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1、第九章 新一代GPS標(biāo)準(zhǔn)體系ISO/TC213 GPS標(biāo)準(zhǔn)體系的形成與發(fā)展新一代GPS標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)成及規(guī)律分析新一代GPS標(biāo)準(zhǔn)體系的理論基礎(chǔ)及關(guān)鍵技術(shù) 操作及算子技術(shù); 不確定度理論及應(yīng)用技術(shù); GPS的數(shù)字化基礎(chǔ)ISO/TC 3極限與配合(D)ISO/TC10/SC 5“尺寸和公差的表示法”負(fù)責(zé) 形狀和位置公差(USSR)(USA)ISO/TC 57 表面特征及其計(jì)量學(xué)ISO的三個(gè)TC合并、成立新的技術(shù)委員會(huì)ISO/TC213新一代GPSISO組織結(jié)構(gòu)1996GPS的含義現(xiàn)代產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范GPS(Dimensional Geometrical Product Specification a
2、nd Verification ,簡(jiǎn)稱(chēng) GPS ),是ISO/TC213針對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造而規(guī)定的一系列宏觀(guān)和微觀(guān)的幾何技術(shù)規(guī)范 , 主要包括:尺寸和形位公差、表面特征等幾何精度規(guī)范相關(guān)的檢驗(yàn)原則、測(cè)量器具要求和校準(zhǔn)規(guī)范基本表達(dá)和圖樣標(biāo)注的解釋不確定度的評(píng)定和控制等GPS貫穿于產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造到應(yīng)用的全過(guò)程: -開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、加工、檢驗(yàn)、使用、維修、報(bào)廢 ISO/TC213的GPS系列標(biāo)準(zhǔn),是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中影響最廣的重要基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)之一,是所有高新技術(shù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ),其應(yīng)用涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)和學(xué)科。 ISO/TC213的GPS系列標(biāo)準(zhǔn),是所有機(jī)電產(chǎn)品“標(biāo)準(zhǔn)與計(jì)量”規(guī)范的基礎(chǔ),也是制造業(yè)信息化的基礎(chǔ)
3、。GPS矩陣矩陣行1通用的GPS標(biāo)準(zhǔn) General GPS Standards鏈環(huán)數(shù)123456要素幾何特征圖樣標(biāo)注公差定義實(shí)際要素比較認(rèn)證測(cè)量?jī)x器標(biāo)定校準(zhǔn)1.尺寸2.距離3.半徑4.角度5.與基準(zhǔn)無(wú)關(guān)的線(xiàn)的形狀6.與基準(zhǔn)有關(guān)的線(xiàn)的形狀7.與基準(zhǔn)無(wú)關(guān)的面的形狀8.與基準(zhǔn)有關(guān)的面的形狀9.方向10.位置11.圓跳動(dòng)12.全跳動(dòng)13.基準(zhǔn)14.輪廓粗糙度15.輪廓波紋度16.綜合輪廓17.表面缺陷18.棱邊綜合的GPS標(biāo)準(zhǔn) Global GPS Standards 補(bǔ)充的GPS標(biāo)準(zhǔn) Complementary GPS standards 基礎(chǔ)的GPS標(biāo)準(zhǔn)表面特征尺 寸形 狀位 置方 向新一代GP
