ISO 12180-2:2011

Geometrical product specifications (GPS) — Cylindricity — Part 2: Specification operators

ISO 12180-2:2011 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 12180-2:2011 spécifie l'opérateur de spécification complet pour la cylindricité des éléments intégraux complets uniquement, c'est-à-dire pour les caractéristiques géométriques des éléments de type cylindre.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 24-Mar-2011
• 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
• Completion Date: 06-Sep-2021

Relations

• Consolidates: ISO 12224-3:2003 - Solder wire, solid and flux cored — Specifications and test methods — Part 3: Wetting balance test method for flux cored solder wire efficacy
• Effective Date: 06-Jun-2022
• Revises: ISO/TS 12180-2:2003 - Geometrical Product Specifications (GPS) — Cylindricity — Part 2: Specification operators
• Effective Date: 04-Feb-2009

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 12180-2
First edition
2011-04-01

Geometrical product specifications
(GPS) — Cylindricity —
Part 2:
Specification operators
Spécification géométrique des produits (GPS) — Cylindricité —
Partie 2: Opérateurs de spécification




Reference number
ISO 12180-2:2011(E)
©
ISO 2011

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ISO 12180-2:2011(E)


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Published in Switzerland

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ISO 12180-2:2011(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction.v
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Terms and definitions .1
4 Complete specification operator .2
4.1 General .2
4.2 Probing system.2
5 Compliance with the specification .2
Annex A (informative) Harmonic content of nominally cylindrical workpiece and extraction
strategy.3
Annex B (informative) Extraction strategies .7
Annex C (informative) Relationship to the GPS matrix model .10
Bibliography.12

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ISO 12180-2:2011(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 12180-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 213, Dimensional and geometrical product
specifications and verification.
This first edition of ISO 12180-2 cancels and replaces ISO/TS 12180-2:2003, which has been technically
revised.
ISO 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 12180-2:2011(E)
Introduction
This part of ISO 12180 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 3 of the chain of standards on form of a
surface (independent of a datum).
The ISO/GPS Masterplan given in ISO/TR 14638 gives an overview of the ISO/GPS system of which this part
of ISO 12180 is a part. The fundamental rules of ISO/GPS given in ISO 8015 apply to this part of ISO 12180
and the default decision rules given in ISO 14253-1 apply to specifications made in accordance with this part
of ISO 12180, unless otherwise indicated.
For more detailed information on the relationship of this part of ISO 12180 to other standards and the GPS
matrix model, see Annex C.
This part of ISO 12180 specifies the specification operators according to ISO 17450-2 for cylindricity of
integral features.
At the time of publication of this part of ISO 12180, ISO/TC 213 has not been able to reach consensus on
defaults for filter undulation per revolution (UPR), probe tip radius and method of association (reference
cylinder). This means that it is necessary for a cylindricity specification to explicitly state which values are
intended for use with 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 ambiguous (see ISO 17450-2) and a supplier can use any value for the
operator(s) not specified when proving conformance.
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 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 state-of-the-art in International 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 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 is
generally higher. This effect is usually insignificant. If a larger tip radius is used, the resulting measured value is generally
lower. The amount of change is heavily dependent on the surface measured.
NOTE 3 The measuring force of 0 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 is
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 12180 is not intended to disallow any means of measuring cylindricity.

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 12180-2:2011(E)

Geometrical product specifications (GPS) — Cylindricity —
Part 2:
Specification operators
1 Scope
This part of ISO 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 11562:1996, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Metrological
characteristics of phase correct filters
ISO 12180-1:2011, Geometrical product specifications (GPS) — Cylindricity — Part 1: Vocabulary and
parameters of cylindrical form
ISO 12181-1:2011, Geometrical product specifications (GPS) — Roundness — Part 1: Vocabulary and
parameters of roundness
ISO 12780-1:2011, Geometrical product specifications (GPS) — Straightness — Part 1: Vocabulary and
parameters of straightness
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
1)
ISO 17450-2:— , Geometrical product specifications (GPS) — General concepts — Part 2: Basic tenets,
specifications, operators and uncertainties
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 11562, ISO 12180-1, ISO 12181-1,
ISO 12780-1 and ISO 17450-2 apply.

1) To be published. (Revision of ISO/TS 17450-2:2002)
© ISO 2011 – All rights reserved 1

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ISO 12180-2:2011(E)
4 Complete specification operator
4.1 General
The complete specification operator (as defined in ISO 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 available technology. Therefore,
more limited extraction strategies are employed that give specific, rather than general, information concerning the
deviations from cylindrical form.
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 the specification
For proving conformance or non-conformance with the specification, ISO 14253-1 applies.

