基于数控机床的质量保证系统的总体框架研究

　　随着科学技术的迅猛发展，数控机床(NC)、柔性加工中心(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)、敏捷制造系统(Agile Manufacturing System)等先进制造系统相继问世。这些先进制造系统给原有的生产方式和组织方式带来了巨大的变革。数控机床作为这些先进制造系统中不可缺少的核心设备，起着越来越重要的作用。然而，无论是国内还是国外，数控加工过程中的质量问题，严重地影响和制约着这些先进制造系统的总体效益发挥，同时也制约着这些先进制造系统的迅速普及和推广。数控加工系统在使用过程当中存在问题的原因，除了人员的素质因素外，主要表现在缺乏：

　　(1)如何有效检验加工过程数控代码的合理性，避免刀具与机床、刀具与工件的意外碰撞；

　　(2)如何对数控机床故障进行快速诊断和报警，避免机床的损坏和工件的报废；

　　(3)如何对刀具的破损、磨损进行准确、及时判断，既要避免因过早换刀而造成的不必要的浪费，又要避免因换刀过迟而造成工件质量的不合格；

　　(4)如何对加工过程中存在的误差进行及时检测、补偿和控制，这不仅对一般加工过程具有重要意义，而且对精加工和超精加工来说，同样具有重要的意义。

　　质量保证(QualityAssurance)技术是近年来新兴起的一门综合技术。它不单单是传统的统计质量控制和事后质量检验技术，而是包含着更为广泛的内涵。它融合了计算机仿真技术、计算机辅助测试技术、检测控制技术和人工智能技术等新技术。在诸如CIMS、FMS这样的高集成化、高自动化的无人化生产系统中，建立基于数控系统(数控加工中心)的可靠的质量保证子系统是整个系统正常运行的基本前题。当然，建立可靠有效的质量保证系统对于数控加工单元的高效运行，同样是非常重要的。

　　一、基于数控的质量保证系统的组成

　　1．质量保证含义与分类

　　所谓质量，是指在一个产品或服务中，影响满足指定要求的所有特征和特性的总和；所谓质量保证，是指实现质量所需要采取的全部活动和职责。传统概念上的质量保证，指仅基于生产过程的质量管理和基于统计检验的质量控制。新概念下的质量保证，则囊括了从产品的开发、设计、研制，到试生产、生产、销售、及售后服务等全过程活动，尤其在现代企业的自动化生产中，质量保证技术已经通过计算机网络，集成到整个生产过程之中。

　　质量保证技术一般可分为以下几类：

　　(1)设计质量保证技术旨在从设计阶段，从根本上保证和提高产品的性能和质量，确保加工工艺的可行性与优化性；设计质量保证已从过去的产品结构设计、功能设计和成本设计变成产品多项质量特征综和性能优化设计、工艺优化设计、产品设计评价和设计验证与仿真等，从设计的角度，提高工艺过程的鲁棒性。

　　(2)加工质量保证技术旨在从生产加工阶段，对产品性能指标的实现过程，实施有效控制。它主要集中表现为加工单元上的各种技术。

　　加工质量保证是整个制造过程中最关键的一环，是无人化自动生产的基本条件。它既是研究的热点，也是研究的难点。该项技术融合了数据采集与检测技术、数据预处理与分析技术、人工智能和计算机仿真与控制技术等多项技术，是80年代以来国内外质量保证技术研究的主流，现在仍是研究的热点技术。

　　(3)事后质量控制技术旨在抽检已加工完成的成品／半成品的实际质量，并对生产加以反馈控制。它是监督整个系统运行状态不可缺少的一项技术。

　　(4)集成综合质量保证技术旨在适应计算机技术发展的需要，将质量保证技术有效集成在诸如CIMS，FMS等环境下，通过计算机电络系统，使 CAD／CAM， CAPP， CAQC，CNC，ROBOT，CMM等先进技术与质量保证(QA)技术一体化，实现产品质量的实时监测监控，提高无人化生产的可靠性，从而充分发挥这些先进制造系统的作用。

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