[發明專利]工件的生產和測量

有效

• 申請號: 201880082620.0
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN111512116B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 凱文·巴里·喬納斯
• 申請（專利權）人: 瑞尼斯豪公司
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00;G05B19/418
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 謝攀;劉繼富

披露了一種生產工件的方法，其中，將該工件連續地裝載到兩個或更多個機床(10，12，14，16)上，并且其中，執行一個或多個加工操作以在每個機床(10，12，14，16)上生產該工件的一個或多個特征。在所有這些機床(10，12，14，16)上的加工操作之后，將該工件傳遞到公共尺寸檢驗站(20，22，24)。在該公共尺寸檢驗站(20，22，24)處，測量通過該兩個或更多個機床(10，12，14，16)上的這些加工操作而生產的該工件的特征的尺寸。基于測量這些特征的尺寸的結果來產生兩個或更多個輸出信號，該兩個或更多個輸出信號分別與執行這些加工操作的該兩個或更多個機床(10，12，14，16)的性能相關。將這些輸出信號中的每一個反饋到執行相應操作的機床(10，12，14，16)，以調整每個對應機床(10，12，14，16)的生產過程。

技術領域

本發明涉及工件或零件的生產和測量，并且還涉及用于這種生產和測量的方法和制造系統。在本說明書中，術語“工件”和“零件”可互換使用。

背景技術

自動化工廠制造系統可以包括用于生產工件的一個或多個生產機器(諸如，機床)。通常，這些工件可以作為一系列標稱相同的工件來生產。該制造系統還可以包括一個或多個檢驗站，用于檢驗所生產的工件。檢驗站可以包括常規測定，諸如固定測定儀器或甚至手動測定儀器(諸如，高度測定儀器或卡尺)。或者，該檢驗站可以包括用于測量工件的坐標測量機(CMM)、或用于將工件與主參考進行比較的比較測定機器。這些生產機器和檢驗機器可以各自具有通過網絡鏈接到一個或多個服務器計算機的數字控制裝置或計算機控制裝置。示例參見美國專利號5,189,624(Barlow等)。

可以在檢驗站處檢驗在生產機器上生產的一部分工件(或者甚至所生產的所有工件)。服務器可以調度要傳送到檢驗站的工件，并且可以為此目的，控制傳送機器人或輸送機。

在一些現有技術示例中，檢驗結果可以簡單地是通過決策或失敗決策。在失敗決策(拒絕)的情況下，可以反饋該檢驗結果以允許對生產機器進行調整，從而控制和改進后續的生產過程。在美國專利號5,189,624的示例中，對生產過程的這種控制被手動地執行。可替代地，即使在通過決策的情況下，如果單個工件的尺寸已經超過控制極限，也可能提供自動反饋以調整生產機器，例如以尺寸誤差的適當百分比來更新切削工具偏移量。在這種情況下，可以將控制極限設置為比工件將被拒絕的公差極限更低的水平。可替代地，可以將控制極限設置為工件被拒絕的水平。

已知對一系列標稱相同的工件中的多個工件的檢驗結果執行更精細的分析。例如，可以對連續工件的特定尺寸的一系列測量結果進行過濾，以去除離群值。可替代地，可以分析該系列測量結果以檢測趨勢。例如，如果生產機器是具有在使用中磨損或遭受熱漂移的切削工具的機床，則可能存在所生產工件的特征的尺寸隨時間推移增大或減小的漸變趨勢。這種分析可以在質量控制室或實驗室中對與生產機器分離開的工件進行檢驗之后執行。隨后，可以由熟練的機器操作員對生產過程應用手動校正，但是這將對在此期間已經生產的工件沒有有益的影響。

美國專利申請公開號2003/0040830(Parikh等人/應用材料)示出了一種多步驟半導體處理系統。通過獨立地操作多個處理工具來連續地處理工件的單個特征，這些處理工具中的每一個對有關特征執行不同類型的制造操作。在每個制造操作之間或在所有制造操作之后，移開工件并將其放置在(多個)計量站中，在該計量站中對該工件進行測量以識別工件的特征是否在某些參數之內。計量數據分析器可以使用所收集的數據來前饋或反饋控制信號，以調整處理工具。

美國專利申請公開號2003/0040830(Cameron/勞斯萊斯)示出了一種具有多個處理工具的加工單元，該多個處理工具可以對工件執行操作。該單元還包括測量設備，用于在已經執行操作之后測量工件。

美國專利號6571145(Matsumiya等人/日本三豐)示出了一種具有多個機床的制造系統。這些機床處理工件的相同零件。測量裝置測量由每個機床生產的工件，從而產生針對有關機床的校正數據文件，該校正數據文件包含工件的多個尺寸的校正值。反饋該校正數據文件以調整機床。