DE1224549B

DE1224549B - Device for evaluating statistical control measurements

Info

Publication number: DE1224549B
Application number: DEL28602A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Goubeaud; Dr Werner Holle; Guenter Blech
Original assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Current assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Priority date: 1957-09-14
Filing date: 1957-09-14
Publication date: 1966-09-08

Description

Vorrichtung zur Auswertung statistischer Kontrollmessungen Bei der Fabrikation wird in immer größerem Umfang von statistischen Kontrollmethoden Gebrauch gemacht. Dabei werden aus der laufenden Fertigung Musterstücke herausgenommen, bestimmten Prüfungen, z. B. Messungen auf Einhaltung der vorgeschriebenen Toleranzen, unterzogen und aus den Ergebnissen Schlüsse auf, die Qualität der insgesamt gefertigten Stücke gezogen, die dann der Steuerung der Fertigung dienen.Apparatus for evaluating statistical control measurements In production, use is being made to an ever greater extent of statistical control methods. Samples are taken from the ongoing production, certain tests, e.g. B. Measurements for compliance with the prescribed tolerances are subjected and conclusions drawn from the results, the quality of the total manufactured pieces, which are then used to control the production.

Bei den Messungen auf Einhaltung der vorgeschriebenen Toleranzen ist es möglich, den Toleranzbereich in verschiedene, unter sich gleich große Klassen aufzuteilen und die Kontrollstücke auf Grund der Meßergebnisse den zugehörigen Klassen zuzuordnen. Bei der statistischen Auswertung der Ergebnisse wird mit dieser klassenweisen Zusammenfassung der Mittelwert der Meßergebnisse ermittelt und der Beurteilung zugrunde gelegt. Um diese Auswertung schneller und sicherer durchführen zu können, wurden bereits Geräte entwickelt, die selbsttätig den Mittelwert bestimmen und dem Bedienungspersonal dem Ergebnis entsprechende Anweisungen erteilen.When taking measurements, ensure that the prescribed tolerances are adhered to it is possible to divide the tolerance range into different classes of equal size to divide and the control pieces on the basis of the measurement results to the associated classes assign. In the statistical evaluation of the results, this is done by class Summary of the mean value of the measurement results determined and based on the assessment placed. In order to be able to carry out this evaluation faster and more reliably, already developed devices that automatically determine the mean value and the operating personnel give instructions according to the result.

Es ist eine nicht nach der statistischen Kontrollmethode arbeitende Vorrichtung bekanntgeworden, die laufend die tatsächliche Streuung der gefertigten Teile angibt. Dabei ist es erforderlich, jedes einzelne Stück einer Fertigung zu messen. Die Meßeigebnisse werden ständig in Form einer Verteilungskurve angezeigt, wobei bei Eingabe eines neuen Meßwertes der jeweils älteste Meßwert automatisch gelöscht wird. Zusätzlich sollen Mittel vorhanden sein, die beim Überschreiten eines bestimmten vorgegebenen Wertes für jede einzelne Klasse durch ein Signal auf die Abweichung von der vorgeschriebenen Verteilerkurve aufmerksam machen sollen. Damit erhält man also ein Ergebnis, das ähnlich dem der sogenannten Mittelwertsbildner bei statistischen Kontrollmethoden ist. Darüber hinaus sollen Signalvorrichtungen vorhanden sein, die darauf aufmerksam machen sollen, wenn ein einzelnes Stück der Fertigung völlig aus dem vorgegebenen Toleranzbereich herausfällt. Das hat jedoch den Nachteil, daß jedesmal bei automatischer Steuerung der mit der Vorrichtung zusammenwirkenden Fertigungsmaschine ein Stillsetzen derselben erfolgt, Wenn lediglich ein »Ausreißer« bei der Fertigung vorgekommen ist.It is a non-statistical control method Device has become known, the current the actual spread of the manufactured Indicating parts. It is necessary to make every single piece measure up. The measurement results are constantly displayed in the form of a distribution curve, when entering a new measured value, the oldest measured value is automatically entered is deleted. In addition, funds should be available that can be used when a certain predetermined value for each individual class by a signal on the Deviation from the prescribed distribution curve should draw attention. In order to So you get a result that is similar to that of the so-called averaging system in statistical control methods. In addition, signaling devices are intended exist to draw attention to when a single piece of the Manufacturing falls completely outside of the specified tolerance range. However, that has the disadvantage that each time with automatic control of the interacting with the device Production machine is stopped if only one »outlier« occurred during production.

