计算机辅助质量系统技术

Measuring position(mm)
5. 误差的在线检测与补偿
用专用补偿装置的误差补偿
驱动电源 压电陶瓷 计算机 工件 测试杆 机床 控制杆 柔性铰链 A/D转换 D/A转换
滤波放大器 Fc
应变测试仪
5. 误差的在线检测与补偿
误差预报补偿控制原理
干扰信号 at 输入 误差补偿执行系统 + 输出
2. 计算机辅助质量系统设计
2.1 CAQ系统的基本组成
2. 计算机辅助质量系统设计
2.2 CAQ系统的 信息流程
2. 计算机辅助质量系统设计
2.3 CAQ系统功能设计与分析
1）质量计划子系统； 2）质量检测； 3）质量评价与控制； 4）质量信息综合管理； 5）软件系统运行管理。
2.4 CAQ系统结构
思考题
1. 简述计算机辅助质量系统的作用和意义。 2. 简要分析计算机辅助质量系统的功能。 3. 简要分析比较CAQ中几种常用的质量数据 采集方法。 4. 如何应用控制图进行产品质量控制。 5. 误差补偿的方法有哪些？各有何特点？
质量信息采集系统 企业环境 产品设计 计划编制 采购供应
质量信息反馈机制
生产制造 销售及服务 质量保证
企业管理
3. 质量信息的采集方法
手工采集、半自动检测、自动检测 3.1 质量信息的手工采集 1) 过程 手工测量Æ填表Æ录入计算机 2) 特点 灵活； 不依赖于设备与地点； 易于出错； 效率低。
3. 质量信息的采集方法
5. 误差的在线检测与补偿
5.2 系统组成与工作原理
预测与控制 算 法 A/D转换器 接触状态输入 脉冲计数器 目 标 函 数 D/A转换器 计算机系统 接触状态输出 脉冲发生器 传感器 制 传感器 传感器 执行部件 执行部件 执行部件 造 过 程 与 设 备
5. 误差的在线检测与补偿
5.3 典型的误差预测与控制算法
3. 2 半自动检测 具有电信号输出的量仪Æ接口Æ输入计算机
脉冲编码 串行通 讯接口 计算机 系 统
容栅 传感器
特点 灵活； 不易出错；
不依赖于设备与地点； 效率高。
3. 质量信息的采集方法
3.3 自动检测 3.3.1 红外测头测量系统
Ｚ轴坐标尺 探测器 ＣＰＵ Ｙ 轴 坐 标 尺 二次仪表 二次仪表 探 测 器 计数器１ 输入/输出 计数器２ 控制系统 计数器３ 操作部分 系统 存储器 ＮＣ
7. 质量信息管理系统
7.2.4 设计系统的基本程序 1)明确系统功能 2)进行系统分析、查找问题 3)确定系统层次 4)落实决策机构 5)设立信息中心 6)落实信息源 7)确定信息流程 8)确定信息操作方法 9)制定标准 10)评价、修改、优化
7. 质量信息管理系统
7.3 系统结构与模块划分
1) 结构 2) 工作流程
1. 概述
1.1 传统质量控制方法存在的问题 质量检验、性能试验、质量管理 1) 不能100%检验, 将问题转嫁给用户; 2) 检验过程与加工过程分离, 不利于落实责任 制和提高质量; 3) 费工费时, 效率低.
