGUNAN

Perbandingan antara java-3D dan MATLAB SIMULINK
Bahasa pemrograman dalam robot simulasi perangkat lunak
(RSS) PEMBANGUNAN
Arya Wirabhuana, Habibollah bin Haron
Departemen Perindustrian dan Komputasi Model
Fakultas Ilmu Komputer & Sistem Informasi (FSKSM)
Universitas Teknologi Malaysia
81310 UTM Skudai Johor, Malaysia
arya.wirabhuana @ yahoo.com, habib@fsksm.utm.my

Abstrak
Lambang Simulasi Robot Software pembangunan menggunakan Bahasa pemrograman terstruktur, pihak ketiga Bahasa, dan Kecerdasan Buatan Pemrograman Bahasa adalah teknik umum dalam simulasi gerakan tangan robot. Ketiga teknik yang mempunyai kekuatan dan kelemahan tergantung pada beberapa kendala seperti robot Jenis, tingkat kompleksitas operasi yang akan simulasi, operator keterampilan, dan juga kemampuan komputer. Tulisan ini akan membahas tentang Robot Arms Simulasi
Software (RSS) pembangunan menggunakan dua berbeda bahasa pemrograman pendekatan yang Matlab dan Jawa bahasa pemrograman. Perbandingan bagaimana mereka dalam dua bahasa pemrograman RSS Pengembangan diringkas akan dijelaskan melalui karya dan diikuti dengan kesimpulan. Tulisan ini berdasarkan dua studi kasus yang telah ditulis sebelumnya oleh penulis dalam simulasi Mitsubishi RV - 2AJ gerakan lengan robot menggunakan Matlab dan Fanuc LR-Mate200i robot yang menggunakan Jawa Pemrograman Bahasa. Selebihnya akan berdasarkan kriteria perangkat lunak
kemampuan, fasilitas antarmuka dalam pembangunan, kemampuan interaktif robot lengan gerakan simulasi kontrol, memori perangkat lunak persyaratan dan juga virtual memori persyaratan untuk kecepatan up-perangkat lunak. Dikembangkan perangkat lunak antarmuka pameran akan hadir diikuti dengan penjelasan sebagai tambahan dibandingkan dengan baik langkah-langkah dan pendekatan tahap pengembangan piranti lunak. Tulisan ini diharapkan dapat membantu bagi orang-orang yang dimaksudkan untuk mengembangkan robot lengan simulasi menggunakan perangkat lunak tertentu khususnya bahasa pemrograman Matlab dan Jawa.

