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

This document specifies acceptance and periodic reverification tests of CMM performance with contacting probing systems and is only applicable to CMMs using: — any type of contacting probing system; and — spherical or hemispherical stylus tip(s). NOTE CMM probing performance tests are specified by the maximum permissible errors (MPEs), due to the impracticality of isolating the performance of the probing system from that of the CMM, even on a small artefact such as a test sphere. This document applies to CMMs supplied with any of the following: a) single-stylus probing systems; b) multi-stylus probing systems with fixed multiple styli attached to a single probe (e.g. "star" stylus); c) multiple probing systems such as those with a stylus for each of their probes; d) systems with articulating probing systems; e) stylus and probe changing systems; f) manual (non-driven) and automated CMMs; g) installations including a scanning probe, capable of being used in a scanning mode. This document is not applicable to non-contacting probing systems, which require different testing procedures. The term ?combined CMM and multi-stylus probing system size error' has been shortened to ?multi-stylus size error' for convenience. This applies in similar cases. If it is desirable to isolate the probing system performance as far as is practical, the influence of the CMM can be minimized but not eliminated. See Annex C for more information.

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

Le présent document spécifie les essais de réception et de vérification périodique des performances des MMT ŕ systčmes de palpage ŕ contact et ne s'applique qu'aux MMT utilisant: — un systčme de palpage ŕ contact, quel qu'il soit; et — des touches de stylets sphériques ou hémisphériques. NOTE Les essais de performance de palpage de la MMT sont spécifiés par les erreurs maximales tolérées (MPE), puisqu'il est difficile d'isoler les performances du systčme de palpage de celles de la MMT, męme sur de petits étalons tels qu'une sphčre d'essai. Le présent document s'applique aux MMT fournies avec l'un des éléments suivants: a) systčmes de palpage ŕ stylet simple; b) systčmes de palpage ŕ stylets multiples munis de plusieurs stylets fixes attachés ŕ un seul palpeur (par exemple stylet en "étoile"); c) systčmes ŕ palpeurs multiples, tels que ceux dans lesquels chaque palpeur est muni d'un stylet; d) systčmes utilisant des systčmes de palpage articulés; e) systčmes de changement de stylet et de palpeur; f) MMT manuelles (non entraînées) ainsi que MMT automatisées; g) installations comprenant un palpeur de scanning pouvant ętre utilisées en mode scanning. Le présent document n'est pas applicable aux systčmes de palpage sans contact, qui nécessitent des modes opératoires d'essai différents. Le terme «erreur de taille de l'ensemble composé de la MMT et du systčme de palpage ŕ stylets multiples» a été simplifiée par soucis de simplicité en faveur de «erreur de taille du systčme ŕ stylets multiples». Cela s'applique dans des cas similaires. S'il est jugé souhaitable d'isoler les performances du systčme de palpage autant que possible, l'influence de la MMT peut ętre réduite au minimum mais pas supprimée. Voir l'Annexe C pour plus d'informations.

General Information

Status
Published
Publication Date
30-Mar-2020
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
22-Feb-2020
Completion Date
31-Mar-2020
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ISO 10360-5:2020 - Geometrical product specifications (GPS) -- Acceptance and reverification tests for coordinate measuring systems (CMS)
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ISO 10360-5:2020 - Spécification géométrique des produits (GPS) -- Essais de réception et de vérification périodique des systemes a mesurer tridimensionnels (SMT)
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10360-5
Third edition
2020-03
Geometrical product specifications
(GPS) — Acceptance and reverification
tests for coordinate measuring
systems (CMS) —
Part 5:
Coordinate measuring machines
(CMMs) using single and multiple
stylus contacting probing systems
using discrete point and/or scanning
measuring mode
Spécification géométrique des produits (GPS) — Essais de
réception et de vérification périodique des systèmes à mesurer
tridimensionnels (SMT) —
Partie 5: MMT utilisant des systèmes de palpage à stylet simple ou à
stylets multiples utilisant un mode de mesurage par point discret et/
ou par scan
Reference number
ISO 10360-5:2020(E)
ISO 2020
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ISO 10360-5:2020(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2020

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may

be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address

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Published in Switzerland
ii © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 10360-5:2020(E)
Contents Page

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

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

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

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

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 2

4 Symbols ......................................................................................................................................................................................................................... 8

5 Rated operating conditions ....................................................................................................................................................................10

5.1 Environmental conditions ..........................................................................................................................................................10

5.2 Operating conditions ......................................................................................................................................................................11

6 Acceptance tests and reverification tests ................................................................................................................................11

6.1 General ........................................................................................................................................................................................................11

6.2 Measuring equipment ....................................................................................................................................................................12

6.2.1 Test sphere .........................................................................................................................................................................12

6.2.2 Styli specification and information ...............................................................................................................13

