ICS 17.040.40 CCS J 42
GB
：
中华人民共和国宝家标准
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
Geometrical product specifications (GPS)-
Online measurement in processPart 1 : Online verification of
geometric features (size and surface texture)
2022-05-01实施
2021-10-11 发布
国家市场监督管理总局 发布
国家标准化管理委员会 GB/T 40810.1—2021
目 次
前言引言 1 范围 2
规范性引用文件术语和定义一般规定在线要素的提取、检验操作及缺省操作规范几何特征的统计受控判断·
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附录A（资料性）用触针式仪器检验粗糙度的方法附录B (资料性) 平面光学元件在位检验示例· 附录C（资料性） 平板玻璃点状缺陷检验示例附录D（资料性） 磨削加工在线几何误差提取方案示例附录E (资料性) 典型形位误差在位检验示例附录F (资料性) 磨削加工在线尺寸测量系统及关键检验操作附录G（资料性） 曲轴在位尺寸测量系统及检验操作示例· 附录H（资料性） 活塞销外径在线测量系统及检验操作示例附录I (资料性) 轮廓滤波器特性附录J (资料性) 与 GPS矩阵模型的关系参考文献
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30 GB/T 40810.1—2021
前創言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件是GB/T 40810《产品几何技术规范（GPS）生产过程在线测量》的第1部分。GB/T 40810 已经发布了以下部分：
第1部分：几何特征（尺寸、表面结构)的在线检测与验证; -第2部分：几何特征(形位)的在线检测与验证。
本文件由全国产品几何技术规范标准化技术委员会（SAC/TC240)提出并归口。 本文件起草单位：郑州恩普特科技股份有限公司、中机生产力促进中心、郑州大学、苏州天准科技股
份有限公司、杭州长庚测量技术有限公司、西安西谷微电子有限责任公司、山东道先为智能科技有限公司、江苏锐精光电研究院有限公司、中机研标准技术研究院(北京)有限公司。
本文件主要起草人：郑鹏、李军伟、明翠新、曹葵康、赵军、郎岩梅、朱悦、白巍、陈刚。
工 GB/T 40810.1—2021
引言
针对生产过程中产品的尺寸、形状、方向、位置等几何精度的数字化测控方法不完善、几何精度的数
字化检验方法和测量不确定度评估方法缺失、过程质量精度测控手段被动落后等关键问题，重点研究产品几何精度的数字化测量理论、方法和技术，构建符合新一代GPS的几何精度检验操作规范体系和控制策略。
GB/T 40810 是基于新一代GPS 产品几何规范体系,运用数字化在线测量技术、统计学习及分析理论、先进制造技术、系统集成及管理技术等，通过理论分析、模型映射和仿真模拟/实验验证等手段开展制定的生产过程在线测量推荐性国家标准。重点解决在线几何特征检验标准规范的系统性、完整性、统性问题,为有效解决生产过程中几何特征检测与控制的数字化、自动化和智能化问题奠定了必要的技术基础。
GB/T 40810 主要用于规范生产过程中几何特征的检测与验证策略及方法,并给出生产过程中（在线/离线)产品质量精度测量的数字化操作方法与检测规范。为了方便读者使用，将标准分为两个部分进行编写，两部分内容相互关联又各自独立，共同构成了几何特征的在线检测与验证规范的内容
GB/T 40810 由两部分构成。
第1部分：几何特征（尺寸、表面结构)的在线检测与验证。规定了生产过程中几何特征（尺寸、 表面结构）)的在线检测与验证规范。描述了基于GPS的在线要素提取、滤波（表面误差分离）、 拟合、评估、合格性判断以及缺省操作规范的方法。 第2部分：几何特征(（形位)的在线检测与验证。规定了生产过程中几何特征（形状和位置)的在线检测与验证要求。描述了形位特征在线检验操作及合格性评定规则。
I GB/T 40810.1—2021
L来源:GB/T 3505一2009,3.1.1,
3.9
原始轮廓　primary profile 通过 入s 轮廓滤波器后的总轮廓。 注 1：确定存在于表面上的粗糙度与比它更短的波的成分之间相交界限的滤波器为 入s轮廓滤波器;确定粗糙度与
波纹度成分之间相交界限的滤波器为入c轮廓滤波器；确定存在于表面上的波纹度与比它更长的波的成分之间相交界限的滤波器为入轮廓滤波器。
注2：原始轮廓是进行轮廓滤波和参数计算的数字轮廓处理的基础。 L来源:GB/T 3505一2009,3.1.5
3.10
