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Verfahren und Finrichtung zur statistischen Kontrolle
0 eines Gütekennzeichens nach einer Gruppenmethode
Der Erfindungsgegenstand ist ein vereinfachtes Verfahren der statistischen Gütekontrolle auf Grundlage des Abschätzens der für statistische Betrachtungen wichtigen Änderungen der Verteilungsfunktion eines Gütezeichens mittels einer sogenannten Gruppen-Methode, welche im weiteren an einem Beispiel einer nach dem genannten Prinzip hergestellten Einrichtung erläutert wird. Die Gruppen-Methode der statistischen Kontrolle beruht auf der Benutzung der Differenz
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zum Abschätzen der Verlagerung des Scheitelpunktes der Verteilungsfunktion.
In der Formel (1) bedeuten : z Anzahl der Messungen, bei denen der Wert des Gütekennzeichens einen oberen Grenzwert (obere Kontrollgrenze) überschreitet, z Anzahl der Messungen, bei denen der Wert des Gütezeichens einen unteren Grenzwert (untere Kontrollgrenze) unterschreitet.
Es ist schon eine Einrichtung beschrieben worden, bei der mittels der statistischen Gruppenmethode, je nachdem, ob die Differenz r geeignet gewählte, nach einem statistischen Regelprogramm eingestellte, positive oder negative Grenzwerte überschreitet, ein Signal- oder Regelvorgang ausgelöst wird. Bei diesem bekannten Gerät sind mindestens drei Teílgeräte zur eigentlichen Bestimmung der Differenz r notwendig. Es sind notwendig ein Summenbildner, welcher für eine gegebene Anzahl von Messungen oder anders ausgedrückt, für n ausgewählte Muster, den Wert z+ bestimmt, ein zweiter Summenbildner für den Wert z- und ferner ein drittes Gerät, welches die Differenz r = z+-z- bestimmt.
Auf Grund des Erfindungsgedankens kann eine beträchtliche Vereinfachung dadurch erzielt werden, dass der Anzeigewert eines bekannten, üblichen Messgerätes, welches die ausserhalb des Toleranzbereiches liegenden Werte des Gütekennzeichens signalisiert (z. B. den Durchmesser von auf spitzenlosen Schleifmaschinen hergestellten Einzelteilen), die Prüflinge in diesem Bereich als"masshaltig"und die Prüflinge ausserhalb der Toleranzgrenzen als"übermassig"oder"untermassig"bezeichnet, benutzt wird. Bei einer solchen Einrichtung wird beispielsweise ein elektrischer Kontaktgeber s9 eingestellt, dass innerhalb des Toleranzgebietes ein weisses Signallicht leuchtet.
Jedoch durch die den Fühler des Gebers dauernd in die untere Grenzlage drückende Feder wird, im Falle sich kein Prüfling im Messgerät befindet, dauernd ein Signal gegeben, welches einem Unterschreiten der unteren Kontrollgrenze entspricht, d. h. es leuchtet eine rote Signallampe. Abmessungen oberhalb der oberen Kontrollgrenze werden durch ein grünes Signallicht angezeigt.
Durchläuft der Prüfling die Messstrecke, können folgende drei Fälle eintreten : a) Der Prüfling ist"untermassig"..... rotes Signallicht. b) der Prüfling ist innerhalb der Toleranz (masshaltig)..... nacheinander leuchten die Signale : rot- weiss-rot, c) der Prüfling ist"übermassig"..... nacheinander leuchten die Signale : rot-weiss-grün-weiss-rot.
Entsprechend der Erfindung wird das eben beschriebene oder ein ähnliches Messprinzip zur statistischen Kontrolle resp. Regelung eines Gütekennzeichens benutzt. Dadurch vereinfacht sich das statistische Prüfgerät wesentlich und es genügt ein einziger Summenbildner.
Wenn nun dieses Messgerät erfindungsgemäss zur statistischen Kontrolle benutzt wird, werden seine Grenzwerte anstatt auf die Toleranzgrenzen auf sogenannte "Kontrollgrenzen" festgelegt. So hat sich z. B. praktisch bewiesen, dass es zweckmässig ist, die
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Kontrollgrenzen um den Wert der mittleren quadratischen Abweichung oberhalb und unterhalb des arithmetischen Mittelwertes zu setzen, d. h. die Kontrollgrenzwerte begrenzen beiläufig ein Drittel des To- leranzbereiches. Wenn dann in der Beschreibung weiter vom"Untermass"bzw."Übermass"die Rede ist, wurden hier natürlich die Kontrollgrenzen und nicht die Toleranzgrenzen gemeint.
Die Erfindung beruht darin, dass an Stelle der Differenz r (s. Gleichung (1)) zur Anzeige entwedel die Summe der grünen und roten Lichtimpulse, welche vorher bei der Beschreibung des elektrischen Kontaktgebers erwähnt wurden, oder noch einfacher, die Summe der weissen Lichtimpulse benutzt wird.
