ISO 230-10:2022
(Main)Test code for machine tools — Part 10: Determination of the measuring performance of probing systems of numerically controlled machine tools
Test code for machine tools — Part 10: Determination of the measuring performance of probing systems of numerically controlled machine tools
This document specifies test procedures to evaluate the measuring performance of probing systems integrated with a numerically controlled machine tool. Test procedures for touch trigger probing systems and scanning probing systems operating in discrete-point measurement mode are specified in 7.1. Test procedures are specified for scanning probing systems in 7.2, for bore gauge systems in 7.3, for contacting tool measuring systems in 8.1, and for non-contacting tool measuring systems using the laser light barrier principle in 8.2. The evaluation of the performance of the machine tool, used as a coordinate measuring machine (CMM), is outside the scope of this document. Such performance evaluation involves traceability issues, is strongly influenced by machine tool geometric accuracy and can, in addition to the machine tool probing system tests specified in this document, be evaluated according to ISO 10360-2 and ISO 10360-5. Descriptions of test procedures in this document are referred to machining centres. However, tests apply in principle to most NC machine tools.
Code d'essai des machines-outils — Partie 10: Détermination des performances de mesure des systèmes de palpage des machines-outils à commande numérique
Le présent document spécifie les modes opératoires d'essai pour évaluer les performances de mesure des systèmes de palpage intégrés avec une machine-outil à commande numérique. Les modes opératoires d'essai pour les systèmes de palpage à détente et les systèmes de palpage de scanning opérant en mode de mesurage de points discrets sont spécifiés en 7.1. Les modes opératoires d'essai sont spécifiés pour les systèmes de palpage de scanning en 7.2, pour les systèmes de comparateur d'alésage en 7.3, pour les systèmes de mesure d'outil à contact en 8.1, et pour les systèmes de mesure d'outil sans contact utilisant le principe de barrière optique laser en 8.2. L'évaluation des performances de la machine-outil utilisée comme machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) ne fait pas partie du domaine d'application du présent document. L'évaluation de telles performances implique des problèmes de traçabilité, est fortement influencée par l'exactitude géométrique de la machine-outil et peuvent, en plus d'être soumises aux essais du système de palpage de la machine-outil spécifiés dans le présent document, être évaluées conformément à l’ISO 10360-2 et l’ISO 10360-5. Les modes opératoires d'essai décrits dans le présent document se réfèrent aux centres d’usinage. Toutefois, les essais s’appliquent en principe à la plupart des machines-outils CN.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 230-10
Third edition
2022-03
Test code for machine tools —
Part 10:
Determination of the measuring
performance of probing systems of
numerically controlled machine tools
Code d'essai des machines-outils —
Partie 10: Détermination des performances de mesure des systèmes de
palpage des machines-outils à commande numérique
Reference number
© ISO 2022
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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
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Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
3.1 General terms . 2
3.2 Terms relating to the probing system . 2
3.3 Terms relating to probing performance . 7
3.4 Terms relating to scanning probes . 8
4 Symbols . 9
5 Preliminary remarks .12
5.1 Influences on the measurement performance of the probing system .12
5.2 Measurement units .12
5.3 Reference to ISO 230-1 . 13
5.4 Recommended instrumentation and test equipment .13
5.5 Machine conditions prior to testing . 13
5.6 Testing sequence . 13
5.7 Tests to be performed .13
5.8 Sources of test uncertainty .13
5.9 Reporting of test results . 14
6 Thermal influences .15
6.1 General . 15
6.2 Environmental temperature variation error (ETVE) test. 15
6.3 Other thermal distortion tests . 15
7 Probing of workpiece .16
7.1 Touch trigger probes . 16
7.1.1 General . 16
7.1.2 Probing repeatability . 17
7.1.3 Stylus tip offset test . 18
7.1.4 Probing-tool location repeatability test . 19
7.1.5 2D probing error test . 20
7.1.6 3D probing error test . 21
7.1.7 Workpiece position and orientation tests . 23
7.1.8 Combined workpiece machining and location test .29
7.1.9 Time delay variation tests .30
7.1.10 Feature size measurement performance tests . 35
7.2 Scanning probes . 37
7.2.1 General . 37
7.2.2 Filtering parameters . 37
7.2.3 Scanning 2D performance test . 37
7.2.4 Scanning 3D performance test.39
7.3 Bore gauge . 42
7.3.1 General . 42
7.3.2 Characteristics of bore gauge systems . 42
7.3.3 Preliminary remarks . 45
7.3.4 Determination of measurement repeatability of the system .46
8 Probing of tools .46
8.1 Touch trigger probes .46
8.1.1 General .46
8.1.2 Tool-setting system qualification . 47
8.1.3 Tool-setting repeatability . 47
iii
8.2 Non-contacting laser light barrier tool measuring system .50
8.2.1 General .50
8.2.2 Typical functions of a laser light barrier system . 51
8.2.3 Differences between laser light barrier systems and contacting tool
measuring systems . 51
8.2.4 Laser light barrier tool measuring system . 51
8.2.5 Factors influencing the uncertainty of tool dimensional measurement .54
8.2.6 Preliminary remarks .54
8.2.7 Verification of detection tasks .54
8.2.8 Verification of measurement tasks . 59
8.2.9 Reports of test results .66
Bibliography .68
iv
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 (see 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 (see 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.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 39, Machine tools, Subcommittee SC 2,
Test conditions for metal cutting machine tools.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 230-10:2016), which has been technically
revised.
