EROWA电极夹头在智能制造过程中的质量检验与控制研究

EROWA电极夹头在智能制造过程中的质量检验与控制研究相关知识理论2.1质量检验理论质量检验就是使用特定的检验方法和手段来检验产品的质量特性，得到的数据与标准进行比较，这样可以对产品是否达标做出判断。其目的就是保证不合格的原材料不投产，不合格的零件不转下工序，不合格的产品不出厂；并收集和积累反映质量状况的数据资料，为测定和分析工序能力，监督工艺过程，改进质量提供信息。对实体的一个或各个特性进行的，诸如测量、检查、试验和度量，并将结果与规定的要求相比较，以及确定每项特性合格情况等所进行的活动。专家认为质量检验就是对产品的一项或多项\t"/item/%E8%B4%A8%E9%87%8F%E6%A3%80%E9%AA%8C/_blank"质量特性进行观察、测量、试验，并将结果与规定的\t"/item/%E8%B4%A8%E9%87%8F%E6%A3%80%E9%AA%8C/_blank"质量要求进行比较，以判断每项质量特性合格与否的一种活动。检验就是对实体的一个或多个特性进行的诸如测量、检查、试验或度量，并将结果与规定要求进行比较以确定各项特性合格情况所进行的活动，是社会生产力发展和劳动力分工不断发展的必然结果。[9]只有通过检验，才能判断一个产品的质量是否达标，才能确定产品质量等级缺陷的严重程度。在检验过程中，检验所收集统计到的质量数据可以作为理论依据指导我们进行质量改进和质量管理活动，也可以监督上下道工序的质量优缺，为质量责任的判定提供依据。世界各国越来越重视质量检验，他们高度重视加强检验，充分发挥检验职能来确保产品质量，提高经济效益。没有检验就不能组织现代化生产，如何鉴别产品质量、反馈质量信息、监督生产工序状况、实现产品可追溯性和确定质量等级五大方向是检验的主要体现。现代检验工作将检验重心转移到了原材料、外购件及外协件合格的获取，而不是只关注质量产品的最后检验的结果当中；优质的检验过程能使加工工艺过程处于受控状态，来确保生产线生产的产品合格达标，从而向用户提供合格的产品，取得顾客的信任，从而扩大市场份额，降低质量成本等方面。随着社会的不断发展，质量检验已经日趋完善，生产必须检验已是企业管理中必备的环节，检验的作用已为人们在实践中所认识，并予以肯定。2.2质量控制理论什么是质量控制？质量控制就是为了使产品能够合格所采取的技术方法。也就是说，质量控制是通过对一些会对质量产生影响的关键因素进行控制，确保\t"/item/%E8%B4%A8%E9%87%8F%E6%8E%A7%E5%88%B6/_blank"质量环上没有能使质量出现问题的阶段，以此达到质量要求，而采用的各种质量控制技术方法。质量控制是为使产品或服务达到质量要求而采取的技术措施和管理措施方面的活动。质量控制的目标在于确保产品或服务质量能满足要求（包括明示的、习惯上隐含的或必须履行的规定）。质量控制是质量管理的一部分，致力于满足质量要求。质量控制主要是针对组织内部而言的，质量控制适用于对组织任何有关质量活动的控制，凡是为达到组织内部质量要求的各种活动(包括人机料法环测)都是质量控制的对象。在产品行程过程中学会用科学方法进行控制，预防不合格产生，从而达到质量要求的控制，这不仅仅局限于生产加工领域，还适用于产品的设计、采购、销售以及人力资源的管理等不同环节，控制的目的是保证质量、满足要求。2.3质量检验方法质量检验的方式可以按不同的标志进行分类。（1）按检验的数量划分为全数检验、抽样检验；（2）按质量特性值划分为计数检验、计量检验；（3）按检验技术方法划分为理化检验、感官检验、生物检验；（4）按检验后检验对象的完整性划分为破坏性检验、非破坏性检验；（5）按检验的地点划分为固定检验、流动检验；（6）按检验目的分：生产检验、验收检验、监督检验、验证检验、仲裁检验；（7）按供需关系分：第一方检验、第二方检验、第三方检验。2.4机械产品的抽样检验质量检验的方法有很多，根据产品的特性、特点来确定产品质量检验的方法。