摘要：為解決線性尺寸標注不符合新一代產品幾何技術規范(GPS)標準的問題，加快新一代產品幾何技術規范標準體系的推廣使用，基于WinCE的嵌入式技術開發了新一代GPS的線性尺寸查詢及標注系統。系統中的公差原則及要求的設計，能夠實現零件尺寸公差的自動化設計和查詢，實現了線性尺寸設計的規范化和數字化。

引言

線性尺寸作為產品幾何特征中最基礎、最常用的要求，在新一代GPS中占有很重要的地位。根據第一代GPS規范要求，傳統的線性尺寸規范在設計圖樣的表達上，只是給出產品的公差要求，并不給出加工、測量和評定規范，這必然會導致定義不明確，規范不到位，加工、測量隨意性大等問題。新一代GPS中關于線性尺寸的規范(ISO14405)則要求設計師應根據產品的功能要求，給出一整套的從加工、測量到評定的規范和方法。實現產品從功能要求、規范設計到計量認證的有機統一，明確清晰。

目前國內對于新一代產品幾何技術規范(GPS)中線性尺寸的研究大多停留在理論階段。鄭州大學精密工程研究中心的周鑫等人基于新一代GPS采用VB為開發平臺建立了幾何精度查詢系統，實現了幾何精度的智能化設計和查詢，對于線性尺寸智能化的設計有著十分重要的推進作用。

本文基于新一代GPS對線性尺寸的規范，以Microsoft VisuaI Studio 2008為開發平臺，采用嵌入式技術以及數據庫技術開發了基于新一代GPS的線性尺寸查詢及標注應用系統。

1 新一代GPS的線性尺寸規范

1.1 線性尺寸的定義、分類規范

ISO/TC 213針對第一代GPS在線性尺寸規范上所存在的問題，基于“系統、規范、科學、實用”的基本思想，建立了新一代GPS標準體系。新一代GPS從系統規范的角度統籌考慮，根據從產品功能(function)要求、規范(specification)設計到檢驗/認證(verification)的整個過程，拓展了線性尺寸的規范和定義。ISO14450給出了關于線性尺寸的定義，尺寸定義分為默認定義和特殊定義兩種。尺寸類型主要有局部尺寸、全局尺寸、計算尺寸和統計尺寸。

①局部尺寸(local size)指兩點之間的距離或某一范圍內定義的線性尺寸，包括兩點尺寸、截面尺寸、部分尺寸、球面尺寸。

②全局尺寸(global size)是對提取要素通過擬合操作所得到擬合要素的本質特征值。擬合操作使用的準則包括最小二乘準則、最大內接準則、最小外接準則。根據擬合操作所使用準則的不同，可以得到最小二乘尺寸、最大內接尺寸、最小外接尺寸。

③計算尺寸(calculated size)指利用數學計算公式得到的尺寸。數學計算公式是用來表達一個要素的本質特征(如圓柱的直徑)和其他一些具有相同要素的特征(如圓周的周長、圓柱面的面積)之間關系的。

④統計尺寸(rank-order size)指對相同類型的一系列局部或計算尺寸使用數學統計方法獲得的尺寸，包括最大統計尺寸、最小統計尺寸、平均統計尺寸。

新一代GPS充分考慮到實際的需要，對線性尺寸的分類更具體、更全面。在規范設計階段，根據各線性尺寸類型的特點及適用場合，考慮工件的功能和特征要求，規范設計不同的尺寸類型。

1.2 線性尺寸的圖樣表達規范

新一代GPS線性尺寸的缺省定義是兩點尺寸，擬合操作的缺省準則是最小二乘準則。各尺寸類型的標注代號如表1所列。

當默認定義不能滿足產品的功能和特征要求時，需要在產品圖紙中標注應用于尺寸要素的尺寸類型，圖樣標注如圖1所示。在有些情況下，要求必須同時控制極限尺寸和最大形狀誤差，此時需要用局部尺寸和全局尺寸共同控制，圖樣標注如圖2所示。

2 基于嵌入式技術的線性尺寸查詢及標注

嵌入式系統可以稱為后PC時代和后網絡的新型技術。與傳統的通用計算機和數字產品相比，基于嵌入式智能化的精度設計系統具有集成度高、軟件執行速度快、運行速度快、人機界面的控制和設計十分靈活等優點。

2. 1 線性尺寸公差信息查詢及管理技術

基于新一代GPS的線性尺寸查詢及標注系統在設計時，要查詢大量信息。單獨在程序中一一編寫，不僅工作繁瑣，而且會造成程序內容過多，因此可以通過建立數據庫，方便對其管理。

目前，WinCE系統下比較常用的嵌入式數據庫為SQLCE。SQLCE數據庫全稱為Microsoft SQL 2000 Windows CE Edition，是微軟推出的適于移動設備(手機、平板電腦等)上的小型數據庫，是SQL Server的精簡產品，可以支持WinCE，也可以在普通Windows中使用。系統采用SQLCE建立一個小型的嵌入式數據庫管理系統。數據庫基本語句包括創建數據表Create、插入數據Insert、修改數據Update、刪除數據Delete、查詢數據Select等基本數據操作語句。

在Microsoft Visual Studio 2008環境中實現數據庫調用的具體過程為：首先，在編寫C#程序中進行數據庫的調用時，要在所創建的WinCE智能設備項目中添加System.Da ta.SQLCE.dll引用，然后在代碼程序中創建SQLCE的using指令，即using System.Data.SqlServerCe，之后即可進行數據庫的調用。

在本設計中，將組建好的數據庫存入計算機某一位置，在使用C#編寫程序時，將數據庫調用出來即可。調用數據庫的程序為：

private static string connStr=@“data source=Program Filesgongche.sdf”

調用完數據庫之后，在程序段中編寫dr.Close();conn.Close()，完成數據庫的調用，關閉數據庫。

2.2 新一代GPS標準下線性尺寸查詢及標注

本系統是在Microsoft Visual Studio 2008環境下用C#語言編寫開發的嵌入式系統。C#相對C++來說，在嵌入式系統的界面和多窗口設計方面有著很大優勢。用C#設計的界面比用C++設計的界面更加美觀、簡潔和方便。但是，在Microsoft Visual StLtdio 2008環境中的WinCE，只是設備中控件的屬性比較簡單，并不能完成豐富的界面設計。為了美化用戶的操作界面，需要在創建的項目中添加OpenNETCF.Windiws.Forms.dll引用，可以對用戶控件的屬性和方法作較大補充。系統的主界面如圖3所示。