Der Beweis der Möglichkeit dieses Verfahrens geht aus folgender Überlegung hervor :
Bedeuten R die Anzahl der roten Lichtimpulse, G die Anzahl der grünen Lichtimpulse und W die Anzahl der weissen Lichtimpulse, so gilt für die Anzahl der Prüflinge mit Übermass direkt z+ = G (2)
Die Anzahl der masshaltigen guten Prüflinge G ist durch die Beziehung
G = W - 2G (3) gegeben und die Anzahl der Prüflinge mit Untermass geht aus der Gleichung z-= n + l-R (4) hervor, wobei die Anzahl der gemessenen Prüflinge durch den Ausdruck
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gegeben ist.
Aus den Gleichungen (1), (2) und (4) folgt
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- (n r=z-z = W-n (7) ableiten.
Daraus geht hervor, dass infolge der Konstanz des Wertes n an Stelle der Differenz r entweder die Summe der Signale G + R oder die Summe der Signale W benutzt werden kann.
Die Gleichung (4) geht - wie die Gleichungen (2) und (3)-aus der Anschauung hervor und wurde nicht mathematisch abgeleitet. Wenn alle n Werkstücke Untermass hätten, würde. die rote Lampe während der ganzen Auswahl n hindurch leuchten. Jedes Werkstück mit dem Gütekennzeichen grösser als die untere Kontrollgrenze (die Anzahl dieser Werkstücke ist durch n - z- gegeben) bewirkt eine Unterbrechung des roten Lichtes. Deshalb kann behauptet werden, dass die Anzahl der roten Impulse durch die folgende Beziehung gegeben ist : R = l- + n -z-.'Aus dieser Beziehung folgt die Gleichung (4).
Zur Erklärung des erfindungsgemässen Prinzipes ist auf der beigefügten Zeichnung das Schaltbild eines der Erfindung entsprechenden statistischen Kontrollgerätes dargestellt. Es setzt sich aus folgenden Bauelementen zusammen : Einem elektrischen Kontakt-Messkopf l bekannter Ausführung mit dem Schaltanker 11 und den Kontakten 12 und 13, einem zweipoligen Umschalter 2, dem Telefon-Wähler 3 mit Elektromagnet 31, Hilfskontakt 32, Kontaktsatz 33 (in Abschnitte A, B und C unterteilt) und dem Kontaktsatz 34 (alle Kontakte zusammengeschaltet), dem Relais 5 mit den Kontakten 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, dem Widerstand 6 und den Signallampen 7, 8, 9.
Die Funktion des Gerätes vollzieht sich derart, dass in der Position I des Umschalters 2 das Gerät erfindungsgemäss als ein Zähler der "weissen" Impulse W arbeitet, d. h. das Gerät zählt, wie oft sich der Anker 11 in der Lage zwischen den Kontakten 13 und 12 während des Durchlaufes der n Prüflinge befindet. Nachdem die Anzahl n von Werkstücken unter dem Fühler des Messwertgebers durchgelaufen ist, zeigen die Signallampen 7, 8, 9 nämlich an, ob die Anzahl W (welche der Differenz r gleichwertig ist), über einemvorher bestimmten oberen oder unter einem unteren statistischen Regelgrenzwert liegt bzw. ob dieser Kennwert W in dem Bereich zwischen den beiden Grenzwerten ist und daher keine Regulation notwendig ist.
In der Position 1 des Umschalters wird signalisiert, wo sich der Arm des Kontaktwählers 33 eben be- nsdsi. Die Signallampen 7, 8, 9 zeigen nämlich an, welchen Abschnitt A, B oder C der Kontaktreihe 33 der Wählerarm berührt. So zeigt z. B. das Leuchten der grünen Lampe 7 an, dass eine bedeutende Änderung der Lage des Mittelwertes des betreffenden Gütekennzeichens in der Richtung des Übermasses eingetroffen ist, durch das Leuchten der roten Lampe 8 wird die Tendenz zur Bildung des Untermasse angezeigt und das weisse Licht 9 bedeutet, dass die Einstellung des Herstellungsvorganges in Ordnung ist.
Die
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massgebende Information wird aber erst nach dem Durchlaufen der ganzen Auswahl n signalisiert und dann bleibt die betreffende Signallampe so lange leuchten, bis die Löschung durch das Umschalten des Schalters 2 durchgeführt wird.
