ISO/TS 12180-2:2003
(Main)Geometrical Product Specifications (GPS) — Cylindricity — Part 2: Specification operators
Geometrical Product Specifications (GPS) — Cylindricity — Part 2: Specification operators
ISO/TS 12180-2:2003 specifies the complete specification operator for cylindricity of complete integral features only, i.e. geometrical characteristics of features of type cylinder.
Spécification géométrique des produits (GPS) — Cylindricité — Partie 2: Opérateurs de spécification
L'ISO/TS 12180-2:2003 spécifie l'opérateur de spécification complet pour uniquement la cylindricité des éléments intégraux complets, c'est-à-dire pour les caractéristiques géométriques des éléments de type cylindre.
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TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 12180-2
First edition
2003-12-01
Geometrical Product Specifications
(GPS) — Cylindricity —
Part 2:
Specification operators
Spécification géométrique des produits (GPS) — Cylindricité —
Partie 2: Opérateurs de spécification
Reference number
ISO/TS 12180-2:2003(E)
©
ISO 2003
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ISO/TS 12180-2:2003(E)
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Published in Switzerland
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ISO/TS 12180-2:2003(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope. 1
2 Normative references. 1
3 Terms and definitions. 1
4 Complete specification operator . 1
5 Compliance with specification . 2
Annex A (informative) The harmonic content of a nominally cylindrical workpiece and extraction
strategy . 3
Annex B (informative) Extraction strategies. 7
Annex C (informative) Relation to the GPS matrix model . 10
Bibliography . 12
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ISO/TS 12180-2:2003(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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
In other circumstances, particularly when there is an urgent market requirement for such documents, a
technical committee may decide to publish other types of normative document:
an ISO Publicly Available Specification (ISO/PAS) represents an agreement between technical experts in
an ISO working group and is accepted for publication if it is approved by more than 50 % of the members
of the parent committee casting a vote;
an ISO Technical Specification (ISO/TS) represents an agreement between the members of a technical
committee and is accepted for publication if it is approved by 2/3 of the members of the committee casting
a vote.
An ISO/PAS or ISO/TS is reviewed after three years in order to decide whether it will be confirmed for a
further three years, revised to become an International Standard, or withdrawn. If the ISO/PAS or ISO/TS is
confirmed, it is reviewed again after a further three years, at which time it must either be transformed into an
International Standard or be withdrawn.
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.
ISO/TS 12180-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 213, Dimensional and geometrical product
specifications and verification.
ISO/TS 12180 consists of the following parts, under the general title Geometrical Product Specifications
(GPS) — Cylindricity:
Part 1: Vocabulary and parameters of cylindrical form
Part 2: Specification operators
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ISO/TS 12180-2:2003(E)
Introduction
This part of ISO/TS 12180 is a geometrical product specification (GPS) Technical Specification and is to be
regarded as a general GPS document (see ISO/TR 14638). It influences chain link 3 of the chain of standards
on form of a surface (independent of a datum).
For more detailed information on the relation of this part of ISO/TS 12180 to other standards and the GPS
matrix model, see Annex C.
This part of ISO/TS 12180 specifies the specification operators according to ISO/TS 17450-2 for cylindricity of
integral features.
At the current state of development, ISO/TC 213 has not been able to reach a consensus on defaults for filter
UPR, probe tip radius and method of association (reference cylinder). This means that a cylindricity
specification should explicitly state which values are to be used for these specification operations in order for it
to be unique.
Consequently, if a specification does not explicitly state which values are to be used for one or more of these
operators, the specification is uncertain (see ISO/TS 17450-2) and a supplier can use any value for the
operator(s) not specified when proving conformance.
Extracting data will always involve applying a certain filtering process. An additional filtering of the extracted
data may or may not be applied. This additional filter can be a mean line filter (Gaussian, spline, wavelet, etc.)
or a non-linear filter (e.g. morphological filter). The type of filtering will influence the definition of cylindricity
and the specification operators and, therefore, needs to be stated unambiguously.
