基于光栅式数字测量仪的统计过程控制

　　光栅式数字测量仪利用激光扫描技术进行无接触式测量,可以精确地测量被测对象的位置、厚度、宽度及外径等精确度要求较高或者用普通仪器较难测量 的部分,精度可以达到微米级.统计过程控制(SPC)是利用统计技术来控制过程,并持续改进过程.在对光电二极管的注胶检测中,采用统计过程控制的方法动 态地检测产品是否符合要求,并且根据检测的信息在生产过程中随时调整生产策略,避免了生产资料的浪费.由于光电二极管的厚度精度要求较高,选用光栅式数字 测量仪进行测量,从而得到有效的数据.

　　1　系统的工作原理

　　1.1　数据采集

　　光栅式数字测量仪的数据输出速率为2.4kbps,输出方式有模拟量输出和二进制压缩BCD码输出两种方式.考虑到精度要求,本系统采用了二进制压缩BCD码输出测量的数据,并将这些数据通过数据采集电路传给计算机.

　　在进行二极管注胶检测的过程中,每8个二极管为一组,机械装置每检测一组会有一个动作,稍作停留再进行下一组二极管的检测,这一过程大约需要2 s.所以,每检测一组二极管,仪器会输出一个触发信号说明检测开始.时序图如图1所示.

　　测量仪输出16位BCD码,高8位表示小数点前两位,低8位表示小数点后两位.由于实际测量中测量值的十位数不会超过2,所以将这16位中的低 14位与数字采集电路16位数字输入的低14位连接,数字采集电路16位数字输入的最高位输入触发信号Strobe,次高位则输入表示数据极性的信号(该 信号由测量仪输出).

　　数据采集电路的采集速度可以达到50 kbps,完全能够与光栅式测量仪的数据输出速率匹配.当数据采集电路接收触发信号Strobe为高电平时,开始数据采集;当触发信号Strobe为低电平时,停止数据采集.系统工作原理如图2所示.

　　1.2　数据分析

　　在统计控制状态下的任何一个生产过程,总存在着一定量的固有的或自然的变化.它是由许多偶然因素形成的偶然波动的累积效果.由于这种波动比较 小,所以认为这时生产过程处于受控状态或称为稳态.此外,在生产过程中有时也发生由异常因素造成的异常波动,如由于设备调整不当、人为差错或原材料的缺陷 而导致的质量波动.与偶然波动相比这种异常变化要大得多,而且往往表现出一定的趋势和规律,此时认为生产过程处于失控状态[1].

　　一般常用控制图监测生产过程状态.控制图中有中心线CL、上控制界限UCL和下控制界限LCL,并且有按时间顺序抽取的样本统计量数值的描点序列.

　　在进行数据分析时,采用传统的休哈特控制图中的控制图反映现场测试的情况,并在界面上显示出来,以反映产品的质量,为生产线上工序的改进提供依据.