本课题主要研究U25槽型不锈钢夹头，是数量众多且小型的产品，所以主要采用的方法选用抽样检验。机械产品的质量极容易受到各方面主客观因素的影响,为了保证产品的整体质量,必须采取一定的检验措施,对产品的质量进行控制2.4.1产品抽样调查的注意事项对机械产品的抽样调查要重点注意以下三个要点:机械产品的种类有很多，不同的机械产品的作用功能也不相同。而不同的机械产品所加工的工序、所使用的的材料也各不相同，导致其性能特点也各不相同。因此，在进行检测之前，必须要调查了解其用途。分析出其性能特点，而后针对的对其制定检验计划。2）要明确所检测的机械产品是否使用于抽样调查，并不是所有的机械产品都适用于抽样调查，而我们所检验的EROWA电极夹头属于批量生产的机械产品是适用于臭氧调查的。3）最后对于仪器的选择，也要根据产品的特性来进行选择，不同的产品所适用的检测仪器也不相同。比如：成本高的大型机械产品应该是用专门的检测仪器来进行检测，而对于小型的产品应用常规的检测仪器来检测。而我们所检测的EROWA电极夹头属于小型的产品，所以检测时应选用床柜的检测仪器。3EROWA电极夹头简介3.1EROWA电极夹头简介及特点桂林理工大学南宁分校智能工厂所生产的EROWA电极夹头为U25槽型不锈钢夹头（如图3.1-1；零件图3.1-2），U25槽型不锈钢夹头是由420不锈钢毛呸加工而成，硬度达到30-36HRC。该电极夹头配有六角钉，钉的高度误差在一个丝内，安装定位片调平后，误差在2个μ：50定位片，起柔性定位作用。应用于安装接杆尺寸最大至25mm的方形电极。安装：插入并拧紧侧边螺丝。图3.1电极夹头三维图图3.2电极夹头二维零件图3.1.1EROWA系统-U25槽型夹头的特点：1、简单易用方便快捷2、重复定位精度0.002mm3、底部由一组4*9的孔、一组4*M5的螺纹孔和一组2*4的销孔组成4、一个M10的螺纹孔贯通中心5、上部U25槽6、侧面一组4*M8的螺纹孔3.2U25槽型不锈钢夹头的加工工艺根据桂林理工大学南宁分校智能制造工厂的实际生产情况，可以把U25槽型不锈钢夹头的加工分为三部分：加工工序a:二号机加工底孔（表3.2.1）加工工序b:三号机加工25U型槽（表3.2.2）加工工序c:一号机加工侧边螺纹孔（表3.2.3）表3-1加工工序a:底孔加工序号程序名称刀具/刀号刀长加工深度说明1所有打点T01-D6.0-DD77-15.5钻2M5钻孔T02-D4.3-ZT94-31.99钻3M5倒角T03-D6.0-DJ79-17钻4M5攻丝T04-M5.0-SZ92-29.94钻5Φ4钻孔T06-D4.0-ZT90-27.7钻6Φ4倒角T03-D6.0-DJ79-16.71钻7避空钻孔T07-D8.6-ZT88-25.58钻8避空倒角T08-D12-DJ81-19.25钻9M10钻孔T09-D8.8-ZT101-39.14钻10M10倒角T08-D12-DJ82-19.8钻11M10攻丝T10-M10-SZ98-36.39钻加工工序a主要为底部所有孔打点定位、4*M5螺纹孔加工、2*4销孔加工、4*盲孔加工、M10螺纹通孔加工。加工底孔时应为“先小后大”即先加工小孔后加工大孔。表3-2加工工序b:25U型槽加工序号程序名称刀具/刀号刀长加工深度说明1开粗-Y正T2-D25R0.8C6017.35钻2开粗-Y负T2-D25R0.8C6017.35钻3侧面半精1T3-D10BJ6017.4钻4底面精光T6-D25R0.8J6017.3钻5侧面精光T5-D10JG6017.33钻6底面侧边倒角T8-6DJ6115.8钻7表面侧边倒角T9-D12-DJ-H95226.8钻8M10倒角T9-D12-DJ-H256512.1钻加工工序b的主要工序为U25型槽加工以及表面粗糙度加工。