NOTE 1 Stylus filtering is not sufficient on its own to smooth a profile. In certain circumstances it can create spurious
high-frequency content, thus giving incorrect values. To correct this, a longwave pass filter is employed. A Gaussian filter
is used, since this is the current state-of-the-art in ISO standards. This filter has some shortcomings, e.g. it can distort,
rather than eliminate some roughness features and it can distort, rather than transmit correctly some waviness features. It
is envisioned that new filters under development within ISO will provide better solutions for several of these issues.
NOTE 2 If a smaller tip radius than the one specified is used for a given cut-off length, the resulting measured value will
generally be higher. This effect is usually insignificant. If a larger tip radius is used, the resulting measured value will
generally be lower. The amount of change is heavily dependent on the surface measured.
NOTE 3 The measuring force of zero N is chosen to eliminate effects of elastic deformation of the workpiece from the
specification operator. On metal surfaces with adequate thickness, the effect of normally occurring measuring forces will
be negligible.
NOTE 4 Aliasing and other problems during extraction (see Annex A) due to the higher harmonic content of the skin
model, in the roundness and straightness directions, can cause specification uncertainty.
This part of ISO/TS 12180 is not intended to disallow any means of measuring cylindricity.
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TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 12180-2:2003(E)
Geometrical Product Specifications (GPS) — Cylindricity —
Part 2:
Specification operators
1 Scope
This part of ISO/TS 12180 specifies the complete specification operator for cylindricity of complete integral
features only, i.e. geometrical characteristics of features of type cylinder.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application 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/TS 12180-1:2003, Geometrical Product Specifications (GPS) — Cylindricity — Part 1: Vocabulary
ISO 14253-1:1998, Geometrical Product Specifications (GPS) — Inspection by measurement of workpieces
and measuring equipment — Part 1: Decision rules for proving conformance or non-conformance with
specifications
ISO/TS 17450-2:2002, Geometrical Product Specifications (GPS) — General concepts — Part 2: Basic tenets,
specifications, operators and uncertainties
3 Terms and definitions
For the purposes of this part of ISO/TS 12180, the terms and definitions given in ISO/TS 12180-1 and
ISO/TS 17450-2 apply.
4 Complete specification operator
4.1 General
The complete specification operator (see ISO/TS 17450-2) is a full ordered set of unambiguous specification
operations in a well-defined order. The complete specification operator defines the transmission band for the
cylindricity surface, together with an appropriate stylus tip geometry.
NOTE In practice it is unrealistic to hope to achieve comprehensive coverage of the cylindrical feature given by the
theoretical minimum density of points (see Annex B) within an acceptable time span using current technology. Therefore
more limited extraction strategies are employed that give specific rather than general information concerning the
deviations from cylindrical form.
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ISO/TS 12180-2:2003(E)
4.2 Probing system
4.2.1 Probing Method
A contacting probing system with a stylus tip as defined in 4.2.2 is part of the specification operator.
4.2.2 Stylus tip geometry
The theoretically exact stylus tip geometry is a sphere.
4.2.3 Probing force
The probing force is 0 N.
5 Compliance with specification
For proving conformance or non-conformance with specification, ISO 14253-1 applies.
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ISO/TS 12180-2:2003(E)
Annex A
(informative)
Harmonic content of nominally cylindrical workpiece
and extraction strategy
A.1 Harmonic content
A finite length signal can be decomposed into a number of sinusoidal components called a Fourier series. A
Fourier series consists of a fundamental sinusoid whose wavelength is the length of the signal and harmonic
sinusoids whose wavelengths divide into the fundamental wavelength a whole number of times. The
fundamental sinusoid is called the first harmonic of the signal. The sinusoid whose
...
SPÉCIFICATION ISO/TS
TECHNIQUE 12180-2
Première édition
2003-12-01
Spécification géométrique des produits
(GPS) — Cylindricité —
Partie 2:
Opérateurs de spécification
Geometrical Product Specifications (GPS) — Cylindricity —
Part 2: Specification operators
Numéro de référence
ISO/TS 12180-2:2003(F)
©
ISO 2003
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ISO/TS 12180-2:2003(F)
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Publié en Suisse
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ISO/TS 12180-2:2003(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 1
4 Opérateur de spécification complet. 1
5 Conformité à la spécification. 2
Annexe A (informative) Contenu harmonique d'une pièce nominalement cylindrique et stratégie
d'extraction . 3
Annexe B (informative) Stratégies d’extraction. 7
Annexe C (informative) Relation avec la matrice GPS. 10
Bibliographie . 12
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ISO/TS 12180-2:2003(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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
Dans d'autres circonstances, en particulier lorsqu'il existe une demande urgente du marché, un comité
technique peut décider de publier d'autres types de documents normatifs:
une Spécification publiquement disponible ISO (ISO/PAS) représente un accord entre les experts dans
un groupe de travail ISO et est acceptée pour publication si elle est approuvée par plus de 50 % des
membres votants du comité dont relève le groupe de travail;
une Spécification technique ISO (ISO/TS) représente un accord entre les membres d'un comité technique
et est acceptée pour publication si elle est approuvée par 2/3 des membres votants du comité.
