《CAD CAM 技术 第２版 教学课件 ppt 作者 宁汝新 赵汝嘉 主编 第九章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CAD CAM 技术 第２版 教学课件 ppt 作者 宁汝新 赵汝嘉 主编 第九章（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第九章,第一节 概 述 第二节 集成质量管理系统的功能与结构 第三节 计算机辅助质量检测 第四节 统计质量控制 第五节 计算机辅助加工过程监控,1.质量,“质量”的定义是：“反映实体满足明确或隐含需要能力的特性的总和”。此处的实体是能够单独考虑加以审查的一件事物，可以是有形的，也可以是无形的，如一项服务、一个计算机程序、一个产品、一个过程等。对于一个产品而言，质量包含性能、特性、美学性、符合性、可靠性、耐久性、可服务性和可感觉的质量等八个方面的特性。,一、基本概念,第一节 概 述,2.质量管理,质量管理定义为确定质量方针、目标和职责并在质量体系中通过质量计划、质量控制、质量保证和质量改进等实施
2、的管理职能的所有活动。因此，质量管理是企业管理职能的一部分，它由企业的最高管理者承担。,3.质量保证,质量保证的定义是：为了提供足够的信任表明实体能够满足质量要求，而在质量体系中实施并根据需要进行证实的全部有计划、有系统的活动。质量保证分为内部质量保证和外部质量保证。,4.质量控制,质量控制指为达到质量要求所采取的作业技术和活动。一般，质量要求是通过定量或定性的规范来表示的，以便作为质量控制的依据。质量控制贯穿于产品从概念形成到产品报废的全过程。在某些方面，质量控制和质量保证是互相渗透的，即某些质量活动既满足了质量控制的要求，也满足了质量保证的要求。,5.质量体系,质量体系指为实施质量管理所需
3、的组织结构、程序、过程和资源。由此可知，每一个企业都客观存在着质量体系，其中组织结构是质量体系有效运行的保证，它既要有利于领导的统一指挥和分级管理，又要有利于各个部门的分工合作。,二、质量管理的发展,1.质量检验阶段,20世纪初到30年代的质量检验阶段是质量管理的初级阶段。这一阶段的特点是以事后检验为主体，以美国工程师泰勒的科学管理理论为基础，它强调企业内部专业分工，设置专职检验人员，强调检验人员的质量监督职责，把检验作为保证质量的主要手段。,2.统计质量控制阶段,统计质量控制通过数量化和科学化的质量控制方法，使质量管理由单纯依靠质量检验的事后把关，发展到生产过程的工序管理，成为一种质量的预防
4、性控制与事后检验相结合的管理方式。统计质量控制方法和工具的使用使制造企业减少了不合格品的产生，降低了生产费用。,3.全面质量管理阶段,其主要内容包括：对全面质量的管理。质量不仅包括产品质量，还包括工作质量，服务质量；对全过程的管理。过程不仅包括制造过程，还扩展到市场研究、产品开发、生产准备、采购、检验、销售、售后服务；由全体人员参与的质量管理。每一位企业员工对质量保证和提高都有责任。目前全面质量管理已深入到企业管理之中。,三、计算机辅助质量管理系统,日益激烈的市场竞争和日趋复杂的产品质量需求表明，必须将信息技术、计算机技术引入到企业质量管理与控制中，才能真正有效地实现企业现代化质量管理与保证。
5、近年来，以计算机应用技术为基础，以先进的质量控制技术、信息处理手段和现代质量管理方法紧密结合为特点的计算机辅助质量管理系统(Computer Aided Quality System，CAQ)已经成为企业中的有机组成部分，构成了现代质量管理的新特点。,四、集成质量管理系统,1)覆盖产品的整个生命周期，包括企业的各个层次。 2)强调以企业长远质量目标为基础的质量计划。 3)强调从质量计划和质量控制观点出发的人的资源的开发。 4)通过闭环的质量控制器实现企业中与质量有关的过程和资源的控制。,第二节 集成质量管理系统的功能与结构,一、集成质量管理系统的信息流,利用CAD技术设计出满足用户要求的产品，
