非标自动化设备是指根据客户的特殊需求和特定的生产工艺要求,定制设计和制造的自动化设备。在非标自动化设备工作过程中,提升产品质量是一个关键目标,可以从以下几个方面入手:
一、设备调试与校准
机械部分调试
精度调整:对设备的机械传动部件,如丝杆、导轨、齿轮等进行精度调整。例如,通过激光干涉仪来检测和调整丝杆的螺距误差,确保设备在运动过程中的定位精度能够达到产品加工或装配的要求。对于一些高精度的非标自动化设备,如电子芯片制造设备,其运动部件的定位精度可能需要控制在微米级甚至更小的范围内。
运动稳定性优化:检查设备的运动是否平稳,避免出现振动、抖动等情况。这可以通过调整电机的参数(如速度、转矩)、平衡机械部件的重心以及增加减震装置来实现。例如,在自动化高速冲床上,通过安装减震脚垫和优化冲头的运动曲线,减少冲床工作时的振动,从而提高冲压产品的质量,避免因振动导致的模具磨损和产品尺寸偏差。
电气系统校准
传感器校准:传感器在非标自动化设备中起着至关重要的作用,如光电传感器、压力传感器、位移传感器等。定期对传感器进行校准,确保其检测的准确性。例如,对于用于检测产品尺寸的激光位移传感器,要按照设备制造商提供的校准程序,使用标准的校准块进行校准,保证传感器能够精确地测量产品的尺寸变化,从而及时发现产品是否符合质量标准。
控制器参数优化:根据产品的生产要求,对设备的控制器(如 PLC、工控机等)中的参数进行优化。这包括控制算法的调整、运动速度和加速度的设置、信号处理的参数等。例如,在自动化焊接设备中,通过优化焊接控制器的电流、电压和焊接速度等参数,确保焊接质量的稳定性,避免出现焊接缺陷,如气孔、夹渣、未焊透等。
二、原材料与零部件质量控制
原材料检验
入厂检验:在原材料进入生产环节之前,要进行严格的检验。对于非标自动化设备加工的产品,原材料的质量直接影响产品的最终质量。例如,在金属加工行业,对钢材的入厂检验要检查其化学成分、硬度、金相组织等指标,确保钢材符合产品设计要求。可以采用光谱分析仪来检测化学成分,用硬度计来测量硬度,通过金相显微镜来观察金相组织。
批次一致性检查:对于同一批原材料,要确保其质量的一致性。不同批次的原材料可能会因为生产工艺、供应商等因素而存在差异。在生产过程中,要对原材料进行批次标记和跟踪,当发现某一批次原材料出现质量问题时,能够及时追溯和处理。例如,在塑料制品生产中,不同批次的塑料颗粒的熔融指数可能不同,这会影响产品的成型质量,因此需要对每一批次的塑料颗粒进行抽样检查,确保其熔融指数在规定的范围内。
零部件质量把控
采购标准制定:对于设备使用的零部件,如电机、气缸、阀门等,要制定严格的采购标准。标准应包括零部件的性能参数、质量等级、可靠性要求等。例如,在选购电机时,要明确电机的功率、转速、扭矩、防护等级、绝缘等级等参数,并且要求供应商提供质量合格证明和相关的认证文件,如 CE 认证、UL 认证等。
入厂检测和试用:零部件入厂后,要进行检测和试用。检测可以包括外观检查、尺寸测量、性能测试等。对于一些关键零部件,还需要进行实际的安装试用,观察其在设备中的运行情况。例如,在购买新的气动阀门后,要进行密封性测试、流量测试等,并且将其安装在设备的模拟工作环境中,运行一段时间,检查是否存在泄漏、动作不灵敏等问题。
三、过程监控与反馈
实时质量监测
数据采集:利用设备上安装的传感器和数据采集系统,实时采集与产品质量相关的数据。这些数据可以包括产品的尺寸、形状、重量、温度、压力等物理量。例如,在自动化注塑生产过程中,通过安装在模具内的压力传感器和温度传感器,实时采集注塑过程中的压力和温度数据,这些数据可以反映注塑工艺是否正常,产品是否可能出现质量问题。
质量指标设定与监测:根据产品的质量标准,设定相应的质量监测指标和阈值。当采集的数据超出阈值范围时,及时发出警报。例如,在自动化机械加工过程中,对于加工零件的尺寸精度,设定公差范围作为质量监测指标。如果通过在线测量设备检测到零件的尺寸超出公差范围,立即停止设备运行,并发出警报,提示操作人员进行检查和处理。
反馈机制建立
数据分析与问题定位:对采集到的质量数据进行分析,通过统计分析方法(如均值 - 极差控制图、过程能力分析等)来判断生产过程是否稳定,产品质量是否出现异常趋势。当出现质量问题时,能够快速定位问题的根源。例如,如果产品的尺寸偏差呈现周期性变化,可能是设备的某个旋转部件(如刀具磨损、丝杆周期性误差)出现问题,通过对数据的分析可以及时发现这种规律,从而对相关部件进行检查和维修。
自动调整与人工干预:对于一些可以自动调整的参数,设备可以根据反馈数据进行自动调整。例如,在自动化喷涂设备中,如果检测到喷涂厚度不符合要求,设备可以自动调整喷涂枪的流量、喷涂速度等参数。对于一些复杂的质量问题,需要人工干预,如更换磨损的模具、调整设备的机械结构等,并且要记录问题的解决过程和结果,以便后续的总结和预防。
四、人员培训与操作规范
操作人员培训
设备操作技能培训:对操作非标自动化设备的人员进行专业的操作技能培训,包括设备的启动、停止、运行模式切换、参数设置等操作。培训人员要熟悉设备的操作面板、人机界面的功能和使用方法。例如,在操作复杂的自动化数控加工设备时,操作人员要经过培训,掌握数控编程的基本原理、程序的输入和修改方法,以及如何通过人机界面监控加工过程和调整加工参数。
质量意识培养:培养操作人员的质量意识,让他们了解产品质量的重要性以及自己的操作对产品质量的直接影响。例如,通过质量案例分析、质量标准讲解等方式,使操作人员明白一个小小的操作失误(如未正确安装夹具、跳过某个检测环节)可能会导致严重的产品质量问题。
操作规范制定与执行
编写详细的操作手册:为非标自动化设备编写详细的操作手册,包括设备的基本原理、操作步骤、安全注意事项、常见故障处理等内容。操作手册要图文并茂,便于操作人员理解和查阅。例如,在自动化包装设备的操作手册中,要详细说明如何调整包装尺寸、如何更换包装材料、遇到包装封口不良等常见故障如何处理等内容。
监督与考核:建立监督机制,确保操作人员严格按照操作规范进行操作。可以通过现场检查、操作记录检查等方式进行监督。同时,对操作人员的操作质量进行考核,将考核结果与绩效挂钩,激励操作人员严格遵守操作规范,提高产品质量。