ISO 10360-2:2009
(Main)Geometrical product specifications (GPS) — Acceptance and reverification tests for coordinate measuring machines (CMM) — Part 2: CMMs used for measuring linear dimensions
Geometrical product specifications (GPS) — Acceptance and reverification tests for coordinate measuring machines (CMM) — Part 2: CMMs used for measuring linear dimensions
ISO 10360-2:2009 specifies the acceptance tests for verifying the performance of a coordinate measuring machine (CMM) used for measuring linear dimensions as stated by the manufacturer. It also specifies the reverification tests that enable the user to periodically reverify the performance of the CMM. The acceptance and reverification tests given in ISO 10360-2:2009 are applicable only to Cartesian CMMs using contacting probing systems of any type operating in the discrete-point probing mode. ISO 10360-2:2009 does not explicitly apply to non-Cartesian CMMs or CMMs using optical probing. ISO 10360-2:2009 specifiesperformance requirements that can be assigned by the manufacturer or the user of a CMM, the manner of execution of the acceptance and reverification tests to demonstrate the stated requirements, rules for proving conformance, and applications for which the acceptance and reverification tests can be used.
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
L'ISO 10360-2:2008 spécifie les essais de réception pour vérifier que les performances des machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) utilisées pour les mesures de dimensions linéaires sont telles que spécifiées par le fabricant. Elle spécifie aussi les essais de vérification périodique des performances des MMT. Les essais de réception et de vérification périodique décrits dans la présente partie de l'ISO 10360 s'appliquent uniquement aux MMT cartésiennes utilisant tout type de système de palpage à contact fonctionnant en mode de palpage discret. L'ISO 10360-2:2008 ne s'applique pas explicitement aux MMT non cartésiennes et aux MMT utilisant un système de palpage optique. L'ISO 10360-2:2008 spécifie les exigences de performance qui peuvent être fixées par le fabricant ou l'utilisateur d'une MMT, l'exécution des essais de réception et de vérification périodique pour démontrer les exigences spécifiées, les règles pour prouver la conformité, et les applications pour lesquelles les essais de réception et de vérification périodique peuvent être utilisés.
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10360-2
Third edition
2009-12-01
Geometrical product specifications
(GPS) — Acceptance and reverification
tests for coordinate measuring machines
(CMM) —
Part 2:
CMMs used for measuring linear
dimensions
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
Reference number
ISO 10360-2:2009(E)
©
ISO 2009
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ISO 10360-2:2009(E)
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ii © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 10360-2:2009(E)
Contents Page
Foreword .v
Introduction.vi
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Terms and definitions .2
4 Symbols.4
5 Environmental and metrological requirements.4
5.1 Environmental conditions .4
5.2 Operating conditions .5
5.3 Length measurement error, E .5
L
5.4 Repeatability range of the length measurement error, R .5
0
5.5 Workpiece loading effects.5
6 Acceptance tests and reverification tests .6
6.1 General .6
6.2 Principle.6
6.3 Length measurement error with zero ram axis stylus tip offset, E .7
0
6.3.1 General .7
6.3.2 Measuring equipment .7
6.3.3 Procedure.8
6.3.4 Derivation of test results .9
6.4 Repeatability range of the length measurement error, R .9
0
6.5 Length measurement error with ram axis stylus tip offset of 150 mm, E .10
150
6.5.1 Measuring equipment .10
6.5.2 Procedure.10
6.5.3 Derivation of test results .12
6.6 Dual ram CMMs.12
6.6.1 Simplex operating mode.12
6.6.2 Duplex operating mode.12
7 Compliance with specifications.13
7.1 Acceptance test .13
7.1.1 Acceptance criteria .13
7.1.2 Data rejection and repeated measurements.14
7.2 Reverification test .14
8 Applications .14
8.1 Acceptance test .14
8.2 Reverification test .15
8.3 Interim check .15
9 Indication in product documentation and data sheets.15
Annex A (informative) Interim check.16
Annex B (normative) Artefacts that represent a calibrated test length.18
Annex C (informative) Alignment of gauges .23
Annex D (normative) Mathematical adjustments to low CTE artefacts.25
Annex E (informative) Location of the single stylus probing test .27
© ISO 2009 – All rights reserved iii
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ISO 10360-2:2009(E)
Annex F (informative) Relation to the GPS matrix model .28
Bibliography .29
iv © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 10360-2:2009(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.
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 10360-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 213, Dimensional and geometrical product
specifications and verification.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 10360-2:2001), which has been technically
revised.
ISO 10360 consists of the following parts, under the general title Geometrical product specifications (GPS) —
Acceptance and reverification tests for coordinate measuring machines (CMM):
⎯ Part 1: Vocabulary
⎯ Part 2: CMMs used for measuring linear dimensions
⎯ Part 3: CMMs with the axis of a rotary table as the fourth axis
⎯ Part 4: CMMs used in scanning measuring mode
⎯ Part 5: CMMs using single and multiple stylus contacting probing systems
⎯ Part 6: Estimation of errors in computing Gaussian associated features
⎯ Part 7: CMMs equipped with imaging probing systems
© ISO 2009 – All rights reserved v
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ISO 10360-2:2009(E)
Introduction
This part of ISO 10360 is a geometrical product specification (GPS) standard and is to be regarded as a
general GPS standard (see ISO/TR 14638). It influences link 5 of the chains of standards on size, distance,
radius, angle, form, orientation, location, run-out and datums. For more detailed information of the relation of
this part of ISO 10360 to other standards and the GPS matrix model, see Annex F.
