Coordinate Measuring Machine (3D CMM)

CMM adalah sebuah instrument yang digunakan untuk mengukur tiga dimensi (3D), dimensi yang diukur adalah ruang yang memiliki panjang, lebar dan tinggi, yang diterjemahkan ke dalam system koordinat kartesian X, Y dan Z.  Kemudian data koordinat yang terukur oleh CMM dikonversikan menjadi data pengukuran seperti posisi, diameter, jarak, sudut, dsb.  Secara sederhana cara kerja CMM adalah membaca perubahan posisi dari suatu titik origin acuan nol suatu part yang diukur atau terhadap origin mesin itu sendiri.  Perubahan posisi tersebut kemudian di rekam dan diproses menjadi data hasil pengukuran menggunakan software yang disertakan dalam CMM.

CMM merupakan alat pengukur multi fungsi berkecepatan tinggi yang menghasilkan akurasi dan efisiensi pengukuran yang tinggi. Pada prinsipnya CMM adalah kebalikan dari CNC. Pada CNC kordinat yang dimasukkan menghasilkan gerakan pahat pada sumbu X, Y dan Z. Sedangkan pada CMM kontak antara probe dengan benda kerja menghasilkan kordinat. Selain itu jika pada mesin CNC menggunakan bantalan peluru bersirkulasi (circulated ball bearing) maka pada mesin CMM menggunakan batalan udara (air pad bearing) sehingga gerakannya sangat halus.
Untuk menjamin keakuratan konstruksi CMM dibuat sangat kaku (rigid). Salah satu caranya dengan menggunakan granit sebagai meja atau bidang acuan.

Pengenalan Komponen 3D CMM
CMM terdiri dari beberapa bagian utama yang saling terkait dan mempengaruhi akurasi mesin tersebut, bagian-bagian tersebut adalah:

1. Working Table, merupakan tempat meletakan part yang akan diukur.  Rata-rata terbuat dari batu granit.
2. Support, merupakan kaki untuk menopang seluruh beban CMM.  Beberapa CMM dilengkapi air damper untuk mengurangi efek getaran yang dihasilkan lingkungan sekitar CMM.
3. Air bearing, CMM menggunakan air bearing sebagai landasan untuk bergerak bagi semua axis.
4. Axis Guideways, adalah track atau lintasan semua axis untuk bergerak, memiliki kontak langsung dengan air bearing.  Material rata-rata terbuat dari alumunium ada juga yang menggunakan batu granit, untuk mesin dengan akurasi lebih tinggi menggunakan bahan ceramic.
5. Motor, adalah unit untuk menggerakan axis, khusus untuk mesin otomatis atau hanya motorized menggunakan joystick.
6. Joystick, merupakan control panel untuk memudahkan operator mengoperasikan mesin.
7. Controller, memiliki beragam fungsi diantaranya; interface antara mesin dengan PC, motor driver sebagai sumber daya bagi pergerakan motor, data storage untuk menyimpan file-file correction atau program penggerak CMM, ADC dan DAC, dll.
8. Probe Head, berfungsi sebagi trigger bagi CMM untuk merekam posisi koordinat part yang disentuhnya (touch point).  Beberapa CMM dilengkapi non-contact Probe Head untuk mendapatkan touching point yang banyak bisa mencapai ratusan bahkan ribuan point untuk keperluan CAD/ CAM.  Untuk menyentuh part tidak dapat langsung disentuh ke part tetapi harus melalui perantara stylus yang berfungsi sebagi peraba.
9. Sensor-sensor.  CMM memiliki banyak sensor untuk meningkatkan akurasinya; sensor tersebut diantaranya; temperature sensor, overcurrent sensor, limit switch, home position sensor, air pressure sensor, reading head.
10. Linear Scale.  Unit ini sebagai transducer untuk merubah perubahan posisi menjadi arus atau tegangan yang kemudian dengan menggunakan software menjadi data-data koordinat X, Y dan Z.
11. Software.  Merupakan penghubung antara user dengan mesin.

Silahkan download katalog CMM disini untuk lebih detailnya.

Definisi Pengukuran

Pengukuran didefinisikan  sebagai suatu cara fisis untuk menentukan suatu besaran (kuantitas) atau variabel.  Suatau pengukuran membutuhkan instrumen. Instrumen dapat didefinisikan sebagai sebuah alat yang digunakan untuk menentukan nilai atau besar dari suatu kuantitas atau variabel tersebut.  Instrumen yang menggunakan rangkaian elektronik di dalamnya didasarkan pada prinsip-prinsip listrik atau elektronika dalam pemakaianya sebagai alat ukur elektronik.  Dalam pengukuran ada beberapa hal yang harus diperhatikan, diantaranya:

Ketelitian (accuracy)
Ketepatan (precision)
Sensitivitas (sensitivity)
Resolusi (resolution)
Kesalahan (error)

Ketelitian (accuracy):  harga terdekat dimana suatu pembacaan instrumen mendekati harga sebenarnya dari variabel yang diukur.
Ketepatan (precision):  Suatu ukuran kemampuan untuk mendapatkan hasil pengukuran yang serupa.  Dengan memberikan suatu harga tertentu bagi sebuah variabel, ketepatan (presisi) merupakan suatu ukuran tingkatan yang menunjukan perbedaan hasil pengukuran pada pengukuran-pengukuran yang dilakukan secara berturutan.
Sensitivitas (sensitivity):  perbandingan antara sinyal keluaran atau respon instrumen terhadap perubahan masukan atau variabel yang diukur.
Resolusi (resolution):  perubahan terkecil dalam nilai yang diukur dimana instrumen akan memberi respon (tanggapan).
Kesalahan (error):  penyimpangan variabel yang diukur dari harga sebenarnya.

