Panduan Lengkap Mesin CMM dan Pengukuran

Apa itu Mesin CMM?

Bayangkan sebuah mesin bergaya CNC yang mampu melakukan pengukuran yang sangat presisi dengan cara yang sangat otomatis. Itulah yang dilakukan Mesin CMM!

CMM adalah singkatan dari “Coordinate Measuring Machine”. CMM mungkin merupakan perangkat pengukuran 3D terbaik dalam hal kombinasi fleksibilitas, akurasi, dan kecepatan secara keseluruhan.

Aplikasi Mesin Pengukur Koordinat

Mesin Pengukur Koordinat sangat berguna setiap kali pengukuran yang akurat perlu dilakukan. Dan semakin rumit atau banyak pengukurannya, semakin menguntungkan untuk menggunakan CMM.

Biasanya CMM digunakan untuk inspeksi dan kontrol kualitas. Yaitu, CMM digunakan untuk memverifikasi apakah komponen memenuhi persyaratan dan spesifikasi perancang.

Mereka juga dapat digunakan untukrekayasa balikbagian-bagian yang ada dengan melakukan pengukuran yang akurat terhadap fitur-fiturnya.

Siapa penemu Mesin CMM?

Mesin CMM pertama dikembangkan oleh Ferranti Company dari Skotlandia pada tahun 1950-an. Mesin ini dibutuhkan untuk pengukuran presisi komponen dalam industri kedirgantaraan dan pertahanan. Mesin pertama hanya memiliki 2 sumbu gerak. Mesin 3 sumbu diperkenalkan pada tahun 1960-an oleh DEA ​​dari Italia. Kontrol komputer muncul pada awal tahun 1970-an, dan diperkenalkan oleh Sheffield dari AS.

Jenis-jenis Mesin CMM

Ada lima jenis mesin pengukur koordinat:

• Tipe Jembatan CMM: Dalam desain ini, yang paling umum, kepala CMM berada di atas jembatan. Satu sisi jembatan berada di atas rel pada rangka, dan sisi lainnya ditopang oleh bantalan udara atau metode lain pada rangka tanpa rel pemandu.
• CMM Kantilever: Kantilever menyokong jembatan hanya pada satu sisi.
• Gantry CMM: Gantry menggunakan rel pemandu di kedua sisi, seperti Router CNC. Ini biasanya merupakan CMM terbesar, sehingga memerlukan dukungan ekstra.
• CMM Lengan Horizontal: Bayangkan sebuah kantilever, tetapi dengan seluruh jembatan bergerak naik turun pada satu lengan, bukan pada porosnya sendiri. Ini adalah CMM yang paling tidak akurat, tetapi dapat mengukur komponen besar dan tipis seperti bodi mobil.
• CMM Tipe Lengan Portabel: Mesin ini menggunakan lengan yang disambung dan biasanya diposisikan secara manual. Daripada mengukur XYZ secara langsung, mesin ini menghitung koordinat dari posisi putar setiap sambungan dan jarak antar sambungan yang diketahui.

Masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan tergantung pada jenis pengukuran yang akan dilakukan. Jenis-jenis ini mengacu pada struktur mesin yang digunakan untuk memposisikannya.mengujirelatif terhadap bagian yang diukur.

Berikut tabel praktis untuk membantu memahami kelebihan dan kekurangannya:

Probe biasanya diposisikan dalam 3 dimensi–X, Y, dan Z. Namun, mesin yang lebih canggih juga dapat mengubah sudut probe sehingga memungkinkan pengukuran di tempat yang tidak dapat dijangkau probe. Meja putar juga dapat digunakan untuk meningkatkan kemampuan mendekati berbagai fitur.

CMM sering dibuat dari granit dan aluminium, dan mereka menggunakan bantalan udara

Probe adalah sensor yang menentukan letak permukaan komponen saat pengukuran dilakukan.

Jenis-jenis probe meliputi:

• Mekanis
• Optik
• Laser
• Cahaya Putih

Mesin Pengukuran Koordinat digunakan dalam tiga cara umum:

• Departemen Pengendalian Mutu: Di sini mereka biasanya ditempatkan di ruang bersih dengan pengaturan suhu untuk memaksimalkan ketepatannya.
• Lantai Pabrik: Di sini CMM ditempatkan di antara Mesin CNC untuk memudahkan pemeriksaan sebagai bagian dari sel produksi dengan jarak tempuh minimum antara CMM dan mesin tempat komponen sedang dikerjakan. Hal ini memungkinkan pengukuran dilakukan lebih awal dan berpotensi lebih sering yang menghasilkan penghematan karena kesalahan dapat diidentifikasi lebih awal.
• Portabel: CMM portabel mudah dipindahkan. CMM ini dapat digunakan di lantai pabrik atau bahkan dibawa ke lokasi yang jauh dari fasilitas produksi untuk mengukur komponen di lapangan.

Seberapa Akurat Mesin CMM (Akurasi CMM)?

Keakuratan Mesin Ukur Koordinat bervariasi. Umumnya, mereka menargetkan presisi mikrometer atau lebih baik. Namun, tidak semudah itu. Salah satu alasannya, kesalahan dapat berupa fungsi ukuran, sehingga kesalahan pengukuran CMM dapat ditentukan sebagai rumus singkat yang menyertakan panjang pengukuran sebagai variabel.

Misalnya, CMM Global Classic dari Hexagon terdaftar sebagai CMM serbaguna yang terjangkau, dan menentukan akurasinya sebagai berikut:

1,0 + L/300um

Pengukuran tersebut dalam satuan mikron dan L dinyatakan dalam satuan mm. Jadi, misalkan kita mencoba mengukur panjang fitur 10 mm. Rumusnya adalah 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 atau 1,03 mikron.