6.3 Single-stylus probing test ...........................................................................................................................................................14

6.3.1 Application .........................................................................................................................................................................14

6.3.2 Principle ...............................................................................................................................................................................14

6.3.3 Procedure ............................................................................................................................................................................14

6.3.4 Data analysis .....................................................................................................................................................................15

6.4 Scanning mode test ..........................................................................................................................................................................16

6.4.1 Principle ...............................................................................................................................................................................16

6.4.2 Procedure ............................................................................................................................................................................16

6.4.3 Data analysis .....................................................................................................................................................................18

6.5 Multi-stylus test: Fixed multi-probe and multi-stylus probing systems ............................................19

6.5.1 Principle ...............................................................................................................................................................................19

6.5.2 Procedure ............................................................................................................................................................................19

6.5.3 Data analysis .....................................................................................................................................................................22

6.6 Multi-stylus test: Articulating probing systems ......................................................................................................22

6.6.1 Principle ...............................................................................................................................................................................22

6.6.2 Procedure ............................................................................................................................................................................23

6.6.3 Data analysis .....................................................................................................................................................................25

6.7 Data analysis for multi-stylus tests ....................................................................................................................................25

6.7.1 Location error .................................................................................................................................................................25

6.7.2 Opposing-styli projected location error ...................................................................................................25

6.7.3 Multi-stylus size and form error .....................................................................................................................25

7 Conformance with specification: Acceptance and reverification tests .....................................................26

8 Applications ............................................................................................................................................................................................................27

8.1 Acceptance tests .................................................................................................................................................................................27

8.2 Reverification tests ...........................................................................................................................................................................27

8.3 Interim checks ......................................................................................................................................................................................27

Annex A (informative) Ring gauge tests .........................................................................................................................................................28

Annex B (informative) Checking the probing system prior to the ISO 10360-2 test........................................32

Annex C (informative) Interpretation of multi-stylus test results ......................................................................................33

Annex D (normative) Maximum permissible error/limit specification methods ..............................................35

Annex E (informative) Workpiece related influences ......................................................................................................................37

Annex F (normative) Acceptance tests and reverification tests using small sphere test

equipment ................................................................................................................................................................................................................39

Annex G (informative) Relation to the GPS matrix model ...........................................................................................................40

© ISO 2020 – All rights reserved iii
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ISO 10360-5:2020(E)

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................42

iv © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 10360-5:2020(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).

This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 10360-5:2010), which has been

technically revised.

It also incorporates with a technical revision the tests contained within ISO 10360-4:2000 and, as such,

it cancels and replaces ISO 10360-4:2000.
The main changes to the previous edition are as follows:
— the adoption of new symbology;
— the addition of an optional ring gauge test;
— changes to acceptable test parameters e.g. test sphere diameter;

— changes to Location results evaluation including an “opposing styli” evaluation.

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 2020 – All rights reserved v
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ISO 10360-5:2020(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 chains of standards on size, distance,

form, orientation, location and run-out.

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.

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

matrix model see Annex G.

The acceptance and reverification tests described in this document are applicable to coordinate

measuring machines (CMMs) that use contacting probes, with or without multiple styli or multiple

articulated-probe positions, when measuring using discrete point and/or scanning mode.

Experience has shown that the multi-stylus errors calculated using this document are significant and,

at times, represent the dominant errors in the CMM. Owing to the virtually infinite variety of modern

CMM probing system configurations, the description of the tests specified by this document provides

a testing protocol for specification, but the actual test coverage has been limited to provide a practical

subset of tests which are intended to reveal typical errors associated with probing configurations

in a limited amount of time. The tests are intended to provide information on the ability of a CMM to

measure a feature or features using a contacting probe and, when relevant, using multiple styli, multiple

probes or multiple articulated-probe positions.
The situations to which they are applicable include:
— single-stylus probing systems;
— multiple styli connected to the CMM probe (e.g. a star);

— installations using an articulating probing system (motorized or manual) that can be prequalified;

— installations using a repeatable probe-changing system;
— installations using a repeatable stylus-changing system;

— installations including a scanning probe, capable of being used in a scanning mode;

— multi-probe installations.

It is believed that the procedures given in this document will be helpful in identifying CMM system

uncertainty components for specific measurement tasks, and that the user will be able to reduce errors

by removing contributing elements such as long probe extensions and styli, and then by retesting the

new configuration set.

The tests in this document are sensitive to many errors, attributable to both the CMM and the

probing system, and are intended to be performed in addition to the length-measuring tests given in

ISO 10360-2.