Wenn der Umschalter 2 in die Position II umgeschaltet wird, wird zuerst diese (in der Position I) angesammelte Information gelöscht und das Gerät arbeitet als ein üblicher Signalgeber für den Elektro- kontakt-Messkopf l, d. h. es wird die augenblickliche Lage des Ankers 11 in bezug zu den Kontakten 12 und 13 angezeigt. Die Signallampen (7 grün, 8 rot und 9 weiss) signalisieren nämlich, ob das eben durchlaufende Werkstück "Übermass" (d. h. das Gütekennzeichen liegt über der oberen Kontrollgrenze) oder "Untermass" (d. h. das Gütekennzeichen liegt unter der unteren Kontrollgrenze) aufweist hzw. ob das Werkstück"masshaltig"ist (d. h. mit dem Gütekennzeichen im Bereich der beiden Kontrollgrenzen), wie schon oben die Funktion des üblichen Messgerätes beschrieben wurde.
Die Position II des Umschalters 2 dient auch dazu, um die Kontrollgrenzen des Gerätes festzusetzen.
Diese Kontrollgrenzen müssen nämlich bei dem Herstellungsprozess weit enger gelegt werden, als die Toleranzgrenzen des üblichen Messinstrumentes. So kann z. B. bewiesen werden, dass, wie schon oben bemerkt, während der Toleranzbereich der Breite der ganzen Aufteilung (Gauss'sehe Kurve) entsprechen soll, der Kontrollbereich am zweckmässigsten durch die doppelte mittlere quadratische Abweichung gegeben ist, d. h. zirka ein Drittel des Toleranzbereiches,
Das Gerät arbeitet demnach folgendermassen : Der zweipolige Schalter 2 wird in Position I geschaltet. Damit wird über einen Pol des Umschalters die Gleichspannung + 40 V an das Relais 5 angeschlossen und ferner wird sie dem Kontakt 41 des Relais 4 zugeführt.
Das Relais 5 wird erregt, wodurch die Umschaltkontakte 51, 52, 53, 55 und 56 betätigt, der Arbeitskontakt 57 geschlossen und der Ruhekontakt 54 geöffnet werden. Der Anker des Umschaltkontaktes 51 verbindet die Signallampe 7 mit dem Segment c des Kontaktsatzes 33. Der Anker des Umschaltkontaktes 52 verbindet die Signallampe 9 mit dem Segment B des Kontaktsatzes 33 und der Anker des Umschaltkontaktes 53 verbindet die Signallampe 8 mit dem Segment C des Kontaktsatzes 33. Der Arbeitskontakt 57 verbindet die Kontakte 12 und 13 des Messkopfes 1. Der Ruhekontakt 54 schaltet den Kontakt 41 von der Spannungsquelle + 6 V ab. Der Anker des Umschaltkontaktes 55'verbindet den Anker 11 des Messkopfes 1 über den vorläufig noch offenen Hilfs- kontakt 32 mit einem allerdings jetzt spannungslosen Kontakt des Umschalters 2.
Der Anker des Kontaktes 56 verbindet den Elektromagneten 31 des Wählers 3 über den Ruhekontakt 41 mit den + 40 V. Über den zweiten Pol des Umschalters 2 wird die Spannungsquelle + 6 V an den Kontaktanker 11 des Messkopfes gelegt und es schliesst sich, solange kein Prüfling in der Messanordnung ist, der Stromkreis : Gleichspannung + 6 V-Anker 11-Kontakt 13-Kontakt 57 des Relais 5 - polarisiertes Relais 4 - Masse.
Dadurch öffnet sich der Kontakt 41 des Relais 4 und das Gerät ist nun zur Aufnahme der Auswahl von n Stücken und Anzeige ihrer statistischen Kontrollkennzeichen vorbereitet. (InRuhelageliegt der Anker 11 des Messkopfes nämlich am Kontakt 13 an, da die Feder den Fühler dauernd in der unteren Grenzstellung festhält).
Beim Einführen eines Prüflings mit Untermass liegt der Anl er 11 stets an dem Kontakt 13 an und es tritt keine Änderung ein. (Die rote Lampe 8 würde nur in Position II leuchten). Bei einem "masshaltigen" Prüfling hebt sich der Anker 11 vom Kontakt 13 ab. Dadurch wird das Relais 4 stromlos, der Ruhekontakt 41 schliesst sich und die Spannung + 40 V gelangt über den Kontakt 56 an den Elektromagneten 31, welcher erregt wird und den Schaltarm des Wählers 3 um einen Schritt weiterschaltet. Verlässt der Prüfling den Messkopf, legt sich der Anker 11 wieder an den Kontakt 13 an, Relais 4 spricht an, öffnet den Kontakt 41 und schaltet somit den Elektromagneten 31 ab.
Der Wähler 3 hat einen Schaltschritt ausgeführt und der Schaltarm befindet sich im Segment A des Kontaktsatzes 33, welchem bei Schaltstellung I des Umschalters 2 + 6 V zugeführt werden. An das Segment A ist über den Kontakt 53 die Signallampe 8 angeschlossen, welche aufleuchtet. In ihrem Stromkreis befindet sich der Strombegrenzer-Widerstand 6.
