GB/T 34874.6-2020 产品几何技术规范(GPS) X射线三维尺寸测量机 第6部分：工件的检测方法

１７．０４０．３０

４

中华人民共和国国家标准

—

３４８７４．６２０２０

产品几何技术规范

射线三维尺寸测量机

第部分工件的检测方法

６：

２０２００４２８发布

国家市场监督管理总局

发布

国家标准化管理委员会

目次

前言…………………………Ⅲ

１范围………………………１

２规范性引用文件…………………………１

３术语和定义………………１

４检测任务分类……………１

５测量程序…………………２

５．１断层扫描成像………………………２

５．２三维图像重建………………………２

５．３轮廓提取和表面重建………………２

５．４几何尺寸检测………………………２

公称值实际值比较

５．５／…………………３

５．６壁厚分析……………３

６工件尺寸的检测方法……………………３

６．１概述…………………３

６．２设备选择……………３

６．３测量准备工作………………………３

６．４测量和分析…………………………４

６．５测量报告……………４

６．６设备核查……………４

（）……………

附录Ａ资料性附录检测过程的影响因素５

附录资料性附录被测工件材料对射线三维尺寸测量机检测结果的影响

Ｂ（）Ｘ……９

（）………

附录资料性附录与矩阵模型的关系

ＣＧＰＳ１１

参考文献……………………１２

Ⅰ

前言

／《（）》：

ＧＢ产品几何技术规范Ｘ射线三维尺寸测量机分为个部分

Ｔ３４８７４ＧＰＳ６

———：；

第部分词汇

１

———：；

第部分通用技术要求及应用

２

———第部分验收检测和复检检测

３：；

———第部分测量不确定度评定

４：；

———：；

第部分特征元素的提取和拟合

５

———第部分工件的检测方法

６：。

本部分为／的第部分。

ＧＢＴ３４８７４６

本部分按照／—给出的规则起草。

ＧＢＴ１．１２００９

Ⅲ

产品几何技术规范

射线三维尺寸测量机

第部分工件的检测方法

６：

１范围

／的本部分规定了基于计算机断层成像（）原理的射线三维尺寸测量机进行工件

ＧＢＴ３４８７４ＣＴＸ

检测的方法。

本部分适用于具备三维几何尺寸测量功能的工业ＣＴ测量机。

２规范性引用文件

。，

下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文

件凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于本文件

。，（）。

产品几何量技术规范坐标测量机的验收检测和复检检测第部分词汇

／（）：

ＧＢＴ１６８５７．１ＧＰＳ１

产品几何量技术规范工件与测量设备的测量检验第部分按规范检

／（）：

ＧＢＴ１８７７９．１ＧＰＳ１

验合格或不合格的判定规则

产品几何技术规范射线三维尺寸测量机第部分验收检测和复检

／（）Ｘ：

ＧＢＴ３４８７４．３ＧＰＳ３

检测

／产品几何技术规范（）坐标测量机的检测不确定度评估指南

ＧＢＴ３４８８１ＧＰＳ

ＪＪＦ１００１通用计量术语及定义

３术语和定义

／、／、／和界定的以及下列术语和定义适用于本

ＧＢＴ１６８５７．１ＧＢＴ１８７７９．１ＧＢＴ３４８８１ＪＪＦ１００１

文件。

３．１

几何尺寸检测犱犻犿犲狀狊犻狅狀犪犾犿犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋

通过测量确定工件几何形状例如形状和位置的几何参数

（，）。

３．２

公称值实际值比较

／／

狀狅犿犻狀犪犾犪犮狋狌犪犾狏犪犾狌犲犮狅犿犪狉犻狊狅狀

狆

数模比对犱犻犻狋犪犾犿狅犱犲犾狊犮狅犿犪狉犻狊狅狀

犵狆

比较两个数据集的几何特性其中一个作为参考数据集公称值另一个作为被评估的数据集实

，（），（

际值）。

３．３

表面提取狊狌狉犳犪犮犲犲狓狋狉犪犮狋犻狅狀

来自体素数据的表面构成过程。

ＣＴ

４检测任务分类

，，

利用射线三维尺寸测量机对工件进行检测时基于被测工件的基本特性对检测任务进行分类

Ｘ

１

／—

犌犅犜３４８７４．６２０２０

见表１。

表１检测任务的分类

任务类型结果表示特点

基于公称几何的公

）（

１公称值和实际值的输入顺序是相关的公称值和实际值的反向

