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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.pdf简介：

GB/T 40810.2-2021是中国国家标准，全称为《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》，它属于产品几何技术规范系列，旨在规范和指导制造业中的产品形位（几何特征）在生产过程中的在线检测和验证方法。

这个标准主要涵盖了如何在生产线上实时、准确地测量和验证产品的几何形状、位置和方向，如尺寸、角度、平面度、直线度、圆度、圆柱度等。它适用于各种制造行业，如机械、电子、汽车、航空航天等，对于保证产品质量，提高生产效率，减少次品率，以及满足国际间的贸易要求都具有重要意义。

该标准详细规定了在线测量设备的要求、测量方法、数据处理和结果评价等，旨在提供一个科学、公正、统一的形位测量和验证框架，以提升制造业的精度和质量管理水平。

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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

）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

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 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。 GB/T1182产品几何技术规范（GPS） 几何公差形状、方向、位置和跳动公差标注 GB/T1958产品几何技术规范（GPS）几何公差检测与验证 GB/T17851产品几何技术规范（GPS）几何公差基准和基准体系 GB/T18779.1产品几何量技术规范（GPS）工件与测量设备的测量检验第1部分：按规范检 验合格或不合格的判定规则 GB/T18779.2产品几何量技术规范（GPS）工件与测量设备的测量检验第2部分：测量设备 校准和产品检验中GPS测量的不确定度评定指南 GB/T18779.3产品几何技术规范（GPS）工件与测量设备的测量检验第3部分：关于对测量 不确定度的表述达成共识的指南

GB/T1182、GB/T1958,GB/T17851、GB/T18779.1、GB/T18779.2、GB/T187 下列术语和定义适用于本文件GB∕T 50434-2018 生产建设项目水土流失防治标准.pdf， 3.1 在线形位误差测量 onlineformandpositionmeasurement 生产过程中进行形位特征的测量， 3.2 检验操作verificationoperation 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：GB/T24637.2—2020,3.1.5] 3.3 检验操作集 verification operator ·组有序的检验操作。 注1：检验操作集是测量程序的基础

注2：GB/T24637.2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evaluation 用于确定某一特征值或其公称值和其极限值的操作。 「来源:GB/T 24637.1—2020.3.4.2

3.4 评估evaluation 用于确定某一特征值或其公称值和其极限值的操作 『来源GB/T24637.1—2020.3.4.2

.1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 一根据技术文件确认形位公差规范； 一制定并实施在线检测与验证规范或检验操作集； 一在线评估测量不确定度； 一在线测量结果合格性评定。 2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 感器、图像传感器等。 3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 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 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。 4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 均应在测量不确定度评估时考虑。 5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0.7N～2.5N， 测量力的实际值应在设计值的士15%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GB/T40810.1一2021的 附录A。 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。 .6在线形位误差测量的方法及操作步骤应依据检验操作集。在线形位误差检验操作集包括提取操 、滤波操作、拟合操作、评估操作等。 .7在线形位特征测量中，若有测量不确定度评估要求，按照GB/T1958描述的评估方法进行

4.5在线测量的条件主要包括

5在线形位特征的检验操作

5.1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 万法，提取策略应根据零件的儿何特征 求、材料和加工工艺等因素确定。图1给出了采用接触式测量被测要素的在线提取示意图。推

的形位误差提取策略见附录A

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图1形位误差在线提取示意图

5.2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 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1：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2：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50% 注3：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

5.3在线形位特征的拟合操作

5.3.1在线拟合方法

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 C（切比雪夫法）、最小二乘法G、最小外接法N和最大内切法X等。 a）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定，加工中在线获 得理想要素位置的拟合方法一般缺省为最小二乘法；加工后获得理想要素位置的拟合方法 股缺省为最小区域法。 b 对获得被测要素过程中的拟合操作缺省：如图样上无相应的符号专门规定，拟合方法一般缺 省为最小二乘法。 c）对基准要素的拟合操作缺省：除非图样上有专门规定，拟合方法一般缺省为实体外约束的最小 二乘法（对于包容面、被包容面、平面、曲面等）