Beim Einführen eines Prüflings mit Übermass hebt sich zuerst der Anker 11 vom Kontakt 13 ab, bleibt eine gewisse Zeit zwischen den Kontakten 13 und 12 und legt sich dann an den Kontakt 12 an. In der Zeit, wo sich der Anker 11 zwischen den Kontakten befindet, vollführt nach den vorigen Erklärungen der Wähler einen Schritt. Beim Herausnehmen des Prüflings gelangt der Anker 11 wiederum zwischen die Kontakte 13 und 12 und der Wähler vollführt einen. weiteren Schritt. Beim Durchlaufen eines Prüf- lings mit Übermass führt der Wähler also zwei Schritte aus, denn der Anker 11 befindet sich zweimal in der Zwischenlage zwischen den Kontakten 12 und 13.
Wäre der Schalter 2 in der Position II, würde rot - weiss - grün - weiss - rot leuchten, aber in Position I des Schalters 2 werden nur die beiden dem weissen Licht entsprechenden Impulse abgegeben.
Nach Durchlaufen von n Prüflinge vollführte der Wähler eine bestimmte Anzahl Schritte. Ist die
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Anzahl der Schritte kleiner als (n-c-l), worin c die zulässige Abweichung der Differenz bedeutet, leuchtet die Signallampe 8, denn das Segment A des Kontaktsatzes 33 enthält die Kontakte mit den laufenden Nummern 1 bis (n-c-1). Im Falle die Anzahl der Schritte im Bereich n.- !- c liegt, leuchtet die Signallampe 9, denn das, Segment B des Kontaktsatzes 33 enthält die Kontakte mit den laufenden Nummern (n-c) bis (n + c). Im Falle einer grösseren Anzahl Schritte als (n + c + l) leuchtet die Signallampe 7.
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gen. Wenn W gleich n ist, bedeutet es, dass die Verteilung symmetrisch um den arithmetischen Mittelwert herum liegt.
Durch statistische Berechnungen wird nun die zulässige Abweichung c ermittelt, d. h. um wieviel Impulse die mittlere Anzahl W = n über- oder unterschritten werden kann. Mit andern Worten, das Gerät soll noch die Verteilung gut heissen (d. h. die Signallampe 9 soll weiss leuchten), wenn die Anzahl W in dem Bereich n - c und n + c liegt (z. B. bei n = 10 und c = 3, darf die Anzahl der weissen Impulse W nach beendigter Auswahl von zehn Stücken zwischen 7 und 13 sein).
Das Segment C des Kontaktsatzes 33 muss alsdann (ri-c-1) Kontakte haben. Diese Kontakte können durch die laufenden Nummern 1 bis (n - c - 1) bezeichnet werden (d. h. im angeführten Beispiel 1 bis 6), das Segment B hat 2c Kontakte mit den laufenden Nummern (n-c) bis (n + c) (nach dem Beispiel sechs Kontakte numeriert 7. bis 13.) und Reihe A fängt mit dem Kontakt (n + c -I- 1) (d. h. mit dem 14. Kontakt) an.
Aus der obigen Erklärung folgt, dass, obzwar theoretisch 211 Kontakte als Summe aller Kontakte in den Segmenten A, B, C angedeutet werden, es zur Funktion genügt, wenn das Segment A nur einen Kontakt hat, denn die grüne Lampe 7 leuchtet schon auf, wenn der Kontaktarm den Kontakt (n + c + l) erreicht, und auch wenn der Arm noch weitere Schritte durchführen würde, dies nichts an der Signalisation ändern konnte.
Nach Beendigung der Auswahl kann die im Geber enthaltene gespeicherte Information folgendermassen gelöscht werden :
Der Schalter 2 wird in Position II umgeschaltet. Über einen Pol gelangt die Spannung + 40 V an den Kontaktsatz 34 des Wählers 3. Befindet sich der Wähler nicht in Grundstellung, so gelangt über den zum Kontaktsatz 34 gehörenden Schaltarm die Spannung einmal an das Relais 5, welches erregt wird, und ferner an den Kontakt 41. Über den zweiten Pol des Schalters 2 gelangt die Spannung + 6 V an einen Pol des Hilfskontaktes 32. Weil durch Umschalten des Schalters 2 in Position II die Spannung + 6 V vcm Anker 11 abgeschaltet ist, fällt Relais 4 ab und der Elektromagnet des Wählers wird über den Kontakt 56 erregt.