4、S的體系結(jié)構(gòu)通用的GPS標(biāo)準(zhǔn) General GPS Standards鏈環(huán)數(shù)123456要素幾何特征圖樣標(biāo)注公差定義實(shí)際要素比較認(rèn)證測(cè)量?jī)x器標(biāo)定校準(zhǔn)1.尺寸2.距離3.半徑4.角度5.與基準(zhǔn)無(wú)關(guān)的線(xiàn)的形狀6.與基準(zhǔn)有關(guān)的線(xiàn)的形狀7.與基準(zhǔn)無(wú)關(guān)的面的形狀8.與基準(zhǔn)有關(guān)的面的形狀9.方向10.位置11.圓跳動(dòng)12.全跳動(dòng)13.基準(zhǔn)14.輪廓粗糙度15.輪廓波紋度16.綜合輪廓17.表面缺陷18.棱邊GPS矩陣矩陣列綜合的GPS標(biāo)準(zhǔn) Global GPS Standards 補(bǔ)充的GPS標(biāo)準(zhǔn) Complementary GPS standards 基礎(chǔ)的GPS標(biāo)準(zhǔn)新一代GPS的體系結(jié)構(gòu)圖樣標(biāo)注公差
5、定義實(shí)際要素比較認(rèn)證測(cè)量?jī)x器標(biāo)定校準(zhǔn)功能要求規(guī)范設(shè)計(jì)檢驗(yàn)認(rèn)證ttfft?9-3 新一代GPS標(biāo)準(zhǔn)體系的理論基礎(chǔ)及關(guān)鍵技術(shù)一、GPS數(shù)字化基礎(chǔ)及關(guān)鍵技術(shù)對(duì)偶性原理操作及操作算子技術(shù)-表面模型-要素(幾何要素)-恒定類(lèi)/度-特征基本概念不確定度理論及應(yīng)用技術(shù)檢驗(yàn)規(guī)范公稱(chēng)Part ofPart ofSet of operations on完美形狀Part ofPart ofSet of operations onFiltration ofMaterialRespecting constraints with respect toRepresentingPart ofPart of假想的分界面Filt
6、ration ofPart ofPart ofPart ofSet of operations onFiltration ofFiltration of檢測(cè)Respecting constraints with respect toMaterialRepresentingGPS表面模型 GPS數(shù)字化基礎(chǔ)-表面模型具有完美形狀的理想表面模型有限采樣點(diǎn)集組成的非理想表面模型(離散)無(wú)限仿真點(diǎn)集組成的非理想表面模型(連續(xù)) 幾何要素的術(shù)語(yǔ)、定義舉例公稱(chēng)組成要素公稱(chēng)導(dǎo)出要素實(shí)際(組成)要素提取組成要素提取導(dǎo)出要素?cái)M合組成要素?cái)M合導(dǎo)出要素 GB/T18780.1 = ISO14660-1 理想要素的類(lèi)型
7、恒定類(lèi)一個(gè)恒定種類(lèi)是被同一恒定度定義的、 “特征”保持不變的一組理想要素理想要素的一個(gè)恒定度是理想要素的替代,因此要素特征保持一致復(fù)合體棱柱回轉(zhuǎn)體螺旋體圓柱體平面球無(wú)沿直線(xiàn)的移動(dòng)Tx1個(gè)繞直線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)Rx1個(gè)沿直線(xiàn)的平移同時(shí)繞直線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)Tx,Rx2個(gè)沿直線(xiàn)的平移,繞直線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)Tx,Rx2個(gè)繞直線(xiàn)的旋轉(zhuǎn),與直線(xiàn)垂直的平面內(nèi)平移TX,TY,Rz3個(gè)繞一點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)RX,RY,Rz3個(gè)本質(zhì)特征和方位特征本質(zhì)特征intrinsic characteristic是理想要素的特征,它是理想要素參數(shù)方程的參數(shù),如圓柱的直徑,圓錐的頂角,兩直線(xiàn)的夾角。方位特征situation characteristic是定義兩
8、個(gè)要素之間的方向和位置的特征。它有理想要素之間的方位特征和非理想要素之間的方位特征。 GPS數(shù)字化基礎(chǔ)-特征操作與操作算子的應(yīng)用舉例:被測(cè)軸線(xiàn)基準(zhǔn)平面體現(xiàn)基準(zhǔn)平面的操作集合分離:擬合: 要素的操作 比 較評(píng)定結(jié)果規(guī)范 一致性比較-估值 要素的操作一致性比較名義設(shè)計(jì)功能要求名義模型操作理想要素分離 集成 構(gòu)建估值名義要求設(shè)計(jì)意圖(規(guī)范過(guò)程)非理想表面模型(膚面模型)無(wú)限點(diǎn)集的幾何表達(dá)遵從設(shè)計(jì)意圖制造出的工件的檢驗(yàn)(檢驗(yàn)/認(rèn)證過(guò)程)實(shí)際工件非理想表面模型實(shí)際存在的要素有限點(diǎn)集操作理想和/或非理想要素 分離 提取 過(guò)濾 擬合 集成 構(gòu)建操作理想和/或非理想要素 實(shí)體分離 實(shí)體提取 過(guò)濾 擬合 集成
