ISO/TS 15530-1:2013 幾何学的製品仕様(GPS)—三次元測定機(CMM):測定の不確かさを決定するための手法—パート1:概要と計測特性 | ページ 2

※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。

序文

ISO (国際標準化機構) は、国家標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合体です。国際規格の作成作業は通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。政府および非政府の国際機関も ISO と連携してこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するあらゆる事項について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。

この文書の作成に使用される手順と、そのさらなる保守を目的とした手順は、ISO/IEC 指令Part 1 部に記載されています。特に、さまざまなタイプの ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令Part 2 部の編集規則に従って起草されました 。 www.iso.org/directives

この文書の要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、かかる特許権の一部またはすべてを特定する責任を負わないものとします。文書の作成中に特定された特許権の詳細は、序論および/または受け取った特許宣言の ISO リストに記載されます。 www.iso.org/patents

本書で使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、推奨を構成するものではありません。

この文書を担当する委員会は、ISO/TC 213 「寸法および幾何学的製品仕様および検証」です。

ISO 15530は、「幾何製品仕様 (GPS) - 座標測定機 (CMM): 測定の不確実性を決定する技術」という一般タイトルの下、次の部分で構成されています。

  • Part 1 部: 概要と計測特性[技術仕様]
  • Part 3: 校正されたワークピースまたは測定標準の使用
  • Part 4: シミュレーションを使用したタスク固有の測定の不確かさの評価[技術仕様]

序章

ISO 15530 のこの部分は、一般的な GPS マトリクス内のサイズ、距離、半径、角度、形状、方向、位置、振れおよびデータムに関する一連の規格のチェーン リンク 6 に影響を与える一般的な GPS 文書です。

ISO/TR 14638 に記載されている ISO/GPS マスタープランは、この文書がその一部である ISO/GPS システムの概要を示しています。特に明記されていない限り、ISO 8015 に規定されている ISO/GPS の基本規則がこの文書に適用され、ISO 14253-1 に規定されているデフォルトの決定規則がこの文書に従って作成された仕様に適用されます。

ISO 15530 のこの部分と他の規格および GPS マトリックス モデルとの関係の詳細については、付録 C を参照してください。

ISO 15530 シリーズの目的は、三次元測定機 (CMM) を使用する際のタスク固有の測定の不確かさを推定するための用語、技術、ガイドラインを提供することです。これらの技術により、座標測定システム、サンプリング戦略、環境の影響、オペレーターの変動性、および実際の測定結果に影響を与えるその他の要因の影響など、規定の測定に影響を与える不確実性の原因の評価が可能になります。

CMM は複雑な GPS 測定装置であると考えられており、CMM 測定の不確かさの推定には ISO 14253-2 に記載されているものよりも高度な技術が必要となることがよくあります。 ISO 15530 シリーズで紹介されている技術は、ISO 14253-2 と ISO/IEC Guide 98-3 (GUM) の両方に準拠しています。この技術は CMM 用に特別に開発されましたが、他の GPS 測定装置にも適用できます。

CMM は、ISO 10360 シリーズの受け入れテストによって指定されます。これには、通常、校正された長さ (たとえば、校正されたゲージ ブロックまたはステップ ゲージを使用した体積測定テスト) と形状 (たとえば、校正された球体を使用したプローブ テスト) を測定する能力が含まれます。これらのテスト結果は、さらなる分析やテストを行わずに、これらの手順に含まれる特定のタイプの長さと形状の測定の不確実性を決定するために使用できますが、これらの結果は、ほとんどのワークピースのタスク固有の測定の不確実性を決定するには不十分であることが認識されています。測定。

測定の不確かさを決定するという目標は、さまざまな手法を通じて達成できます。ただし、すべての方法は ISO/IEC Guide 98-3 と一致している必要があり、標準の不確実性を組み合わせたものとなります。拡張された不確実性は、所望の信頼レベルを生み出すために選択されるカバレッジ係数を介して結合された標準不確かさに接続されます。カバレッジ係数のデフォルト値は 2, つまりk = 2 で、不確実性がガウス分布に関連付けられている場合、約 95% の信頼レベルが得られます。この文書の目的は、CMM 測定の不確かさを推定するための認知された技術に関するガイダンスを提供することです。

1 スコープ

ISO 15530 のこの部分では、ISO 15530 シリーズの概要を説明します。三次元測定機 (CMM) の計測学的特性、タスク固有の不確実性の原因、および ISO 10360 と ISO 15530 シリーズの関係について説明します。

2 規範的参照

以下の文書は、全部または一部がこの文書で規範的に参照されており、その適用には不可欠です。日付が記載された参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。

