ISO/FDIS 10360-13

Geometrical product specifications (GPS) -- Acceptance and reverification tests for coordinate measuring systems (CMS)

Spécification géométrique des produits (GPS) -- Essais de réception et de vérification périodique des systèmes à mesurer tridimensionnels (SMT)

General Information

• Status: Published
• ICS: 17.040.30 - Measuring instruments
• ICS: 17.040.40 - Geometrical Product Specification (GPS)
• Technical Committee: ISO/TC 213 - Dimensional and geometrical product specifications and verification
• Drafting Committee: ISO/TC 213/WG 10 - Coordinate measuring machines
• Current Stage: 5020 - FDIS ballot initiated: 2 months. Proof sent to secretariat
• Start Date: 09-Jun-2021
• Completion Date: 09-Jun-2021

Standards Content (sample)

FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 10360-13
ISO/TC 213
Geometrical product specifications
Secretariat: BSI
(GPS) — Acceptance and reverification
Voting begins on:
2021-06-09 tests for coordinate measuring
systems (CMS) —
Voting terminates on:
2021-08-04
Part 13:
Optical 3D CMS
Spécification géométrique des produits (GPS) — Essais de réception
et de vérification périodique des systèmes à mesurer tridimensionnels
(SMT) —
Partie 13: SMT optique 3D
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO-
ISO/FDIS 10360-13:2021(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN-
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
NATIONAL REGULATIONS. ISO 2021
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ISO/FDIS 10360-13:2021(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2021

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CH-1214 Vernier, Geneva
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Published in Switzerland
ii © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 10360-13:2021(E)
Contents Page

Foreword ..........................................................................................................................................................................................................................................v

Introduction ................................................................................................................................................................................................................................vi

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Symbols .......................................................................................................................................................................................................................... 6

5 Rated operating conditions ....................................................................................................................................................................... 6

5.1 Environmental conditions ............................................................................................................................................................. 6

5.2 Operating conditions ......................................................................................................................................................................... 7

5.2.1 General...................................................................................................................................................................................... 7

5.2.2 Material and surface characteristic of material standards .......................................................... 7

5.2.3 Pre-processing ................................................................................................................................................................... 8

6 Acceptance and reverification test .................................................................................................................................................... 8

6.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 8

6.2 Distortion characteristics .............................................................................................................................................................. 8

6.2.1 General...................................................................................................................................................................................... 8

6.2.2 Distortion error ...................................................................... ........................................................................................... 8

6.3 Probing characteristics .................................................................................................................................................................12

6.3.1 Principle ...............................................................................................................................................................................12

6.3.2 Material standard .........................................................................................................................................................12

6.3.3 Procedure ............................................................................................................................................................................13

6.3.4 Derivation of test results ........................................................................................................................................13

6.3.5 Flat-form distortion error .....................................................................................................................................14

6.4 Volumetric length measurement error in concatenated measurement volume .........................17

6.4.1 Principle ...............................................................................................................................................................................17

6.4.2 Material standard .........................................................................................................................................................17

6.4.3 Low CTE case ...................................................................................................................................................................17

6.4.4 Procedure ............................................................................................................................................................................18

6.4.5 Derivation of test results ........................................................................................................................................20

7 C onformity with the specification ...................................................................................................................................................20

7.1 Acceptance test ....................................................................................................................................................................................20

7.1.1 Acceptance criteria .....................................................................................................................................................20

7.2 Reverification test .............................................................................................................................................................................22

8 Applications ............................................................................................................................................................................................................23

8.1 Acceptance test ....................................................................................................................................................................................23

8.2 Reverification test .............................................................................................................................................................................23

8.3 Interim check .........................................................................................................................................................................................23

9 Indication in product documentation and data sheets .............................................................................................23

Annex A (informative) Evaluation of bi-directional length measurement characteristics .......................24

Annex B (normative) Artefacts that represent a calibrated test length and corresponding

measurement procedures ........................................................................................................................................................................26

Annex C (informative) Procedure of concatenated length measurement to assess the

influence of the concatenation path on error propagation ...................................................................................29

Annex D (informative) Alignment of artefacts.........................................................................................................................................33

Annex E (informative) Surface characteristic of material standard .................................................................................35

Annex F (informative) Structural resolution test .................................................................................................................................39

Annex G (informative) Guidelines for the evaluation of the test value uncertainty .........................................44

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ISO/FDIS 10360-13:2021(E)

Annex H (informative) Relation to the GPS matrix model ...........................................................................................................51

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................52

iv © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 10360-13:2021(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/

iso/ foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 213, Dimensional and geometrical product

specifications and verification, in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN)

Technical Committee CEN/TC 290, Dimensional and geometrical product specification and verification, in

accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).