表3-3加工工序c:侧边螺纹孔加工序号程序名称刀具/刀号刀长加工深度说明1打点-正面T1-DD33-18.9钻2钻M8底孔-正面T2-D7-Z50-35钻3M8倒角-正面T4-D12-DJ37-22钻4M8攻丝T5-M8-1.2548-33.9钻5打点-反面T1-DD33-18.9钻6钻M8底孔-反面T2-D7-Z50-35钻7M8倒角-反面T4-D12-DJ37-22钻8M8攻丝-反面T5-M8-1.2548-33.9钻加工工序表工序c主要为侧边4*M8螺纹孔打孔定位。要注意工序c加工为小批量加工（一次加工十个工件，正面五个工件，反面五个工件。如图3.2）。图3.2电极夹头加工用托板3.3U25槽型不锈钢夹头的抽样检测要想保障U25槽型不锈钢夹头的质量,就必须严格把握好三个方面的检测，其中包括原料,工序以及最后检验三个部分。3.3.1原料的检测原料检测是指对原材料的特性进行分析检测。原材料的好坏与生产出来的产品质量的好坏是紧密联系在一起的。如果原材料质量出现问题，那么生产出来的产品也很难达标，这是很难用设备和生产工艺弥补的。因此在生产前,对原材料的质量进行检测是必不可少的,我们可以采取抽样检验的方法,抽取一些原料样本,结合产品的作用以及特性,有针对性的对样本进行检测。U25槽型不锈钢夹头原材料为420不锈钢材质。420不锈钢可以经过热硬化处理，淬火、回火后提高硬度和表面耐磨强度。420不锈钢是一种马氏体型不锈钢，具有一定耐磨性及抗腐蚀性，硬度较高等特点，适用于各类精密机械、轴承、电气、设备、仪器、仪表、交通运输工具、家用电器等。U25槽型不锈钢夹头材质主要检测内容：a:其硬度（硬度应达到30~36HRC）采用洛氏硬度计进行测量。b:其材质使用不锈钢鉴定液进行检验。3.3.2工艺的检验工艺检验就是工序检验，是防止不合格品混入下段工序的重要把关。如若有不合格品混入下段工序，就会影响成品质量从而造成损失，所以对于重要的工序段进行检验也是必不可缺少的。严格的对重要工序段进行检验，根据检验结果判断产品的合格与否，判断此工序段的加工是否正常稳定，才能决定是否可以继续进行接下来的生产。加工工艺的操作失误会导致U25槽型不锈钢夹头出现质量问题。操作失误的表现形式主要有两方面：操作人员的作业技术不娴熟，导致设备出现运行异常。生产设备的故障导致。对此,在生产的过程中,要有经验丰富，生产技术娴熟的老师或实习学生在旁监督指导。为了保证设备在生产过程中运行的正常，可以选取相应的时间,记录设备的运行数据,再将正常的数据与记录好的运行数据进行对比。工序检验的目的是为了防止混入\t"/item/%E5%B7%A5%E5%BA%8F%E6%A3%80%E9%AA%8C/_blank"不合格品下段工序去继续进行加工导致成品的质量不达标。因此，不仅要检验产品，还要检定工序中影响产品质量的关键要素。我们可以采用抽样调查的方法,检验其加工工序中不合格或出现问题的部分,及时进行处理,防止更大的人力与财力损失,保证U25槽型不锈钢夹头最后的质量。U25槽型不锈钢夹头工艺检验主要检测内容：主要检查底部所有孔打点定位和U25型槽尺寸、表面粗糙度的加工（加工工序a和加工工序b），因为这是U25槽型不锈钢夹头加工过程中最关键的部分。加工过程b中的所有打孔工序的作用是确定底面各孔的位置，在底面孔之间的定位尺寸中尺寸精度要求最高的是两个4销孔的定位尺寸，结合电极夹头零件图尺寸要求和实际加工情况可以确定加工过程b（底面孔加工）中最关键的工序是底孔定位（即所有打孔工序），而所有打孔工序中最重要的尺寸是两个4销孔的定位尺寸（30±0.01mm）。加工工序c中开粗工序是粗加工，铣削掉坯料大部分余量；侧面半精光和侧面精光工序是精加工工序，而两个工序保证U25槽的尺寸精度和侧面粗糙度要求；底面精光工序则保证U25槽的深度尺寸和底面粗糙度要求。3.3.3最终检验最终检验又称最后检验，顾名思义它就是加工全部工序结束后的半成品或成品的检验。对最终成品的检验可以说是U25槽型不锈钢夹头检测工作的重中之重,它可以防止质量不达标的成品流入合格产品当中。