CN102968106A - 一种以太网总线模式下的刚性生产线质量检控方法及装置 - Google Patents

一种以太网总线模式下的刚性生产线质量检控方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种以太网总线模式下的刚性生产线质量检控方法，所述方法包括：通过若干加工设备加工所对应的各个工位并通过控制器采集工位信息；将上述采集的工位信息通过以太网转接模块经远程接入模块传输到主控计算机；主控计算机根据采集到的工位信息通过质量分析模块给出产品质量趋势状态信息；最后根据产品质量趋势状态信息通过控制器对加工设备进行反馈。本发明能够对刚性生产线的工位进行质量控制以提高产品质量，从而降低生产成本。

Description

一种以太网总线模式下的刚性生产线质量检控方法及装置
技术领域
本发明涉及一种质量控制方法及装置，特别是一种以太网总线模式下的箱体类刚性生产线质量检控方法及装置。
背景技术
目前，箱体类零件作为机械零件中的复杂产品，其加工质量一直是机械加工的重点和难点，其质量控制成为生产的核心。刚性生产线是大批量生产的常用生产方式，加工步骤较多，工艺分解较细，前工位的尺寸精度将影响后工位的生产。随着生产线及其设备向网络化发展，加工设备及检测设备有能力接入生产现场的网络并实时接受或发送生产数据，为生产过程的质量控制提供可能。
目前，常用的生产线质量控制技术往往局限于某一工位的监控，尚缺乏前后工位的联系。但是刚性生产线由于工序拉的长，前后工位的加工质量关联性高，因此前道工位的加工质量及其趋势不仅影响了自身的加工也影响了后面工位的加工质量。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种以太网总线模式下的刚性生产线质量检控方法及装置。本发明能够对刚性生产线的工位进行质量控制以提高产品质量，从而降低生产成本。
本发明的技术方案：一种以太网总线模式下的刚性生产线质量检控方法，所述方法包括：
通过若干加工设备加工所对应的各个工位并通过控制器采集工位信息；
将上述采集的工位信息通过以太网转接模块经远程接入模块传输到主控计算机；
主控计算机根据采集到的工位信息通过质量分析模块给出产品质量趋势状态信息；
最后根据产品质量趋势状态信息通过控制器对加工设备进行反馈。
前述的刚性生产线质量检控方法中，所述的加工设备包括铣床、磨床、镗床、钻床、加工孔专机和螺纹加工机。
前述的刚性生产线质量检控方法中，所述的工位信息，是尺寸精度、面的尺寸精度、孔面位置精度，孔孔位置精度。
前述的刚性生产线质量检控方法中，所述的产品质量不良趋势状态，是工位信息点超出控制线、工位信息点密集在控制线附近、工位信息点有周期性波动、连续7个工位信息点出现在平均线一侧或连续7个工位信息点上升或下降。
前述的刚性生产线质量检控方法实现的质量控制装置中，包括依次连接的主控计算机、工业级交换机和远程接入模块，工业级交换机还连接若干个加工设备，加工设备上设有控制器，控制器经以太网转接模块与远程接入模块连接。
前述的刚性生产线质量检控方法实现的质量控制装置中，所述的主控计算机是具有质量分析模块的PC台机或者笔记本电脑。
前述的刚性生产线质量检控方法实现的质量控制装置中，所述的以太网转接模块是西门子EM277。
前述的刚性生产线质量检控方法实现的质量控制装置中，所述的工业级交换机是西门子交换机SCALANCE X。
与现有技术相比，本发明采用了Ethernet（以太网）总线技术并增加了主控计算机用来分析由关键工位提交的质量数据，并将分析结果通过总线及时反馈给加工设备控制器，做到质量数据的实时采集、反馈和监控。具有质量分析模块的主控计算机成了刚性生产线的控制平台，将前工位的质量分析结果反馈到后一个工位，有利于稳定产品质量。本发明不仅能满足刚性生产线产品质量控制需求，还容易扩展，投入成本低，实现的硬件结构简单。还具有很强的鲁棒性和可靠性。易于发现产品质量问题的趋势，前后工位能通过总线方便获得相邻工位的质量信息。本发明能减少次品的产生，能降低次品率20%，提高了生产质量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是实施例中的
Figure BDA0000245565511
的示意图；
图3是实施例中的R的示意图；
图4是质量控制工作过程图。
附图中的标记为：1-主控计算机，2-工业级交换机，3-远程接入模块，4-加工设备，5-控制器，6-以太网转接模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例。一种以太网总线模式下的刚性生产线质量检控方法，其特征在于：所述方法包括：
通过若干加工设备加工所对应的各个工位并通过控制器采集工位信息；
将上述采集的工位信息通过以太网转接模块经远程接入模块传输到主控计算机；
主控计算机根据采集到的工位信息通过质量分析模块给出产品质量趋势状态信息；
最后根据产品质量趋势状态信息通过控制器对加工设备进行反馈。
所述的加工设备包括铣床、磨床、镗床、钻床、加工孔专机和螺纹加工机。
所述的工位信息，是尺寸精度、面的尺寸精度、孔面位置精度，孔孔位置精度。
所述的质量分析模块遵循是中心极限定理和3σ原则，采用SPC控制图方法。SPC控制图包括中心线CL、上控制界限UCL、下控制界限LCL以及按时间顺序样本统计量数值的描点序列。它采用
Figure BDA0000245565512
（均值－极差）控制图。其中，和R图控制线如下表示：
Figure BDA0000245565514
图如图2所示： UCL = x = + A R ‾ ；  CL = x = ；  LCL = x = - A R ‾ ；
R图如图3所示： UCL = D 1 R ‾ ；  CL = R ‾ ；  LCL = D 2 R ‾   ；
式中：
Figure BDA00002455655111
；
Figure BDA00002455655112
；m为样本容量，n为样本组数，A,D1,D2为常数（可查计量值控制图系数表）。
所述的产品质量不良趋势状态，是工位信息点超出控制线、工位信息点密集在控制线附近、工位信息点有周期性波动、连续7个工位信息点出现在平均线一侧或连续7个工位信息点上升或下降。
上述的刚性生产线质量检控方法实现的质量控制装置，包括依次连接的主控计算机1、工业级交换机2和远程接入模块3，工业级交换机2还连接若干个加工设备4，加工设备4上设有控制器5，控制器5经以太网转接模块6与远程接入模块连接3。
所述的主控计算机1是具有质量分析模块的PC台机或者笔记本电脑。所述的以太网转接模块6是西门子EM277。所述的工业级交换机3是西门子交换机SCALANCE X。
如图4为质量控制工作过程图，零件生产之前，确定每一个工位的关键尺寸。每个工位在加工设备生产完毕后，将需要检测的关键尺寸值测量出来，通过总线将数据上传到主控计算机。
关键尺寸测量结果分两种：
（1）测量结果符合设计的工艺要求：计算机按照SPC控制图法进行计算并描述SPC图（即产品质量趋势状态信息图）。图中如出现质量控制不良趋势后，将该趋势下传到该工位及后续工位，并自动暂停加工设备。工位操作人员根据数据分析质量控制不良的原因。后续工位得到该信息后，调整本工位的加工余量。
（2）测量结果不符合设计的工艺要求：直接停止加工设备并将数据上传到主控计算机，主控计算机再将该信息传递到后续工位，提示前到工位的加工以及出现问题。
本实施例中，以箱体类零件的坐圈同轴度位置公差为例说明本发明的优点。坐圈同轴度是通过前后两台镗床加工完成的，第一台镗床为前道工序，质量分析模块读取加工后第一孔的尺寸。按上述质量分析方法进行分析并对400个数据进行质量不良分析。
取m4=,n=10，得到
Figure BDA00002455655113
图如图2和3所示；发现有工位信息点出超趋势，通过以太网总线将上述趋势通知到本工位及下一个工位。本工位立即停止生产并查找原因，下一个工位根据这批零件的出超趋势（超过上控制界限）微调工位的镗刀加工余量，然后再加工第二孔，避免了两个孔的同轴度位置公差超过规定范围。采用这种方式可减少次品的产生，能降低次品率20%，提高了生产质量。