Dabei schliesst der Hilfskontakt 32. Über den Kontakt 55 gelangt an den Anker 11 Spannung und Relais 4 spricht an, wodurch der Strom des Wähler-Magneten unterbrochen wird. Dieser Vorgang wiederholt sich automatisch so lange, bis der Wähler in die Ruhelage einläuft, wobei der zum Kontaktsatz 34 gehörende Schaltarm die Reihe der zusammengeschalteten Kontakte verlässt, so dass sowohl Relais 5 als auch Kontakt 41 ohne Spannung sind. Damit ist die Einrichtung zur Signalisierung einzelner Messungen vorbereitet und leistet somit die Dienste des Signalgerätes eines elektrischen Kontaktgebers. Der Anker 11 wird über den Umschaltkontakt 55 an die Spannung + 6 V gelegt, Kontakt 57 öffnet sich und an den Kontakt 41 wird über den Ruhekontakt 54 die Spannung von -1-. 6 V zugeführt.
Die Signallampe 7 ist über den Umschaltkontakt 51 mit dem Kontakt 12 des Messkopfes verbunden.
Die Signallampe 8 ist über den Umschaltkontakt 53 an den Kontakt 13 angeschlossen und die Signallampe 9 ist über die Umschaltkontakte 52 und 56 mit dem Kontakt 41 verbunden.
Wenn nun in der Position 1I des Schalters 2 der Anker 11 den 0Kontakt 13 berührt, kommt der elektrische Strom von der + GV-Quelle über den Kontakt 53 zu den Lampen 8 und 7. An der Lampe 8 wird dabei das nötige elektrische Potential erzeugt, aber die Lampe 7 ist durch den Kontakt 51 an das Relais angeschlossen, so dass kein genügendes Potential zu ihrem Aufleuchten vorhanden ist. Durch das Relais 4 wird der Kontakt 41 geöffnet, so dass auch die Lampe 9 ohne Strom ist. Deshalb signalisiert in diesem Falle nur die rote Lampe 8.
Berührt der Anker 11 den Kontakt 12, so wird über den Kontakt 51 die Lampe 7 mit elektrischer Spannung gespeist, welche über den Widerstand 6 an die Masse durchgeschaltet ist. Zu gleicher Zeit ist aber auch der Kontakt 12 über das Relais 4 mit der Masse verbunden, so dass der Kontakt 41 öffnet und die Lampe 9 ohne Strom ist. Es signalisiert nur die grüne Lampe 7.
Wenn der Anker 11 in der Zwischenstelle ist und keinen der Kontakte 12 oder 13 berührt, bleibt das Relais 4 stromlos, und durch den geschlossenen Kontakt 41 wird nur die weisse Lampe 9 zum Signalisieren gebracht.
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Es arbeitet also in der Stellung II des Umschalters 2, nachdem die Löschung der im Wähler 3 gespeicherten Information durchgeführt worden war, das Gerät genau wie das eingangs angeführte statistische Messinstrument, so dass in einfacher Weise die Kontrollgrenzwerte des Gütekennzeichens für die statistische Kontrolle eingestellt werden können.
Die eben beschriebene Einrichtung dient nur der Erklärung des erfindungsgemässen Prinzips, aus dessen Rahmen jedoch keine Einrichtung fällt, welche ähnliche Impulse zur Signalisierung oder Regelung auf der Grundlage einer statistischen Gruppen-Auswahlmethode benutzt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur statistischen Kontrolle eines Gütekennzeichens nach einer Gruppenmethode, bei welchem ein bekannter Messwertgeber benutzt wird, welcher die durch zwei Kontrollgrenzen festgesetzten drei Kontrollbereiche anzeigt, u. zw. vorteilhafterweise durch das Aufleuchten von verschiedenen Farbsignale, z.
B. so, dass ein das Messgerät durchlaufender Prüfling mit Untermass durch ein dauerndes rotes Signal, ein masshaltiger Prüfling nacheinander durch ein rotes, weisses und wieder rotes Lichtsignal und ein Prüfling mit Übermass nacheinander durch ein rotes, weisses, grünes, weisses und wieder rotes Lichtsignal angezeigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass-bei einer gegebenen Anzahl von n Werk- stücken-für die Anzeige des in der statistischen Gruppenmethode geläufigen Kennwertes
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(worin von der Auswahl n z die Anzahl der Werkstücke, deren betreffendes Gütekennzeichen über der oberen Kontrollgrenze und z- die Anzahl der Werkstücke, deren betreffendes Gütekennzeichen unter der unteren Kontrollgrenze liegt, bedeutet)
die Anzeige von einer Anzahl der Beleuchtungsimpulse bei dem Durchlaufen der n Werkstücke durch den Messwertgeber (1) benutzt wird, u. zw. entweder die Summe der den oben angeführten grünen und roten Lichtsignalen entsprechenden Impulse, oder die Anzahl der den weissen Lichtsignalen entsprechenden Impulse benutzt wird.
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Method and direction for statistical control
0 of a quality label according to a group method
The subject matter of the invention is a simplified method of statistical quality control based on the estimation of the changes in the distribution function of a quality mark that are important for statistical considerations using a so-called group method, which is explained below using an example of a device manufactured according to the principle mentioned. The group method of statistical control is based on using the difference
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to estimate the displacement of the vertex of the distribution function.
