Vision measuring system itu apa?

Beragam alat kebutuhan dalam kehidupan modern kita dirangkai dari puluhan dan bahkan memiliki ratusan rangkaian komponen komponen kecil yang mmiliki sifat dan fungsi tertentu. Produk consumer elektronik seperti smartphone dan earphone maupun komponen mekatronik yang kita gunakan sehari-hari seperti sepeda motor, dan saklar lampu, tentu memiliki standar industri berdasarkan keamanan dan dimensi ukuran yang ketat agar bisa berfungsi dengan sebaiknya. Oleh karena itu dibutuhkan alat ukur yang cukup cepat dan fleksibel untuk mengukur dimensi komponen-komponen pendukung benda kerja tersebut. Dalam artikel ini kita bahas secara ringkas tentang solusi VISION measuring System yang populer digunakan oleh industri Consumer Electronic dan industri pendukung yang berbasi teknologi injection moulding.

CONSUMER GOODS ITU APA?

Menurut Statista, perputaran uang dan pendapatan di pasar Elektronik Konsumen indonesia berjumlah US$23.030.00 juta pada tahun 2022. Pasar diharapkan tumbuh setiap tahun sebesar 2,29% (CAGR 2022-2026). Segmen pasar terbesar adalah segmen Telephony dengan volume pasar US$11.220,00 juta pada tahun 2022. Tentu saja pertumbuhan industri ini terus meningkat seiring dengan populasi manusia Indonesia dan tentunya seiring waktu pemerintah juga akan membatasi kuota import agar mendukung industri dalam negeri di industri consumer electronics ini.

Barang consumer electronics goods ini memiliki ribuan jenis rantai industri dengan ragam produk siap guna bagi konsumen. Industri ini sangat besar dalam kategori barang kelontongan atau conusmer goods maupun elektronik rumahan atau peralatan elektronik (analog atau digital) yang ditujukan untuk penggunaan sehari-hari pribadi maupun perkantoran sehari-hari. Elektronik konsumen mencakup perangkat yang digunakan untuk hiburan, komunikasi, dan rekreasi yang dimaksudkan untuk tugas-tugas rumah tangga, seperti mesin cuci dan lemari es, meskipun saat ini, ini akan dianggap barang hitam, beberapa di antaranya terhubung ke Internet.

Dalam istilah orang Indonesia, consumer goods sering disebut juga barang kebutuhan rumah tangga atau kelontongan. toko elektronik konsumen kotak besar besar, yang menjual perangkat hiburan, komunikasi dan rumah kantor, perlengkapan lampu dan peralatan, termasuk perlengkapan sanitasi dan kamar mandi. Oleh karena itu variasi komponen yang digunakan merupakan kombinasi dari beragam jenis material seperti Karet, silikon, plastik, logam besi, alumunium, fiberglass dan lainnya.

VISION MEASURING SYSTEM APA FUNGSINYA?

Ada banyak sekali istilah untuk mesin Vision atau Video measuring system ini, maupun istilah lain seperti Smartscope, Quickscope, Projection scope, machine vision dan lainannya. Umumnya Vision measuring System cukup lazim digunakan oleh industri yang berhubungan dengan consumer goods. Consumer goods ini tentu saja membutuhkan sifat material dan desain komponen yang diproduksi sangat beragam sekali. Dari komponen karet dan plastik hasil metode injection molding untuk produksi industri elektronik seperti earphone dan kulkas hingga produk kesehatan yang langsung bersentuhan dengan kulit manusia dan jaringan organik manusia seperti produk alat pacu jantung dan alat cukur rambut. Tiap komponen yang dirangkai tentu memiliki toleransi dimensi dan sifat terhadap pengaruh lingkungan yang berbeda

Dalam proses manajemen kualitas dan pengukuran dimensi pada produk yang berukuran kecil maupun jenis material yang bersifat elastik dan memiliki kelenturan, tentu dibutuhkan alat ukur yang cukup cepat agar menentukan nilai toleransi dan akurasi dari dimensi barang yang dibuat tersebut.