Kata kunci: Simulasi Robot Arms (RSS), Matlab, Jawa

1. Pendahuluan
Tulisan ini akan membahas tentang Robot Arms Simulasi Software (RSS) pembangunan menggunakan dua berbeda bahasa pemrograman pendekatan yang Matlab dan Jawa Bahasa Pemrograman. Analisis dan perbandingan antara kedua Bahasa pemrograman pendekatan dalam RSS pembangunan akan berdasarkan studi kasus telah ditulis oleh Wih (2003) dan Jasril (2004) yang telah pembangunan yang dilakukan menggunakan RSS dan Java3D Matlab Simulink masing-masing. Makalah ini dibagi ke dalam delapan bagian mana bagian 1 (Pendahuluan), akan membahas tentang lingkungan latar belakang dari perangkat lunak RSS sejarah dan keadaan. Seksyen 2 (Robot Arm Spesifikasi) menjelaskan hal dasar yang digunakan dalam robot lengan spesifikasi. Bagian 3 (Rangka Robot Simulasi Software) membahas elemen dasar RSS Interface. Selanjutnya, bagian 4 (Pemrograman Pembangunan bahasa dari RSS) meliputi beberapa Bahasa Pemrograman umum di RSS Pembangunan. Setelah ini, Bagian 5 (RSS Sistem Desain) menjelaskan langkah-langkah pembangunan dari Robot Simulasi Software Development. Seksyen 6 (Robot Simulasi menggunakan Java3D) menjelaskan Java3D dalam pelaksanaan pembangunan RSS. Diikuti oleh bagian 7 (Robot Simulasi menggunakan Matlab Simulink) yang membahas tentang Matlab RSS kemampuan dalam Pembangunan, dan tidak segan diapit oleh Kesimpulan dan Diskusi di bagian 8. Kedatangan industri robot arm telah diberikan berpengaruh besar pada proses manufaktur. Penerapan robot produksi menyimpan waktu dan uang selain untuk mewujudkan citra yang bersih pabrik. Namun demikian, metode untuk mengukur efektivitas produksi waktu dan uang jauh lebih mudah menggunakan perangkat lunak simulasi robot (RSS). Banyak penelitian sudah dilakukan pada masalah ini agar RSS yang dapat memenuhi segala jenis
robot dan semua jenis proses manufaktur. Robot lengan desain tidak berkembang secara drastis karena manusia adalah sinonim untuk lengan. Banyak penelitian dilakukan pada gerakan dari bersama untuk meniru lengan manusia tetapi dalam desain fisik. Istilah yang akrab pinggang, bahu, siku, pergelangan tangan unit dan gripper. Syarat-syarat ini sinonim ke lengan manusia. Meskipun saat ini adalah kecenderungan robot untuk mengembangkan sebuah robot menyukai manusia, kertas ini merujuk robot sebagai robot lengan. Simulasi perangkat lunak robot yang selalu disebut untuk simulasi proses dari robot lengan menghimpun dengan itu manufaktur lingkungan seperti alat, sensor, dan bagian. Seperti yang telah dinyatakan oleh Chan et. al. (1998), sebuah robot simulasi dan off-line program nampaknya dapat memiliki semakin penting dalam evolusi Manufaktur komputer Terpadu (Thaem) fasilitas. Oleh karena itu, kinerja dari setiap proses manufaktur terletak pada keberhasilan simulasi dari proses sebelum sebenarnya operasi ini diluncurkan. Perencanaan produksi proses dapat dilakukan melalui simulasi. Sebagai Hasilnya, tata letak pabrik, tenaga kerja manusia jadwal, jadwal mesin, produksi master jadwal dapat diselesaikan dengan baik-Planning. Bernhardt et. al. (1995) menekankan pentingnya offline pemrograman dan sistem untuk program simulasi industri robot yang memungkinkan program penciptaan dan optimasi yang akan dialihkan jauh dari produksi, sehingga mengurangi downtimes di produksi sel.

2. Robot lengan Spesifikasi
Bagian ini menjelaskan dasar yang digunakan dalam istilah robot lengan spesifikasi. Dua spesifikasi penting geometri adalah konfigurasi Kinematika dan robot. Spesifikasi ini diatur oleh robot produsen dan disertakan manual harus diikuti untuk menjamin ketepatan RSS. Geometri konfigurasi merujuk ke dimensi robot yang panjang seperti siku dan bahu, dan arah dari setiap gerakan bersama seperti pinggang yang bergerak di sepanjang sumbu z. Ia menciptakan ditujukan lingkungan kerja yang disebut robot kerja. Lima konfigurasi yang Cartesian, bola, revolute, dan silinder Selektif Perundingan dirumuskan / assembly robot arm (SCARA). Rincian konfigurasi ini dapat sebagaimana dimaksud dalam buku teks robot.Kinematika merujuk kepada formulasi matematis untuk membatasi gerakan lengan robot. Dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu maju dan Kinematika terbalik. Metode ke dua yang berasal Kinematika formulasi adalah menggunakan itu trigonometri dan matrik konsep robot dalang, atau Denavit-Hartenberg standar dari robot lengan. Robot produsen utama menyediakan berusaha untuk mereka robot. Yang baru saja dirancang robot juga dapat simulasi tetapi harus diberikan dengan Kinematika formulasi.

