Точность и устойчивость технологических процессов

Оценка точности ТП основывается на определении погрешности соответствующих параметров, а точнее характера его распределения, которое наиболее полно может быть представлено в виде кривой распределения, построенной на основе гистограммы или полигона (практическое занятие). Пользуясь данной зависимостью можно оценить центр группирования значений параметра М_х и показатели его рассеяния (среднеквадратическое отклонение σ или размах R).

На рисунке в качестве основных характеристик поля допуска приняты:

М_х – центр группирования отклонений;

σ_х - среднеквадратическое отклонение;

Δ_х – координата середины поля допуска элемента относительно номинального значения;

δ_х – половина абсолютной величины поля допуска i-того элемента.

Для оценки точности ТП нужно оценить отклонение среднего значения величины от номинала. Отклонение считается незначимым, если выполняется неравенство

где - номинальное значение исследуемого параметра, взятое из ТУ или по маркировке элементов;

t - уровень значимости, который определяется из условия требуемой надежности выводов. Обычно принимают t =3, что соответствует надежности выводов р = 0,9973 при нормальном распределении.

Коэффициент α_i характеризует несимметричность распределения отклонений параметров схемного элемента относительно середины поля допуска, т.е. отклонение среднего значения от М_х, выраженное в долях поля допуска

Коэффициент относительного рассеивания К_i служит мерой сравнения величины рассеивания i-того элемента схемы с величиной поля допуска по ТУ. Его величину вычисляют по формуле

Качество электронного устройства зависит от состояния технологического процесса, его устойчивости и точности.

Полная устойчивость технологического процесса означает, что колебания проверяемых признаков качества точно соответствуют кривым нормального распределения, причем среднее значение проверяемого признака качества постоянно совпадает с центром поля допуска, а все отклонения располагаются в контрольных границах, меньших, чем поле допуска.

Понятие устойчивости технологического процесса является относительным, так как ни один технологический процесс практически не может быть абсолютно устойчивым, потому, что с течением времени в нем наряду со случайными причинами начинают сказываться и систематические причины – износ инструментов, разладка приспособлений, оборудования и т.д. Кривые распределения признаков качества могут принимать вид кривых, показанных на рисунке.

 

Полная характеристика устойчивости технологического процесса может быть получена сравнением расположения среднего арифметического значения по отношению к середине поля допуска и выяснением пределов колебания признаков качества относительно их среднеквадратической и определением соотношения между границами колебаний, свойственных данному процессу, и предельными значениями допуска.

Наиболее часто встречающиеся случаи распределения параметров относительно поля допуска.

 

 

Очевидно, что в последнем случае технологический процесс не обеспечивает требуемой точности изготовления изделий, однородности признаков их качества и нуждается в соответствующей корректировке, а иногда и коренном пересмотре.

Несмотря на то, что в первых трех случаях кривые распределения признаков качества находятся внутри поля допуска, они не могут быть равнозначны при характеристике технологического процесса, так как сами по себе кривые полностью не характеризуют степень устойчивости процесса.

Полная характеристика устойчивости технологического процесса может быть получена сравнением расположения среднего арифметического значения по отношению к середине поля допуска и выяснением пределов колебания признаков качества относительно их среднеарифметической и определением соотношения между границами колебаний, свойственных данному процессу, и предельными значениями допуска.

Общее распределение параметров складывается из мгновенного распределения размахов R₁, R₂,…, R_n, которое является результатом воздействия случайных причин, а также изменения положения центра группировки (центра настройки) под действием систематических причин.

Коэффициент смещения процесса относительно середины допуска определяется по формуле

,

где Δ_0i – середина поля допуска;

2δ – величина поля допуска.

Показатель точности процесса определяется по формуле

,

где R – величина размаха.

Величина К₂ характеризует соотношение между физической точностью работы оборудования и допуском на контролируемый параметр.

Если 0,6 < К₂ ≤0,85, то точность процесса достаточна и удовлетворяет требований статистического контроля.

При К₂ > 0,85 необходимо увеличить точность обработки или расширить поле допуска.

При К₂ < 0,60 точность процесса чрезмерная и работа может быть выполнена на менее точном оборудовании.

Степень устойчивости процесса по параметру измеряется коэффициентом К₃, определяемым по формуле

где σ₀ – моментное среднеквадратическое отклонение, мера мгновенного рассеяния;

σ –общее среднеквадратическое отклонение.

Процесс считается устойчивым, если К₃ близок к 1.

Дополнительной характеристикой устойчивости процесса является число подналадок Н за наблюдаемый период времени Т и коэффициент длительности периода между наладками К_Н:

Величина К_Н характеризует способность процесса длительно сохранять свое нормальное течение без подналадок.

По величине К₁ определяют качество настройки процесса, а по коэффициентам К₂ и К₃ – точность и устойчивость процесса.