Walaupun sudah menggunakan mikroskop dan teknik shadowgraph pada mesin profile projector, seringkali akurasi teknisi QC dalam mengukur dimensi kecil tergantung dengan ketajaman persepi dari visual mata. Tiap teknisi tentu memiliki kemampuan kordinasi mata dan tangan yang berbeda tergantung pada faktor optik lensa dan saraf, yaitu (1) ketajaman gambar retina di dalam mata, (2) kesehatan dan fungsi retina, dan (3) sensitivitas kemampuan interpretasi otak. Mesin vision measuring software ini berfungsi untuk membantu teknisi QC dengan ragam kemapuan persepsi dan kordinasi mata dan tangan untuk mengukur beragam benda kerja dengan hasil toleransi yang relatif berulang. Dalam mesin Vision measuring system yang lebih kompleks dan mahal, ada juga tambahan fitur kemampuan machine learning dalam mengenali pola dan deteksi obyek secara otomasi. 

MEKANISME KERJA VISION MEASURING SYSTEM

Sebenarnya Alat ukur Vision Measuring Sytem ini merupakan teknologi yang sudah muncul disekitar tahun 1980an seiring dengan pertumbuhan industri consumer goods di Amerika Serikat dan Jepang. Mesin Vision measuring system ini merupakan kombinasi perpaduan dari Profile projection yang menggunakan metode bayangan/ shadowgraph, mikroskop ukur yang menggunakan metode kalibrasi cross-hari kaca dan teknologi komputer dalam memproses gambar bitmap yang diambil video sekaligus teknologi gambar Vektor atau titik koordinat yang diperkenalkan oleh mesin Coordinate Measuring Machine dan mesin Global positioning system.

Vision measuring system merupakan metode pengukuran dimensi berdasarkan prinisp kombinasi ukuran pixel, pembesaran optik dan jarak dengan bantuan mikroskop maupun tambahan sensor laser dan probe sentuh yang terkalibrasi. Sistem ukur berdasarkan video dan gambar ini dapat mengukur fitur permukaan benda kerja yang relatif datar secara 2 Dimensi secara tak sentuh dan 2.5 Dimensi dengan cara sentuh (dengan bantuan tambahan probe sentuh opsional).

Dipasaran, ada banyak sekali produsen alat ukur visual ini, dari produsen Jepang, Korea, Taiwan, China, Jerman hingga Swiss. Namun pada prinsipnya, mesin vision measuring software ini menggunakan kamera video dengan teknologi sensor cahaya CCD dengan kombinasi lampu latar, lampu permukaan dan lampu co-axial. Obyek yang diamati terbut diletakkan pada stage yang bisa digerakkan pada sumbu X dan Y, sedangkan kamera bisa mau-mundur untuk mencari fokus sesuai sumbu Z. Umumnya mesin ukur video measuring system ini memiliki toleransi akurasi hingga 2.5μm per 100 mm.

Alat ukur Vision measuring ini bekerja menggunakan kamera video, yang beroperasi melalui lensa zoom atau telesentrik dengan sensor CCD untuk mendeteksi tepi pada suatu bagian (perbedaan antara area terang dan gelap). Sebuah perangkat charge-coupled (CCD) terdiri dari sirkuit terpadu yang berisi gabungan kapasitor dengan kendali sirkuit eksternal, setiap kapasitor dapat mentransfer muatan listriknya menjadi wujud bergambar.

Sensor kamera CCD ini memiliki tingkat sensitivitas cahaya yang jauh lebih baik dari teknologi lensa CMOS yang umumnya digunakna pada lensa kamera smartphone kita. Oleh karena itu lensa CCD pada alat ukur Vision measuring system ini menjadi teknologi utama yang digunakan dalam pencitraan digital. Dalam melakukannya dengan bantuan perangkat lunak kemudian dapat menghitung fitur lengkap seperti titik, garis, busur, atau lingkaran, atau bola atau kerucut dalam 3D.

