数字化加工过程质量控制方法与技术PDF电子书下载

《21世纪先进制造技术丛书》序 1

前言 1

第1章 绪论 1

1.1 数字化加工过程质量控制概述 1

1.1.1 数字化加工多源多工序过程质量控制的提出 1

1.1.2 数字化加工多源多工序过程质量控制的特征与内涵 2

1.2 数字化加工过程闭环质量控制 3

1.2.1 数字化加工过程的稳态生产要求 3

1.2.2 数字化加工过程质量控制的闭环流程 4

1.3 数字化加工过程质量控制稳态的实现模式 5

1.3.1 多源多工序过程质量控制体系结构 5

1.3.2 多源多工序过程质量控制实现框架与执行逻辑 7

1.4 实现多源多工序过程质量控制的关键技术 11

1.4.1 数字化加工的工序流配置技术 11

1.4.2 面向工序流的数字检测传感网络 11

1.4.3 工序流误差传递建模与关键工序结点识别技术 12

1.4.4 工序结点质量稳态控制技术 12

1.4.5 工序流质量实时跟踪技术 13

1.4.6 工序流质量变化管理技术 13

1.4.7 加工质量缺陷诊断与设备健康维护技术 13

第2章 数字化加工的工序流配置 14

2.1 多工艺路线规划 14

2.1.1 数字化加工的多工序流规划策略 14

2.1.2 多工艺路线规划数学模型 16

2.1.3 基于蚁群算法的多工艺路线求解 18

2.1.4 基于蚁群算法的非线性多工艺路线规划实例 21

2.2 工序公差的优化分配 24

2.2.1 多工序多特征公差优化思路 24

2.2.2 特征成本函数构建 25

2.2.3 基于ATC的工序公差优化求解 27

2.3 工序流配置建模与优化 32

2.3.1 面向多工序流的零件聚类分析思路 32

2.3.2 基于加权有向图的零件工艺描述模型 33

2.3.3 基于群体智能算法的工序流优化 37

2.3.4 实例分析 41

2.4 本章小结 45

第3章 数字化测量与传感网络 46

3.1 数字化加工过程多源质量数据的获取方法 46

3.1.1 数字化加工过程闭环质量控制的数据需求特点 46

3.1.2 数字化检测传感网络的提出 47

3.2 数字检测仪器的配置 48

3.2.1 基于零件加工特征的检测仪器配置框架 48

3.2.2 零件加工特征网络分析 49

3.2.3 检测仪器配置空间建模 56

3.2.4 基于本体的检测仪器配置 57

3.3 工序物流信息的RFID读写器配置 67

3.3.1 RFID数据采集网络设计 67

3.3.2 RFID数据获取预处理 70

3.4 数字检测传感网络性能评价 73

3.4.1 数字检测传感网络模型 73

3.4.2 基于复杂网络理论的数字检测传感网络性能分析 76

3.5 工序尺寸数据在线测量技术 79

3.5.1 数控加工轴外径在线测量系统组成 79

3.5.2 测量系统设计与试验平台搭建 80

3.5.3 测量系统误差评定 85

3.6 叶片类复杂曲面零件的测量仪研制及其加工误差评定 90

3.6.1 基于Keyence激光传感器的数控测量仪 90

3.6.2 测量仪误差测定与补偿 91

3.6.3 叶片类复杂零件的测量路径规划 96

3.6.4 叶片型线数字化建模 103

3.6.5 叶片型线理论曲线与测量曲线的误差比对分析 107

3.6.6 叶片型线加工误差评估 109

3.7 本章小结 112

第4章 工序误差传递建模与解算 113

4.1 多源多工序误差传递网络基本概念 113

4.1.1 误差传递网络的提出 113

4.1.2 误差传递网络构建思想 114

4.2 误差传递网络建模 115

4.2.1 误差传递网络建模原理 115

4.2.2 误差传递网络建模步骤 117

4.2.3 误差传递网络生成 119

4.3 误差传递网络特性量测 120

4.3.1 网络基本特性定义 120

4.3.2 网络传递效应量测 121

4.4 误差传递网络实证分析 123

4.4.1 发射架箱体零件加工误差传递网络构建 123

4.4.2 小世界效应验证 124

4.4.3 网络特性分析 126

4.5 基于误差传递网络的工序流波动效应评价 131

4.5.1 工序流波动分析的基本原理 131

4.5.2 波动传递模型与波动传递网络构建 132

4.5.3 波动源评价与辨识 135

4.5.4 实例分析 136

4.6 本章小结 139

第5章 数字化加工的质量稳态控制 140

5.1 数字化加工过程质量稳态控制概述 140

5.1.1 基于（近）零缺陷的稳态生产过程 140

5.1.2 零缺陷稳态生产过程的实现方法 140

5.2 多种生产模式下的工序质量控制方法 141

5.2.1 大批量生产模式的工序质量控制图 141

5.2.2 大规模定制生产模式下的工序质量控制图 146

5.2.3 小批量生产模式下的工序质量控制图 148

