k）圆周线法提取方案 图1提取操作方案

以磨削加工为例，不同磨床在主动测量过程中的提取操作示例见附录D。 测量方法的选取应考虑工件功能要求、结构形状、材料及加工环境等因素。根据是否接触被测要 素，测量方法包括接触式和非接触式测量方法。根据传感器类型测量方式包括：机械式、光学式、超声波 式、电磁式和气动式等。文 注：圆柱度误差接触式和非接触式在位检验示例见附录E

5.1.2在线尺寸特征的提取操作

根据被测工件几何特征及测量方法确定其尺寸特征提取操作方案，并对提取方案可能产生的不确 定度予以考虑。 在线尺寸接触式和非接触式测量方法如下： a）接触式 接触式在线尺寸测量方式基坑支护标准规范范本，通常分为单点测量和双点测量。单点测量装置可用于端面定位或者用 两个组合起来测量大的直径等；双点测量装置用于测量外径、内径、槽宽、台阶宽等。 单点测量及双点测量的测量位置、提取方式不同，算式组合也不同。 注1：接触式磨削加工在线尺寸测量系统见附录F。 注2：曲轴在位尺寸测量系统的示例见附录G b）非接触式 非接触式在线尺寸测量方式分为点、线阵、面阵测量。非接触式采集信息量与使用测量设备的类型 和性能有关，

注：非接触式活寒销外径在线测量系统的示例见附录

滤波操作是通过降低非理想要素特定频段信息水平而获取所需非理想要素的操作。在线滤波操 一个必选的要素操作，根据图样上或其他技术文件中给出的滤波操作规范进行滤波操作，

5.2.2滤波方法及在线应用规范

5.2.2.1滤波方法

5.2.2.1滤波方法

5.2.2.2在线应用规范

确认图样上或其他技术文件中给出的滤波操作规范，按照规定的滤波器类型和滤波器指 波操作

图2圆度检验中的滤波操作示意图

5.2.3在线滤波操作缺省

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，则不要求进行滤波操作。 余非图样上有专门规定，一般不对基准要素的提取要素进行滤波操作。 注：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

5.2.4在线尺寸特征的滤波操作

为了提高测量系统的抗干扰性能，提高其测量精度，在设计软件时采用数字滤波技术进行采样数

GB/T 40810.12021

预处理。通过滤波消除或减弱十扰和噪声的影响，提高测量的可靠性和精度。考虑到加工系统自身的 特点，可选用不同的滤波算法， 注：数字滤波管法示例见E3.

5.2.5误差分离操作

5.2.5误差分离操作

5.2.5.1误差分离方法

图3不同轮廓的传输特性

5.2.5.2误差分离操作流程

表面误差分离操作流程如图4所示。

图4误差分离操作流程示意图

依据特定准则用理想要素逼近非理想要素的操作。拟合操作过程实质上是一个目标约束优化的过 程，目的是通过目标约束优化，完成非理想要素到替代理想要素的转换，从而实现对非理想要素特征的 描述和表达

5.3.2拟合方法及在线应用规范

拟合操作使用的拟合准则给出了 药束决定了特征值或者对特征给出了极限 可应用于本质特征、理想要素间的方位特征或理想要素和非理想要素间的方位特征。用理想要

合非理想要素 对于尺寸特征，根据图样规范，采用不同的拟合准则得到不同尺寸特征类型的尺寸特征值。拟合准 则包括最小二乘G、最大内切GX、最小外接GN以及最小区域准则GC 对于形状误差，获得理想要素位置的拟合操作方法有最小区域法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。对于方向和位置误差，理想要素的方向和位置由基准（和理论正确 尺寸）确定，基准拟合方法见5.3.3。 示例1：以圆柱为例，应用拟合准则得到圆柱的直径，也可用于评定圆柱度形状误差。在线拟合准则可为： 一非理想要素的各点到理想圆柱面的距离的平方和为最小（最小二乘法）； 一内切圆柱面的直径最大（最大内切法，如图5所示）； 一外接圆柱面的直径最小（最小外接法）； 两同轴线圆柱面之间半径差值最小（最小区域法）

示例2：图样公差框格为 行拟合.获得提取截面圆的拟

5.3.3基准拟合方法

对基准要素进行拟合接 要素时，该拟合要素要按一定的拟合方 际组成要素相接触，且保证该拟 组成要素的实体之外，可用的拟合方法有最小 、最大内切法、实体外约束的最小 束的最小二乘法

5.3.4拟合操作的缺省操作规范

拟合操作的缺省操作规范如下： a）对获得理想要素位置的拟合操作缺省：如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一般缺省 为最小区域法。 b） 对于有方向或位置公差要求的被测要素，缺省情况下，方向或位置公差规范是对被测实际提取 组成要素或导出要素的要求。 c）对基准要素的拟合操作缺省：如图样或技术文件中无专门规定或说明，拟合方法一般缺省规定 为：最小外接法（对于被包容面）、最大内切法（对于包容面）或最小区域法（对于平面、曲面等）； 缺省规定也允许采用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），若有争 议，则按一般缺省规定仲裁

