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GB／T 40810.1-2021 产品几何技术规范（GPS） 生产过程在线测量 第1部分：几何特征（尺寸、表面结构）的在线检测与验证.pdf

被测要素测量与评估包括以下内容： a）分离：根据图样规范要求，确定被测工件表面及测量界限； b）提取：根据图样规范要求，考虑平板玻璃的加工工艺及点状缺陷特征等，使用图像采集系级 集被测工件表面数字图像信息：

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c）误差分离：根据图样规范要求，对提取的图像信息进行滤波操作，分离获得表面缺陷信息 1）评估：根据检测要求，对表面缺 算、统计分析

山西地标12D6.pdfC.3.3检测结果输出及合格评定

检测结果输出及合格评定包括以下内容： a 输出缺陷的核心尺寸、位置分布、类型及数量，玻璃板质量等级信息。 b 根据生产需要给出不同时间段的缺陷统计数据。 C 将缺陷检测结果与质量规范要求进行符合性比较判定。

检测结果输出及合格评定包括以下内容： a）输出缺陷的核心尺寸、位置分布、类型及数量，玻璃板质量等级信息。 b）根据生产需要给出不同时间段的缺陷统计数据。 c）将缺陷检测结果与质量规范要求进行符合性比较判定

磨削加工在线几何误差提取方案见图D.1

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附 录 D （资料性） 磨削加工在线几何误差提取方案示例

图D.1磨削加工在线几何误差提取方案

1轧辊在位圆柱度误差接触式测量系统的构成

轧辊在位圆柱度误差接触式测量系统由信号测量单元（触针式传感器、弓形测量架）、信号处理单元 工业PC机）及控制单元（PLC)等构成，如图E.1所示

图E.1轧辊在位圆柱度误差接触式测量系统构成

测量装置安装于磨床滑动拖板， 回运动完成在位测量。测量装置结 量方式为：在亏形测量架两端相对安装了两个测量传感器，两测头的中心线处在同一直线上，并 测轧辑的中心线。测量时，弓形测量架沿平行于轧辊中心线的方向移动，分段测量被测轧辊

E.2车辊在位圆柱度误差非接触式测量系统的构成

轧辊在位圆柱度误差非接触式测量系统由信号测量单元（图像采集系统）、信号处理单元（工业PC 机）及控制单元（PLC）等构成，图像采集系统包括图像传感器（如工业CCD）、数据采集卡等，如图E.2 所示。

轧辊在位圆柱度误差非接触式测量系统构成图

光源由发光体组成，发光均匀，光能利用率高，光源布置有利于圆柱度误差的测量。图像采集系统 由相机和镜头构成，相机采集信号并传输给计算机。计算机进行图像数据处理及相应的检验操作，并对 检验信息进行数据存储、统计分析和管控。可根据相关标准及图样技术要求，输出圆柱度误差评定 结果。

E.3轧辊在位圆柱度误差检验操作

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测量时需进行调整工作（调整测量架、传感器位置等）以及标定工作，以满足测量稳定可靠和测量精 度要求。

E.3.2被测要素测量与评估

被测要素测量与评估包括以下内容： a）分离：根据图样规范要求，确定被测轧辊圆柱面及其测量界限。 b）提取：根据图样规范要求，考虑轧辊功能及结构特征等，在被测轧辊圆柱面上采用一定的提取 方案进行测量，得到提取圆柱面。 滤波：根据图样规范要求，采用一定滤波器对提取圆柱面进行滤波，获得滤波后的提取圆柱面， 拟合：根据图样规范要求，缺省情况下，采用最小区域法对滤波后的提取圆柱面进行拟合，得到 被测圆柱面的拟合导出要素（轴线） 评估：圆柱度误差值为提取圆柱面上各点到拟合导出要素（轴线）的最大、最小距离值之差

主度误差值与图样上给出的公差值进行比较，判定

F.1磨削加工在线尺寸测量系统构成

附录F （资料性） 磨削加工在线尺寸测量系统及关键检验操作

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F.1所示。 则量装置采用电感式位移传感器，其结构可是单臂式或双臂式，在磨削加工中，当温度在20℃～40℃ 内变化时，测量值的变化量不应大于3.0m。驱动装置驱动测头进人或退出测量工位，通过对前后微 周机构的调整，可使触头测量触点对准工件中心或合适位置

