新一代GPS标准体系课件

1、第九章 新一代GPS标准体系ISO/TC213 GPS标准体系的形成与发展新一代GPS标准体系的构成及规律分析新一代GPS标准体系的理论基础及关键技术 操作及算子技术； 不确定度理论及应用技术； GPS的数字化基础ISO/TC 3极限与配合(D)ISO/TC10/SC 5“尺寸和公差的表示法”负责 形状和位置公差(USSR)(USA)ISO/TC 57 表面特征及其计量学ISO的三个TC合并、成立新的技术委员会ISO/TC213新一代GPSISO组织结构1996GPS的含义现代产品几何技术规范GPS（Dimensional Geometrical Product Specification a

2、nd Verification ，简称 GPS )，是ISO/TC213针对产品的设计与制造而规定的一系列宏观和微观的几何技术规范 , 主要包括：尺寸和形位公差、表面特征等几何精度规范相关的检验原则、测量器具要求和校准规范基本表达和图样标注的解释不确定度的评定和控制等GPS贯穿于产品从设计、制造到应用的全过程： -开发、设计、加工、检验、使用、维修、报废 ISO/TC213的GPS系列标准，是国际标准中影响最广的重要基础标准之一，是所有高新技术产品标准的基础，其应用涉及国民经济的各个部门和学科。 ISO/TC213的GPS系列标准，是所有机电产品“标准与计量”规范的基础，也是制造业信息化的基础

3、。GPS矩阵矩阵行1通用的GPS标准 General GPS Standards链环数123456要素几何特征图样标注公差定义实际要素比较认证测量仪器标定校准1.尺寸2.距离3.半径4.角度5.与基准无关的线的形状6.与基准有关的线的形状7.与基准无关的面的形状8.与基准有关的面的形状9.方向10.位置11.圆跳动12.全跳动13.基准14.轮廓粗糙度15.轮廓波纹度16.综合轮廓17.表面缺陷18.棱边综合的GPS标准 Global GPS Standards 补充的GPS标准 Complementary GPS standards 基础的GPS标准表面特征尺 寸形 状位 置方 向新一代GP

4、S的体系结构通用的GPS标准 General GPS Standards链环数123456要素几何特征图样标注公差定义实际要素比较认证测量仪器标定校准1.尺寸2.距离3.半径4.角度5.与基准无关的线的形状6.与基准有关的线的形状7.与基准无关的面的形状8.与基准有关的面的形状9.方向10.位置11.圆跳动12.全跳动13.基准14.轮廓粗糙度15.轮廓波纹度16.综合轮廓17.表面缺陷18.棱边GPS矩阵矩阵列综合的GPS标准 Global GPS Standards 补充的GPS标准 Complementary GPS standards 基础的GPS标准新一代GPS的体系结构图样标注公差

5、定义实际要素比较认证测量仪器标定校准功能要求规范设计检验认证ttfft?9-3 新一代GPS标准体系的理论基础及关键技术一、GPS数字化基础及关键技术对偶性原理操作及操作算子技术-表面模型-要素（几何要素）-恒定类/度-特征基本概念不确定度理论及应用技术检验规范公称Part ofPart ofSet of operations on完美形状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检测Respecting constraints with respect toMaterialRepresentingGPS表面模型 GPS数字化基础-表面模型具有完美形状的理想表面模型有限采样点集组成的非理想表面模型（离散）无限仿真点集组成的非理想表面模型（连续） 几何要素的术语、定义举例公称组成要素公称导出要素实际(组成)要素提取组成要素提取导出要素拟合组成要素拟合导出要素 GB/T18780.1 = ISO14660-1 理想要素的类型

