Metrologi Walk-Up Berjalan-jalan ke Toko Mesin
Ada kalanya seorang masinis, saat memotong beberapa bagian atau bersiap untuk menjalankan awal, perlu memeriksa beberapa bagian atau beberapa fitur penting. Permukaan perlu diperiksa di tempat, kebulatan atau konsentrisitas dikonfirmasi. Terkadang pengukur tangan akan berfungsi, tetapi dengan kompleksitas suku cadang yang meningkat dan jadwal yang semakin ketat, mesin yang lebih mumpuni sering kali dibutuhkan.
“Mungkin ada pembuat alat yang sedang menggiling pemotong atau membuat alat bentuk khusus yang hanya ingin mengukur radius,” kata Mark Arenal, manajer umum Starrett Kinemetric Engineering (Laguna Hills, CA). Dalam hal ini, ia membutuhkan instrumen metrologi walk-up yang dapat beradaptasi dan mampu melakukan berbagai pengukuran. “Banyak instrumen yang kami buat berfungsi dengan baik untuk 'metrologi walk-up' di lantai toko,” katanya. Contoh yang baik adalah garis AVR dan MVR dari sistem penglihatan 2D Starrett. Ini berkisar dari manual hingga CNC penuh. Pembuat alat dapat berjalan, menempatkan bagiannya pada unit di atas panggung, menggambarkan jari-jari pemotong dan dengan cepat melakukan pengukuran, menurut Arenal. "Sangat sederhana. Satu fitur, satu pengukuran, dia mendapatkan beberapa data, menuliskannya dan pergi,” katanya.
Kunci dari konsep tersebut, terutama untuk mesin CNC, ada pada perangkat lunaknya seperti pada mesin itu sendiri. “Perangkat lunak sistem membuatnya relatif mudah digunakan dalam skenario itu, dengan pelatihan minimal. Anda benar-benar dapat menyentuh fitur yang Anda lihat di layar dan mengukurnya,” jelasnya.
Namun, agar benar-benar hemat biaya, mesin juga harus dapat beradaptasi untuk produksi volume yang lebih tinggi. “Misalnya, Anda mungkin memiliki inspektur yang ingin melakukan inspeksi artikel pertama pada 100% pada beberapa bagian — katakanlah, 10 atau 20 bagian. Inspektur itu dapat menulis program bagian pada mesin yang sama dan membuat urutan pengukuran untuk mengukur bagian pertama, dengan semua data yang diperlukan dan pemformatan laporan. Setelah selesai, pengguna dapat menyimpan program bagian dan selanjutnya mengukur sisa batch bagian, ”katanya. “Peralatan ini akan lebih berharga bagi perusahaan jika [dapat menampung] banyak pengguna dan pekerjaan mereka dapat diperiksa.”
Perangkat yang sangat produktif dari Starrett, menurut Arenal, adalah HVR100-FLIP, dirilis pada tahun 2017. Sistem pengukuran penglihatan benchtop ini dapat digunakan dalam orientasi vertikal atau horizontal, dan menampilkan video digital resolusi tinggi dan optik presisi untuk bidang yang akurat. -pengukuran pandangan hingga 90 mm, menurut perusahaan.
Kemudahan dan Akurasi
Alasan kuat lainnya di balik penggunaan sistem visi dan multi-visi dijelaskan oleh David Wick, manajer, manajemen produk untuk Carl Zeiss Industrial Metrology Technology LLC (Maple Grove, MN). ”Orang yang menginginkan metrologi walk-up biasanya tidak setelah sepersepuluh mikron terakhir,” katanya. Kegunaan biasanya lebih penting daripada akurasi. “Ini adalah perubahan paradigma. Yang penting adalah kemudahan penggunaan dan pengulangan,” katanya. Dia mencatat metrologi walk-up membutuhkan sistem yang dapat mengenali fitur umum seperti lingkaran, radius, dan slot. “Jadi, Anda bisa mengklik tombol, dengan cepat membuat pengukuran, mengetikkan dimensi dan toleransi, dan pergilah,” katanya. Dia setuju bahwa sistem penglihatan, seperti jalur Zeiss O-Select, ideal untuk metrologi walk-up. Sistem visi Zeiss mencakup rangkaian lengkap perangkat lunak yang mumpuni untuk mengidentifikasi fitur umum dan membuat program suku cadang.