2 © ISO 2011 – All rights reserved

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ISO 12180-2:2011(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 wavelength is half the
fundamental wavelength is called the second harmonic. The sinusoid whose wavelength is one third the
fundamental wavelength is called the third harmonic, and so on (see Figure A.1). Thus, the nth harmonic is
that sinusoid whose wavelength divides into the fundamental wavelength exactly n times.

a)  First harmo
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 12180-2
Première édition
2011-04-01


Spécification géométrique des produits
(GPS) — Cylindricité —
Partie 2:
Opérateurs de spécification
Geometrical product specifications (GPS) — Cylindricity —
Part 2: Specification operators




Numéro de référence
ISO 12180-2:2011(F)
©
ISO 2011

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ISO 12180-2:2011(F)


DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT


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Publié en Suisse

ii © ISO 2011 – Tous droits réservés

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ISO 12180-2:2011(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 .2
4.1 Généralités .2
4.2 Système de palpage.2
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

© ISO 2011 – Tous droits réservés iii

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ISO 12180-2:2011(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 12180-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 213, Spécifications et vérification
dimensionnelles et géométriques des produits.
Cette première édition de l'ISO 12180-2 annule et remplace l'ISO/TS 12180-2:2003, qui a fait l'objet d'une
révision technique.
L'ISO 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
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ISO 12180-2:2011(F)
Introduction
La présente partie de l'ISO 12180 est une norme traitant de la spécification géométrique des produits (GPS)
et est à considérer 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 spécifiée.
Le schéma directeur ISO/GPS de l'ISO/TR 14638 donne une vue d'ensemble du système ISO/GPS, dont la
présente norme fait partie. Les principes fondamentaux du système ISO/GPS, donnés dans l'ISO 8015,
s'appliquent à la présente norme et les règles de décision par défaut, données dans l'ISO 14253-1,
s'appliquent aux spécifications faites conformément à la présente norme, sauf indication contraire.
Pour de plus amples informations sur les relations de la présente partie de l'ISO 12180 avec les autres
normes et la matrice GPS, voir l'Annexe C.
La présente partie de l'ISO 12180 spécifie les opérateurs de spécification selon l'ISO 17450-2 pour la
cylindricité des éléments intégraux.
Au moment de la publication de la présente partie de l'ISO 12180, l'ISO/TC 213 n'a pas réussi à obtenir un
consensus sur les filtres à ondulations par tour (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 ambiguë (voir l'ISO 17450-2) et le fournisseur peut utiliser
toute valeur pour le ou les opérateurs non spécifiés pour prouver la conformité.
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
(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-bas est utilisé. Un filtre gaussien est utilisé, puisqu'il constitue l'état de l'art dans les Normes internationales. 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 problèmes.
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 généralement pas 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 Une 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
est négligeable.
NOTE 4 Le repliement et d'autres problèmes pouvant survenir durant l'extraction (voir Annexe A) dus à un plus grand
contenu harmonique du skin modèle, dans les directions de circularité et de rectitude, peuvent être la cause d'incertitudes
de spécification.
La présente partie de l'ISO 12180 n'a pas pour objet de rejeter un quelconque moyen de mesure de la
cylindricité.

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NORME INTERNATIONALE ISO 12180-2:2011(F)

Spécification géométrique des produits (GPS) — Cylindricité —
Partie 2:
Opérateurs de spécification
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 12180 spécifie l'opérateur de spécification complet pour la cylindricité des
éléments intégraux complets uniquement, 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 11562:1996, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil —
Caractéristiques métrologiques des filtres à phase correcte
ISO 12180-1:2011, Spécification géométrique des produits (GPS) — Cylindricité — Partie 1: Vocabulaire et
paramètres de cylindricité
ISO 12181-2:2011, Spécification géométrique des produits (GPS) — Circularité — Partie 2: Opérateurs de
spécification
ISO 12780-1:2011, Spécification géométrique des produits (GPS) — Rectitude — Partie 1: Vocabulaire et
paramètres de rectitude
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
1)
ISO 17450-2:— , 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 11562, l'ISO 12180-1,
l'ISO 12181-1, l'ISO 12780-1 et dans l'ISO 17450-2 s'appliquent.

1) À publier. (Révision de l'ISO/TS 17450-2:2002)
© ISO 2011 – Tous droits réservés 1

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ISO 12180-2:2011(F)
4 Opérateur de spécification complet
4.1 Généralités
L'opérateur de spécification complet (voir ISO 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.
4.2 Système de palpage
4.2.1 Méthode de palpage
Un système de palpage à contact ayant une touche de palpeur telle que définie 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.

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ISO 12180-2:2011(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
fondamentale par un nombre entier. La sinusoïde fondamentale est appelée premier harmonique du signal.
La sinusoïde dont la longueur d'onde est égale à la moitié de la longueur d'onde fondamentale est appelée
deuxième harmonique. La sinusoïde dont la longueur d'onde est égale au tiers de la longueur d'onde
fondamentale est appelée troisième harmonique, etc. (voir Figure A.1). Le n-ième harmonique est la sinusoïde
dont la longueur d'onde divise exactement n fois la longueur d'onde fondamentale.

a)  Premier harmonique

b)  Deuxième harmonique

c)  Troisième harmonique
Figure A.1 — Les trois premiers harmoniques d'un signal
Un profil de génératrice peut se décomposer en composantes harmoniques de cette façon. Un pro
...