7、恒定类一个恒定种类是被同一恒定度定义的、 “特征”保持不变的一组理想要素理想要素的一个恒定度是理想要素的替代，因此要素特征保持一致复合体棱柱回转体螺旋体圆柱体平面球无沿直线的移动Tx1个绕直线的旋转Rx1个沿直线的平移同时绕直线的旋转Tx,Rx2个沿直线的平移，绕直线的旋转Tx,Rx2个绕直线的旋转，与直线垂直的平面内平移TX，TY，Rz3个绕一点的旋转RX，RY，Rz3个本质特征和方位特征本质特征intrinsic characteristic是理想要素的特征，它是理想要素参数方程的参数，如圆柱的直径，圆锥的顶角，两直线的夹角。方位特征situation characteristic是定义两

8、个要素之间的方向和位置的特征。它有理想要素之间的方位特征和非理想要素之间的方位特征。 GPS数字化基础-特征操作与操作算子的应用举例:被测轴线基准平面体现基准平面的操作集合分离:拟合: 要素的操作 比 较评定结果规范 一致性比较-估值 要素的操作一致性比较名义设计功能要求名义模型操作理想要素分离 集成 构建估值名义要求设计意图（规范过程）非理想表面模型（肤面模型）无限点集的几何表达遵从设计意图制造出的工件的检验（检验/认证过程）实际工件非理想表面模型实际存在的要素有限点集操作理想和/或非理想要素 分离 提取 过滤 拟合 集成 构建操作理想和/或非理想要素 实体分离 实体提取 过滤 拟合 集成

9、构建估值估值规范的特征值测量结果（实际的特征值）规 范 算 子检 验 算 子国家“十五”项目（2002BA906A20-03）GPS不确定度及应用符合不确定度测量不确定度GPS不确定度的关系功能要求 规范设计 检验认证方法不确定度执行不确定度相关不确定度规范不确定度总不确定度国家“十五”项目（2002BA906A20-03） 设计工程师负责相关不确定度和规范不确定度；计量工程师则对测量不确定度负责。（生产加工）Total-uncertaintyCorrelation-uncertaintySpecification-uncertaintyMeasurement-uncertaintySpeci

10、ficationMeasurement Compliance -uncertaintyd2000hFunction相关不确定度30 h7E Ra1.6总不确定度应用示例分析国家“十五”项目（2002BA906A20-03）ISO 14253-1 第1部分： 按规范检验合格或不合格的判定规则ISO/TS 14253-2 第2部分： 测量设备校准和产品检验中的测量不确定度评定指南ISO/TS 14253-3 第3部分： 测量值不确定度完善性的评估程序基于GUM的GPS测量不确定度 计量器具和工件的测量检验国家“十五”项目（2002BA906A20-03）测量不确定度的技术经济性规范区域规范内规范外

11、规范外规范下限规范上限非重合区非重合区重合区不确定度不确定度规范设计阶段检验评定阶段合格区不合格区不合格区 测量不确定度既减小合格区、也减小不合格区 国家“十五”项目（2002BA906A20-03）ISO 14253-1 按规范检验合格或不合格的判定规则测量不确定度的管理流程(PUMA)国家“十五”项目（2002BA906A20-03） ISO 14253-2 ：NOYesYesYesYesYesYes or NoYes or NoYes or NoNo测量任务目标不确定度UT测量原理测量方法测量程序测量条件测量模型假设、知识等不确定度分量UEN=kuUENUT改变UEN的可能性改变UEN的

12、可能性改变UEN的可能性改变UEN的可能性合适的测量程序（方案）无合适的测量程序改变假设、模型或改进知识等改变条件、程序或方法改变测量原理改变测量任务或目标不确定度Operator操作算 子Operation操 作Functional operator功能算子Specification operator规范 算子Verification operator检验算子简化的实际的相关不确定度规范不确定度方法不确定度执行不确定度完整的精确的不完整的缺省的特定的实际的Specification operation规范操作 Verification operation检验操作实际的特定的缺省的精确的简化的实际的Evaluation估 值Feature operation要素操作划 分提 取滤 波 拟 合集 成构 造 Uncertainty不确定度总不确定度符合不确定度测量不确定度ISO/TS17450-2 图样标注老的GPS新的GPS几何公差