3. Kerangka robot simulasi perangkat lunak
Bagian ini membahas dasar unsur RSS antarmuka. Dasar antarmuka diperoleh berdasarkan RSS yang dikembangkan oleh Abdul Razak (1999), Akmat (2002), Jabbar (1994), Mohd Nor (2002), Mohd Rashid (2003), Mohd Taib (2001), Nik mustapha (2003), Wahab (1999), Wih (2004) dan Zulkifli (2001). Berdasarkan ini bekerja, terdapat tiga menu utama harus ada di mana-mana yaitu untuk RSS masukan tingkat bersama, untuk input yang Cartesian lokasi robot akhir-effectors, dan on-line gerakan menggunakan perangkat input seperti mouse atau keyboard. Untuk pertama menu utama, tingkat inputted adalah digunakan oleh persamaan untuk maju Kinematika menginstruksikan setiap memindahkannya sesuai untuk bersama. Di kedua menu utama, fasilitas ini memungkinkan pengguna untuk menentukan lokasi robot akhir-effectors dan RSS secara otomatis menghitung tingkat setiap bersama. Proses ini menggunakan terbalik Kinematika formulasi. Dalam menu ketiga, pada baris-gerakan menggunakan perangkat input harus didukung dengan kemampuan untuk beralih di empat pesawat melihat dilihat, atas, samping, depan dan 3D. Hal ini penting untuk memungkinkan pengguna yang telah ada di Kinematika teori untuk navigasi dan melihat lengan robot berbasis pada layar tampilan saja. Selain itu, ini tiga menu utama, ditambahkan nilai setiap RSS adalah kemampuan untuk mendukung berbagai jenis robot dari seperjuangan. Berarti harus database RSS mampu menyimpan semua informasi dari robot seperti Kinematika yang formulasi, desain robot, produsen rinci, bahasa pemrograman didukung.

4. Pemrograman Bahasa dari RSS Pembangunan
Bagian ini membahas program dalam bahasa RSS berkembang. Diskusi dibagi menjadi lima kategori yaitu metode pemrograman bahasa pemrograman yang terstruktur (SPL), ketiga pesta paket (BP), berorientasi objek pemrograman bahasa (OOPL), Web bahasa pemrograman (WPL) dan buatan kecerdasan bahasa pemrograman (AIPL). Tren masa depan dalam RSS pembangunan dapat diklasifikasikan ke dalam tiga kategori yaitu pemrograman bahasa, pembangunan metodologi, dan desain antarmuka pengguna. Di samping itu, Vollmann (2002) usulan baru pendekatan dengan alat simulasi robot parametris komponen. Dia diusulkan KUKA yaitu sebuah alat simulasi simulasi 3D yang encapsulated dan khas disembunyikan dari pengguna akhir. Pemrograman tren saat ini adalah internet pemrograman. Sebagian besar program terbaru bahasa dan dukungan pihak ketiga bahasa web
pemrograman. Oleh karena itu, pemilihan harus mempertimbangkan tool pemrograman internet pemrograman elemen. Contoh produk terbaru Virtual Realita adalah alat dari perangkat lunak Matlab, Workspace5, Jawa PHP, dan Active Server Pages pemrograman. WPL kecenderungan yang semakin stagnan dan akan diganti dengan AIPL tren. Dalam hal pengembangan metodologi, jelas yang SPL, TPL, OOPL, WPL, dan memiliki AIPL metodologi yang berbeda. Oleh karena itu, pemilihan metodologi dalam pembangunan khususnya RSS mesin harus dilakukan menurut pilihan bahasa pemrograman. Dalam hal desain antarmuka pengguna, meskipun pemrograman kecenderungan berubah, elemen dasar antarmuka pengguna dari apapun yang mirip RSS terdiri dari tiga komponen sebagai dibahas di Bagian 3. Oleh karena itu, pengguna antarmuka RSS menunjukkan tidak ada perubahan signifikan dibandingkan dengan RSS pembangunan dalam pengembangan alat bantu.

