惠利普智能科技-步进电机品质改善报告

1、步进电机品质改善提升（QC项目） 2011.6.10-阳光QC小组专案目录o目录o一. 立案背景o二. 小组架构o三. 专案计划o四. 原因分析o五. 改善措施确定与实施o六. 专案成效验证o七.专案结论o八.专案成果标准化一.立案背景o 1. 2010年7月，有顾客反映我司MP28步进电机在进行摩擦耐久试验时，有1台出现打滑现象。o 2. MP28系列步进电机为我司常规产品，性能较稳定，年销售量约280万台。此次出现打滑现象，应有特殊原因，为了彻底查清原因，为此我司决定成立QC项目小组，围绕MP28系列产品进行改善。二.专案小组组成品质部设备人员管理人员操作人员技术人员肖民何其然许工黄甲三余

2、飞祝然杨飞刚陈忙君李俊军张祥军吴阳杨王六武组长：张翔组长：张翔大专本科大专本科大专大专大专高中本科大专大专高中三.专案计划1.评审确定过程/步骤的工作安排以及预期结果阶段/步骤工作内容安排预期结果主导人原因分析通过解剖不良品，分析可能的原因，筛选确定主原因筛选出最终确定的主原因马杰确定改进目标根据筛选出的主意原因，确定改善目标不允许出现打滑现象（不良率为0 ）许炳章确定措施各部门根据主意原因以及改进目标，确定所需过程、资源、时间、成本、各阶段/步骤计划详见计划表马杰措施落实各部门按计划实施按专案实施计划表王建武措施验证统计和分析所有针对改善措施所产生的数据不良率为0余音锟专案总结统计改善后不良

3、率与所增加的经济效益不良率为0马杰成果标准化相当相关文件资料标准化按专案实施计划表肖序三.专案计划2.专案进行计划阶段/步骤计划完成时间实 际完成日期原因分析2010.07.102010.07.13确定改进目标2010.07.122010.07.12确定措施2010.07.152010.07.16措施落实2010.10.252010.10.28措施验证2010.11. 102010.10.20专案总结2011.5.302011.05.30成果标准化2011.6.42011.06.02四.原因分析1.原因分析：D齿轮小齿断齿齿轮啮合不良摩擦力矩偏大设备稳定性较差输出轴打滑齿轮强度不足齿轮板尺寸不

4、良人工操作，品质不易管控材质问题齿轮结构不完善齿轮尺寸不良四.原因分析1.原因分析： 由上图末端可发现造成输出轴打滑的原因有： 齿轮尺寸不良； 齿轮板尺寸不良； 齿轮材质 齿轮结构不完善； 设备为人工操作，稳定性较差四.原因分析2.原因确认安排：NO.原因确认内容/方式判别标准负责人完成日期1齿轮尺寸不良检查不良样品及抽查库存齿轮尺寸符合图纸要求祝丹2010.07. 82齿轮板尺不良检查不良样品及抽查库存齿轮板尺寸符合图纸要求，齿轮无异常串动空间祝丹2010.07.83齿轮材质检测库存以及断齿/滑齿样品齿轮材质，验证其强度是否合格8.5Kg余音锟2010.07.104齿轮结构 重新试验与评估现

5、在齿轮结构在摩擦力矩2300-2500gf.cm范围内不会断齿的齿轮强度(标准要求：8002000gf.cm）肖序2010.07.125设备稳定性较差同一批齿轮用一设备同一作业员所生产输出轴，测试输出轴的摩擦力矩的离散性，输出轴摩擦力矩超差率0.03%杨建刚2010.07.12四.原因分析3. 数据统计 3.1检测不良样品以及 3.2检查不良样品及抽查库存齿轮板尺寸 抽查库存齿轮尺寸，见表1 见表2 批次调查数量合格数合格率结果客诉不良样品11100%OK1300300100%OK2450450100%OK3270270100%OK4440440100%OK5600600100%OK64004

6、00100%OK7350350100%OK8350350100%OK调查人：祝丹 确认人：许炳章批次调查数量合格数合格率结果客诉不良样品11100%OK1100100100%OK2250250100%OK3200200100%OK4100100100%OK59090100%OK6100100100%OK78080100%OK8300300100%OK调查人：祝丹 确认人：许炳章可排除可排除四.原因分析3. 数据统计 3.3检测库存以及断齿/滑齿样品齿轮材质（库存所有批次，抽样数量共计2000pcs），强度数据.见下表3（第一个数据位客诉不良样品，标准要求大于8.5kg，单位kg） 9.99.7

7、8.98.89.19.49.49.89.78.913.19.79.49.28.69.613.29.69.59.19.79.213.29.8109.713.48.99.19.28.99.29.49.29.79.19.39.99.89.19.69.59.48.89.89.49.113.39.213.113.310.19.310.19.810.210.29.5109.49.69.59.88.99.710.29.49.39.29.39.89.910.38.89.612.211.19.49.610.19.18.79.99.88.98.79.1。14调查人：余音锟 确认人：许炳章可排除四.原因分析3. 数

