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 oleh Mesin CMM!

CMM adalah singkatan dari “Coordinate Measuring Machine” (Mesin Pengukur Koordinat). Alat ini mungkin merupakan perangkat pengukuran 3D terbaik dalam hal kombinasi fleksibilitas, akurasi, dan kecepatan secara keseluruhan.

Aplikasi Mesin Pengukur Koordinat

Mesin Pengukur Koordinat (CMM) sangat berharga setiap kali pengukuran akurat perlu dilakukan. Dan semakin kompleks atau banyak pengukuran yang dibutuhkan, semakin menguntungkan untuk menggunakan CMM.

Pada umumnya, CMM digunakan untuk inspeksi dan kontrol kualitas. Artinya, alat ini digunakan untuk memverifikasi bahwa komponen tersebut memenuhi persyaratan dan spesifikasi perancang.

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

Siapa penemu mesin CMM?

Mesin CMM pertama dikembangkan oleh perusahaan Ferranti dari Skotlandia pada tahun 1950-an. Mesin ini dibutuhkan untuk pengukuran presisi komponen di industri kedirgantaraan dan pertahanan. Mesin-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: Pada desain ini, yang paling umum, kepala CMM bertumpu pada sebuah jembatan. Satu sisi jembatan bertumpu pada rel di alas mesin, dan sisi lainnya ditopang oleh bantalan udara atau metode lain di alas mesin tanpa rel pemandu.
• CMM Kantilever: Kantilever menopang jembatan hanya di satu sisi.
• CMM Gantry: Gantry menggunakan rel pemandu di kedua sisinya, seperti pada CNC Router. Ini biasanya merupakan CMM terbesar, sehingga membutuhkan dukungan tambahan.
• CMM Lengan Horizontal: Bayangkan sebuah kantilever, tetapi seluruh jembatan bergerak naik turun di sepanjang lengan tunggal, bukan pada sumbunya sendiri. Ini adalah CMM dengan akurasi paling rendah, tetapi dapat mengukur komponen tipis berukuran besar seperti bodi mobil.
• CMM Tipe Lengan Portabel: Mesin ini menggunakan lengan yang dapat digerakkan dan biasanya diposisikan secara manual. Alih-alih mengukur XYZ secara langsung, mesin ini menghitung koordinat dari posisi putar setiap sambungan dan panjang yang diketahui antara sambungan.

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 sedang diukur.

Berikut tabel praktis untuk membantu memahami pro dan kontra:

Probe biasanya diposisikan dalam 3 dimensi—X, Y, dan Z. Namun, mesin yang lebih canggih juga memungkinkan sudut probe diubah sehingga memungkinkan pengukuran di tempat-tempat yang biasanya tidak dapat dijangkau oleh probe. Meja putar juga dapat digunakan untuk meningkatkan kemudahan akses ke berbagai fitur.

CMM (Coordinate Measuring Machine) seringkali terbuat dari granit dan aluminium, dan menggunakan bantalan udara.

Probe adalah sensor yang menentukan di mana permukaan bagian tersebut berada ketika pengukuran dilakukan.

Jenis-jenis probe meliputi:

• Mekanis
• Optik
• Laser
• Cahaya Putih

Mesin Pengukur Koordinat digunakan dalam tiga cara umum:

• Departemen Kontrol Mutu: Di sini, mereka biasanya ditempatkan di ruang bersih dengan suhu terkontrol untuk memaksimalkan ketelitiannya.
• Lantai Produksi: Di ​​sini, CMM (Coordinate Measuring Machine) ditempatkan di antara mesin CNC untuk memudahkan inspeksi sebagai bagian dari sel manufaktur dengan pergerakan minimum antara CMM dan mesin tempat komponen diproses. Hal ini memungkinkan pengukuran dilakukan lebih awal dan berpotensi lebih sering, yang mengarah pada penghematan karena kesalahan dapat diidentifikasi lebih cepat.
• Portabel: CMM portabel mudah dipindahkan. Alat ini dapat digunakan di lantai pabrik atau bahkan dibawa ke lokasi yang jauh dari fasilitas manufaktur untuk mengukur komponen di lapangan.

Seberapa Akurat Mesin CMM (Akurasi CMM)?

Akurasi Mesin Pengukur Koordinat (CMM) bervariasi. Umumnya, mereka bertujuan untuk mencapai presisi mikrometer atau lebih baik. Tetapi itu tidak semudah itu. Salah satu alasannya, kesalahan pengukuran dapat bergantung pada ukuran, sehingga kesalahan pengukuran CMM dapat ditentukan sebagai rumus singkat yang mencakup panjang pengukuran sebagai variabel.

Sebagai contoh, Hexagon Global Classic CMM terdaftar sebagai CMM serbaguna yang terjangkau, dan menetapkan akurasinya sebagai berikut:

1.0 + L/300um

Pengukuran tersebut dalam mikron dan L ditentukan dalam 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 milimeter, yang kira-kira setara 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 sangat kecil!

