CMM Mempertaruhkan Klaim Mereka

Dengan pertumbuhan metode penginderaan baru untuk metrologi, dari laser hingga sinar-X, orang mungkin berpikir bahwa CMM yang mulia mungkin akan memudar dari pandangan. Tidak ada yang bisa lebih jauh dari kebenaran.

Kebenaran abadi adalah bahwa manufaktur akan selalu mendorong batas biaya, kinerja, dan terutama kualitas. “Toleransi tidak pernah longgar, mereka selalu semakin ketat,” kata Gene Hancz, spesialis produk, CMM dari Mitutoyo America Corp. (Aurora, IL).

Itulah salah satu alasan mengapa mesin pengukur koordinat fixed-bed, atau CMM, tetap menjadi alat vital. Bahkan ketika teknologi penginderaan baru telah memasuki bidang metrologi, CMM tetap menjadi salah satu alat paling akurat yang tersedia. Mereka sebagian besar merupakan varian dari CMM gaya jembatan dasar, menurut Hancz, dengan jembatan bergerak yang melintasi bagian yang dipasang ke meja dan probe yang bergerak ke atas dan ke bawah. Skala di setiap sumbu menentukan posisi X, Y, dan Z dari titik. Probe artikulasi yang berputar secara independen dan meja putar memberikan derajat kebebasan tambahan.

Pemasok juga telah menciptakan banyak varian ide dasar CMM bergaya jembatan untuk memenuhi kebutuhan yang terus berkembang—dan mengurangi biaya. Ambil, misalnya, CMM lengan horizontal dengan probe kantilever yang terpasang pada penyangga tunggal. Sementara mesin otomatis dan sangat akurat yang mengukur bagian yang lebih besar akan dengan mudah menarik perhatian, masih ada tempat untuk CMM yang sederhana dan dioperasikan secara manual yang dilengkapi dengan probe pemicu sentuh, atau bahkan bola keras. Alasan lain CMM tetap relevan adalah karena teknologinya semakin baik sementara nilainya meningkat. “Ketika saya memulai bisnis ini, CMM manual kecil mungkin memiliki biaya yang sama dengan apa yang bisa Anda dapatkan saat ini di CMM yang dikendalikan komputer, dengan akurasi dua kali lipat dan volume pengukuran dua kali lipat,” kata Hancz.

Dia melaporkan bahwa CMM manual sederhana pun tetap populer, terutama dengan bengkel kerja yang lebih kecil yang hanya perlu mengukur beberapa bagian dalam satu waktu. “Sangat penting untuk membeli peralatan yang tepat untuk aplikasi yang tepat. Sering kali, orang meminta akurasi setinggi mungkin, yang akan ada dalam seri LEGEX kami, yang mampu mengukur hampir 0,25 mikron. Tapi ini menjadi sangat mahal, baik dalam membeli mesin dan menempatkannya di ruangan yang suhu dan kelembapannya dikontrol dengan ketat,” jelasnya. Mereka diperlukan untuk beberapa aplikasi, tetapi tidak terlalu banyak.

Bahkan, menurutnya tren terbesar di lapangan adalah pengukuran kualitas garis-dekat atau in-line menggunakan CMM. Hal ini mendorong Mitutoyo untuk mengembangkan lini CMM MACH-nya, yang dirancang untuk pengukuran kecepatan tinggi in-line atau near-line bersama dengan peralatan mesin CNC. Misalnya, MACH-3A adalah CMM lengan horizontal yang dioptimalkan untuk pengukuran kecepatan tinggi bagian silinder yang panjang, seperti poros engkol. Yang terbaru adalah MACH Ko-ga-me, CMM in-line yang dapat dikonfigurasi baik berdiri sendiri atau diintegrasikan ke dalam sel kerja.

Saat CMM memasuki produksi, pemantauan kesehatannya menjadi penting. Tren ini mencerminkan Pabrik Cerdas yang terus berkembang, dan Hancz menunjukkan standar MTConnect yang didukung Mitutoyo. “Menurut saya, ini adalah standar teknologi mendasar untuk masa depan pemantauan alat berat in-line atau near-line,” katanya.