. Es hat sich herausgestellt, daß die Bestimmung des Mittelwertes allein zur Steuerung einer Werkzeugmaschine nicht ausreicht. Es ist vielmehr notwendig, auch die Streubreite bei der Fertigung von Teilen zu beobachten. So ist eine Anzeigetafel bekannt, mit deren Hilfe sowohl die Mittelwerte als auch die Streubreite während einer Fertigung versinnbildlicht werden können. Bei diesem Gerät werden, ausgehend vom durch eine Vielzahl von Messungen gewonnenen Mittelwert als Sollwert, Grenzen festgelegt, deren Abstand von den Toleranzgrenzen zunächst willkürlich gewählt ist und der anschließend in Abhängigkeit vom Ergebnis weitere Messungen korrigiert wird. Diese Grenzen weisen dann einen von den Messungen abhängigen Abstand von den Toleranzgrenzen auf. Die Anwendung dieses Gerätes setzt die Durchführung einer Vielzahl von (mindestens 100) Messungen für die Bestimmung der Grenzen voraus. Darüber hinaus kann bei ihm wegen der festbn Zuordnung der Grenzen zueinander der Toleranzbereich nicht voll ausgenutzt werden. . It has been found that the determination of the mean value alone is not sufficient for controlling a machine tool. Rather, it is necessary to also observe the spread in the manufacture of parts. For example, a display board is known with the aid of which both the mean values and the spread can be symbolized during production. In this device, based on the mean value obtained from a large number of measurements as the nominal value, limits are set whose distance from the tolerance limits is initially selected arbitrarily and which is then corrected for further measurements as a function of the result. These limits then have a distance from the tolerance limits that is dependent on the measurements. The use of this device requires a large number of (at least 100) measurements to be carried out to determine the limits. In addition, because of the fixed assignment of the limits to one another, the tolerance range cannot be fully utilized.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Auswertung statistischer Kontrollmessungen zu schaffen, bei der die oben beschriebenen Nachteile vermieden sind und die einwandfreie Meß- und Steuerergebnisse gewährleistet.The invention is therefore based on the object of providing a device for To create evaluation of statistical control measurements, in which the above-described Disadvantages are avoided and the correct measurement and control results are guaranteed.

Im folgenden sind die Bezeichnungen für die einzelnen Größen so gewählt, daß die vorgegebene Größe als »... bereich«, die aus den Messungen ermittelte Größe als »... breite« bezeichnet sind.In the following, the designations for the individual sizes are chosen so that the specified size is referred to as "... area" and the size determined from the measurements as "... width".

