机械零件加工过程中实时质量监测系统的开发

论文摘要

实时在线质量监测是以产品的生产过程为监测对象，以统计过程控制（SPC）理论为基础，利用控制图监控生产过程，找出影响系统稳定生产的因素，从而提示管理者及时采取相应的措施，消除系统因素影响，保持工序的稳定状态，保证产品的质量。目前，我国中小型机械加工制造企业在产品质量控制方面，基本上是采用事后检验的方法来保证产品质量，缺乏对过程干扰、生产工况变化、生产设备老化和故障以及原料质量变化等具有广泛适应性的在线实时质量控制手段。因此推广SPC，开发基于SPC的实时质量监测系统具有现实的意义。本文基于统计过程控制基本原理，以WinCE嵌入式操作系统和微处理器ARM为核心，采用面向对象的编程思想设计开发了机械零件加工过程中实时质量监测系统，主要研究内容有：1)分析我国机械制造业质量管理的现状及面临的问题，确定系统方案。2)确定系统结构：针对我国机械加工制造业质量管理的现状及面临的主要问题，提出了基于统计过程控制理论的实时在线质量监测体系结构，结构包括：以S3C2410为内核的嵌入式CPU模块、数据采集模块、液晶显示模块以及光柱显示报警装置。3）编制统计过程控制软件，对直方图、常规控制图、工序能力指数加以研究和程序化。通过对质量数据的处理与分析，实现对生产过程的在线实时质量监测。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 质量控制在现代机械制造业中的重要性及其发展
• 1.1.1 质量控制的重要性
• 1.1.2 质量控制与管理的发展历史回顾
• 1.1.3 质量控制方法的发展
• 1.2 我国机械制造业质量管理的现状及面临的问题
• 1.3 SPC 在国内、外的研究动态
• 1.3.1 SPC 在国外的研究动态
• 1.3.2 SPC 在国内的发展状况
• 1.4 本文研究的主要内容和意义
• 第二章 系统概述
• 2.1 系统的总体结构
• 2.2 系统的基本功能
• 2.3 系统的特点
• 第三章 统计过程控制的基本原理
• 3.1 质量波动
• 3.2 质量控制中的数据
• 3.2.1 质量数据的分类及其统计规律
• 3.2.2 质量数据的统计特征
• 3.3 统计过程控制
• 3.4 休哈特控制图
• 3.4.1 控制图原理
• 3.4.2 两种错误与 3σ方式
• 3.4.3 控制图的分类及其作用
• 3.4.4 控制图界限的计算及选择原则
• 3.5 质量控制其它常用工具
• 3.6 工序能力及工序能力指数
• 3.6.1 工序能力及工序能力指数的基本概念
• 3.6.2 工序能力指数计算方法
• 第四章 系统的硬件结构
• 4.1 系统硬件的总体结构
• 4.2 S3C2410 开发板介绍
• 4.2.1 S3C2410 处理器介绍
• 4.2.2 S3C2410 开发板主要硬件电路描述
• 4.3 前向通道的设计
• 4.3.1 信号放大电路的设计
• 4.4 A/D 转换电路的设计
• 4.5 人-机通道设计
• 4.5.1 液晶显示模块
• 4.5.2 系统状态显示装置
• 第五章 系统的软件设计
• 5.1 系统软件的总体框架
• 5.2 操作系统设计
• 5.2.1 WinCE 的特点
• 5.2.2 WinCE 操作系统平台的设计
• 5.3 驱动程序的设计
• 5.3.1 触摸屏驱动程序设计
• 5.3.2 A/D 转换驱动程序设计
• 5.4 SPC 应用程序设计
• 5.4.1 SPC 应用软件的总体框架
• 5.5 系统数据库的设计
• 5.5.1 数据库的选择
• 5.5.2 数据库的设计
• 5.6 文件模块的设计
• 5.7 数据操作模块的设计
• 5.8 统计分析基本工具及其它常用工具的实现与分析
• 5.8.1 控制图生成软件的编制
• 5.8.2 控制图的观察与分析
• 5.8.3 直方图的生成与分析
• 5.9 工序能力分析
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