Memberdayakan Mesin Gerinda: Inspeksi Permukaan dalam Proses untuk Kualitas Produk Superior

Saat toleransi bagian semakin ketat, baik bentuk maupun finishing permukaan memiliki pengaruh yang lebih besar terhadap ukuran dan fungsi produk. Dan dengan tekanan pada manufaktur untuk lebih produktif, tidak lagi viable untuk pemeriksaan permukaan atau bentuk dilakukan pada sistem pengukuran di ruang kualitas. Semakin penting untuk mengukur finishing permukaan tepat di titik manufaktur—seringkali oleh mesin gerinda yang sama yang memproduksi bagian. Dan sementara mesin gerinda ini seringkali adalah ahli dalam mengoperasikan mesin, dia atau dia tidak tentu ahli dalam melakukan pengukuran finishing permukaan (serta tugas terkait seperti mengumpulkan dan mendokumentasikan data).

Kami telah jauh dari masa lalu yang tidak begitu jauh ketika finishing permukaan "diukur" oleh penilaian atau dibandingkan dengan standar dengan kuku. Sejak berdirinya metrologi kekasaran, jumlah standar internasional dan parameter permukaan yang diakui internasional telah meningkat secara eksponensial. Ini membuatnya sangat sulit bagi karyawan baru (atau bahkan yang berpengalaman) di ruang kualitas atau di lantai produksi untuk memahami detail dan kerumitan metrologi permukaan.

Portable Roughness Gages

Oleh karena itu, produsen membutuhkan alat untuk operator yang memenuhi persyaratan uji dan sederhana digunakan. Sebagai contoh, Ra (Roughness Average) adalah metode yang digunakan untuk menganalisis finishing permukaan untuk banyak aplikasi. Gage permukaan portable berukuran kantong ideal untuk pengukuran dasar ini. Dengan ukuran kecil, ketahanan dan operasi satu tombol yang sederhana, produsen telah berhasil menggunakannya untuk pengukuran kekasaran di lantai bengkel selama lebih dari 25 tahun.

Tetapi Ra bukan satu-satunya permainan di kota. Bagaimana sebuah permukaan dirancang atau diproduksi seringkali mempengaruhi bagaimana ia akan berfungsi. Apakah permukaan membutuhkan ranuran kecil untuk menahan minyak, atau cukup kekasaran untuk memastikan cat akan menempel? Apakah finishing mempengaruhi penampilan permukaan? Ada parameter finishing permukaan yang tersedia untuk mengukur masing-masing karakteristik ini. Dan ada gage finishing permukaan portable di luar sana yang dapat mengukur mereka. Faktanya, beberapa gage portable yang lebih baru dapat mengukur lebih dari 30 parameter yang berbeda.

Kesulitan di sini adalah Anda sekarang memiliki apa yang pada dasarnya sistem finishing permukaan grade laboratorium dalam ukuran tangan. Jadi kegunaan menjadi masalah: sementara mengukur beberapa parameter dapat sepekat menekan satu tombol, mengonfigurasi parameter tersebut dapat menakutkan bagi operator. Pembuat gage telah mencoba untuk tetap unggul atas kompleksitas ini dengan meningkatkan antarmuka antara gage dan operator.

Gage Permukaan Portable Terbaru: Gage permukaan portable terbaru berinteraksi dengan pengguna seperti ponsel pintar. Mereka memerlukan pelatihan yang sangat sedikit dan dapat digunakan oleh operator dalam hitungan menit. Unit cerdas cukup untuk mengotomatisasi pengaturan filter dan pemilihan cut off, memberikan hasil terbaik bagi pengguna. Juga, pengguna dapat menyesuaikan layar dan pengukuran sehingga mereka hanya melihat hasil yang mereka butuhkan tanpa harus menelaah banyak informasi yang tidak diperlukan. Untuk akses cepat ke fitur yang sering digunakan, layar dapat disesuaikan untuk menampilkan fungsi "favorit" seperti mengirim data atau mengakses detail lacak tertentu.

Seperti ponsel pintar, layar unit menyesuaikan untuk memungkinkan pengukuran dalam posisi apa pun—secara horizontal, vertikal atau terbalik—untuk memberikan sudut pandang terbaik bagi operator.