Gegenstand der Erfindung ist daher eine Vorrichtung zur Auswertung statistischer Kontrollmessungen mit in Klassen eingeteilten Toleranzbereichen und einer Warneinrichtung, die beün überschreiten des vorgegebenen Toleranzbereiches anspricht. Sie zeichnet sich gegenüber Bekanntem dadurch aus, daß eine Einrichtung vorhanden ist, die die Warneinrichtung auch ansprechen läßt, wenn die durch den untersten und den obersten Wert einer vorgegebenen Zahl von in Klassen angegebenen Meßwerten gegebene Streubreite einen frei wählbaren, kleiner als der Toleranzbereich bemessenen und innerhalb diesem wandernden Streubereich überschreitet, und daß ferner diese Einrichtung eine andere, eine Vorwarnung gebende Warneinrichtung auslöst, wenn die Streubreite dem Streubereich entspricht. Besonders vorteilhaft ist bei dieser Vorrichtung das Vorhandensein von zwei Warnvorrichtungen, von denen die eine beim Überschreiten des Streubereiches ein Signal auslöst, das für das Bedienungspersonal der Maschine den Hinweis auf bestimmte zusätzliche Kontrollmaßnahmen, z. B. das Ziehen einer neuen Kontrollprobe, gibt. Diese Maßnahme ist bes * onders dann von Vorteil, wenn nur ein einzelnes- Stück der Kontrollprobe beispielsweise einen »Ausreißer« aufweist, der eine zu große Streubreite vortäuschen kann. Die andere Vorrichtung löst ein, Signal aus, wenn der vorgegebene Streubereich überschritten wird und die Maschine daher stillzusetzen ist, bzw. diese Warnvorrichtung setzt diese Maschine automatisch still. Die Vorrichtung kann mit einer Reihe von Tasten zur Eingabe der Meßwerte versehen sein, deren Schaltelemente durch vom vorzugebenden Streubereich bestimmte Tasten schaltbar sind. Es kann aber auch ein Impulsgeber, z. B. ein Nummernschalter, zur Eingabe der Meßwerte vorgesehen sein, wobei dann eine impulsgesteuerte Schaltungsanordnung vorgesehen ist. Für die vorgenannten Ausführungsbeispiele der Vorrichtung ist ein Toleranzmeßgerät erforderlich, bei dem die Klassenwerte ablesbar sein müssen.The invention therefore relates to a device for evaluating statistical control measurements with tolerance ranges divided into classes and a warning device which responds if the specified tolerance range is exceeded. It is distinguished from the known in that there is a device that allows the warning device to respond when the spread given by the lowest and the highest value of a predetermined number of measured values specified in classes is a freely selectable, smaller than the tolerance range exceeds within this wandering spread range, and that further this device triggers another warning device giving an advance warning if the spread width corresponds to the spread range. Particularly advantageous in this device is the presence of two warning devices, one of which triggers a signal when the spread range is exceeded, which indicates to the operator of the machine that certain additional control measures such. B. the drawing of a new control sample gives. This measure is Donders when only one einzelnes- piece of the control sample, for example, has bes * beneficial an "outlier", which can pretend to large scatter one. The other device triggers a signal when the specified spread range is exceeded and the machine is therefore to be shut down, or this warning device automatically shuts down this machine. The device can be provided with a series of keys for entering the measured values, the switching elements of which can be switched by keys determined by the scatter range to be specified. But it can also be a pulse generator, e.g. B. a number switch can be provided for entering the measured values, in which case a pulse-controlled circuit arrangement is provided. For the aforementioned exemplary embodiments of the device, a tolerance measuring device is required in which the class values must be readable.

Für selbsttätig klassifizierende Toleranzgeräte, die beispielsweise die Meßwerte in Form von Impulsen ausgeben, kann die Vorrichtung zur Darstellung der Streubreite unmittelbar an das Toleranzmeßgerät anschaltbar sein, wenn eine elektrische, impulsgesteuerte Rechenschaltung, #,orgesehen. ist. Es ist zweckmäßig derartige Vorrichtungen mit einer Einrichtung zur Rückmeldung der tatsächlich in die Vorrichtung eingegebenen Meßwerte zu versehen. Das kann beispielsweise durch die Anordnung von impulsgesteuerten Drehwählem als Rückmeldeeinrichtung erfolgen. Bei der gleichzeitigen Verwendung von den Mittelwert ausrechnenden Geräten ist es zweckmäßig, für die Vorrichtung zur Mittelwertbildung und die Vorrichtung zur Darstellung der Streubreite eine, gemeinsame Eingabeeinrichtung für die Meßwerte vorzusehen.For automatically classifying tolerance devices, for example output the measured values in the form of pulses, the device can for display the spread can be switched directly to the tolerance measuring device, if a electrical, pulse-controlled computing circuit, #, provided. is. It's functional such devices with a device for feedback of the actually in to provide measured values input to the device. This can be done, for example the arrangement of pulse-controlled rotary selectors as a feedback device. When using devices calculating the mean value at the same time, it is expedient for the device for averaging and the device for representation the spread of a common input device for the measured values.