Pertumbuhan dan Kumpulan Keterampilan

“Masih ada banyak pertumbuhan di pasar CMM,” setuju Angus Taylor, presiden Hexagon Manufacturing Intelligence (North Kingstown, RI). Dia setuju bahwa permintaan kualitas yang meningkat mendorong pasar CMM. Dia juga mengamati bahwa banyak CMM Hexagon yang dijual ditempatkan di lingkungan produksi, meskipun penempatan di kamar berkualitas masih merupakan bagian besar dari pasar.

“Tapi, selain penggunaannya dalam produksi, kekhawatiran terbesar yang kami miliki adalah keahlian [pengguna]. Kami memiliki pelanggan yang ingin mendapatkan lebih banyak peralatan, tetapi tidak memiliki orang-orang dengan keahlian untuk menulis program untuk mereka, ”katanya. Seperti manajer yang baik, dia melihat peluang daripada krisis dalam pengamatan itu. “Itu berarti lebih banyak otomatisasi dan, sejujurnya, peluang bagi kami untuk membantu pelanggan dengan menulis program inspeksi untuk mereka,” katanya.

Otomasi dapat mencakup pemuatan suku cadang secara robotik ke dalam dan ke luar dari CMM, tetapi dia juga mengikatnya ke dalam informasi yang dapat memberi makan proses itu sendiri. “Salah satu elemen kunci di sini adalah perangkat lunak Q-DAS kami,” katanya, mengacu pada perusahaan perangkat lunak statistik yang diperoleh Hexagon yang menganalisis data dari perangkat metrologi untuk pengambilan keputusan. “Dengan itu, kami mulai memantau hal-hal seperti keausan alat dan lebih khusus [data] pada suatu fitur, dan melacak data dari fitur tertentu,” katanya.

Sebagai tanggapan terhadap persyaratan produksi dan kebutuhan untuk membuat CMM lebih mudah digunakan, pada bulan Mei Hexagon mengumumkan platform Global S CMM barunya, yang memulai debutnya di pameran Eastec. Menurut perusahaan, Global S adalah penawaran awal dalam Enhanced Productivity Series (EPS) Hexagon. Platform baru ini menampilkan teknologi pintar seperti peningkatan pengalaman pengguna (UX), perangkat lunak pengukuran, dan opsi hijau lanjutan. Platform EPS menyederhanakan pembuatan, pelaksanaan, dan analisis rutinitas pengukuran, dan proses pemeriksaan lebih cepat karena platform Global S terintegrasi penuh dengan perangkat lunak iPC-DMIS CMM untuk pengumpulan, evaluasi, pengelolaan, dan penyajian data manufaktur, menurut Hexagon Kecerdasan Manufaktur.

Tren lain yang dilihat Taylor adalah meningkatnya penekanan pada metrologi nonkontak dan integrasi peralatan ke dalam pabrik yang cerdas atau saling terhubung. “Sistem pemeriksaan optik baru kami untuk digunakan pada CMM secara dramatis meningkatkan throughput untuk, katakanlah, bilah turbin dan inspeksi blisk,” katanya. “Di semua area, dengan teknologi nonkontak, kami akan mengumpulkan data lebih cepat dan mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang fitur dan bagian individual.”

Multitasking dan Aplikasi Khusus

“Satu tren yang saya lihat di berbagai industri adalah orang yang ingin lebih produktif dengan CMM mereka,” kata David Wick, manajer produk untuk Carl Zeiss Industrial Metrology Technology LLC (Maple Grove, M N). Ini berarti mengukur beragam suku cadang pada peralatan yang sama, memaksimalkan investasi. Elemen kunci dalam strategi ini adalah menggunakan jumlah maksimum sensor yang tersedia di CMM. Saat ini, selain pemicu sentuh dan pemindai analog, CMM sekarang sering dilengkapi dengan pemindai garis laser dan bahkan sensor kekasaran permukaan. Zeiss memperkenalkan sensor cahaya putih confocal baru untuk kelas CMM Accura pada tahun 2016.

Dengan semakin fleksibelnya CMM, CMM mungkin mulai menggantikan perangkat yang dibuat khusus untuk pengukuran tertentu, seperti pengukuran bentuk. “Pada Prismo CMM versi terbaru kami, yang dilengkapi dengan meja putar dan perangkat lunak Calypso terbaru, Anda kini dapat melakukan pengukuran bentuk dalam berbagai bentuk, seperti silinder atau bantalan bola,” kata Wick. Aplikasi umum lainnya adalah reverse engineering, menggunakan pemindai garis laser untuk mengukur bagian yang model CADnya tidak ada, lalu membuat model dari point cloud. Satu sistem, banyak pengukuran. Ini sangat berguna untuk perusahaan kecil atau menengah yang sering ditugaskan dengan banyak pekerjaan atau suku cadang bervolume rendah.