Jadi, sekarang bahwa mesin gerinda juga telah menjadi pemeriksa finishing permukaan, sebaiknya dia memiliki alat untuk menjadi ahli dalam pengumpulan dan analisis data juga. Produk finishing permukaan portable baru membuat pengumpulan atau transfer hasil pengukuran transparan bagi pengguna. Dengan setiap siklus pengukuran, pengaturan memungkinkan hasil data disimpan secara otomatis pada perangkat baik dalam format data maupun PDF. Pada saat yang sama, hasil dapat dikirim secara otomatis melalui konektor output (atau transmisi data nirkabel) ke komputer untuk Excel, atau pengumpulan data pihak ketiga dan analisis SPC. Semua ini dilakukan dengan hanya satu tombol mulai dan tidak ada langkah tambahan oleh pengguna.

Solusi Permukaan Portable Kustom atau Dedikasi

Tetapi bahkan dengan semua keanggahan dan kemudahan penggunaan ini, pengukuran finishing permukaan di lantai bengkel masih dapat menjadi masalah. Operator mesin mungkin tidak memiliki waktu untuk memosisikan bagian dengan rapat terhadap probe finishing permukaan ketika lahan yang akan diukur sangat pendek. Dia atau dia mungkin tidak dapat cukup dalam ke dalam bor, atau mungkin ada beberapa pemeriksaan yang disebutkan pada lokasi tertentu pada silinder kepala yang membutuhkan setup tambahan. Dan bahkan jika probe dapat dibawa ke titik pengukuran, operator yang terburu-buru mungkin tidak dapat melindungi probe dari kerusakan.

Silinder Bore: Ambil pengukuran silinder bore sebagai contoh. Silinder bore mungkin adalah aplikasi pertama yang memiliki gaging yang dirancang untuk mengukur finishing permukaan. Karakteristik meliputi bore dengan berbagai ukuran, yang dapat relatif dalam, beberapa hingga 8 inci. Cetak mungkin memanggil kedalaman dan lokasi tertentu untuk pemeriksaan, dan dengan hingga 12 silinder dalam beberapa blok dan empat dalam sebagian besar aplikasi volume tinggi, ada banyak bore untuk diukur. Oleh karena itu gage perlu sangat portable dan mudah untuk operator untuk memosisikan dan mengatur kedalaman. Desain juga harus melindungi probe sensitif sehingga tidak rusak saat membawa gage ke bagian.

Gage finishing permukaan bore yang didedikasikan sangat mirip dengan gage tri-bore yang dapat diperluas. Tri-bore memiliki sejumlah penyesuaian ukuran, tetapi dapat diatur ke ukuran tertentu. Ini memungkinkannya untuk "mengunci" di tempat dan membantu memberikan bacaan yang sangat dapat diulang tanpa pengaruh operator. Perangkat indikator juga dilindungi oleh mekanisme transfer sehingga tidak ada gaya lokasi yang diterapkan padanya saat gage ditempatkan pada bagian.

Gage finishing permukaan silinder bore meminjam prinsip yang sama. Untuk memberikan kesesuaian agar dapat dikunci ke berbagai ukuran, plate yang dapat ditukar digunakan untuk mencapai rentang pengukuran yang tepat untuk diameter. Pengaturan gage dengan set blok yang tepat memungkinkan masuk yang mudah ke dalam silinder bore, dan setelah ditempatkan, silinder udara yang dikontrol secara manual memperluas blok penyesuaian sehingga mengunci gage ke dalam posisi. Gaya kleming sedemikian sehingga pengguna hampir dapat mengangkat blok dengan gage (meskipun ini hanya harus dilakukan oleh pembeban beban berat serius).

Tetapi silinder gage memiliki fungsi yang lebih kritis lagi. Saat ditekan tanpa udara yang diterapkan, ia memegang probe finishing permukaan sensitif dalam posisi tertarik. Ini berarti bahwa selama pemasukan probe dilindungi di dalam tubuh gage. Setelah operator puas dengan lokasi gage, dia memberikan udara, mengunci gage ke dalam posisi, dan probe meluas sehingga dia dapat melakukan tes permukaan. Selesai, udara dilepaskan, probe menarik, dan gage bebas, memungkinkan pengeluaran mudah oleh pengguna.

Bore Kecil: Beberapa bore dalam blok tidak sebesar silinder bore, tetapi juga memerlukan pengukuran permukaan di lantai bengkel. Di sini pendekatan lain dapat diambil. Lagi meminjam dari dunia gaging dimensi tangan presisi, variasi dari fixed mechanical plug dapat diintegrasikan. Dengan jenis gage ini, tubuh mekanis plug dibuat untuk mengukur ukuran bore tertentu. Jadi ini cepat, self-centering, dan tidak ada pengaruh operator.