5. RSS desain sistem
Bagian ini menjelaskan langkah-langkah pembangunan dari Robot Software simulasi. Ada beberapa diperlukan tindakan dalam pengembangan robot simulasi sistem Desain yang Robot, Robot Dinamika, Proses integrasi, dan Pelaksanaan dan Tes. Robot desain adalah langkah pertama dalam membangun Robot Simulasi Sistem. Sehubungan dengan pembangunan proses efisiensi dan affectivity, yang robot lengan harus dissembled ke dalam beberapa bagian. Dalam ini kertas, Robot komponen hanya dibagi menjadi pinggang, Bahu dan siku. Tujuan utama ini disosiasi adalah untuk mendapatkan bagian robot's dimensi, tingkat kebebasan, dan informasi lainnya yang dapat membantu dalam simulasi dan animasi pembangunan. Proses selanjutnya adalah simulasi robot dalam Robot Dinamika. Setelah semua komponen robot yang dirancang dan dirumuskan, mereka akan kembali berkumpul menjadi Robot terpadu satu lengan. Pada penerapan proses akan mengikuti semua komponen lingkungan dan Robot's
kerja. Integrasi langkah dalam Robot Simulasi adalah sebagai proses dimana dengan mengintegrasikan semua robot's berdasarkan komponen program tertentu bahasa. Seperti yang disebutkan sebelumnya, makalah ini akan membahas dua bahasa pemrograman yang Jawa 3D dan Matlab-Simulink. Pada tahap implementasi, program akan diuji untuk merespon semua input yang sama untuk sistem nyata.

6. Robot simulasi menggunakan java 3D
Bagian ini membahas bagaimana Java3D dilaksanakan Simulasi Robot Software untuk pembangunan. Wih (2003) telah menyimpulkan bahwa Java3D menyediakan murni bahasa berorientasi objek berbasis pendekatan 3D untuk merancang sistem. Dibangun sebagai ekstensi untuk Bahasa Jawa, Java3D menawarkan tingkat tinggi Antarmuka Pemrograman Aplikasi (API) untuk 3D adegan deskripsi kontrol dan grafis. Dalam ini rasa, ia menawarkan integrasi dengan ketat yang terisi penuh mampu bahasa pemrograman. Terlebih lagi, karena Java API, memungkinkan untuk Java3D yang terisi penuh berorientasi objek dan pendekatan untuk mendefinisikan mengendalikan virtual agen dan lingkungan. Adalah lebih baik mampu menyediakan integrasi tiga dimensi konten, dan antarmuka acara dalam sistem. Java3D's canggih acara model memungkinkan untuk menarik objek interaksi, seperti objek ke objek koleksi, serta unified antarmuka antara waktu dan mengubah adegan acara. Java3D juga dirancang untuk mengambil keuntungan dari multi-alur pemrograman teknik, memungkinkan untuk performa yang lebih baik dari pelaksanaan. Meskipun Java3D menyediakan canggih mekanisme untuk konstruksi dan kontrol dari virtual lingkungan, ia hadir beberapa kesulitan. Yang relatif kebaruan dari Java3D bersama dengan kompleksitas berarti bahwa pembangunan suatu sistem tersebut sudah termasuk sesuai langkah-langkah untuk melatih para pengembang di Java3D menggunakan. Selain itu, karena kurangnya 3D modeling program mampu mengekspor untuk Java3D, awal lingkungan desain akan simplistik. Java3D juga menderita akibat kurangnya dukungan web browser. Banyak diantaranya adalah kesulitan yang pesat mengatasi. Rilis versi Java3D termasuk dukungan untuk Virtual Realita Model Bahasa (VRML) model dalam kancah Java3D serta Jawa plug-in yang mendukung untuk menyertakan applet pada Java3D web. Dua pendekatan yang berbeda dapat diambil di rancangan virtual Java3D menggunakan robot. Pertama kuat adalah model berorientasi objek-objek dengan tingkat acara penanganan. Pendekatan ini dapat diambil di Untuk mendukung hirarki komponen abstraksi dalam sistem. Pada tertinggi tingkat, terpisah benda encapsulate itu fungsi dari lingkungan, hambatan pada lapangan, dan virtual robot. Fungsi ini termasuk metode untuk mengambil objek dan status untuk menjadikan objek tindakan. Setiap objek di tempat ini instantiated khusus sebagai hal yang umum dasar objek. Pendekatan yang kedua berfokus pada pengembangan model benang yang kuat untuk mencapai yang lebih tinggi paralel dan asynchronous aktivitas. Keuntungan ini adalah model baru yang lebih bergantung ditempatkan pada urutan yang asli Jawa dapat dioptimalkan dan dikelola secara manual, agak Java3D dari rangkaian untuk aplikasi yang pemrogram tidak memiliki akses.