In the formula (1): z number of measurements in which the value of the quality label exceeds an upper limit value (upper control limit), z number of measurements in which the value of the quality mark falls below a lower limit value (lower control limit).
A device has already been described in which a signal or control process is triggered by means of the statistical group method, depending on whether the difference r is suitably selected and set according to a statistical control program exceeds positive or negative limit values. In this known device, at least three sub-devices are required to actually determine the difference r. A summator is necessary, which determines the value z + for a given number of measurements or, in other words, for n selected patterns, a second summator for the value z- and a third device which determines the difference r = z + -z- certainly.
Due to the inventive concept, a considerable simplification can be achieved in that the display value of a known, customary measuring device, which signals the values of the quality label lying outside the tolerance range (e.g. the diameter of individual parts manufactured on centerless grinding machines), the test objects in this Area is designated as "dimensionally accurate" and the test objects outside the tolerance limits as "excessive" or "undersized". In such a device, for example, an electrical contactor s9 is set so that a white signal light shines within the tolerance range.
However, if there is no test object in the measuring device, the spring constantly pushing the sensor of the transmitter into the lower limit position gives a signal which corresponds to falling below the lower control limit, i.e. H. a red signal lamp lights up. Dimensions above the upper control limit are indicated by a green signal light.
If the test object runs through the measuring section, the following three cases can occur: a) The test object is "undersized" ..... red signal light. b) the test item is within the tolerance (true to size) ..... the signals light up one after the other: red-white-red, c) the test item is "excessive" ..... the signals light up one after the other: red-white-green -White-red.
According to the invention, the just described or a similar measuring principle for statistical control is resp. Regulation of a quality label used. This simplifies the statistical testing device considerably and a single summator is sufficient.
If this measuring device is used according to the invention for statistical control, its limit values are set to so-called "control limits" instead of the tolerance limits. So has z. B. has been proven in practice that it is appropriate to the
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Control limits to set the value of the mean square deviation above and below the arithmetic mean, i.e. H. the control limit values incidentally limit a third of the tolerance range. When the description continues to refer to "undersize" or "oversize", of course the control limits and not the tolerance limits were meant here.
The invention is based on the fact that instead of the difference r (see equation (1)) for the display, either the sum of the green and red light pulses, which were previously mentioned in the description of the electrical contactor, or, even more simply, the sum of the white light pulses is used.
The proof of the possibility of this procedure emerges from the following consideration:
If R is the number of red light impulses, G is the number of green light impulses and W is the number of white light impulses, then z + = G (2) applies directly to the number of test objects with excess
The number of dimensionally accurate test specimens G is given by the relationship
G = W - 2G (3) given and the number of test objects with undersize is derived from the equation z- = n + l-R (4), where the number of test objects measured by the expression
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given is.
It follows from equations (1), (2) and (4)
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- (n r = z-z = W-n (7) derive.
This shows that, due to the constancy of the value n, either the sum of the signals G + R or the sum of the signals W can be used instead of the difference r.
The equation (4) is - like the equations (2) and (3) - from the view and was not derived mathematically. If all n workpieces were undersized, would. the red lamp shines through the entire selection n. Every workpiece with the quality mark greater than the lower control limit (the number of these workpieces is given by n - z-) causes an interruption of the red light. Therefore, it can be said that the number of red pulses is given by the following relationship: R = l- + n -z -. From this relationship, equation (4) follows.
To explain the principle according to the invention, the circuit diagram of a statistical control device corresponding to the invention is shown in the accompanying drawing. It consists of the following components: an electrical contact measuring head 1 of known design with the switching armature 11 and the contacts 12 and 13, a two-pole changeover switch 2, the telephone selector 3 with electromagnet 31, auxiliary contact 32, contact set 33 (in sections A , B and C divided) and the contact set 34 (all contacts connected together), the relay 5 with the contacts 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, the resistor 6 and the signal lamps 7, 8, 9.
The function of the device takes place in such a way that in the position I of the switch 2 the device works according to the invention as a counter of the "white" pulses W, i. H. the device counts how often the armature 11 is in the position between the contacts 13 and 12 during the passage of the n test objects. After the number n of workpieces has passed under the sensor of the transducer, the signal lamps 7, 8, 9 indicate whether the number W (which is equivalent to the difference r) is above a previously determined upper or below a lower statistical control limit value or whether the number W whether this parameter W is in the range between the two limit values and therefore no regulation is necessary.
Position 1 of the switch signals where the arm of the contact selector 33 is located. The signal lamps 7, 8, 9 indicate which section A, B or C of the row of contacts 33 the selector arm touches. So shows z. B. the lighting of the green lamp 7 indicates that a significant change in the position of the mean value of the quality mark in question has arrived in the direction of the excess, the lighting of the red lamp 8 indicates the tendency to the formation of the undersize and the white light 9 means that the setting of the manufacturing process is OK.