The primary objective is to determine the practical performance of the complete CMM and probing

system. Therefore, the tests are designed to reveal measuring errors which are likely to occur when

such a combined system is used on real workpieces, for example errors generated by the interaction

between large probe-tip-offset lengths and uncorrected CMM rotation errors. The errors found here

differ from those found in the EL tests in ISO 10360-2, because with multiple styli the net CMM travel

may be very different from the measured length. See Annex C for more information.

vi © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 10360-5:2020(E)

This document complements ISO 10360-7 (CMMs equipped with imaging probing systems), ISO 10360-8

(CMMs with optical distance sensors), ISO 10360-9 (CMMs with multiple probing systems) and

ISO 10360-2 (CMMs used for measuring linear dimensions).
© ISO 2020 – All rights reserved vii
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 10360-5:2020(E)
Geometrical product specifications (GPS) — Acceptance
and reverification tests for coordinate measuring
systems (CMS) —
Part 5:
Coordinate measuring machines (CMMs) using single and
multiple stylus contacting probing systems using discrete
point and/or scanning measuring mode
1 Scope

This document specifies acceptance and periodic reverification tests of CMM performance with

contacting probing systems and is only applicable to CMMs using:
— any type of contacting probing system; and
— spherical or hemispherical stylus tip(s).

NOTE CMM probing performance tests are specified by the maximum permissible errors (MPEs), due to the

impracticality of isolating the performance of the probing system from that of the CMM, even on a small artefact

such as a test sphere.
This document applies to CMMs supplied with any of the following:
a) single-stylus probing systems;

b) multi-stylus probing systems with fixed multiple styli attached to a single probe (e.g. “star” stylus);

c) multiple probing systems such as those with a stylus for each of their probes;

d) systems with articulating probing systems;
e) stylus and probe changing systems;
f) manual (non-driven) and automated CMMs;

g) installations including a scanning probe, capable of being used in a scanning mode.

This document is not applicable to non-contacting probing systems, which require different testing

procedures.

The term ‘combined CMM and multi-stylus probing system size error’ has been shortened to ‘multi-

stylus size error’ for convenience. This applies in similar cases.

If it is desirable to isolate the probing system performance as far as is practical, the influence of the

CMM can be minimized but not eliminated. See Annex C for more information.
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 2020 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 10360-5:2020(E)

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

measuring machines (CMM) — Part 1: Vocabulary

ISO 10360-2, Geometrical product specifications (GPS) — Acceptance and reverification tests for coordinate

measuring machines (CMM) — Part 2: CMMs used for measuring linear dimensions

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 99:2007, 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,

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/

NOTE 1 This clause contains fifteen definitions (3.7 to 3.9, 3.11 to 3.15, 3.19 to 3.21, 3.23 and 3.25 to 3.27)

which supersede eighteen similar definitions in ISO 10360-1:2000, Clause 9. Some of these revised definitions

are required to avoid ambiguities which would otherwise have been introduced with this document. Others

effectively supersede identical definitions in ISO 10360-1, because the symbols used have been revised and

expanded for clarification. The superseded definitions in ISO 10360-1:2000 are 9.3, 9.4 and 9.11 to 9.26.

NOTE 2 All the symbols used in this document are listed in Clause 4.

NOTE 3 The definitions in this clause are intended to concisely state the meaning of terms. For metrological

characteristics that have numerical values, the complete description of the procedure and derivation of test

results in Clause 6 are to be followed in determining values.

NOTE 4 For all definitions and evaluations in this document we assume the form and location values to be

zero, i.e. perfect form or zero location distance for a single test sphere. See 6.2.1 for limitations on test sphere

calibrated form.
3.1
rated operating condition

operating condition that needs to be fulfilled during measurement in order for a measuring instrument

or measuring system to perform as designed

Note 1 to entry: Rated operating conditions generally specify intervals of values for a quantity being measured

and for any influence quantity.

Note 2 to entry: Within the ISO 10360 series, the term “as designed” means as specified by MPEs.

Note 3 to entry: If an MPE specification is thought of as a function (where different MPE values could be given for

different conditions), then the rated operating conditions define the domain of that function.

[SOURCE: ISO/IEC Guide 99:2007, 4.9, modified — Notes 2 and 3 to entry added.]
3.2
inferred qualification

probing system qualification method where the parameters for each probing system attached to

an articulation system are inferred by interpolation, extrapolation or another relevant model, for

significantly different angular position(s) from parameters acquired by empirical qualification (3.3) at a

few angular positions
2 © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 10360-5:2020(E)
3.3
empirical qualification

probing system qualification method where the parameters for each probing system attached to an

articulation system need to be acquired by measurement of the reference sphere at each angular

position used

Note 1 to entry: “Reference sphere” is sometimes in industry referred to as “qualification sphere”.

3.4
effective diameter

stylus diameter used with the tip correction vector, for compensating stylus centre points to obtain

surface points

Note 1 to entry: For the position of the tip correction vector, see ISO 10360-1:2000, Figure 4.