8、据统计 3.4 挑选摩擦力矩2200gf.cm 输出轴100pcs以及按22002600gf.cm生产的输出轴100pcs做摩擦耐久试验，试验结果见下表4挑选摩擦力矩2200gf.cm挑选摩擦力矩2200gf.cmNO.摩擦力矩 耐久试验结果 NO. 摩擦力矩耐久试验结果NO.摩擦力矩耐久试验结果NO.摩擦力矩耐久试验结果12150OK132200OK12300OK132300OK22000OK142200OK22400OK142400OK32200OK152200OK32300滑齿152600滑齿42000OK162200OK42300OK162300OK51900OK172200OK526

9、00断齿172300OK62000OK182200OK62500OK182400OK71800OK192200OK72400OK192600断齿82100OK202200OK82400OK202300OK92200OK212200OK92500滑齿212400OK101900OK2200OK102300OK2300OK111800OK2200OK112400OK2300OK121850OK1002200OK122300OK1002400OK调查人：肖序 确认人：马杰四.原因分析3. 数据统计 3.5）同一批齿轮用一设备同一作业员所生产输出轴10000pcs，测试输出轴的摩擦力矩的离散性，见下表

10、515501200160015001600140014501450145014001550160016001600160016001600155016001600140015001850165015501450160014501450150017001500125015501450160016501300145016001650160016501750170015001700140014001650160015001700170016001650160013001900140013001600150014001550145015001700140016001600155016002000155

11、016001650160014501600145013002300125015001550165016001550150013501700140016001300160016502100160018001750160016501550160015001600145013501600155015501650160016501600155014501450155015001700165016001550155014001650175013001900140016001600155016501600160015001700165015001400160014501400160016001650160

12、01450160015501600155016001650170016001300165015001650140016001600调查人：杨建刚 确认人：马杰3. 数据统计2200200018001600140012001000800LSL目标USLLSL800目标1600USL2000样本均值1561.9样本 N168标准差（组内）0标准差（整体）143.548过程数据Cp*CPL*CPU*Cpk*Pp1.39PPL1.77PPU1.02Ppk1.02Cpm0.90整体能力潜在（组内）能力PPM USL11904.76PPM 合计11904.76实测性能PPM USL*PPM 合计*预期组内

13、性能PPM USL 1136.93PPM 合计1136.99预期整体性能组内整体手手动动铆铆轴轴摩摩擦擦力力矩矩的的过过程程能能力力手工铆轴测试输出轴的摩擦力矩过程能力（见下图）四.原因分析o3.6）摩擦力矩2300gf.cm摩擦耐久试验结果与塑齿片径向变形量、D齿强度之间的关系；详见下表6 （调查人：余音锟；确认：许炳章）摩擦力矩(gf.cm)240023002500230024002500260024002300径向变形量(mm)0.050.040.10.030.050.090.120.060.04D齿强度(kg)1211.59.113.1139.98.713.114试验结果OKOK滑齿O

14、KOKOK断齿OKOK摩擦力矩(gf.cm)250024002400230024002500250025002400径向变形量(mm)0.090.060.070.050.060.090.10.10.06D齿强度(kg)9.712.712.41312.99.79.99.812.5试验结果OKOKOKOKOKOKOKOKOK摩擦力矩(gf.cm)240023002400240024002500230025002600径向变形量(mm)0.050.090.040.050.050.110.030.090.13D齿强度(kg)13.29.813.513.713.28.911.79.68.6试验结果OKO

15、KOKOKOK断齿OKOK断齿四.原因分析 4.数据分析o 由表1可见： 齿轮尺寸符合规定；o 由表2可见： 齿轮板尺寸符合规定；o 由表3可见： 齿轮强度符合规定的要求，材质无异常；o表4显示： 当输出轴摩擦力矩2200gf.cm时齿轮不容易断齿，当摩擦力 矩2300gf.cm时，D齿的小齿容易断齿；o由表5数据显示：目前的摩擦力矩一致性较差，较为离散，且约有0.03%摩擦 力矩超出上限 2000gf.cm（标准8002000gf.cm） ；o 分析表6数据可发现： 摩擦力矩越大，塑齿片径向变形量越大；对齿轮强度要求相应提高； 当摩擦力矩 2300gf.cm ，同时D齿强度低于10kg时,容

16、易断齿;四.原因分析o 确定主因： 输出轴摩擦力矩偏大时，容易造成断齿； 齿轮强度处于边缘8.6-9.5Kg（标准8.5kg ），冗余度不 够，易断齿。五.改善措施与实施1：输出轴装配过程改为全自动设备E齿片全自动铆接机改进后：改进前手工单冲操作五.改善措施与实施自动铆接E齿片全自动装配机，由于采用气动元件及PLC控制，具有自动喂料、叠装、铆接及防错装功能，冲压力与冲程精度高、一致性好，生产效率高，摩擦力矩一致性好。自动喂料自动喂料五.改善措施与实施2：改进齿轮设计改进后： 大模数强度验收标准13Kg根据路易斯方程：F=mybbF:齿轮切向负载；m：模数；y:齿形系数；b:齿宽；b“材料弯曲应