The tests of this part of ISO 10360 have three technical objectives:
1) to test the error of indication of a calibrated test length using a probing system without any ram axis stylus
tip offset;
2) to test the error of indication of a calibrated test length using a probing system with a specified ram axis
stylus tip offset; and
3) to test the repeatability of measuring a calibrated test length.
The benefits of these tests are that the measured result has a direct traceability to the unit length, the metre,
and that it gives information on how the CMM will perform on similar length measurements.
Clause 3 of this part of ISO 10360 contains definitions that supersede similar definitions in ISO 10360-1:2000.
The revised definitions are required to avoid an ambiguity that would otherwise have been introduced with this
issue of ISO 10360-2. Also, definition 3.6 supersedes effectively an identical definition in ISO 10360-1:2000
because the symbols used have been revised and expanded for clarification.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 10360-2:2009(E)
Geometrical product specifications (GPS) — Acceptance and
reverification tests for coordinate measuring machines
(CMM) —
Part 2:
CMMs used for measuring linear dimensions
1 Scope
This part of ISO 10360 specifies the acceptance tests for verifying the performance of a coordinate measuring
machine (CMM) used for measuring linear dimensions as stated by the manufacturer. It also specifies the
reverification tests that enable the user to periodically reverify the performance of the CMM.
The acceptance and reverification tests given in this part of ISO 10360 are applicable only to Cartesian CMMs
using contacting probing systems of any type operating in the discrete-point probing mode.
This part of ISO 10360 does not explicitly apply to:
⎯ non-Cartesian CMMs; however, parties may apply this part of ISO 10360 to non-Cartesian CMMs by
mutual agreement;
⎯ CMMs using optical probing; however, parties may apply this approach to optical CMMs by mutual
agreement.
This part of ISO 10360 specifies performance requirements that can be assigned by the manufacturer or the
user of a CMM, the manner of execution of the acceptance and reverification tests to demonstrate the stated
requirements, rules for proving conformance, and applications for which the acceptance and reverification
tests can be used.
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 10360-1:2000, Geometrical Product Specifications (GPS) — Acceptance and reverification tests for
coordinate measuring machines (CMM) — 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 14660-1:1999, Geometrical Product Specifications (GPS) — Geometrical features — Part 1: General
terms and definitions
ISO/TS 23165:2006, Geometrical product specifications (GPS) — Guidelines for the evaluation of coordinate
measuring machine (CMM) test uncertainty
ISO/IEC Guide 99, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated terms
(VIM)
© ISO 2009 – All rights reserved 1
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ISO 10360-2:2009(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 10360-1, ISO 14253-1, ISO 14660-1,
ISO/TS 23165, ISO/IEC Guide 99 and the following apply.
3.1
ram axis stylus tip offset
L
distance (orthogonal to the ram axis) between the stylus tip and a reference point
NOTE 1 The reference point is defined by the manufacturer. If no manufacturer-defined reference point is known, the
user chooses a reference point close to the probe system mount.
NOTE 2 The reference point is usually in or near the probe system.
a
L ≈ 0.
Figure 1 — Examples of the ram axis stylus tip offset in the case of an articulated probing system
3.2
coefficient of thermal expansion
CTE
α
linear thermal expansion coefficient of a material at 20 °C
2 © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 10360-2:2009(E)
3.3
normal CTE material
−6 −6
material with a CTE between 8 × 10 /°C and 13 × 10 /°C
3.4
length measurement error
E
L
error of indication when measuring a calibrated test length using a CMM with a ram axis stylus tip offset of L,
using a single probing point (or equivalent) at each end of the calibrated test length
NOTE 1 In this part of ISO 10360, L = 0 mm and L = 150 mm (default values) are specified.
NOTE 2 See Annex B for the requirements of point sampling strategies.
3.5
repeatability range of the length measurement error
R
0
range (largest minus smallest) of three repeated length measurement errors measured by a CMM with zero
ram axis stylus tip offset
3.6
maximum permissible error of length measurement
E
L, MPE
extreme value of the length measurement error, E , permitted by specifications
L
NOTE 1 In this part of ISO 10360, L = 0 mm and L = 150 mm (default values) are specified.
NOTE 2 A maximum permissible error (MPE) as opposed to a maximum permissible limit (MPL) specification is used
when the test measurements determine errors; hence, testing an MPE specification requires the use of calibrated artefacts.
NOTE 3 The MPE may be expressed using any of the methods shown in Figure 12, Figure 13 and Figure 14 of
ISO 10360-1:2000.
3.7
maximum permissible limit of the repeatability range
R
0, MPL
extreme value of the repeatability range of the length measurement error, R , permitted by specifications
0
NOTE 1 A maximum permissible limit (MPL) as opposed to a maximum permissible error (MPE) specification is used
when the test measurements are not errors; hence, testing an MPL specification does not require the use of calibrated
artefacts.
