新拓三維XTOM拍照式藍(lán)光三維掃描儀，由光柵發(fā)生器及兩個(gè)工業(yè)級(jí)CCD相機(jī)所構(gòu)成，光柵發(fā)生器投射明暗變化的編碼光柵到待測(cè)物面上，兩臺(tái)工業(yè)CCD相機(jī)采集光柵圖像并進(jìn)行立體解算與三維重建，即可得到待測(cè)物的3D外型。

將掃描獲取的三維數(shù)據(jù)導(dǎo)入檢測(cè)軟件中，可快速獲取被測(cè)件三維檢測(cè)數(shù)據(jù)并生成偏差色譜圖，助力工藝參數(shù)的快速修正。針對(duì)不同的特征和部位進(jìn)行公差分析，可得到零部件加工生產(chǎn)過后整體偏差及相關(guān)形位公差情況，基于GD&T確定零部件是否滿足裝配要求。

1.什么是GD&T

新拓三維XTOM拍照式藍(lán)光三維掃描儀結(jié)合檢測(cè)軟件，用于幾何公差GD&T分析。GD&T是Geometric Dimensioning and Tolerancing (幾何尺寸和公差標(biāo)注)的縮寫。它是一種在國(guó)際上被廣泛使用的符號(hào)性工程語(yǔ)言，用來對(duì)影響產(chǎn)品功能的尺寸、形狀、方向、位置進(jìn)行精確和明確的定義。GD&T 是一個(gè)用于定義和傳達(dá)工程尺寸和公差的體系。它在技術(shù)圖紙和計(jì)算機(jī)生成的三維實(shí)體模型中使用符號(hào)語(yǔ)言來明確描述零部件和組件的標(biāo)稱（理論上完美的）幾何形狀。它規(guī)定了零部件的每個(gè)受控特征需要何種程度的精度。它定義了每個(gè)特征的可能大小以及這些特征的方向和位置的允許變化量。

2.為何要使用GD&T

作為一種允許工程師和機(jī)械師使用相同詞匯并相互理解的通用語(yǔ)言，GD&T 是使技術(shù)圖紙通俗易懂的關(guān)鍵。GD&T 確保從設(shè)計(jì)到加工使用技術(shù)圖紙的每個(gè)人都能看懂圖紙，如果負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)零部件的研發(fā)人員與在機(jī)械車間解讀技術(shù)圖紙的人員之間存在誤解，那么就可能會(huì)浪費(fèi)大量的資金。因此，統(tǒng)一的邏輯語(yǔ)言 GD&T 有助于理解零部件的幾何特征和公差。它提供了統(tǒng)一性和便利性，減少了猜測(cè)和反復(fù)確認(rèn)，同時(shí)確保了整個(gè)設(shè)計(jì)和制造的幾何形狀是一致的。

3.GD&T技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

新拓三維XTOM拍照式藍(lán)光三維掃描儀結(jié)合檢測(cè)軟件，用于形位公差GD&T分析。形位公差標(biāo)注分為兩大陣營(yíng)，一個(gè)是起源于歐洲的ISO GPS，另一個(gè)是流行于北美的ASME GD&T。IOS代表國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)，主要在歐洲公司及其全球分公司使用。ASME代表美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)，主要應(yīng)用于美國(guó)、加拿大公司及其全球分公司。

兩種體系之間的共性:

兩種體系都是用于圖紙的標(biāo)準(zhǔn)體系，具有90%的相似性。圖紙及CAD數(shù)據(jù)中的規(guī)范需要由計(jì)量工程師負(fù)責(zé)，工程師必須保證對(duì)圖紙內(nèi)容的描述完整、沒有歧義。體系標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)用到圖紙中要具有法律確定性，且需要在圖紙中明確列出技術(shù)規(guī)范。

兩種體系之間的差異:

兩種體系也有一定的差異，主要體現(xiàn)在基本公差原理、公差表示方法、公差計(jì)算以及公差的類別?；竟钤聿町愂侵窱SO體系下，公差標(biāo)注遵循獨(dú)立原則：圖紙上的每個(gè)公差都是獨(dú)立于其他公差的，對(duì)于尺寸而言，這意味著尺寸公差和幾何公差是相互獨(dú)立進(jìn)行定義的。只有在部件功能有需要時(shí)，才會(huì)定義各個(gè)幾何元素的公差之間的關(guān)系。