Une ISO/PAS ou ISO/TS fait l'objet d'un examen après trois ans afin de décider si elle est confirmée pour trois
nouvelles années, révisée pour devenir une Norme internationale, ou annulée. Lorsqu'une ISO/PAS ou
ISO/TS a été confirmée, elle fait l'objet d'un nouvel examen après trois ans qui décidera soit de sa
transformation en Norme internationale soit de son annulation.
L'attention est appelée 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.
L'ISO/TS 12180-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 213, Spécifications et vérification
dimensionnelles et géométriques des produits.
L'ISO/TS 12180 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Spécification géométrique
des produits (GPS) — Cylindricité:
Partie 1: Vocabulaire et paramètres de cylindricité
Partie 2: Opérateurs de spécification
iv © ISO 2003 — Tous droits réservés
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ISO/TS 12180-2:2003(F)
Introduction
La présente partie de l’ISO/TS 12180 est un document sur la spécification géométrique des produits (GPS)
qui doit être considéré comme un document GPS général (voir l'ISO/TR 14638). Elle influence le maillon 3 de
la chaîne de normes sur la forme d'une surface indépendante d'une référence.
Pour de plus amples informations sur les relations de la présente partie de l’ISO/TS 12180 avec les autres
normes et la matrice GPS, voir l'Annexe C.
La présente partie de l’ISO/TS 12180 spécifie les opérateurs de spécification selon l’ISO/TS 17450-2 pour la
cylindricité des éléments intégraux.
À ce stade de développement, l’ISO/TC 213 n’a pas réussi à obtenir un consensus sur les filtres par défaut
UPR, le rayon de touche de palpeur et la méthode d’association (cylindre de référence). Cela signifie qu’une
spécification de cylindricité devrait indiquer explicitement quelles valeurs sont à utiliser pour ces opérations de
spécification afin qu’elle soit unique.
En conséquence, si une spécification n’indique pas explicitement quelles valeurs sont à utiliser pour un ou
plusieurs de ces opérateurs, la spécification est incertaine (voir ISO/TS 17450-2) et le fournisseur peut utiliser
toute valeur pour le (les) opérateur(s) non spécifiés pour prouver la conformité.
Les données d’extractions impliqueront toujours un certain procédé de filtrage. Un filtrage complémentaire
des données extraites peut ou non être appliqué. Ce filtre complémentaire peut être un filtre de la ligne
moyenne (par exemple Gaussien, spline, ondelettes, etc.) ou un filtre non linéaire (par exemple un filtre
morphologique). Le type de filtrage influence la définition de la cylindricité ainsi que les opérateurs de
spécification et, par conséquent, nécessite d’être précisé de façon non ambiguë.
NOTE 1 Le filtrage par le palpeur n’est pas suffisant en lui-même pour lisser le profil. Dans certaines circonstances, il
peut générer un contenu de haute fréquence inopportun, ce qui donne des valeurs incorrectes. Pour corriger cela, un filtre
passe-haut est utilisé. Un filtre gaussien est utilisé, puisque c’est l’état de l’art actuel des normes ISO. Le filtre a quelques
défauts, par exemple il peut déformer au lieu d’éliminer quelques éléments de rugosité, il peut déformer au lieu de
transmettre correctement quelques éléments d’ondulation. Il est prévu que de nouveaux filtres en cours d’étude à l’ISO
fournissent de meilleures solutions pour plusieurs de ces issues.