Di antara organisasi yang lebih besar, dia melihat cara CMM digunakan berkembang dengan cara yang berbeda. Pelanggan ini menginginkan lebih banyak instalasi khusus aplikasi yang saling berhubungan dengan pabrik dan dunia di sekitar mereka. “Kami mendapatkan lebih banyak permintaan untuk otomatisasi, pemuatan robot, dan paletisasi,” jelasnya. “Orang ingin mengukur 10 bagian sekaligus, bukan satu, membutuhkan lebih banyak pengetahuan aplikasi.” Contoh yang baik adalah menggunakan perangkat lunak Zeiss Gear Pro, opsi untuk perangkat lunak Calypso-nya, untuk membuat instalasi khusus roda gigi. Gear Pro akan mengukur roda gigi silinder, bevel, dan cacing serta rotor, dan juga mengukur kompor yang memotongnya. Paket lainnya termasuk bilah turbin atau elektroda erosi.

Dia juga mengamati, seperti orang lain yang diwawancarai, bahwa CMM lebih diterima di lantai toko. Untuk lingkungan yang keras, penawaran seperti DuraMax HTG dengan kabinet berperingkat IP54 yang mempertahankan akurasi pada rentang suhu yang lebar—15° hingga 40°C—meningkatkan kegunaannya. Untuk integrasi ke dalam otomatisasi, Wick juga mencatat bahwa perangkat lunak Zeiss sekarang berkomunikasi langsung dengan pemuat robot dalam bahasa asli vendor robot mana pun.

Ini memunculkan masalah keamanan data. Perusahaan mengumumkan pada bulan Mei bahwa mereka bermitra dengan Cisco untuk membangun platform transmisi data yang aman untuk menghubungkan perangkat Zeiss (misalnya mesin pengukur) di lapangan ke sistem tingkat yang lebih tinggi dalam lingkungan Industri 4.0. Tujuannya adalah keamanan terintegrasi. Ini melibatkan pengembangan bersama dari solusi untuk memantau mesin pengukur Zeiss. Ini akan memungkinkan penyediaan layanan global yang cepat, seperti pakar materi pelajaran jarak jauh dan dukungan meja bantuan.

Pendekatan Baru pada CMM — Portabilitas

Sementara CMM bergaya jembatan dan variannya berjalan dengan baik di pasar, terima kasih, selalu ada ruang untuk varian. Kemampuan program CMM dari file CAD selalu menjadi salah satu keunggulannya, tetapi bahkan versi yang lebih kecil tidak terlalu portabel. Masukkan CMM portabel zCat 30 lb dari Fowler High Precision (Auburndale, MA). Terlihat seperti caddy kopi dengan lengan ekstensi yang dilengkapi dengan probe pemicu sentuh Renishaw TP20, perangkat ini portabel dan dapat diprogram.

Perbedaan utama dibandingkan dengan CMM lain adalah bahwa ini adalah mesin radius, dengan dua sumbu, bukan tiga. Ini memiliki volume pengukuran radius 700 mm (sekitar sumbu tengah) dengan tinggi 250 mm. Spesifikasi akurasinya kemudian dalam dua dimensi:[3.0 + D/100-mm (radius)] mikron dan [5.0 + L/100 mm (linier)] mikron. “Tidak seperti perangkat portabel lainnya, ini adalah CMM portabel yang dikontrol langsung oleh komputer,” kata Jeff Petersen, manajer penjualan internasional zCat LLC, produsen mesin yang baru dibentuk (sebagian dimiliki oleh Fowler).