图F.1磨削加工在线尺寸测量系统

在线尺寸测量系统在加工过程中直接实时测量工件尺寸，加工过程和测量过程同时进行，测量系 件尺寸变化量随时传递给数控磨床控制系统

F.2提取操作中的测量算式

在磨削加工在线尺寸测量中，采用接触式尺寸测量推荐选用的算式有6种，每一个算式表达式对 特定的输出尺寸值，算式表达式如表F.1所示。其中，G1和G2分别表示传感测头1和传感测头 则量值。

F.3滤波操作中的数字滤波方法示例

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在磨削加工在线尺寸测量中，考虑到加工系统自身的特点，可选用去极值平均滤波、平均值滤 动平均滤波。 a）去极值平均滤波：每个通道连续采样n次，去掉最大值和最小值，再求余下采样值的平均值 式（F.1）所示：

Dsumn次连续采样的数值之和； DMax一一n次连续采样中的最大值； DMin 一n次连续采样中的最小值。 平均值滤波：连续采样n次，然后将n次采样值的平均值作为一次采样数据输出，如式（F 所示：

滑动平均滤波：顺序存放通道n采样数据，将这些数据求和取平均，求和结果减去平均值 滑系数的乘积，与第n十1次采样的数据求和，最后再取平均值，如式（F.3)所示

n次连续采样的平均值； 平滑系数，一般取0.5～2； D1 第n+1次采样值。

F.4断续表面数据处理示例

在线测量过程中，测量装置连续采集"次数据并进行平均滤波后，作为一次结果输出，设定采集"次 效据所需时间t，为一个采样周期。在磨削加工状态及条件不变的情况下，一个采样周期工件尺寸变化 直应为△d，对应测量装置电压值变化为△u，即在经过每一个采样周期后，工件尺寸的变化量相等。测 量装置测得的电压变化线的斜率为：

式中，t1为设定时间，其值由现场磨削加工情况确定，设在t1时间段内测量装置检测到的电压变化 值为△u1；设测量装置的倍率值为K，尺寸变化值和电压值之间的关系为：

Ad=Au.Xt.XK/t

a）计算一个采样周期内尺寸变化理论值△d，设当前测量装置实际测得的尺寸值为d，，上次尺寸 输出值为di，令c=d一d，； b）将c的绝对值和△d进行比较，当lc|△d时，即当前数据为断续表面数据，则判定需要进行 差值修正； c）当c>0时，令d,一△d作为当前输出值进行输出当c<0时，令di十△d作为输出值输出

在磨削加工在线尺寸测量中，考虑不同加工阶段状态，设定尺寸控制界限范围，即连续变化的

误差值的上、下界限（UCL、LCL）。以精磨阶段为例，如图F.2所示为过程中的尺寸控制界限示意图

F.6尺寸预测模型框架示例

以数控磨床加工过程尺寸特征的预报为例，其预测模型框架如图F.3所示。

图F.2过程中的尺寸控制界限示意图

图F.3在线尺寸预测模型框架

G.1曲轴在位尺寸测量系统构成

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附录G （资料性） 曲轴在位尺寸测量系统及检验操作示例

量装置和支撑装置。信号处理单元和控制单元功能通过测量控制器实现， 测量装置实现多通道、多方位采集数据；液压驱动装置实现测量装置的收张及移动；伺服运动机构 实现测量装置X轴及Y轴方向的精确运动；测量控制器实现AD转换、数字信号处理及计算、人机交 宜、驱动装置及伺服系统的控制以及与磨床控制系统的通讯等。 测量装置可根据机床具体结构和被测轴径的高度位置是否变化而安装在不同的位置，如图G.1a， 所示为测量装置及驱动原理示意图，测量装置装在X、Y向导轨上面，可分别X、Y向移动。在测量装 置旁安装有支撑装置，该支撑装置在被测轴径加工时与被测轴径接触，起到支撑作用，不碍测量装置 沿轴径轴向的测量。 如图G.1b)所示为一个可调节底座，测量装置安装在底座上，该底座可带动测量装置沿Z方向的移 动和沿X方向的转动进行测量装置的高度和角度调节，调整测量装置使测头跟随被测轴的中心面位 置，实现曲轴上各轴段直径的测量，

G.2曲轴在位尺寸检验操作

图G.1曲轴在位尺寸测量系统示意图

曲轴在位尺寸检验操作包括以下内容： a）提取操作。根据图样规范要求确定提取方案。采用曲轴装夹装置及机床数控系统调整曲轴与 主轴的相角变化量，实现磨床带动曲轴绕曲轴轴心旋转。调整测量系统底座及测量装置的位 置，确保两个测头能够正确测量被测轴段，旋转曲轴并对被测轴段进行直径测量。 b 滤波操作。根据图样规范要求，采用相应数字滤波器对测量数据进行滤波处理，以消除或减弱 干扰和噪声的影响。 测量数据预处理。采用特定准则进行粗大误差的判断和剔除。 d）评估操作。根据图样规范要求，计算获得被测轴段直径值 e）合格评定。根据测量结果判断其是否符合该磨削工序对其尺寸公差的要求

