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1、开放式形位误差在线检测上位机SPC软件设计摘 要随着我国工业的不断发展，检测技术在装备制造业的地位也日益重要。而作为生产操作指导的有力工具，研制适用于生产线工位需求的小型化、操作简便、检测模式灵活的在线仪器具有十分重要的意义。此次设计的主要意义是检测工业现场加工零件的精度以降低次品率，提高工厂生产效率。通过在上位机设计不同的组态表达式及对应的组态按键，按下不同按键用串口通信指导下位机测量不同的组态，如：圆度、线性度、平行度、最大值最小值。在工件表面的不同位置设置几个电感传感器，先检测标准件的数据，再检测所需工件的数据，将两个数据做差得到的数据值通过信号调理电路传送到ADUC812的AD模块，进
2、行AD转换。同时对单片机进行编程，实现12864液晶显示，矩阵键盘按键控制菜单显示，以及与上位机部分进行串口通讯。通过串口将数据传送到上位机软件，并在上位机对数据进行实时图形显示和SPC（过程统计控制）参数统计，根据所得参数值对工业生产过程进行在线检测和实时控制。实现对生产操作的指导和产品质量的控制。关键词开放式在线检测；传感器组态模式；SPC统计过程控制；数据采集；串口通信；ADUC812Software Design for the Host Computer SPC Function of Open Form Mode-Line Testing Error of Shape and Po
3、sitionAbstractWith the continuous development of our industry, the position of the detection technology in the equipment manufacturing industry is also increasingly important. As a powerful tool for production operation guidance, applied to the development of line station needs miniaturization, simp
4、le operation, detection mode flexible equipment on-line has very important significance. The design of the main significance is the detection of industrial precision machining parts to reduce failure rate, improve the production efficiency. The software design of different configuration of expressio
5、n and the corresponding configuration button, press different keys using serial communication machine measuring different configuration guide, for example: circular degree, linear degree, parallel degree, minimum and maximum values. In the surface of the workpiece in different position set several i
6、nductance sensor, detection of standard parts of the data, and then required to detect the workpiece data, The two data is obtained by subtracting the value of the data through the signal conditioning circuit is transferred to AD module of ADUC812. At the same time program on the single chip, light
7、the 12864 LCD, control matrix keyboard keys and communicate with the host computer through the serial port. Through the serial port to transmit data to the host computer software, the host computer for data real time graphical display and statistics SPC data, according to the parameter values for in
8、dustrial production process for on-line detection and real-time control. Achieve the production operation guidance and product quality control.KeywordsOpen form mode-line testing，sensor configuration，SPC，data acquisition，serial communication，ADUC812不要删除行尾的分节符，此行不会被打印目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 引言11.2