Mengapa CMM portabel dan dapat diprogram? Untuk Fowler, itu adalah tambahan logis berikutnya untuk katalog alat tangan metrologi, menurut Petersen. “Alat tipikal kami adalah perangkat tipe sumbu tunggal atau skala linier, sangat bagus untuk apa yang seharusnya mereka lakukan tetapi tidak dapat melakukan pengukuran 3D terperinci yang dapat dilakukan oleh CMM biasa,” jelasnya. “CMM, di sisi lain, biasanya diturunkan ke ruangan khusus dan dioperasikan oleh orang yang sangat terlatih.” Impian mereka adalah membawa CMM tepat di sebelah mesin CNC yang membuat suku cadang, dioperasikan oleh personel dengan pelatihan yang jauh lebih sedikit dalam pemrograman CMM.

Sejak diperkenalkan pada tahun 2014, perangkat ini "berjalan dengan baik," menurut Petersen. “Beberapa pelanggan membeli mesin kedua dan ketiga mereka,” katanya.

Proses Di Luar CMM

Penemuan probe pemicu sentuh Renishaw sering dianggap sebagai awal revolusi CMM di masa lalu, memungkinkan kontrol komputer langsung sambil meningkatkan akurasi dan pengulangan melalui probe hard-ball. diganti. Karena Renishaw adalah pemasok komponen (kunci) ke dunia metrologi yang mencakup—tetapi tidak terbatas pada—CMM, Denis Zayia memiliki perspektif unik sebagai wakil presiden penjualan dan pemasaran, dan mantan manajer bisnis CMM untuk Renishaw LLC (West Dundee, IL). “Ada lebih banyak fokus hari ini pada metrologi sebagai pendorong untuk memahami proses, memberikan umpan balik untuk kontrol variabel dan untuk memverifikasi hasil akhir,” katanya. Probe Renishaw kini telah berevolusi menjadi sistem pengukuran lima sumbu independen, REVO, yang menghadirkan pemindaian berkecepatan tinggi, inspeksi nonkontak, dan analisis permukaan akhir pada satu CMM.

Dia yakin ada tempat untuk akuisisi data dan pemantauan di seluruh sel manufaktur, termasuk peralatan mesin, CMM di ruang kualitas, dan pengukur fleksibel di lantai pabrik. Sementara semakin penting di lantai toko, CMM secara tradisional dipandang sebagai hambatan. “Dengan apresiasi untuk seluruh proses, Anda harus menghindari membiarkan CMM menjadi hambatan itu,” katanya. “Sistem lima sumbu dirancang untuk mengatasi hal ini. Penyelidikan di mesin dapat memiliki tantangannya sendiri. Pada prinsipnya Anda ingin alat mesin Anda memotong logam atau membuat bagian-bagian lainnya, ”katanya. Di masa lalu, biasanya tidak mencatat data, kehilangan sejarah pengukuran. Tetapi perangkat lunak saat ini telah mengatasinya.

Setiap komponen—perkakas mesin, CMM, dan pengukur fleksibel—memiliki perannya masing-masing, dan Renishaw menyediakan probe dan peralatan untuk setiap fase. Sistem pengukuran Equator-nya dibangun dengan mempertimbangkan "seluruh proses" ini. CMM ruang berkualitas sering kali paling baik digunakan dalam menguasai bagian untuk digunakan pada pengukur Khatulistiwa, yang berada di lantai bengkel di sebelah peralatan mesin dan kebal terhadap variasi suhu yang bertentangan dengan CMM.

“Pendekatan yang seimbang dan efisien diperlukan saat menetapkan beban kerja untuk setiap komponen berdasarkan kriteria yang sudah dikenal,” katanya. “Suku cadang bervolume rendah yang mahal dapat diperiksa pada peralatan mesin itu sendiri. Suku cadang bervolume tinggi lebih baik diperiksa dan dikuasai pada CMM dan kemudian dibuat ulang pada pengukur fleksibel. Setiap bagian tambahan kemudian dibandingkan dengan master yang diketahui dengan data offset diumpankan kembali ke mesin perkakas. Tindakan penyeimbangan menghasilkan peningkatan efisiensi, keluaran, dan penghematan biaya.”

Manufaktur Cerdas

Dengan perspektif uniknya, bagaimana Zayia dari Renishaw melihat masa depan? “Pabrik dengan kontrol proses langsung dan manufaktur cerdas, dengan keputusan dibuat di lantai pabrik berdasarkan data yang dikumpulkan. Selain itu, peningkatan manufaktur aditif seiring dengan peningkatan terkait dalam throughput, metrologi, dan ketersediaan bahan tambahan, ”katanya.