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〞負責(zé)形狀和位置公差(USSR)(USA)ISO/TC57外表特征及其計量學(xué)ISO的三個TC合并、成立新的技術(shù)委員會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，簡稱GPS)，是ISO/TC213針對產(chǎn)品的設(shè)計與制造而規(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)的檢驗原那么、測量器具要求和校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)根本表達和圖樣標(biāo)注的解釋不確定度的評定和控制等GPS貫穿于產(chǎn)品從設(shè)計、制造到應(yīng)用的全過程：--開發(fā)、設(shè)計、加工、檢驗、使用、維修、報廢

ISO/TC213的GPS系列標(biāo)準(zhǔn)，是國際標(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)用涉及國民經(jīng)濟的各個部門和學(xué)科。ISO/TC213的GPS系列標(biāo)準(zhǔn)，是所有機電產(chǎn)品“標(biāo)準(zhǔn)與計量〞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)注公差定義實際要素比較認證測量儀器標(biāo)定校準(zhǔn)1.尺寸

2.距離

3.半徑

4.角度

5.與基準(zhǔn)無關(guān)的線的形狀

6.與基準(zhǔn)有關(guān)的線的形狀

7.與基準(zhǔn)無關(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

12.全跳動

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)注公差定義實際要素比較認證測量儀器標(biāo)定校準(zhǔn)1.尺寸

2.距離

3.半徑

4.角度

5.與基準(zhǔn)無關(guān)的線的形狀

6.與基準(zhǔn)有關(guān)的線的形狀

7.與基準(zhǔn)無關(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

12.全跳動

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)注公差定義實際要素比較認證測量儀器標(biāo)定校準(zhǔn)功能要求規(guī)范設(shè)計檢驗認證ttff<t?給出“功能要求、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計、生產(chǎn)加工、檢驗評定〞統(tǒng)一系統(tǒng)中的主要組成鏈環(huán)圖樣標(biāo)注公差定義比較認證測量儀器標(biāo)定校準(zhǔn)功能要求標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計生產(chǎn)加工檢驗認證實際要素操作算子§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/度--特征根本概念不確定度理論及應(yīng)用技術(shù)檢驗標(biāo)準(zhǔn)公稱PartofPartofSetof

operationson完美形狀PartofPartofSetof

operationsonFiltration

ofMaterialRespectingconstraintswithrespecttoRepresentingPartofPartof假想的分界面Filtration

ofPartofPartofPartofSetof

operationsonFiltrationofFiltrationof檢測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集組成的非理想表面模型（離散）無限仿真點集組成的非理想表面模型（連續(xù)）幾何要素的術(shù)語、定義舉例公稱組成要素公稱導(dǎo)出要素實際(組成)要素提取組成要素提取導(dǎo)出要素擬合組成要素擬合導(dǎo)出要素GB/T18780.1=ISO14660-1理想要素的類型——恒定類一個恒定種類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沿直線的移動Tx1個繞直線的旋轉(zhuǎn)Rx1個沿直線的平移同時繞直線的旋轉(zhuǎn)Tx,Rx2個沿直線的平移，繞直線的旋轉(zhuǎn)Tx,Rx2個繞直線的旋轉(zhuǎn)，與直線垂直的平面內(nèi)平移TX，TY，Rz3個繞一點的旋轉(zhuǎn)RX，RY，Rz3個本質(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，兩直線的夾角。方位特征situationcharacteristic是定義兩個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:被測軸線基準(zhǔn)平面表達被測軸線的操作集合分離分離擬合集成

要素的操作表達基準(zhǔn)平面的操作集合分離:擬合:

要素的操作

比較評定結(jié)果規(guī)范一致性比較---估值

要素的操作三、估值操作〔3〕誤差評定結(jié)果f

操作與操作算子分離分離擬合集成一、表達被測要素的操作算子〔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\認證-----操作算子一致性比較名義設(shè)計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)計意圖〔標(biāo)準(zhǔn)過程〕非理想外表模型〔膚面模型〕無限點集的幾何表達遵從設(shè)計意圖制造出的工件的檢驗〔檢驗/認證過程〕實際工件非理想外表模型實際存在的要素有限點集操作理想和/或非理想要素別離提取過濾擬合集成構(gòu)建操作理想和/或非理想要素實體別離實體提取過濾擬合集成構(gòu)建估值估值標(biāo)準(zhǔn)的特征值測量結(jié)果〔實際的特征值〕規(guī)范算子檢驗算子國家“十五〞工程〔2002BA906A20-03〕GPS不確定度及應(yīng)用符合不確定度測量不確定度

GPS

不確定度的關(guān)系功能要求標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計檢驗認證方法不確定度執(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家“十五〞工程〔2002BA906A20-03〕設(shè)計工程師負責(zé)相關(guān)不確定度和標(biāo)準(zhǔn)不確定度；計量工程師那么對測量不確定度負責(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)用示例分析國家“十五〞工程〔2002BA906A20-03〕ISO14253-1第1局部：按標(biāo)準(zhǔn)檢驗合格或不合格的判定規(guī)那么ISO/TS14253-2第2局部：測量設(shè)備校準(zhǔn)和產(chǎn)品檢驗中的測量不確定度評定指南ISO/TS14253-3第3局部：測量值不確定度完善性的評估程序基于GUM的GPS測量不確定度

計量器具和工件的測量檢驗國家“十五〞工程〔2002BA906A20-03〕測量不確定度的技術(shù)經(jīng)濟性標(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)計階段檢驗評定階段合格區(qū)不合格區(qū)不合格區(qū)★測量不確定度既減小合格區(qū)、也減小不合格區(qū)國家“十五〞工程〔2002BA906A20-03〕ISO14253-1按標(biāo)準(zhǔn)檢驗合格或不合格的判定規(guī)那么給定測量過程的不確定度的管理(PUMA)國家“十五〞工程〔2002BA906A20-03〕ISO14253-2：測量任務(wù)UR測量原理UEN是否可能或需要改變最終測量不確定度UEN改變假設(shè)、模型或改進知識等測量方法測量程序測量條件NOYes給定測量過程不確定度模型假設(shè)、知識等不確定度分量xuUEN=kxu不確定度概算測圓度原理：與理想特征圓比較；方法：工作臺回轉(zhuǎn)式或主軸回轉(zhuǎn)式；程序：工件安裝、定心準(zhǔn)直、測量、評定條件：儀器校準(zhǔn)、溫度、人員、安裝調(diào)整等。不確定度評定：因素分析、假設(shè)分布、評定模型A/B、初步評估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。測量不確定度的管理流程(PUMA)國家“十五〞工程〔2002BA906A20-03〕ISO14253-2：NOYesYesYesYesYesYesorNoYesorNoYesorNoNo測量任務(wù)目標(biāo)不確定度UT測量原理測量方法測量程序測量條件測量模型假設(shè)、知識等不確定度分量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的可能性合適的測量程序（方案）無合適的測量程序改變假設(shè)、模型或改進知識等改變條件、程序或方法改變測量原理改變測量任務(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檢驗算子簡化的實際的相關(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際的Specificationoperat