Note 2 to entry: The effective stylus tip diameter may be a parameter established by a probing system

qualification.
3.5
multi-stylus probing system

fixed orientation single probe that carries star styli or which through stylus changing can present styli

at the relevant orientations to be equivalent to a star stylus
Note 1 to entry: See Figure 6.
3.6
multi-probe system

system in which multiple probes with different fixed orientations are carried simultaneously

Note 1 to entry: See Figure 7.
3.7
multi-stylus form error
Form.Sph.5×25:j:Tact

observed form of a test sphere, the measurements being taken with five different styli, each taking

25 points (5 × 25) on the one test sphere using the discrete-point probing mode
Note 1 to entry: See ISO 10360-1:2000, Figure 15.

Note 2 to entry: The symbol P in P indicates that the error is associated with the system

Form.Sph.5×25:j:Tact

performance when local sampling, and the subscript indicates that it is a form error. The subscript

Form Sph

indicates that the test is performed using a sphere as a test artefact. The subscript indicates that the probing

Tact

system conforms to Clause 1 of this document (i.e. tactile), thus enabling any alternative probing system to be

clearly identified by the use of a different set of characters at * in P .
Form.Sph.5×25:j:*

Note 3 to entry: There are four multi-stylus form errors based on different probing systems and methods of

operation. These are designated as follows:
— j = MS, a fixed multi-stylus probing system (3.5);
— j = MP, a fixed multi-probe system (3.6);
— j = Emp, an articulating probing system using empirical qualification (3.3);
— j = Inf, an articulating probing system using inferred qualification (3.2).
3.8
multi-stylus size error
Size.Sph.5×25:j:Tact

error of indication of the diameter of a test sphere, the measurements being taken with five different

styli, each taking 25 points on the one test sphere by a CMM using the discrete-point probing mode

Note 1 to entry: The subscript in P indicates that it is a diameter size error.
Size Size.Sph.5×25:j:Tact
© ISO 2020 – All rights reserved 3
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ISO 10360-5:2020(E)
Note 2 to entry: Where j is replaced by MS, MP, Emp or Inf as applicable.
3.9
multi-stylus location error
Dia.5×25:j:Tact

error of indication of the location of a test sphere as measured using the discrete-point probing mode

from five different orientations
Note 1 to entry: The symbol L in L indicates that it is a location error.
Dia.5×25:j:Tact
Note 2 to entry: Where j is replaced by MS, MP, Emp or Inf as applicable.
3.10
opposing-styli projected location error on a sphere
Dia.Proj.Sph.2×25:j:Tact

error of indication of the location of a test sphere as measured using discrete-point probing from

opposing orientations

Note 1 to entry: This gives the user an indication as to the performance of the system when measuring, for

example, co-axiality of crank shaft journals using styli from opposing orientations.

Note 2 to entry: Where j is replaced by MS, MP, Emp or Inf as applicable.
3.11
single-stylus form error
Fo r m . Sp h .1×25: S S : Ta c t

observed form of a test sphere, the measurements being performed by a CMM with a single stylus (SS),

using the discrete-point probing mode taking 25 points on a single sphere (1 × 25)

Note 1 to entry: See ISO 10360-1:2000, Figure 15.
Note 2 to entry: The subscript SS in P indicates use of a single stylus.
Fo r m . S p h .1×2 5: S S: Tac t
3.12
single-stylus size error
Si z e . Sp h .1×25: S S : Ta c t

error of indication of the diameter of a test sphere, the measurements being performed by a CMM with

a single stylus, using the discrete-point probing mode
3.13
scanning mode form error on a sphere
Form.Sph.Scan: k : Ta c t

observed form of a test sphere, the measurements being performed by a CMM with a single stylus, using

scanning mode

Note 1 to entry: Where k is replaced by the following designates as applicable: k = PP or NPP depending on system

scanning mode, pre-defined path (PP) or not pre-defined path (NPP).
3.14
scanning mode size error on a sphere
Size.Sph.Scan:k : Ta c t

error of indication of the size of a test sphere, the measurements being performed by a CMM with a

single stylus, using scanning mode

Note 1 to entry: Where k is replaced by the following designates as applicable: k = PP or NPP depending on system

scanning mode, pre-defined path or not pre-defined path.
4 © ISO 2020 – All rights reserved
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 10360-5:2020(E)
3.15
scanning mode time
Sph.Scan:k : Ta c t
time taken to perform the scanning test

Note 1 to entry: Where k is replaced by the following designates as applicable: k = PP or NPP depending on system

scanning mode, pre-defined path or not pre-defined path.
Note 2 to entry: Time is stated in seconds.
3.16
scanning mode form error on a ring gauge
Form.Cir.Scan:k .lo : Ta c t

observed form of a ring gauge, the measurements being performed by a CMM using scanning mode with

a single stylus aligned to the ram axis if l = 0 mm, or a single stylus orthogonal to the ram axis with

l = 150 mm as the default

Note 1 to entry: Where k is replaced by the following designates as applicable: k = PP or NPP depending on system

scanning mode, pre-defined path or not pre-defined path.