A list of all parts in the ISO 10360 series can be found on the ISO website.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
© ISO 2021 – All rights reserved v
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ISO/FDIS 10360-13:2021(E)
Introduction

This document is a geometrical product specification (GPS) standard and is to be regarded as a general

GPS standard (see ISO 14638). It influences chain link F of the chain of standards on size, distance,

form, orientation, location and run-out in the general GPS matrix (see Annex H).

The ISO GPS matrix model given in ISO 14638 gives an overview of the ISO GPS system, of which this

document is a part. The fundamental rules of ISO GPS given in ISO 8015 apply to this document and

the default decision rules given in ISO 14253-1 apply to specifications made in accordance with this

document, unless otherwise indicated.
This document has two technical objectives:

1) to test the error of indication when measuring a calibrated test length across the global measuring

volume of the CMS;
2) to test the errors of indication within a locally intended measuring volume.
These two objectives correspond to:

a) the test performed for a probing system and a moving carrier of the probing system in combination

as described in ISO 10360-2, ISO 10360-7, ISO 10360-8, ISO 10360-10, ISO 10360-11 and

ISO 10360-12;

b) the test performed dominantly for the probing system as described in ISO 10360-5, ISO 10360-7,

ISO 10360-8, ISO 10360-9, ISO 10360-10, ISO 10360-11 and ISO 10360-12.

The benefits of these tests are that the measured result has a direct traceability to the unit of length,

the metre, and that it gives information on how the coordinate measuring machine (CMM) or the

coordinate measuring system (CMS) performs in similar length measurements.

An optical 3D CMS as specified by this document is a contactless area measuring sensor delivering

3D data in several individual single views by an optical measuring principle and transforming it into

a common coordinate system. Typical optical measuring principles are pattern projection, fringe

projection and projecting-and-sweeping a scanned line, or similar, delivering single views without

assistance of external information related to position and orientation of the objects to be scanned

relative to the CMS. Typical registration principles are based on a best fitting of commonly captured

position information across at least two different single views by using either or both reference features

attached or surface features of the objects to be scanned.
This document is not intended to apply to other types of CMSs, for example:
— tactile CMMs (Cartesian metrological moving carrier), see ISO 10360-2;
— imaging CMMs (Cartesian metrological moving carrier), see ISO 10360-7;

— CMMs equipped with optical distance sensors (Cartesian metrological moving carrier), see

ISO 10360-8;
— laser trackers, see ISO 10360-10;
— X-ray CTs, see ISO 10360-11;
— articulated arm CMMs, see ISO 10360-12;

— measuring instruments intended to measure surface characteristics, see the ISO 25178 series;

— optical microscopes;
— hand-held laser-line type scanners.
1) Under preparation. Stage at the time of publication: ISO/DIS 10360-11:2021.
vi © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 10360-13:2021(E)

Parties can apply this document to the above or other types of CMSs by mutual agreement.

This document specifies:

— performance requirements that can be assigned by the manufacturer or the user of the CMS;

— the manner of execution of the acceptance and reverification tests to demonstrate the stated

requirements;
— rules for verifying conformance;
— applications for which the acceptance and reverification tests can be used.

NOTE 1 Annex E describes possible limitations with regard to less cooperative surface characteristics,

such as colour, glossiness and roughness, and provides a suggested test that can give CMS users an idea of how

representative the maximum permissible error would be when measuring their specific industrial part.

NOTE 2 The optical 3D CMS can be moved and positioned by a manually or automated moving unit. The

position, orientation or both can be used as additional information for the registration.

NOTE 3 The acceptance and reverification tests are designed to mimic real but simple measurements

occurring in practice, subject to the rated operating conditions and the testing procedures. The user is advised

to consider the influence of additional or omitted conditions, procedural steps or both when applying the test

results according to this document to predict the performance of an actual CMS.

For more detailed information of the relation of this document to other standards and the GPS matrix

model, see Annex H.
© ISO 2021 – All rights reserved vii
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FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 10360-13:2021(E)
Geometrical product specifications (GPS) — Acceptance
and reverification tests for coordinate measuring systems
(CMS) —
Part 13:
Optical 3D CMS
1 Scope

This document specifies the acceptance tests for verifying the performance of an optical 3D coordinate

measuring system (CMS) when measuring lengths as stated by the manufacturer. It also specifies the

reverification tests that enable the user to periodically reverify the performance of the optical 3D CMS.

This document is applicable to verification of the measuring performance of CMSs if the surface

characteristics (e.g. glossiness, colour) of the object to be scanned are restricted and within a

cooperative range.