称值／实际值比较

输入顺序会根据数据集的局部差异改变偏差的符号以及结果的

通常是设计

Ａ（ＣＡＤ

偏差的彩色编码表形态）；

值与ＣＴ测量值的比

示（）、），

假彩色图像偏２通过将较大的表面段分配给偏差值偏差的颜色编码表示可以

较）

差分布统计、作为结果的过滤器，；

偏差直极端值的指示等会受到抑制

基于参考测量的公

指定点的选定由于未对扩展体积元素进行平均测量的局部偏差对测量

方图、），

３ＣＴ

称值／实际值比较

偏差表示结果有显著影响；

（，

Ｂ例如光学或接触

），，

通常在型任务中将设计值设置为公称值在型任务

４ＡＣＡＤＢ

式测量与ＣＴ测量值

中将参考测量值设置为公称值

的比较）

表格或图形格式的

、、

尺寸形状位置公

测量报告（公称值、）由于对扩展体积元素进行平均，测量的局部偏差对测量结

１ＣＴ

差分析及规则几何

、）、果影响较小；

Ｃ实际值偏差补偿

和自由形状曲面补

如直径方向减少了统计误差系统误差通常不变

参数（、、），

２

偿参数的确定

位置等）

１）确定ＣＴ体积内的测量值；

、），

壁厚分析同或通过将较大的表面段分配给偏差值偏差的颜色编码表示可以

ＤＡＢＣ２

作为结果的过滤器，

极端值的指示等会受到抑制

５测量程序

５．１断层扫描成像

利用射线照射工件获得几何结构的投影图像通常这一过程需要对平板探测器获得的投

Ｘ。，ＣＴ

影图像进行校正。

５．２三维图像重建

基于投影图像通过一定的算法重建工件的三维断层图像

，。

５．３轮廓提取和表面重建

基于重建的三维模型利用数字图像处理技术抽取被扫描工件的轮廓点信息通过三维重建技术建

，，

立外形和内部表面模型。

５．４几何尺寸检测

在获得的工件三维外形轮廓上直接利用与光学或接触式坐标测量机相同的坐标系对工件尺寸形

，、

状位置公差等几何尺寸进行检测

、。

，

对于工件内部结构尺寸的检测通常需对ＣＴ图像切片序列进行剖切以获得切片序列的任意截面

形状获取剖切面图像的方法主要为剖面图像的重采样和重赋值在三维图像序列中通过采样

。。ＣＴ，

得到剖面上各点坐标值利用差值计算重赋值获得剖面图像的灰度值根据灰度值范围的差异确定工件

，，

本身与背景的交界，。

从而获得工件的内部结构及尺寸

２

／—

犌犅犜３４８７４．６２０２０

公称值实际值比较

５．５／

，（）

通过模型匹配技术建立实际值与其ＣＡＤ模型的坐标系统进行实际值或表面点云与ＣＡＤ模型

通过计算工件测量数据点到其模型边界曲面的距离分析工件外形偏差

中的公称值比对。ＣＡＤ，。

基于偏差分析可利用色差图等对外形偏差的分析结果进行可视化便于检测人员直观了解外形偏

，，

差的分布情况。

５．６壁厚分析

主要用于检查工件壁厚与设计壁厚的差别以及确定壁厚偏差是否处于所要求的壁厚偏差范围内，

通常可利用三维壁厚分析和截面壁厚分析两种方式来实现。

三维壁厚分析是基于工件三维测量数据分析工件上任意一点的法向壁厚

，。

截面壁厚分析是利用一个截平面对薄壁工件的测量数据进行剖分获得薄壁工件的剖面数据在二

，，

维剖面数据的基础上对壁厚进行测量和分析。

６工件尺寸的检测方法

６．１概述

本部分给出基于计算机断层成像（）原理的射线三维尺寸测量机进行工件检测时的具体方

ＣＴＸ

法。，。，

这些方法仅针对工业应用而非医学应用使用者在进行工件尺寸的检测时需关注检测过程中来

、、、。

自ＣＴ测量设备应用分析环境条件和操作者的影响Ｘ射线三维尺寸测量机检测过程的影响因素

参见附录Ａ。

基于计算机断层成像（）原理的射线三维尺寸测量机与光学或接触式坐标测量机一样均利用

ＣＴＸ

坐标系进行尺寸测量以下按照工件的检测过程进行描述从设备的选择开始直至测量报告的发布

。，，。

６．２设备选择

按照／选择测量设备。

ＧＢＴ３４８７４．３ＣＴ

６．３测量准备工作

进行测量前应详细了解测量任务图纸中的任何信息如形状和位置公差和客户要求都应被

ＣＴ。（）

纳入测量和分析说明中定义被测工件时应考虑部件的功能如密封适用性体积流率机械应力等

。（、、、）。

，

当实际工件的几何形状与ＣＡＤ描述之间存在较大差异时基于ＣＡＤ公称几何尺寸的ＣＴ测量分

析可能产生系统误差。可通过已校准的测量样品或测量标准物质对测量不确定度进行评估。

，，

在工件尺寸检测中可被射线成像的材料最大厚度