Note 2 to entry: Where l is replaced with the relevant length of ram axis stylus tip offset in the specification of

the manufacturer.
Note 3 to entry: See Annex A for the test definition for this optional test.

Note 4 to entry: Ram axis stylus tip offset l in this document is normally equivalent to ram axis stylus tip offset L

used in ISO 10360-2. An example where it is different is a horizontal arm machine where the articulated head is

mounted ve
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 10360-5
Troisième édition
2020-03
Spécification géométrique des produits
(GPS) — Essais de réception et de
vérification périodique des systèmes à
mesurer tridimensionnels (SMT) —
Partie 5:
MMT utilisant des systèmes de palpage
à stylet simple ou à stylets multiples
utilisant un mode de mesurage par
point discret et/ou par scan
Geometrical product specifications (GPS) — Acceptance and
reverification tests for coordinate measuring systems (CMS) —
Part 5: Coordinate measuring machines (CMMs) using single and
multiple stylus contacting probing systems using discrete point and/
or scanning measuring mode
Numéro de référence
ISO 10360-5:2020(F)
ISO 2020
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 10360-5:2020(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

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ISO 10360-5:2020(F)
Sommaire Page

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

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

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

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

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 2

4 Symboles .......................................................................................................................................................................................................................8

5 Conditions assignées de fonctionnement ................................................................................................................................11

5.1 Conditions d’environnement ...................................................................................................................................................11

5.2 Conditions de fonctionnement ...............................................................................................................................................11

6 Essais de réception et essais de vérification périodique .........................................................................................12

6.1 Généralités ...............................................................................................................................................................................................12

6.2 Équipement de mesure .................................................................................................................................................................13

6.2.1 Sphère d’essai ..................................................................................................................................................................13

6.2.2 Spécifications et informations relatives aux stylets .......................................................................14

6.3 Essai de palpage du système à stylet simple ..............................................................................................................15

6.3.1 Application .........................................................................................................................................................................15

6.3.2 Principe .................................................................................................................................................................................15

6.3.3 Mode opératoire ............................................................................................................................................................15

6.3.4 Analyse de données ....................................................................................................................................................17

6.4 Essai du mode scanning ...............................................................................................................................................................18

6.4.1 Principe .................................................................................................................................................................................18

6.4.2 Mode opératoire ............................................................................................................................................................18

6.4.3 Analyse de données ....................................................................................................................................................20

6.5 Essai des systèmes à stylets multiples: systèmes de palpage à stylets multiples et à

palpeurs multiples fixes ...............................................................................................................................................................21

6.5.1 Principe .................................................................................................................................................................................21

6.5.2 Mode opératoire ............................................................................................................................................................21

6.5.3 Analyse de données ....................................................................................................................................................24

6.6 Essai d’un système à stylets multiples: Systèmes de palpage articulés ..............................................24

6.6.1 Principe .................................................................................................................................................................................24

6.6.2 Mode opératoire ............................................................................................................................................................25

6.6.3 Analyse de données ....................................................................................................................................................27

6.7 Analyse des donnés des essais de systèmes à stylets multiples ................................................................27

6.7.1 Erreur de position .................. .................................................... ..................................................................................27

6.7.2 Erreur de position projetée de stylets opposés .................................................................................27

6.7.3 Erreur de forme et de taille du système à stylets multiples ....................................................27

7 Conformité aux spécifications: Essais de réception et de vérification périodique ......................28

8 Applications ............................................................................................................................................................................................................29

8.1 Essais de réception ...........................................................................................................................................................................29

8.2 Essais de vérification périodique .........................................................................................................................................29

8.3 Vérifications intermédiaires .....................................................................................................................................................29

Annexe A (informative) Essais de la bague étalon ...............................................................................................................................30

Annexe B (informative) Vérification du système de palpage avant l'essai de l'ISO 10360-2 ..................34

Annexe C (informative) Interprétation des résultats d'essai d’un système à stylets multiples ...........35

Annexe D (normative) Méthodes de spécifications de l’erreur/la limite maximale tolérée ..................37

Annexe E (informative) Influences associées aux pièces..............................................................................................................39

Annexe F (normative) Essais de réception et essais de vérification périodique en utilisant

de petits équipements d’essai de sphère .................................................................................................................................41

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ISO 10360-5:2020(F)

Annexe G (informative) Relation avec le modèle de matrice GPS ........................................................................................43

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................45

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ISO 10360-5:2020(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

Spécifications et vérification dimensionnelles et géométriques des produits du comité européen de

normalisation (CEN), conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN (Accord

de Vienne).

Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition ISO 10360-5:2010, qui a fait l’objet d’une

révision technique.

