轴瓦厚度测量机稳定性的测量分析

　　轴瓦是汽车及内燃机行业中生产量与消耗量较大的配件,轴瓦厚度等尺寸精度要求高,要达到精度要求,需用高精度的生产设备加工,这样生产成本太高.工程应用中多采用一种叫做分组互换装配法解决这个问题,用普通的设备加工,即在生产时将精度放大到经济精度,然后采用精密测量仪器测量,根据测量结果,将有装配关系的轴瓦按尺寸大小分成若干组,装配时按照分组号进行组合装配,这样便以较低的生产成本获得较高的装配精度.但是,想要实现分组互换装配法,必须对轴瓦100 %全检,而且测量系统精度要求较高.

　　为此,对我校自行开发研制的MEC70-150型轴瓦厚度测量机进行了测量系统分析.所谓测量系统,就是用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件以及操作人员的集合,用来获得测量结果的整个过程[1].

　　测量系统分析的目的在于分析测量过程对产品质量特征值变异的影响规律及大小量值,找出影响轴瓦厚度测量机精度的因素,为测量夹紧定位装置、评价人员能力的提高指明方向.因此,测量系统分析属于过程质量变异分析的范畴,是质量改进的重要工作之一.同时测量系统分析也是企业实现连续质量改进的必经之路[2].

　　测量系统分析方法运用数理统计手段对大量测量数据进行分析研究,从而确定测量系统的偏倚、稳定性、线性、重复性和再现性.这一技术已经被普遍应用于汽车及其零部件制造业.

　　1　制定测量系统分析计划

　　制定测量系统分析实施计划时,除了要考虑所针对的产品和过程以及涉及的量具外,还应特别注意要符合测量系统分析所要求的准备条件,如评价人的选择、产品和过程的选择要求等.如表1所示.

　　MEC70-150型轴瓦厚度测量机采用德国HEIDEHAIN公司生产的分辨力为1μm的高精度光栅量规传感器,可以对厚度为2~5 mm的轴瓦进行测量.测量作业人员均能熟练对轴瓦的厚度进行测量.

　　2　重复性与再现性(R&R)分析前的准备

　　测量系统的重复性和再现性分析的前提是测量系统经过校准为合格,其偏倚、线性和稳定性已经过评价且其评价的结果是可接受的[3].为此先对轴瓦厚度测量机进行了偏倚、线性和稳定性分析评价.本文只给出简单的分析步骤及分析结果(详细统计计算分析方法作者另有论文探讨).

　　2.1　偏倚分析

　　偏倚是指同一零件同一特性的测量值的平均值与真值(精测基准值)的差.采用独立样本法确定轴瓦厚度测量机的偏倚.(1)选取一片轴瓦,在精测室内连续测量10次,取其平均值作为可溯至相关标准的参考值,即基准值;(2)在轴瓦厚度测量机上对选取的轴瓦连续测量10次,将测量数据填入偏倚分析报表中,同时根据数据画直方图并进行评价,确定不存在特殊原因或异常点后继续分析;(3)计算出10次读数的平均值,即“观测平均值”,并根据观测平均值和基准值计算出偏倚量;(4)计算重复性标准差和平均值的标准差,计算偏倚量的t统计值;(5)计算偏倚量的(1-α)置信区间,如果0落在区间内,表明偏倚等于0的假设在α=5%的水平上是可以接受的.