Bagaimana Mesin Pengukur Koordinat (CMM) Mengoptimalkan Presisi dalam Manufaktur Modern

Diperbarui terakhir pada 24 Des. 2021, | Oleh WayKen

Industri modern ditandai dengan presisi elemen yang diproduksi. Ini sudah dievaluasi dalam bagian puluhan mikron dan terus tumbuh tanpa henti. Sebenarnya, presisi alat mesin yang dinyatakan oleh produsen telah tumbuh sangat banyak sehingga semakin sulit untuk mengukur deviasi aktual dari bagian yang diproduksi. Jadi, cara kontrol dan peralatan metrologi baru terus dikembangkan dan ditingkatkan. Salah satu unit peralatan yang fleksibel, cepat, dan presisi untuk memperkirakan presisi bagian adalah Mesin Pengukur Koordinat.

Bagaimana Mesin Pengukur Koordinat (CMM) Bekerja

Sebuah mesin menggunakan sond elektronik yang sangat sensitif untuk menganalisis serangkaian titik diskrit dari geometri bagian produksi. Pengujian ini digunakan untuk menghitung kepatuhan bagian terhadap persyaratan tertentu.

CMM sering digunakan untuk mengevaluasi bagian dari rangkaiannya untuk menentukan apakah ia menghormati desain asli spesimen. Ini diintegrasikan dalam alur kerja pengujian kualitas atau kontrol kualitas untuk menganalisis dimensi bagian yang diproduksi untuk mencegah masalah kualitas yang mungkin terjadi.

Prosedur kerja mesin pengukur koordinat (CMM) melibatkan dua hal. Ini mengukur dengan geometri manual dari sebuah objek, dan magnitudo objek dengan menyentuh sond yang naik pada sumbu bergerak mesin. Ini juga memastikan bagian untuk memastikan bahwa sama dengan desain yang dikoreksi. Ini bekerja melalui langkah berikut.

Bagian yang akan dianalisis ditempatkan pada dasar CMM. Dasar terbuat dari material yang kaku dan stabil dan ini adalah situs pengukuran. Stabilitas dasar ini memastikan pengukuran akurat terlepas dari gaya eksternal yang dapat mengubah operasi. Semua yang dipasang di atas papan CMM diizinkan untuk bergerak dan dilengkapi dengan sentuhan sond. Mesin pengukur koordinat (CMM) mengontrol gantry dalam langkah berikutnya untuk memindahkan sond sepanjang sumbu tiga dimensi. Dengan melakukan langkah ini, setiap aspek bagian direplikasi untuk mengukurnya.

Saat sond menyentuh bagian yang akan diukur, itu mengirim impuls listrik yang kemudian dipetakan oleh komputer. Dengan mengulangi langkah ini, dengan banyak bagian Anda akan menguraikan struktur bagian.

Setelah langkah pengukuran, langkah berikutnya adalah prosedur analisis, setelah sond telah mendeteksi koordinat X, Y, dan Z bagian. Data yang diperoleh dianalisis untuk konstruksi fitur. Mekanisme aksi sama untuk semua mesin pengukur koordinat (CMM) yang menggunakan sistem kamera.

Komponen Mesin Pengukur Koordinat (CMM)

Mesin Pengukur Koordinat (CMM) terdiri dari berbagai bagian. Bagian yang akan dianalisis ditempatkan pada papan padat, biasanya terbuat dari granit, yang diletakkan pada permukaan tanah datar. Sond elektronik yang sering hadir dalam berbagai ukuran dan kategori memanjat pada stylus yang dimuat spring. Juga, stylus ini adalah gantry yang terpasang yang bergerak dalam koordinat bidang X-Y-Z tiga dimensi.

Stylus dan sond mampu bergerak sendiri untuk mendapatkan beberapa karakteristik bagian. Dengan menggunakan joystick, kita dapat mengontrol semua tindakan gantry dan investigasi masing-masing. Komponen mesin pengukur koordinat (CMM) meliputi:

• Sond
• Meja granit
• Fixture
• Pengering dan Kompresor Udara
• Perangkat lunak

Apa Fungsi Sond?

Investigasi adalah salah satu bagian yang sangat penting dari mesin pengukur koordinat (CMM) karena ia membuat kontak biologis, daripada menggunakan kilat optik atau laser. Salah satu fitur terbaiknya adalah ia tidak bergantung pada tangkai bundar yang terbuat dari ruby atau zat formal dan stabil lainnya yang tidak akan mengubah ukurannya seiring dengan perubahan suhu.

Investigasi dan stylus dibangun untuk bekerja bersama secara bersamaan. Mereka terkait dengan elektronika yang sangat sensitif yang mampu mendeteksi deviasi listrik terkecil yang berasal dari investigasi.

Saat ujung bola menyentuh objek padat, ia dipaksa untuk menghindar dan menghasilkan indikasi listrik yang ditangkap oleh komputer. Jumlah titik ini dapat dianalisis tergantung pada peraturan bagian aktual.

Cara Digunakan?