6、然后通过CAPP将设计信息转化为生产工艺计划。通过在线仿真系统对加工过程进行模拟，发现可能出现的问题并反馈给CAD/CAPP系统，进行修改设计，直到将所有设计及工艺等方面的问题全部解决，以保证按工艺计划生产的产品能满足设计要求。,二、集成质量管理系统的功能,1.生产前阶段的功能,图9-1 集成质量管理系统信息流,图9-2 集成质量管理系统在生产前阶段的功能,2.生产过程阶段的功能,图9-3 集成质量管理系统在生产 过程阶段的功能,3.生产后阶段的功能,图9-4 集成质量管理系统在生产后阶段的功能,三、集成化质量系统实例,(1)系统管理 对系统的运行和用户实行管理，以保证系统正常运行和数据的可靠
7、性和安全性。 (2)质量数据采集 提供产品及零部件制造过程质量数据的自动和手动采集工具。 (3)质量信息管理 实现企业质量信息的采集、汇总、统计与分析。 (4)计量器具管理 在企业范围内对计量器具实行全面管理与使用过程控制，以保证量值统一、准确、可靠和基准的正确传递。 (5)统计过程控制 实现企业生产过程的质量控制。,(6)质量文档与标准化信息管理 提供质量文档和标准化信息规范化管理工具，是支持企业质量保证体系工作的有力工具。 (7)器材质量管理 提供企业外购器材与外协件质量管理与控制功能。 (8)售后质量管理 实现产品售后服务与售后质量管理，提供了用户管理、售出产品跟踪、维修管理、故障信息反
8、馈等功能。 (9)质量审核 提供企业质量内审的工具与过程管理工具。 (10)质量评估 提供支持产品设计、制造、使用等过程的质量评估技术与工具，并对评估过程进行管理。 (11)质量计划 提供质量计划工具及其质量计划制定过程的管理与控制。,1.坐标测量机的机械结构 2.测头 3.控制系统 4.编程模式 5.测点数据处理,三坐标测量机 1. 工作原理 设备 + 程序 2. 工作过程 3. 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、加工昂贵,一、坐标测量机,第三节 计算机辅助质量检测,图9-5 坐标测量机的结构形式 a)移动桥式 b)固定桥式 c)龙门式 d)悬臂移动
9、式 e)悬臂固定式 f)立柱式,1. 工作原理,表,二次仪表 二次仪表 二 次 仪,探 测 器, 轴 坐 标 尺,探测器 轴坐标尺,轴坐标尺 探测器 ,系统,接触测头,2.测头,图9-6 接触测头结构 a)单测尖 b)多测尖,放 大 器,接收器,至 数 控 系 统,整 形 电 路,晶 振 调 制 电 路,定 时 器,半导体 开关,Vc 测头内部电路,红外 发光管 驱 动 器 复位 电路,Vc,电 池,哈尔滨工业大学CAD/CAM研究室,2. 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.控制系统,控制系统的主
10、要功能是读取空间坐标值，控制测量瞄准系统对测头信号进行实时响应与处理，控制机械系统实现测量所必需的运动，实时监控坐标测量机的状态以保障整个系统的安全性与可靠性。,4.编程模式,(1)联机编程 又叫自学习编程，即为了精确测量某一零件或为了能自动测量相同的一批零件，计算机把操作者手动操作的过程及相关信息记录下来，并储存在文件中的一种功能。 (2)脱机编程 脱机编程就是在远离坐标测量机机房的任意一台计算机上使用任意的编辑工具，根据零件图样编制零件测量程序，然后下载到坐标测量机的控制计算机上运行。 (3)自动编程 在自动编程中，零件的测量程序是根据该零件的CAD数据自动生成的。,5.测点数据处理,测头
11、在工件表面上得到的测点坐标数据输入计算机后，首先将测点拟合为基本几何元素，得到它们的尺寸与形状误差；还可利用已储存的几何元素进一步进行处理，求出表面之间的距离或相对位置误差。利用专门的软件还可处理螺纹、齿轮、自由曲面上的测点数据。,二、三维测量头,1)测头安装在主轴上(镗铣加工中心)或刀架上(车削中心)，通过触点测量和数据处理，检测工件上加工表面的尺寸和形位误差，并标定工件坐标零点在机床坐标系中的位置。 2)测头安装在机床工作台(镗铣加式中心)或床身(车削中心)上，机床坐标轴运动使刀具与测头接触，测出刀具在各方向的偏置量，输入机床数控系统进行补偿；也可利用切削前后测量的差值计算刀具的磨损量，监