17、力。在不改变原材料条件下，增大齿轮模数m，可提高齿轮强度，同时提高齿轮强度验收标准。改进前： 小模数 强度验收标准8.5Kg五.改善措施与实施2：改进齿轮设计 2.1大小模数齿轮对照图大小模数3号齿对照图大小模数1号齿对照图大小模数塑(E)齿片齿对照图大小模数2号齿对照图五.改善措施与实施2：改进齿轮设计 2.2大模数优势简介： 因为一直以来小模数因齿轮排布的座标的局限性,导致了安装传动轴的齿轮板必须牺牲一个极爪（小模数齿轮板仅7个爪极）用于固定第一级的齿轮轴（见2.3大小模数齿轮板对照图），因而使得电机性能低于通常的8个极爪的电机（见2.3大小模数齿轮板对照图）请见2.4大小模数对比试验记录

18、表，从记录表中可以看出大模数电机的整体性能都优于小模数电机，最大相差120gf.cm。逆时针方向励磁时平均相差84.6gf.cm，提升了10.65%；顺时针方向励磁时平均相差68.8gf.cm，提升了9.11%；最小力距差都有50gf.cm，提升了7.14%。且在整机音质方面大模数电机也优于小模数电机，由于小模数齿轮板缺少了一个极爪因而它的感应磁场不能像通常8对极的感应磁场那么均匀，故受磁场原因整机的震动噪音会高于大模数电机 五.改善措施与实施2：改进齿轮设计 2.3大小模数齿轮板对照图：大模数第一级的齿轮轴大模数的极爪数量为8个附图1小模数的极爪数量仅7个小模数第一级的齿轮轴附图2五.改善措

19、施与实施2：改进齿轮设计 2.4 大小模数对比试验记录NO.MP2835牵入力矩（单位gf.cm）（转向CCW）MP2835牵入力矩（单位gf.cm）（转向CW）大模数电机小模数电机差异大模数电机小模数电机差异185079060800730702910830808507807038507501008007307049408301108808008058708007088073070686080060750730207860750110780730508850730120780700809870750130800720801088075015080070010011860760100780740

20、401290082080820780401392084080880800801488076012083074080五.改善措施与实施改善措施实施NO开展事项责任人计划完成日期完成日期1寻找设备厂商张飞飞2010.07.142010.07.152与设备厂商共同开发设计设备何奇然2010.07.192010.7.223调试与验收设备杨建武2010.10.252010.10.204大模数齿轮设计肖明2010.08.252010.08.305跟催供方开模与交付样品吴菲菲，肖然2010.09.072010.09.076确认样品余建明2010.10.302010.10.157小批量试产张午国2010.10

21、.302010.10.30六.改善成效验证o1.验证方式NO.验证项目验证标准验证方式验证人1大模数齿轮强度13kg齿轮强度检测工装张明2摩擦力矩一致性摩擦力矩公差：600gf.cm范围内专用夹具+扭力盘祝明3断齿/滑齿改善措施按型式试验规程，不断齿不滑齿按型式试验规程摩擦耐久试验余然4改进样品确认通过顾客样品确认 改进样品提供给顾客，进行型式试验肖斤5批量跟踪无断齿滑齿异常发生供武汉美的大模数MP28电机许三六.改善成效验证2.2铆轴后随机抽查10000pcs输出轴摩擦力矩（制程标准：12001800gf），详见下表二 (试验人：肖然；确认人：马兵)140015001600150014501

22、500150015501500150016501650130014501350155015501500145013501650150015001500145015001500145014501550155014001500150015001550150015001350140017501400145015001550150015001500145015001500145015001550145015001550150014501550150014501550150014501500150015501500135013501550155015501450135016001500140016001

23、5501500160015001350150015501500150015001500165014501550150014501450160015001600160014501500140015001550155015001500155014501450155015001500145014501400155015001400150016001500130015001550150014501450145014501600145015001550150014501450150014501500140015001550150015001450140015001600150015001500六.改善成

24、效验证1800170016001500140013001200LSL目标USLLSL1200目标1500USL1800样本均值1496.47样本 N156标准差（组内）0标准差（整体）72.0914过程数据Cp*CPL*CPU*Cpk*Pp1.39PPL1.37PPU1.40Ppk1.37Cpm1.39整体能力潜在（组内）能力PPM USL0.00PPM 合计0.00实测性能PPM USL*PPM 合计*预期组内性能PPM USL12.75PPM 合计32.32预期整体性能组内整体自自动动摆摆轴轴、铆铆轴轴跑跑合合一一体体机机的的过过程程能能力力2.2自动摆轴、铆轴跑合一体机的过程能力，详见下图六.改善成效验证2.3 连续10天(10批)按2300gf.cm生产并挑出100pcs摩擦力矩为2300fg.cm的输出轴(大模数)做摩擦耐久试验，试验结果如下详见下表三； (试验人：肖然；确认人：马兵)批次摩擦耐久试验结果1121516163099100OKOKOKOKOKOKOKOKOKOKOK2121516163099100OKOKOKOKOKOKOKOKOKOKOK3121516163099100OKOKOKOKOKOKOKOKOKOKOK4121516163099100OKOKOKOKOKOKOKOKOKOKOK51215161