H.1活塞销外径在线测量系统构成

H.1.1测量系统基本构成

附 录 H （资料性） 活塞销外径在线测量系统及检验操作示例

活塞销外径在线测量系统： 量装置）、信号处理单元（工业PC机）和控 制单元（PLC等）构成，测量系统的 构和吹十机构

H.1.2活塞销传送机构

加工后的活塞销经前级传送装置传送到本系统的传送轨道上。为了防止活塞销因摩擦产生划痕， 传送轨道由两条圆柱状皮带组成。活塞销由皮带支撑，在电机驱动控制下勾速运动，如图H.1a)所示。

L.1.3活塞销吹干机构

H.1.4 外径测量装置

活塞销通过传送带传送到检测位置，匀速通过激光外径测量仪的激光光幕的测量区域，激光束与活 塞销的轴线垂直，通过控制其垂直度保证测量定位精度，如图H.1c)所示。激光测量仪实现对活塞销外 径的高速、高精度扫描测量。

H.2活塞销外径在线检验操作

图H.1活塞销外径在线测量系统示意图

H.2.3测量数据预处理

采用特定准则进行粗大误差的判断和剔除

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将测量结果与设定的公差值进行比较，判断活塞销是否超差，并根据检验结果和分选要求，将 的活塞销分选处理

L.1相位修正轮廊滤波器的加权函数

分布的相位修正滤波器加权函数（见图1.1)如式（

I.2.1长波轮廊成分的传输特性

图1.1轮廓滤波器的加权函数

式中： α o 滤波前正弦波粗糙度轮廓的幅值 a 1 滤波后这个正弦轮廓的幅值； 入——轮廓滤波器的截止波长； 入 一正弦轮廊的波长。

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图1.2长波轮廓成分的传输特性

短波轮廓成分的传输特性如图1.3 波轮廓成分的传输特性是互补的。 短波轮廓成分是表面轮廓和长波轮廓成分之差，它是截止波长入。的函数，如式（1.3）：

式中： ——滤波后正弦波粗糙度轮廊的幅值

一滤波后正弦波粗糙度轮廓的幅值！

图I.3短波轮廓成分的传输特性

如果没有其他规定，针尖半径rtip的标准值 关系见表1.1。

注：如果认为其他截止波长比率是满足应用所必须的，可直接给出这个截止波长比率。

对于轮廓算术平均偏差Ra>0.5μm或轮廓最大高度Rz>3um的表面，通常可使用rip=5um的测针，在测 量结果中没有明显差别。 当截止波长入s为8um或25um时，几乎可肯定，因具有推荐针尖半径的触针机械滤波所致的衰减特性将位于 定义的传输带之外。因此，在触针半径或在形状上的微小变化对在测量轮廊上计算的参数值的影响将是可忽 略的。

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附录J （资料性） 与GPS矩阵模型的关系

关于GPS矩阵模型的完整细则，见GB/T20308。 GB/T20308中的GPS矩阵模型对GPS体系进行了综述，本文件是该体系的一部分。除非另有说 明，GB/T4249给出的GPS基本规则适用于本文件，GB/T18779.1给出的缺省规则适用于按照本文件 制定的规范。

隧道防水板铺设施工工艺（方案）J.2关于标准及其使用的信息

本文件规定了生产过程中尺寸特征的在线检验规范，给出了尺寸特征的在线检验操作、尺寸合格性 评定规则。

I.3在GPS矩阵模型中的位置

本文件是一项GPS通用标准。本文件给出的规则和原则适用于GPS矩阵中所有标有实心点（·） 的部分。见表J.1。

表J.1GPS标准矩阵模

SH／T 3082-2019 石油化工仪表供电设计规范表J.1所示标准链涉及的标准为相关的标准

GB/T131产品几何技术规范（GPS）技术产品文件中表面结构的表示法 [2] GB/T 4249 产品几何技术规范（GPS） 基础概念、原则和规则 [3] GB/T 6062 产品几何技术规范（GPS） 表面结构轮廓法接触（触针）式仪器的标称 特性 [4] GB/T 15757 产品几何量技术规范（GPS） 表面缺陷 术语、定义及参数 [5] GB/T 20308 产品几何技术规范（GPS）矩阵模型 [6] GB/T 36404 平板玻璃点状缺陷在线检测