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本课件从质量概念与传统质量控制的不足出发，说明计算机辅助质量系统的组成与功能结构，比较手工采集、半自动检测与三坐标测量等采集方式，给出X控制图的算法与判读规则，并介绍在线检测传感器与误差预报补偿控制原理。
第7章 计算机辅助质量系统技术
第7章 计算机辅助质量系统技术
质量的概念：质量是反映产品或服务满足明确和隐含需要能力的特征和特性的总和。
传统质量控制方法存在的问题（质量检验、性能试验、质量管理）
1.2 计算机在质量控制与管理中的应用
4. 质量检验与数据采集：外购原材料及零部件检测数据、零件制造过程检测数据和最终检验数据、制造系统运行状态数据、装配过程检测数据、成品试验数据及产品使用过程故障数据等。
5. 质量评价与控制：1) 制造过程质量评价、诊断与控制；2) 进货及供货质量评价与控制。
制造过程质量评价与控制原理：本页源文件仅标注小节名称，控制原理框图建议对照原课件图片补充。
1.6 质量综合管理
1.7 效益
2.1 CAQ 系统的基本组成：本页源文件仅标注小节名称，CAQ 系统的组成框图建议对照原课件图片补充。
2.2 CAQ 系统的信息流程：本页源文件仅标注小节名称，系统信息流程图建议对照原课件图片补充。
2.3 CAQ 系统功能设计与分析
2.4 CAQ 系统结构：由质量计划子系统（质量功能配置、质量计划编制、检验计划生成）、质量检控子系统（进货检验试验、过程检验试验、最终检验试验、不合格品控制、系统状态监测）、质量评价子系统（合同评审、管理评审、供货商评价、设计质量评价、制造质量评价、售后产品分析）和质量信息子系统（信息统计分析、质量文档管理、质量情报管理、质检人员管理、QC 活动管理、计量器具管理）构成。
与 CAD/CAPP/CAM 系统、MIS 系统经信息交换协议及接口规范互联，底层由分布式数据库、硬件及网络支撑，并设质量信息采集系统与质量信息反馈机制；覆盖产品设计、计划编制、采购供应、生产制造、销售及服务与质量保证等环节。
3. 质量信息的采集方法：手工采集、半自动检测、自动检测。
3.1 质量信息的手工采集
3.2 半自动检测：具有电信号输出的量仪 → 接口 → 输入计算机，经串行通讯接口、脉冲编码容栅传感器等接入计算机系统。
特点：灵活，不依赖于设备与地点；不易出错，效率高。
3. 自动检测：红外测头测量系统：由探测器、二次仪表、计数器（计数器1/2/3）、CPU、存储器、输入/输出、操作部分与控制系统组成，配合 X、Y、Z 轴坐标尺与接触测头，可与 NC 系统连接。
3. 质量信息的采集方法：本页源文件仅保留小节标题，自动检测相关图片建议对照原课件图片补充。
坐标测量机的测量项目
注：本页图例中标注的公差值 0.2 与具体项目的对应关系在源文件中难以切分，建议对照原课件图示核对。
自动检测的特点：灵活，易于实现加工误差补偿，不易出错，效率高；受装夹状态和机床精度影响，受环境影响大。主要用于安装、定位和中间测量。
3.3.2 三坐标测量机
3. 质量信息的采集方法：本页源文件仅保留小节标题，三坐标测量机或测头图片建议对照原课件图片补充。
3.3.3 基于传感器的过程信息在线检测
系统构成：制造过程及设备 ↔ A/D 转换器、脉冲计数器、D/A 转换器、脉冲发生器 ↔ 计算机系统（接触输入/输出接口）。
4. 质量控制与分析方法：反映质量状况、发展趋势、产生质量问题的原因。
X-控制图（平均值—极差控制图）：设有质量数据序列 {xn}，则算术平均值 X = (∑xi) / n（i = 1…n）。
标准偏差 σ = √[ ∑(xi − X)² / n ]（i = 1…n）。
于是有：
X-质量控制图：横轴为试样序列号，纵轴为质量特性数据；由 H、h、X、l、L 五条线将图面划分为正常区、警戒区与废品区（上下各一）。
应用场合：加工时间长、测量费用高、希望发现估计不到的原因并加以消除。
4.3 质量控制图的作用与规则
