Организация и структура системы контроля качества

Контроль качества изделий может быть осуществлен непосредственно на рабочем месте, в специальных контрольных пунктах или отделениях, в испытательных отделениях.

Контроль на рабочем месте может быть осуществлен прямо на технологическом оборудовании (внутренний) или около оборудования (внешний). Контроль качества изделий в процессе формообразования с помощью средств активного контроля не удлиняет цикл изготовления изделия, а контроль изделия после формообразования (пассивный) на станке приводит в ряде случаев к увеличению продолжительности цикла и снижает точность контроля по сравнению с точностью внешнего контроля, но позволяет предотвратить появление брака и увеличить производительность производственного процесса благодаря оперативности работы.

Контроль качества изделий на контрольных пунктах или в отделениях производится в следующих случаях; когда необходимо применять весьма разнообразные или крупногабаритные средства контроля, которые затруднительно или невозможно транспортировать к разным рабочим местам; когда применение на рабочих местах требующихся средств контроля не обеспечивает необходимой точности измерения, например вследствие нагрева детали при приемке продукции высокой точности; когда проверяют большое количество однообразной продукции, удобной для транспортирования; когда проверяют продукцию после последней операции перед сдачей ее в другой цех или на склад.

При разработке технического задания на систему контроля особое внимание следует уделять требованиям к разработке алгоритмов переработки измерительной информации. В этой части технического задания должны быть указаны все выходные характеристики системы контроля (измеряемые величины, точность их определения и виды неисправностей, причины их возникновения и способы устранения; частота выдачи оператору либо в какие-либо подсистемы АСУ и т. д.). Кроме того, в техническом задании на разработку алгоритмов должны быть зафиксированы любые известные добавочные сведения о требуемой переработке измерительных сигналов, например, возможный метод определения некоторой выходной величины, рекомендуемый для использования датчик и т. п.

Формулировка указанных требований к системе контроля качества изделий должна производиться разработчиками системы совместно с технологами и управленческим персоналом автоматизируемого объекта. При разработке указанных требований может использоваться метод экспертных оценок, при котором в качестве экспертов выступают технологи и ведущие операторы автоматизируемого производства.

Разработка алгоритмической структуры при заданной совокупности выходных величин системы контроля качества сводится к составлению алгоритмических цепей для каждой отдельной выходной величины. Составленная алгоритмическая цепь системы определяет наименования параметров и характеристик отдельных измеряемых процессов. Затем уточняют необходимую последовательность применения типовых операций переработки измерительной информации, определяют ориентировочные варианты алгоритмов, в соответствии с которыми целесообразно выполнять отдельные типовые операции, оценивают рациональные периоды опроса измеряемых величин и уточняют комплект датчиков, которые должны входить в разрабатываемую автоматическую систему контроля качества изделий. Основными вопросами при выборе аппаратурной структуры системы являются: определение числа пунктов контроля, их расположение в пространстве; их связь с технологическим оборудованием и друг с другом; выбор технических средств контроля; обеспечение необходимой надежности работы вычислительных средств путем резервирования отдельных блоков, устройств системы. Таким образом, система контроля качества изделий становится составным элементом системы автоматического управления производством.

При составлении алгоритмической структуры системы контроля качества изделий необходимо ориентироваться на основные этапы технологического процесса контроля качества, показанные на рис. 9.4.

При входном контроле материалов проверяют их соответствие сертификату по габаритным размерам (массовым и основным), физико-химическим параметрам (марка материала, химический состав, твердость), а также по внешнему виду. При контроле заготовки проверяют ее внешний вид (наличие выбоин, сколов и других дефектов, исключающих возможность их обработки), геометрические размеры (длину, базовые поверхности для захвата роботом и крепления в зажимных устройствах станков), массу. Контроль на станке начинают с контроля правильности установки заготовки в зажимном устройстве станка.