1. 概述
1.2 计算机在质量控制与管理中的应用 1)质量计划的制定 产品和生产过程信息Æ质量计划和质检计划 2)质量检验与数据采集 采集制造过程不同阶段与产品质量相关的数据 3)质量评价与控制 * 制造过程质量评价、诊断与控制 * 进货及供货商质量评价与控制 4)质量综合管理 成本、计量器具、工装器具
质量管 理人员
质量检 验人员 用户界面
质量 计划 系统工具
质检 计划 质检规 程设计 质量 检验 质检 跟踪
系统帮助
质检 统计
质量数据库
7. 质量信息管理系统
7.4 开发运行环境设计
1) 软件工具 Oracle数据库 VB、VC或PowerBuilder开发语言 TCP/IP协议 2) 硬件 局域网络 工作站、微机
来自百度文库
1. 概述
1.3 质量计划的制定 编制产品质量计划: 明确产品设计制造各阶段与质量有
关的职责、权限及资源分配，制定达到质量目标应采取 的程序、方法和作业规程，编制质量手册和质量程序手 册等 生成质检计划: 制定具体检测对象（包括产品、部件、 零件、订购外协件等）的质检规程与规范，确定具体检 测项目、检测方法、检测设备、检测时间与地点等
n
容许偏差上限 H = X + 3σ 容许偏差下限 L = X − 3σ 控制偏差上限 h = X + 2σ 控制偏差下限 l = X − 2σ
4. 质量控制与分析方法
质量特性数据
废品区 警戒区 正常区 正常区 警戒区 废品区
H h X l L
试样序列号 X-质量控制图
应用 •加工时间长 •测量费用高 •希望发现估计不到的 原因并加以消除
1. 概述
1.6 质量综合管理 1）质量成本管理 2）计量器具质量管理 3）质量指标综合统计分析及质量决策支持 4）工具、工装和设备质量管理 5）质量检验人员资格印章管理 6）产品使用过程质量信息管理
1. 概述
1.7 效益 可100%检验, 提高质量 检验与加工过程合一, 有利提高责任感 可实时控制, 降低废品率 计算机辅助试验(CAT) 计算机辅助质量事故分析与诊断
3. 质量信息的采集方法
3. 质量信息的采集方法
3.3.3 基于传感器的过程信息在线检测 1) 数字或模拟传感器 2) 应用 固定
设备状态监控； 加工误差在线补偿等。
计 算 机 A/D 转换器 接触输入 接 口 脉 冲 计数器 D/A 转换器 接触输出 接 口 脉 冲 发生器 制 造 过 程 及 设 备
4. 质量控制与分析方法
样本值
样本值
H
中心线
H
中心线
L
样本号 样本值 样本值 样本号
L
H
中心线
H
中心线
L
样本号 样本号
L
5. 误差的在线检测与补偿
几何尺寸测量原理及传感器特性
5.1 在线测量 传感器
原 理 常用量程 机械触点 取决于机构运动 式 范围大小 电阻式 3～100mm 0.003～1mm 电感式 接触式 0.025～2.5mm 取决于器件的击穿 电容式 电压,0.003～0.1mm 探针 取决于机床坐标尺
工段长组长 质管小组
工段长组长 质管小组
7. 质量信息管理系统
编制原材料、外购件检验计划 一类 百分之百复检 二类 批次抽检 三类 外观检查 未检 文件记录 程序审批 不合格 填写脱标材料处理单 反馈材料信息给供应部 合格 合格 材料标记 入出库登记 不合格 产前检查 追回交换
投放生产
7. 质量信息管理系统
4. 质量控制与分析方法
4.1 概述 质量状况、发展趋势、产生质量问题的原因 4.2 质量控制图及其算法 X-控制图 （平均值－极差控制图） 设有质量数据序列{xn}, 则有: n 算术平均值
X=
∑x
i =1
i
n
4. 质量控制与分析方法
标准偏差
2 x X ( − ) ∑ i i =1 n
δ=
于是有
1. 概述
1.4 质量检验与数据采集 外购原材料及零部件检测数据、零件制造过 程检测数据和最终检验数据、制造系统运行状态 数据、装配过程检测数据、成品试验数据及产品 使用过程故障数据等 1.5 质量评价与控制 1) 制造过程质量评价、诊断与控制； 2) 进货及供货质量评价与控制
1. 概述
制造过程质量评价与控制原理
ARMA模型：自回归滑动平均值模型 时序分析方法 PID调节器：比例、积分、微分 控制方法
5. 误差的在线检测与补偿
5.4 应用实例 应用数控程序的误差补偿
0.16 0.14 0.12
B C D E
Error(mm)
0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240
精
度
特
点
取决于机构精度 ±3% 结构简单 ±10～15% 简单可靠、 稳 小尺寸可达±2% 定 ±1%