NOTE 2 The MPL may be expressed using any of the methods shown in Figure 12, Figure 13 and Figure 14 of
ISO 10360-1:2000.
3.8
dual ram CMM
CMM composed of two independent rams and a method for reporting the coordinate measurements from both
rams in a single coordinate system
NOTE 1 The two rams usually share part of their measuring range, but this is not required.
NOTE 2 The method for establishing a single coordinate system may require an alignment procedure.
NOTE 3 A dual ram CMM may report the results of each ram in separate coordinate systems; see simplex operating
mode (3.9).
© ISO 2009 – All rights reserved 3
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ISO 10360-2:2009(E)
3.9
simplex operating mode
method of using a dual ram CMM in which the two rams are treated as separate measuring systems
NOTE In the simplex operating mode, the coordinate measurements from the two rams are not reported in a single
coordinate system.
3.10
duplex operating mode
method of using a dual ram CMM in which the coordinate measurements from the two rams are reported in a
single coordinate system
4 Symbols
For the purpose of this document, the symbols in Table 1 apply.
Table 1 — Symbols
Symbol Meaning
E Length measurement error
L
R Repeatability range of the length measurement error
0
E Maximum permissible error of length measurement
L, MPE
R Maximum permissible limit of the repeatability range
0, MPL
NOTE See Clause 9 with respect to the indications of these symbols in product documentation, drawings, data
sheets, etc.
5 Environmental and metrological requirements
5.1 Environmental conditions
Limits for permissible environmental conditions, such as temperature conditions, air humidity and vibration at
the site of installation, that influence the measurements shall be specified by:
⎯ the manufacturer, in the case of acceptance tests;
⎯ the user, in the case of reverification tests.
In both cases, the user is free to choose the environmental conditions under which the ISO 10360-2 testing
will be performed within the specified limits (as supplied in the data sheet of the manufacturer; see
ISO 10360-1, Amendment 1).
The user is responsible for providing the environment enclosing the CMM, as specified by the manufacturer in
the data sheet.
If the environment does not meet the specifications, then verification of the maximum permissible errors,
E , E , and maximum permissible limit, R , cannot be required.
0, MPE L, MPE 0, MPL
4 © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 10360-2:2009(E)
5.2 Operating conditions
The CMM shall be operated using the procedures given in the manufacturer's operating manual when
conducting the tests given in Clause 6.
Specific areas in the manufacturer's manual to be adhered to are, for example:
a) machine start-up/warm-up cycles;
b) stylus system configuration;
c) cleaning procedures for stylus tip;
d) probing system qualification;
e) thermal stability of the probing system before calibration;
f) weight of stylus system and/or probing system;
g) location, type, number of thermal sensors.
5.3 Length measurement error, E
L
The length measurement errors (E values) shall not exceed the maximum permissible error of length
L
measurement, E , as stated by:
L, MPE
⎯ the manufacturer, in the case of acceptance tests;
⎯ the user, in the case of reverification tests.
The length measurement errors (E values) and the maximum permissible error of length measurement,
L
E , are expressed in micrometres.
L, MPE
NOTE The default values of L are 0 mm and 150 mm; hence, E = E and E = E .
L 0 L 150
5.4 Repeatability range of the length measurement error, R
0
The repeatability range of the length measurement errors (R values) shall not exceed the maximum
0
permissible limit of the repeatability range, R , as stated by:
0, MPL
⎯ the manufacturer, in the case of acceptance tests;
⎯ the user, in the case of reverification tests.
The repeatability range of the length measurement error (R values) and the maximum permissible limit of the
0
repeatability range, R , are expressed in micrometres.
0, MPL
5.5 Workpiece loading effects
The length measurement error with L = 0 (or minimum required for clearance), E , shall not exceed the
0
maximum permissible error, E , as stated by the manufacturer when the CMM is loaded with up to the
0, MPE
maximum workpiece mass for which the CMM performance is rated. Testing of the length measurement error,
E , may be conducted under any workpiece load (from zero up to the rated maximum workpiece load),
0
selected by the user subject to the following conditions:
⎯ the physical volume of the load supplied for testing shall lie within the measuring volume of the CMM and
the load shall be free-standing;
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ISO 10360-2:2009(E)
2
⎯ the manufacturer may specify a limit on the maximum load per unit area (kg/m ) on the CMM support
2
(i.e. table) surface and/or on individual point loads (kg/cm ); for point loads, the load at any specific
contact point shall be no greater than twice the load of any other contact point;
⎯ unless otherwise specified by the manufacturer, the load shall be located approximately centrally and
approximately symmetrically at the centre of the CMM table.
The user and manufacturer should arrange for the availability of the load.
The user and the manufacturer should discuss the loading of the CMM table since access to measurement
positions may be impaired by the load.
6 Acceptance tests and reverification tests
6.1 General
6.1.1 Acceptance tests are executed according to the manufacturer's specifications and procedures that are
in compliance with this part of ISO 10360. In particular, unless the user supplies the calibrated test length
(subject to the restrictions of ISO/TS 23165), the manufacturer may choose the artefact representing the
calibrated test length from those described in Annex B and Annex D.