Elle comporte également une révision technique, des essais contenus dans l’ISO 10360-4:2000, et

annule et remplace à ce titre l’ISO 10360-4:2000.

Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:

— l’adoption d’une nouvelle symbologie;
— l’addition d’un essai de la bague étalon en option;

— les changements apportés aux paramètres d’essai acceptables, par exemple le diamètre de la sphère

d’essai;

— les changements apportés à l’évaluation des résultats de position, y compris une évaluation des

«stylets opposés».

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 10360-5:2020(F)
Introduction

Le présent document est une norme sur la spécification géométrique des produits (GPS) à considérer

comme une norme GPS générale (voir l’ISO 14638).

Elle influence le maillon de la chaîne F des normes en terme de taille, de distance, de forme, d’orientation,

de position et de battement.

Le modèle de matrice ISO GPS de l'ISO 14638 donne une vue d’ensemble du système ISO GPS dont le

présent document fait partie. Les principes fondamentaux de l’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.

Pour de plus amples informations sur la relation du présent document avec les autres normes et le

modèle de matrice GPS, voir l’Annexe G.

Les essais de réception et de vérification périodique décrits dans le présent document s'appliquent aux

machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) utilisant des palpeurs à contact, avec ou sans stylets

multiples ou positions multiples d'un système de palpage articulé, lors de la mesure en utilisant le mode

par point discret et/ou par scan.

L'expérience a montré que les erreurs dues aux systèmes à stylets multiples, calculées en utilisant le

présent document sont significatives et représentent parfois les erreurs principales de la MMT. En

raison du nombre presque illimité de configurations possibles du système de palpage sur les MMT

modernes, la description des essais spécifiés dans le présent document donne un protocole d'essai pour

la spécification, mais la couverture d'essai réelle a été limitée pour fournir un sous-ensemble pratique

d'essais qui sont destinés à révéler les erreurs typiques associées aux configurations des systèmes de

palpage dans un laps de temps limité. Ces essais ne sont prévus que pour fournir des informations sur

la capacité de la MMT à mesurer un ou plusieurs élément(s) en utilisant un palpeur à contact et, lorsque

cela est pertinent, en utilisant des stylets multiples, des palpeurs multiples ou des positions multiples

d'un système de palpage articulé.
Les situations dans lesquelles ces essais sont applicables comprennent:
— les systèmes de palpage à stylet simple;

— les stylets multiples connectés au palpeur de la MMT (par exemple, stylet «en étoile»);

— les installations utilisant un système de palpage articulé (motorisé ou manuel) qui peut être

préqualifié;
— les installations utilisant un système de changement de palpeur répétable;
— les installations utilisant un système de changement de stylet répétable;

— les installations comprenant un palpeur de scanning pouvant être utilisées en mode scanning;

— les installations à palpeurs multiples.

Les modes opératoires donnés dans le présent document sont jugés utiles pour identifier les

composantes d'incertitude du système pour des tâches de mesurage spécifiques, et l'utilisateur peut

réduire les erreurs en enlevant des éléments d'influence, tels que de grandes rallonges et de grands

stylets, et en répétant l'essai avec une nouvelle configuration.

Les essais décrits dans le présent document sont sensibles à de nombreuses erreurs provenant de la

MMT et du système de palpage, et sont destinés à être réalisés en complément des essais de mesure de

longueur donnés dans l'ISO 10360-2.

L'objectif principal est de déterminer l’efficacité pratique de l'ensemble de la MMT et du système de

palpage. Les essais sont donc conçus pour déterminer les erreurs de mesure susceptibles d’apparaître

lorsqu'un système combiné de ce type est utilisé sur des pièces réelles par exemple, des erreurs

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ISO 10360-5:2020(F)

provoquées par l'interaction entre les grandes longueurs de constantes de palpage et les erreurs de

rotation non corrigées de la MMT. Les erreurs trouvées à l’aide du présent document sont différentes de

celles trouvées grâce à l'essai EL de l'ISO 10360-2, car avec des stylets multiples le déplacement net de la

MMT peut être très différent de la longueur mesurée. Voir l’Annexe C pour plus d'informations.

Le présent document complète l’ISO 10360-7 (MMT équipées de systèmes de palpage imageurs),

l’ISO 10360-8 (MMT avec détecteurs optiques sans contact), l’ISO 10360-9 (MMT avec systèmes de

palpage multiples) et l’ISO 10360-2 (MMT utilisées pour les mesures de dimensions linéaires).