In den Zeichnüngen sind Schaltanordnungen für eine Vorrichtung nach der Erfindung angegeben. Darin zeigt F i g. 1 emie Schaltanordnung für eine einzige Warnvorrichtung, F i g. 2 eine Schaltvorrichtung für zwei Warnvorrichtungen und F i g. 3 eine Schaltanordnung mit einer impulsgesteuerten Schaltungsanordnung mit Rückmeldeeinrichtung, die gegebenenf alls mit einem Mittelwertbilder zusammengeschaltet werden kann.In the drawings, switching arrangements for a device according to the invention are given. In it, F i g. 1 emie switching arrangement for a single warning device, FIG . 2 a switching device for two warning devices and FIG . 3 shows a circuit arrangement with a pulse-controlled circuit arrangement with a feedback device, which can, if necessary, be interconnected with a mean value image.

Die Schaltanordnungen der F i g. 1 und 2 können für eine mittels Tasten bedienbare Eingabevorrichtung verwendet werden. Die in, F i g. 1 angegebenen Ziffern - an den Schaltern geben die Tastnummehi an, durch die die jeweiligen, Schalter betätigt werden. Die mit S bezeichneten Kontakte werden durch einen zusätzlichen S#chalter betätigt, der'eine Änder' rung, des vorgegebenen Streubereichs beim Schließen von beispielsweise acht auf sieben Klassen ermöglicht.The switching arrangements of FIG. 1 and 2 can be used for a key operated input device. The in, F i g. 1 - on the switches indicate the key number by which the respective switch is operated. The contacts marked with S are operated by an additional switch, which enables a change in the specified scatter range when closing from eight to seven classes, for example.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Die Meßergebnisse des Toleranzmeßgerätes mögen beispielsweise für fünf Kontrollstücke folgende Toleranzklassen ergeben haben: 2, 5, 5, 6, 9. Durch Betätigung der diesen Klassen zugehörigen Tasten an der Vorrichtung zur Darstellung der Streubreite werden die Schalter 2 und 9 geschlossen. Wenn der Schalter S gleichfalls geschlossen ist, leuchtet die Signallampe SL auf, die dem Bedienungspersonal in diesem Fall den Hinweis gibt, daß die Streubreite zu groß a ist. Die Errechnung des Mittelwertes allein würde in diesem Fall den Wert 5, 4 ergeben haben, der für ein einwandfreies Arbeiten der Maschine sprechen würde.The device works as follows: The measurement results of the tolerance measuring device may have resulted in the following tolerance classes for five control pieces, for example: 2, 5, 5, 6, 9. By pressing the keys belonging to these classes on the device for displaying the spread, switches 2 and 9 are closed . If the switch S is also closed, the signal lamp SL lights up, which in this case indicates to the operator that the spread is too large a. In this case, the calculation of the mean value alone would have resulted in the value 5, 4, which would indicate that the machine is working properly.

Die Schaltung der F i g. 2, bei der die Bezeichnungen an den Schaltern die gleiche Bedeutung wie in der F i g. 1. haben, ist mit zwei Signallampen. SLW und SLK versehen.The circuit of FIG. 2, in which the designations on the switches have the same meaning as in FIG. 1. Have is with two signal lamps. SLW and SLK provided.

