ISO 10360-10:2021 幾何学的製品仕様(GPS)—座標測定システム(CMS)の受け入れおよび再検証テスト—パート10:レーザートラッカー | ページ 6

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

3 用語と定義

このドキュメントでは、次の用語と定義が適用されます。

ISO と IEC は、次のアドレスで標準化に使用する用語データベースを維持しています。

3.1

レーザートラッカー

協調ターゲットをレーザー ビームで追跡し、その位置を距離 (範囲) と 2 つの角度で決定する座標測定システム

注記 1: 2 つの角度は、方位角θ (垂直軸周りの回転 – レーザー トラッカーの直立軸) および仰角φ (水平面上の角度 – 直立軸に垂直) と呼ばれます。または天頂(立っている軸からの角度)。

注記2:球座標系に関連する記号には異なる規則が存在するため、注意が必要です。たとえば、ISO 80000-2 の球座標系の記述では、記号の使用方法が異なり、仰角ではなく天頂角 (垂直から離れた角度) を使用しています。

注記3:図1参照

図 1 —レーザー トラッカーの座標系

Key

A立ち軸
B水平面 (レーザートラッカーの)
θ方位角
φ仰角

3.2

干渉計測モード

IFMモード

レーザートラッカー(3.1) に統合されたレーザー変位干渉計を使用してターゲットまでの距離(範囲)を決定する測定方法

注記1:変位干渉計は距離の差しか測定できないため、基準距離(ホームポジションなど)が必要です。

3.3

絶対距離測定モード

ADM モード

レーザートラッカー(3.1) に統合された飛行時間計器を使用して、ターゲットまでの距離(範囲)を決定する測定方法

注記1:飛行時間計測器には、目標までの距離を計算するためのさまざまな変調方式が含まれる場合があります。

3.4

レトロリフレクター

ある範囲の入射角にわたって入射方向に平行に光を反射するように設計された受動デバイス

注記 1:典型的な逆反射体は、キャッツアイ、キューブ コーナー、および特殊な材料の球体です。

注記2:レトロリフレクターは協力的なターゲットです。

注記3レーザーレーダーなどの特定のシステムでは、レトロリフレクターは、研磨された球体などの協力的なターゲットになる可能性があります。

3.5

球状に取り付けられたレトロリフレクター

SMR

球形のハウジングに取り付けられた レトロリフレクター(3.4)

注記 1:オープンエアのキューブ コーナーの場合、通常、頂点は球の中心と一致するように調整されます。

注記 2:このドキュメントのテストは、通常、球状に取り付けられた逆反射体を使用して実行されます。

注記 3:図 2 を参照。

3.6

スタイラスとレトロリフレクターの組み合わせ

SRC

工作物に接触するプローブスタイラス、プローブのベース位置を決定する レトロリフレクター(3.4) 、およびスタイラスの向きの単位ベクトルを見つけるためのその他の手段を利用して測定点を決定するプロービングシステム。

注記 1:スタイラス先端のオフセット ( l ) のデータムは、レトロリフレクタの中心です。

注記 2:図 2 を参照。

図 2 — SMR と SRC の表現 (簡略図)

a) SMRb)SRC

Key

Aレーザービーム
Bレトロリフレクター
C測定点
D連絡先
E基地の場所
F法線プローブ方向ベクトル
Gスタイラス先端オフセット長さl

3.7

光学式距離センサーとレトロリフレクターの組み合わせ

ODR

工作物を測定するための光学式距離センサ,光学式距離センサのベース位置を決定するための レトロリフレクタ(3.4) 及び光学式距離センサの方向を見つけるためのその他の手段を利用して測定点を決定するプロービングシステム。

3.8

ターゲットの巣

ネスト

SMR(3.5) の位置を繰り返し特定できるように設計された装置

3.9

測長誤差

EVol:L:LT

EBi:L:LT

スタイラス先端のオフセットがLのレーザートラッカーを使用して、校正されたテスト長の平均化 ( EVol:L:LT ) または双方向 ( EBi:L:LT ) のポイントツーポイント距離測定を実行したときの表示の誤差。

注記 1:EVol:0:LTおよびEBi:0:LT (このドキュメントで頻繁に使用される) は、スタイラス チップ オフセットがない一般的なケースに対応します。 球状に取り付けられたレトロリフレクタ用システム (3.5) 。