MEKANISME KERJA PIXEL ANALYSIS

Gambar video yang ditangkap oleh lensa kamera digital terlihat membentuk gambar utuh karena kemampuan saraf ketajaman mata manusia dalam rentang cahaya tertentu. Gamabr tersebut secar digital dibaca berdasarkan gabungan ribuan bahkan jutaan titik pixel dengan asumsi diameter bulat yang rapat. Karena alat kerja kontrol kualitas sepeti mikroskop dan lensa pembesar tergantung pada pengamatan visual operatornya, seringkali Ketajaman visual (Visual Acuity) pun menjadi bervariatif. Oleh karena itu untuk mendapatkan hasil yang konsisten dibutuhkan bantuan lensa kamera dan sistem komputer untuk mengacu pada kejernihan penglihatan secara teknis. Dengan alat bantu moderen seperti layar LED reolusi tinggi, tiap teknisi bisa menilai dan mengenali detail kecil dengan presisi. 

Pixel density atau kerapatan piksel merupakan metode pengukuran resolusi gambar yang bisa ditampilkan di layar komputer, terkait dengan ukuran layar dalam inci dan jumlah piksel dalam arah horizontal dan vertikal. Rangkaian titik pixel ini juga dikenal dengan istilah Bitmap. Bitmap merupakan istilah teknologi yang merupakan representasi dari citra grafis yang terdiri dari susunan titik yang tersimpan di memori komputer. Dikembangkan oleh Microsoft dan nilai setiap titik diawali oleh satu bit data untuk gambar hitam putih, atau lebih bagi gambar berwarna. Ukuran sebenarnya untuk n-bit bitmap dalam byte dapat dihitung:

Pengukuran ini sering disebut sebagai titik pixel per mm (PPI / Pixel per Inch untuk standar Imperial US), meskipun pengukuran itu lebih akurat mengacu pada resolusi printer komputer. Titik pixel juga dapat digunakan untuk menggambarkan resolusi pemindai gambar atau kamera digital; dalam konteks ini, ini identik dengan istilah resolusi. Resolusi pada gambar inilah yang dapat memenuhi syarat pengukuran jarak berdasarkan jumlah piksel yang ditampilkan pada permukaan tertentu.

Misalnya: video yang ditampilkan pada “layar 640 x 480”, memiliki 640 piksel dari sisi ke sisi dan 480 dari atas ke bawah (seperti pada layar VGA), dan oleh karena itu memiliki jumlah total 640 × 480 = 307.200 piksel atau 0,3 megapiksel, itulah yang dimaksud dengan resolusi layar 640×480. Resolusi layar ini memiliki kulaitas yang sangat bergantung pada pilihan jenis sensor kamera dan jenis kecerahan lampu yang digunakan.

Metode ukur berdasarkan gambar video ini seringkali disebut juga dengan istilah Pixel analisis yang bisa dengan cepat dan mudah digunakan siapapun. Umumnya kalibrasi pixel yang digunakan memiliki perbandingan 1 pixel = 1mm untuk akurasi hingga 2.5μm per 100 mm.

JENIS MESIN VISION MEASURING SYSTEM APA SAJA?

Sistem pengukuran penglihatan adalah manual atau CNC di mana kamera dipasang dan tahap XY bergerak di bawah kamera atau sebagai alternatif untuk volume pengukuran yang lebih besar sebagai sistem gaya gantry di mana unit kamera bergerak dalam arah XY dan Z di atas panggung tetap.

Walaupun secara prinsip, mesin Quicksope, Smartscope atau measurescope atau ratusan lain istilah merek dagang dari mesin vision measuring memiliki sistem komponen hardware yang mirip dan serupa, perbedaan mencolok terlihat dari aplikasi software yang digunakan. Pilihan perangkat lunak sistem pengukuran penglihatan merupakan pertimbangan penting ketika membeli sistem baru untuk mencapai kemampuan pengukuran yang optimal sementara pada saat yang sama tidak mengorbankan kemudahan penggunaan operator maupun fleksibilitas penggunaan.

KOMPONEN UNIT VISION MEASURING SYSTEM APA SAJA?