Reverification tests are executed according to the user's specifications and the manufacturer's procedures.
Issues associated with dual ram CMMs are discussed in 6.6.
6.1.2 This part of ISO 10360 does not explicitly apply to CMMs using optical probing; however, if, by mutual
agreement, the parties apply this approach to optical CMMs, then additional issues, such as the following,
should be considered:
⎯ in the case of two dimensional sensors (no ram movement), an index 2D may be used for indication,
e.g. E ;
0-2D
⎯ in the case of two dimensional systems, the number and location of the measurement positions may be
reduced;
⎯ specifications for the magnification and illumination;
⎯ artefact issues such as material and surface finish that affect the test results;
⎯ bidirectional probing may or may not be possible depending on the artefact and probing system
(see Annex B).
6.2 Principle
The principle of the assessment method is to use a calibrated test length, traceable to the metre, to establish
whether the CMM is capable of measuring within the stated maximum permissible error of length
measurement for a CMM with a specified ram axis stylus tip offset (both 0 and 150), E and E ,
0, MPE 150, MPE
and within the stated maximum permissible limit for the repeatability range, R .
0, MPL
The assessment shall be performed by comparison of the indicated values of five different calibrated test
lengths, each measured three times, relative to their calibrated values. The indicated values are calculated by
point-to-point length measurements projected onto the alignment direction (see also Annex C).
Each of the three repeated measurements is to be arranged in the following manner: if one end of the
calibrated test length is labelled “A” and the other end “B”, then the measurement sequence is either A B ,
1 1
A B , A B or A B , B A , A B . Other sequences such as A A A , B B B are not permitted. Each of
2 2 3 3 1 1 2 2 3 3 1 2 3 1 2 3
the three repeated measurements shall have its own unique measured points. That is, in general, B , B and
1 2
6 © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 10360-2:2009(E)
B shall be different actual points of the same target point B. Once the measurement sequence for a test
3
length has begun, no additional probing points shall be measured other than those required to measure its
length; for instance, no alignment points are permitted between the measurement of A and B .
1 3
For CMMs without workpiece thermal expansion compensation, the uncorrected differential thermal expansion
between the CMM and the calibrated test length can produce a significant error; hence this part of ISO 10360
also requires the disclosure of the test length CTE.
For CMMs with workpiece thermal expansion compensation, this thermally induced error is greatly reduced.
For these CMMs, a significant portion of the residual thermal error is due to the uncertainty in the test length's
CTE (i.e. resulting in imperfect thermal expansion correction); hence this part of ISO 10360 requires the
disclosure of the uncertainty in the CTE of the test length.
6.3 Length measurement error with zero ram axis stylus tip offset, E
0
6.3.1 General
The E test shall be conducted using a ram axis stylus tip offset of zero or as small as practical. It is
0
recognized that depending on the CMM type, the artefact used as a calibrated test length, and the particular
measurement line, a non-zero ram axis stylus tip offset may be required in order to access the gauging points
of the calibrated test length. For these measurement situations, the smallest ram axis stylus tip offset practical
shall be used.
NOTE See Figure 1 for examples of ram axis stylus tip offsets, including some small, non-zero offsets.
Prior to beginning the extensive testing described in the following sections, it is recommended to perform the
single- or multiple-stylus probing system test, as appropriate, described in ISO 10360-5, to quickly ensure that
the probing system is operating within specifications (see also Annex E).
6.3.2 Measuring equipment
The longest calibrated test length for each position shall be at least 66 % of the maximum travel of the CMM
along a measurement line through the calibrated test length. Hence the minimum allowable longest calibrated
test length positioned along a body diagonal will be longer than the minimum allowable longest calibrated test
length positioned along an axis direction. Each calibrated test length shall differ significantly from the others in
length. Their lengths shall be well distributed over the measurement line. In general, the five calibrated test
lengths used in one position may differ in their lengths from those used in another position, for example due to
the extent of CMM travel along different measurement lines.
EXAMPLE 1 An example of well-distributed calibrated test lengths over a 1 m measurement line is: 100 mm, 200 mm,
400 mm, 600 mm, 800 mm.
The manufacturer shall state the upper, and optionally lower, limits of the CTE of the calibrated test length.
The manufacturer may calibrate the CTE of a calibrated test length. The manufacturer shall specify the
maximum permissible (k = 2) uncertainty of the CTE of the calibrated test length. In the case where the
calibrated test length is composed of a unidirectional length and a short gauge block (see Annex B), the CTE
shall be considered to be that of the unidirectional length. The default for a calibrated test length is a normal
CTE material unless the manufacturer's specifications explicitly state otherwise.
If the calibrated test length is not a normal CTE material, then the corresponding E values are
0, MPE
designated with an asterisk (*) and an explanatory note shall be provided describing the CTE of the calibrated
test length.
