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面向微电机装配的在线质量控制技术研究

刘冰洁  
【摘要】:以智能制造为主导的“中国制造2025”战略,给企业提出了实现产品质量管理模式数字化、智能化升级的发展目标。作为国际上被广泛使用的质量管理技术,统计过程控制(SPC)正受到国内越来越多的企业的重视。为了帮助企业实现装配质量管理模式升级,本文以控制图为基础,以微电机装配过程为研究对象,进行了在线质量控制技术的研究。论文的主要工作如下:首先,本文在分析了微电机装配工艺的基础上,根据装配特点与企业装配质量管理现状及需求,确立了以控制图为基础的过程质量控制与故障诊断的研究方向,设计了微电机装配在线质量控制系统总体方案。其次,在系统总体方案的支持下,本文对质量管理进行了架构设计和标准化流程设计。根据微电机产品的关键质量特性和验收指标,为装配线设置了质量监测点并完成了质量数据采集的硬件布局。为满足质量控制实时性和质量数据持久化的需求,设计了主从数据库架构。应用均值-极差控制图判定了微电机装配过程的受控状态;应用过程能级指数分析了装配过程能力情况。同时对实时质量数据监控与分析进行了规划。然后,为实现质量监控工作中的在线故障识别与诊断,本文提出一种将质量特性数值转换为灰色图像的数据处理方法,成功将卷积神经网络(CNN)应用到控制图模式识别中。利用Monte Carlo方法进行六种模式的样本数据仿真,训练基于LeNet-5设计的CNN模型,并基于案例推理的方法完成控制图异常模式向故障的映射,实现装配过程的在线故障识别与诊断。最后,本文开发了一套微电机装配在线质量控制系统,实现了控制图生成、质量数据实时监控、质量数据查询与导出、装配线故障实时诊断与报警等功能,并基于信息安全的考量,进行了系统用户权限的设定。


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