3.10

通常の CTE 材料

熱膨張係数 (CTE) が 8 × 10 -6/°C ~ 13 × 10 -6/°C の材料

注記 1/K または K −1の単位で CTE を表す文書もあり、これは 1/°C に相当します。

[出典:ISO 10360-2:2009, 3.3, 修正 — エントリに注 1 を追加]

3.11

プローブフォームエラー

PForm.Sph.1x25:SMR:LT

ガウス半径距離の範囲が,サイズの球状材料標準で レーザートラッカー(3.1) によって測定された 25 点の最小二乗適合によって決定できる指示誤差。

注記 1最小二乗フィットが 1 回だけ実行され、各点は、このフィットされた中心からの距離 (半径) について評価されます。

3.12

プロービング サイズ エラー

Pサイズ.Sph.1x25:SMR:LT

レーザートラッカー(3.1) で測定された 25 点の最小二乗適合によって決定されるサイズの球状材料標準の直径の表示誤差。

3.13

ロケーションエラー

両面エラー

プランジとリバースエラー

LDia.2x1:P&R:LT

固定 レトロリフレクタ(3.4) の 2 つの測定値間のビーム経路に垂直な距離。2 回目の測定は、最初の測定値から約 180°の レーザートラッカー(3.1) の方位角で行われ、レーザートラッカーの仰角は約同じ

注記 1:この軸回転の組み合わせは、「2 面」または「プランジ アンド リバース」試験として知られています。

注記2:この試験中、レーザートラッカーのベースは固定されている。

3.14

長さ測定の最大許容誤差

EVol:L:LT, MPE

EBi:L:LT, MPE

長さ測定誤差 (3.9) の極値、 EBi:L:LTorEVol:L:LT 、仕様で許可されている

注記 1:EVol:0:LTおよびEBi:0:LT (このドキュメントで頻繁に使用される) は、スタイラス チップ オフセットがない一般的なケースに対応します。 球状に取り付けられたレトロリフレクタ用システム (3.5) 。

3.15

プロービングフォームの最大許容誤差

PForm.Sph.1x25:SMR:LT, MPE

プロービングフォームエラーの極値 (3.11) , PForm.Sph.1x25:SMR:LT , 仕様で許可されている

3.16

プロービングサイズの最大許容誤差

Pサイズ.Sph.1x25:SMR:LT, MPE

プロービング サイズ エラーの極値 (3.12) 、 PSize.Sph.1x25:SMR:LT 、仕様で許可されている

3.17

位置の最大許容誤差

LDia.2x1:P&R:LT, MPE

仕様で許容される位置誤差LDia.2x1:P&R:LTの極値

3.18

定格使用条件

測定器または測定システムが設計どおりに機能するために、測定中に仕様に従って満たさなければならない動作条件。

注記 1:定格動作条件は、一般に、測定される量と影響量の値の間隔を指定します。

注記 2: ISO 10360 シリーズ内では、定義内の「設計どおり」という用語は、「MPE によって指定されたとおり」を意味します。

注記 3 ISO 10360 シリーズに準拠した試験で定格動作条件を満たさない場合、仕様への適合または不適合を判断することはできません。

[出典:ISO/IEC Guide 99:2007, 4.9, 修正 — 定義が改訂され、エントリに注記 2 および注記 3 が追加された。]

参考文献

[1]ISO 3650, 幾何学的製品仕様 (GPS) — 長さ規格 — ゲージ ブロック
[2]ISO 8015, 幾何学的製品仕様 (GPS) — 基礎 — 概念、原則、および規則
[3]ISO 10360-2:2009, 幾何学的製品仕様 (GPS) — 座標測定機 (CMM) の受け入れおよび再検証テスト — 2: 直線寸法の測定に使用される三次元測定機
[4]ISO 14253-1, 製品の幾何学的仕様 (GPS) — ワークおよび測定機器の測定による検査 — 1: 仕様への適合または不適合を検証するための判定規則
[5]ISO 14638, 幾何学的製品仕様 (GPS) — マトリックス モデル
[6]ISO 17450-1, 幾何学的製品仕様 (GPS) — 一般的な概念 — 1: 形状の仕様と検証のためのモデル
[7]ISO/IEC Guide 98-4, 測定の不確かさ — 4: 適合性評価における測定の不確かさの役割
[8]ISO/IEC Guide 99:2007, 計量に関する国際語彙 — 基本的および一般的な概念と関連用語 (VIM)
[9]Hughes B, Forbes A, Lewis A, Sun W, Veal D, Nasr K ネットワーク測定を使用したレーザー トラッカーのエラー判定。測定します。理科技術。 2011, 22. DOI:10.1088/0957-0233/22/4/045103
[10]Lee V, Blackburn C, Muralikrishnan B, Sawyer D, Meuret M, Hudlemeyer A キャリブレーションされたスケール バーを参照アーティファクトとして使用して、レーザー トラッカーの 3D 長さ測定機能をフィールド テストするための提案された中間チェック。 NISTIR 8016 2014年。
[11]Muralikrishnan B, Sawyer D, Blackburn C, Phillips S, Borchardt B, Estler WT, ASME B89.4.19 性能評価テスト、およびレーザー トラッカーの幾何学的誤差。 NIST ジャーナル オブ リサーチ。 2009, 114 (1) pp. 21–35

