數(shù)字化加工過程質(zhì)量控制方法與技術(shù)

前言

21世紀(jì)，先進(jìn)制造技術(shù)呈現(xiàn)出精微化、數(shù)字化、信息化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的顯著特點(diǎn)，同時也代表了技術(shù)科學(xué)綜合交叉融合的發(fā)展趨勢。高技術(shù)領(lǐng)域如光電子、納電子、機(jī)器視覺、控制理論、生物醫(yī)學(xué)、航空航天等學(xué)科的發(fā)展，為先進(jìn)制造技術(shù)提供了更多更好的新理論、新方法和新技術(shù)，出現(xiàn)了微納制造、生物制造和電子制造等先進(jìn)制造新領(lǐng)域。隨著制造學(xué)科與信息科學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、管理科學(xué)、納米科技的交叉融合，產(chǎn)生了仿生機(jī)械學(xué)、納米摩擦學(xué)、制造信息學(xué)、制造管理學(xué)等新興交叉科學(xué)。21世紀(jì)地球資源和環(huán)境面臨空前的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，要求制造技術(shù)比以往任何時候都更重視環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排、循環(huán)制造和可持續(xù)發(fā)展，激發(fā)了產(chǎn)品的安全性和綠色度、產(chǎn)品的可拆卸性和再利用、機(jī)電裝備的再制造等基礎(chǔ)研究的開展。《21世紀(jì)先進(jìn)制造技術(shù)叢書》旨在展示先進(jìn)制造領(lǐng)域的最新研究成果，促進(jìn)多學(xué)科多領(lǐng)域的交叉融合，推動國際間的學(xué)術(shù)交流與合作，提升制造學(xué)科的學(xué)術(shù)水平。我們相信，有廣大先進(jìn)制造領(lǐng)域的專家、學(xué)者的積極參與和大力支持，以及編委們的共同努力，本叢書將為發(fā)展制造科學(xué)，推廣先進(jìn)制造技術(shù)，增強(qiáng)企業(yè)創(chuàng)新能力做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。先進(jìn)機(jī)器人和先進(jìn)制造技術(shù)一樣是多學(xué)科交叉融合的產(chǎn)物，在制造業(yè)中應(yīng)用范圍很廣，從噴漆、焊接到裝配、拋光和修理，成為重要的先進(jìn)制造裝備。

內(nèi)容概要

本書以零件數(shù)字化加工過程的多源多工序質(zhì)量控制問題為研究對象，重點(diǎn)論述了作者在理論方法與關(guān)鍵使能技術(shù)方面所取得的研究成果。全書共由9章組成。其中，第1章從總體上介紹了數(shù)字化加工過程質(zhì)量控制問題及其內(nèi)涵；第2、3章則從工序流和測量與傳感網(wǎng)絡(luò)配置的角度出發(fā)，闡述了零件加工過程建模、質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集與處理等方面的方法及關(guān)鍵技術(shù)細(xì)節(jié)；作為本書的重點(diǎn)，第4章系統(tǒng)介紹了基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的工序誤差傳遞建模與解算方法；第5～8章則從穩(wěn)態(tài)生產(chǎn)控制的角度出發(fā)，介紹了面向工序的統(tǒng)計過程質(zhì)量控制方法、控制圖模式識別、基于設(shè)備的e—QC結(jié)點(diǎn)模型及其工件加工質(zhì)量跟蹤方法、工件質(zhì)量的變化管理、基于統(tǒng)計過程控制的加工誤差溯源等；第9章從加工設(shè)備的精度保障角度出發(fā)，論述了設(shè)備健康維護(hù)的方法與技術(shù)?！　”緯瓤晒氖孪冗M(jìn)制造領(lǐng)域內(nèi)研發(fā)和工業(yè)應(yīng)用的工程科技人員、高校院所的研究人員參考，也可作為相關(guān)專業(yè)本科生及研究生的教學(xué)參考書。

