ISO 12780-1:2011

Geometrical product specifications (GPS) - Straightness - Part 1: Vocabulary and parameters of straightness

ISO 12780-1:2011 defines the terms and concepts related to straightness of individual integral features and covers complete straightness profiles only.

Spécification géométrique des produits (GPS) — Rectitude — Partie 1: Vocabulaire et paramètres de rectitude

L'ISO 12780-1:2011 définit les termes et concepts liés à la rectitude des éléments intégraux individuels et couvre uniquement les profils de rectitude complets.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 24-Mar-2011
• ICS: 01.040.17 - Metrology and measurement. Physical phenomena (Vocabularies)
• ICS: 17.040.20 - Properties of surfaces
• Technical Committee: ISO/TC 213 - Dimensional and geometrical product specifications and verification
• Drafting Committee: ISO/TC 213 - Dimensional and geometrical product specifications and verification
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Start Date: 06-Sep-2021
• Completion Date: 13-Dec-2025

Relations

• Consolidates: ISO 12108:2002 - Metallic materials - Fatigue testing - Fatigue crack growth method
• Effective Date: 06-Jun-2022
• Revises: ISO/TS 12780-1:2003 - Geometrical Product Specifications (GPS) - Straightness - Part 1: Vocabulary and parameters of straightness
• Effective Date: 04-Feb-2009

Overview

ISO 12780-1:2011 - Geometrical product specifications (GPS) - Straightness - Part 1: Vocabulary and parameters of straightness defines the terminology, concepts and quantitative parameters used to describe straightness of individual integral features. The standard covers complete straightness profiles only and establishes how to refer deviations from straightness to unambiguous reference lines (e.g., minimum zone, least squares). It is a GPS vocabulary standard intended to support consistent specification and verification of straightness in design, manufacturing and metrology.

Key topics

• Scope and purpose
  • Defines terms and concepts related to straightness of individual integral features; excludes derived axes of cylinders (see ISO 12180 series).
• Profiles and extraction
  • Distinguishes an extracted line (intersection of the real surface and the straightness plane) and a straightness profile (extracted line after filtering).
• Reference lines
  • Formalizes reference-line concepts used for evaluation:
    • Minimum zone reference lines (MZ) - two parallel lines with least separation enclosing the profile.
    • Least squares reference line (LS) - line minimizing the sum of squared deviations.
    • Mean minimum zone line - arithmetic mean of MZ lines.
• Filter function and cut-off
  • Notes that extraction and optional profile filtering influence measurements; the currently defined filter is the phase-correct mean line filter (see ISO 11562). Cut-off wavelengths and transmission bands must be specified.
• Parameters and modifiers
  • Defines principal straightness parameters:
    • Peak-to-valley straightness deviation (STRt) - for all reference lines (only parameter defined for MZ).
    • Peak-to-reference (STRp) and reference-to-valley (STRv) - relative to least squares reference.
    • Root-mean-square straightness deviation (GQ) - rms deviation relative to LS.
  • Specification modifiers such as GT, GP, GV, GQ indicate the parameter and reference element used.

Applications

ISO 12780-1 is used by:

• Quality engineers and metrology laboratories for specifying and verifying straightness tolerances on parts.
• Design and manufacturing engineers specifying form-tolerances on precision components.
• Inspection software and coordinate measuring equipment (CMM) vendors to implement measurement and reporting conventions. Practical applications include straightness control of machined edges, tool guidance surfaces, linear slides and precision components where form of a line affects assembly, function or motion.

Related standards

• ISO 12780-2:2011 - Straightness - Part 2: Specification operators (defines extraction and verification operators).
• ISO 11562 - Surface texture filters (phase-correct mean line filter).
• ISO 12180‑1/2, ISO 12181‑1 - Related GPS standards for cylinder and roundness features.
• General GPS framework: ISO 17450, ISO 14660, ISO 8015.

Keywords: ISO 12780-1, straightness, geometrical product specifications, GPS, reference line, minimum zone, least squares, straightness profile, peak-to-valley, RMS straightness, cut-off wavelength.