9、选题背景与意义21.3 研究现状21.3.1 SPC的起源与发展21.3.2 SPC发展的特点3第2章 系统方案设计52.1 系统方案的基本要求52.1.1 基本要求52.2 设计原理与设计思路52.2.1 系统的基本原理52.2.2 设计思路62.3 本章小结7第3章 上位机软件设计83.1 上位机部分的简介83.2 通信协议的设计83.3 组态模式算法的实现103.4 编程软件的选择113.5 关于LABVIEW编程语言123.5.1 LABVIEW的概念133.5.2 LABVIEW 的特点133.6 LABVIEW的应用领域143.7 上位机部分的程序编写153.7.1 串口通信163
10、.7.2 SPC参数统计193.7.3 对SPC进行上位机编程223.8 信号处理滤波器设计273.9 本章小结28结论30致31参考文献32附录A:下位机电路原理图33附录B:上位机软件运行图34附录C:外文文献原文35附录D:外文文献翻译42千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行第1章 绪论1.1 引言SPC(Statistical Process Control)统计过程控制，是企业提高质量管理水平的有效方法，是对制造流程进行测量、控制和品质改善的行业标准方法论。它利用统计的方法
11、来监控过程的状态，确定生产过程在管制的状态下，以降低产品品质的变异。它将在实时生产过程中获得的以产品或其他形式存在的质量参数绘制在事先确定好控制限的图表上，从而帮助企业对生产的过程进行实时的管控与分析。SPC软件则是一种科学的、以数据为依据的质量分析与改进工具。它利用数理统计原理，通过检测资料的收集和分析，可以达到“事前预防”的效果，从而有效控制生产过程、不断改进品质。SPC软件能为企业科学地区分生产过程中的正常波动与异常波动,及时地发现异常状况，以便采取措施消除异常，恢复过程的稳定，达到降低质量成本，提高产品质量的目的，它强调全过程的预防。首先，它会告诉使用者生产过程的波动状况，使用者是否应
12、该对生产过程进行调整其次，它能将此波动与事先设定的控制规则相比较，为品质改善提供准确的方向指引最后，它能评估使用者所采取的质量改进措施，以使质量得到持续的改善。作为全球围制造业所信赖和采用的质量改进工具，SPC能帮助使用者最终达到6 Sigma质量水平。品质稳定可以带来客户更大的满意度减少异常波动可以大大降低废品和停工损失，节省大量时间和金钱高品质可以大大提升企业的竞争优势。SPC软件主要是通过各种分析图来达到质量分析、质量控制和质量改进的目的。SPC软件的核心已由纯粹的SPC分析工具转变成为企业品质的管理工具，它包含计量型分析图和计数型分析图，用来直接控制生产过程，进行质量诊断和质量改进，在
13、生产过程中起到了预防为主的作用，正所谓：检验是一种浪费，只有预防才会创造价值。SPC软件应包括有直方图、排列图、散布图、分层法、分析及管理等功能，这些便构成了QC的七大手法。实施SPC分为两个阶段，一是分析阶段，二是监控阶段。在这两个阶段所使用的控制图分别被称为分析用控制图和控制用控制图。 分析阶段的主要目的在于：使过程处于统计稳态；使过程能力足够。 分析阶段首先要进行的工作是生产准备，即把生产过程所需的原料、劳动力、设备、测量系统等按照标准要求进行准备。生产准备完成后就可以进行，注意一定要确保生产是在影响生产的各要素无异常的情况下进行；然后就可以用生产过程收集的数据计算控制界限，作成分析用控
14、制图、直方图、或进行过程能力分析，检验生产过程是否处于统计稳态、以及过程能力是否足够。如果任何一个不能满足，则必须寻找原因，进行改进，并重新准备生产及分析。直到达到了分析阶段的两个目的，则分析阶段可以宣告结束，进入SPC监控阶段。 监控阶段的主要工作是使用控制用控制图进行监控。此时控制图的控制界限已经根据分析阶段的结果而确定，生产过程的数据及时绘制到控制上，并密切观察控制图，控制图中点的波动情况可以显示出过程受控或失控，如果发现失控，必须寻找原因并尽快消除其影响。监控可以充分体现出SPC预防控制的作用1。 在工厂的实际应用中，对于每个控制项目，都必须经过以上两个阶段，并且在必要时会重复进行这样
15、从分析到监控的过程。 1.2 选题背景与意义随着检测技术在装备制造业中的地位日益重要，一些精密测量仪器走出计量室进入生产现场，但就目前状况来看，我国只有少数大型企业有比较现代化的检测设备，绝大多数车间检测设备仍停留在上世纪70年代水平，而装置和设备的先进状况在一定程度上又明显的制约着我国经济的发展。所以，在现有的测量装置和设备上，配以使用微机，用适当的形位误差评定软件进行形位误差的测量和数据处理就显得十分必要。而且为了适应检测的灵活性和通用性，要求仪器能按加工工艺的要求和用户的需求作灵活的调整，并能对生产操作提供一定的指导。目前，尚缺乏这一新型的检测设备。本文根据对生产检测过程中的需求分析，设
16、计了一种具有SPC（统计过程控制）功能的传感器组态模式的在线检测仪器，组态功能满足了二次开发的多样化需求和灵活应用，SPC统计参数对生产操作指导进行辅助，并且能够在设置组态表达式后脱离PC机，方便在生产线上适时调整和实时监测管理产品，能够较好的辅助工业生产。1.3 研究现状1.3.1 SPC的起源与发展SPC的基本原理和方法是上世纪30年代由Shewhart博士为了有效地对生产过程中产品质量进行监测控制而提出的，至今已有70多年的历史。自创立以来，它就在工业和服务等行业得到了推广和使用。二战时期美国将其制定为战时质量管理标准，为保证军工产品的质量和及时交付起到了重要作用。战后的日本从1950-1980年在工业界广泛推广和应用SPC，使日本跃居世界产品质