因此,在产品生产结束之后,必须对其进行准确且细致的质量检测。通过测试发现，温度和湿度等环境因素对U25槽型不锈钢夹头最终检验的影响不大。U25槽型不锈钢夹头的最后检验依然应该采用抽样检测的方法,随机抽取一定比例的样本,结合产品的作用,性质,进行外观,抗压能力，尺寸等有针对性的检测,根据检测的结果,掌握产品的整体质量。U25槽型不锈钢夹头最后检验主要检测内容：U25槽型不锈钢夹头按照IT公差表进行检验，300.01mm的尺寸精度等级为IT6，4销孔的孔尺寸精度等级为IT7；其他孔之间的定位精度为IT10，U型槽的尺寸精度等级为IT9。尺寸：两个4销孔的定位尺寸30±0.01mm。U25槽型的尺寸12±0.05mm、13.5±0.05mm和深度尺寸12.5±0.05mm加工以及U25槽表面粗糙度加工。（中心U25型槽不是对称的槽，应为一边距M10孔中心13.5mm一边为中心12mm总尺寸为25.5mm的U型槽）表面粗糙度应达到Ra6.3。表3-4IT公差表基本尺寸：mm公差等级IT1IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11单位：mm单位：um030.81.2234610142540603611.52.5458121830487561011.52.5469152236589010181.22358111827434011018301.52.5469132133525113030501.52.5471116253962100160508023581319304674120190801202.5461015223554871402201201803.55812182540631001602501802504.5710142029466311518529025031568121623325281130210320315400791318253667891402303604005008101520274063971552504005006309111622304470110175290440630800101318253550801252003205008001000111521294056901402303605603.4U25槽型不锈钢夹头存在的问题存在问题一：夹头表面有划伤或变形可能原因：桂林理工大学南宁分校智能制造工厂中的操作人员主要是老师和学生。学生为在校的实习生，可能是因为实习生注意力不集中或操作不当造成夹头表面划伤或变形导致U25槽型不锈钢夹头的尺寸和外观不符合要求。解决方案：生产U25槽型不锈钢夹头时应有老师或经验丰富的实习生在旁指导监督。4U25槽型不锈钢夹头的质量控制4.1U25槽型不锈钢夹头的质量控制措施一般性企业对产品的质量控制主要是通过针对质量六要素“人”、“机”、“料”、“法”、“环”、“测”六个方面进行控制从而防止生产过程中不规范因素的发生，产品检验工作仅仅是日常质量控制工作的一部分，另外一部分则是预防性的检验工作，只有预防和控制两手抓才能确保产品质量安全可靠，本文主要从5M1E方面考虑。4.25M1E分析法5M1E分析法就是造成产品质量的波动的原因主要有6个因素的总称1)人：操作人员对质量检验、质量管理的技术程度、情绪、身体状况等；2)机器：生产设备、检验设备维护与保养状况。检验工具的精度等；3)材料：原材料的成分与各项性能等；4)方法：加工方法（加工工艺）、工装选择、检验方法等；5)测量：测量是采取的方法是否正确、测量是否合格达标等；6)环境：智能制造工厂的温度、湿度、清洁状况等。取这六个因素英文首字母（Man/Manpower，Machine，Material，Method，Measurement，Environment），所以称为“5M1E分析法”，这六个因素都极其关键，有一个出现问题都会影响到检验的结果。