控制图的典型异常排列：以中心线、上界 H 与下界 L 为参照，样本值点越界、连续位于中心线一侧或出现趋势性排列均判为异常。本页源文件以四组图例示意，具体判定规则建议对照原课件图片补充。
| 类别 | 型式 | 特点 | 精度 | 常用量程 |
|---|---|---|---|---|
| 接触式 | 机械触点式 | 结构简单 | ±3% | 3~100 mm |
| 接触式 | 电阻式 | 简单可靠、稳定 | ±10~15%（小尺寸可达±2%） | 0.003~1 mm |
| 接触式 | 电感式 | — | ±1% | 0.025~2.5 mm |
| 接触式 | 电容式 | 可靠、自动化程度高 | 取决于器件的击穿电压 | 0.003~0.1 mm |
| — | 探针 | 取决于坐标尺及测头的精度 | — | 取决于机床坐标尺 |
| 非接触式 | 涡流式 | 温度压力影响小 | 取决于测量阻抗技术 | 0~15 μm 或 0~15 mm |
| 非接触式 | 超声波式 | 温度压力影响小 | ±5% | 3~300 mm |
| 非接触式 | X、γ 射线式 | 对环境要求高 | ±1~2% | — |
| 非接触式 | α 射线式 | 对环境要求高 | ±2~4% | 2~25 μm |
| 其它方法 | 气动式、感应同步器式、光栅式 | 取决于机电部件精度 | — | 可达大位移 250 mm（可接长） |
注：源文件本页数字与文字严重粘连，各型式的精度与量程对应关系按上下文整理，建议对照原表核对。
5.2 系统组成与工作原理：制造过程与设备经传感器、A/D 转换器、脉冲计数器接入计算机系统，计算机按预测与控制算法和目标函数运算，再经 D/A 转换器、脉冲发生器驱动执行部件完成补偿。
5.3 典型的误差预测与控制算法
5.4 应用实例：应用数控程序的误差补偿：图中横轴为测量位置（0~240 mm），纵轴为误差（0~0.16 mm），曲线 A~E 反映不同补偿方案下误差随位置的变化。
用专用补偿装置的误差补偿：机床与工件之间设置由压电陶瓷、柔性铰链、测试杆与控制杆组成的微位移补偿装置，经应变测试仪、滤波放大器、A/D 转换进入计算机，再由 D/A 转换与驱动电源控制补偿力 Fc。
误差预报补偿控制原理：干扰信号叠加到输入后产生输出，误差检测系统（有时间滞后）检出后进行误差数据分析、误差建模、误差预报，发出补偿控制命令，形成闭环补偿控制。
6. 质量事故的分析与诊断技术：鱼刺图：用于分析质量事故的原因与结果之间的关系。本页源文件仅标注“鱼刺图”，图片内容建议对照原课件图片补充。
6. 质量事故的分析与诊断技术：本页源文件仅保留小节标题，分析与诊断流程图片建议对照原课件图片补充。
7. 质量信息管理系统：目的、意义和作用。
需求分析与功能设计：1. 需求分析
质量管理组织机构：总经理 → 质量管理委员会 → 质量管理办公室；下设各技术部室部长/主任、各管理部室部长/主任、各分厂厂长、研究所所长；各车间主任下设质量管理领导小组、职能组长、职能人员、工段长、组长、质管小组与质理员，分专职与兼职两类。
原材料、外购件检验流程：编制检验计划 → 百分之百复检 / 批次抽检 → 外观检查 → 填写脱标材料处理单、文件记录、程序审批 → 材料标记 → 反馈材料信息给供应部 → 入出库登记 → 产前检查 → 投放生产。
检验结果分为一类、二类、三类：未检、不合格、合格；不合格者追回交换。
7.2.2 功能设计
7.2.3 设计系统的基本原则
7.2.4 设计系统的基本程序
7.3 系统结构与模块划分：1) 结构；2) 工作流程。本页源文件仅标注条目，模块划分图片建议对照原课件图片补充。
系统功能模块：用户界面面向质量管理人员与质量检验人员，下设质量计划（质检计划、质检规程设计）、质量检验、质检跟踪、质检统计、系统帮助与系统工具，统一访问质量数据库。
7.4 开发运行环境设计
思考题
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