書籍目錄

《21世紀(jì)先進(jìn)制造技術(shù)叢書》序 前言 第1章 緒論 　1.1 數(shù)字化加工過程質(zhì)量控制概述 　　1.1.1 數(shù)字化加工多源多工序過程質(zhì)量控制的提出 　　1.1.2 數(shù)字化加工多源多工序過程質(zhì)量控制的特征與內(nèi)涵 　1.2 數(shù)字化加工過程閉環(huán)質(zhì)量控制 　　1.2.1 數(shù)字化加工過程的穩(wěn)態(tài)生產(chǎn)要求 　　1.2.2 數(shù)字化加工過程質(zhì)量控制的閉環(huán)流程 　1.3 數(shù)字化加工過程質(zhì)量控制穩(wěn)態(tài)的實(shí)現(xiàn)模式 　　1.3.1 多源多工序過程質(zhì)量控制體系結(jié)構(gòu) 　　1.3.2 多源多工序過程質(zhì)量控制實(shí)現(xiàn)框架與執(zhí)行邏輯 　1.4 實(shí)現(xiàn)多源多工序過程質(zhì)量控制的關(guān)鍵技術(shù) 　　1.4.1 數(shù)字化加工的工序流配置技術(shù) 　　1.4.2 面向工序流的數(shù)字檢測傳感網(wǎng)絡(luò) 　　1.4.3 工序流誤差傳遞建模與關(guān)鍵工序結(jié)點(diǎn)識別技術(shù) 　　1.4.4 工序結(jié)點(diǎn)質(zhì)量穩(wěn)態(tài)控制技術(shù) 　　1.4.5 工序流質(zhì)量實(shí)時跟蹤技術(shù) 　　　1.4.6 工序流質(zhì)量變化管理技術(shù) 　　1.4.7 加工質(zhì)量缺陷診斷與設(shè)備健康維護(hù)技術(shù) 第2章 數(shù)字化加工的工序流配置 　2.1 多工藝路線規(guī)劃 　　2.1.1 數(shù)字化加工的多工序流規(guī)劃策略 　　2.1.2 多工藝路線規(guī)劃數(shù)學(xué)模型 　　2.1.3 基于蟻群算法的多工藝路線求解 　　2.1.4 基于蟻群算法的非線性多工藝路線規(guī)劃實(shí)例 　2.2 工序公差的優(yōu)化分配 　　2.2.1 多工序多特征公差優(yōu)化思路 　　2.2.2 特征成本函數(shù)構(gòu)建 　　2.2.3 基于ATC的工序公差優(yōu)化求解 　2.3 工序流配置建模與優(yōu)化 　　2.3.1 面向多工序流的零件聚類分析思路 　　2.3.2 基于加權(quán)有向圖的零件工藝描述模型 　　2.3.3 基于群體智能算法的工序流優(yōu)化 　　2.3.4 實(shí)例分析 　2.4 本章小結(jié) 第3章 數(shù)字化測量與傳感網(wǎng)絡(luò) 　3.1 數(shù)字化加工過程多源質(zhì)量數(shù)據(jù)的獲取方法 　　3.1.1 數(shù)字化加工過程閉環(huán)質(zhì)量控制的數(shù)據(jù)需求特點(diǎn) 　　3.1.2 數(shù)字化檢測傳感網(wǎng)絡(luò)的提出 　3.2 數(shù)字檢測儀器的配置 　　3.2.1 基于零件加工特征的檢測儀器配置框架 　　3.2.2 零件加工特征網(wǎng)絡(luò)分析 　　3.2.3 檢測儀器配置空間建模 　　3.2.4 基于本體的檢測儀器配置 　3.3 工序物流信息的RFID讀寫器配置 　　3.3.1 RFID數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 　　3.3.2 RFD數(shù)據(jù)獲取預(yù)處理 　3.4 數(shù)字檢測傳感網(wǎng)絡(luò)性能評價 　　3.4.1 數(shù)字檢測傳感網(wǎng)絡(luò)模型 　　3.4.2 基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的數(shù)字檢測傳感網(wǎng)絡(luò)性能分析 　3.5 工序尺寸數(shù)據(jù)在線測量技術(shù) 　　3.5.1 數(shù)控加工軸外徑在線測量系統(tǒng)組成 　　3.5.2 測量系統(tǒng)設(shè)計與試驗平臺搭建 　　3.5.3 測量系統(tǒng)誤差評定 　3.6 葉片類復(fù)雜曲面零件的測量儀研制及其加工誤差評定 　　3.6.1 基于Keyence激光傳感器的數(shù)控測量儀 　　3.6.2 測量儀誤差測定與補(bǔ)償 　　