EXAMPLE 2
E *
0, MPE
−6
* Artefact is super-invar with a CTE no gr
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10360-2
Troisième édition
2009-12-01
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
Geometrical product specifications (GPS) — Acceptance and
reverification tests for coordinate measuring machines (CMM) —
Part 2: CMMs used for measuring linear dimensions
Numéro de référence
ISO 10360-2:2009(F)
©
ISO 2009
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ISO 10360-2:2009(F)
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ii © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 10360-2:2009(F)
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction.vi
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.1
3 Termes et définitions .2
4 Symboles.4
5 Exigences métrologiques et environnementales.4
5.1 Conditions d'environnement.4
5.2 Conditions de fonctionnement .5
5.3 Erreur de mesure de longueur, E .5
L
5.4 Étendue de répétabilité de l'erreur de mesure de longueur, R .5
0
5.5 Effets de chargement de pièce .6
6 Essais de réception et essais de vérification périodique .6
6.1 Généralités .6
6.2 Principe.7
6.3 Erreur de mesure de longueur avec un déport entre l'axe du support du système de
palpage et la touche du stylet égal à zéro, E .7
0
6.3.1 Généralités .7
6.3.2 Équipement de mesure.7
6.3.3 Mode opératoire.8
6.3.4 Obtention des résultats d'essai .10
6.4 Plage de répétabilité de l'erreur de mesure de longueur, R .10
0
6.5 Erreur de mesure de longueur avec un déport entre l'axe du support du système de
palpage et la touche du stylet égal à 150 mm, E .10
150
6.5.1 Équipement de mesure.10
6.5.2 Mode opératoire.11
6.5.3 Obtention des résultats d'essai .13
6.6 MMT à deux supports du système de palpage.13
6.6.1 Mode simplex.13
6.6.2 Mode duplex.13
7 Conformité aux spécifications .14
7.1 Essai de réception.14
7.1.1 Critères d'acceptation.14
7.1.2 Rejet de données et mesurages répétés.15
7.2 Essai de vérification périodique .15
8 Applications .15
8.1 Essai de réception.15
8.2 Essai de vérification périodique .16
8.3 Contrôle intermédiaire .16
9 Indication dans la documentation de produit et les fiches techniques.16
Annexe A (informative) Contrôle intermédiaire .17
Annexe B (normative) Étalons représentatifs d'une longueur d'essai étalonnée.19
Annexe C (informative) Alignement des calibres .24
Annexe D (normative) Ajustements mathématiques applicables aux étalons à faible CDT.26
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ISO 10360-2:2009(F)
Annexe E (informative) Essai de palpage à simple stylet .28
Annexe F (informative) Relation avec la matrice GPS.29
Bibliographie .31
iv © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 10360-2:2009(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.
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 10360-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 213, Spécifications et vérification
dimensionnelles et géométriques des produits.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 10360-2:2001), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
L'ISO 10360 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Spécification géométrique des
produits (GPS) — Essais de réception et de vérification périodique des machines à mesurer
tridimensionnelles (MMT):
⎯ Partie 1: Vocabulaire
⎯ Partie 2: MMT utilisées pour les mesures de dimensions linéaires
⎯ Partie 3: MMT ayant l'axe de rotation d'un plateau tournant comme quatrième axe
⎯ Partie 4: MMT utilisées en mode de mesure par scanning
⎯ Partie 5: MMT utilisant des systèmes de palpage à stylet simple et à stylets multiples
⎯ Partie 6: Estimation des erreurs dans le calcul des éléments associés gaussiens
⎯ Partie 7: MMT équipés de systèmes de mesurage imageurs
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ISO 10360-2:2009(F)
Introduction
La présente partie de l'ISO 10360 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 5 des
chaînes de normes sur la taille, la distance, le rayon, l'angle, la forme, l'orientation, la position, le battement et
les références. Pour de plus amples informations sur la relation de la présente partie de l'ISO 10360 avec les
autres normes et la matrice GPS, voir l'Annexe F.
Les essais décrits dans la présente partie de l'ISO 10360 ont trois objectifs techniques qui sont d'obtenir
1) l'erreur d'indication d'une longueur d'essai étalonnée mesurée au moyen d'un système de palpage sans
longueur de déport entre l'axe du support du système de palpage et la touche du stylet;
2) l'erreur d'indication d'une longueur d'essai étalonnée mesurée au moyen d'un système de palpage avec
une longueur de déport entre l'axe du support du système de palpage et la touche du stylet spécifiée, et
3) la répétabilité de mesure d'une longueur d'essai étalonnée.
L'avantage de ces essais est que le résultat mesuré a une traçabilité directe avec l'unité de longueur, le mètre,
et qu'il permet de connaître la façon dont la MMT fonctionnera lors de mesures similaires par rapport à l'unité
de longueur.
L'Article 3 de la présente partie de l'ISO 10360 comprend des définitions qui annulent et remplacent des
définitions similaires de l'ISO 10360-1:2000.
Les définitions révisées sont nécessaires pour lever toute ambiguïté qui aurait pu se produire avec la présente
version de l'ISO 10360-2. De même, la définition 3.6 annule et remplace de fait une définition identique de
l'ISO 10360-1:2000 dans la mesure où les symboles utilisés ont été modifiés et étendus pour des raisons de
clarification.