5.3.5表面质量评价中的拟合操作应用

对于原始轮廓的形状误差检验，理想要素的形状由理论正确尺寸或/和参数化方程定义，理想要 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（切比雪夫法）、最小二乘法 外接法和最大内切法等。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 以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一般缺省为最小区域法

GB/T 40810.12021

对于粗糙度、波纹度轮廓误差成分，依据评定长度和拟合原则分别进行拟合操作，得到相应轮廓中 线，即粗糙度轮廓中线、波纹度轮廓中线。各误差成分的拟合轮廓中线作为参数评定的基准。中线的拟 合缺省为最小二乘法。

5.4.1粗大误差剔除

对于异常因素造成的测量数值超出正常测量误差范围，采用拉伊达准则、肖维纳准则等实现数 误差的剔除

5.4.2非连续工件表面测量数据处理

对于实际加工过程中常遇到测量如齿轮 等断续表面的情况，为了保证系统的测量精 量效率，测量断续表面时应进行相应的数据处理，见F.4

通过对测量得到的尺寸特征信息进行必要的相关操作（如拟合等），从而得到尺寸特征值。根据图 样规范要求，获得对应尺寸特征类型的尺寸值。如，10士0.1GN，轴尺寸为最小外接尺寸。如果无规 范修饰符时，则缺省为两点尺寸。

5.5.2表面质量评价

5.5.2.1表面形状误差

原始轮廓的形状误差包括平面度误差、圆度误差、圆柱度误差、轮廓度误差等，其评定应符合最 原则，详细评定过程应符合GB/T1958的规定

5.5.2.2表面粗糙度

表面粗糙度评价参数主要包括：轮廓参数、幅度参数、间距参数、曲线和相关参数。参数定义及 照GB/T3505描述的方法进行

5.5.2.3表面波纹度

表面波纹度评价参数主要包括：轮廓参数、幅度参数、间距参数、曲线和相关参数。参数定义及训 照GB/T3505描述的方法进行

5.5.2.4表面缺陷

表面缺陷评价参数主要包括：表面缺陷长度、表面缺陷宽度、混合表面缺陷深度、表面缺陷总面积 等。表面缺陷类型包括：凹缺陷、凸缺陷、混合表面缺陷、区域缺陷。在线表面缺陷评价还包括缺陷检出 率、缺陷类型识别准确率等技术参数。GB/T15757给出了参数的定义及评定的方法。附录C给出了 平板玻璃点状缺陷的检验示例

由于在线测量系统及加工设备存在系统误差，会引起工件的加工尺寸误差。通过对尺寸误差的统

计分析，在后续的加工中进行适时尺寸补偿以消除影响。 注1：补偿的方式可采用内部补偿或外部补偿。 注2：内部补偿由操作者直接输人给测量控制器，由测量控制器补偿尺寸值， 注3：外部补偿由操作者直接在加工设备（数控机床)软件系统中修改补偿值

将在线测量得到的几何特征信息以某一特定的数据格式实时传输给加工设备或系统，数 要有 BCD、二进制等

按测量任务和规范要求进行在线儿何特征的合格性评定，将测量结果与该过程的特征规： 行符合性比较判定

6几何特征的统计受控判断

采用过程控制工具对生产过程中的儿何特征进行统计分析，如绘制分析用控制图等，从而对儿何特 止进行统计受控状态的判断，并对生产过程进行分析评价 注1：若过程控制采用预报模型进行在线几何特征预报，可超前预判几何特征是否受控，并实施自动补偿， 注2：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。