The
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Relevant information is only signaled after the entire selection n has been run through and then the relevant signal lamp remains lit until the deletion is carried out by switching over switch 2.
When the changeover switch 2 is switched to position II, this information collected (in position I) is first erased and the device works as a conventional signal transmitter for the electrical contact measuring head 1, i. H. the current position of the armature 11 in relation to the contacts 12 and 13 is displayed. The signal lamps (7 green, 8 red and 9 white) indicate whether the workpiece just passing through has "oversize" (i.e. the quality mark is above the upper control limit) or "undersize" (i.e. the quality mark is below the lower control limit) or not. whether the workpiece is "dimensionally accurate" (i.e. with the quality mark in the area of the two control limits), as the function of the conventional measuring device has already been described above.
The position II of the switch 2 is also used to set the control limits of the device.
In the manufacturing process, these control limits have to be set much closer than the tolerance limits of conventional measuring instruments. So z. It can be proven, for example, that, as noted above, while the tolerance range should correspond to the width of the entire division (Gaussian curve), the control range is most appropriately given by twice the mean square deviation, i.e. H. about a third of the tolerance range,
The device works as follows: The two-pole switch 2 is switched to position I. The DC voltage + 40 V is thus connected to the relay 5 via one pole of the changeover switch and it is also fed to the contact 41 of the relay 4.
The relay 5 is energized, whereby the changeover contacts 51, 52, 53, 55 and 56 are actuated, the normally open contact 57 is closed and the normally closed contact 54 is opened. The armature of the changeover contact 51 connects the signal lamp 7 with segment c of the contact set 33. The armature of the changeover contact 52 connects the signal lamp 9 with segment B of the contact set 33 and the armature of the changeover contact 53 connects the signal lamp 8 with segment C of the contact set 33 The normally open contact 57 connects the contacts 12 and 13 of the measuring head 1. The normally closed contact 54 switches off the contact 41 from the +6 V voltage source. The armature of the changeover contact 55 ′ connects the armature 11 of the measuring head 1 via the auxiliary contact 32, which is still open for the time being, to a contact of the changeover switch 2 that is now de-energized.
The armature of the contact 56 connects the electromagnet 31 of the selector 3 via the normally closed contact 41 with the + 40 V. Via the second pole of the switch 2, the voltage source + 6 V is applied to the contact armature 11 of the measuring head and it closes as long as there is no test object in the measurement arrangement is the circuit: DC voltage + 6 V armature 11-contact 13-contact 57 of relay 5 - polarized relay 4 - ground.
As a result, the contact 41 of the relay 4 opens and the device is now prepared to accept the selection of n items and display their statistical control indicators. (When at rest, the armature 11 of the measuring head is in contact with the contact 13, since the spring keeps the sensor permanently in the lower limit position).
When inserting an undersized test specimen, the Anl er 11 is always on the contact 13 and there is no change. (The red lamp 8 would only light up in position II). In the case of a "dimensionally accurate" test object, the armature 11 lifts off the contact 13. As a result, the relay 4 is de-energized, the normally closed contact 41 closes and the voltage + 40 V reaches the electromagnet 31 via the contact 56, which is excited and advances the switching arm of the selector 3 by one step. If the test item leaves the measuring head, the armature 11 rests against the contact 13 again, relay 4 responds, opens the contact 41 and thus switches off the electromagnet 31.
The selector 3 has executed a switching step and the switching arm is located in segment A of the contact set 33, to which 2 + 6 V are supplied when the switch is in position I. The signal lamp 8, which lights up, is connected to segment A via contact 53. The current limiter resistor 6 is located in its circuit.
When inserting an oversized test object, the armature 11 first lifts off the contact 13, remains for a certain time between the contacts 13 and 12 and then rests against the contact 12. In the time when the anchor 11 is between the contacts, according to the previous explanations, the voters take a step. When the test object is removed, the armature 11 again passes between the contacts 13 and 12 and the selector performs one. another step. When passing through a test specimen with an oversize, the selector carries out two steps, because the armature 11 is located twice in the intermediate position between the contacts 12 and 13.
If switch 2 were in position II, red - white - green - white - red would light up, but in position I of switch 2 only the two pulses corresponding to the white light are emitted.
After running through n test items, the voter carried out a certain number of steps. Is the
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If the number of steps is less than (n-c-l), where c means the permissible deviation of the difference, the signal lamp 8 lights up, because segment A of the contact set 33 contains the contacts with the serial numbers 1 to (n-c-1). If the number of steps is in the range n.-! - c, the signal lamp 9 lights up because segment B of the contact set 33 contains the contacts with the serial numbers (n-c) to (n + c). If the number of steps is greater than (n + c + l), the signal lamp 7 lights up.