7. Robot simulasi menggunakan Matlab-Simulink
Ini bagian menjelaskan itu Matlab-Simulink program paket dapat digunakan secara signifikan dalam Simulasi robot yang menyediakan menarik lingkungan. Interaktif simulasi robot perangkat lunak telah berhasil dikembangkan oleh Matlab dan perangkat lunak yang digunakan Teruskan Kinematika formulasi yang telah digunakan oleh Mohd Rashid (2003). Matlab perangkat lunak yang digunakan sebagai front-end dari sistem, yang berarti antarmuka dari sistem dimana para pemakai dapat berkomunikasi dengan sistem. Pengembangan interaktif robot simulasi menggunakan software ini perangkat lunak memberikan alternatif untuk meminimalkan keterbatasan Bahasa Pemrograman Web (WPL) diorganisasi dan Bahasa Pemrograman (SPL) Virtual kenyataan modeling bahasa (VRML) dan Simulink yang toolboxes dari Matlab perangkat lunak yang digunakan untuk menampilkan baik grafis interaktif dan sistem. Dengan VRML, yang output dari sistem ditampilkan dalam jangka waktu tiga dimensi benda yang setara dengan robot yang sebenarnya. Sementara itu, dengan Simulink model, dan komunikasi untuk mengendalikan manipulasi dari virtual realisme adalah objek diberikan untuk model dinamis dan berpura-pura sistem. Walaupun menggunakan VRML dan Simulink memberikan beberapa keuntungan untuk mengembangkan interaktif dan dinamis sistem, sistem masih memiliki beberapa keterbatasan. Itu sistem tidak dapat berjalan sebagai berdiri sendiri - aplikasi karena sistem dikembangkan menggunakan lebih dari satu peralatan. Ia agak sulit untuk kompilasi sistem. Mungkin, sistem ini dapat dikompilasi sebagai berdiri sendiri C atau C + + aplikasi, tetapi ia memerlukan upaya dan keluar dari tujuan proyek. Sistem ini juga kurang ramah pengguna dimana output dari sistem tidak dapat ditampilkan dalam satu jendela. Hal ini sangat ramai dan membingungkan. Jasril (2004) menyebutkan bahwa sistem telah dikembangkan sendiri memiliki kekuatan dan kelemahan. Kekuatan mereka telah menjadi kontribusi signifikan dan mereka terdaftar sebagai berikut :
• Interaktif robot simulasi perangkat lunak telah berhasil dikembangkan menggunakan toolboxes dari Matlab perangkat lunak yang Simulink dan VRML.
• Output dari sistem telah baik grafis kemampuan, dan fleksibilitas dalam hal 3D perwakilan.
• Output yang dihasilkan dapat diwakili oleh VRML viewer atau web.
• Output dari sistem setara dengan robot yang sebenarnya.
• Sistem ini mampu mengendalikan lengan gerakan robot interaktif. Terdapat beberapa keterbatasan mengenai sistem. Keterbatasan yang dinyatakan sebagai berikut; • Saat ini, sistem hanya mendukung tiga sendi tingkat kebebasan dari robot yang pinggang, bahu dan
siku.
• Sistem hanya menggunakan maju Kinematika formulasi. Karena itu, tidak dapat menanggulangi dengan masalah yang lebih kompleks dengan Kinematika terbalik.
• Output dari sistem harus lebih ramah pengguna. Saat ini, output dari sistem tidak tunggal dalam jendela. Dengan demikian cukup ramai dan membingungkan.
• Sistem tidak dapat berjalan seperti yang berdiri sendiri lamaran. Ia memerlukan perangkat lunak di Matlab berjalan-waktu.
• Para pembangun harus memiliki pengetahuan dalam Matlab / Simulink dan VRML untuk
mengembangkansistem. Jadi, ini memakan waktu selama waktu belajar dan untuk mengembangkan sistem.
• Sistem ini tidak berlaku untuk yang sebenarnya robot lengan.