  • ISO 10360-1:2000, 幾何製品仕様書 (GPS) — 座標測定機 (CMM) の受け入れおよび再検証テスト — Part 1: 語彙
  • ISO 14253-1:— 1幾何学的製品仕様書 (GPS) — ワークピースおよび測定装置の測定による検査 — Part 1: 仕様への適合または不適合を証明するための決定ルール
  • ISO 14253-2:2011, 幾何製品仕様書 (GPS) — ワークピースおよび測定装置の測定による検査 — Part 2: GPS 測定、測定装置の校正および製品検証における不確かさの推定に関するガイダンス
  • ISO 14978:2006, 幾何製品仕様 (GPS) — GPS 測定機器の一般概念と要件
  • ISO/IEC Guide 98-3, 測定の不確かさ — Part 3: 測定における不確かさの表現に関するガイド (GUM:1995)
  • ISO/IEC Guide 99, 計測学の国際語彙 — 基本概念および一般概念および関連用語 (VIM)

3 用語と定義

この文書の目的のために、ISO 10360-1, ISO 14253-1, ISO 14253-2, ISO 14978, ISO/IEC Guide 98-3, ISO/IEC Guide 99 および以下の用語と定義が適用されます。

3.1

タスク固有の不確かさの測定

ISO/IEC Guide 98-3 に従って評価された、特定の測定結果のカバレージ係数 2 ( k = 2) を使用した拡張不確かさ

注記 1:タスク固有の測定の不確かさは、CMM, プロービング・システム、サンプリング方法、ワークピースの位置と方向、固定、汚染、熱環境を含む、測定プロセスの詳細に関連するすべての不確かさの原因を考慮します。

注記 2: 一般に、フィーチャのパラメータが異なれば、不確実性も異なります。たとえば、円の中心の X 座標と Y 座標には、不確実性が異なる可能性があります。

注記 3:影響量を変更すると、たとえば CMM 作業ゾーン内のワークピースの位置が変更され、タスク固有の測定の不確かさが変化する可能性があります。

3.2

サンプリング戦略

幾何学的特徴の測定に使用されるプローブ点の数と空間分布

参考文献

1ISO 8015, 幾何製品仕様 (GPS) — 基礎 — 概念、原則および規則
2ISO 10360-2, 幾何製品仕様 (GPS) — 三次元測定機 (CMM) の受け入れおよび再検証テスト — Part 2: 直線寸法の測定に使用される CMM
3ISO 10360-3, 幾何学的製品仕様書 (GPS) — 三次元測定機 (CMM) の受け入れおよび再検証テスト — Part 3: 4 番目の軸として回転テーブルの軸を備えた CMM
4ISO 10360-4, 幾何製品仕様書 (GPS) — 座標測定機 (CMM) の受け入れおよび再検証テスト — Part 4: スキャン測定モードで使用される CMM
5ISO 10360-5, 幾何製品仕様 (GPS) — 座標測定機 (CMM) の受け入れおよび再検証テスト — Part 5: 単一および複数のスタイラス接触プローブ システムを使用する CMM
6ISO 12179:2000, 幾何製品仕様書 (GPS) — 表面テクスチャー: プロファイル法 — 接触 (スタイラス) 機器の校正
7ISO/TR 14638:1995, 幾何製品仕様 (GPS) — マスタープラン
8ISO 15530-3, 幾何製品仕様 (GPS) — 三次元測定機 (CMM): 測定の不確かさを決定する技術 — Part 3: 校正されたワークピースまたは測定標準の使用
9ISO/TS 15530-4 、幾何製品仕様 (GPS) — 三次元測定機 (CMM): 測定の不確かさを決定する技術 — Part 4: シミュレーションを使用したタスク固有の測定の不確かさの評価
10ISO/IEC Guide 98-3:2008/Suppl.1:2008, 測定の不確かさ — Part 3: 測定における不確かさの表現に関するガイド (GUM:1995) — 補足 1: モンテカルロ法を使用した分布の伝播

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.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2. www.iso.org/directives

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. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received. www.iso.org/patents

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.

The committee responsible for this document is ISO/TC 213, Dimensional and geometrical product specifications and verification.

ISO 15530 consists of the following parts, under the general title Geometrical product specifications (GPS) — Coordinate measuring machines (CMM): Technique for determining the uncertainty of measurement:

  • Part 1: Overview and metrological characteristics [Technical Specification]
  • Part 3: Use of calibrated workpieces or measurement standards
  • Part 4: Evaluating task-specific measurement uncertainty using simulation [Technical Specification]

Introduction

This part of ISO 15530 is a general GPS document which influences chain link 6 of the chain of standards on size, distance, radius, angle, form, orientation, location, run-out and datums in the general GPS matrix.

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 on the relation of this part of ISO 15530 to other standards and the GPS matrix model, see Annex C.

It is the purpose of the ISO 15530 series to provide terminology, techniques and guidelines for estimating task-specific measurement uncertainty when using coordinate measuring machines (CMMs). These techniques allow for the evaluation of sources of uncertainty that affect a stated measurement, including the influence of the coordinate measuring system, the sampling strategy, environmental effects, operator variability and any other factors affecting the actual measurement result.