5.3.2最小二乘拟合数学

最小二乘拟合法的数学见附录卫

5.4在线形位特征的评估操作

通过在线评估操作获得形位特征值。形位误差值是用切比雪夫法确定位置的理想要素包容被 的提取要素时，具有的最小包容区域的宽度值或直径值。方向/位置误差值用定向/定位最小包名 的宽度值和直径值表示。

按测量任务和相应的规范 范进行符合性比较判定。附录C给出 差的检验示例

6形位特征的统计受控判断

采用过程控制工具对生产过程中的形位特征进行统计分析，如绘制分析用控制图等，从而对形位特 正进行统计受控状态判断，并对生产过程进行分析评价 注：统计受控状态是指当过程仅受随机因素影响时，过程处于统计控制状态

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附录A （资料性） 在线形位误差提取操作方案

栅格提取方案是指在分离获得的提取区域内，由在多个方向上分别平行且等距分布的轮廓所构成 的提取方案。轮廓相交形成的是封闭栅格，提取时，顺序在栅格的角点处进行提取。根据栅格形状的不 司将栅格提取方案划分为矩形、鸟笼、极坐标、三角形栅格和米字形栅格等。表A.1给出了栅格提取方 案的示例。

表A.1栅格提取方案的示例

一指定方向等间距分布的轮廓组成的提取方 案。它形成的是一系列如层状的平行轮廓，通常在平行轮廓上等长度或角度间距地进行提取。分层提 取方案根据轮廓形状和适用的表面类型的不同可分为圆周线、平行线、母线提取方案，如表A.2所示

GB/T 40810.2—2021表A.2分层提取方案的示例类型示例说明特征圆周线用于圆柱面的情况仅能评定单向谐波成分，多用平行线用于矩形平面的情况于只需获取表面局部信息的场合母线用于圆柱面的情况A.3特殊曲线提取方案特殊曲线提取方案是指在分离获得的提取区域内，由单一特殊曲线（如螺旋线、渐开线等）或特殊曲线与直线轮廓共同组成的提取方案，通常沿特殊曲线等角度或等长度距离或在特殊曲线与直线的相交处进行提取。其常见类型如表A3所示。表A.3特殊曲线提取方案的示例类型示例说明特征螺旋线用于圆柱面的情况不论提取路径单一与否，均能浙开线用于圆形端面的情况获得多个方向的谐波成分，多用于获取特殊表面信息的场合蜘蛛网用于圆形端面的情况A.4布点提取方案布点提取方案是指在分离获得的提取区域内，由在非理想表面上以随机方式或布点方式得到的一组点组成的提取方案，典型的有用于平面的和用于圆柱面的布点提取方案，如图A.1所示。这种方案提取点的密度比上面列出的3种方案明显要少，这限制了对要素轮廓谐波成分的评定能力，提取点6

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图A.1布点提取方案的典型示例

最小二乘拟合的基本思想是使残差的平方和为最小。 假设理想要素与其等距图形的距离为。，则残差可表示为：e；=△；一。i=1,2，，m。典型形 的最小二乘见表B.1

表B.1典型形位误差的最小二乘

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TB 10501-1998 铁路工程环境保护设计规范表B.1典型形位误差的最小二乘（续）

C.1磨削加工在线圆度误差测量系统构成

附 录 C （资料性） 磨削加工在线圆度误差测量系统及检验操作示例

磨削加工在线圆度误差测量系统主要由信号测量单元、信号处理单元和控制单元等构成。信号测 量单元包括测头、测量装置本体和测头进退油缸，信号处理单元和控制单元功能由主动测量控制器实 现，如图C.1所示。测量装置采用单臂式电感式位移传感器，驱动装置驱动测头进人或退出测量工位， 通过对前后微调机构的调整，可以使测头对准工件中心或合适位置。测量系统在加工过程中直接实时 则量工件的圆度误差，测量系统将工件半径变化量传递给控制器，再由控制器进行圆度误差计算，并将 结果反馈给数控磨床控制系统

C.2在线圆度误差检验操作示例

例为外圆磨削加工光磨阶段工件圆度误差的在纟

NY／T 1220.2-2019 沼气工程技术规范 第2部分：输配系统设计图C.1磨削加工在线测控系统