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 12780-1
First edition
2011-04-01
Geometrical product specifications
(GPS) — Straightness —
Part 1:
Vocabulary and parameters of
straightness
Spécification géométrique des produits (GPS) — Rectitude —
Partie 1: Vocabulaire et paramètres de rectitude

Reference number
©
ISO 2011
©  ISO 2011
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electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or
ISO's member body in the country of the requester.
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Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail [e-mail]
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2011 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .iv
Introduction.v
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Terms and definitions .1
3.1 General terms .1
3.2 Terms relating to profiles .2
3.3 Terms relating to the reference line .3
3.4 Terms relating to the filter function.4
3.5 Terms relating to parameters.5
Annex A (informative) Mathematical definition of straightness tolerances of nominal integral
features.6
Annex B (informative) Synoptic tables of terms, abbreviated terms and parameters.7
Annex C (informative) Relationship to the GPS matrix model .9
Bibliography.11

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.
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 12780-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 213, Dimensional and geometrical product
specifications and verification.
This first edition of ISO 12780-1 cancels and replaces ISO/TS 12780-1:2003, which has been technically
revised.
ISO 12780 consists of the following parts, under the general title Geometrical product specifications (GPS) —
Straightness:
⎯ Part 1: Vocabulary and parameters of straightness
⎯ Part 2: Specification operators
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Introduction
This part of ISO 12780 is a geometrical product specification (GPS) standard and is to be regarded as a
general GPS standard (see ISO/TR 14638). It influences chain link 2 of the chain of standards on form of line
independent of datum.
The ISO/GPS Masterplan given in ISO/TR 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 of the relationship of this part of ISO 12780 to other standards and the GPS
matrix model, see Annex C.
This part of ISO 12780 defines terms and concepts necessary for defining the specification operators
according to ISO 17450-2 for straightness of integral features.
Extracting data always involves applying a certain filtering process. An additional filtering of the extracted data
might or might 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 influences the definition of straightness and
the specification operators and, therefore, needs to be stated unambiguously.
This part of ISO 12780 is not intended to disallow any means of measuring straightness.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 12780-1:2011(E)

Geometrical product specifications (GPS) — Straightness —
Part 1:
Vocabulary and parameters of straightness
1 Scope
This part of ISO 12780 defines the terms and concepts related to straightness of individual integral features
and covers complete straightness profiles only.
NOTE Straightness of an extracted derived axis of a cylinder is defined in ISO 12180-1 and ISO 12180-2.
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 11562:1996, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Metrological
characterization of phase correct filters
ISO 12780-2:2011, Geometrical product specifications (GPS) — Straightness — Part 2: Specification
operators
ISO 14660-1:1999, Geometrical Product Specifications (GPS) — Geometrical features — Part 1: General
terms and definitions
ISO 14660-2:1999, Geometrical Product Specifications (GPS) — Geometrical features — Part 2: Extracted
median line of a cylinder and a cone, extracted median surface, local size of an extracted feature
1)
ISO 17450-1:— , Geometrical product specifications (GPS) — General concepts — Part 1: Model for
geometrical specification and verification
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 14660-1, ISO 14660-2 and
ISO 17450-1 and the following apply.
3.1 General terms
3.1.1
straightness
property of a straight line
1) To be published. (Revision of ISO/TS 17450-1:2005)
3.1.2
normal of the surface
normal of a feature associated with an integral feature
3.1.3
straightness plane
plane for which the intersection with the associated integral feature is a straight line
See Figure 1.
NOTE By default, the straightness plane includes the normal of the surface
3.2 Terms relating to profiles
3.2.1
extracted line
〈straightness〉 digital representation of the intersection of the real surface and the straightness plane
See Figure 1.
NOTE The extraction conventions for straightness are given in ISO 12780-2. This extracted line is an extracted
integral feature as defined in ISO 14660-1.

Key
A-A straightness plane
1 extracted line
Figure 1 — Straightness plane and extracted line
3.2.2
straightness profile
extracted line intentionally modified by a filter
NOTE This is the profile to which the concepts and parameters of this part of ISO 12780 can be applied.
3.2.3
local straightness deviation
ΔS
l
deviation of a point on a straightness profile from the reference line, the deviation being normal to the
reference line
See Figure 2.
NOTE 1 The deviation is negative if from the reference line the point lies in the direction of the material.
NOTE 2 For reference line, see 3.3.1.
2 © ISO 2011 – All rights reserved

Key
1 reference line
a
Positive local straightness deviation.
b
Negative local straightness deviation.
Figure 2 — Local straightness deviation
3.3 Terms relating to the reference line
3.3.1
reference line
associated line fitting the straightness profile in accordance with specified conventions, to which the deviations
from straightness and the straightness parameters are referred
3.3.1.1
minimum zone reference lines
two parallel lines in the straightness plane enclosing the straightness profile and having the least separation
See Figure 3.
NOTE The symbol MZ is used to refer to minimum zone reference elements.