Tujuan utama dari pengumpulan titik ini adalah proses dua kali. Titik tertentu digunakan untuk menganalisis ukuran bagian aktual terhadap data daftar pelanggan CAD untuk tujuan pengujian kualitas.

Atau derajat kolektif ini dapat digunakan untuk menguraikan siluet bagian dengan membuat “cloud point”. Teknik ini bermanfaat ketika hanya satu spesimen bagian yang digunakan sebagai dasar program CAD untuk menguraikan lebih banyak bagian, seperti yang dilakukan dengan pemesinan CNC.

Mesin pengukur koordinat (CMM) sangat berguna saat menghitung titik di dalam lubang. Area-area ini tidak mudah dinilai dengan sistem optik lain karena kilat cenderung menunjukkan dan memantul di sekitar, menyebabkan ketidakteraturan pengukuran karena fenomena interferensi.

Meja Granit

Ini adalah komponen penting dari mesin CMM karena sangat kaku dan oleh karena itu stabil. Ia tidak terpengaruh oleh suhu dibandingkan dengan elemen lain. Tingkat ausnya relatif rendah. Granit sempurna untuk pengukuran yang sangat akurat karena tetap tidak terpengaruh seiring waktu.

Fixture

Fixture juga adalah alat yang sangat penting yang digunakan sebagai agen stabilitas dan dukungan dalam sebagian besar fungsi manufaktur. Mereka adalah alat mesin pengukur koordinat (CMM) dan berfungsi dalam memasang bagian ke tempatnya masing-masing. Pemasangan bagian diperlukan karena bagian yang bergerak dapat menyebabkan kesalahan dalam perhitungan. Komponen pemasangan lain yang tersedia untuk digunakan adalah magnet, clamp, dan papan fixture.

Pengering dan Kompresor Udara

Kompresor udara dan pengering adalah komponen yang umum digunakan dari mesin pengukur koordinat (CMM) termasuk gantry-type CMM atau jembatan standar.

Perangkat Lunak

Perangkat lunak diperlukan untuk menganalisis sond dan sensitivitas komponen lainnya.

Jenis-jenis CMM

Bridge CMM

Jenis mesin pengukur koordinat ini memiliki sistem pengukuran yang bergerak sepanjang sumbu tiga dimensi. Dalam bidang koordinat, sumbu-sumbu ini dipertahankan ortogonal satu sama lain masing-masing.

Setiap sumbu dilengkapi dengan sensor yang memantau posisi sond dalam mikrometer saat bergerak dan mendeteksi titik pada permukaan objek. Titik-titik ini secara kolektif dikenal sebagai cloud point. Titik-titik ini menggambarkan luas permukaan objek yang perlu ditelusuri oleh pengguna.

Gantry CMM

Gantry CMM mirip dengan bridge CMM; namun, biasanya jauh lebih besar ukurannya. Karena ini dibangun untuk menghilangkan kebutuhan untuk mengangkat bagian atas meja dan menawarkan tingkat akurasi yang sama. Gantry CMM digunakan untuk bagian yang sangat berat atau besar. Gantry CMM ini harus dipasang pada fondasi padat, langsung di lantai bawah.

Cantilever CMM

Cantilever CMM berbeda dari bridge CMMs karena kepala pengukuran hanya terpasang di satu sisi dasar kaku dari CMM dan jadi berbeda. Cantilever CMM menyediakan akses terbuka untuk teknisi inspeksi di ketiga sisi untuk kemudahan fungsi.

Aplikasi Multifungsi CMM dalam Manufaktur Kontemporer

CMM adalah sarana pengukuran otomatis dan manual paling canggih modern, ia telah menemukan banyak kemungkinan penggunaan dalam industri. Banyak jenis CMM yang berbeda memungkinkan alat untuk digunakan baik pada skala besar (gantry type CMM) maupun terkecil (cantilever type CMM machines). Berbagai jenis jenis sond (mekanis, optik, laser, atau cahaya putih) memastikan Anda dapat mengukur bahkan permukaan yang tidak boleh disentuh oleh sond atau objek lain. Tingkat otomatisasi CMM yang tinggi memungkinkan untuk menggunakannya secara manual oleh pemesin dan untuk mengurangi tenaga kerja dengan mengotomatisnya untuk operasi berulang di mana volume produksi besar diperlukan.

Cara menggunakan mesin CMM akan tergantung pada tujuan yang ingin Anda capai. Tingkat fleksibilitas dan presisi memberikan produsen banyak kesempatan. Anda dapat menggunakan CMM setelah pemesinan atau mengukur bagian yang ada untuk dirancang ulang, atau Anda dapat menggunakannya sebagai bagian dari rantai manufaktur otomatis. Ada banyak opsi dan sejumlah dari mereka tercantum dalam paragraf berikut.