Konsistensi juga penting. “Anda ingin mesin memberikan pengukuran yang baik tidak peduli siapa yang telah menyentuhnya,” kata Wick. Ini berarti, menurut pendapatnya, kepatuhan terhadap standar ISO dan kemampuan untuk menangkap pengukuran rutin dalam program suku cadang. “O-Select dikalibrasi dengan standar ISO 10360-7,” jelasnya. “Ini secara otomatis memfokuskan, menerangi, dan dapat menangani banyak salinan dari bagian yang sama,” katanya. Dapat digunakan kembali juga penting. “Misalnya kemarin Anda membuat program cepat untuk mengukur lima dimensi pada objek 2D datar baru, dan hari ini Anda datang dengan enam prototipe. Letakkan di mesin, tekan tombol dan mesin akan mengukur keenamnya, satu demi satu, ”jelasnya. “Kami sering melihatnya.”
Tim Moriarty, VP senior untuk QVI (Rochester, NY), setuju bahwa sistem video yang lebih baru lebih mudah digunakan. Dia mencatat bahwa untuk penggunaan di lantai toko mereka bersaing dengan perkakas tangan, seperti mikrometer atau bahkan alat yang lebih canggih seperti pembanding optik yang membutuhkan sedikit atau tanpa pelatihan. Oleh karena itu, penekanannya adalah pada kesederhanaan. “Beberapa sistem pengukuran kami memungkinkan siapa saja untuk benar-benar berjalan, meletakkan bagian itu di posisi apa pun tanpa perlengkapan, menekan tombol dan langsung mendapatkan serangkaian pengukuran pada bagian itu — bahkan artikel pertama atau bagian dalam proses,” dia kata.
Moriarty setuju dengan orang lain yang diwawancarai untuk artikel ini bahwa kemudahan penggunaan seperti itu mengarah pada transfer data yang mudah untuk kontrol proses dan penyimpanan catatan. Keuntungan dari sistem video yang mudah digunakan adalah bahwa mereka secara inheren akurat dan cepat dibandingkan dengan perangkat walk-up lainnya. “Kami mencoba untuk meningkatkan pengalaman mengambil sepasang kaliper atau menempatkan bagian pada komparator,” katanya, dengan memberikan pengukuran yang lebih cepat dan lebih akurat. Dia mencatat bahwa sistem pengukuran video, seperti seri QVI Snap, dengan mudah memberikan akurasi hingga 0,0001–0,0002″ (0,00254–0,00508 mm).
“Jangkauan baru mesin pengukur video Snap bidang pandang besar (LFOV) kami memenuhi permintaan ini,” katanya. Snaps memiliki fitur FOV 100-mm, ekstraksi fitur, ID suku cadang otomatis, dan akurasi yang lebih baik dari 0,0001″, menurut perusahaan. Model berkisar dari Snap100 benchtop dengan FOV berdiameter 100 mm dan tanpa panggung bergerak hingga Snap 350 berkapasitas besar dengan rentang pengukuran lebih dari 350 × 350 mm.
Dimensi Ketiga
Ada kalanya pengukuran yang lebih lengkap dalam dimensi ketiga diinginkan atau diperlukan, bahkan dalam skenario metrologi walk-up. Untuk itu Moriarty menunjuk ke QVI Fusion 400 perusahaan, sistem pengukuran multisensor LFOV yang mengotomatiskan pengukuran 3D. Ini memiliki volume pengukuran 350 × 250 × 250 mm dan berkemampuan multisensor dengan pengukuran video dan probe pemicu dan pemindaian yang tersedia. Ini termasuk laser TTL interferometrik TeleStar Plus.
Sementara sistem penglihatan ideal untuk dua dimensi dan sistem multisensor berdasarkan penglihatan ideal untuk dua setengah dimensi, terkadang pengukuran dalam 3D penuh diperlukan. “Di situlah pemindai cahaya biru ideal untuk konsep metrologi walk-up ini,” kata Wick. Zeiss menawarkan jajaran pemindai 3D Comet berdasarkan teknologi cahaya biru. “Anda dapat meletakkan benda kerja atau bagian 3D Anda di atas meja putar, menekan tombol di laptop dan itu akan memutar meja putar, memindai benda kerja, dan membuat model 3D-nya,” katanya. Mengukur dimensi kritis dan toleransi memang membutuhkan model CAD yang tersedia. Namun, jika tersedia, ini mungkin merupakan konsep metrologi walk-up terbaik.
“Kami melihat tren yang jelas dengan operator yang harus memeriksa lebih dekat ke titik produksi, dengan insinyur produksi dan operator harus melakukan pengukuran yang baik pada langkah menengah dalam proses produksi,” kata Dan Brown, direktur, manajemen produk untuk Creaform Inc. (Levis, CA). Dia sangat setuju bahwa menangkap pengukuran 3D memerlukan perangkat 3D, seperti perangkat HandyScan 3D, HandyProbe, dan MetraScan 3D dari Creaform. Dia mencatat bahwa ada permintaan besar untuk pengukuran metrologi 3D dalam rentang pengukuran 25–75 m, rentang akurasi yang ideal untuk perangkat ini.