Key
1 outer minimum zone reference line
2 mean minimum zone reference line
3 inner minimum zone reference line
a
Least separation.
Figure 3 — Minimum zone reference lines
3.3.1.1.1
outer minimum zone reference line
minimum zone reference line outside the material
See Figure 3.
3.3.1.1.2
inner minimum zone reference line
minimum zone reference line inside the material
See Figure 3.
3.3.1.1.3
mean minimum zone reference line
arithmetic mean line of the minimum zone reference lines
See Figure 3.
3.3.1.2
least squares reference line
line such that the sum of the squares of the local straightness deviations is a minimum
See Figure 4.
NOTE The symbol LS is used to refer to least squares reference elements and the symbol G (for Gaussian) is used
as a prefix for parameters based on least squares reference elements.

Key
1 least squares reference line
a
Positive local straightness deviation.
b
Negative local straightness deviation.
Figure 4 — Least squares reference line
3.4 Terms relating to the filter function
NOTE 1 If not otherwise specified, the details of the filter characteristics are as specified in ISO 12780-2.
NOTE 2 Only the phase correct mean line filter is currently defined (see ISO 11562). Consequently, the terms in this
subclause relate only to this type of filter. Othe
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 12780-1
Première édition
2011-04-01
Spécification géométrique des produits
(GPS) — Rectitude —
Partie 1:
Vocabulaire et paramètres de rectitude
Geometrical product specifications (GPS) — Straightness —
Part 1: Vocabulary and parameters of straightness

Numéro de référence
©
ISO 2011
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quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit
de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
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Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail [e-mail]
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2011 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction.v
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.1
3 Termes et définitions .1
3.1 Termes généraux.1
3.2 Termes liés aux profils.2
3.3 Termes liés à la ligne de référence.3
3.4 Termes liés à la fonction de filtrage .4
3.5 Termes liés aux paramètres .5
Annexe A (informative) Définition mathématique des tolérances de rectitude des éléments
intégraux nominaux .6
Annexe B (informative) Tableaux synoptiques des termes, des termes abrégés et des paramètres.7
Annexe C (informative) Relation avec la matrice GPS .9
Bibliographie.11

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.
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 12780-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 213, Spécifications et vérification
dimensionnelles et géométriques des produits.
Cette première édition de l'ISO 12780-1 annule et remplace l'ISO/TS 12780-1:2003, qui a fait l'objet d'une
révision technique.
L'ISO 12780 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Spécification géométrique des
produits (GPS) — Rectitude:
⎯ Partie 1: Vocabulaire et paramètres de rectitude
⎯ Partie 2: Opérateurs de spécification
iv © ISO 2011 – Tous droits réservés

Introduction
La présente partie de l'ISO 12780 est une norme traitant de la spécification géométrique des produits (GPS)
et est à considérer comme une norme GPS générale (voir l'ISO/TR 14638). Elle influence le maillon 2 de la
chaîne de normes sur la forme d'une ligne indépendante d'une référence.
Le schéma directeur ISO/GPS de l'ISO/TR 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.
Pour de plus amples informations sur les relations de la présente partie de l'ISO 12780 avec les autres
normes et la matrice GPS, voir l'Annexe C.
La présente partie de l'ISO 12780 fournit les termes et concepts nécessaires à la définition des opérateurs de
spécification selon l'ISO 17450-2 pour la rectitude des éléments intégraux.
L’extraction des données implique 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 rectitude ainsi que les opérateurs de spécification et, par
conséquent, nécessite d'être précisé de façon non ambiguë.
La présente partie de l'ISO 12780 n'a pas pour objet d'interdire un quelconque moyen de mesure de rectitude.
NORME INTERNATIONALE ISO 12780-1:2011(F)

