1、加工質(zhì)量控制加工質(zhì)量控制第八講第八講 質(zhì)量自動控制質(zhì)量自動控制工序能力指數(shù)工序能力指數(shù)控制圖控制圖產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)品質(zhì)量是設(shè)計出來的。產(chǎn)品質(zhì)量是設(shè)計出來的。產(chǎn)品質(zhì)量由穩(wěn)定的制造過程提供保障。產(chǎn)品質(zhì)量由穩(wěn)定的制造過程提供保障。制造過程需要工序質(zhì)量控制、設(shè)備檢測與控制等多方面實制造過程需要工序質(zhì)量控制、設(shè)備檢測與控制等多方面實施得以維持一個穩(wěn)定的狀態(tài)。施得以維持一個穩(wěn)定的狀態(tài)。工序質(zhì)量工序質(zhì)量生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程中質(zhì)量控制以中質(zhì)量控制以工序過程質(zhì)量控制更為工序過程質(zhì)量控制更為重要重要，產(chǎn)品產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定提高取決于工序質(zhì)量的穩(wěn)定質(zhì)量的穩(wěn)定提高取決于工序質(zhì)量的穩(wěn)定提高。提高。工序工序狀態(tài)的優(yōu)劣決定了產(chǎn)品

2、質(zhì)量的好壞，工序質(zhì)量的穩(wěn)定狀態(tài)的優(yōu)劣決定了產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，工序質(zhì)量的穩(wěn)定涉及到人、機、料、法、環(huán)、測等涉及到人、機、料、法、環(huán)、測等因素，因素，將直接影響產(chǎn)品將直接影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定和提高質(zhì)量的穩(wěn)定和提高。在在生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品質(zhì)量波動是必然的，如果生產(chǎn)的過程生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品質(zhì)量波動是必然的，如果生產(chǎn)的過程失控，將會帶來重大損失，產(chǎn)品設(shè)計或工藝準備的質(zhì)量失控，將會帶來重大損失，產(chǎn)品設(shè)計或工藝準備的質(zhì)量缺缺陷。陷。制造過程質(zhì)量自動控制制造過程質(zhì)量自動控制制造制造過程質(zhì)量控制就是強化生產(chǎn)過程質(zhì)量保證措施，全面過程質(zhì)量控制就是強化生產(chǎn)過程質(zhì)量保證措施，全面提高操作者、機器設(shè)備、原材料、工藝手段、計量和

3、檢測提高操作者、機器設(shè)備、原材料、工藝手段、計量和檢測手段、生產(chǎn)環(huán)境等六大因素的質(zhì)量與手段、生產(chǎn)環(huán)境等六大因素的質(zhì)量與水平。水平。在生產(chǎn)線上加入某些環(huán)節(jié)，對生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中的某些關(guān)鍵在生產(chǎn)線上加入某些環(huán)節(jié)，對生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中的某些關(guān)鍵參數(shù)或工況進行在線或離線檢測，根據(jù)檢測結(jié)果自動調(diào)節(jié)參數(shù)或工況進行在線或離線檢測，根據(jù)檢測結(jié)果自動調(diào)節(jié)和控制制造過程，保證生產(chǎn)過程穩(wěn)定地制造生產(chǎn)出質(zhì)量合和控制制造過程，保證生產(chǎn)過程穩(wěn)定地制造生產(chǎn)出質(zhì)量合格的產(chǎn)品格的產(chǎn)品。制造過程質(zhì)量自動控制現(xiàn)實意義制造過程質(zhì)量自動控制現(xiàn)實意義1 1、確保產(chǎn)品符合產(chǎn)品設(shè)計規(guī)范、確保產(chǎn)品符合產(chǎn)品設(shè)計規(guī)范2 2、減少人為因素的干擾、減少人為因

4、素的干擾3 3、減少數(shù)理統(tǒng)計滯后影響，實時性強，降低廢次品率，、減少數(shù)理統(tǒng)計滯后影響，實時性強，降低廢次品率，具有更好的經(jīng)濟性。具有更好的經(jīng)濟性。4 4、能滿足樣本數(shù)少無法進行統(tǒng)計評估的、能滿足樣本數(shù)少無法進行統(tǒng)計評估的“單件小批量生單件小批量生產(chǎn)產(chǎn)”，符合產(chǎn)品個性化發(fā)展趨勢。，符合產(chǎn)品個性化發(fā)展趨勢。5 5、適應(yīng)自動化程度高的流程型生產(chǎn)，降低勞動強度，提、適應(yīng)自動化程度高的流程型生產(chǎn)，降低勞動強度，提高生產(chǎn)效率。高生產(chǎn)效率。制造過程質(zhì)量控制系統(tǒng)制造過程質(zhì)量控制系統(tǒng)1 1、信息輸入：技術(shù)規(guī)格、質(zhì)量標準、規(guī)章制度等；、信息輸入：技術(shù)規(guī)格、質(zhì)量標準、規(guī)章制度等；2 2、物料輸入：原材料、外協(xié)件、配