取决于坐标尺及 可靠、自动化 测头的精度 程度高 0 ～15 μm 或 0 ～ 取 决于测 量阻抗 技术 涡流式 15mm 小 超声波式 3～300mm ±5% 温 度 压 力 影 响 ±1～2% 温 度 压 力 影 响 小 式 X、 γ 射 线 非接触 α射线式 2～25μm ±2～4% 对环境要求高 式 感应同步 大位移 250mm(可 取决于机电部件精度 对环境要求高 器式 接长) 光栅式 大位移 取决于机电部件精度 气动式 小位移 其它方法
7.2.2 功能设计 1) 外购外协件质检功能设计 2) 生产过程质检功能设计 3) 质检计划与检验规程设计 4) 质量跟踪的功能设计 5) 质量统计分析功能设计 6) 计量器具检验与管理功能的设计
7. 质量信息管理系统
7.2.3 设计系统的基本原则 1) 统一性原则 2) 适应性原则 3) 有效性原则 4) 分层有序原则 5) 标准化原则
二 次 仪 表 探测器 Ｘ轴坐标尺
接触测头
3. 质量信息的采集方法
测量项目 Z 坐标方向的距离 Y
图
例 △z △y △x X
测量项目 平 面
图
例
(三点定平面) 圆 度 0.2
空间距离 (长度)
平面度
0.2
平行度 圆心、直径 (三点法或最 小二乘法) 角 度 交叉点 垂直度 交叉线 (三点定平面) 槽宽、槽深 轴线 Z 空间点坐标 与厚度 H 探测头直径补偿 －D +D/2 W A 0.2
Ut
– z误差数据分析 z误差建模 z误差预报 z补偿控制命令
xt
有时间滞后的 误差检测系统
6. 质量事故的分析与诊断技术
鱼翅图
6. 质量事故的分析与诊断技术
7. 质量信息管理系统
7.1 概述 目的、意义和作用 7.2 需求分析与功能设计 7.2.1 需求分析 1) 质量管理与保证的组织机构 2) 外购件、外协件的质检模式与过程分析 3) 生产过程的质检模式与过程分析 4) 质检器具及设备的管理模式(分类,标定,管理) 5) 质量体系与过程质量管理 6) 质量跟踪与查询模式分析
第7章 计算机辅助质量系统技术
第7章 计算机辅助质量系统技术
* 计算机辅助质量管理与控制的意义
1 2 3 4 5 6 7 概述 计算机辅助质量系统设计 质量信息的采集方法 质量过程的统计控制 误差的在线检测与补偿 质量事故的分析与诊断技术 质量信息管理系统
1. 概述
质量的概念 质量是反映产品或服务满足明确和隐含需要能力 的特征和特性的总和。 狭义质量： 产品质量。 广义质量： 最终产品的质量 + 产品或服务形成和实现过程的质量 “正确的时间”、“正确的地点”做“正确的事情”
7. 质量信息管理系统
总经理 质量管理委员会 质量管理办公室
各技术部室 部长、主任 质量管理 领导小组
各管理部室 部长、主任
各分厂厂长 研究所所长
各车间主任
兼 职 质量管理 质理员 领导小组
兼 职 质量管理 质理员 领导小组
专 职 质量管理 质理员 领导小组
兼 职 质理员
职能组长 职能人员
职能组长 职能人员
MIS系统
CAD/CAPP
CAM系统
网络服务系统
信息交换协议及接口规范
质量信息系统（QIS） 质量计划子系统 质量功能配置 质量计划编制 检验计划生成 质量检控子系统 进货检验试验 过程检验试验 最终检验试验 不合格品控制 系统状态监测 质量评价子系统 合同评审 管理评审 供货商评价 设计质量评价 制造质量评价 售后产品分析 分布式数据库 硬件及网络 质量信息子系统 信息统计分析 质量文档管理 质量情报管理 质检人员管理 QC活动管理 计量器具管理
0.2 0.2
Y x
z y X
无补偿
+D
－D/2
3. 质量信息的采集方法
特点
灵活 易于实现加工误差补偿 不易于出错, 效率高 受装夹状态和机床精度影响 受环境影响大. 主要用于安装、定位和中间测量
3. 质量信息的采集方法
3.3.2 三坐标测量机 1) 工作原理 设备 + 程序 2) 特点
易于集成、可检测复杂曲面、精度高； 可靠性好、柔性高； 依赖于设备与地点、测量费用昂贵。
4. 质量控制与分析方法
4.3 质量控制图的作用与规则 作用 1) 质量稳定性判别 2) 评定加工过程状态 3) 分析设备与工艺的实际精度 4) 评价成批产品的质量状况
4. 质量控制与分析方法
判别准则:
1）测量点超出控制界限，加工过程异常； 2）控制图中有下列现象之一者，加工过程有异常： （1） 测量数据连续7次分布于中心线一侧； （2） 7个以上数据点连续上升或者下降； （3） 连续3点中有2点超出±2σ （4） 数据点出现周期性变化。