“Kaliper sangat bagus, tetapi tidak cukup untuk mengukur bagian kompleks dalam 3D dengan cepat,” katanya. CMM akurat, tetapi membutuhkan program suku cadang — biasanya — dan keahlian yang cukup untuk beroperasi secara memadai. Itu membuat kemudahan penggunaan dan portabilitas pemindai ideal dalam aplikasi di mana akurasi midrange diperlukan. Kecepatan memberikan kemudahan penggunaannya sendiri. Pemindai optik 3D, termasuk pemindai cahaya biru seperti dari Creaform (dan lainnya), biasanya mengumpulkan data dengan kecepatan tinggi, dari 100.000 hingga 1 juta poin per detik—jauh lebih cepat daripada CMM biasa dan menyediakan utilitas walk-up.
Poin kunci lainnya, seperti yang dia lihat, adalah portabilitas. “Beberapa pelanggan kami memiliki tempat khusus untuk menggunakan pemindai, di mana mereka membawanya ke sana,” katanya. “Tapi mereka terkadang membawa perangkat ke titik penggunaan.” Ini dalam arti metrologi walk-up secara terbalik. Keuntungan menyimpan perangkat di lokasi pusat adalah bahwa perangkat berada dalam lingkungan yang terkendali. Keuntungan dari dapat memindahkannya adalah fleksibilitas.
Brown menunjuk pada masalah universal lain yang memiliki kesamaan metrologi walk-up dengan metrologi pada umumnya — interaksi antara persyaratan pelatihan dan teknologi yang mudah digunakan dan dipahami. “Saya akan membagi operasi metrologi menjadi dua bagian, pengukuran dan inspeksi,” jelasnya. Pengukuran mengambil poin 3D untuk memasukkannya ke dalam komputer. Yang Anda butuhkan adalah perangkat lunak inspeksi untuk mengekstrak informasi ke fitur yang ingin Anda ukur. Maksudnya adalah bahwa dalam setiap operasi manufaktur Anda memerlukan orang yang terlatih dalam aspek pengukuran dan inspeksi. Yang lebih baik lagi adalah sistem pengukuran dan inspeksi serta perangkat lunak yang sama-sama mudah digunakan. “Ahli metrologi terlatih sulit ditemukan,” katanya, menjelaskan penekanan Creaform pada pengembangan perangkat lunak inspeksi dan peralatan pengukuran yang mudah digunakan.
Perangkat lain yang menyediakan pengukuran 3D adalah CMM genggam seri XM dari Keyence Corp. of America (Itasca, IL). “Ini dirancang untuk digunakan di mana saja di lingkungan apa pun dan untuk memungkinkan pengguna berjalan ke sana dan mendapatkan jawaban cepat,” kata Steve Chirichella, direktur penjualan produk regional untuk Keyence. Perusahaan menawarkannya sebagai CMM portabel. Sebuah kamera menangkap cahaya inframerah-dekat yang dipancarkan dari tujuh penanda berbeda pada probe genggam untuk menentukan posisi ujung stylus. “Tidak ada bagian yang bergerak,” jelasnya. “Kami menyingkirkan encoder atau apa pun yang aus, membuat alat berat tahan lama dan menghilangkan kebutuhan akan perawatan dan kalibrasi ulang.” Bagian ditempatkan di atas panggung bergerak. Perlu dicatat bahwa sistem dirancang untuk suku cadang dalam kisaran 3 × 2 × 1′ (0,9144 × 0,6096 × 0,3048 m).
Meskipun tidak memerlukan program bagian tertentu untuk melakukan pengukuran, perangkat dapat menangkap program menggunakan augmented reality. Ini termasuk kamera kecil di ujung probe yang dapat menampilkan tidak hanya tampilan luar target tetapi juga deskripsi pengukuran dan nilai terukur. Perangkat lunak ini mencakup kemampuan untuk menghasilkan laporan dengan disertai foto yang diambil dari kamera ujung probe. Untuk setiap titik pengukuran, perangkat menampilkan nama dan nomor elemen serta hasil pengukuran secara real time, pada gambar yang ditangkap oleh kamera yang ditampilkan pada monitor di depan operator. “Kadang-kadang pelanggan kami meletakkan perangkat XM di gerobak alih-alih di lokasi sentral, membawa perangkat ke tempat kerja,” katanya. Ini sangat berguna di toko mesin yang memproduksi suku cadang kompleks dalam volume kecil dengan campuran tinggi.
