计算集成质量管理系统

1、PAGE PAGE - 5 -概括了集成质量管理系统及其特点，并说明刀具磨损和刀具破损的监测方法.1、集成质量管理系统1。1集成质量系统概述1 历史简介集成质量系统（Integrated Quality System IQS)是1987年由美国Kapoor教授等人首先提出的.IQS是计算机辅助质量系统( HYPERLINK /view/3201786.htm” t _blank” CAQ）发展的新阶段。集成质量系统的概念包括： （1）采用系统的方法覆盖产品的整个生命周期和 HYPERLINK http：/view/38340.htm t ”_blank 企业的各个层次; (2）强调以企业长远质

2、量目标为基础的质量策划； (3)强调从质量策划和质量控制观点出发的人的资源的开发（4）通过闭环质量控制器实现企业中与质量相关的过程和资源的控制,其重点是故障预防而不是废品控制。2集成质量系统的发展集成质量系统的发展主要体现在如下四个方面： （1)集成水平的提高。计算机辅助质量系统实现系统信息集成，而集成质量系统在信息集成的基础上进一步实现功能集成和过程集成; (2）过程的延伸。计算机辅助质量系统主要涉及产品制造过程中的质量管理、质量保证和质量控制。集成质量系统则不仅涉及产品制造过程，而是延伸到产品设计开发阶段和售后服务,即实现产品生命周期全过程的质量控制和质量保证,适应并行工程的模式； （3）

3、范围的扩展。计算机辅助质量系统以企业内局域网为支持，实现企业内部质量信息的集成。随着敏捷虚拟企业的出现，对集成质量系统提出了直接获取国际性质量信息的需求，集成质量系统在Internet的支持下实现企业间质量信息的集成和质量监控； （4)智能水平的提高。人工智能技术在集成质量系统诸多方面的应用,包括质量问题决策、质量分析诊断、质量计划生成、过程监控等，使集成质量系统的智能水平提高并更为有效。 2 原理概述据相关资料记述，相比计算机辅助质量系统，集成质量系统的发展主要体现在四个方面:一是集成水平的提高。集成质量系统实现系统信息集成,进一步实现功能集成和过程集成。二是过程的延伸。计算机辅质量系统涉及

4、产品制造过程。集成质量系统则延伸到产品设计开发阶段和售后服务阶段，实现产品生命周期全过程的质量控制和质量保证,适应并行工程的模式。三是范围的扩展。集成质量系统在Internet的支持下实现企业间质量信息的集成和质量监控,从而实现直接获取国际性质量信息.四是智能水平的提高。集成质量系统应用人工智能技术诸多方面,包括质量问题决策、质量分析诊断、质量计划生成、过程监控等，使得集成质量系统的智能水平大为提高并更加有效。1。2集成质量系统的主要特点覆盖产品的全生命周期，实现生命周期各个阶段(从 HYPERLINK /view/591169.htm” t ”_blank 市场分析、工程设计、生产制造、成品

5、试验到售后服务）的横向集成和企业各个层次(计划层、管理控制层、执行层）的 HYPERLINK /view/4446650.htm t ”_blank” 纵向集成； 通过多层次、多环节的闭环质量控制实现企业内及企业间的所有与质量有关的过程和资源的 HYPERLINK ”http：/view/3668642。htm” t _blank 有效控制； 强调以企业长远 HYPERLINK /view/543248.htm t ”_blank” 质量目标为基础的 HYPERLINK http：/view/352516。htm” t ”_blank” 质量计划; 强调以新的质量观为基础的人的智慧和素质的提高

6、。1.2.1集成质量系统应实现五个方面的集成 (1)纵向集成指质量活动与信息在企业的决策层、管理层和实施层之间的 HYPERLINK /edit/id=947540subLemmaId=947540dl=4” l 自上而下和 HYPERLINK http：/edit/id=947540&subLemmaId=947540dl=4 l ”# 自下而上的集成； (2）过程集成指质量活动与信息在由获取用户和 HYPERLINK ”/edit/id=947540&subLemmaId=947540&dl=4 l ”#” 市场需求到设计、 HYPERLINK ”http：/edit/id=947540s

7、ubLemmaId=947540dl=4 l # 采购、 HYPERLINK http：/edit/id=947540&subLemmaId=947540&dl=4” l ” 生产准备、制造、 HYPERLINK http：/edit/id=947540subLemmaId=947540&dl=4 l #” 质量检验、 HYPERLINK http：/edit/id=947540subLemmaId=947540&dl=4 l ”#” 市场营销和售后服务、用后处置这一产品生命周期全过程中的集成； (3)内部功能集成指集成质量系统内部各功能子系统的集成； (4）外部功能集成集成质量系统必须与 H