This document does not apply to other types of CMSs, including those covered by the other parts of the

ISO 10360 series.
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 10360-1:2000, Geometrical Product Specifications (GPS) — Acceptance and reverification tests for

coordinate measuring machines (CMM) — Part 1: Vocabulary

ISO 14253-1, Geometrical product specifications (GPS) — Inspection by measurement of workpieces and

measuring equipment — Part 1: Decision rules for verifying conformity or nonconformity with specifications

ISO/IEC Guide 99, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated

terms (VIM)
3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 10360-1, ISO 14253-1 and

ISO/IEC Guide 99 and the following apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
optical 3D coordinate measuring system
optical 3D CMS

system performing measurements of spatial coordinates exclusively by optical sensors

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ISO/FDIS 10360-13:2021(E)
3.2
sensor measurement volume

volume of measurement of the sensor realized without movement of the sensor relative to the workpiece

fulfilling the specifications stated by the manufacturer

Note 1 to entry: Dimensional indication of sensor measurement volume stated by the manufacturer can

significantly differ from that which the sensor shows.
3.3
registration

transformation of coordinate systems that brings single-view coordinates into a unified coordinate

system

Note 1 to entry: A transformation is realized for example by a rigid transformation, consisting of either

translation, rotation or both.

Note 2 to entry: Each single view holds its own coordinate system and requires a transformation to the unified

coordinate system.

Note 3 to entry: The registration is invertible. The inverse registration can be performed by applying the inverse

transformation.

Note 4 to entry: In practice, the transformation parameters are derived first, then the transformations occur

either immediately or at a later stage.
Note 5 to entry: A registration can require a person to operate the CMS.
3.4
fusion

operation that merges two or more sets of measured coordinates into a unified set of measured

coordinates

Note 1 to entry: Fusions are performed to improve the measurement, e.g. to reduce the dispersion and the

mismatch of single views.
Note 2 to entry: Fusions are typically irreversible (not invertible).

Note 3 to entry: A fusion can include any number of elementary operations in combination or in sequence, such as

coordinate transformation, averaging, outlier rejection, decimation, convolution and filtration.

Note 4 to entry: The fusion can occur either immediately or at a later stage.
3.5
concatenated measurement volume

volume of measurement of the CMS obtained by movement of the sensor relative to the workpiece and

the registration fulfilling the specifications stated by the manufacturer

Note 1 to entry: The concatenated measurement volume can be determined by design of a measuring cabin

typically having a cuboid boundary or a three-dimensional size of the intended workpiece.

Note 2 to entry: A concatenated measurement volume can have either a significantly larger volume than the

sensor measurement volume or a similar volume to the sensor measurement volume.
3.6
single-view measurement

measurement of spatial coordinates done with an optical sensor without movement relative to the

workpiece

Note 1 to entry: Single-view measurement is performed with no movement of the carrier, registration or fusion.

Note 2 to entry: Single-view measurement can include repeated measurements, for example multiple exposures,

provided that no movement of the optical sensor relative to the workpiece occurs from the first exposure to the

last.
2 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 10360-13:2021(E)
3.7
multiple-view measurement

measurement of spatial coordinates through registration and fusion of multiple single-view

measurements in different locations and orientations of the optical sensor relative to the workpiece

3.8
probing form dispersion error
Form.Sph.i:j:O3D

smallest width of a spherical shell that encompasses a percentile of all measured data

Note 1 to entry: The symbol “P” in P indicates that the error is associated with the probing system

Form.Sph.i:j:O3D

performance; the qualifier “Form.Sph” indicates that it is associated with the probing dispersion error when

measuring a sphere; and the qualifier “O3D” indicates that it is associated with an optical 3D CMS. The qualifier

“i” identifies the percentile of probed points selected for the evaluation: either “D95 %” denoting 95 % of the

population or “All” denoting the whole population, i.e. 100 %. The qualifier “j” identifies the measuring conditions

of the CMS. “SMV.SV” denotes single-view measurement while “SMV.MV” denotes multiple-view measurement.

The measurement is performed within the sensor measurement volume (“SMV”) in either case. Examples of such

symbols include P and P .
Form.Sph.D95 %:SMV.SV: O3D Fo r m . S p h . A l l : S M V . M V: O 3D

Note 2 to entry: Both percentiles, 95 % and All, are of the measured points according to the rated operating

conditions. When these conditions include pre-processing such as prefiltering or meshing, then the percentiles

apply to such points after this application.

Note 3 to entry: 5 % of the measured points in the “All” data set is eliminated to determine P .

Form.Sph.D95 %:j:O3D
Outliers can be eliminated by this operation.

