理解系统性能指南

2021年4月26日 | Dirk Steiner

3D测量设备的行业金标准是 DIN EN ISO 10360 几何产品规范 (GPS)。它旨在帮助对比不同的设备,并明确界定系统何时处于规范范围内以及何时

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3D测量设备的黄金标准是DIN EN ISO 10360《几何产品规范》(GPS)。该标准旨在帮助比较不同设备,并明确界定系统何时符合规范、何时不符合规范。 在VDI/VDE标准体系下,有两套适用于CT技术的标准系列:

- VDI/VDE 2617《坐标测量机的精度》
- VDI/VDE 2630《尺寸测量中的计算机断层扫描》

这些交叉标准为配备CT传感器的坐标测量机应用DIN EN ISO 10360标准提供了指导方针。 VDI/VDE 2630 第 1.3 部分提供了三项指导原则:

1.基础知识:特征的定义(探测误差、长度测量误差、尺寸误差和形状误差)及限值
2.验收测试:如何确定 CT 系统是否符合特征限值
3.监测:特征的长期符合性

该标准建议使用由“合适材料”制成的球体或球面盖。红宝石是一种常见的材料,因为市面上可买到高质量的红宝石球体,且其热稳定性良好。仅凭这些球体即可确定探头误差的形态和大小。将结果与制造商规定的限值进行比较后,即可生成符合性报告。

判断该工艺是否适合该应用的一种常见方法是比较公差和不确定度。 以下是行业中常用的标准列表:

-VDI/VDE 2630 尺寸测量中的计算机断层扫描,第 2.1 部分
-德国:VDA 5
-美国:测量系统分析(MSA,指南:ASTM E2782)
-量具重复性和再现性(GR&R,标准实践:ASTM E177)
-企业特定标准(大多基于MSA:例如 GM EMS、福特 EU 1880)

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图1:红宝石球体标本

VDI/VDE 2630 标准的第 2.1 部分是为工业CT 系统的用户制定的。第 1.3 部分的制定旨在使买方和卖方就 CT 系统在何时以及如何满足规定特性达成一致。 规定的最大允许误差(MPE)与具体应用无关。这正是第 2.1 部分发挥作用之处。它有两个目的:

1.确定特定特征的测量不确定度
2.帮助用户判断该过程是否适用于该特征的所需公差

该标准基于《通用测量不确定度指南》(GUM),且具有可溯性。确定测量不确定度的核心是以下扩展测量不确定度公式。

博客文章-3_测量不确定度公式

图2:测量不确定度的计算公式

U:测量扩展不确定度
k:覆盖因子(95%时为2)
ucal:校准测量的不确定度
up:工艺的标准不确定度
uw:工件的不确定度
b:系统偏差

要求解该方程,必须进行多次测量。 该标准建议对一个样本采用更精确的方法进行校准,通常在配备高精度三坐标测量机的认证实验室中完成。认证实验室将提供该测量的不确定度(ucal)。

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