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NORME INTERNATIONALE ISO 10360-5:2020(F)
Spécification géométrique des produits (GPS) — Essais
de réception et de vérification périodique des systèmes à
mesurer tridimensionnels (SMT) —
Partie 5:
MMT utilisant des systèmes de palpage à stylet simple ou à
stylets multiples utilisant un mode de mesurage par point
discret et/ou par scan
1 Domaine d'application

Le présent document spécifie les essais de réception et de vérification périodique des performances des

MMT à systèmes de palpage à contact et ne s’applique qu'aux MMT utilisant:
— un système de palpage à contact, quel qu'il soit; et
— des touches de stylets sphériques ou hémisphériques.

NOTE Les essais de performance de palpage de la MMT sont spécifiés par les erreurs maximales tolérées

(MPE), puisqu'il est difficile d'isoler les performances du système de palpage de celles de la MMT, même sur de

petits étalons tels qu'une sphère d'essai.
Le présent document s'applique aux MMT fournies avec l'un des éléments suivants:
a) systèmes de palpage à stylet simple;

b) systèmes de palpage à stylets multiples munis de plusieurs stylets fixes attachés à un seul palpeur

(par exemple stylet en “étoile”);

c) systèmes à palpeurs multiples, tels que ceux dans lesquels chaque palpeur est muni d'un stylet;

d) systèmes utilisant des systèmes de palpage articulés;
e) systèmes de changement de stylet et de palpeur;
f) MMT manuelles (non entraînées) ainsi que MMT automatisées;

g) installations comprenant un palpeur de scanning pouvant être utilisées en mode scanning.

Le présent document n'est pas applicable aux systèmes de palpage sans contact, qui nécessitent des

modes opératoires d'essai différents.

Le terme «erreur de taille de l'ensemble composé de la MMT et du système de palpage à stylets

multiples» a été simplifiée par soucis de simplicité en faveur de «erreur de taille du système à stylets

multiples». Cela s’applique dans des cas similaires.

S'il est jugé souhaitable d'isoler les performances du système de palpage autant que possible, l'influence

de la MMT peut être réduite au minimum mais pas supprimée. Voir l’Annexe C pour plus d'informations.

2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

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

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ISO 10360-5:2020(F)

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

éventuels amendements).

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

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

ISO 10360-2, Spécification géométrique des produits (GPS) — Essais de réception et de vérification

périodique des machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) — Partie 2: MMT utilisées pour les mesures

de dimensions linéaires

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 99:2007, 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, l’ISO 14253-1,

le Guide ISO/IEC 99 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 http:// www .electropedia .org/

NOTE 1 Le présent article contient quinze définitions (3.7 à 3.9, 3.11 à 3.15, 3.19 à 3.21, 3.23 et 3.25 à 3.27)

qui remplacent dix-huit définitions similaires dans l’ISO 10360-1:2000, Article 9. Certaines de ces définitions

révisées sont nécessaires pour éviter les ambiguïtés qui auraient autrement été introduites avec le présent

document. D'autres définitions remplacent des définitions identiques de l'ISO 10360-1 car les symboles utilisés

ont été révisés et développés pour plus de clarté. Les définitions remplacées dans l’ISO 10360-1:2000 sont 9.3, 9.4

et 9.11 à 9.26.

NOTE 2 Tous les symboles utilisés dans le présent document sont listés à l’Article 4.

NOTE 3 Les définitions contenues dans le présent article visent à décrire de manière concise la signification

des termes. Pour les caractéristiques métrologiques associées à des valeurs numériques, la description complète

du mode opératoire et l'obtention des résultats d'essai de l'Article 6 doivent être observées pour la détermination

des valeurs.

NOTE 4 Pour toutes les définitions et évaluations du présent document, nous supposons que les valeurs de

forme et de position sont nulles, c’est-à-dire, une forme parfaite ou une distance de position nulle pour une sphère

d’essai unique. Voir 6.2.1 pour les limitations sur la forme étalonnée de la sphère d’essai.

3.1
conditions assignées de fonctionnement

condition de fonctionnement devant être satisfaite pendant le mesurage pour qu’un instrument de

mesurage ou un système de mesurage fonctionne conformément à ce qui est prévu

Note 1 à l'article: Les conditions assignées de fonctionnement spécifient généralement des intervalles de valeurs

pour une grandeur mesurée et pour toutes les grandeurs d'influence.

Note 2 à l'article: Dans la série de normes ISO 10360, l'expression «conformément à ce qui est prévu» signifie tel

que spécifié par les EMT.