NOTE 2 Si un rayon de palpeur plus petit que celui spécifié est utilisé pour une longueur d’onde de coupure donnée, la
valeur mesurée en résultant sera généralement plus élevée. Cet effet n’est pas généralement significatif. Si un rayon de
palpeur plus grand est utilisé, la valeur mesurée en résultant sera généralement plus faible. L’importance de la variation
dépend fortement de la surface mesurée.
NOTE 3 La force de mesure de 0 N est choisie pour éliminer les effets de la déformation élastique de la pièce sur
l’opérateur de spécification. Sur des surfaces métalliques d’épaisseur adéquate, l’effet des forces de mesure classiques
sera négligeable.
NOTE 4 Du repliement et d’autres problèmes durant l’extraction (voir Annexe A) dus à un plus grand contenu
harmonique du skin model, dans les directions de circularité et de rectitude, peuvent être cause d’incertitude de
spécification.
La présente partie de l’ISO/TS 12180 n'a pas pour objet d'interdire un quelconque moyen de mesure de la
cylindricité.
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SPÉCIFICATION TECHNIQUE ISO/TS 12180-2:2003(F)
Spécification géométrique des produits (GPS) — Cylindricité —
Partie 2:
Opérateurs de spécification
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO/TS 12180 spécifie l’opérateur de spécification complet pour uniquement la
cylindricité des éléments intégraux complets, c’est-à-dire pour les caractéristiques géométriques des éléments
de type cylindre.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application 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/TS 12180-1:2003, Spécification géométrique des produits (GPS) — Cylindricité — Partie 1: Vocabulaire
et paramètres de cylindricité
ISO 14253-1:1998, Spécification géométrique des produits (GPS) — Vérification par la mesure des pièces et
des équipements de mesure — Partie 1: Règles de décision pour prouver la conformité ou la non-conformité
à la spécification
ISO/TS 17450-2:2002, Spécification géométrique des produits (GPS) — Concepts généraux — Partie 2:
Principes de base, spécifications, opérateurs et incertitudes
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO/TS 12180-1 et dans
l’ISO/TS 17450-2 s'appliquent.
4 Opérateur de spécification complet
4.1 Généralités
L'opérateur de spécification complet (voir ISO/TS 17450-2) est un ensemble complet ordonné d’opérations de
spécification non ambiguës dans un ordre bien défini. L'opérateur de spécification complet définit la bande de
transmission de la surface de cylindricité, avec une touche de palpeur de géométrie appropriée.
NOTE En pratique, il n'est pas réaliste d'obtenir une vue globale de l'élément cylindrique donnée par la densité de
points minimale théorique (voir Annexe B) sur une durée acceptable en utilisant la technologie actuelle. C'est pourquoi
des stratégies d'extraction plus limitées sont utilisées; elles donnent une information spécifique plutôt que générale sur les
écarts de cylindricité.
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ISO/TS 12180-2:2003(F)
4.2 Système de palpage
4.2.1 Méthode de palpage
Un système de palpage à contact ayant une touche de palpeur comme défini en 4.2.2 fait partie de l’opérateur
de spécification.
4.2.2 Géométrie de la touche du palpeur
La géométrie théorique exacte de la touche du palpeur est une sphère.
4.2.3 Effort de palpage
L'effort de palpage est de 0 N.
5 Conformité à la spécification
Pour prouver la conformité ou la non-conformité à la spécification, l'ISO 14253-1 s'applique.
2 © ISO 2003 — Tous droits réservés
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ISO/TS 12180-2:2003(F)
Annexe A
(informative)
Contenu harmonique d'une pièce nominalement cylindrique
et stratégie d'extraction
A.1 Contenu harmonique
Un signal de longueur finie peut être décomposé en un nombre de composantes sinusoïdales appelé série de
Fourier. Une série de Fourier se compose d'une sinusoïde fondamentale, dont la longueur d'onde est la
longueur du signal et de sinusoïdes harmoniques dont les longueurs d'onde divisent la longueur d'onde
er
fondamentale par un nombre entier. La sinusoïde fondamentale est appelée 1 harmonique du signal. La
e
sinusoïde dont la longueur d'onde est égale à la moitié de la longueur d'onde fondamentale est appelée 2
harmonique. La sinusoïde dont la longueur d'onde est égale au tiers de la longueur d'onde fo
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.