超声波焊接数优化实验设计Word格式.docx
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气压（WeldPressure）
12-15Psi
0-100
10
20
焊接时间WeldTime
0.21-0.24s
0.01-30s
0.1
0.3
保持时间HoldTime
0.6-0.7s
0.5
0.8
触发压力TriggerForce
1-2
1
4
3.1.2.选择合适的样本大小：
已知四个中心点，五个重复试验
Minitab>
Stat>
DOE>
Factorial>
CreateFactorialDesign
StdOrder
RunOrder
CenterPt
Blocks
WeldPressure
WeldTime
HoldTime
TriggerForce
PullForce（Unit:
N）
MarkinEndCap（帽子压伤）
48
117.0
X
24
2
152.9
81
3
15
0.2
0.65
2.5
54.9
12
121.2
78
5
113.5
52
6
216.1
84
7
180.1
55
8
244.0
32
9
164.0
23
181.7
77
11
106.1
37
73.1
13
204.3
71
14
248.3
28
155.1
16
223.1
17
121.9
70
18
132.5
64
19
87.7
31
193.0
21
169.9
58
22
291.5
67
121.8
79
190.0
40
25
221.6
41
26
189.2
51
27
28.5
241.5
29
219.2
30
157.9
45
81.1
35
75.2
69
33
278.8
39
34
42.4
56
229.0
54
36
127.2
80
82.4
38
9.5
76
127.8
82
114.9
23.7
72
42
209.6
60
43
42.2
75
44
138.4
83
83.5
46
19.3
47
50.0
71.4
53
49
24.1
50
38.9
187.0
99.6
59
139.2
32.4
33.4
77.7
57
199.9
61
78.8
66
107.2
170.2
75.3
68
62
221.4
63
63.7
28.9
65
10.6
28.2
86.1
60.9
126.4
103.8
71.0
73
30.4
74
191.0
273.7
114.3
141.5
184.2
57.7
119.2
69.3
121.5
118.4
3.1.2.第一次DOE数据分析
3.1.2.1.实验测得FullForce数据的正态分布分析：
BasicStatistics>
NormalityTest
上图为正态分布图，很明显这次实验测得的FullForce成正态分布
3.1.2.2.实验因子交互作用及主效果的显著性：
上图为单因子对FullForce的影响；
三个主因子均显著，且均在高水平获得大的FullForce,
Rweldtime>
Rweldpressure>
RHoldtime>
RTriggerforce.
FactorialPlots
上图为交互作用图，WeldTime与HoldTime,WeldTime与TriggerForce交互作用显著.WeldTime显著性受HoldTimeandTriggerForce交互作用的混淆.
三个因子两个水平的中点所获得的FullForce均可能满足客户的需要（89牛顿），而且WeldPressure过大可以引起产品外观压伤，WeldTimeandHoldTime过长会引起生产周期过长；
所以需要再做一次实验。
3.1.3.求中位数
已知客户要求拔出力不小于20磅力（89牛顿）;
以现在的生产能力计算出能满足客户需要的中位数（CPK=1.67）
以下为PQ时的测量数据
FullForce（Unit:
Pounds）
47.18
209.95
26.67
118.68
38.08
169.46
34.3
152.64
35.96
160.02
43.8
194.91
33.93
150.99
43.89
195.31
53.36
237.45
40.81
181.6
55.23
245.77
41.28
183.7
50.13
223.08
45.98
204.61
42.11
187.39
47.1
209.6
38.53
171.46
34.46
153.35
59.76
265.93
50.62
225.26
48.48
215.74
56.49
251.38
59.7
265.67
42.97
191.22
39.03
173.68
31.8
141.51
34.85
155.08
27.35
121.71
46.72
207.9
48.05
213.82
26.78
119.17
50.84
226.24
43.86
195.18
50.37
224.15
42.34
188.41
43.74
194.64
42.96
191.17
52.88
235.32
28.08
124.96
55.92
248.84
DescriptiveStatistics:
FullForce（Unit:
VariableNMeanMedianTrMeanStDevSEMean
FullFor40193.17194.77193.2639.906.31
VariableMinimumMaximumQ1Q3
FullFor118.68265.93162.38223.88
CPK=Min（USL-u）/3σor（u-LSL）/3σ
u=1.67*3*6.31+89=31.6131
则USL=153LSL=89Mean=121,所以目标（Target）为121牛顿.
3.2.第二次实验设计：
在第一次实验的基础上设计一个实验，寻求最佳的参数：
3.2.1.选择第二次实验因子水平：
假如四个显著因子均成正态分布，那么可以得到89牛顿时各因子的水平；
从主效果图可以看出四个显著因子的中位值均能满足客户的需要，所以第二次实验因子的二个水平取值如下：
0.15
0.52
已知四个中心点，一个重复试验
FullForce（Unit:
72.878
136.669
130.555
147.377
0.175
0.585
1.5
170.237
109.985
89.882
146.965
133.662
148.396
165.441
129.904
123.295
164.429
186.843
150.828
129.538
146.45
179.265
140.084
Responseoptimizer
最佳参数:
当超声波焊接机参数设置为WeldPressure=11.0；
WeldTime=0..2；
HoldTime=0.65；
TriggerForce=2.5时焊接后产品的拔出力有92.8%的机会为123.295牛顿
3.3.验证实验设计：
验证最佳参数的可信度
W
Y
Z
Side1
Side2
mid
段差
FullForce
序号
0.45+/-0.25
0.78+/-0.30
0.70+/-0.3
0.01/-0.25
MIN89.9
0.3627
0.4433
0.4489
0.3112
0.6572
0.7794
0.7234
-0.1444
120.2907
0.3648
0.5168
0.5325
0.3344
0.6524
0.8351
0.7440
162.8097
0.2883
0.4337
0.5548
0.3273
0.6681
0.8508
0.7060
-0.1368
207.1002
0.3871
0.4945
0.5092
0.3192
0.8047
0.7288
-0.0983
183.4385
0.3724
0.4712
0.5087
0.3111
0.6301
0.8118
0.7511
-0.0907
130.5704
0.3952
0.5320
0.4864
0.3339
0.6453
0.8270
0.6908
-0.0988
149.8873
0.2807
0.4023
0.4940
0.6377
0.8579
0.7136
-0.0836
133.2472
0.5928
0.4560
0.2888
0.7668
0.7738
-0.1069
129.8441
0.3187
0.6832
0.8194
-0.0765
182.2151
0.4104
0.5776
0.4859
0.2959
0.6676
0.7743
0.7673
-0.0603
171.3155
0.2817
0.4028
0.5629
0.3947
0.8806
0.6529
-0.0760
115.7359
0.4636
0.8275
114.0201
0.4408
0.6156
0.3045
0.6225
145.5650
0.2660
0.8503
-0.1064
131.0278
0.4251
0.5700
0.4707
0.2655
0.7592
143.0927
0.4332
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