新一代GPS標(biāo)準(zhǔn)體系

第九章新一代GPS標(biāo)準(zhǔn)體系ISO/TC213GPS標(biāo)準(zhǔn)體系的形成與開(kāi)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)體系的理論根底及關(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)字化根底ISO/TC3極限與配合(D)

ISO/TC10/SC5“尺寸和公差的表示法〞負(fù)責(zé)形狀和位置公差(USSR)(USA)ISO/TC57外表特征及其計(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)標(biāo)準(zhǔn)GPS〔DimensionalGeometricalProductSpecificationandVerification，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)定的一系列宏觀和微觀的幾何技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),主要包括：尺寸和形位公差、外表特征等幾何精度標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的檢驗(yàn)原那么、測(cè)量器具要求和校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)根本表達(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)中影響最廣的重要根底標(biāo)準(zhǔn)之一，是所有高新技術(shù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的根底，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〞標(biāo)準(zhǔn)的根底，也是制造業(yè)信息化的根底?！?.2

新一代GPS標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)成及規(guī)律分析新一代GPS體系結(jié)構(gòu)GPS體系根本的GPS標(biāo)準(zhǔn)FundamentalGPSStandards綜合的GPS標(biāo)準(zhǔn)GlobalGPSStandards通用的GPS標(biāo)準(zhǔn)GeneralGPSStandards補(bǔ)充的GPS標(biāo)準(zhǔn)ComplementaryGPSStandardsGPS矩陣—矩陣行1通用的GPS標(biāo)準(zhǔn)GeneralGPSStandards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)GlobalGPSStandards

補(bǔ)充的GPS標(biāo)準(zhǔn)ComplementaryGPSstandards

基礎(chǔ)的GPS標(biāo)準(zhǔn)表面特征尺寸形狀位置方向新一代GPS的體系結(jié)構(gòu)通用的GPS標(biāo)準(zhǔn)GeneralGPSStandards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)GlobalGPSStandards

補(bǔ)充的GPS標(biāo)準(zhǔn)ComplementaryGPSstandards

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ttff<t?給出“功能要求、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工、檢驗(yàn)評(píng)定〞統(tǒng)一系統(tǒng)中的主要組成鏈環(huán)圖樣標(biāo)注公差定義比較認(rèn)證測(cè)量?jī)x器標(biāo)定校準(zhǔn)功能要求標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)加工檢驗(yàn)認(rèn)證實(shí)際要素操作算子§9-3新一代GPS標(biāo)準(zhǔn)體系的

理論根底及關(guān)鍵技術(shù)一、GPS數(shù)字化根底及關(guān)鍵技術(shù)對(duì)偶性原理操作及操作算子技術(shù)--外表模型--要素〔幾何要素〕--恒定類(lèi)/度--特征根本概念不確定度理論及應(yīng)用技術(shù)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)公稱(chēng)PartofPartofSetof

operationson完美形狀PartofPartofSetof

operationsonFiltration

ofMaterialRespectingconstraintswithrespecttoRepresentingPartofPartof假想的分界面Filtration

ofPartofPartofPartofSetof

operationsonFiltrationofFiltrationof檢測(cè)RespectingconstraintswithrespecttoMaterialRepresentingGPS外表模型GPS數(shù)字化根底---外表模型具有完美形狀的理想外表模型有限采樣點(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——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intrinsiccharacteristic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situationcharacteristic是定義兩個(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)字化根底---特征操作與操作算子的應(yīng)用舉例:被測(cè)軸線(xiàn)基準(zhǔn)平面表達(dá)被測(cè)軸線(xiàn)的操作集合分離分離擬合集成

要素的操作表達(dá)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

要素的操作三、估值操作〔3〕誤差評(píng)定結(jié)果f

操作與操作算子分離分離擬合集成一、表達(dá)被測(cè)要素的操作算子〔1〕二、體現(xiàn)基準(zhǔn)要素的操作算子（2）分離2--1擬合2---2垂直度誤差檢驗(yàn)\認(rèn)證-----操作算子一致性比較名義設(shè)計(jì)功能要求名義模型操作理想要素別離集成構(gòu)建估值名義要求設(shè)計(jì)意圖〔標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程〕非理想外表模型〔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)際工件非理想外表模型實(shí)際存在的要素有限點(diǎn)集操作理想和/或非理想要素別離提取過(guò)濾擬合集成構(gòu)建操作理想和/或非理想要素實(shí)體別離實(shí)體提取過(guò)濾擬合集成構(gòu)建估值估值標(biāo)準(zhǔn)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〞工程〔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)系功能要求標(biāo)準(zhǔn)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)不確定度標(biāo)準(zhǔn)不確定度總不確定度國(guó)家“十五〞工程〔2002BA906A20-03〕設(shè)計(jì)工程師負(fù)責(zé)相關(guān)不確定度和標(biāo)準(zhǔn)不確定度；計(jì)量工程師那么對(duì)測(cè)量不確定度負(fù)責(zé)。〔生產(chǎn)加工〕Total-uncertaintyCorrelation-uncertaintySpecification-uncertaintyMeasurement-uncertaintySpecificationMeasurement

Compliance-uncertaintyd2000hFunction相關(guān)不確定度￠30h7E

Ra1.6總不確定度應(yīng)用示例分析國(guó)家“十五〞工程〔2002BA906A20-03〕ISO14253-1第1局部：按標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)合格或不合格的判定規(guī)那么ISO/TS14253-2第2局部：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/TS14253-3第3局部：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〞工程〔2002BA906A20-03〕測(cè)量不確定度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)外標(biāo)準(zhǔn)外標(biāo)準(zhǔn)下限標(biāo)準(zhǔn)上限非重合區(qū)非重合區(qū)重合區(qū)不確定度不確定度標(biāo)準(zhǔn)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〞工程〔2002BA906A20-03〕ISO14253-1按標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)合格或不合格的判定規(guī)那么給定測(cè)量過(guò)程的不確定度的管理(PUMA)國(guó)家“十五〞工程〔2002BA906A20-03〕ISO14253-2：測(cè)量任務(wù)UR測(cè)量原理UEN是否可能或需要改變最終測(cè)量不確定度UEN改變假設(shè)、模型或改進(jìn)知識(shí)等測(cè)量方法測(cè)量程序測(cè)量條件NOYes給定測(cè)量過(guò)程不確定度模型假設(shè)、知識(shí)等不確定度分量xuUEN=kxu不確定度概算測(cè)圓度原理：與理想特征圓比較；方法：工作臺(tái)回轉(zhuǎn)式或主軸回轉(zhuǎn)式；程序：工件安裝、定心準(zhǔn)直、測(cè)量、評(píng)定條件：儀器校準(zhǔn)、溫度、人員、安裝調(diào)整等。不確定度評(píng)定：因素分析、假設(shè)分布、評(píng)定模型A/B、初步評(píng)估UE1、比較判斷：UE1≤UR？以決定是否繼續(xù)變因素迭代，直至求出UEN。測(cè)量不確定度的管理流程(PUMA)國(guó)家“十五〞工程〔2002BA906A20-03〕ISO14253-2：NOYesYesYesYesYesYesorNoYesorNoYesorNoNo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=k×uUEN≤UT改變UEN的可能性改變UEN的可能性改變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Functionaloperator功能算子Specificationoperator標(biāo)準(zhǔn)算子Verificationoperator檢驗(yàn)算子簡(jiǎn)化的實(shí)際的相關(guān)不確定度標(biāo)準(zhǔn)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Specificationoperat