Dieb Arbeitsweise dieser Schaltung ist folgende: Unter * Zugrundelegung der im oben geschilderten Beispiel angegebenen Meßwerte würden die Schalter 2 und 9 geschlossen werden. Dadurch würde über die Schalter. 9/2 und 2/1 die Signallampe SL W Strom erhalten und aufleuchten. In diesem Fall - beträgt die Streubreite, acht Klassen. Das Aufleuchten der Signallampe SLW kann für das Bedienungspersonal den Hinweis bedeuten, - daß - eine neue Probe ge- nommen werden muß. Würden in -einem zweiten Beispiel die vom Toleranzmeßgerät ausgegebenen Klassenwerte, dagegen die Werte 2, 5, 5, 6 und 10 er-"eben, dann würden die Schalter 2 und 10 geschlos# sen werden. In diesem Fall würde die Lampe SLW über die Schalter 10/1 und 2/2 Strom erhalten, Zusätzlich würde die Lampe SLK über die Schalter 10/3 und 2/3 Strom erhalten und für das Bedienungspersonal den Hinweis geben, daß die Streubreite die Stillsetzung und Überprüfung der Werkzeugmaschine erforderlich macht. Die Bestimmung des Mittelwertes allein würde in diesem Fall den Wert. 5, 6 ergeben und damit ebenfalls auf ein einwandfreies Arbeiten der Werkzeugmaschinen -hinweisen.Thief operation of this circuit is as follows: Under * basis indicated in the example described above variables which switches would be 2 and 9 are closed. This would over the switch. 9/2 and 2/1 receive the SL W power signal lamp and light up. In this case - the spread is eight classes. Lighting up the signal lamp SLW can mean to the operator pointing out - that - a new sample must be taken overall. If, in a second example, the class values output by the tolerance measuring device, but the values 2, 5, 5, 6 and 10 were increased, then switches 2 and 10 would be closed Switches 10/1 and 2/2 receive power, In addition, the SLK lamp would receive power via switches 10/3 and 2/3 and indicate to the operating personnel that the spreading width requires the machine tool to be shut down and checked In this case, the mean value alone would result in the value 5, 6 and thus also indicate that the machine tools are working properly.

In der F i g. 3 ist eine Schaltung mit Rückmeldeeinrichtung angegeben, die beispielsweise für eine Eingabevorrichtung mit einem Nummernschalter vorgesehen sein kann. Bei Betätigung der Wählscheibe wird dabei zunächst der Kontakt nsa ge- schlossen und damit der Drehwähler-DWI betätigt. Dadurch wird auf der Kontaktbah#n DW111 der Kontaktarm auf den Kontakt 1 gelegt und damit der Drehwähler DWI an den Wählkontakt nsi angeschlossen. Das Einwählen. des vom Toleranzmeßgerät angegebenen Klassenwertes liefert auf den Drehwähler DW1 eine entsprechende Anzahl von Impulsen, so daß der Kontaktarm auf den entsprechenden Kontakt der Kontaktbahn dieses Drehwählers gelegt wird. Bei der wiederholten Betätigun'a der Wählscheibe werden nacheinander durch. den Drehwähler DW1 die Drehwähler DWII bis DWV. an den Köntakt#.nsi angeschlossen ufid -ihre Kontaktarme entspiechend den jeweils gewählten Werten auf die zugehöhgen Kontakte gelegt. Die Kontakte 1 der Drehwähler-DWI bi# DWV sind parallel'an-ein Relais 1 angeschlossen, in - gleicher Weise.. die. Kontakte 2- an.- -ein Relais II, die Kontakte 3 an# ein. Re.-lais III. Außerdem sind die Kontakte 8 an ein Relais VIII, 9 an ein Relais IX und 10 an ein Relais X angeschlossen. Diese Relais 1, 11, 111 und VIII, IX, X betätigen die zugehörigen Schalter in einer Schaltungsanordnung nach F i g. 2. Durch die Eingabe der Meßwerte mittels einer Wählscheibe. werden bei dieser Vorrichtung also die gleichen Signale ausgelöst wie in dem oben angegebenen Beispiel für die Schaltung nach F i g. 2. Die Drehwähler D W 1 bis DWV können in diesem Fall jedoch gleichzeitig als Rückmeldeeinrichtung verwendet werden, damit eine Kontrolle der tatsächlich in die Vorrichtung eingegebenen Werte erfolgen kann. Nicht gezeichnet wurden in der Schaltung nach F i g. 3 die Rücklaufeinrichtungen für die Drehwähler. Diese Rücklaufeinrichtungen können in bekannter Weise ausgeschaltet sein. Die Schaltung nach F i g. 3 ist auch für den Anschluß an ein selbsttätig klassifizierendes Toleranzmeßgerät, dessen Meßwerte als elektrische Impulse ausgegeben werden, geeignet. Ebenso kann an den mit MW bezeichneten Kontaktstellen ein den Mittelwert berechnendes Gerät angeschlossen werden.In FIG. 3 shows a circuit with a feedback device which can be provided, for example, for an input device with a number switch. When pressing the dial is set to the contact nsa are used first closed and thus the rotary selector DWI operated. As a result, the contact arm is placed on contact 1 on contact path # n DW111 and the rotary selector DWI is thus connected to the selector contact nsi. Dialing in. of the class value specified by the tolerance measuring device delivers a corresponding number of pulses to the rotary selector DW1, so that the contact arm is placed on the corresponding contact of the contact path of this rotary selector. With the repeated actuation of the dial, the. the rotary selector DW1 the rotary selector DWII to DWV. connected to the Köntakt # .nsi ufid - their contact arms are placed on the associated contacts according to the selected values. The contacts one of the rotary knobs DWI bi # DWV are parallel'an-one connected relay 1, - the same way .. the. Contacts 2- on.- -a relay II, contacts 3 on # on. Re.-lais III. In addition, the contacts 8 are connected to a relay VIII, 9 to a relay IX and 10 to a relay X. These relays 1, 11, 111 and VIII, IX, X operate the associated switches in a circuit arrangement according to FIG. 2. By entering the measured values using a dial. the same signals are triggered in this device as in the example given above for the circuit according to FIG. 2. In this case, however, the rotary selectors D W 1 to DWV can also be used as a feedback device so that the values actually entered into the device can be checked. Not drawn in the circuit according to FIG. 3 the return devices for the rotary selector. These return devices can be switched off in a known manner. The circuit according to FIG. 3 is also suitable for connection to an automatically classifying tolerance measuring device, the measured values of which are output as electrical impulses. A device that calculates the mean value can also be connected to the contact points marked MW.

