精度设计4(共32张PPT)

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,第1页，共32页。,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GPS,ISO组织结构,1996,第2页，共32页。,GPS的含义,现代产品几何技术规范GPS,（Dimensional Geometrical Product Specification and 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,第3页，共32页。,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。,第4页，共32页。,9.2,新一代GPS标准体系的构成及规律分析,新一代GPS体系结构,GPS,体系,基本的GPS标准,Fundamental GPS Standards,综合的GPS标准,Global GPS Standards,通用的GPS标准,General GPS Standards,补充的GPS标准,Complementary GPS Standards,第5页，共32页。,GPS矩阵矩阵行,1,通用的,GPS,标准,General GPS Standards,链环数,1,2,3,4,5,6,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GPS的体系结构,第6页，共32页。,通用的,GPS,标准,General GPS Standards,链环数,1,2,3,4,5,6,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,t,t,f,f,t?,第7页，共32页。,给出“功能要求、规范设计、生产加工、检验评定”统一系统中的主要组成链环,图样,标注,公差,定义,比较,认证,测量,仪器,标定,校准,功能要求 规范设计 生产加工 检验认证,实际要素,操作算子,第8页，共32页。,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,第9页，共32页。,GB/T18780.,Filtration of,Filtration of,国家“十五”项目（2002BA906A20-03）,Compliance,Set of operations on,理想要素的类型恒定类,测量不确定度既减小合格区、也减小不合格区,按规范检验合格或不合格的判定规则,“尺寸和公差的表示法”负责,条件：仪器校准、温度、人员、安装调整等。,General GPS Standards,GPS不确定度的关系,检验,规范,公称,Part of,Part of,Set of operations on,完美形状,Part of,Part of,Set of operations on,Filtration of,Material,Respecting constraints with respect to,Representing,Part of,Part of,假想的分界面,Filtration of,Part of,Part of,Part of,Set of operations on,Filtration of,Filtration of,检测,Respecting constraints with respect to,Material,Representing,GPS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,）,第10页，共32页。,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,第11页，共32页。,理想要素的类型恒定类,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,Tx,1个,绕直线的旋转,Rx,1个,沿直线的平移同时绕直线的旋转,Tx,Rx,2个,沿直线的平移，绕直线的旋转,Tx,Rx,2个,绕直线的旋转，与直线垂直的平面内平移,T,X,，T,Y,，Rz,3个,绕一点,的旋转,R,X,，R,Y,，Rz,3个,第12页，共32页。,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,第13页，共32页。,操作与操作算子的应用,举例:,被测轴线,基准平面,第14页，共32页。,体现被测轴线的操作集合,分离,分离,拟合,集成,要素的操作,第15页，共32页。,体现基准平面的操作集合,分离:,拟合:,要素的操作,第16页，共32页。,比 较,评定结果,规范,一致性比较-,估值,要素的操作,第17页，共32页。,三、,估值,操作,（,3,）,误差评定结果,f,操作与操作算子,分离,分离,拟合,集成,一、体现被测要素的,操作算子（1）,二、体现基准要素的,操作算子（2）,分离2-1,拟合2-2,垂直度误差检验认证-,操作算子,第18页，共32页。,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,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,第19页，共32页。,国家“十五”项目,（2002BA906A20-03）,GPS不确定度及应用,第20页，共32页。,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）,第21页，共32页。,Total-uncertainty,Correlation-uncertainty,Specification-uncertainty,Measurement-uncertainty,Specification,Measurement,Compliance,-uncertainty,d,2000h,Function,相关不确定度,30 h7,E,Ra1.6,总不确定度,应用示例分析,国家“十五”项目,（2002BA906A20-03）,第22页，共32页。,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）,第23页，共32页。,测量不确定度的技术经济性,规范区域,规范内,规范外,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,第24页，共32页。,给定测量过程的不确定度的管理(PUMA),国家“十五”项目,（2002BA906A20-03）,ISO 14253-2,：,测量,任务,U,R,测量,原理,U,EN,是否可能或需要,改变,最终,测量,不确,定度,U,EN,改变假设、模型,或改进知识等,测量,方法,测量,程序,测量,条件,NO,Yes,给定测量过程,不确定,度模型,假设、,知识等,不确定,度分量,x,u,U,EN,=,kx,u,不确定度概算,测圆度,原理：与理想特征圆比较；,方法：工作台回转式或主轴回转式；,程序：工件安装、定心准直、测量、评定,条件：仪器校准、温度、人员、安装调整等。,不确定度评定：,因素分析、假设分布、,评定模型A/B、初步评估,U,E1,、,比较判断：,U,E1,U,R,？以决定是否继续变因素迭代，直至求出,U,EN