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T-1010a型SPI测量系统分析

时间:2016-09-23 17:36:00 编辑:知网 阅读:

摘要:随着经济全球化的发展,市场竞争日趋激烈,质量已成为企业生存与发展的主要制胜因素。本次毕业设计是结合本人所在实习单位华立科技股份有限公司主要产品——三相智能电表与本人所在专业产品质量工程所学质量工具测量系统分析(MSA)方法的一次探索尝试。

为满足华立科技股份有限公司与英国合作项目要求,对电表生产过程中的关键过程特性指标进行测量系统分析,着眼于最初的丝网印刷环节,对高速三维锡膏检查系统进行计量型测量系统分析,从偏倚特性,稳定特性,线性,R&R方面对该高速三维锡膏检查系统的锡膏厚度,X偏移,Y偏移进行测量系统分析。通过试验分析得:锡膏厚度测量系统,X偏移测量系统,Y偏移测量系统的%R&R均在10%<X<30%范围内,且其可区分类别数均>5,以上三个测量系统均符合生产需求。

 

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1 绪论

1.1选题背景和意义

随着经济全球化的到来,国际贸易竞争日趋激烈,伴随着科学技术和社会生产的发展,当代人们对产品质量也有了越来越高的要求。测量技术在生产中具有极为重要的作用,测量系统质量的高低将直接影响产品质量的好坏。在国际贸易往来和企业质量认证中,测量系统是否符合要求是质量管理体系中重要的质控指标。由于受到多种因素的影响,测量系统的可靠性会对工作人员对工序质量的判断产生较大影响,因此,要对测量系统进行定期的测量系统分析。

测量系统是指测量设备、测量人员、测量方法、测量环境、被测工件的标准这一套与测量结果紧密关联的一套系统,其目的是对被测量赋值[1]。测量是一个企业的质量基础,只有在测量数据正确的基础上才能评价企业质量管理的科学程度,提升企业在国内乃至国际的竞争力。为了能够顺利与英国国家电网合作,华立科技股份有限公司成立UK项目团队,对生产过程的关键点进行必要的测量系统分析,从而达到与国际接轨,满足国外顾客的质量需求。因此,以丝网印刷环节为例,对高速三维锡膏检查系统进行计量型测量系统分析。

在企业的质量管理中,测量数据被广泛应用于质量策划,质量控制,质量改进中,使用更加频繁。在制造业中,使用测量数据的场合主要是:

  1. 依据测量数据来决定是否调整制造过程[1]
  2. 确定在两个或更多变量之间是否存在重要关系。

公司能否在质量管理的过程中获得收益,很大程度上取决于测量数据是否准确,若测量数据质量无法保证,则产品的质量以及公司的收益都不能得到保证。为了确保质量管理过程中采集测量数据的准确度及可靠性,就必须把注意力集中在保证所测数据的质量上。而高质量的数据来源于可靠的测量系统,因此有必要进行测量系统分析。在SMT贴片车间,每块印刷好的PCB板须由SPI工序依次检验,该三维锡膏检查设备的主要功能是:(1)检查印刷后锡膏的:体积;面积;高度;XY偏移;形状;(2)可检测锡膏不良类型:漏印;多锡;少锡;移位;桥接等。测试设备的检出率及其测量是否准确将直接影响到后续的SMT贴片过程。

所谓理想的测量系统,是指在每次使用时,产生的测量结果都应是“正确”的。除此之外,每次产生的测量结果都应该与一个“标准值”相符[2]。一个能产生理想测量结果的测量系统,其线性,稳定特性,偏倚特性,以及重复性和稳定性都应符合测量系统的要求。为了保证测量系统所测数据的准确性,需要对厂内仪器设备进行测量系统的评估。并且要在生产环境中进行。(1)测量系统必须处于受控状态,即测量系统中的变差只能由于普通原因而不是由于特殊原因造成的。(2)测量系统的变差必须

 