Di sisi lain, kita seharusnya memiliki akurasi 10 kali lipat dari apa yang ingin kita ukur. Jadi, itu berarti kita hanya dapat mempercayai pengukuran ini hingga 10 kali nilai tersebut, atau 0,00005 inci. Masih merupakan kesalahan yang cukup kecil.

Segalanya menjadi lebih rumit untuk pengukuran CMM di lantai produksi. Jika CMM ditempatkan di laboratorium inspeksi yang terkontrol suhunya, itu sangat membantu. Tetapi di lantai produksi, suhu dapat sangat bervariasi. Ada berbagai cara CMM dapat mengkompensasi variasi suhu, tetapi tidak ada yang sempurna.

Produsen CMM seringkali menentukan akurasi untuk rentang suhu tertentu, dan menurut standar ISO 10360-2 untuk akurasi CMM, rentang suhu yang umum adalah 64-72F (18-22C). Itu bagus kecuali jika suhu di bengkel Anda mencapai 86F di musim panas. Maka Anda tidak memiliki spesifikasi yang baik untuk kesalahan pengukurannya.

Beberapa produsen akan memberi Anda serangkaian rentang suhu atau tingkatan suhu dengan spesifikasi akurasi yang berbeda. Tetapi apa yang terjadi jika Anda berada di lebih dari satu rentang untuk rangkaian suku cadang yang sama pada waktu yang berbeda dalam sehari atau hari yang berbeda dalam seminggu?

Kita perlu membuat anggaran ketidakpastian yang memperhitungkan skenario terburuk. Jika skenario terburuk tersebut menghasilkan toleransi yang tidak dapat diterima untuk komponen Anda, maka diperlukan perubahan proses lebih lanjut:

• Anda dapat membatasi penggunaan CMM pada waktu-waktu tertentu dalam sehari ketika suhu berada dalam kisaran yang lebih menguntungkan.
• Anda dapat memilih untuk hanya mengerjakan bagian atau fitur dengan toleransi rendah pada waktu-waktu tertentu dalam sehari.
• CMM (Coordinate Measuring Machine) yang lebih baik mungkin memiliki spesifikasi yang lebih baik untuk rentang suhu Anda. Meskipun harganya jauh lebih mahal, CMM yang lebih baik mungkin sepadan dengan harganya.

Tentu saja langkah-langkah ini akan mengacaukan kemampuan Anda untuk menjadwalkan pekerjaan secara akurat. Tiba-tiba Anda berpikir bahwa pengendalian iklim yang lebih baik di lantai produksi mungkin merupakan investasi yang berharga.

Anda bisa melihat betapa rumitnya proses pengukuran ini.

Faktor penting lainnya yang saling berkaitan adalah bagaimana toleransi yang akan diperiksa oleh CMM ditentukan. Standar emasnya adalah Dimensi dan Toleransi Geometris (GD&T). Lihat kursus pengantar kami tentang GD&T untuk mempelajari lebih lanjut.

Perangkat Lunak CMM

CMM (Coordinate Measuring Machine) menjalankan berbagai jenis perangkat lunak. Standar yang digunakan disebut DMIS, singkatan dari Dimensional Measurement Interface Standard. Meskipun bukan antarmuka perangkat lunak utama untuk setiap produsen CMM, sebagian besar dari mereka setidaknya mendukungnya.

Para produsen telah menciptakan varian unik mereka sendiri untuk menambahkan tugas pengukuran yang tidak didukung oleh DMIS.

DMIS

Seperti yang telah disebutkan, DMIS adalah standar, tetapi seperti kode G CNC, ada banyak dialek termasuk:

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

MCOSMOS

MCOSTMOS adalah perangkat lunak CMM milik Nikon.

Kalipso

Calypso adalah perangkat lunak CMM dari Zeiss.

Perangkat Lunak CMM dan CAD/CAM

Bagaimana perangkat lunak dan pemrograman CMM berhubungan dengan perangkat lunak CAD/CAM?

Terdapat 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 merupakan teknologi yang cukup mutakhir, sehingga belum digunakan dalam sebagian besar kasus.

Probe, Perlengkapan, dan Aksesoris CMM

Probe CMM

Berbagai jenis dan bentuk probe tersedia untuk memfasilitasi berbagai aplikasi.

Perlengkapan CMM

Perlengkapan bantu sangat menghemat waktu saat memuat dan menurunkan komponen pada CMM, sama seperti pada mesin CNC. Anda bahkan bisa mendapatkan CMM yang memiliki pemuat palet otomatis untuk memaksimalkan kapasitas produksi.

Harga Mesin CMM

Mesin Pengukur Koordinat baru harganya mulai dari $20.000 hingga $30.000 dan bisa mencapai lebih dari $1 juta.

Pekerjaan yang Berkaitan dengan CMM di Bengkel Mesin

Manajer CMM

Pemrogram CMM

Operator CMM