Spécification géométrique des produits (GPS) — Rectitude —
Partie 1:
Vocabulaire et paramètres de rectitude
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 12780 définit les termes et concepts liés à la rectitude des éléments intégraux
individuels et couvre uniquement les profils de rectitude complets.
NOTE La rectitude d'une ligne médiane extraite d'un cylindre est traitée dans l'ISO 12180-1 et l'ISO 12180-2.
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 11562:1996, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil —
Caractéristiques métrologiques des filtres à phase correcte
ISO 12780-2:2011, Spécification géométrique des produits (GPS) — Rectitude — Partie 2: Opérateurs de
spécification
ISO 14660-1:1999, Spécification géométrique des produits (GPS) — Éléments géométriques — Partie 1:
Termes généraux et définitions
ISO 14660-2:1999, Spécification géométrique des produits (GPS) — Éléments géométriques — Partie 2:
Ligne médiane extraite d'un cylindre et d'un cône, surface médiane extraite, taille locale d'un élément extrait
1)
ISO 17450-1:— , Spécification géométrique des produits (GPS) — Concepts généraux — Partie 1: Modèle
pour la spécification et la vérification géométriques
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 14660-1, l'ISO 14660-2 et
l'ISO 17450-1 ainsi que les suivants s'appliquent.
3.1 Termes généraux
3.1.1
rectitude
propriété d'une ligne droite
1) À publier. (Révision de l’ISO/TS 17450-1:2005)
3.1.2
normale à la surface
normale d'un élément associé à un élément intégral
3.1.3
plan de rectitude
plan pour lequel l'intersection avec l'élément intégral associé est une droite
Voir Figure 1.
NOTE Par défaut, le plan de rectitude comprend la normale à la surface.
3.2 Termes liés aux profils
3.2.1
ligne extraite
〈rectitude〉 représentation numérique de l'intersection entre la surface réelle et le plan de rectitude
Voir Figure 1.
NOTE Les conventions d'extraction pour la rectitude sont données dans l'ISO 12780-2. Cette ligne extraite est un
«élément intégral extrait» tel que défini dans l'ISO 14660-1.

Légende
A-A plan de rectitude
1 ligne extraite
Figure 1 — Plan de rectitude et ligne extraite
3.2.2
profil de rectitude
ligne extraite modifiée intentionnellement à l'aide d'un filtre
NOTE C'est le profil à partir duquel les concepts et paramètres de la présente partie de l'ISO 12780 peuvent être
appliqués.
3.2.3
écart local de rectitude
ΔS
l
écart, normale à la ligne de référence, entre un point sur un profil de rectitude et la ligne de référence
Voir Figure 2.
NOTE 1 L'écart est négatif si, à partir de la ligne de référence, le point se trouve dans la direction de la matière.
NOTE 2 Pour la ligne de référence, voir 3.3.1.
2 © ISO 2011 – Tous droits réservés

Légende
1 ligne de référence
a
Écart local de rectitude positif.
b
Écart local de rectitude négatif.
Figure 2 — Écart local de rectitude
3.3 Termes liés à la ligne de référence
3.3.1
ligne de référence
ligne associée s'ajustant selon des conventions spécifiées au profil de rectitude, auquel sont rapportés les
écarts de rectitude et les paramètres de rectitude géométrique
3.3.1.1
lignes de référence de la zone minimale
deux lignes parallèles renfermant le profil de rectitude et ayant une séparation minimale
Voir Figure 3.
NOTE Le terme abrégé MZ est utilisé pour indiquer les éléments de référence de la zone minimale.

Légende
1 ligne extérieure de référence de la zone minimale
2 ligne de référence moyenne de la zone minimale
3 ligne intérieure de référence de la zone minimale
a
Séparation minimale.
Figure 3 — Lignes de référence de la zone minimale
3.3.1.1.1
ligne extérieure de référence de la zone minimale
celle des lignes de référence de la zone minimale qui est à l'extérieur
Voir Figure 3.
3.3.1.1.2
ligne intérieure de référence de la zone minimale
celle des lignes de référence de la zone minimale qui est à l'intérieur
Voir Figure 3.
3.3.1.1.3
ligne de référence moyenne de la zone minimale
ligne moyenne arithmétique des lignes de référence de la zone minimale
Voir Figure 3.
3.3.1.2
ligne de référence des moindres carrés
ligne pour laquelle la somme des carrés des écarts locaux de rectitude est minimale
Voir Figure 4.
NOTE Le terme abrégé LS est utilisé pour indiquer les éléments de référence des moindres carrés et la lettre G
(pour gaussien) est utilisé comme préfixe pour les paramètres basés sur les éléments de référence des moindres carrés.

Légende
1 ligne de référence des moindres carrés
a
Écart local de rectitude positif.
b
Écart local de rectitude négatif.
Figure 4 — Ligne de référence des moindres carrés
3.4 Termes liés à la fonction de filtrage
NOTE 1 Sauf spécification contraire, les détails des caractéristiques des filtres sont spécifiés dans l'ISO 12780-2.
NOTE 2 Seule la ligne moyenne du filtre à phase correcte est définie (voir l'ISO 11562). Par conséquent, les termes de
ce paragraphe ne concernent que ce type
...