Secara umum, apapun merek vision measuring system yang tersedia dipasaran Indonesia maupun internasional, tiap mesin ukur ini terdiri dari;

• Unit Kamera dan stage meja sistem pengukuran penglihatan

• Probe sentuh opsional

• Perangkat lunak pengukuran dan komputer

• Perlengkapan jig/fixture untuk menahan bagian yang akan diukur

• Glass Scale dan Artefak yang sudah terkalibrasi dan terverifikasi

PERTANYAAN UMUM TENTANG SSTEM VISION MEASURING SYSTEM?

1. Mengapa kita membutuhkan mesin pengukur penglihatan?
   Ketika industri anda mengukur komponen yang tidak bisa dilakukan dengan metode ukur secara sentuh (Misalnya material karet, silikon, plastik yang elastis)

2. Apa jenis bagian yang dapat diukur?
   Apapun, material padat apapun baik ferrous maupun non ferrous.

3. Apakah mesin pengukur penglihatan visual tak menyentuh ini akurat?
   Dibutuhkan umumnya ada 5 tipe kalibrasi; Kalibrasi Lampu (pencayahaan), Kalibrasi Pixel (gambar bitmap), Kalibrasi Glass Scale (pergerakan lensa video vs meja stage vs glass ruler), Kalibrasi Laser (menggunakan sensor laser untuk mendeteksi keberadaan material pada sumbu X,Y,Z) dan Kalibrasi probe (sentuh sesuai 2 titik sumbu X, 2 titik Sumbu Y dan titik atas ke 5 pada bagian sumbu Z).

4. Bisakah kita menggunakan mesin pengukur penglihatan menggantikan mesin CMM?
   Bisa saja asalkan operator yang terampil, memiliki jig yang sesuai dengan sampel yang akan digunakan dan toleransi yang diterima berada pada parameter asumsi error atau penyimpangan <2.5μm

5. Mengapa kita membutuhkan sistem pengukuran penglihatan?
   Sistem pengukuran visi ini sangat mudah digunakan dan proses belajar yang resiko rendah oleh teknisi siapapun. Solusi pengukuran yang ideal untuk mengukur bagian-bagian kecil, datar, dan fleksibel – baik secara tunggal atau berkelompok menggunakan fungsionalitas CNC dari sistem ini.

6. Material dan komponen bagian apa yang dapat kita ukur pada sistem pengukuran penglihatan?
   Sistem pengukuran visi ideal untuk mengukur komponen mesin, papan sirkuit tercetak, gasket dan cincin, cetakan plastik, dan komponen logam tekan. Sebagian besar komponen diukur dalam 2D ​​tetapi dalam beberapa kasus, pengukuran 3D dapat dilakukan dengan fungsi seperti fokus otomatis dengan kamera sistem atau dengan sistem pemeriksaan pemicu sentuh. Ketika dilengkapi dengan probe sentuh, sistem penglihatan menjadi mesin pengukuran 3D yang lengkap.

KESIMPULAN

Mesin ukur dengan sistem pengukuran visi menggunakan berbagai metode membantu meningkatkan produktivitas dan kualitas. Dengan kombinasi hardware komputer dan perangkat lunak pengukuran visual dan analisis gambar dengan pelaporan terintegrasi memungkinkan Anda menangkap, memanipulasi, menganalisis, menyimpan, dan menampilkan gambar dan data. Suku cadang seperti gasket, cetakan plastik, dan komponen PCB adalah tipikal dari jenis suku cadang yang digunakan sebagian besar produsen sistem pengukuran penglihatan. Sistem pengukuran penglihatan biasanya memiliki akurasi linier +/- 5 mikron pada tahap pengukuran X-Y dan sedikit kurang pada sumbu Z yang lebih dari cukup untuk sebagian besar tugas pengukuran.

Jika Anda berminat untuk membeli perlengkapan machine tooling, cutting tool maupun quality tester silahkan hubungi kami melalui email : moc.artxelatemobfsctd@selas
Semoga menambah bahan referensi anda! Wassalam!

---

Sumber:
Tim Kreatif Metalextra.com, Tulisan ini merupakan opini Pribadi di media milik sendiri.

statista.com/outlook/cmo/consumer-electronics/indonesia