而在ASME體系下，公差標(biāo)注注重裝配能力且遵循包容原則：涉及到大小時(shí)，該體系不認(rèn)為尺寸、形式和位置等要素是沒有關(guān)聯(lián)的。相反，公差尺寸也決定了部件的幾何特性。曲面的尺寸和形狀偏差都必須在尺寸公差范圍內(nèi)。只有在部件功能有需要時(shí)，才會(huì)對(duì)各個(gè)幾何元素特性進(jìn)行單獨(dú)的、獨(dú)立的公差定義。

舉例說明兩者差異:

a.包容原則和獨(dú)立原則：
ASME技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)默認(rèn)包容原則，如需表示獨(dú)立原則，需要在尺寸標(biāo)注后面添加①。ISO技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)默認(rèn)采用獨(dú)立原則，如需表示包容原則，需要在尺寸標(biāo)注后面加 。

圖1.ASME標(biāo)準(zhǔn)圖紙表達(dá)獨(dú)立原則

圖2.ISO標(biāo)準(zhǔn)圖紙表達(dá)包容要求

b.復(fù)合公差：
復(fù)合公差是ASME標(biāo)準(zhǔn)中獨(dú)有的內(nèi)容，也是ASMEY14.5標(biāo)準(zhǔn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。復(fù)合公差是十分實(shí)用的規(guī)定，特別是需要加嚴(yán)方向而不需加嚴(yán)位置的場(chǎng)合，標(biāo)注復(fù)合公差是一種經(jīng)濟(jì)適用的方法。復(fù)合公差分為復(fù)合位置度和復(fù)合輪廓度兩種。

圖3.ASME技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合位置度實(shí)例

c.可逆要求：
可逆要求是ISO標(biāo)準(zhǔn)里特有的一種修飾符號(hào)R圈，允許幾何公差反向補(bǔ)償給尺寸公差的一種符號(hào)。

圖4.ISO技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可逆要求實(shí)例

4.國(guó)內(nèi)GD&T現(xiàn)狀

GD&T一詞雖然起源于美國(guó)，但也經(jīng)常在很多國(guó)內(nèi)企業(yè)中使用，甚至有些國(guó)內(nèi)企業(yè)會(huì)根據(jù)實(shí)際需求將部分美國(guó)GD&T標(biāo)準(zhǔn)(ASME Y14.5)中的內(nèi)容進(jìn)行修訂，作為企業(yè)GD&T標(biāo)準(zhǔn)的一部分。在國(guó)內(nèi)，與美國(guó)GD&T相對(duì)應(yīng)的是中國(guó)國(guó)標(biāo)的產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范GB/T。
中國(guó)國(guó)標(biāo)基本上是等同采用ISO GPS標(biāo)準(zhǔn)，雖然ISO GPS標(biāo)準(zhǔn)與ASME GD&T標(biāo)準(zhǔn)中絕大部分符號(hào)是一樣的，但兩者的某些基本原則和概念卻有著本質(zhì)的差異。這些差異不僅會(huì)影響到研發(fā)工程師對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)意圖在圖紙中的規(guī)范表達(dá)，也會(huì)影響到其他工程師對(duì)產(chǎn)品圖紙的正確理解，進(jìn)而影響到制造工藝工程師對(duì)制造工藝、測(cè)量工程師對(duì)測(cè)量方法的合理選擇，最終很有可能影響到產(chǎn)品的制造成本和合格判定。GB、ISO、ASME標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照表見附錄。

參考文獻(xiàn)

1 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1182—1996形狀和位置公差﹑通則﹑定義,符號(hào)和圖樣表示法.中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1997

2 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4249——1996公差原則.中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1997

3 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16671—1996形狀和位置公差﹐最大實(shí)體要求、最小實(shí)體要求和可逆要求.中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1997

4 ISO/DIS 1101:1995 Technical drawings — Gcometrical 1olerancing -- Toierancing ofform ,orientation, location and run-out -Generalities , dcfinitions , synbois , indication ondra wings.

附錄：

表1.常用的GD&T標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照表