5.3 基于神经网络-数值拟合的控制图模式识别 153

5.3.1 工序控制图的基本模式 153

5.3.2 控制图模式识别的神经网络-数值拟合模型 155

5.3.3 控制图模式识别过程训练与仿真 157

5.4 基于小波理论的工序质量监控与诊断集成 160

5.4.1 工序质量监控与诊断集成框架 160

5.4.2 基于小波多尺度理论的工序质量监控 161

5.4.3 基于信号融合的工序质量诊断 164

5.5 工序流过程能力评价 166

5.5.1 工序流波动轨迹图 166

5.5.2 基于合格率的多工序能力指数模型 169

5.5.3 实例分析 172

5.6 本章小结 175

第6章 基于设备e-QC模型的工件加工质量跟踪 177

6.1 基于设备e-QC模型的工件加工质量跟踪概述 177

6.1.1 加工过程质量信息的实时性需求分析 177

6.1.2 基于设备e-QC模型的加工过程质量信息跟踪逻辑实现架构 177

6.2 面向加工设备的e-QC结点模型 178

6.2.1 e-QC结点模型的图式概念描述 178

6.2.2 e-QC结点模型的组成要素界定 180

6.2.3 e-QC结点的参考实现框架 180

6.2.4 实例分析 183

6.3 工件质量信息共享控制方法 185

6.3.1 质量信息共享基本概念 185

6.3.2 质量信息共享控制数学描述 187

6.3.3 质量信息共享控制实现算法 188

6.4 基于TIT网络的工件质量信息跟踪的实现 189

6.4.1 模板及模板结构树 189

6.4.2 模板实例的动态更新 190

6.4.3 基于TIT网络的工序质量信息跟踪实现算法 194

6.4.4 实例分析 196

6.5 本章小结 199

第7章 数字化加工的工件质量变化管理 200

7.1 工件质量变化管理理念及其实现框架 200

7.1.1 工件质量变化管理相关概念 200

7.1.2 工件质量变化管理体系结构 201

7.2 基于Blog平台的工件质量控制知识管理 202

7.2.1 基于Blog平台的工件质量控制知识管理系统架构 202

7.2.2 基于情境的质量控制知识模型 204

7.2.3 基于情境的质量控制知识本体建模 208

7.2.4 基于情境的质量知识检索与推送 211

7.3 工件加工误差的可视化评估与综合分析 216

7.3.1 基于质量控制工具集成的工件加工误差可视化评估 216

7.3.2 工件关联工序质量特性变化的回归分析 218

7.4 基于加权误差传递网络的工件质量变化预测 224

7.4.1 加权误差传递网络建模原理 224

7.4.2 加权误差传递网络的形成 224

7.4.3 工件质量变化预测 225

7.5 本章小结 228

第8章 数字化加工的误差溯源 229

8.1 数字化机械加工误差溯源概述 229

8.1.1 数字化机械加工误差及其误差源分类 229

8.1.2 数字化机械加工误差溯源基本原理 233

8.2 数字化机械加工过程质量智能诊断领域本体建模 233

8.2.1 数字化机械加工过程智能诊断模型 233

8.2.2 数字化机械加工过程质量诊断领域本体的层次结构 235

8.2.3 领域本体建立与层次结构实现 238

8.3 基于粗糙集的质量诊断知识库建立 241

8.3.1 诊断知识的分类与获取 241

8.3.2 基于粗糙集的控制图异常诊断规则提取 242

8.3.3 诊断规则知识的形成 245

8.4 数字化机械加工过程质量异常智能诊断决策 246

8.4.1 质量异常诊断决策原理 246

8.4.2 质量异常诊断决策实现 247

8.4.3 实例分析 248

8.5 基于支持向量机的工序质量异常诊断 250

8.5.1 数字化切削加工过程的监控状态量 250

8.5.2 数字化切削加工过程状态信号特征提取 250

8.5.3 支持向量机的异常状态编码与诊断过程实现 252

8.6 本章小结 255

第9章 数字化加工的设备健康维护 257

9.1 基于Logistic回归的设备综合故障概率指标 257

9.1.1 设备服役性能分析与维护原理 257

9.1.2 Logistic回归模型 258

9.1.3 设备综合故障概率指标定义及计算 259

9.2 数控设备服役性能分析与预测 260

9.2.1 基于SVR的设备服役寿命预测 260

9.2.2 基于蒙特卡罗仿真试验与结果分析 261

9.3 设备群性能退化与维护建模 265

9.3.1 设备退化模型的建立 265

9.3.2 基于视情维护的多装备联合决策模型 267

9.4 基于蒙特卡罗仿真的维护决策过程求解 270

9.4.1 设备退化与维护过程模拟 271

9.4.2 设备状态检查过程 271

9.4.3 备件库存量模型 272

9.4.4 期望费用的计算 272

9.4.5 实例分析 273

9.5 本章小结 275

参考文献 277