小于制造过程的变差。(3)变差应小于公差带。(4)测量精度与过程变差和公差带两者相比,要高于其中的精度较高者,一般来说,将过程变差和公差带两者中精度较高较高者的十分之一作为测量精度。(5)被测项目的改变可能会引起测量系统的统计特性发生相应的变化[3]。为了与国际接轨,保证UK项目的顺利进行,必须要进行测量系统分析。

1.2 SPI测量系统现状综述

对当前的SPI测量系统进行现状调查,识别其测量过程,并从人、机、料、法、环五个方面对其进行详细分析。

人:本测量过程由1名操作工测量,经过专业技术和操作培训,能独立完成整个测试过程,工作经验丰富,对测量过程无影响;

机:该测量仪器定期由厂家校准,每年校检及保养一次,并出具校检报告。精度:XY方向:10um,高度:小于1um;最大测量高度:±350um;

料:被测PCB板由测量人员从生产线上拿取,放置方式为侧放;

法:测量时,操作工将PCB板放入机器轨道,按下“开始”按钮,高速三维锡膏检查系统自动测量,并于电脑屏幕上显示测量结果;

环:测量环境为恒温恒湿条件。

1.3本文主要研究内容

1.3.1基本概念

   测量系统分析:用来对被测特性赋值的操作、测试程序、测量设备、运行软件、以及有关人员的集合;或者说用以获取测量结果(数据)的整个过程[4]。由于测量系统分析应用于生产环境,通常总是伴随生产过程,所以(生产)过程范围(相当过程能力)成为这个测量系统的重要部分。其中,赋值过程定义为测量过程,所赋之值定义为测量值。一个完整的测量过程(如图1.1所示)。

图1.1  测量过程结构框图

1.3.2重复性和再现性

    重复性是指在相同测量程序,同一评价人,在同一地点的相同条件下用相同的仪器对同一测量对象的同一特性,在短时间内进行多次重复测量所得测量结果的一致性。此时将测量值的波动称为重复性,并记为VE[5]。而重复性误差产生的原因,只能是由测量仪器本身的固有波动引起的。

    再现性也称为复现性或重现性,是指在各种可能变化的测量条件下,同一被测对象的测量结果之间的一致性,记为VA[6]。其中,最普遍出现的重要的再现性是由多个评价人,用同一测量仪器(量具),测量同一零件(不同零件的情况,采用合适的统计技术可以分离出来)的同一个特性时所得的观测到的平均值的变差。

1.3.3具体内容

    本文主要针对高速三维锡膏检查系统的锡膏厚度、X偏移、Y偏移三个重要测量系统,对其偏倚特性,稳定性,线性以及R&R特性进行分析,分别判断锡膏测厚、X偏移、Y偏移的R&R是否符合小于30%的要求。

    由于测量过程中,PCB板点数成百上千,若全部分析工作量巨大,因此,选取其关键点1090处的测量值分析其偏倚特性,稳定性,线性以及R&R特性。根据分析结果,判定其锡膏厚度、X偏移、Y偏移三个测量系统是否满足以上特性要求。进一步提出测量系统改进方案,制定测量指导卡片,将测量过程标准化。
2 智能电表生产过程概述

2.1公司简介及智能电表生产工艺流程介绍

华立科技股份有限公司是一所集研发、生产、销售为一体的仪器仪表产业化公司。华立科技股份有限公司开发的第一代电能表是DD16型机械式电能表,在1970年诞生。这台机械式电表的开发,代表着华立科技股份有限公司在公共计量仪表及系统集成领域打开了新篇章。此后,更先后被评为中国机械工业核心竞争力十强企业,中国最大500家企业集团仪表行业第一名。华立科技股份有限公司通过持续地实施服务领先、技术领先和全球化三大战略,在深圳、重庆、美国、泰国、印度、阿根廷、乌兹别克斯坦、约旦等十多个国家和地区建立了制造工厂和研发中心,成为中国最具综合竞争力的公共计量仪表及系统供应商。是一所具有综合竞争力的,能够集独立研发、生产、销售为一体的仪器仪表产业化公司。

三相智能电表生产过程如下图所示,包括丝网印刷、离线SPI、SMT贴片、在线AOI、插件、波峰焊接技术、手工焊、离线AOI、FCT、入库等过程。

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