CMMs are considered to be complex GPS measuring equipment, and the estimation of the uncertainty of CMM measurements often involves more advanced techniques than those described in ISO 14253-2. The techniques presented in the ISO 15530 series are compliant with both ISO 14253-2 and ISO/IEC Guide 98-3 (GUM). The techniques are developed specifically for CMMs but could be applied to other GPS measuring equipment.

CMMs are specified by acceptance tests in the ISO 10360 series, which typically involve their ability to measure calibrated lengths (e.g. volumetric tests using calibrated gauge blocks or step gauges) and form (e.g. probing tests using a calibrated sphere). It is recognized that although these test results may be used to determine an uncertainty for the specific types of length and form measurements involved in these procedures, without further analysis or testing, these results are insufficient to determine the task-specific measurement uncertainty of most workpiece measurements.

The goal of determining the measurement uncertainty can be achieved through many different techniques; however, all methods must be consistent with ISO/IEC Guide 98-3, which yields a combined standard uncertainty. The expanded uncertainty is connected to the combined standard uncertainty via the coverage factor, which is selected to produce the desired level of confidence. The default value for the coverage factor is two, i.e. k = 2, which yields a level of confidence of approximately 95 % if the uncertainty is associated with a Gaussian distribution. It is the purpose of this document to provide guidance on recognized techniques for the estimation of uncertainty of CMM measurements.

1 Scope

This part of ISO 15530 provides an overview of the ISO 15530 series. It discusses the metrological characteristics of coordinate measuring machines (CMMs), the sources of task-specific uncertainty, and the relationship between the ISO 10360 and ISO 15530 series.

2 Normative references

The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are indispensable for its application. 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:— 1 , Geometrical product specifications (GPS) — Inspection by measurement of workpieces and measuring equipment — Part 1: Decision rules for proving conformity or nonconformity with specifications
  • ISO 14253-2:2011, Geometrical product specifications (GPS) — Inspection by measurement of workpieces and measuring equipment — Part 2: Guidance for the estimation of uncertainty in GPS measurement, in calibration of measuring equipment and in product verification
  • ISO 14978:2006, Geometrical product specifications (GPS) — General concepts and requirements for GPS measuring equipment
  • ISO/IEC Guide 98-3, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM:1995)
  • ISO/IEC Guide 99, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated terms (VIM)

3 Terms and definitions

For the purpose of this document, the terms and definitions given in ISO 10360-1, ISO 14253-1, ISO 14253-2, ISO 14978, ISO/IEC Guide 98-3, ISO/IEC Guide 99 and the following apply.

3.1

task-specific measurement uncertainty

expanded uncertainty using a coverage factor of two (k = 2), evaluated according to ISO/IEC Guide 98‑3, of a specific measurement result

Note 1 to entry: Task-specific measurement uncertainty takes into account all uncertainty sources associated with the details of the measurement process, including the CMM, probing system, sampling strategy, workpiece location and orientation, fixturing, contamination, thermal environment.

Note 2 to entry: Different parameters of a feature, in general, have different uncertainties, e.g. the X and Y ordinates of the centre of a circle could have different uncertainties.

Note 3 to entry: Changing any influence quantity, e.g. the workpiece location in the CMM work zone, may change the task-specific measurement uncertainty.

3.2

sampling strategy

number and spatial distribution of probing points used to measure a geometric feature

Bibliography

1ISO 8015, Geometrical product specifications (GPS) — Fundamentals — Concepts, principles and rules
2ISO 10360-2, Geometrical product specifications (GPS) — Acceptance and reverification tests for coordinate measuring machines (CMM) — Part 2: CMMs used for measuring linear dimensions
3ISO 10360-3, Geometrical Product Specifications (GPS) — Acceptance and reverification tests for coordinate measuring machines (CMM) — Part 3: CMMs with the axis of a rotary table as the fourth axis
4ISO 10360-4, Geometrical Product Specifications (GPS) — Acceptance and reverification tests for coordinate measuring machines (CMM) — Part 4: CMMs used in scanning measuring mode
5ISO 10360-5, Geometrical product specifications (GPS) — Acceptance and reverification tests for coordinate measuring machines (CMM) — Part 5: CMMs using single and multiple stylus contacting probing systems
6ISO 12179:2000, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Calibration of contact (stylus) instruments
7ISO/TR 14638:1995, Geometrical product specification (GPS) — Masterplan
8ISO 15530-3, Geometrical product specifications (GPS) — Coordinate measuring machines (CMM): Technique for determining the uncertainty of measurement — Part 3: Use of calibrated workpieces or measurement standards
9ISO/TS 15530-4, Geometrical Product Specifications (GPS) — Coordinate measuring machines (CMM): Technique for determining the uncertainty of measurement — Part 4: Evaluating task-specific measurement uncertainty using simulation
10ISO/IEC Guide 98-3:2008/Suppl.1:2008, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM:1995) — Supplement 1: Propagation of distributions using a Monte Carlo method