GB/T40810.1—2021附录A（资料性）用触针式仪器检验粗糙度的方法用触针式仪器检验粗糙度应确定截止波长、取样长度等相关参数，并符合相应的方法。表A，1给出了用触针式仪器检验粗糙度的方法。表A.1用触针式仪器检验粗糙度的方法当工业产品文件或图样的技术条件中已规定取样长度时，截止波长入c应与规定的取样长度值粗糙度轮廊参数相同。测量中确定截止若在图样或产品文件中没有出现粗糙度的技术规范或给出的粗糙度规范中没有规定取样长度，波长的基本原则可按下面给出的方法选择截止波长没有指定测量方向时，工件的安放应使其测量截面方向与得到粗糙度幅度参数（Ra、Rz)最大值的测量方向一致，该方向垂直于被测表面的加工纹理，对于无方向性的表面，测量截面可是任意的。b)应在被测表面可能产生极值的部位进行测量，这可通过目测来估计。应在表面这一部位均粗糙度轮廊参数的测量匀分布的位置上分别测量，以获得各个独立的结果。c)为了确定粗糙度轮廓参数的测得值，应首先观察表面并判断粗糙度轮廓是周期性的还是非周期性的。若没有其他规定，应以这一判断为基础，按“非周期性粗糙度轮廓参数测量程序”或“周期性粗糙度轮廓参数测量程序”执行。如果采用特殊的测量程序，必须在技术文件和测量记录中加以说明对于具有非周期性粗糙度轮廊的表面，应遵循下列步骤进行测量。a)根据需要，可采用目测、粗糙度比较样块比较、全轮廓轨迹的图解分析等方法来估计被测表面的粗糙度轮廊参数Ra、R、R1max或轮廓单元平均宽度Rsm的数值，b)利用a)中估计的粗糙度轮廓参数Ra、Rz、R:1max或Rsm的数值，按照表A.2、表A.3或表A.4预选取样长度c)用测量仪器按b)中选取的取样长度，完成Ra、Rz、Rz1max或Rsm的次预测量，d)将测得的Ra、Rz、R=1max或Rsm的数值，与表A.2、表A.3或表A.4中预选取样长度所对应的Ra、R=、Rz1max或Rsm的数值范围相比较，如非周期性粗糙果测得值超出了预选取样长度对应的数值范围，则应按测得值对应的取粗糙度轮廊参数度轮廓参数测样长度来设定，即把仪器调整至相应的较高或较低的取样长度。然后应的测量程序量程序用这一调整后的取样长度测得一组数值，并再次与表A.2、表A.3或表A.4中的数值相比较。此时，测得值应达到表中建议的测得值和取样长度的组合。如果以前在d)评定时没有采用过更短的取样长度，则把取样长度调至更短些获得一组Ra、Rz、或Rsm的数值，检查这些数值与取样长度组合是否满足表A.2、表A.3或表A.4的规定。只要d)中最后的设定与表A.2、表A.3或表A.4相符，则设定的取样长度和Ra、Rz、Rz1max或Rsm的数值二者是正确的。若e)也产生一个满足表A.2、表A.3或表A.4规定的组合，则这个较短的取样长度设定值和相应的Ra、Rz、Rz1max或Rsm的数值是最佳的。g)用上述步骤中预选出的截止波长（取样长度)完成一次所需参数的测量11

表A.1用触针式仪器检验粗糙度的方法（续）

表A.3测量非周期性轮廓的Rz值的粗糙度取样长度

表A.4测量周期性和非周期性轮廓的Rsm值的粗糙度取样长度

B.1平面光学元件在位测量系统构成

GB/T 40810.12021

平面光学元件在位测量系统由信号测量单元（十涉仪、测量架、精调机构）、信号处理单元（主控计算 机）及控制单元（机床控制台）等组成，如图B.1所示， 磨床和检测装置采用分离式结构集成一体共用同一个工作平台，相互独立运动。工件在检测时可 保持在其加工位置实现在位检测。龙门测量架可沿导轨纵向移动（X轴线），检测时靠近磨床，加工时 远离磨床，中间加设隔离装置。干涉仪通过精调机构吊装在测量架上，可沿测量架横梁移动（Y轴线）， 与工作平台的X向移动结合，组成了可实现扫描的二维移动系统。精调机构可调节干涉仪与被测面之 间乙向的距离。由于干涉仪孔径有限，光学元件尺寸大于干涉仪孔径时，采用多孔径干涉拼接技术进 行检测。

B.2平面光学元件在位平面度误差检验操作示例

清洁被测工件表面，移动工作台和测量架，调整于涉仪使出射光对准被测件中心孔径。

B.2.2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，确定被测工件表面及测量界限。 D 提取：根据图样规范要求，考虑工件的功能特征、结构特征及加工工艺等，采用多孔径测量方式 对被测表面进行提取，并通过多孔径拼接算法获得被测工件的提取平面， 误差分离：根据图样规范要求，采用滤波器对提取平面进行滤波，获得误差分离后的平面轮廓。 d）拟合：根据图样规范要求，缺省情况下，采用最小区域法对误差分离后的平面轮廓进行拟合，得 到拟合平面

e）评估：平面度误差值为提取表面上的最高峰点、最低谷点到拟合平面的距离值之和。

将得到的平面度误差值与图样上给出的平面度公差值进行比较，判定被测表面的平面度是否合格

C.1平板玻璃点状缺陷测量系统的构成

GB/T 40810.12021

附 录C （资料性） 平板玻璃点状缺陷检验示例

平板玻璃点状缺陷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，如图C.1所示， 合理布置光源位置，为图像采集提供均匀的光照环境。相机采集透过玻璃的光线信号，通过图像数 据处理与分析系统传入计算机，计算机接收图像采集处理后的信息，并对检测信息进行数据存储、统计 分析和管控

C.2平板玻璃点状缺陷检测要求

图C.1平板玻璃点状缺陷测量系统构成图

调整光源位置及图像采集系统参数

调整光源位置及图像采集系统参数

C.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：

GB/T40810.12021

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

C.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

GB/T 40810.12021

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

GB/T 40810.12021

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 方案进行测量风电场标准规范范本，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暖通空调管理，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