一、控制圖在瑕疵檢測中的基本原理

控制圖是一種用于監(jiān)控過程穩(wěn)定性的工具,在瑕疵檢測中也有應(yīng)用。它基于統(tǒng)計原理,通過對樣本數(shù)據(jù)的收集和分析來判斷過程是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。對于瑕疵檢測而言,樣本數(shù)據(jù)就是與瑕疵點相關(guān)的數(shù)據(jù),例如在一定生產(chǎn)時間段內(nèi)出現(xiàn)的瑕疵點數(shù)量、瑕疵點的尺寸等數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)收集:首先需要確定合適的樣本量和抽樣間隔。例如在生產(chǎn)線上,每隔一定時間(如每小時)抽取一定數(shù)量(如10個)的產(chǎn)品來檢查瑕疵點情況,記錄下每個樣本中的瑕疵點數(shù)量等相關(guān)數(shù)據(jù)。

確定控制界限:根據(jù)統(tǒng)計原理計算出控制上限(UCL)、中心線(CL)和控制下限(LCL)。中心線通常是樣本數(shù)據(jù)的平均值,控制上限和控制下限則是在一定的置信水平下確定的界限值。如果數(shù)據(jù)點超出了控制界限,就表明過程可能出現(xiàn)了異常,即瑕疵點的產(chǎn)生可能存在特殊原因,需要進行調(diào)查。例如,在以瑕疵點數(shù)量為數(shù)據(jù)的情況下,假設(shè)中心線CL為每個樣本平均5個瑕疵點,如果某個樣本的瑕疵點數(shù)量達到了10個(超過了控制上限),就需要關(guān)注生產(chǎn)過程是否發(fā)生了變化導(dǎo)致瑕疵點增多。

二、常見的基于控制圖的瑕疵檢測類型

(一)計數(shù)型控制圖

c圖(缺陷數(shù)控制圖)

適用于樣本大小固定,且關(guān)注的是樣本中的缺陷數(shù)(瑕疵點個數(shù))的情況。例如在一批印刷電路板的生產(chǎn)中,每個電路板就是一個樣本,統(tǒng)計每個電路板上的瑕疵點個數(shù)。如果c圖顯示某一電路板的瑕疵點個數(shù)超出了控制上限,就可能表示生產(chǎn)該電路板時的某個環(huán)節(jié)(如印刷工藝、元件焊接等)出現(xiàn)了問題,需要對相應(yīng)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行檢查和調(diào)整。

u圖(單位缺陷數(shù)控制圖)

當樣本大小不固定時使用。比如在不同尺寸的塑料制品生產(chǎn)過程中,由于產(chǎn)品大小不同,每個產(chǎn)品上出現(xiàn)瑕疵點的機會也不同,此時用u圖來監(jiān)控單位產(chǎn)品面積(或體積等)上的瑕疵點數(shù)量更合適。如果u圖顯示某一產(chǎn)品單位面積上的瑕疵點數(shù)量異常高,就需要檢查生產(chǎn)該產(chǎn)品時的原材料、生產(chǎn)設(shè)備或操作工藝等是否存在問題。

(二)計量型控制圖

X – R圖(均值 – 極差控制圖)

用于監(jiān)控過程的均值和離散程度。在瑕疵檢測中,如果瑕疵點的某個特征(如瑕疵點的直徑、深度等)是可以用數(shù)值精確測量的,就可以使用X – R圖。例如在金屬零件表面瑕疵檢測中,測量每個零件表面瑕疵點的深度,計算樣本的均值(X)和極差(R,樣本中最大值與最小值之差)。如果X圖或R圖顯示數(shù)據(jù)超出控制界限,說明生產(chǎn)過程中影響瑕疵點深度的因素(如加工刀具的磨損、切削參數(shù)的變化等)可能出現(xiàn)了異常,需要進行調(diào)整。

三、控制圖在瑕疵檢測中的優(yōu)勢與局限性

(一)優(yōu)勢

過程監(jiān)控的直觀性:通過簡單的圖形展示,能夠直觀地看到瑕疵點相關(guān)數(shù)據(jù)的變化趨勢和波動情況,方便操作人員快速判斷生產(chǎn)過程是否穩(wěn)定。例如,在生產(chǎn)車間的看板上展示控制圖,工人可以一眼看出瑕疵點數(shù)量是否在正常范圍內(nèi),不需要復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析技能。

瑕疵檢測的方法—監(jiān)測瑕疵點的控制圖

及時發(fā)現(xiàn)異常:能夠及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中導(dǎo)致瑕疵點異常的變化,有助于及時采取糾正措施,減少不合格品的產(chǎn)生。如一旦控制圖顯示瑕疵點數(shù)據(jù)超出控制界限,生產(chǎn)管理人員可以立即停止生產(chǎn)線,對可能的原因進行排查,避免更多有瑕疵的產(chǎn)品被生產(chǎn)出來。

(二)局限性

對樣本的依賴性:控制圖的有效性依賴于樣本數(shù)據(jù)的代表性和準確性。如果抽樣方法不合理,或者樣本量過小,可能會導(dǎo)致控制圖給出錯誤的指示。例如,只從生產(chǎn)線的某一個局部位置抽樣,而該位置不能代表整個生產(chǎn)線的情況,那么根據(jù)這些樣本數(shù)據(jù)繪制的控制圖就不能準確反映整個生產(chǎn)過程中的瑕疵點情況。

無法確定根本原因:雖然控制圖能夠提示過程出現(xiàn)了異常,但它不能直接指出導(dǎo)致瑕疵點異常的根本原因。例如,控制圖顯示瑕疵點數(shù)量突然增加,但具體是原材料的變化、設(shè)備故障還是操作失誤等原因,還需要進一步的調(diào)查和分析。