3.6.3 葉片類復(fù)雜零件的測量路徑規(guī)劃 　　3.6.4 葉片型線數(shù)字化建模 　　3.6.5 葉片型線理論曲線與測量曲線的誤差比對分析 　　3.6.6 葉片型線加工誤差評估 　3.7 本章小結(jié) 第4章 工序誤差傳遞建模與解算 第5章 數(shù)字化加工的質(zhì)量穩(wěn)態(tài)控制 第6章 基于設(shè)備e-QC模型的工件加工質(zhì)量跟蹤 第7章 數(shù)字化加工的工件質(zhì)量變化管理 第8章 數(shù)字化加工的誤差溯源 第9章 數(shù)字化加工的設(shè)備健康維護(hù) 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：（2）加工過程的數(shù)字化質(zhì)量控制理論與方法及其與加工設(shè)備服役性能評價的融合。提高對制造過程中工件質(zhì)量相關(guān)的各類數(shù)據(jù)、信息（來自設(shè)備、工藝、工件等）的獲取和處理能力，是提高對零件加工質(zhì)量的控制能力和實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)生產(chǎn)過程的關(guān)鍵。當(dāng)前，與國外制造企業(yè)相比，我國的復(fù)雜精密零件的制造工藝水平和相應(yīng)的質(zhì)量控制能力亟待提高。造成這種現(xiàn)象的直接原因之一是我國對這些重要基礎(chǔ)件的制造工藝信息流的演變規(guī)律和過程質(zhì)量控制的核心知識仍有待進(jìn)一步掌握，同樣的設(shè)備、生產(chǎn)線下，生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量差異巨大，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）對生產(chǎn)過程的多源和多工序誤差產(chǎn)生與演化的機(jī)理認(rèn)知不清，在誤差溯源與補(bǔ)償方面缺少理論與技術(shù)依據(jù)，導(dǎo)致同等裝備條件下加工精度控制能力差，無法有效實(shí)現(xiàn)加工過程的多工序誤差控制。（2）缺乏可利用的工件、工藝、設(shè)備等底層的數(shù)字化制造質(zhì)量信息及相關(guān)的增值計算方法，導(dǎo)致在加工誤差分析中缺乏用于決策的前提信息。（3）制造過程中的諸多環(huán)節(jié)上有關(guān)誤差信息的提取、分析等工作互不關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致制造誤差主要以事后控制為主，缺乏主動預(yù)測與在線控制。數(shù)字化制造模式為解決這些問題提供了很好的環(huán)境，在數(shù)字化制造環(huán)境下，通過構(gòu)建檢測傳感網(wǎng)絡(luò)獲取工件、工藝、設(shè)備等底層的質(zhì)量數(shù)據(jù)已成為可能，這些底層數(shù)據(jù)信息通常蘊(yùn)含制造過程質(zhì)量狀態(tài)的變化特征，掌握“工件一設(shè)備群一工序流”系統(tǒng)在“誤差信息流”作用下的復(fù)雜關(guān)聯(lián)規(guī)律與交互機(jī)理是實(shí)現(xiàn)多源多工序制造過程“精確質(zhì)量控制”的關(guān)鍵。因此，本書研究的問題主要定位在多源多工序數(shù)字化加工過程，從工序流配置、檢測傳感網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、誤差傳遞網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)型、質(zhì)量信息增值處理與穩(wěn)態(tài)控制、工件加工質(zhì)量變化管理及加工誤差溯源，以及加工設(shè)備維護(hù)決策等層面出發(fā)，研究面向加工工序流的數(shù)字化質(zhì)量控制理論與方法，以實(shí)現(xiàn)零件數(shù)字化加工過程的（近）零缺陷穩(wěn)態(tài)生產(chǎn)。

編輯推薦

《數(shù)字化加工過程質(zhì)量控制方法與技術(shù)》由科學(xué)出版社出版。

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