连杆综合测量及SPC统计分析

　　1 引言

　　被检测零件是某型号汽车发动机的连杆，其结构形状不是很复杂，但加工尺寸精度要求较高，特别是两个轴孔的尺寸精度及其形位精度公差要求较高，需要对其最终工序后的连杆零件进行孔径、平行度、垂直度、圆柱度等的检测。零件被测要素如图1所示，检测项目见表1，被检测项目共8项，如图1中序号标记示。根据被测要素的特点，使用20路传感器分别测量连杆的各截面的直径、垂直度、圆柱度等测量参数[4]，将检测数据信号接入计算机辅助测量仪，通过专用软件的程序进行分析处理显示测量数据，检测零件是否合格。该测量检具作为终检机在线使用，操作简单，使用方便，测量结果准确、稳定。

　　2 测量点的布置

　　针对连杆被测参数的位置及检测要素的不同，通过传感器及测头、测头螺杆等元件对零件的被测要素进行检测。零件被测要素较多，需要合理地布局测量点，以免各测量点不相互干涉。根据测量面布置测点的原理[1]，同时兼顾各个测点的位置关系，共采用20路传感器。在连杆大孔圆柱面内布置两个测量截面，共8个测量点(T1～T8)， 根据零件相应尺寸及测量截面尽量远的要求，两截面距离设置为35mm; 小孔圆柱面内布置两个测量截面，共8个测量点(T9～T16)，与大孔要求一致，两截面距离设置为22mm; 零件下面布置4个测量点(T17～T20)。连杆零件上各测量点的布置位置如图2所示，测量点的布置与各要求检测项目相对应，见表2。

　　3 检具结构设计

　　检具结构设计如图3所示。

　　检具由支架支承，在支架中间底部安装了汽缸(出螺杆螺纹为M14×1.5mm)，通过缓冲器及接近开关控制其汽缸的工作过程和行程。零件检测之前先开动汽缸使托板21向上运动，使托板上表面高出检具定位柱19和22内的测头位置。测量时，采用手动上下料， 由人工将连杆零件放置在托板上并与定位柱19和22上的尼龙闷盖进行导向初定位。零件放置好后，由缓冲器控制， 在直线运动球轴承的导向作用下，汽缸螺杆带动托板匀速地向下运动，连杆零件在自身重力作用下也随之一起向下运动，当连杆零件碰到支承块限位并定位后就不再向下运动，汽缸停止工作，此时，零件到达了测量点布置的位置。各个测头与零件上对应的测量点接触将测量的数据通过传感器将信号接入计算机辅助测量仪，通过计算机的程序进行控制。测头的测量力为0.8～1.2N，测量分辨率≤0.001mm，测头预压量为0.20～0.25mm。

　　4 SPC统计分析

　　SPC是优化企业质量管理必不可少的工具和手段，利用系统软件(SPC符合EU880A标准，通过认证) 完整的SPC统计分析功能进行测量评定和统计分析，可以进行动态采样[6]，计算机与PLC间使用I/O信号进行状态通信，计算机直接进行采样和I/O控制，通过功能检测。 检控运行状态包括所有测头的测量形成检查，测量的结果直接显示在计算机上，每个测量项目是否超差，在屏幕上均有醒目的显示：绿色表示数据为合格的，红色表示不合格，黄色表示预警。同时还可以显示各个测量点的数据结果，SPC 统计分析测量数据如图4所示。系统自动对测量结果统计，合格数量及不合格数量，测量数据自动存储，存储数据大于200万次。测量前 要用调整环对检具测量点进行调整传感器平衡工作。通过以上措施，该连杆综合测量仪检具工作频次达到15秒/件，实现了高效率、自动化测量。