Kesalahan-kesalahan Dalam Pengukuran 

Dalam teknik pengukuran, tidak ada pengukuran yang menghasilkan ketelitian yang sempurna, hal ini dikarenakan sampai saat ini tidak ada alat ukur dengan ketelitian yang bagus. Untuk mengetahui ketelitian yang sebenarnya dan bagaimana kesalahan yang berbeda digunakan dalam pengukuran adalah penting.  Langkah pertama yang diperlukan untuk menguranginya adalah mempelajari kesalahan-kesalahan tersebut dimana dari hal ini juga dapat menentukan ketelitian hasil akhir.
Kesalahan-kesalahan dapat terjadi karena berbagai sebab dan umumnya dibagi dalam tiga jenis utama, yaitu:
Kesalahan-kesalahan umum (gross-errors):  Kebanyakan disebabkan oleh kesalahan manusia, diantaranya adalah kesalahan pembacaan alat ukur, penyetelan yang tidak tepat dan pemakaian instrumen yang tidak sesuai, dan kesalahan penaksiran.
Kesalahan-kesalahan sistematis (systematic errors): disebabkan oleh kekurangan-kekurangan pada instrumen sendiri seperti kerusakan atau adanya bagian-bagian yang aus dan pengaruh lingkungan terhadap paralatan atau pemakai.
Kesalahan-kesalahan yang tidak disengaja (random errors): diakibatkan oleh penyebab-penyebab yang tidak dapat langsung diketahui sebab perubahan-perubahan parameter atau sistem pengukuran terjadi secara acak.

Tugas Akhir: Pengukur Volume Zat Cair Digital

Dewasa ini , untuk mengukur volume suatu zat cair masih menggunakan gelas ukur. Penggunaan gelas ukur memiliki banyak kekurangan, diantaranya sering terjadi kesalahan pembacaan, pengukuran antara orang yang satu dengan yang lainnya terdapat perbedaan, hasil ukur kurang akurat dan untuk pengukuran zat kimia cair dapat membahayakan pengguna gelas ukur. Untuk mengurangi kelemahan tersebut, maka dalam proyek akhir ini telah dibuat suatu alat yang dapat mengukur volume zat cair berbasis PC. Zat cair yang akan diukur ditampung dalam suatu tangki, dimana keluar masuknya zat cair kedalam tangki dapat dikontrol oleh alat ini. Pengukuran volume zat cair dilakukan dengan cara mengambil data dari sensor ketinggian zat cair berupa potensiometer, kemudian data tersebut diubah kedalam bentuk data digital menggunakan ADC 0820. setelah itu data diolah CPU menjadi informasi yang menunjukan besarnya volume dalam tangki dan hasilnya ditampilkan pada monitor. Sebagai interface untuk menghubungkan alat dengan CPU digunakan PPI 8255. Data yang telah diolah dibandingkan dengan set point yang ditentukan oleh pemakai melaui keyboard untuk menentukan besarnya volume yang diinginkan dalam tangki. Selanjutnya alat pengukur volume zat cair ini akan mengatur banyaknya zat cait dalam tangki sesui yang diinginkan oleh pemakai. Dengan demikian alat ini dapat mengukur dan mengatur keluar masuknya volume zat cair secara otomatis dalamn tangki. Untuk mengoperasikan alat tersebut telah dibuat program berbasis Windows, cara penggunaan program dan pengoperasian alat dibuat sesederhana mungkin sehingga pengguna dapat mudah memahami cara menggunakan dan mengoperasikannya.
Kata Kunci: ADC 0820, PPI 8255, Potensiometer, Delphi.

Untuk lebih jelas silahkan download Jurnal .

Maintenance Alat ukur Presisi

Salam!
Saya bekerja sebagai service engineer selama 8 tahun pada sebuah perusahaan yang bergerak dalam bidang instrumentasi atau alat ukur dengan kepresisian tinggi. Instrumen yang ditangani diantaranya Coordinate Measuring Machine (3D CMM), roundness tester, surface roughness tester dan contourecord. Jika ada rekan2 yang memiliki pertanyaan teknis seperti troubleshooting, preventife maintenance, basic cara kerja alat atau lainnya anda bisa sharing dengan saya, semoga dapat membantu. Atau jika anda punya pengalaman dengan alat2 tersebut mari berbagi. Terima Kasih.