Mikron adalah seperseribu mm, yang kira-kira sama dengan 0,00003937 inci. Jadi kesalahan saat mengukur panjang 10 mm adalah 0,00103 mm atau 0,00004055 inci. Itu kurang dari setengah persepuluh—kesalahan yang cukup kecil!

Di sisi lain, seseorang harus memiliki akurasi 10x dari apa yang ingin kita ukur. Jadi itu berarti kita mungkin hanya memercayai pengukuran ini hingga 10x nilai tersebut, atau 0,00005 inci. Tetap saja kesalahannya cukup kecil.

Hal-hal menjadi lebih rumit untuk pengukuran CMM di lantai pabrik. Jika CMM ditempatkan di laboratorium inspeksi dengan suhu terkontrol, itu sangat membantu. Namun, di Lantai Pabrik, suhu dapat sangat bervariasi. Ada berbagai cara CMM dapat mengimbangi variasi suhu, tetapi tidak ada yang sempurna.

Pembuat CMM sering menentukan akurasi untuk rentang suhu, dan menurut standar ISO 10360-2 untuk akurasi CMM, rentang suhu yang umum adalah 64-72F (18-22C). Itu bagus kecuali jika suhu di lantai pabrik Anda 86F di musim panas. Kalau begitu, Anda tidak memiliki spesifikasi yang bagus untuk kesalahan tersebut.

Beberapa produsen akan memberi Anda serangkaian anak tangga atau rentang suhu dengan spesifikasi akurasi yang berbeda. Namun, apa yang terjadi jika Anda berada di lebih dari satu rentang untuk rangkaian komponen yang sama pada waktu yang berbeda dalam sehari atau hari yang berbeda dalam seminggu?

Seseorang harus mulai membuat anggaran ketidakpastian yang memperhitungkan kemungkinan terburuk. Jika kemungkinan terburuk tersebut mengakibatkan toleransi yang tidak dapat diterima untuk komponen Anda, diperlukan perubahan proses lebih lanjut:

• Anda dapat membatasi penggunaan CMM pada waktu-waktu tertentu dalam sehari ketika suhu berada dalam kisaran yang lebih baik.
• Anda dapat memilih untuk hanya mengerjakan bagian atau fitur toleransi rendah pada waktu-waktu tertentu dalam sehari.
• CMM yang lebih baik mungkin memiliki spesifikasi yang lebih baik untuk rentang suhu Anda. CMM yang lebih baik mungkin sepadan dengan harganya meskipun harganya bisa jauh lebih mahal.

Tentu saja tindakan ini akan merusak kemampuan Anda untuk menjadwalkan pekerjaan secara akurat. Tiba-tiba Anda berpikir bahwa kontrol iklim yang lebih baik di Lantai Pertokoan mungkin merupakan investasi yang berharga.

Anda dapat melihat bagaimana seluruh hal pengukuran ini menjadi sangat rumit.

Bahan lain yang saling terkait adalah bagaimana toleransi yang akan diperiksa oleh CMM ditentukan. Standar emasnya adalah Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T). Lihat kursus pengantar kami tentang GD&T untuk mempelajari lebih lanjut.

Perangkat Lunak CMM

CMM menjalankan berbagai jenis perangkat lunak. Standarnya disebut DMIS, yang merupakan singkatan dari Dimensional Measurement Interface Standard. Meskipun ini bukan antarmuka perangkat lunak utama untuk setiap produsen CMM, sebagian besar dari mereka setidaknya mendukungnya.

Produsen telah menciptakan versi unik mereka sendiri untuk menambahkan tugas pengukuran yang tidak didukung oleh DMIS.

DMI

Seperti yang disebutkan, DMIS adalah standarnya, tetapi seperti kode-g CNC, ada banyak dialek termasuk:

• PC-DMIS: Versi Hexagon
• BukaDMIS
• TouchDMIS: Perceptron

MCOSMOS

MCOSTMOS adalah perangkat lunak CMM Nikon.

Kalipso

Calypso adalah perangkat lunak CMM dari Zeiss.

Perangkat Lunak CMM dan CAD/CAM

Bagaimana hubungan antara Perangkat Lunak dan Pemrograman CMM dengan Perangkat Lunak CAD/CAM?

Ada banyak format file CAD yang berbeda, jadi periksa format mana yang kompatibel dengan Perangkat Lunak CMM Anda. Integrasi terbaik disebut Model Based Definition (MBD). Dengan MBD, model itu sendiri dapat digunakan untuk mengekstrak dimensi untuk CMM.

MDB cukup mutakhir, sehingga belum digunakan dalam sebagian besar kasus.

Probe CMM, Perlengkapan, dan Aksesori

Probe CMM

Berbagai jenis dan bentuk probe tersedia untuk memfasilitasi berbagai aplikasi.

Perlengkapan CMM

Semua perlengkapan menghemat waktu saat memuat dan membongkar komponen pada CMM, seperti pada Mesin CNC. Anda bahkan bisa mendapatkan CMM yang memiliki pemuat palet otomatis untuk memaksimalkan hasil produksi.

Harga Mesin CMM

Mesin Pengukur Koordinat Baru mulai dari kisaran $20.000 hingga $30.000 dan naik hingga lebih dari $1 juta.

Pekerjaan Terkait CMM di Bengkel Mesin

Manajer CMM

Pemrogram CMM

Operator CMM