GB_T 40810.2-2021 产品几何技术规范(GPS) 生产过程在线测量 第2部分:几何特征(形位)的在线检测与验证-(高清正版).docx
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1、前言引言 范围 规范性引用文件 术语和定义 一般规定 在线形位特征的检验操作 形位特征的统计受控判断 附录 (资料性) 在线形位误差提取操作方案附录 (资料性) 在线形位误差拟合操作的最小二乘模型附录 (资料性) 磨削加工在线圆度误差测量系统及检验操作示例附录 (资料性) 与矩阵模型的关系参考文献犌犅犜前言本文件按照标准化工作导则 第部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件是产品几何技术规范() 生产过程在线测量的第部分。 已经发布了以下部分:第部分:几何特征(尺寸、表面结构)的在线检测与验证;第部分:几何特征(形位)的在线检测与验证。本文件由
2、全国产品几何技术规范标准化技术委员会()提出并归口。本文件起草单位:中机生产力促进中心、陕西威尔机电科技有限公司、郑州恩普特科技股份有限公 司、山东道先为智能科技有限公司、哈尔滨工业大学、郑州大学、中机研标准技术研究院(北京)有限 公司。本文件主要起草人:明翠新、范厚杰、李军伟、张琳娜、郎岩梅、黄景志、朱悦。犌犅犜引言针对生产过程中产品的尺寸、形状、方向、位置等几何精度的数字化测控方法不完善、几何精度的数
3、 字化检验方法和测量不确定度评估方法缺失、过程质量精度测控手段被动落后等关键问题,重点研究产 品几何精度的数字化测量理论、方法和技术,构建符合新一代的几何精度检验操作规范体系和控 制策略。是基于新一代产品几何规范体系,运用数字化在线测量技术、统计学习及分析理 论、先进制造技术、系统集成及管理技术等,通过理论分析、模型映射和仿真模拟实验验证等手段开展 &
4、nbsp; 制定的生产过程在线测量推荐性国家标准。重点解决在线几何特征检验标准规范的系统性、完整性、统 一性问题,为有效解决生产过程中几何特征检测与控制的数字化、自动化和智能化问题奠定了必要的技 术基础。主要用于规范生产过程中几何特征的检测与验证策略及方法,并给出生产过程中(在 线离线)产品质量精度测量的数字化操作方法与检测规范。为了方便读者使用,将标
5、准分为两个部分 进行编写,两部分内容相互关联又各自独立,共同构成了几何特征的在线检测与验证规范的内容由两部分构成。第部分:几何特征(尺寸、表面结构)的在线检测与验证。规定了生产过程中几何特征(尺寸、 表面结构)的在线检测与验证规范。描述了基于的在线要素提取、滤波(表面误差分离)、 拟合、评估、合格性判断以及缺省操作规范的方法。第部分:几何特征(形位)的在线检测与验证。规定了生
6、产过程中几何特征(形状和位置)的在线检测与验证要求。描述了形位特征在线检验操作及合格性评定规则。犌犅犜产品几何技术规范(犌犘犛) 生产过程在线测量第部分:几何特征(形位)的在线检测与验证 范 围本文件规定了生产过程中形状和位置(以下简称形位)特征的在线检测与验证(以下简称检验)要 求,描述了形位特征在线检验的检验操作及合格性评定规则。本文件适用于生产过程中形位特征的在线检测与验证。 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 &n
7、bsp; 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件。 产品几何技术规范() 几何公差 形状、方向、位置和跳动公差标注 产品几何技术规范() 几何公差 检测与验证 产品几何技术规范() 几何公差 基准和基准体系 产品几何量技术规范() 工件与测量设备的测量检验 第部分:按规范检验合格或不合格的判定规则 产品几何量技术规范() 工件与测量设备的测量检验 第部分:测量设备校准和产品检验中测量的不确定度评定指南 产品几何技术规范() 工件与测量设备的