Note 4 to entry: It can be beneficial to evaluate probing errors from point cloud both from “95 %” population and

“All” population. A difference in these two test results can reveal influences of smoothing filters or equivalent

functions potentially pre-installed as an integral part of the CMS or the associated software, which is not always

transparently visible for users of the CMS.
3.9
probing size error
Size.Sph.i:j:O3D

error of indication when measuring a calibrated diameter of a test sphere as associated by an

unweighted and unconstrained least-squares fit to a percentile of all measured data

Note 1 to entry: The symbol “P” in P indicates that the error is associated with the probing system

Size.Sph.i:j:O3D

performance; the qualifier “Size.Sph” indicates that it is associated with the probing size error of a sphere; and the

qualifier “O3D” indicates that it is associated with the optical 3D CMS. The qualifier “i” identifies the percentile of

probing points selected for the evaluation: either from “D95 %” denoting 95 % of the population or “All” denoting

the whole population, i.e. 100 %. The qualifier “j” identifies the measuring conditions of the CMS. “SMV.SV”

denotes single-view measurement while “SMV.MV” denotes multiple-view measurement. The measurement is

performed within the sensor measurement volume (“SMV”) in either case. Examples of such symbols include

P and P .
Size.Sph.D95 %:SMV.SV: O3D Si z e . Sp h . A l l : S M V . M V: O 3D

Note 2 to entry: Both percentiles, 95 % and All, are of the measured points according to the rated operating

conditions. When these conditions include pre-processing such as prefiltering or meshing, then the percentiles

apply to such points after this application.

Note 3 to entry: The probing size error is determined by the errors of the sensors (caused by, for example, noise,

digitization, image distortion, optical interaction with the surface of the material standard, calibration, faulty

algorithms) and of the positioning system.
© ISO 2021 – All rights reserved 3
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ISO/FDIS 10360-13:2021(E)
3.10
distortion error
CC:j : O3D

error of indication when measuring a calibrated centre-to-centre distance within the sensor

measurement volume either by single-view measurement operation or multiple-view measurement

operation

Note 1 to entry: The symbol “D” indicates that the error is associated with the geometrical deformation of the

sensor within the sensor measurement volume; the qualifier “CC” indicates that the error of indication is of a

centre-to-centre distance; and the qualifier “O3D” indicates that it is associated with an optical 3D CMS. The

qualifier “j” identifies the measuring conditions of the CMS. “SMV.SV” denotes single-view measurement, while

“SMV.MV” denotes multiple-view measurement. The measurement is performed within the sensor measurement

volume (“SMV”) in either case. Examples of such symbols include D and D .
C C : S M V . S V: O 3D C C : S M V . M V: O 3D
3.11
flat-form distortion error
Form.Pla.i:j:O3D

minimum distance between two parallel planes that encompass a percentile of all data measured on

the test flat

Note 1 to entry: The symbol “D” indicates that the error is associated with the geometrical deformation of the

sensor; the qualifier “Form.Pla” indicates that it is associated with the form error of a plane; and the qualifier

“O3D” indicates that it is associated with the optical 3D CMS. The qualifier “i” identifies the percentile of probing

points selected for the evaluation: either “D95 %” denoting 95 % of the population or “All” denoting the whole

population, i.e. 100 %. The qualifier “j” identifies the measuring conditions of the CMS. “SMV.SV” denotes single-

view measurement while “SMV.MV” denotes multiple-view measurement. The measurement is performed within

the sensor measurement volume (“SMV”) in either case. Examples of such symbols include D

Form.Pla.D95 %:SMV.SV:
and D .
O3D Fo r m . P l a . A l l : S M V . M V: O 3D

Note 2 to entry: Both percentiles, 95 % and All, are of the measured points according to the rated operating

conditions. When these conditions include pre-processing such as prefiltering or meshing, then the percentiles

apply to such points after this application.
3.12
volumetric length measurement error in concatenated measurement volume
Vo l : C M V . M V: O3D

error of indication when measuring a calibrated test length within the concatenated measurement

volume by multiple-view measurement
Note 1 to entry: The symbol “E” ind
...

PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 10360-13
ISO/TC 213
Spécification géométrique des
Secrétariat: BSI
produits (GPS) — Essais de réception
Début de vote:
2021-06-09 et de vérification périodique des
systèmes à mesurer tridimensionnels
Vote clos le:
2021-08-04
(SMT) —
Partie 13:
SMT optique 3D
Geometrical product specifications (GPS) — Acceptance and
reverification tests for coordinate measuring systems (CMS) —
Part 13: Optical 3D CMS
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
ISO/FDIS 10360-13:2021(F)
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
TION NATIONALE. ISO 2021
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ISO/FDIS 10360-13:2021(F)
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y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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Publié en Suisse
ii © ISO 2021 – Tous droits réservés
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ISO/FDIS 10360-13:2021(F)
Sommaire Page

Avant-propos ................................................................................................................................................................................................................................v

Introduction ................................................................................................................................................................................................................................vi

1 Domaine d'application ...................................................................................................................................................................................1

2 Références normatives ...................................................................................................................................................................................1