粗糙度轮廓roughness profile 对原始轮廓采用入c轮廓滤波器抑制长波成分以后形成的轮廓。 ［来源:GB/T 3505—2009,3.1.6,有修改］
3.11
波纹度轮廓 waviness profile 对原始轮廓连续应用入f 和入c 两个轮廓滤波器以后形成的轮廓,采用入f轮廓滤波器抑制长波成
分，而采用 入c 轮廓滤波器抑制短波成分。
来源:GB/T3505—2009,3.1.7,有修改
3.12
表面缺陷 surface imperfection 在加工、存储或使用期间，非故意或偶然生成的实际表面的单元体、成组的单元体、不规则体。 注1：这些单元体或不规则体的类型，明显区别于构成一个粗糙度表面的那些单元体或不规则体，注2：缺陷的可接受性取决于表面的用途或功能,并由适当的项目来确定,即长度、宽度、深度、高度、单位面积上的
缺陷数等。
［来源:GB/T 15757—2002,2.4］
3.13
误差分离 error separation 采用一定的轮廓滤波器将工件表面误差进行分离的操作。
3.14
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]
4　一般规定
4.1根据工件的功能要求及设备加工技术要求,确定工件几何特征的在线检验操作集。 4.2检验操作主要包括被测要素的在线获取过程和基准的体现过程（针对有基准要求的方向公差或位置公差），以及对测量结果与公差规范符合性的评估过程 4.3检验操作集是在检验过程中为确定特征值而对被测工件进行的一系列操作的有序集合 4.4依据工艺要求、加工条件、测量条件确定要素操作规范，包括在线要素提取、在线要素滤波、在线要素拟合操作等；依据过程中几何误差的要求确定控制界限，进行在线评估操作。 4.5在线测量系统一般由信号测量单元（传感器）、信号处理单元、控制单元等构成。在线测量系统与加工系统构成闭环,加工过程中测量系统将测得的几何特征信息反馈给加工系统实现加工自动化。某
3 GB/T 40810.1—2021
-工序完成后，对工件实施在线测量，并根据获取的几何特征评价工艺能力，从而修正加工过程。 4.6在线测量方法包括接触式和非接触式两种。接触式可采用触针式传感器等，非接触式可采用光电式传感器、图像传感器等。用触针式仪器检验粗糙度的方法见附录A。
注：采用光学方法在位检验光学元件平面度的示例见附录B、平板玻璃点状缺陷的示例见附录C。 4.7在线测量的条件包括：
测量条件应在检验规范中规定。实际操作中，所有偏离规定条件并可能影响测量结果的因素均应在测量不确定度评估时考虑。 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内，例如，内、外圆磨削加工中,测量力的实际值应在推荐设计值（O.7N～ 2.5 N)的±15%范围内。 -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。 -在线检验时,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 -在线检验前需要进行系统校准。
注：系统校准是指采用标准器确定测量系统输人和输出的对应关系。
4.8在线几何特征测量的方法及操作步骤应依据检验操作集。在线几何特征检验操作集包括提取操作、滤波操作、评估操作等。 4.9采用过程控制工具对生产过程中的几何特征进行分析，如绘制分析用控制图等，从而对几何特征进行受控状态判断，并对生产过程进行分析评价和改进加工工艺。 4.10在线几何特征测量中,若有测量不确定度评估要求,其评估方法按照 GB/T 1958 的规定进行。 4.11表面质量评价的规范内容主要包括：
误差成分的分离；轮廓中线拟合操作; 误差评价参数；
一表面质量合格性判定。 4.12通过误差分离操作获得的原始轮廓、粗糙度轮廓及表面波纹度轮廓是评定对应轮廓参数的基础。 4.13接触式轮廓滤波器截止波长的标称值的推荐值见 GB/T 6062。粗糙度截止波长入c、针尖半径和粗糙度截止波长比率 入c/入s 之间的关系见附录 D。相位修正滤波器的选择应按 GB/T 18777 的准则进行。 4.14工件表面缺陷检测与验证除评价参数外，还应包括缺陷检出率、误判率、缺陷类型识别准确率等参数。
5在线要素的提取、检验操作及缺省操作规范
5.1在线要素的提取操作 5.1.1概述
在线提取操作是从无限点集组成的非理想要素中获取离散的有限点集的操作，并用这个点集近似地表示该非理想要素，以便对这些离散数据进行处理。
在对被测要素和基准要素进行在线提取操作时,要规定提取操作方案（点数、位置、分布方式）。如果图样未规定提取操作方案，则由操作者根据被测工件的功能要求、结构特点和在线提取操作设备的情况等合理选择。常见的在线要素提取操作方案如图1所示。
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