Konsep Alternatif
Chirichella juga mencatat bahwa sistem pengukuran video Keyence IM mungkin juga cocok dengan konsep walk-up. Sistem ini dirancang untuk menggantikan komparator optik atau membawa komparator optik ke abad ke-21, katanya. Tidak seperti perangkat lain yang memiliki kemampuan walk-up, seri IM membutuhkan program suku cadang yang ditulis untuknya. “Mesin ini dibuat untuk kecepatan dan kesederhanaan yang hampir menyakitkan,” jelasnya. Ada juga fitur yang disebut "pengukuran otomatis" di mana operator menempatkan bagian di atas panggung, menggambar kotak, dan mengukur segala sesuatu yang lebih mudah sesuai dengan paradigma walk-up. Chirichella menceritakan salah satu perusahaan yang menggunakan lab kualitasnya untuk menulis program untuk enam atau tujuh mesin yang tersebar di sekitar pabrik, memungkinkan pengguna mengakses program suku cadang yang divalidasi dengan cepat.
Perangkat lain yang terbukti benar, seperti CMM manual, juga sesuai dengan konsep metrologi walk-up, menurut Gene Hancz, spesialis produk untuk CMM di Mitutoyo America Corp. (Aurora, IL). Dia setuju bahwa trennya jauh dari hanya mengandalkan departemen inspeksi dan lebih pada membuat perangkat metrologi dapat diakses untuk memeriksa pekerjaan mereka sendiri. Dia mencatat bahwa sebagian besar penjualan CMM saat ini dikendalikan oleh CNC, di mana CMM manual memberikan nilai untuk pengukuran satu dimensi yang sederhana. “CMM manual bisa digunakan dua cara,” jelasnya. “Salah satunya adalah di mana program bagian digunakan untuk pemeriksaan yang sangat spesifik yang cukup sering digunakan. Yang lainnya adalah di mana tidak ada program apa pun, dengan seseorang datang untuk melakukan pemeriksaan tunggal, atau dua atau tiga dimensi, dan mereka mengatur semuanya secara manual.” Itu sesuai dengan definisi metrologi walk-up.
Contoh yang baik adalah Mitutoyo Crysta-Plus M Series 196-Manual-Floating Type CMM, yang mengukur suku cadang hingga 700 × 1000 × 600 mm. Hancz mengatakan ini ideal untuk tugas sehari-hari, seperti menyiapkan peralatan mesin untuk memeriksa bagian awal.
Akhirnya, alat yang paling sederhana tidak boleh diabaikan dalam konteks metrologi walk-up. “Pengukur ketinggian dan pelat permukaan adalah barang yang paling umum di toko,” kata Mike Creney, wakil presiden penjualan Mitutoyo. “Sebagian besar tidak memerlukan kekuatan atau udara dan dengan beberapa keterampilan matematika yang layak, siapa pun dapat mengukur, memeriksa, dan mengevaluasi bagian untuk penerimaan toleransi. Cara lama masih berfungsi dengan penyangga ketinggian, indikator uji, dan masih yang paling murah.” Yang terbaik adalah bahwa perkakas tangan mudah diajarkan kepada sebagian besar pengguna pemula. Perkembangan baru dalam peralatan tangan dari Mitutoyo termasuk QuantuMike, mikrometer berkecepatan tinggi, dan mikrometer MDH dengan resolusi 0,0001-mm. “Ini membawa resolusi terbaik dunia ke lantai toko,” katanya.
Creney juga menunjuk ke perangkat lain yang sudah teruji, banyak di antaranya disediakan oleh Mitutoyo, seperti proyektor profil dan perangkat kekasaran permukaan, meskipun mereka membutuhkan pengetahuan tambahan untuk mengoperasikannya. Perangkat CNC otomatis tidak boleh sepenuhnya dikesampingkan dalam skenario walk-up. “Cara tipikal adalah menggunakan sistem CNC dengan jig atau perlengkapan cepat yang dipasang ke alat pengukur,” kata Creney. “Jika Anda menggunakan banyak mesin bubut, Anda mungkin memiliki sistem kebulatan di lokasi pusat. Pada tahap pemantauan Anda dapat memiliki perlengkapan pemasangan khusus untuk memusatkan bagian dan cukup menempatkan benda kerja silinder ke dalam perlengkapan, kencangkan tangan dan tekan tombol. Dalam hitungan menit, Anda dapat mengevaluasi kebulatan dan mengimbangi atau memodifikasi pengaturan mesin bubut.”
Sebelumnya ditampilkan di AdvancedManufacturing.org.