3 Termes et définitions .......................................................................................................................................................................................1

3.1 Symboles ...................................................................................................................................................................................................... 6

4 Conditions assignées de fonctionnement ................................................................................................................................... 6

4.1 Conditions environnementales ................................................................................................................................................. 6

4.2 Conditions de fonctionnement .................................................................................................................................................. 7

4.2.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 7

4.2.2 Caractéristique du matériau et de la surface des étalons matérialisés ............................ 7

4.2.3 Pré-traitement.................................................................................................................................................................... 8

5 Essai de réception et de vérification périodique ................................................................................................................8

5.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 8

5.2 Caractéristiques de distorsion ................................................................................................................................................... 8

5.2.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 8

5.2.2 Erreur de distorsion ........................................................................................................................................... ........... 9

5.3 Caractéristiques du système de palpage........................................................................................................................13

5.3.1 Principe .................................................................................................................................................................................13

5.3.2 Étalon matérialisé ........................................................................................................................................................13

5.3.3 Mode opératoire ............................................................................................................................................................13

5.3.4 Obtention des résultats d'essai ........................................................................................................................14

5.3.5 Erreur de distorsion de forme de plan.......................................................................................................15

5.4 Erreur de mesurage de longueur volumétrique dans un volume de mesurage concaténé 18

5.4.1 Principe .................................................................................................................................................................................18

5.4.2 Étalon matérialisé ........................................................................................................................................................18

5.4.3 Cas à faible CDT ..............................................................................................................................................................19

5.4.4 Mode opératoire ............................................................................................................................................................19

5.4.5 Obtention des résultats d'essai ........................................................................................................................21

6 Conformité avec la spécification .......................................................................................................................................................22

6.1 Essai de réception .............................................................................................................................................................................22

6.1.1 Critères d'acceptation ..............................................................................................................................................22

6.2 Essai de vérification périodique ...........................................................................................................................................24

7 Applications ............................................................................................................................................................................................................24

7.1 Essai de réception .............................................................................................................................................................................24

7.2 Essai de vérification périodique ...........................................................................................................................................24

7.3 Contrôle intermédiaire .................................................................................................................................................................24

8 Indication dans la documentation du produit et dans les fiches techniques .....................................25

Annexe A (informative) Évaluation des caractéristiques de mesurage de la longueur

bidirectionnelle ..................................................................................................................................................................................................26

Annexe B (normative) Étalons représentant une longueur d'essai étalonnée et procédures

de mesurage correspondantes ............................................................................................................................................................28

Annexe C (informative) Mode opératoire de mesure de longueur concaténée pour évaluer

l'influence du cheminement de concaténation sur la propagation des erreurs .............................31

Annexe D (informative) Alignement d’étalons ........................................................................................................................................35

Annexe E (informative) Caractéristique de surface des étalons matérialisés ........................................................37

Annexe F (informative) Essai de résolution de structure ............................................................................................................41

Annexe G (informative) Lignes directrices pour l'évaluation de l'incertitude des valeurs d'essai ..46

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ISO/FDIS 10360-13:2021(F)

Annexe H (informative) Relation avec le modèle de matrice GPS .......................................................................................54

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................55

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ISO/FDIS 10360-13:2021(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.

L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/ directives).

L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion

de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ iso/ fr/ avant -propos .html.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 213, Spécifications et vérification

dimensionnelles et géométriques des produits en collaboration avec le Comité Technique CEN/TC 290,

Spécification dimensionnelle et géométrique des produits, et vérification correspondante, du Comité

Européen pour la Normalisation (CEN) conformément à l’Accord sur la coopération technique entre

l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).

Une liste de toutes les parties de la série ISO 10360 se trouve sur le site web de l’ISO.

Il convient que tout retour d’information ou question sur le présent document soit adressé à l’organisme

national de normalisation de l’utilisateur. Une liste complète de ces organismes peut être consultée à

l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
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ISO/FDIS 10360-13:2021(F)
Introduction

Le présent document est une norme de spécification géométrique des produits (GPS) et doit être

considérée comme une norme GPS générale (voir l’ISO 14638). Elle influence le maillon F des chaînes

de normes sur la taille, la distance, la forme, l'orientation, la position et le battement dans la matrice

générale (Annexe H).

Le modèle de matrice ISO/GPS donné dans l'ISO 14638 donne une vue d'ensemble du système ISO/

GPS, dont le présent document fait partie. Les principes fondamentaux du système ISO/GPS donnés

dans l'ISO 8015 s'appliquent au présent document et les règles de décision par défaut données dans

l'ISO 14253-1 s'appliquent aux spécifications faites conformément au présent document, sauf indication

contraire.
Le présent document a deux objectifs techniques:

1. vérifier par essai l’erreur d'indication lors du mesurage d'une longueur d'essai étalonnée sur le

volume global de mesure du SMT, et

2. vérifier par essai les erreurs d’indication dans un volume de mesurage destiné localement.