8、测量检验 第部分:关于对测量不确定度的表述达成共识的指南 术语和定义、界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 在线形位误差测量 狅狀犾犻狀犲犳狅狉犿犪狀犱狆狅狊犻狋犻狅狀犿犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋生产过程中进行形位特征的测量。检验操作 狏犲狉犻犳犻犮犪狋犻狅狀狅狆犲狉犪狋犻狅狀实际规范操作所规定的测量过程或测量设备或两者结合的实施过程的操作。来源:,检验操作集 狏犲狉犻犳犻犮犪狋犻狅狀狅狆犲狉犪狋狅狉一组有序的检验操作。注:检验操作集是测量程序的基础。犌犅犜注:中还规定了理想检验操作集、简化检验操作集和实际检验操作集。评估 犲狏犪犾狌犪狋犻狅狀用于确定某一特征值或其公称值和其极限值的操
9、作。来源:, 一般规定 形位特征主要包括形状误差、方向误差和位置误差。在线形位误差的检测与验证过程主要包括:根据技术文件确认形位公差规范;制定并实施在线检测与验证规范或检验操作集;在线评估测量不确定度;在线测量结果合格性评定。 在线测量方法包括接触式和非接触式。接触式可以采用触针式传感器等,非接触式可采用光电式传感器、图像传感器等。 在线测量系统与加工系统构成闭环,工件加工过程中将测得的形位特征信息反馈给加工系统实现加工自动化。某一工序完成后,对工件实施在线测量,并根据获取的形位特征评价工艺能力,从而修正  
10、; 加工过程。注:在线形位误差测量系统是指由测量装置、驱动器及控制器(或计算机处理系统)等构成的形位误差实时测量 系统。 测量条件应在检测与验证规范中规定。实际操作中,所有偏离规定条件并可能影响测量结果的因素均应在测量不确定度评估时考虑。 在线测量的条件主要包括:选择接触式传感器应考虑:测头的灵敏度及精度指标、测头的结构、探针形状及长度等;选择非 接触式传感器应考虑:传感器结构、精度指标等。测量力的条件为:对于
11、非接触式测量不考虑该因素;对于接触式测量,测量力的实际值应在设计值的允许变化范围以内,例如,内、外圆磨削加工中,推荐的测量力设计值为,测量力的实际值应在设计值的范围以内。当温度在某一范围内变化时,测量值的变化量不应大于其允许值。示例见的附录。测量过程中考虑其他因素对信号示值和零位的影响,例如,电压波动(接触式)、图像处理过程(非接触式)等。在线形位误差检验前应进行系统校准。在线形位误差检验时,除非另有规定,表面粗糙度、划痕、擦伤、塌边等外观缺陷的影响应排除 在外。 在线形位误差测量的方法及操作步骤应依据检验操作集。
12、在线形位误差检验操作集包括提取操作、滤波操作、拟合操作、评估操作等。 在线形位特征测量中,若有测量不确定度评估要求,按照描述的评估方法进行。 在线形位特征的检验操作 在线形位特征的提取操作形位特征的在线提取应确定测量点的布置、数目和测量方法,提取策略应根据零件的几何特征、功 能要求、材料和加工工艺等因素确定。图给出了采用接触式测量被测要素的在线提取示意图。推荐 犌犅犜的形位误差提取策略见附录。犪) 平面提取犫) 截面圆提取图 形位误差
13、在线提取示意图注:考虑到在线测量的实时性和快速性,诸如圆度、平面度、圆柱度、平行度、垂直度、同轴度等形位误差的检测可 以通过对相应的面、圆、圆柱的测量并进行计算得到。注:位置误差检测时基准的体现见附录。 在线形位特征的滤波操作滤波操作不是一个必选的要素操作,目前国家相关标准尚未规定缺省的滤波器及其参数,因此,如 果图样或其他技术文件中没有明确给出滤波器及其参数,则不要求滤波操作;如果图样上或其他技术文 &
14、nbsp; 件中给出了滤波器规范,那么按照规范规定的滤波器类型和滤波器指数进行滤波操作。注:接触式测量中的探针球型针尖、激光测量中的光斑等,具有形态滤波器的作用。注:滤波器传输率大于规定比率的正弦轮廓的波带宽,它由上下两端截止波长值定义,通常规定比率为。 注:为了提高测量系统的抗干扰性能,在设计软件时采用数字滤波技术(如高斯滤波器)进行采样数据预处理。 在线形位特征的拟合操作 在线拟合方法形位误差是被测要素的提取要素对其理想要素的变动量
15、。理想要素的形状由理论正确尺寸或和 参数化方程定义,理想要素的位置由对被测要素的提取要素进行拟合得到。拟合的方法有最小区域法 (切比雪夫法)、最小二乘法、最小外接法 和最大内切法等。) 对获得理想要素位置的拟合操作缺省:如果工程图样上无相应的符号专门规
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