5、套件等；、物料輸入：原材料、外協(xié)件、配套件等；3 3、控制器：根據(jù)控制變量生成控制信號，控制執(zhí)行機構(gòu)、控制器：根據(jù)控制變量生成控制信號，控制執(zhí)行機構(gòu)和生產(chǎn)設(shè)備的加工制造。信號包括管理控制信號、技術(shù)控和生產(chǎn)設(shè)備的加工制造。信號包括管理控制信號、技術(shù)控制信號兩種；制信號兩種；4 4、執(zhí)行機構(gòu)：編制制造質(zhì)量控制計劃并實施生產(chǎn)調(diào)度，、執(zhí)行機構(gòu)：編制制造質(zhì)量控制計劃并實施生產(chǎn)調(diào)度，對生產(chǎn)現(xiàn)場進行管理；對生產(chǎn)現(xiàn)場進行管理；5 5、生產(chǎn)設(shè)備：接受上述信息進行生產(chǎn)制造；、生產(chǎn)設(shè)備：接受上述信息進行生產(chǎn)制造；6 6、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：借助傳感器或其他手段，獲得制造過、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：借助傳感器或其他手段，獲得制造過程

6、質(zhì)量信息，并反饋到控制器，程質(zhì)量信息，并反饋到控制器，在線在線控制控制在線控制以實時、在線方式獲取質(zhì)量信息，對質(zhì)量進行反在線控制以實時、在線方式獲取質(zhì)量信息，對質(zhì)量進行反饋控制。饋控制。傳感器：接受工況或質(zhì)量信息傳感器：接受工況或質(zhì)量信息信號放大器：進行放大和濾波信號放大器：進行放大和濾波模模/ /數(shù)轉(zhuǎn)換器：將信號轉(zhuǎn)化為計算機可以識別的數(shù)字信號數(shù)轉(zhuǎn)換器：將信號轉(zhuǎn)化為計算機可以識別的數(shù)字信號接口：將信號送入計算機接口：將信號送入計算機計算機：對輸入信號進行分析處理，調(diào)整控制信號計算機：對輸入信號進行分析處理，調(diào)整控制信號數(shù)數(shù)/ /模轉(zhuǎn)換器模轉(zhuǎn)換器：將信號：將信號轉(zhuǎn)化模擬信號轉(zhuǎn)化模擬信號控制器：執(zhí)

7、行控制信號控制器：執(zhí)行控制信號離線控制離線控制將生產(chǎn)線上正在加工的半成品或已完工產(chǎn)品從生產(chǎn)設(shè)備上將生產(chǎn)線上正在加工的半成品或已完工產(chǎn)品從生產(chǎn)設(shè)備上取下來，經(jīng)專業(yè)檢測后將根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整加工參數(shù)，實取下來，經(jīng)專業(yè)檢測后將根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整加工參數(shù)，實現(xiàn)到制造過程質(zhì)量的控制?，F(xiàn)到制造過程質(zhì)量的控制。在線控制系統(tǒng)較為復(fù)雜，可靠性與經(jīng)濟性都比較差；離線在線控制系統(tǒng)較為復(fù)雜，可靠性與經(jīng)濟性都比較差；離線控制系統(tǒng)雖然實時性差，效率較低，但控制系統(tǒng)相對簡單控制系統(tǒng)雖然實時性差，效率較低，但控制系統(tǒng)相對簡單，具有較高的可靠性。，具有較高的可靠性。質(zhì)量數(shù)據(jù)采集質(zhì)量數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般由傳感器、信號調(diào)理電路、多

8、路模擬開數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般由傳感器、信號調(diào)理電路、多路模擬開關(guān)、采樣關(guān)、采樣/ /保持電路、保持電路、A/DA/D轉(zhuǎn)換器以及控制邏輯電路組成。轉(zhuǎn)換器以及控制邏輯電路組成。傳感器：獲取信息傳感器：獲取信息信號調(diào)理電路：包括放大器信號調(diào)理電路：包括放大器、濾波器，放大信號，過濾高濾波器，放大信號，過濾高頻分量，去處與后續(xù)電路不匹配的阻抗頻分量，去處與后續(xù)電路不匹配的阻抗多多路模擬開關(guān)：將多個獨立的模擬信號按順序傳入采樣路模擬開關(guān)：將多個獨立的模擬信號按順序傳入采樣/ /保持電路保持電路采樣采樣/ /保持保持電路：保持電路：保持A/DA/D轉(zhuǎn)換器精度轉(zhuǎn)換器精度A/DA/D轉(zhuǎn)換器：模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號