3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

3.1

laser tracker

coordinate measuring system in which a cooperative target is followed with a laser beam and its location determined in terms of a distance (range) and two angles

Note 1 to entry: The two angles are referred to as azimuth, θ, (rotation about a vertical axis – the standing axis of the laser tracker) and either elevation, φ, (angle above a horizontal plane – perpendicular to the standing axis) or zenith (angle from the standing axis).

Note 2 to entry: Care should be used with the symbols associated with spherical coordinate systems, as different conventions exist. For example, the description of a spherical coordinate system in ISO 80000-2 uses the symbols differently and uses the zenith angle (away from vertical) rather than elevation.

Note 3 to entry: See Figure 1

Figure 1—Coordinate system of a laser tracker

Key

Astanding axis
Bhorizontal plane (of the laser tracker)
θazimuth angle
φelevation angle

3.2

interferometric measurement mode

IFM mode

measurement method that uses a laser displacement interferometer integrated in a laser tracker (3.1) to determine distance (range) to a target

Note 1 to entry: Displacement interferometers can only determine differences in distance, and therefore require a reference distance (e.g. home position).

3.3

absolute distance measurement mode

ADM mode

measurement method that uses time of flight instrumentation integrated in a laser tracker (3.1) to determine the distance (range) to a target

Note 1 to entry: Time of flight instrumentation may include a variety of modulation methods to calculate the distance to the target.

3.4

retroreflector

passive device designed to reflect light back parallel to the incident direction over a range of incident angles

Note 1 to entry: Typical retroreflectors are the cat’s-eye, the cube corner and spheres of special material.

Note 2 to entry: Retroreflectors are cooperative targets.

Note 3 to entry: For certain systems, for example laser radar, the retroreflector will possibly be a cooperative target such as a polished sphere.

3.5

spherically mounted retroreflector

SMR

retroreflector (3.4) that is mounted in a spherical housing

Note 1 to entry: In the case of an open-air cube corner, the vertex is typically adjusted to be coincident with the sphere centre.

Note 2 to entry: The tests in this document are typically executed with a spherically mounted retroreflector.

Note 3 to entry: See Figure 2.

3.6

stylus and retroreflector combination

SRC

probing system that determines the measurement point utilizing a probe stylus to contact the workpiece, a retroreflector (3.4) to determine the base location of the probe, and other means to find the stylus orientation unit vector

Note 1 to entry: The datum for the stylus tip offset (l) is the centre of the retroreflector.

Note 2 to entry: See Figure 2.

Figure 2—Representation of SMR versus SRC (simplified figures)

a) SMRb) SRC

Key

Alaser beam
Bretroreflector
Cmeasurement point
Dcontact point
Ebase location
Fnormal probing direction vector
Gstylus tip offset length l

3.7

optical distance sensor and retroreflector combination

ODR

probing system that determines the measurement point utilizing an optical distance sensor to measure the workpiece, a retroreflector (3.4) to determine the base location of the optical distance sensor and other means to find the orientation of the optical distance sensor

3.8

target nest

nest

device designed to repeatably locate an SMR (3.5)

3.9

length measurement error

EVol:L:LT

EBi:L:LT

error of indication when performing an averaged (EVol:L:LT) or bidirectional (EBi:L:LT) point-to-point distance measurement of a calibrated test length using a laser tracker with a stylus tip offset of L

Note 1 to entry:EVol:0:LT and EBi:0:LT (used frequently in this document) correspond to the common case of no stylus tip offset, as the retroreflector optical centre is coincident with the physical centre of the probing system for spherically mounted retroreflectors (3.5) .