Ces deux objectifs correspondent à:

a) l’essai réalisé pour un système de palpage et un support mobile du système de palpage combinés,

tel que décrit dans les ISO 10360-2, ISO 10360-7, ISO 10360-8, ISO 10360-10, ISO 10360-11 , et

ISO 10360-12;

b) l'essai réalisé essentiellement pour le système de palpage tel que décrit dans les ISO 10360-5,

ISO 10360-7, ISO 10360-8, ISO 10360-9, ISO 10360-10, ISO 10360-11 et ISO 10360-12.

L'avantage que présente ces essais est le fait que le résultat mesuré a une traçabilité directe avec l'unité

de longueur, le mètre, et qu'il fournit des informations sur la manière dont la MMT (machine à mesurer

tridimensionnelle) ou le SMT (système à mesurer tridimensionnel) fonctionneront lors de mesures de

longueur similaires.

Le SMT optique 3D que la présente Norme prévoit de spécifier est un détecteur de mesure de surface

sans contact fournissant des données en 3D sous forme de vues uniques individuelles via un principe

de mesurage optique et les transformant en système de coordonnées commun. Les principes de mesure

optique types sont la projection de combinaisons, la projection de franges et la projection et le balayage

d'une ligne scannée, ou similaire, fournissant des vues uniques sans l'aide d'informations externes liées

à la position et à l'orientation des objets à balayer par rapport au SMT. Les principes d’enregistrement

types reposent sur le meilleur ajustement des informations relatives aux positions couramment

capturées sur, au minimum, deux vues individuelles distinctes, en utilisant soit des cibles de référence

soit des éléments de surface des objets à balayer, soit les deux.

Le présent document n'est pas destiné à s'appliquer à d'autres types de MMT, par exemple:

— MMT tactiles (support métrologique mobile cartésien), voir l’ISO 10360-2 ;
— MMT d’imagerie (support métrologique mobile cartésien): voir l’ISO 10360-7 ;

— MMT équipées de détecteur optique sans contact (support métrologique mobile cartésien): voir

l’ISO 10360-8 ;
— lasers de poursuite: voir l’ISO 10360-10 ;
— CT rayons X: voir l’ISO 10360-11 ;

— MMT à bras articulé (support métrologique mobile anthropomorphique): voir l’ISO 10360-12 ;

1) En préparation. Etape au moment de la publication : ISO/DIS 10360-11:2021
vi © ISO 2021 – Tous droits réservés
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ISO/FDIS 10360-13:2021(F)

— instruments de mesure prévus pour la mesure des caractéristiques de surface: voir la série ISO 25178

— microscopes optiques;
— détecteurs optiques sans contact portatifs.

Les parties concernées peuvent mutuellement convenir d'appliquer la présente partie de l'ISO 10360

aux MMT indiquées ci-dessus ou à d’autres types de MMT.
La présente partie de l’ISO 10360 spécifie:

— les exigences de performance qui peuvent être fixées par le fabricant ou l'utilisateur du SMT;

— lamanière d’exécuter les essais de réception et de vérification périodique pour démontrer les

exigences spécifiées;
— les règles de vérification de la conformité;

— les applications pour lesquelles les essais de réception et de vérification périodique peuvent être

utilisés.

NOTE 1 L’Annexe E décrit les limites possibles des caractéristiques de surfaces les moins coopératives, par

exemple, la couleur, la brillance et la rugosité, et propose un essai pouvant donner aux utilisateurs de SMT un

aperçu de la représentativité de l'erreur maximale tolérée lors de la mesure de leur pièce industrielle.

NOTE 2 Le SMT optique 3D peut être retiré et positionné par une unité mobile manuelle ou automatisée. La

position, l’orientation ou les deux peuvent constituer des informations supplémentaires pour l'enregistrement.

NOTE 3 Les essais de réception et de vérification périodique sont conçus de manière à reproduire des mesures

réelles, mais simples, se produisant dans la pratique, sous réserve des conditions assignées de fonctionnement

et des modes opératoires d’essais. Il est recommandé à l’utilisateur de tenir compte de l’influence des conditions

supplémentaires ou retirées des étapes de la procédure ou des deux lors de l’application des résultats de l'essai

conformément au présent document pour prédire les performances d’un SMT réel.