9、轉(zhuǎn)換器：模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號控制控制邏輯電路：集成化控制上述電路和邏輯電路：集成化控制上述電路和A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器質(zhì)量數(shù)據(jù)采集分類質(zhì)量數(shù)據(jù)采集分類自動檢測：利用計算機控制的坐標測量機和其他全自動測自動檢測：利用計算機控制的坐標測量機和其他全自動測試儀器，對工件或生產(chǎn)線運行狀態(tài)進行檢測，實現(xiàn)質(zhì)量數(shù)試儀器，對工件或生產(chǎn)線運行狀態(tài)進行檢測，實現(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)的自動采集和處理，并將分析結(jié)果自動送到生產(chǎn)設(shè)備的據(jù)的自動采集和處理，并將分析結(jié)果自動送到生產(chǎn)設(shè)備的控制裝置中去，實現(xiàn)近似閉環(huán)或全閉環(huán)質(zhì)量控制。同樣包控制裝置中去，實現(xiàn)近似閉環(huán)或全閉環(huán)質(zhì)量控制。同樣包括在線、離線兩種方式。括在線、離線兩種方式。半

10、自動檢測：檢測活動是手動操作，信息傳送及數(shù)據(jù)處理半自動檢測：檢測活動是手動操作，信息傳送及數(shù)據(jù)處理自動進行。自動進行。手工檢測：采用手動甚至目測方式對生產(chǎn)狀態(tài)進行檢測。手工檢測：采用手動甚至目測方式對生產(chǎn)狀態(tài)進行檢測。方式簡單，耗時長，且精度有限。方式簡單，耗時長，且精度有限。檢測方法檢測方法接觸式測量：坐標測量機、目視讀數(shù)、自動記錄的千分尺接觸式測量：坐標測量機、目視讀數(shù)、自動記錄的千分尺及游標卡尺等。及游標卡尺等。非接觸式測量：在工件無法或無須準確定位、檢測速度要非接觸式測量：在工件無法或無須準確定位、檢測速度要求極快、被測件結(jié)構(gòu)特殊測頭無法到達等情況下使用。求極快、被測件結(jié)構(gòu)特殊測頭無法

11、到達等情況下使用。對于計算機輔助檢測而言，無論是哪種方式都是通過檢測對于計算機輔助檢測而言，無論是哪種方式都是通過檢測系統(tǒng)，將模擬信號系統(tǒng)，將模擬信號經(jīng)放大濾波等處理后經(jīng)放大濾波等處理后轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，再送到計算機里去處理。再送到計算機里去處理。檢測參數(shù)檢測參數(shù)檢測過程中需要測量的量包括：檢測過程中需要測量的量包括：1 1、熱工量：溫度、熱量、流量、真空度、熱比容等、熱工量：溫度、熱量、流量、真空度、熱比容等2 2、電工量：電壓、電流、功率、頻率、電阻、電荷、磁、電工量：電壓、電流、功率、頻率、電阻、電荷、磁場強度等；場強度等；3 3、機械量：位移、速度、加速度、應(yīng)力、力矩、重

12、量、機械量：位移、速度、加速度、應(yīng)力、力矩、重量、振動、噪聲、平衡、計數(shù)等；振動、噪聲、平衡、計數(shù)等；4 4、成分量：成分含量、濃度、密度等；、成分量：成分含量、濃度、密度等；5 5、幾何量：幾何尺寸、誤差、形位誤差等；、幾何量：幾何尺寸、誤差、形位誤差等；6 6、其他：重心、表面硬度、表面紋理形態(tài)等。、其他：重心、表面硬度、表面紋理形態(tài)等。傳感器傳感器傳感器有電阻式、電容式、電磁式、光電式、壓電式、半傳感器有電阻式、電容式、電磁式、光電式、壓電式、半導(dǎo)體式、電感式、射線式等類型；導(dǎo)體式、電感式、射線式等類型；不同類型的傳感器，運用的測量機理不同，可測的物理量不同類型的傳感器，運用的測量機理不