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gen. If W is n, it means that the distribution is symmetrical about the arithmetic mean.
The permissible deviation c is now determined by statistical calculations, i.e. H. by how many pulses the mean number W = n can be exceeded or undercut. In other words, the device should still indicate the distribution as good (ie the signal lamp 9 should light up white) if the number W is in the range n - c and n + c (e.g. at n = 10 and c = 3 , the number of white pulses W may be between 7 and 13 after the selection of ten pieces).
The segment C of the contact set 33 must then have (ri-c-1) contacts. These contacts can be identified by the serial numbers 1 to (n - c - 1) (i.e. in the example 1 to 6), segment B has 2c contacts with the serial numbers (nc) to (n + c) (after the Example six contacts numbered 7th to 13th) and row A begins with the contact (n + c -I- 1) (ie with the 14th contact).
From the above explanation it follows that, although theoretically 211 contacts are indicated as the sum of all contacts in segments A, B, C, it is sufficient for the function if segment A has only one contact, because the green lamp 7 already lights up, if the contact arm reached the contact (n + c + l), and even if the arm were to carry out further steps, this could not change the signaling.
After completing the selection, the information stored in the encoder can be deleted as follows:
Switch 2 is switched to position II. Via one pole, the voltage + 40 V is applied to the contact set 34 of the selector 3. If the selector is not in the basic position, the voltage reaches the relay 5 via the switch arm belonging to the contact set 34, which is energized, and also to the Contact 41. Via the second pole of switch 2, the voltage + 6 V reaches a pole of auxiliary contact 32. Because the voltage + 6 V vcm armature 11 is switched off by switching switch 2 to position II, relay 4 drops out and the electromagnet of the voter is excited via contact 56.
The auxiliary contact 32 closes. Voltage is applied to the armature 11 via the contact 55 and the relay 4 responds, as a result of which the current of the selector magnet is interrupted. This process repeats itself automatically until the selector enters the rest position, the switching arm belonging to the contact set 34 leaving the row of interconnected contacts, so that both relay 5 and contact 41 are de-energized. The device is thus prepared for signaling individual measurements and thus performs the services of the signaling device of an electrical contactor. The armature 11 is connected to the voltage + 6 V via the changeover contact 55, contact 57 opens and the voltage of -1- is applied to contact 41 via the normally closed contact 54. 6 V supplied.
The signal lamp 7 is connected to the contact 12 of the measuring head via the switchover contact 51.
The signal lamp 8 is connected to the contact 13 via the changeover contact 53 and the signal lamp 9 is connected to the contact 41 via the changeover contacts 52 and 56.
If the armature 11 touches the 0 contact 13 in position 1I of the switch 2, the electrical current comes from the + GV source via the contact 53 to the lamps 8 and 7. The necessary electrical potential is generated at the lamp 8, but the lamp 7 is connected to the relay through the contact 51, so that there is insufficient potential for it to light up. The contact 41 is opened by the relay 4, so that the lamp 9 is also without power. Therefore only the red lamp 8 signals in this case.
If the armature 11 touches the contact 12, the lamp 7 is fed with electrical voltage via the contact 51, which voltage is switched through to the ground via the resistor 6. At the same time, however, the contact 12 is also connected to ground via the relay 4, so that the contact 41 opens and the lamp 9 is without power. It only signals the green lamp 7.
If the armature 11 is in the intermediate point and does not touch any of the contacts 12 or 13, the relay 4 remains de-energized, and only the white lamp 9 is made to signal through the closed contact 41.
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It works in the position II of the switch 2, after the deletion of the information stored in the selector 3 had been carried out, the device exactly like the statistical measuring instrument mentioned above, so that the control limit values of the quality label for statistical control can be set in a simple manner .
The device just described serves only to explain the principle according to the invention, but no device falls within its scope which uses similar impulses for signaling or regulation on the basis of a statistical group selection method.
PATENT CLAIMS:
1. A method for the statistical control of a quality label according to a group method, in which a known transducer is used, which indicates the three control areas established by two control limits, u. Zw. Advantageously by the lighting of different color signals, z.
B. so that a test object with undersize passing through the measuring device by a continuous red signal, a dimensionally accurate test object one after the other by a red, white and again red light signal and a test object with excess one after the other by a red, white, green, white and again red light signal is displayed, characterized in that - with a given number of n workpieces - for displaying the characteristic value common in the statistical group method
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(where from the selection n z means the number of workpieces, their quality mark above the upper control limit and z- the number of workpieces whose quality mark is below the lower control limit)
the display of a number of lighting pulses is used when passing the n workpieces through the transducer (1), u. either the sum of the pulses corresponding to the green and red light signals listed above, or the number of pulses corresponding to the white light signals is used.