3.10

normal CTE material

material with a coefficient of thermal expansion (CTE) between 8 × 10−6/°C and 13 × 10−6/°C

Note 1 to entry: Some documents may express CTE in units 1/K or K−1, which is equivalent to 1/°C.

[SOURCE:ISO 10360-2:2009, 3.3, modified — Note 1 to entry added.]

3.11

probing form error

PForm.Sph.1x25:SMR:LT

error of indication within which the range of Gaussian radial distances can be determined by a least-squares fit of 25 points measured by a laser tracker (3.1) on a spherical material standard of size

Note 1 to entry: Only one least-squares fit is performed, and each point is evaluated for its distance (radius) from this fitted centre.

3.12

probing size error

PSize.Sph.1x25:SMR:LT

error of indication of the diameter of a spherical material standard of size as determined by a least-squares fit of 25 points measured with a laser tracker (3.1)

3.13

location error

two-face error

plunge and reverse error

LDia.2x1:P&R:LT

distance, perpendicular to the beam path, between two measurements of a stationary retroreflector (3.4) , where the second measurement is taken with the laser tracker (3.1) azimuth angle at approximately 180° from the first measurement and the laser tracker elevation angle is approximately the same

Note 1 to entry: This combination of axis rotations is known as a 'two-face' or 'plunge and reverse' test.

Note 2 to entry: The laser tracker base is fixed during this test.

3.14

maximum permissible error of length measurement

EVol:L:LT, MPE

EBi:L:LT, MPE

extreme value of the length measurement error (3.9) , EBi:L:LTorEVol:L:LT, permitted by specifications

Note 1 to entry:EVol:0:LT and EBi:0:LT (used frequently in this document) correspond to the common case of no stylus tip offset, as the retroreflector optical centre is coincident with the physical centre of the probing system for spherically mounted retroreflectors (3.5) .

3.15

maximum permissible error of probing form

PForm.Sph.1x25:SMR:LT, MPE

extreme value of the probing form error (3.11) , PForm.Sph.1x25:SMR:LT, permitted by specifications

3.16

maximum permissible error of probing size

PSize.Sph.1x25:SMR:LT, MPE

extreme value of the probing size error (3.12) , PSize.Sph.1x25:SMR:LT, permitted by specifications

3.17

maximum permissible error of location

LDia.2x1:P&R:LT, MPE

extreme value of the location error, LDia.2x1:P&R:LT, permitted by specifications

3.18

rated operating condition

operating condition that must be fulfilled, according to specification, during measurement in order that a measuring instrument or measuring system performs as designed

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

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

Note 3 to entry: When the rated operating conditions are not met in a test according to the ISO 10360 series, neither comformity nor non-comformity to specifications can be determined.

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

Bibliography

[1]ISO 3650, Geometrical Product Specifications (GPS) — Length standards — Gauge blocks
[2]ISO 8015, Geometrical product specifications (GPS) — Fundamentals — Concepts, principles and rules
[3]ISO 10360-2:2009, Geometrical product specifications (GPS) — Acceptance and reverification tests for coordinate measuring machines (CMM) — 2: CMMs used for measuring linear dimensions
[4]ISO 14253-1, Geometrical product specifications (GPS) — Inspection by measurement of workpieces and measuring equipment — 1: Decision rules for verifying conformity or nonconformity with specifications
[5]ISO 14638, Geometrical product specifications (GPS) — Matrix model
[6]ISO 17450-1, Geometrical product specifications (GPS) — General concepts — 1: Model for geometrical specification and verification
[7]ISO/IEC Guide 98-4, Uncertainty of measurement — 4: Role of measurement uncertainty in conformity assessment
[8]ISO/IEC Guide 99:2007, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated terms (VIM)
[9]Hughes B., Forbes A., Lewis A., Sun W., Veal D., Nasr K., Laser tracker error determination using a network measurement. Meas. Sci. Technol. 2011, 22. DOI:10.1088/0957-0233/22/4/045103
[10]Lee V., Blackburn C., Muralikrishnan B., Sawyer D., Meuret M., Hudlemeyer A., A proposed interim check for field testing a laser tracker’s 3-D length measurement capability using a calibrated scale bar as a reference artifact. NISTIR 8016, 2014.
[11]Muralikrishnan B., Sawyer D., Blackburn C., Phillips S., Borchardt B., Estler W.T., ASME B89.4.19 performance evaluation tests and geometric errors in laser trackers. NIST Journal of Research. 2009, 114 (1) pp. 21–35