13、同，可測的物理量內(nèi)容有所不同。內(nèi)容有所不同。傳感器性能傳感器性能傳感器的性能要求往往包括靈敏度、線性度、滯環(huán)、動特傳感器的性能要求往往包括靈敏度、線性度、滯環(huán)、動特性。性。靈敏度：穩(wěn)定狀態(tài)下傳感器輸出與輸入的比值；靈敏度：穩(wěn)定狀態(tài)下傳感器輸出與輸入的比值；線性線性度：傳感器輸出量與輸入量的關(guān)系曲線與理想直線的度：傳感器輸出量與輸入量的關(guān)系曲線與理想直線的偏離程度；偏離程度；滯滯環(huán)：輸入增加或減小時，傳感器的上升或下降曲線不重環(huán)：輸入增加或減小時，傳感器的上升或下降曲線不重合，即特性不一致；合，即特性不一致；動動特性：傳感器對于輸入的響應(yīng)速度、失真大小、穩(wěn)定程特性：傳感器對于輸入的響應(yīng)速度、失真

14、大小、穩(wěn)定程度、滯后多少等。度、滯后多少等。三坐標測量三坐標測量儀組成儀組成三坐標測量儀的主體三坐標測量儀的主體主要由以下各部分組主要由以下各部分組成：底座、測量工作成：底座、測量工作臺、立柱、測量系統(tǒng)臺、立柱、測量系統(tǒng)、驅(qū)動裝置、附件。、驅(qū)動裝置、附件。三坐標測量三坐標測量儀操作步驟儀操作步驟1.1.開機，機器歸零開機，機器歸零三坐標測量儀也擁有一個參考點，其歸零過程三坐標測量儀也擁有一個參考點，其歸零過程與數(shù)與數(shù)控控機床回參考點機床回參考點相似。相似。2 2. .探針校準探針校準測量時系統(tǒng)記錄的是探針中心的坐標，而不是測量時系統(tǒng)記錄的是探針中心的坐標，而不是接觸接觸點點的坐標，因此必須對探

15、針的半徑進行補償?shù)淖鴺?，因此必須對探針的半徑進行補償，其，其類類似于數(shù)控機床上的刀具偏置似于數(shù)控機床上的刀具偏置參數(shù)。參數(shù)。校準校準方法：使用校準球，利用探針對校準求方法：使用校準球，利用探針對校準求測量至測量至少少5 5個點，獲取球的位置、直徑、形狀偏差，個點，獲取球的位置、直徑、形狀偏差，最終最終得得到探針的半徑到探針的半徑值。值。三坐標測量三坐標測量儀操作步驟儀操作步驟3 3. .零件的找正零件的找正在測量前應(yīng)確定零件坐標系在三坐標測量儀在測量前應(yīng)確定零件坐標系在三坐標測量儀機器坐機器坐標系標系中的位置，其類似于數(shù)控加工中的對刀中的位置，其類似于數(shù)控加工中的對刀操作。操作。找找正方法：采

16、用正方法：采用“3-2-1”3-2-1”方法，即測量方法，即測量3 3個點確定個點確定一個一個基準面，然后測量基準面，然后測量2 2個點確定基準軸，最后測量個點確定基準軸，最后測量1 1個個點確定原點點確定原點位置。位置。4 4. .數(shù)據(jù)的測量數(shù)據(jù)的測量測量數(shù)據(jù)時應(yīng)保證數(shù)據(jù)能反映零件的特征，同時測量數(shù)據(jù)時應(yīng)保證數(shù)據(jù)能反映零件的特征，同時數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)應(yīng)盡量應(yīng)盡量少。反映少。反映一個平面需要至少一個平面需要至少3 3個點，但平面?zhèn)€點，但平面所在輪廓所在輪廓復(fù)雜復(fù)雜時，采集點數(shù)應(yīng)時，采集點數(shù)應(yīng)增加。增加。典型檢測方法典型檢測方法1 1、直徑檢測、直徑檢測工件尺寸發(fā)生細微變化，推桿使得鐵心移動，位移經(jīng)氣隙

17、工件尺寸發(fā)生細微變化，推桿使得鐵心移動，位移經(jīng)氣隙式電感傳感器造成輸出電壓的變化。式電感傳感器造成輸出電壓的變化。2 2、長度尺寸測量、長度尺寸測量多種位移傳感器可運用于長度尺寸測量，如計量光柵、激多種位移傳感器可運用于長度尺寸測量，如計量光柵、激光比長儀、同步機等。光比長儀、同步機等。3 3、幾何幾何公差測量公差測量大部分公差內(nèi)容采用離線方式進行，在專用檢測工位上進大部分公差內(nèi)容采用離線方式進行，在專用檢測工位上進行測量。有些如圓度、圓柱度等公差項目采用非接觸式動行測量。有些如圓度、圓柱度等公差項目采用非接觸式動態(tài)測量方式在加工過程中實時檢測與補償。態(tài)測量方式在加工過程中實時檢測與補償。典型檢測方法典型檢測方法4