Pour de plus amples informations sur la relation du présent document avec le modèle de matrice GPS,

voir l’Annexe H.
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PROJET FINAL DE NORME INTERNATIONALE ISO/FDIS 10360-13:2021(F)
Spécification géométrique des produits (GPS) — Essais
de réception et de vérification périodique des systèmes à
mesurer tridimensionnels (SMT) —
Partie 13:
SMT optique 3D
1 Domaine d'application

Le présent document spécifie les essais de réception pour vérifier la performance d’un système à

mesurer tridimensionnel (SMT) optique 3D lors de la mesure de longueurs comme indiqué par le

fabricant.. Elle spécifie également les essais de vérification périodique permettant à l'utilisateur de

vérifier ponctuellement les performances du SMT optique 3D.

Le présent document est applicable à la vérification de la performance de mesurage des SMT si les

caractéristiques de la surface (par exemple la brillance, la couleur) de l'objet à balayer sont limitées et

comprises dans un intervalle coopératif.

Le présent document ne s’applique pas à d’autres types de SMT, y compris ceux couverts par les autres

parties de l’ISO 10360.
2 Références normatives

Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des

exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les

références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels

amendements).

ISO 10360-1:2000, Spécification géométrique des produits (GPS) — Essais de réception et de vérification

périodique des machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) — Partie 1: Vocabulaire

ISO 14253-1, Spécification géométrique des produits (GPS) — Vérification par la mesure des pièces et des

équipements de mesure — Partie 1: Règles de décision pour contrôler la conformité ou la non-conformité à

la spécification

Guide ISO/IEC 99, Vocabulaire international de métrologie — Concepts fondamentaux et généraux et

termes associés (VIM)
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 10360-1, dans

l’ISO 14253-1, dans le VIM ainsi que les suivants s'appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
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ISO/FDIS 10360-13:2021(F)
3.1
système à mesurer tridimensionnel optique 3D (SMT)
SMT optique 3D

système de mesure effectuant des mesurages de coordonnées spatiales exclusivement via des

détecteurs optiques
3.2
volume de mesurage du détecteur

volume de mesurage du détecteur réalisé sans déplacement du détecteur par rapport à la pièce

respectant les spécifications fournies par le fabricant

Note 1 à l'article: L'indication dimensionnelle du volume de mesurage du détecteur, indiquée par le fabricant,

peut différer sensiblement de celle que le détecteur indique.
3.3
enregistrement

transformation de systèmes de coordonnées qui transforme les coordonnées d'une vue unique en un

système unifié de coordonnées

Note 1 à l'article: Une transformation est réalisée par exemple, par une transformation rigide, consistant soit en

une translation soit en une rotation, ou les deux.

Note 2 à l'article: Chaque vue unique possède son propre système de coordonnées et requiert une transformation

en système de coordonnées unifié.

Note 3 à l'article: L'enregistrement est inversible. L'enregistrement inverse est réalisé en appliquant la

transformation inverse.

Note 4 à l'article: En pratique, les paramètres de transformation sont obtenus avant la transformation elle-même.

Cette dernière peut avoir lieu soit immédiatement après, soit nettement après l’obtention des paramètres.

Note 5 à l'article: Dans le cadre d’un enregistrement, l’intervention d’une personne peut être nécessaire pour

faire fonctionner le SMT.
3.4
fusion

opération qui consiste à fusionner deux ou plusieurs ensembles de coordonnées mesurées en un

ensemble unifié de coordonnées mesurées

Note 1 à l'article: Les fusions permettent d’améliorer le mesurage, pour réduire par exemple la dispersion et la

variation des vues uniques.

Note 2 à l'article: Les fusions sont généralement irréversibles (et non iversibles).

Note 3 à l'article: Une fusion peut comprendre un nombre quelconque d’opérations élémentaires en combinaison

ou en séquence, telle la transformation des coordonnées, la moyenne, le rejet des valeurs aberrantes, la

décimation, la convolution, la filtration.

Note 4 à l'article: La fusion peut se produire soit immédiatement, soit à un stade ultérieur.

3.5
volume de mesurage concaténé

volume de mesurage du SMT obtenu par le mouvement du détecteur et enregistrement respectant les

spécifications fournies par le fabricant

Note 1 à l'article: Le volume de mesurage concaténé peut être donné par la conception d'une cabine de mesure

ayant générallement une limite cubique ou une taille tridimensionnelle de la pièce.

Note 2 à l'article: Un volume de mesurage concaténé peut avoir soit un volume nettement plus grand que le volume

de mesurage du détecteur ou un volume qui similaire au volume de mesurage du détecteur.

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ISO/FDIS 10360-13:2021(F)
3.6
mesurage à vue unique

mesurage de coordonnées spatiales effectué au moyen d'un détecteur optique sans déplacement par

rapport à la pièce mesurée

Note 1 à l'article: Un mesurage à vue unique est réalisé avec un support immobile, sans enregistrement ni fusion.