Claims

Claims: 1. Device for evaluating statistical control measurements with tolerance ranges divided into classes and a warning device which responds when the specified tolerance range is exceeded, characterized in that a device is provided which also allows the warning device to respond when the lowest and highest Value of a predetermined number of measured values given in classes, a freely selectable, smaller than the tolerance range dimensioned and within this wandering range, and that this device also triggers another warning device that gives an advance warning if the spread corresponds to the range.

2. Device according to claim 1, characterized in that the first-mentioned warning device causes the immediate shutdown of the machine tool cooperating with the device when responding. 3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the two warning devices generate signals which are different from one another. 4. The device according to claim 1, characterized in that the device is provided with a row of keys for inputting and storing the measured values and that a circuit arrangement is provided, the switching elements of which can be switched by keys determined by the freely selectable scatter range. 5. Apparatus according to claim 1, characterized in that a pulse generator, for. B. a number switch for entering the measured values and a circuit arrangement controlled by its pulses are available. 6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the circuit arrangement is equipped with a rotary selector for switching on rotary selectors serving as storage and switching elements. 7. The device according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that devices for reporting back the measured values actually entered into the device are provided. 8. Apparatus according to claim 7, characterized in that pulse-controlled rotary selectors are provided as a feedback device. 9. The device according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that it is combined with a device known per se for averaging the input measured values in such a way that the measured values for both devices can be input by means of a common device. References considered: U.S. Patent No. 2,474,074; Book by Küttner, "Statistische GütekontroUe", VEB-Verlag Technik, Berlin, 1956, pp. 56, 57, 81, 82; Book by Keister, Ritchie, Washburn, "The Design of Switching Circuits," Princeton-New York - Toronto - London, 1956, 5th edition, pp. 68 to 81, 179; "Electronics", 1957, No. 2/3, p. 41; No. 7, pp. 192 to 197.