9、構(gòu)建估值估值規(guī)范的特征值測(cè)量結(jié)果(實(shí)際的特征值)規(guī) 范 算 子檢 驗(yàn) 算 子國(guó)家“十五”項(xiàng)目(2002BA906A20-03)GPS不確定度及應(yīng)用符合不確定度測(cè)量不確定度GPS不確定度的關(guān)系功能要求 規(guī)范設(shè)計(jì) 檢驗(yàn)認(rèn)證方法不確定度執(zhí)行不確定度相關(guān)不確定度規(guī)范不確定度總不確定度國(guó)家“十五”項(xiàng)目(2002BA906A20-03) 設(shè)計(jì)工程師負(fù)責(zé)相關(guān)不確定度和規(guī)范不確定度;計(jì)量工程師則對(duì)測(cè)量不確定度負(fù)責(zé)。(生產(chǎn)加工)Total-uncertaintyCorrelation-uncertaintySpecification-uncertaintyMeasurement-uncertaintySpeci
10、ficationMeasurement Compliance -uncertaintyd2000hFunction相關(guān)不確定度30 h7E Ra1.6總不確定度應(yīng)用示例分析國(guó)家“十五”項(xiàng)目(2002BA906A20-03)ISO 14253-1 第1部分: 按規(guī)范檢驗(yàn)合格或不合格的判定規(guī)則ISO/TS 14253-2 第2部分: 測(cè)量設(shè)備校準(zhǔn)和產(chǎn)品檢驗(yàn)中的測(cè)量不確定度評(píng)定指南ISO/TS 14253-3 第3部分: 測(cè)量值不確定度完善性的評(píng)估程序基于GUM的GPS測(cè)量不確定度 計(jì)量器具和工件的測(cè)量檢驗(yàn)國(guó)家“十五”項(xiàng)目(2002BA906A20-03)測(cè)量不確定度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性規(guī)范區(qū)域規(guī)范內(nèi)規(guī)范外
11、規(guī)范外規(guī)范下限規(guī)范上限非重合區(qū)非重合區(qū)重合區(qū)不確定度不確定度規(guī)范設(shè)計(jì)階段檢驗(yàn)評(píng)定階段合格區(qū)不合格區(qū)不合格區(qū) 測(cè)量不確定度既減小合格區(qū)、也減小不合格區(qū) 國(guó)家“十五”項(xiàng)目(2002BA906A20-03)ISO 14253-1 按規(guī)范檢驗(yàn)合格或不合格的判定規(guī)則測(cè)量不確定度的管理流程(PUMA)國(guó)家“十五”項(xiàng)目(2002BA906A20-03) ISO 14253-2 :NOYesYesYesYesYesYes or NoYes or NoYes or NoNo測(cè)量任務(wù)目標(biāo)不確定度UT測(cè)量原理測(cè)量方法測(cè)量程序測(cè)量條件測(cè)量模型假設(shè)、知識(shí)等不確定度分量UEN=kuUENUT改變UEN的可能性改變UEN的
12、可能性改變UEN的可能性改變UEN的可能性合適的測(cè)量程序(方案)無(wú)合適的測(cè)量程序改變假設(shè)、模型或改進(jìn)知識(shí)等改變條件、程序或方法改變測(cè)量原理改變測(cè)量任務(wù)或目標(biāo)不確定度Operator操作算 子Operation操 作Functional operator功能算子Specification operator規(guī)范 算子Verification operator檢驗(yàn)算子簡(jiǎn)化的實(shí)際的相關(guān)不確定度規(guī)范不確定度方法不確定度執(zhí)行不確定度完整的精確的不完整的缺省的特定的實(shí)際的Specification operation規(guī)范操作 Verification operation檢驗(yàn)操作實(shí)際的特定的缺省的精確的簡(jiǎn)化的實(shí)際的Evaluation估 值Feature operation要素操作劃 分提 取濾 波 擬 合集 成構(gòu) 造 Uncertainty不確定度總不確定度符合不確定度測(cè)量不確定度ISO/TS17450-2 圖樣標(biāo)注老的GPS新的GPS幾何公差
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