Note 2 à l'article: Un mesurage à vue unique peut inclure des mesurages répétés, à condition qu'aucun déplacement

du détecteur optique par rapport à la pièce ne se produise entre la première et la dernière exposition.

3.7
mesurage à vues multiples

mesurage de coordonnées spatiales via l'enregistrement et la fusion de plusieurs mesurages à vue

unique à des positions et des orientations différents du détecteur par rapport à la pièce mesurée

3.8
erreur de dispersion de forme du système de palpage
Forme.Sph.i:j:O3D

plus petite largeur d’une enveloppe sphérique qui englobe un percentile de toutes les données mesurées

Note 1 à l'article: Le symbole «P» dans P indique que l'erreur est associée aux performances du

Forme.Sph.i:j:O3D

système de palpage, le qualificatif qualificatif «Forme.Sph» indique qu'elle est associée à l'erreur de dispersion

du système de palpage lors du mesurage d’une sphère et qualificatifl’indice «O3D» indique qu'elle est associée

à un SMT optique 3D. Le qualificatifqualificatif «i» identifie le percentile de points de palpage sélectionné pour

l’évaluation: soit avec «D95 %» représentant 95 % de la population, soit avec «Tous» représentant l’ensemble

de la population, autrement dit 100 %. Le qualificatifqualificatif «j» identifie les conditions de mesure du SMT:

«SMV.SV» représente un mesurage à vue unique tandis que «SMV.MV» représente un mesurage à vues multiples.

Dans les deux cas, la mesure est effectuée dans le volume de mesurage du détecteur (« SMV »). Des exemples

possibles de ces symboles sont P ou P .

For me . S p h . D 9 5 % : S M V. S V: O 3D For me . S p h .Tou s : S M V . M V: O 3D

Note 2 à l'article: Les deux percentiles, 95 % et Tous, correspondent aux points mesurés selon les conditions

assignées de fonctionnement. Lorsque ces conditions incluent un prétraitement tel qu'un préfiltrage ou un

maillage, les percentiles s'appliquent à ces points après cette application.

Note 3 à l'article: 5 % des données mesurées dans l'ensemble de données “Tout” sont éliminées pour déterminer

P . Les points aberrants peuvent être éliminés par cette opération.
Forme.Sph.D95 %:j:O3D

Note 4 à l'article: Il peut s’avérer intéressant d’évaluer les erreurs du système de palpage à partir d’un nuage

de points d’une population de «95 %» et d’une population représentant «Tous». Une différence dans ces deux

résultats d’essai peut révéler des influences des filtres de lissage ou des fonctions équivalentes éventuellement

préinstallées en tant que partie intégrante du SMT ou du logiciel associé, ceci n’étant pas toujours clairement

visible pour les utilisateurs du SMT.
3.9
erreur de taille du système de palpage
Taille.Sph.i:j:O3D

erreur d’indication lors de la mesure du diamètre étalonné de la sphère d’essai lorsqu’elle est associée

par des moindres carrés à un percentile de toutes les données mesurées

Note 1 à l'article: Le symbole «P» dans PTaille indique que l'erreur est associée aux performances du

.Sph.i:j:O3D

système de palpage, le qualificatifqualificatif «Taille.Sph» indique qu'elle est associée à l'erreur de taille du

système de palpage d’une sphère et le qualificatifqualificatif «O3D» indique qu'elle est associée au SMT optique

3D. Le qualificatifqualificatif «i» identifie le percentile de points de palpage sélectionné pour l’évaluation: soit

avec «D95 %» représentant 95 % de la population, soit avec «Tous» représentant l’ensemble de la population,

autrement dit 100 %. Le qualificatifqualificatif «j» identifie les conditions de mesure du SMT. «SMV.SV»

représente un mesurage à vue unique tandis que «SMV.MV» représente un mesurage à vues multiples. Dans les

deux cas, la mesure est réalisée dans le volume de mesurage du détecteur (« SMV »). Des exemples possibles de

ces symboles sont P ou P .

Ta i l l e . S p h . D 9 5 % : S M V. S V: O 3D Ta i l l e . S p h .To u s : S M V . M V: O 3D

Note 2 à l'article: Les deux percentiles, 95 % et Tous, correspondent aux points mesurés selon les conditions

assignées de fonctionnement. Lorsque ces conditions incluent un prétraitement tel qu'un préfiltrage ou un

maillage, les percentiles s'appliquent à ces points après cette application.
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Note 3 à l'article: L’erreur de taille du système de palpage est déterminée par les erreurs des détecteurs (dues,

par exemple, au bruit, à la numérisation, à la distorsion de l’image, à l’interaction avec la surface de l’étalon

matérialisé, à l’étalonnage, aux algorithmes défaillants) et du système de positionnement.

3.10
erreur de distorsion
CC:j : O3D
erreur d’indication lors d’un mesurage d
...