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NORME INTERNATIONALE ISO 10360-2:2009(F)
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
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 10360 spécifie les essais de réception pour vérifier que les performances des
machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) utilisées pour les mesures de dimensions linéaires sont telles
que spécifiées par le fabricant. Elle spécifie aussi les essais de vérification périodique des performances des
MMT.
Les essais de réception et de vérification périodique décrits dans la présente partie de l'ISO 10360
s'appliquent uniquement aux MMT cartésiennes utilisant tout type de système de palpage à contact
fonctionnant en mode de palpage discret.
La présente partie de l'ISO 10360 ne s'applique pas explicitement aux:
⎯ MMT non cartésiennes; cependant, les clients et fournisseurs concernés peuvent mutuellement convenir
d'appliquer la présente partie de l'ISO 10360 aux MMT non cartésiennes.
⎯ MMT utilisant un système de palpage optique; cependant, les clients et fournisseurs concernés peuvent
mutuellement convenir d'appliquer cette méthode aux MMT à palpage optique.
La présente partie de l'ISO 10360 spécifie les exigences de performance qui peuvent être fixées par le
fabricant ou l'utilisateur d'une MMT, l'exécution des essais de réception et de vérification périodique pour
démontrer les exigences spécifiées, les règles pour prouver la conformité, et les applications pour lesquelles
les essais de réception et de vérification périodique peuvent être utilisés.
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 10360-1:2000, Spécification géométrique des produits (GPS) — Essais de réception et de vérification
périodique des machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) — Partie 1: Vocabulaire
ISO 14253-1:1998, 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 14660-1:1999, Spécification géométrique des produits (GPS) — Éléments géométriques — Partie 1:
Termes généraux et définitions
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ISO 10360-2:2009(F)
ISO/TS 23165:2006, Spécification géométrique des produits (GPS) — Lignes directrices pour l'estimation de
l'incertitude d'essai des machines à mesurer tridimensionnelles (MMT)
Guide ISO/CEI 99, Vocabulaire international de métrologie — Concepts fondamentaux et généraux et termes
associés (VIM)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 10360-1, l'ISO 14253-1,
l'ISO 14660-1, l'ISO/TS 23165 et le Guide ISO/CEI 99 s'appliquent.
3.1
déport entre l'axe du support du système de palpage et la touche du stylet
L
distance (orthogonale à l'axe de support du système de palpage) comprise entre le centre de la touche du
stylet et un point de référence
NOTE 1 Le point de référence est défini par le fabricant. Si aucun point de référence défini par le fabricant n'est connu,
l'utilisateur choisit un point de référence près du bâti du système de sonde.
NOTE 2 Le point de référence est habituellement dans ou proche du système de sonde.
a
L ≈ 0.
Figure 1 — Exemple de déport entre l'axe du support du système de palpage et la touche du stylet
dans le cas d'un système de palpage articulé
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ISO 10360-2:2009(F)
3.2
coefficient de dilatation thermique
CDT
α
coefficient linéaire de dilatation thermique d'un matériel à 20 °C
3.3
matériau à CDT normal
−6 −6
matériau ayant un CDT compris entre 8 × 10 /°C et 13 × 10 /°C
3.4
erreur de mesure de longueur
E
L
erreur d'indication d'une longueur d'essai étalonnée, mesurée par une MMT ayant un déport entre l'axe du
support du système de palpage et la touche du stylet, L, utilisant un seul point de palpage (ou équivalent) à
chaque extrémité de la longueur d'essai étalonnée
NOTE 1 Dans la présente partie de l'ISO 10360, les valeurs de L = 0 mm et L = 150 mm (valeurs par défaut) sont
spécifiées.
NOTE 2 Voir l'Annexe B pour les exigences des stratégies de prélèvement de point.
3.5
plage de répétabilité de l'erreur de mesure de longueur
R
0
plage (différence entre la plus grande et la plus petite valeur) de trois erreurs de mesure de longueur répétées,
mesurées par une MMT ayant un déport entre l'axe du support du système de palpage et la touche du stylet
égale à zéro
3.6
erreur maximale tolérée de mesure de longueur
E
L, MPE
valeur extrême de l'erreur de mesure de longueur, E , autorisée par les spécifications
L
NOTE 1 Dans la présente partie de l'ISO 10360, les valeurs de L = 0 mm et L = 150 mm (valeurs par défaut) sont
spécifiées.
NOTE 2 Une erreur maximale permissible (MPE), par opposition à une spécification de limite maximale permise (MPL),
est utilisée lorsque les mesurages d'essai concernent des erreurs; par conséquent, pour les essais d'une spécification
MPE, il est nécessaire d'utiliser des étalons.
NOTE 3 La MPE peut être exprimée en employant une des méthodes représentées aux Figures 12, 13, et 14 de
l'ISO 10360-1:2000.
3.7
limite maximale tolérée de la plage de répétabilité
R
0, MPL
valeur extrême de la plage de répétabilité de l'erreur de mesure de longueur, R , autorisée par les
0
spécifications
NOTE 1 Une limite maximale permise (MPL), par opposition à une spécification d'erreur maximale permissible (MPE),
est utilisée lorsque les mesurages d'essai ne concernent pas des erreurs; par conséquent, pour les essais d'une
spécification MPL, il n'est pas nécessaire d'utiliser des étalons.
