基于新一代GPS標準體系的形狀誤差評定方法研究.pdf

1、新一代GPS(Geometrical Product Specification and Verification)標準體系是適應經(jīng)濟全球化要求的,面向數(shù)字化設計、制造與檢驗的標準與計量信息系統(tǒng),它利用不確定度的經(jīng)濟杠桿作用來實現(xiàn)產(chǎn)品在設計、制造和檢驗過程中資源的最優(yōu)化分配。零件的形狀誤差是影響整臺機器工作質(zhì)量的關鍵,形狀誤差的檢測和評定是保證產(chǎn)品質(zhì)量的一項重要工作。但目前常用的評定方法不符合 GPS規(guī)范,所使用的評定算法得到的計算結果

2、也不夠精確,在提供評定結果時也很少考慮到不確定度的影響。針對這一現(xiàn)狀,本文在新一代 GPS標準體系及其不確定度理論的基礎上,對形狀誤差的評定技術及其規(guī)范不確定度的計算方法進行了以下幾個方面的研究:
　　第一,根據(jù)新一代 GPS標準,選擇了符合最小條件原則的最小區(qū)域法作為形狀誤差的評定方法,并建立了符合最小區(qū)域法的形狀誤差評定的數(shù)學模型。
　　第二,針對該數(shù)學模型的特點,提出了一種帶交叉算子的改進粒子群優(yōu)化算法對其進行優(yōu)化計算

3、,給出了該算法的具體實現(xiàn)流程,并利用多組實際測量數(shù)據(jù)進行了驗證。
　　第三,根據(jù)最小區(qū)域法的原理和新一代GPS不確定度專項標準ISO/TS14253-2提出的不確定度評定模型,研究了影響規(guī)范不確定度的每一個元素的傳播系數(shù)及相關系數(shù),推導出了形狀誤差最小區(qū)域法評定過程中規(guī)范不確定度的詳細計算公式,且使用具體實例進行了分析。
　　第四,在VC和MATLAB混合編程的基礎上,根據(jù)前面提出的理論及方法設計并開發(fā)了形狀誤差評定的原型系

4、統(tǒng)。該系統(tǒng)可直接讀取三坐標測量機提供的測量數(shù)據(jù),在給出計算結果的同時提供了形狀誤差的三維仿真圖。最后通過實際應用驗證了該系統(tǒng)的有效性。
　　通過以上四個方面的研究,基本實現(xiàn)了在新一代 GPS標準體系下準確、直觀、方便地評定形狀誤差,保證了檢測結果的完整性,可為新一代 GPS在工程實際中的應用和推廣提供參考。
　　本文得到國家自然科學基金項目(項目編號:50865003)“基于新一代GPS標準的公差模型和測量認證方法”的資助。