Note 3 à l'article: Si une spécification d’EMT est considérée comme une fonction (où différentes valeurs d’EMT

peuvent être données pour différentes conditions), alors les conditions assignées de fonctionnement définissent

le domaine de cette fonction.
[SOURCE: Guide ISO/IEC 99:2007, 4.9, modifié — Notes 2 et 3 à l’article ajouté.]
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ISO 10360-5:2020(F)
3.2
qualification déductive

méthode de qualification du système de palpage par laquelle les paramètres de chaque système de

palpage fixé à un système d'orientation sont déduits par interpolation, extrapolation ou toute autre

méthode adaptée, pour une ou plusieurs position(s) angulaire(s) très différente(s) des paramètres

acquis pour quelques positions angulaires par la qualification empirique du système de palpage (3.3)

3.3
qualification empirique

méthode de qualification du système de palpage par laquelle les paramètres de chaque système de

palpage fixé à un système d'orientation doivent être acquis par mesurage de la sphère de référence pour

chaque position angulaire utilisée

Note 1 à l'article: Dans l’industrie, «Sphère de référence» est parfois désignée «sphère de qualification»

3.4
diamètre effectif

diamètre de stylet utilisé avec le vecteur de correction de touche, afin de compenser les points médians

de stylet pour établir les points sur la surface

Note 1 à l'article: Concernant la position du vecteur de correction de touche, voir l'ISO 10360-1:2000, Figure 4.

Note 2 à l'article: Le diamètre effectif de la touche du stylet peut être un paramètre établi par la qualification du

système de palpage.
3.5
système de palpage à stylets multiples

palpeur simple d'orientation fixe qui porte des stylets en étoile ou qui, grâce au changement de stylet,

peut présenter des stylets aux orientations adéquates pour être équivalent à un stylet en étoile

Note 1 à l'article: Voir Figure 6.
3.6
système à palpeurs multiples

système dans lequel plusieurs palpeurs ayant des orientations fixes différentes sont portés

simultanément
Note 1 à l'article: Voir Figure 7.
3.7
erreur de forme du système à stylets multiples
Forme.Sph.5×25:j:Tact

forme observée d'une sphère d'essai, les mesures étant prises avec cinq stylets différents prenant

chacun 25 points (5x25) sur la sphère d'essai en utilisant le mode de palpage discret

Note 1 à l'article: Voir l’ISO 10360-1:2000, Figure 15.

Note 2 à l'article: Le symbole P dans P indique que l'erreur est associée aux performances du

Forme.Sph.5 × 25:j:Tact

système lors de l'échantillonnage local, et l’indice Forme indique qu'il s'agit d'une erreur de forme. L’indice Sph

indique que l’essai est effectué en utilisant une Sphère comme artéfact d’essai. L’indice Tact indique que le système

de palpage est conforme à l’Article 1 du présent document (c’est-à-dire tactile), permettant ainsi l'identification

claire de tout autre système de palpage par l'utilisation d'un autre ensemble de lettres à la place de * dans P

Forme.
Sph.5 × 25:j:

Note 3 à l'article: Il existe quatre erreurs de forme du système à stylets multiples, fondés sur les différents

systèmes de palpage et les méthodes de fonctionnement. Elles sont désignées comme suit:

— j = MS, pour un système de palpage à stylets multiples fixes (3.5);
— j = MP, pour un système à palpeurs multiples fixes (3.6);

— j = Emp, pour un système de palpage articulé utilisant la qualification empirique (3.3);

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— j = Inf, pour un système de palpage articulé utilisant la qualification déductive (3.2);

3.8
erreur de taille du système à stylets multiples
Taille.Sph.5×25:j:Tact

erreur d'indication du diamètre d'une sphère d'essai, les mesures étant prises avec cinq stylets

différents prenant chacun 25 points sur une sphère d'essai par une MMT en utilisant le mode de palpage

par point discret

Note 1 à l'article: L’indice dans P indique qu'il s'agit d'une erreur de taille du diamètre.

Taille Taille.Sph.5 × 25:j:Tact
Note 2 à l'article: où j est remplacé par MP, MS, Emp ou Inf, selon le cas.
3.9
erreur de position du système à stylets multiples
Dia.5×25:j:Tact

erreur d'indication de la position d'une sphère d'essai mesurée en utilisant le mode de palpage discret à

partir de cinq orientations différentes

Note 1 à l'article: Le symbole L dans L indique qu'il s'agit d'une erreur de position.

Dia.5 × 25:j:Tact
Note 2 à l'article: Où j est remplacé par MP, MS, Emp ou Inf, selon le cas.
3.10
erreur de position projetée de stylets opposés sur une sphère
Dia.Proj.Sph.2×25:j:Tact

erreur d'indication de la position d'une sphère d'essai mesurée en utilisant le palpage discret à partir

d’orientations opposées

Note 1 à l'article: Cela donne à l'utilisateur une indication sur les performances du système lors de la mesure, par

exemple, de la co-axialité des tourillons de vilebrequin à l'aide de stylets d'orientations opposées.

Note 2 à l'article: Où j est remplacé par MP, MS, Emp ou Inf, selon le cas.
3.11
erreur de forme du système à stylet simple
Fo r me . Sp h .1×25: S S : Ta c t

forme observée d'une sphère d'essai, les mesures étant effectuées par une MMT à stylet simple (SS), en

utilisant le mode de
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.