Contoh lain gage permukaan untuk bagian otomotif termasuk crankshaft dan camshaft, bersama dengan bore yang terganggu yang mereka masukkan. Pemeriksaan kekasaran dan waviness kritis termasuk deck face dari heads dan blocks untuk memastikan segel yang baik dan tidak bocor saat dirangkaikan.

Automated Surface Solutions

Tetapi bahkan dengan alat kustom yang paling baik dirancang, operator mungkin dihadapkan pada harus mengukur lebih banyak bagian dan fitur bagian daripada yang dapat ditangani peralatan mereka. Oleh karena itu, mesin pengukuran permukaan yang sepenuhnya otomatis tersedia untuk mengeluarkan pengaruh pengguna dari pengukuran. Ada banyak contoh di mana operator mendapat manfaat dari tidak perlu mencoba melakukan pemeriksaan kompleks ini. Contoh dapat berkisar dari bagian besar—seperti blok mesin di mana semua pemeriksaan permukaan dapat dilakukan dengan satu setup otomatis—ke ujung lain di mana bagian kecil dengan lubang yang sangat kecil perlu diukur. Ini akan sulit jika tidak mustahil bagi pengguna untuk mencoba memosisikan probe dengan bore yang akan diukur.

Di sisi bagian besar, sistem pengukuran CNC dirancang untuk pengukuran kekaseran pada workpiece seperti blok silinder dan kepala silinder. Pengosisian workpiece dan urutan program sepenuhnya otomatis, mengontrol dan memutar rotasi bagian dan instrumen di dua arah axial, sehingga memberikan fleksibilitas dan aksesibilitas tinggi ke semua titik pengukuran.

Beberapa probe tersedia dan secara otomatis dipilih saat diperlukan, masing-masing menggunakan kompensasi tip probe yang telah diprogram. Ini memungkinkan pemrograman sesuai data gambar bagian sementara penyimpangan potensial dalam pengosisian nyata dikoreksi secara otomatis. Proses pengukuran dioptimalkan waktu, memastikan hasil disajikan dalam cara yang paling efisien dan hemat waktu.

Ujung lain adalah bagian dengan bore yang sangat kecil yang sangat dalam. Operator harus memiliki banyak pengalaman untuk mendapatkan probe kecil yang selaras dengan bore lalu mencoba mendapatkan probe dalam bore untuk tes permukaan di dasarnya. Dan dalam memperoleh pengalaman ini pasti akan ada sejumlah probe yang dikorbankan di sepanjang jalan.

Contoh ini adalah pengukuran berbagai body nozzle injeksi bahan bakar. Stasiun pengukuran CNC yang sepenuhnya otomatis memungkinkan pengukuran kontur dan kekasuran seluruh kerucut nozzle seat, dari lubang buta hingga diameter panduan. Dengan tip probe yang sangat kecil (0,45 mm total tinggi), lubang buta dengan diameter hingga sekitar 0,6 mm dapat dimasuki. Rutinitas perangkat lunak yang disesuaikan memungkinkan pengukuran sepenuhnya otomatis dari seluruh kontur internal workpiece.

Dimensi probe arm dan workpiece holder disimpan dalam sistem koordinat, sehingga tidak perlu pengaturan lebih lanjut dari stasiun pengukuran selama operasi. Dengan "workpiece recognition" dan unit pergantian probe arm otomatis, tingkat otomatisasi dapat dirancang dalam sejumlah besar hingga eksekusi sepenuhnya independen operator. Dengan opsi "palette measurement", pengukuran beberapa workpiece yang identik dapat dilakukan tanpa intervensi operator, memungkinkan sistem berjalan lights out selama malam untuk menyelesaikan seluruh palet.

Manfaat stasiun pengukuran CNC ini dapat diringkas sebagai berikut:

• Tugas pengukuran dengan toleransi yang sangat ketat pada bagian kecil atau besar
• Pengukuran cepat tanpa setup kompleks dari stasiun pengukuran
• Pengosisian dan penempatan otomatis workpiece
• Risiko sangat rendah terhadap kerusakan probe arm karena pemeriksaan probe arm, pengosongan offset dan kontrol workpiece
• Pengukuran dalam proses
• Evaluasi statistik setiap fitur untuk mengontrol proses manufaktur
• Tugas pengukuran yang kompleks dan beragam dapat dilakukan dengan mudah tanpa pengaruh personel operasional terhadap hasil pengukuran

Baik itu operasi satu tombol pada gage portable handheld, atau satu tombol mulai pada gage permukaan CNC penuh, pengukuran finishing permukaan sedang maju dan mengotomatisasi di titik manufaktur.

Previously featured in Quality Magazine.