Panduan Lengkap Mesin CMM dan Pengukuran

Apa itu Mesin CMM?

Bayangkan sebuah mesin bergaya CNC yang mampu melakukan pengukuran presisi tinggi 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 berharga ketika pengukuran yang akurat perlu dilakukan. Semakin kompleks atau banyak pengukurannya, semakin menguntungkan penggunaan CMM.

CMM biasanya digunakan untuk inspeksi dan kontrol kualitas. Artinya, CMM digunakan untuk memverifikasi bahwa 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-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 Amerika Serikat.

Jenis-jenis Mesin CMM

Ada lima jenis mesin pengukur koordinat:

• CMM Tipe Jembatan: Dalam desain ini, yang paling umum, kepala CMM berada di atas jembatan. Satu sisi jembatan berada di atas rel pada alas, dan sisi lainnya ditopang oleh bantalan udara atau metode lain di atas alas tanpa rel pemandu.
• CMM Kantilever: Kantilever menopang jembatan hanya pada satu sisi.
• CMM Gantry: Gantry menggunakan rel pemandu di kedua sisinya, seperti Router CNC. CMM ini biasanya berukuran paling besar, sehingga membutuhkan dukungan ekstra.
• CMM Lengan Horizontal: Bayangkan sebuah kantilever, tetapi seluruh jembatan bergerak naik turun pada satu lengan, alih-alih pada porosnya sendiri. CMM ini kurang 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. Alih-alih 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 oleh probe. Meja putar juga dapat digunakan untuk meningkatkan aksesibilitas 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 inspeksi sebagai bagian dari sel manufaktur dengan jarak tempuh minimum antara CMM dan mesin tempat komponen sedang dikerjakan. Hal ini memungkinkan pengukuran dilakukan lebih awal dan bahkan lebih sering, yang menghasilkan penghematan karena kesalahan dapat diidentifikasi lebih cepat.
• Portabel: CMM portabel mudah dipindahkan. CMM ini dapat digunakan di lantai produksi atau bahkan dibawa ke lokasi yang jauh dari fasilitas manufaktur 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, hal itu tidak semudah itu. Salah satu alasannya adalah 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 menetapkan akurasinya sebagai:

1,0 + L/300um

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

Satu mikron sama dengan seperseribu mm, yaitu sekitar 0,00003937 inci. Jadi, kesalahan saat mengukur panjang 10 mm kita adalah 0,00103 mm atau 0,00004055 inci. Itu kurang dari setengah persepuluh—kesalahan yang cukup kecil!

Di sisi lain, akurasinya seharusnya 10 kali lipat dari yang ingin kita ukur. Artinya, kita mungkin hanya memercayai pengukuran ini hingga 10 kali lipat dari nilai tersebut, atau 0,00005 inci. Kesalahannya masih cukup kecil.

Situasinya semakin rumit untuk pengukuran CMM di lantai produksi. Jika CMM ditempatkan di laboratorium inspeksi dengan suhu terkontrol, hal itu sangat membantu. Namun, di lantai produksi, suhu dapat sangat bervariasi. Ada berbagai cara CMM dapat mengkompensasi variasi suhu, tetapi tidak ada yang sempurna.

Produsen CMM sering kali menentukan akurasi untuk rentang suhu, dan menurut standar ISO 10360-2 untuk akurasi CMM, rentang suhu yang umum adalah 64-72F (18-22C). Hal ini bagus, kecuali jika suhu di lantai pabrik Anda mencapai 86F di musim panas. Jika demikian, Anda tidak memiliki spesifikasi yang baik 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 atau hari yang berbeda dalam seminggu?

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

• Anda dapat membatasi penggunaan CMM pada waktu-waktu tertentu dalam sehari ketika suhu berada pada 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 meskipun harganya bisa jauh lebih mahal.

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

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

Komponen lain yang tak terpisahkan 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 bukan antarmuka perangkat lunak utama untuk setiap produsen CMM, sebagian besar setidaknya mendukungnya.

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

DMIS

Seperti yang disebutkan DMIS, adalah standarnya, 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?

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

MDB cukup canggih, jadi belum digunakan dalam sebagian besar kasus.

Probe CMM, Perlengkapan, dan Aksesori

Probe CMM

Berbagai jenis dan bentuk probe tersedia untuk memfasilitasi berbagai aplikasi.

Jadwal CMM

Semua perlengkapan menghemat waktu saat memuat dan menurunkan komponen pada CMM, seperti pada Mesin CNC. Anda bahkan bisa mendapatkan CMM yang dilengkapi pemuat palet otomatis untuk memaksimalkan proses.

Harga Mesin CMM

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

Pekerjaan Terkait CMM di Bengkel Mesin

Manajer CMM

Pemrogram CMM

Operator CMM