Claims (8)

1.一种以太网总线模式下的刚性生产线质量检控方法，其特征在于：所述方法包括：
通过若干加工设备加工所对应的各个工位并通过控制器采集工位信息；
将上述采集的工位信息通过以太网转接模块经远程接入模块传输到主控计算机；
主控计算机根据采集到的工位信息通过质量分析模块给出产品质量趋势状态信息；
最后根据产品质量趋势状态信息通过控制器对加工设备进行反馈。
2.根据权利要求1所述的刚性生产线质量检控方法，其特征在于：所述的加工设备包括铣床、磨床、镗床、钻床、加工孔专机和螺纹加工机。
3.根据权利要求1所述的刚性生产线质量检控方法，其特征在于：所述的工位信息，是尺寸精度、面的尺寸精度、孔面位置精度，孔孔位置精度。
4.根据权利要求1所述的刚性生产线质量检控方法，其特征在于：所述的产品质量不良趋势状态，是工位信息点超出控制线、工位信息点密集在控制线附近、工位信息点有周期性波动、连续7个工位信息点出现在平均线一侧或连续7个工位信息点上升或下降。
5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的刚性生产线质量检控方法实现的质量控制装置，其特征在于：包括依次连接的主控计算机（1）、工业级交换机（2）和远程接入模块（3），工业级交换机（2）还连接若干个加工设备（4），加工设备（4）上设有控制器（5），控制器（5）经以太网转接模块（6）与远程接入模块连接（3）。
6.根据权利要求5所述的刚性生产线质量检控方法实现的质量控制装置，其特征在于：所述的主控计算机（1）是具有质量分析模块的PC台机或者笔记本电脑。
7.根据权利要求5所述的刚性生产线质量检控方法实现的质量控制装置，其特征在于：所述的以太网转接模块（6）是西门子EM277。
8.根据权利要求5所述的刚性生产线质量检控方法实现的质量控制装置，其特征在于：所述的工业级交换机（3）是西门子交换机SCALANCE X。
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