《基于信息化教学的机械零件SPC智能测量系统研究》-工学论文，工业技术论文-论文范文参考-科学狗论文网

标题

基于信息化教学的机械零件SPC智能测量系统研究

范文

摘要：《公差与测量》这门课程具有一定的难度，而目前测量已经成为制造业生产过程中的非常关键一环，如何让职业院校学生具备零部件检测方面的知识和能力，不仅“会做”还要“胜任”，“会做”与“胜任”的差距是现在基础技能薄弱的要点，本文进行了基于信息化教学的机械零件SPC智能测量系统研究，使学生能“胜任”零部件检测岗位。

关键词：信息化教学;SPC; 零件测量

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.21.199

智能制造已成为当今世界制造业发展的前进方向，培养一批生产技能、技术、现场管理、团结向上的优秀智能制造技能人才，是中国制造的核心竞争力。

随着《国家职业教育改革实施方案》的出台，职业教育带来了新机遇，同时也带来了新挑战。《公差与测量》这门课程具有一定的难度，而目前测量已经成为制造业生产过程中的非常关键一环[1]，如何让职业院校学生具备零部件检测方面的知识和能力，不仅“会做”还要“胜任”，本文进行了基于信息化教学的机械零件SPC智能测量系统研究。

1 引言

总结生产现场使用的数显千分尺、数显卡尺、数显千分表等，制定案例标准和效率标准。初次培训使用数显千分尺测量：（1）使用前校正，30S内;偏差量识别0.001mm以内;（2）300S以内完成5个不同尺寸的内径测量。方法正确、偏差0.03mm以内。外径千分尺测量：（1）使用前现正，30S内;（2）50S以内测量5个不同直径的尺寸的工件，误差不超过0.020mm。外螺纹测量：（1）120s正确测量5个不同规格外螺纹，准确识别有效径不良品（无加工伤、无异常牙型）;（2）100s内正确测量5个外螺纹有效长度。准确度0.1mm以内。 “会做”即为合格，作业效率、精度偏低，目标值达成低;“会做”与“胜任”的差距是现在基础技能薄弱的要点，应用SPC技术对学生学习测量过程中的各个环节进行动态评估和监测，分析建立测量能力评价模型，使学生保持可接受且稳定的水平[2]。

根据对技能训练教学需求对系统功能进行分析，将整个系统划分为以下7个模块：（1）数据采集：利用数字卡尺和与图像处理系统的接口采集传输到系统里来的数据。（2）输入测量数据：从控制的测量过程中收集含有尺寸特征的数据输入系统。（3）储存数据：将采集到的数据储存到数据文件中，需要时可随时提取。（4）编辑数据：对数据文件里的数据能够进行增、减、改的编辑。（5）数据处理：根据系统设置的数据算法完成数据处理。（6）检验判断：在处理数据的过程中，计算机根据预设原则对数据进行比较和判断，并把判断结果以某种特定方式予以输出。（7）结果输出：输出实验过程中的数据文件[3]。

2 数据采集方式

数据的采集是质量控制中的一个重要的环节，收集的数据要尽量反映客观事实，必须做到完整、准确和可靠。测得的数据要能反映当时的生产条件下产品的质量信息，所以数据的采集要能够实现在线采集，并且能够处理多种方法采集到的数据才算理想。

数据采集系统包括软件和硬件两部分，我院机械零件测量实训中心，配置的数字游标卡尺和数字千分尺测量数据，然后发出一个信号，通过传感器将信号传入计算机进行数据的处理。数据采集模块，通过串行端口，将数据信号传输到计算机缓存里，再由赋值语句将数据赋到文本框中，并将数据存储到记事本中。

设置各通道的测量工具，这样便于分辨所采集的数据。在这里设置了测量工具之后，所有的用此工具测量的数据就会与其它数据区分开。如图1所示。

接收数据：由于传感器中有6个传输通道，为了分辨从不同的通道传输进系统的数据，以便于对不同的数据分别进行分析处理。在图2示的图表示的窗体之前还有一个定义测量工具的窗体，以便于用户分辨数据。

3 SPC测量质量控制系统

SPC就是统计过程控制，用数理统计技术对生产过程中的各个阶段进行监控，从而达到保证产品质量的目的，实现产品质量控制和质量管理。SPC常用的方法，主要包括鱼骨图、排列图、直方图、散布图、调查表、分层法和控制图，是控制产品质量的十分有效的方法。

控制图分为控制用控制图分析用控和制图两类，根据数理统计的原理，控制图可用于判断生产过程是否异常，而使生产过程达到统计控制状态。选择控制图如同选擇一切管理方法一样，必须贯彻三个原则，即科学、经济和简化。由于现代管理，特别是控制图的应用属于群众性管理，要保证做到广泛而持久，除了其他许多条件之外，所选择的控制图是否工人易于工人理解、易于掌握和易于应用也是一个前提条件。

这样一步一步的将质量控制工具糅合使用，在不同的测量状况下运用不同的质量控制工具，使整个测量过程的质量控制都处于有据可依的状态下，及时的控制测量情况，从而提高测量的质量控制水平。

在数据保存完毕之后，控制图按键会变为可用，点击按键会弹出对话框，进行选择后就会出现控制图，并且还有分析和警告功能。当由控制点超出控制界线时，就会弹出一个警告窗口提示用户生产过程异常。在窗体下方还有对数据进行分析，指出数据具有的缺陷。如图3所示。

直方图：直方图又被称为柱状图，用直方图可以很直观地看出产品质量特征的分布状态，对于测量数据中心值或分布状况一目了然，很容易就可以判断其总体质量分布状况，如图4所示。在制作直方图时，牵涉到一些统计学的概念，首先要对数据进行分组，因此如何合理的分组是关键问题。

表1 是汽车发动机缸体的一个缸孔的数据。该孔的质量特性值：80.95 0.02 mm ? 测量精度：0.001 mm。

从图5可以看出，测量的数据值都落在公差范围内，而且直方图没有出现异常的形状。

从图6我们可以看出第5组的Xbar值数据超出控制界限，而且均值和极差都有长链的缺陷，应该检查测量工序。

4 结束语

机械零件SPC智能测量系统这次实际的应用，能够及时地将学生测量的零件质量数据时事反馈给测量学生，让学生能更好接触的达到技能“胜任”，同时在技能训练过程中提高学生学习兴趣、消化所学理论知识，体现了SPC质量管理系统的便利，增加学生质量管理意识。另外系统的应用也可以有效增加教师课堂授课效果，提升教学效率和学生的学习效率。

参考文献：

[1]《公差配合与测量技术》课程教学改革思考——基于高技能应用型的人才培养模式[J].南方农机，2018，89（28）：218.

[2]陈国华，贝金兰.质量管理学[M].北京：北京大学出版社，2018.

[3]王桂英，韩东.汽车发动及装配线的SPC质量控制系统设计[J].中国农机化学报，2016，37（02）：178-179.

基金项目：河北省教育科学研究 “十三五”规划课题-服务高技能人才培养的智能制造协同创新中心的构建与实践研究，项目编号：1703219

作者简介：王志刚（1979-），男，河北邢台人，硕士，讲师，从事机电一体化的教学和科研工作。

随便看

科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。