С учетом характеристик станка, системы ЧПУ и режима обработки (стабильность жесткостной характеристики во времени, влияние тепловых деформаций на результаты измерения параметров качества, размерная стойкость инструментов и т. д.) в ряде случаев в качестве основного измеряемого параметра, характеризующего размерную точность изготовляемой детали, можно выбрать один или несколько размеров детали с наименьшими допусками, не контролируя остальные параметры.

Рисунок 9.4 - Этапы технологического процесса контроля

Качества

В ряде случаев можно совмещать финишный контроль с контролем на станке с целью предупреждения брака, обусловленного качеством материала, инструмента, зажимных приспособлений, влиянием стружки и другими факторами. Однако при этом возрастает число измеряемых параметров, а следовательно, и время контроля, что приводит к росту времени простоя оборудования. Кроме того, для снятия температурных деформаций требуется выдерживать полуфабрикат в течение определенного времени в термошкафах перед выдачей сертификата годности.

Для выполнения указанных этапов технологического процесса измерений цеховая система контроля качества изделий должна включать в свой состав контрольные пункты или отделения, КПП и испытательные станции или отделения.

В механических и сборочных цехах располагают контрольные отделения, которые являются частями общезаводского отдела технического контроля. На них возлагаются те же функции, что и на всю систему контроля качества изделий.

На первой стадии проектирования контрольных отделений составляют структурные модели, которые отражают состав, тип и взаимосвязь подразделений системы и на основе их определяют объем контрольных операций в цехе.

В непоточном производстве целесообразно использование спе­циализированных и универсальных контрольно-измерительных машин, обеспечивающих выносной контроль.

К измерительным машинам (рис. 9.5) предъявляют следующие требования: простота обслуживания, свободный доступ, высокая точность измерения и воспроизведения, небольшое время измерения, автоматизированный метод измерения, управление процессом измерения с помощью вычислительного устройства.

Рисунок 9.5 – Контрольно-измерительная машина:

1 – цифропечатающее устройство; 2 – цифровая индикация; 3 – устройство автоматического управления; 4 – ЭВМ; 5 – пульт ручного управления

В автоматизированном производстве результаты измерения переносятся во внешнее вычислительное устройство для хранения или дальнейшей обработки.

Конструктивное единство щуповой головки, управляющей системы измерительной машины, вычислительного устройства и математического обеспечения дает возможность проводить высокоточные измерения.

Применение таких машин в контрольных отделениях и в КПП механосборочного производства повышает эффективность работы цехов, хотя для работы с ними требуется высокая профессиональная подготовка обслуживающего персонала.

Работники технического контроля в состав работающих по цеху не включаются.

Укрупненное число контролеров можно определить: в непоточном производстве - 7—10 % числа основных станков; в поточном производстве - 5—7 % числа основных станков. Применение автоматизированных средств контроля, несомненно, уменьшает потребность в работниках контроля и поэтому принятое число контролеров нуждается в корректировке.

Площади, занимаемые контрольными пунктами и контрольными отделениями, можно определить исходя из расчета размеров стандартного контрольного пункта 2х3 = 6 м².

Число контрольных пунктов может быть определено исходя из трудоемкости контроля и программы выпуска изделий. В производстве, как правило, первая готовая деталь, а затем каждая т-я проходят контроль. При этом, если заготовка обрабатывается на нескольких станках, то чаще всего контроль производят после обработки на каждом из них. Это необходимо для предотвращения брака, связанного с размерным изнашиванием инструментов и тепловыми деформациями станков.

Необходимое число контрольных пунктов (округленное до целого большего) n_k=(t_KK_у.д)/(Ф_П*60), где t_K - среднее время контроля одного установа детали, мин; К_у.д—число установов деталей, приходящих на контрольный пункт за месяц, шт.; Ф_П—месячный фонд времени работы пункта, ч.

Площадь КПП определяется из расчета 0,1 - 0,2 м² на один станок механического цеха, но в целом не менее 25 м² на один пункт. При создании в механических цехах контрольных пунктов поверки и ремонта калибров и кладовой обменного фонда площадь их определяют исходя из нормы 0,18—0,3 м² на один станок, а число работающих в нем должно быть 8—12 % числа контролеров.