5M1E即“人、机、料、法、环、测”六方面因素会影响工序质量，寻求5M1E的\t"/item/5M1E%E5%88%86%E6%9E%90%E6%B3%95/_blank"标准化就是寻求工作标准化。并通过鱼骨图（图4.2-1）分析得出影响检验结果的原因，从而找到解决方法。图4.2-1鱼骨图4.2.1人如果把5M1E比做行驶的火车，火车的轮子是“机”、“料”、“法”、“环”，火车的仪表是“测”，驾驶员这个“人”的要素才是最主要的，没有了驾驶员再牛逼的火车也就只能原地不动成为废物了。在现代工业生产作业中，由人起主导因素造成的工序生产的缺陷的主要原因有如下几点：①操作人员质量意识低下；②操作人员在对U25不锈钢夹头检测过程中粗心大意；③操作人员不遵守操作规程；④操作人员对U25不锈钢夹头了解欠缺，操作技能低下、技术不熟练，以及由于长时间重复单一工种而产生厌烦情绪等。因此针对上述情况，可以采取的措施有：①智能工厂可以定期举办质量方面的讲座，聘请人员对质量方面成功的案例进行解读；②智能工厂在U25槽型不锈钢夹头作业流程方面结合实际，根据工人和生产设备等因素，制定一系列切之可行并且表述详细的作业指导书及其指导卡片，并定期的邀请专家学者或者单位经验丰富者进行专业授课，提高员工的专业技能，；③智能制造工厂的老师应不定期的对U25槽型不锈钢夹头产线和检验进行巡视，对不正确的操作进行纠正；④针对由于工作简单重复导致厌烦情绪这一情况主要通过工种之间的实习学生调动、实习学生实习学习丰富化等措施来进行改善，；⑤定期为员工进行体检，并且进行心理素质疏导，确保员工身心健康，胜任工作。4.2.2机器设备是否正常运作，工具的好坏都是影响生产进度、产品质量的又一重要要素。生产设备是否能正常运作是影响成品合格与否的直接因素，而检测设备的好坏都会直接影响成品检验的结果，所以除了提高人员的素质之外；智能制造工厂的机器设备也需要不断更新与保养，好的设备能提高的生产效率，提高产品质量。在生产作业中，由于设备原因造成的工序生产的缺陷的主要原因有如下几点：①人员对设备未定期进行点检、保养和维护造成的设备故障引发缺陷；②设备老化造成成品缺陷或检验结果不准确；③生产机器设备在生产过程中缺乏首件检查，造成产品批量缺陷。（④人员因为工作的疏忽，造成的产品缺陷等。因此针对上述情况，可以采取的措施有：①加强产线生产设备和检测设备的维护和保养，定期检测机器设备的关键机构和对仪器的性能进行测评，对检测仪器仪表定期进行校验，并建立设备关键部位日点检制度，在每次进行检测过程之前对检测设备进行确认，填写相应的检验设备点检表；②采用首件检验制度，确保检验仪器的参数设定正确；③尽可能提升检验数据仪器的自动采集能力，减少对人员调整工作可靠性的依赖4.2.3材料料，指物料，半成品、配件、原料等用料。现代化工业生产，分工进一步细化，一般产品的物料也是来自五湖四海，工厂生产过程中也是几个部门同时运转，当某一部件未能按时完成时，下道工序因为缺少原料都无法继续运转从而导致整个产品都不能组装，造成装配工序停工待料。因此物料的缺失或者缺陷的主要原因有：①原材料质量存在缺陷；②零件、标准件的型号不对。因此针对上述情况，可以采取的措施有：①在原材料采购合同中明确规定质量要求，②建立进料检验、入库、保管、标识、发放制度，并认真执行，严格控制质量。③转入本工序的原料或半成品，必须符合技术文件规定，所加工出的成品、半成品符合质量要求，有批次或者序号要求。4.2.4方法方法包括加工工艺、\t"/item/5M1E%E5%88%86%E6%9E%90%E6%B3%95/_blank"工装选择、操作规程、技术等。指生产过程中老师和实习学生所需遵循的规章制度。它包括：生产工艺指导书，产品生产检验标准，产品生产设计图纸，生产计划表，各种操作规程等。这些可以及时准确的反映和控制产品的生产和产品质量的要求。遵守作业的规章制度，是保证产品质量和生产进度的一个前提条件。方法的不同主要体现在工艺流程的安排、上下道工艺之间的衔接、工序加工手段的选择和工序加工的指导文件的制定（如工艺卡、操作规程