8、YPERLINK ”http：/edit/id=947540subLemmaId=947540dl=4” l # CIMS其它功能子系统如 HYPERLINK ”http：/edit/id=947540&subLemmaId=947540&dl=4 l ” EIS， HYPERLINK ”http：/edit/id=947540&subLemmaId=947540&dl=4” l ”# MIS，MAS集成，包括物理的集成和信息的集成; (5）知识集成集成质量系统必须集成过程知识与质量工程知识，知识应被所有功能子系统共享。2、刀具磨损和刀具破损的监测方法2.1 刀具监控的现状和意义刀具磨损在机械

9、加工中是一种普遍存在的现象，刀具的磨损与磨损状态直接影响着机械加工的精度、效率及经济效益，研究刀具磨损可以大大提高机械加工效率，降低加工成本，具有较大的经济效应。刀具磨损的监测是柔性制造系统研究工程的一个重要课题。近年来，随着高性能CNC机床、FMS 以及CIMS的广泛应用,机械加工的效率、加工质量有了明显的提高,同时对全自动化生产也提出了更高的要求,操作人机比由原来的一对一发展到现在的一名操作人员操控多台设备的局面。这样,数控机床系统能否自动监测刀具状态，及时了解正在使用的刀具磨损情况，从而根据刀具寿命、磨损量、刀具破裂等形式的刀具故障对刀具工作状态进行监控,并在刀具磨损达到设定磨损量时报警

10、，就显得非常重要。工业统计表明,刀具失效是引起机床故障的首要因素，由此引起的停机时间占数控机床总停机时间的1/51/3。切削加工中,如果刀具磨损不能及时发现，将导致整个加工过程的中断，引起工件报废，甚至整个系统的停止。研究表明,数控机床配备刀具监测系统后可减少75%的故障停机时间,提高生产率1060，提高机床利用率50%以上。美国Kennamtal 公司的研究表明,配备刀具监控系统的数控系统，能够节约加工费用达30。因此研究开发智能监测技术，防止因刀具失效而引起的工件报废、设备损坏并保证机床无故障运行是很重要的.通常刀具磨损可以分为初期磨损、正常磨损和剧烈磨损三个阶段。刀具磨损过程可用下图表示

11、。2。2 刀具监测方法刀具破损和磨损的监测方法通常都可以分为直接测量法和间测量法两种方法。 刀具状态的监测技术一般由传感器信号采集、信号处理及特征提取和状态识别器三部分组成.刀具状态的监测系统最基本结构如图2所示.刀具状态监测系统中的传感器主要用于拾取切削过程中发出的各种信号,如切削力、振动、功率、声发射、电流信号等.2。2.1 刀具破损的监测方法 传感参数 传感原理 传感器 主要特征直接法光学图像光反射、折射、傅氏传递函数变换、TV摄像光敏、激光、光纤、光学传感器，电荷耦合器件(CCD）或摄像管可提供直观图像，结果叫精确，受切削条件影响，不易实现实时监视，正在进行使用化开发接触电阻变化、开光

12、量磁力线变化电阻片、印刷电阻电路,开光电路，磁间隙传感器简便，守切削温度、切削力和切削变化影响;不能实时监视;尚待解决可靠性问题传感参数 传感原理 传感器 主要特征间接法切削力切削力变化量切削分力比率应变片，动态应变仪，力传感器灵敏，但动态应变仪难装于机床上；简便，有商品供应，识别的主要障碍是阀值的确定转矩主电动机，主轴或进给系统转矩应变片，电流表等成本低，易使用，已实用，对大钻头破损（折断）探测有效，灵敏度不高功率主电动机或进给电动机功率消耗功率传感器成本低，易使用，灵敏度不高，有商品供应振动切削过程振动及其变化加速度计，振动传感器灵敏，有应用前途和工业使用潜力超声波接收主动发射超声波的反射

13、波超声波换能器与接收器可实现转矩限制，但受切削振动变化的影响，处于研究阶段噪声切削区环境噪声探测分析拾音器尚处于研究阶段声发射（AE）刀具破损时发射的AE信号特征分析声发射传感器灵敏、实用、使用方便、成本适中，是最游戏王的刀具破损探测方法，小量供应市场，有较广泛的工业应用潜力2.2.2 刀具磨损的监测方法刀具状态监测的直接法有两个明显的缺点： 一是要求停机检测，占用生产时间; 二是不能检测出加工过程中出现的突然损坏,使其应用受到一定限制.所以，间接法已成为国内外学者研究的主流。2。3 刀具监测方法的发展趋势随着敏捷制造、自动化等技术的进一步发展，切削过程中刀具状态在线监测技术将会受到越来越多学者和机构的重视。特别是随着加工过程的复杂程度提高，对刀具状态监测也提出了越来越高的要求。研究并开发适合多工艺加工过程的刀具状态监测系统是将该技术应用到加工现场的关键。基于多传感器的刀具状态监测系统能