Глава 5. Оценка стабильности технологических процессов.

5.1. Основные задачи оценки стабильности

Стабильность – является важнейшим составляющим понятия качества приборов или технологических процессов (для упрощения будем в дальнейшем использовать понятие техпроцесс, хотя рассмотренные методы применимы и к анализу стабильности производимых изделий). От стабильности зависит надежность, экономические показатели, качество производимых изделий в целом.

Стабильность техпроцесса – это свойство, характеризующее постоянство параметров в условиях воздействий технологических погрешностей, дестабилизирующих факторов, износов и старения. При этом подразумевается неизменность параметров относительно своего начального значения и неизменность закона распределения.

Используется так же понятие устойчивость – свойство сохранять точность параметров во времени. Процесс может быть устойчивым, но не стабильным, когда его параметры изменяются с течением времени по какому то закону.

Понятие стабильности аналогично понятию надежности техпроцесса, т.к. и в том и в другом случае оценивается изменение точности во времени. С учетом фактора времени можно рассматривать стабильность для:

• быстро протекающих процессов ( исчисляемых секундами и минутами) -

вибрации, колебания параметров источников питания и др. Для оценки стабильности используют выборки (экспериментальные партии), характеризующиеся мгновенным распределением, когда исследуется изменение параметра x за малый промежуток времени ∆t;

• процессы средней скорости (например, износ резца), эти процессы характеризуются длительностью в минутах и часах;

• медленно протекающие процессы (например, износ оборудования). В последних двух случаях используется понятие полного распределения, за какой то значительный период времени.

В общем случае для разных типов технологического оборудования стабильность различается в больших пределах. Так время работы до износа сверла при сверлении печатных плат - в пределах десяти минут, а стабильность прессовых операций или литья может характеризоваться часами и сменами.

Для рассмотрения особенностей проблемы стабильности технологических процессов используем графическое изображение поля допуска и поля рассеивания с помощью точностной диаграммы. При этом возможны следующие варианты.

• распределение гауссовское, среднее значение и дисперсия постоянны;

• если время работы оборудования нельзя считать пренебрежимо малым, то следует ожидать увеличения дисперсии параметров;

• из-за наличия систематических закономерно изменяющихся погрешностей происходит смещение центра настройки (рис.5.1), необходимо определить время подналадки;

Рис. 5.1. Изменение точности во времени.

По ГОСТ 16304-74 для оценки точности и стабильности используют следующие показатели.

1. Коэффициент точности относительно номинального значения параметра, выраженный отношением погрешности значения параметра к номинальному значению параметра x_n

; ,

где x_д – действительное значение параметра.

2. Коэффициент точности относительно поля допуска

, где - величина поля допуска.

3. Коэффициент точности

.

4. Коэффициент вариации

По ГОСТ 16467 – 70

1. Показатель уровня настройки , где - заданный центр настройки; - среднее значение первой мгновенной выборки после настройки станка; - поле допуска,

2. Показатель смещения центра, рассеяния , где - среднее значение последней перед новой настройкой мгно­венной выборки.

3. Показатель межнастроечной стабильности (для 1-й и последней мгновенных выборок).

4. Показатели рассеяния

K_P - рассчитывают по выборкам (за исключением мгновенной).

5. Показатели стабильности рассеяния, т.е. рассеяние за время t₁ или t₂.

Для оценки стабильности также могут быть использованы следующие методы.

1. Оценка постоянства величины мгновенного рассеивания в пределах одной партии деталей с помощью критерия Фишера (Романовского, Бартлера, Кохрена).

2. Оценка систематических ошибок с помощью критерия Стьюдента, метода автокорреляции.

3. Использование точностных диаграмм (контрольных карт).