NOTE 2 La MPL peut être exprimée en employant une des méthodes représentées aux Figures 12, 13, et 14 de
l'ISO 10360-1:2000.
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ISO 10360-2:2009(F)
3.8
MMT à deux supports du système de palpage
MMT constituée de deux supports du système de palpage indépendants et d'un moyen permettant de reporter
les mesures par coordonnées des deux supports du système de palpage dans un système de coordonnées
unique
NOTE 1 Les deux supports du système de palpage partagent généralement une partie de leur plage de mesure, mais
cela ne constitue pas une exigence.
NOTE 2 La méthode permettant d'établir un système de coordonnées unique peut nécessiter d'utiliser une procédure
d'alignement.
NOTE 3 Un support du système de palpage dual de la MMT peut restituer les résultats de chaque support du système
de palpage dans un système de coordonnées séparé; voir le mode simplex (3.9).
3.9
mode simplex
méthode utilisant une MMT à deux supports du système de palpage, ces derniers étant considérés comme
des systèmes de mesure séparés
NOTE En mode simplex, les mesures par coordonnées réalisées par les deux supports du système de palpage ne
sont pas reportées dans un système de coordonnées unique.
3.10
mode duplex
méthode utilisant une MMT à deux supports du système de palpage selon laquelle les mesures par
coordonnées réalisées par les deux supports du système de palpage sont reportées dans un système de
coordonnées unique
4 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles du Tableau 1 s'appliquent.
Tableau 1 — Symboles
Symbole Signification
E Erreur de mesure de longueur
L
R Plage de répétabilité de l'erreur de mesure de longueur
0
E Erreur maximale tolérée de mesure de longueur
L, MPE
R Limite maximale tolérée de la plage de répétabilité
0, MPL
NOTE Voir l'Article 9 pour la façon d'indiquer ces symboles dans des documentations de produit, schémas, fiches
techniques, etc.
5 Exigences métrologiques et environnementales
5.1 Conditions d'environnement
Les limites à respecter pour les conditions d'environnement autorisées, telles que les conditions de
température, d'humidité de l'air et de vibrations sur le lieu d'installation, qui influencent les mesures, doivent
être spécifiées par:
⎯ le fabricant, pour les essais de réception;
⎯ l'utilisateur, pour les essais de vérification périodique.
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ISO 10360-2:2009(F)
Dans les deux cas, l'utilisateur est libre de choisir les conditions d'environnement dans lesquelles les essais
conformes à la présente partie de l'ISO 10360 seront réalisés dans les limites spécifiées (comme fourni dans
la fiche technique du fabricant; voir ISO 10360-1, Amendement 1).
L'utilisateur est chargé d'assurer les conditions d'environnement où sera placée la MMT, telles que spécifiées
par le fabricant dans la fiche technique.
Si l'environnement ne satisfait pas les spécifications, on ne peut pas exiger de vérifier les erreurs maximales
tolérées, E , E , et la limite maximale tolérée, R .
0, MPE L, MPE 0, MPL
5.2 Conditions de fonctionnement
La MMT doit fonctionner en utilisant les procédures du manuel d'utilisation du fabricant lors des essais de
l'Article 6.
Dans le manuel d'utilisation du fabricant, ces essais peuvent se trouver, par exemple, aux endroits suivants:
a) cycles de démarrage/préchauffage de la machine;
b) configuration du système de stylet;
c) procédures de nettoyage de la touche du stylet;
d) qualification du système de palpage;
e) stabilité thermique du système de palpage avant étalonnage;
f) poids du système de stylets et/ou système de palpage;
g) position, type, nombre de détecteurs thermiques.
5.3 Erreur de mesure de longueur, E
L
Les erreurs de mesure de longueur (valeurs de E ) ne doivent pas dépasser l'erreur maximale tolérée, E ,
L L, MPE
donnée par:
⎯ le fabricant, pour les essais de réception;
⎯ l'utilisateur, pour les essais de vérification périodique.
Les erreurs de mesure de longueur (valeurs de E ) et l'erreur maximale tolérée de mesure de longueur,
L
E , sont exprimées en micromètres.
L, MPE
NOTE Les valeurs par défaut de L sont 0 mm et 150 mm; par conséquent, E = E et E = E .
L 0 L 150
5.4 Étendue de répétabilité de l'erreur de mesure de longueur, R
0
La plage de répétabilité de l'erreur de mesure de longueur (valeurs de R ) ne doit pas dépasser la limite
0
maximale tolérée de la plage de répétabilité, R , donnée par:
0, MPL
⎯ le fabricant, pour les essais de réception;
⎯ l'utilisateur, pour les essais de vérification périodique.
La plage de répétabilité de l'erreur de mesure de longueur (valeurs de R ) et la limite maximale tolérée de la
0
plage de répétabilité, R , sont exprimées en micromètres.