Apa yang Harus Anda Lakukan Sebelum Menggunakan CMM

Mesin CMM adalah instrumen paling presisi untuk mengambil pengukuran. Mereka dapat mengestimasi kesalahan pada bagian yang lebih kecil dari mikron. Namun, agar mereka sempresi seperti yang telah dibuat, pemesin harus menyiapkan peralatan dengan menyeluruh untuk melakukan pengukuran. Tingkat persiapan bergantung pada presisi bagian yang diukur. Jika kita berbicara tentang bagian dengan presisi tertinggi (yang memiliki toleransi IT6 atau bahkan lebih kecil) Anda harus menyiapkan baik CMM dan area tempat Anda akan melakukan pengukuran. Ini harus memiliki persentase kelembaban tertentu dan suhu dalam batas optimal dan harus sangat bersih karena, pada presisi itu, bahkan debu kecil mempengaruhi hasil operasi.

CMM itu sendiri biasanya dikalibrasi dengan menggunakan bola logam yang sangat presisi. Ukuran dan deviasi bentuknya diketahui dengan tingkat tertinggi. Posisi bola pada meja kerja granit juga diketahui (biasanya ada fixture khusus untuknya tepat di tengah meja). Sond harus menyentuh bola di sejumlah titik dan menentukan diameter serta deviasi bentuknya. Pengukuran kemudian disesuaikan tergantung pada deviasinya dan bola diukur lagi untuk memastikan pengaturan yang benar telah disimpan.

CMM untuk Pengukuran Permukaan Linier

Pengukuran paling sederhana mencakup toleransi permukaan linier atau silinder. Dalam sebagian besar kasus, itu diukur oleh pemesin menggunakan mikrometer atau gauge sederhana segera setelah selesai memesin. Jadi, Mengapa menggunakan CMM jika alat yang lebih sederhana dapat digunakan dengan sukses untuk jenis pekerjaan ini?

Jawaban atas pertanyaan itu adalah otomatisasi semua proses. Semua konsep industri modern termasuk futuristik Industri 4.0 mencakup tingkat otomatisasi proses manufaktur yang tinggi di mana bahkan gerakan tambahan dan tugas dilakukan tanpa pemesin. Contoh yang baik dari tugas seperti itu adalah kontrol kualitas. Anda dapat memprogram CMM untuk melakukan tindakan yang sama pada sejumlah bagian dalam batch. Namun, Anda akan memerlukan fixture otomatis dan robot tambahan untuk memuat dan membongkar bagian sebelum dan setelah kontrol.

CMM untuk Pengukuran Permukaan Kompleks

Tujuan utama Mesin Pengukur Koordinat adalah mengukur permukaan kompleks. Itulah mengapa saat digunakan untuk bagian seperti daun turbin, sayap pesawat, rotor pompa, dan komponen lain dengan permukaan tidak biasa, CMM bekerja dengan potensi penuhnya. Otomatisasi pekerjaan seperti itu juga memungkinkan jika Anda membuat batch besar bagian yang identik dan begitu presisi hingga Anda harus memeriksa setiap satu. Namun, dalam sebagian besar kasus, bagian tersebut diukur secara manual oleh pemesin.

Untuk mengukur permukaan kompleks, pemesin akan memindahkan sond sepanjang tiga sumbu secara manual dengan kontrol jarak jauh sampai sond menyentuh bagian di mana pemesin membutuhkannya. Kemudian, setelah banyak pengukuran diambil, titik-titik dianalisis dan profil bagian dihubungkan sebagai splines. Kemudian, pengukuran dibandingkan dengan model 3D bagian (termasuk deviasi yang dapat diterima) atau data lain di mana ukuran yang diperlukan ditunjukkan.

CMM untuk Deviasi Hubungan dan Bentuk

Sebagian besar bagian berkualitas tinggi tidak hanya ditandai oleh kesalahan dimensinya tetapi oleh presisi bentuk permukaannya dan posisi mereka satu sama lain. Deviasi-deviasi ini sangat penting untuk bagian berputar untuk mengurangi getaran dan memastikan kehalusan gerakan. Pengukuran CMM untuk deviasi seperti itu tidak terlalu berbeda dari pengukuran permukaan kompleks. Semua deviasi bentuk dan hubungan memiliki permukaan dasar yang digunakan sebagai perbandingan. Jadi, untuk mencapai persyaratan presisi, Anda harus memasang bagian pada permukaan dasar dan mengukur yang diperlukan. Jika kita berbicara tentang hubungan antara dua permukaan, cukup desain fixture untuk memasang permukaan pertama dan mengukur yang kedua.

Pengukuran Finishing Permukaan CMM

Profiler adalah instrumen yang paling umum untuk pengukuran finishing permukaan. Namun, mesin CMM dapat mengukur finishing permukaan bagian juga karena presisi luar biasa mereka. Namun, Anda harus mengganti sond dengan jarum khusus. Jarum kemudian akan bergerak di sepanjang permukaan dan menentukan ketidakterataan mikroskopik apa pun yang membentuk finishing permukaan.

Bagaimana WayKen Bisa Membantu Anda

Di WayKen, kami mengoperasikan sistem kualitas yang telah bersertifikat menurut standar ISO 9001:2015. Jika Anda ingin mendapatkan bagian pemesinan dengan ukuran dan bentuk yang lebih akurat, silakan hubungi kami sebelumnya untuk membahas persyaratan pengukuran bagian Anda. Untuk mempelajari lebih lanjut, Anda dapat mengunggah berkas CAD dan meminta penawaran di sini.