12、控刀具使用状态。,三、柔性制造系统中的检测工作站,1.检测工作站构成,图9-8 检测工作站体系结构,2.工作模式,根据单元控制器的调度指令，加工完的零件经过自动清洗后，送到制造系统的夹具工作站。按照测量装夹规划，把零件用测量组合夹具装夹固定在测量托盘组件运送至测量机室内缓冲站上，由自动装卸机将托盘从缓冲站送上测量机工作台。,3.基于坐标测量机的自动检测,用坐标测量机检测工件的关键是要有相应的测量程序。一般的方法是在各种测量机编程软件功能支持下，由人针对零件图样要求编写，或是由人按照测量规划控制测头运动、边示教测量，边生成测量程序。人工编程效率低，在FMS或CIM环境中不能实现测量环节的自动化。
13、,第四节 统计质量控制,一、质量变异,人们早就发现，在生产制造过程中，生产出绝对相同的两件产品是不可能的。无论把环境和条件控制得多么严格，无论付出多大努力去追求相同的目标，也是徒劳，它们总是或多或少存在着差异。这就是质量变异的固有本性波动性，即变异性。,二、控制图的概念及作用,1)评定加工过程的状态，发现并及时消除过程中的失调现象，从而起到保证质量，防患于未然的作用。 2)可以减少废品和返工，从而提高生产率、降低成本、增加生产能力。 3)可以区分质量的偶然波动与异常波动，从而使操作者减少不必要的过程调整。 4)提供重要的过程参数数据以及它们的时间稳定性，这些对于产品设计和过程设计都是十分重要的
14、。,图9-9 控制图示例,三、控制图的分析和判断,1.受控状态的控制图,如果控制图上所有的点都在控制界限以内，而且排列正常，说明生产过程处于统计控制状态。这时生产过程只有偶然性因素影响，在控制图上的正常表现为： 1)所有样本点都在控制界限之内。 2)样本点均匀分布，位于中心线两侧的样本点约各占1/2。,2.失控状态的控制图,图9-11 控制图有缺陷的数据点分布,四、计算机辅助统计质量控制,1.计算机辅助统计质量控制的决策方法,统计质量控制中，有关质量数据的收集、加工、分析、处理，绘制各种控制图表等工作，可采用数学决策和逻辑决策方法，利用计算机的运算、逻辑分析、图形处理等功能来实现计算机的求解。
15、,2.计算机辅助统计质量控制系统实例,图9-13 机械加工过程质量 控制专家系统运行流程图,第五节 计算机辅助加工过程监控,一、加工过程监控的特征信号,(1)尺寸和位移 这是最常用的监控特征信号。 (2)力和力矩 力和力矩是机械加工过程中最重要的物理量，它们直接反映加工系统中的状态变化，如刀具磨损的状态会在切削力或主轴扭力矩等特征信号中反映出来。 (3)振动 这是加工系统中常见的特征信号，它涉及加工机床和有关设备的工况和加工质量的动态特征信号，如刀具的磨损状态、机床运动部件的工作状态等。 (4)温度 在许多机械加工过程中，随着摩擦和磨损的发生和发展，均会随之而出现温度的变化。,(5)电流、电压
16、和电磁强度等电信号 这是最便于检测的物理量，特别是在其它物理参数比较直接测量(如主轴转矩)的情况下，通常将它们转换成电信号进行间接检测。 (6)光信号 随着激光技术、红外技术以及视觉技术的发展和应用，光信号也已作为特征量用于加工系统的实时检测和控制，如检测工件的表面粗糙度、形状和尺寸精度等。 (7)声音 声信号也是一种常用的监控物理量，它是由于弹性介质的振动而引起的。,二、计算机辅助加工过程监控的方法,计算机辅助加工过程监控系统的控制方式与制造过程的自动化程度有关。在自动化程度较低的制造系统中，最简单的方式是将质量检测结果记录在质量登记表上，然后将这个登记表中的内容由终端键入计算机。数据在计算机中运算并存放在中央质量控制文件中。,三、计算机辅助加工过程监控的实例,1.以工件的几何尺寸为判据,图9-14 在CNC车床上用三维测头 直接测量工件尺寸,2.以刀具状态为判据,表9-1 刀具破损的监测方法,表9-1 刀具破损的监测方法,表9-2 刀具磨损的监测方法,