0, MPL
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ISO 10360-2:2009(F)
5.5 Effets de chargement de pièce
L'erreur de mesure de longueur avec L = 0 (ou minimum requis pour tenir compte du jeu), E , ne doit pas
0
dépasser l'erreur maximale tolérée, E , telle que spécifiée par le fabricant lorsque la MMT est chargée
0, MPE
jusqu'à la pièce de masse maximale pour laquelle les performances de la MMT sont évaluées. L'essai relatif à
l'erreur de mesure de longueur, E , peut être conduit avec toute valeur de charge de pièce (de zéro jusqu'à la
0
charge maximale de pièce assignée), sélectionnée par l'utilisateur en fonction des conditions suivantes:
⎯ le volume physique de la charge fournie pour les essais doit s'inscrire dans le volume de mesure de la
MMT et la charge doit être stable;
2
⎯ le fabricant peut spécifier une limite pour la charge maximale par unité de surface de contact (kg/m ) sur
2
la surface d'appui de la MMT (c'est-à-dire le plateau) et/ou les charges ponctuelles individuelles (kg/cm );
pour les charges ponctuelles, la charge en tout point de contact spécifique ne doit pas être supérieure à
deux fois la charge en tout autre point de contact;
⎯ sauf spécification contraire du fabricant, la charge doit être approximativement positionnée de manière
centrale et symétrique par rapport au centre du plateau de la MMT.
Il convient que l'utilisateur et le fabricant s'arrangent pour la disponibilité de la charge.
Il convient que l'utilisateur et le fabricant discutent du chargement du plateau de la MMT puisque l'accès aux
positions de mesure peut être altéré par la charge.
6 Essais de réception et essais de vérification périodique
6.1 Généralités
6.1.1 Les essais de réception sont exécutés selon les spécifications du fabricant et des procédures
conformes à la présente partie de l'ISO 10360. De manière plus spécifique, sauf si l'utilisateur fournit la
longueur d'essai étalonnée (soumise aux restrictions de l'ISO/TS 23165), le fabricant peut choisir l'étalon
représentatif de la longueur d'essai étalonnée parmi ceux décrits dans l'Annexe B et dans l'Annexe D.
Les essais de vérification périodique sont exécutés selon les spécifications de l'utilisateur et selon les
procédures du fabricant.
Les considérations relatives aux MMT à deux supports du système de palpage sont traitées en 6.6.
6.1.2 La présente partie de l'ISO 10360 ne s'applique pas explicitement aux MMT utilisant un système de
palpage optique; cependant, si les clients/fournisseurs conviennent mutuellement d'appliquer cette méthode
aux MMT à palpage optique, il convient que les éléments supplémentaires suivants soient pris en
considération:
⎯ dans le cas de capteurs bidimensionnels (aucun déplacement du support du système de palpage), un
indice 2D peut être utilisé pour l'indication, par exemple E ;
0-2D
⎯ dans le cas de systèmes bidimensionnels, le nombre et l'emplacement des positions de mesurage
peuvent être réduits;
⎯ spécifications relatives au grossissement et à l'éclairage;
⎯ considérations relatives à l'étalon telles que le matériau et l'état de surface ayant une incidence sur les
résultats d'essai;
⎯ possibilité de réaliser ou non un palpage bidirectionnel en fonction de l'étalon et du système de palpage
(voir Annexe B).
6 © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 10360-2:2009(F)
6.2 Principe
Le principe de la méthode d'évaluation consiste à utiliser une longueur d'essai étalonnée, traçable par rapport
au mètre, permettant d'établir si une MMT est capable d'effectuer des mesurages en restant en deçà de
l'erreur maximale tolérée de mesure de longueur spécifiée pour une MMT ayant un déport entre l'axe du
support du système de palpage et la touche du stylet spécifiée (à la fois 0 et 150), E et E , et
0, MPE 150, MPE
dans la limite maximale tolérée pour la plage de la répétabilité spécifiée, R .
0,MPL
L'évaluation doit être réalisée en comparant les valeurs indiquées de cinq longueurs d'essai étalonnées
différentes, chacune mesurée trois fois, par rapport à leurs valeurs étalonnées. Les valeurs indiquées sont
calculées par des mesures de longueur point à point projetées dans la direction d'alignement (voir également
l'Annexe C).
Chacun des trois mesurages répétés doit être réalisé de la manière suivante: si une extrémité de la longueur
d'essai étalonnée est appelée «A» et l'autre «B», la séquence de mesures est soit A B , A B , A B ou
1 1 2 2 3 3
A B , B A , A B . D'autres séquences telles que A A A , B B B ne sont pas autorisées. Chacun des
1 1 2 2 3 3 1 2 3 1 2 3
trois mesurages répétés doit avoir ses propres points de mesure uniques. C'est-à-dire, en général, B , B et
1 2
B doivent être différents points réels du même point cible B. Une fois que la séquence de mesurage d'une
3
longueur d'essai a commencé, aucun point de palpage supplémentaire autre que ceux requis pour mesurer
sa longueur ne doit être mesurée; par exemple, aucun point d'alignement n'est autorisé entre le mesurage de
A et de B .
1 3
Pour des MMT sans compensation de dilata
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.