8. Diskusi dan Kesimpulan
Robot simulasi pengembangan piranti lunak menggunakan Java3D dan program Matlab Simulink bahasa telah memproduksi hasil yang signifikan. Java3D dan Matlab Simulink berbasis Robot lengan simulasi perangkat lunak dapat memenuhi proyek biasa lingkup RSS pembangunan. Sistem ini Mei menyediakan sistem yang fleksibel reprogrammable juga dapat memperoleh pembangunan dan mengurangi waktu meningkatkan kualitas produk. Sebagai alat baru dalam RSS Pembangunan, Baik Java3D atau Matlab Simulink memiliki beberapa kekuatan dan kelemahan jalur seperti di atas. Namun, saat ini penelitian dan pengembangan menunjukkan bahwa di masa depan kedua Java3D dan Matlab Simulink akan tetap berlanjut mencapai "dewasa" atau terus-kondisi negara yang mendapatkan semua RSS persyaratan sebagai alat pembangunan.

Referensi
BERNHARDT, R., SCHRECK, dan G. WILLNOW, C. 1995, realistis robot simulasi, Jurnal Kontrol komputer & Rekayasa, Vol. 6, Edisi 4, 174-176. AP.com, SF, Weston, RH dan SUNAT, K. 1988, Robot simulasi dan off-line program, Jurnal menghitung-Aided Engineering, Vol. Edisi 5 4, 157-162.
JASRIL, 2004, Simulasi Robot Software Virtual Kenyataan pendekatan, M. Sc Thesis, Universiti Teknologi Malaysia. MOHD NOR, 2002 MF, Animasi Pergerakan Lengan Robot Fanuc LR bahasa Inggris 200i (Animasi Robot Arm dari Gerakan untuk Fanuc LR bahasa Inggris 200i), BSc Tesis, Universiti Teknologi Malaysia. MOHD Rashid, A. 2003, Simulasi Lengan Robot Mitsubishi RV-2AJ (Arm Robot untuk Simulasi Mitsubishi RV-2AJ), BSc Thesis, Universiti Teknologi Malaysia. MOHD TAIB, Mar 2001, Sistem Simulasi Pergerakan Lengan Robot Puma 560 Menggunakan Teknik Animasi (simulasi Sistem Robot Arm Gerakan untuk Puma 560), BSc Tesis, Universiti Teknologi Malaysia. NIK mustapha. NME 2003, Sistem Simulasi Pergerakan Lengan robot Staubli RX-90L (Robot lengan Gerakan simulasi sistem Staubli RX-90L), BSc Thesis, Universiti Teknologi Malaysia. VOLLMANN, K. 2002, pendekatan baru untuk robot alat simulasi dengan parametris komponen, IEEE Int. Konf. Pada industri teknologi ICIT '02, Vol. 2, 881-885. WAHAB, N. 1999, Simulasi Pergerakan Lengan Robot Puma 560 (Simulasi dari Robot Arm Gerakan untuk Puma 560), BSc Thesis, Universiti Teknologi Malaysia. WIH, T. 2004, Simulasi Lengan Robot Pergerakan Fanuc LR bahasa Inggris 200i (Simulasi dari Robot Arm Gerakan untuk Fanuc LR bahasa Inggris 200i), BSc ini, Universiti Teknologi Malaysia. Zulkifli, AB 2001, Simulasi Robot Pergerakan RT100 (Simulasi Robot dari Gerakan untuk RT100), BSc Tesis, Universiti Teknologi Malaysia.

Sumber : http://saintek.uin-suka.ac.id/file_ilmiah/Paper%20Seminar%20UKM.pdf