The main changes compared to the previous edition are as follows:
— The document scope has been revised to include specification in 7.2, 7.3 and 8.2;
— a definition for laser light barrier principle is added in 3.2.12;
— Figures 1, 4, 6 and 7 have been revised;
— Symbols of variables in Formulae (3) and (4) have been changed to be consistent with symbols in
8.2.8.4.1;
— a new subclause 7.3 on "Determination of the performance of bore gauge systems" has been added.
— a new subclause 8.2 on "Non-contacting laser light barrier tool measuring systems" has been added.
A list of all parts in the ISO 230 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
v
Introduction
The purpose of ISO 230 (all parts) is to standardize methods of testing the accuracy of machine tools,
excluding portable power tools.
This document specifies test procedures to evaluate the measuring performance of contacting and non-
contacting probing systems integrated with CNC machine tools. The test procedures are not intended to
distinguish between the various causes of errors. They intend to demonstrate the combined influence
of the environment, machine tool, probing system and probing software on the measuring performance.
The results of these tests do not reflect on the performance of the machine tool in a metal cutting mode.
When the tests are required for acceptance purposes, it is up to the user to choose the tests that are of
interest, in agreement with the manufacturer/supplier.
The results of these tests do not reflect on the performance of the machine tool used as a coordinate
measuring machine (CMM). Such performance involves traceability issues and it is intended that they
be evaluated based on methods of ISO 10360-2 and ISO 10360-5.
Test procedures to measure performance with touch trigger probes are given in 7.1 and 8.1, scanning
probes in 7.2, bore gauge systems in 7.3. and with non-contacting tool measuring systems applying
laser light barrier principle in 8.2.
Numerically controlled machine tools can apply probing systems in machining process applications,
such as
— identification that the correct workpiece has been loaded before machining,
— location and/or alignment of the workpiece,
— dimensional measurement of the workpiece after machining, but while still on the machine tool,
— measurement of the position and orientation of the machine tool rotary axes,
— measurement and setting of the cutting tool (radius, length and offset of the tool), and
— detection of tool breakage.
vi
INTERNATIONAL STANDARD ISO 230-10:2022(E)
Test code for machine tools —
Part 10:
Determination of the measuring performance of probing
systems of numerically controlled machine tools
1 Scope
This document specifies test procedures to evaluate the measuring performance of probing systems
integrated with a numerically controlled machine tool. Test procedures for touch trigger probing
systems and scanning probing systems operating in discrete-point measurement mode are specified
in 7.1. Test procedures are specified for scanning probing systems in 7.2, for bore gauge systems in 7.3,
for contacting tool measuring systems in 8.1, and for non-contacting tool measuring systems using the
laser light barrier principle in 8.2.
The evaluation of the performance of the machine tool, used as a coordinate measuring machine (CMM),
is outside the scope of this document. Such performance evaluation involves traceability issues, is
strongly influenced by machine tool geometric accuracy and can, in addition to the machine tool probing
system tests specified in this document, be evaluated according to ISO 10360-2 and ISO 10360-5.
Descriptions of test procedures in this document are referred to machining centres. However, tests
apply in principle to most NC machine tools.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements 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 230-1:2012, Test code for machine tools — Part 1: Geometric accuracy of machines operating under
no-load or quasi-static conditions
ISO 230-3:2020, Test code for machine tools — Part 3: Determination of thermal effects
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:
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
NOTE In measuring mode, machine tools are used like CMMs. Therefore, definitions for probing systems
performance tests for CMMs apply also to machine tools. However, since not all machine tool users are familiar
with the use of CMMs, this document provides definitions specifically with machine tools in mind, making sure
that they do not create any conflicts with CMM definitions.
3.1 General terms
3.1.1
machine coordinate system
MCS
coordinate system fixed with respect to physical or calculated axes of a machine tool
[SOURCE: ISO 10360-1:2000, 2.5 — modified, reference to "machine tool" instead of "machine coordinate
system".]
3.1.2
workpiece coordinate system
WCS
coordinate system fixed with respect to a workpiece
[SOURCE: ISO 10360-1:2000, 2.4]
3.1.3
measuring volume
three-dimensional space encompassing all linear coordinates that are accessible for measurement on
the machine tool
3.2 Terms relating to the probing system
3.2.1
probe
device that senses a surface and generates the signal(s) during probing
Note 1 to entry: There are several types of probes used on machine tools and they use different technologies to
achieve the same aim.
Note 2 to entry: Probes can either be “switching” types or “proportional” types. These can be available as either
“contacting” or “non-contacting” systems.
[SOURCE: ISO 10360-1:2000, 3.1 — modified, Note 1 to entry and Note 2 to entry have been added.]
3.2.1.1
contacting probe
probe (3.2.1) that needs material contact with a surface being measured (detected) in order to function
EXAMPLE Electrical circuit breakage, strain gauge.
Note 1 to entry: The contacting feed speed applied to obtain the material contact can influence the performance
of such probes. Proper contacting feed speed is specified in the manufacturer/supplier instructions.
Note 2 to entry: For best performance, the contacting feed speed applied during measurement is the same as the
feed speed applied during probe qualification.
Note 3 to entry: Typical contacting probes that operate in the − X, + X, − Y, + Y and − Z directions, and in any
combination of such directions, are sometimes referred to as 2,5D probes. These contacting probes do not allow
for (or allow for very limited) operation in the + Z direction.
Note 4 to entry: Measurement in the + Z direction capability can be obtained by the use of stylus systems
equipped with multiple styli, as depicted in Figure 1, where stylus tip 2 (moving in the + Z direction) contacts
the workpiece surface and causes the probe to generate the signal as a consequence of the deflection in the − Z
direction.
3.2.1.2
non-contacting probe
probe (3.2.1) that needs no material contact with a surface being measured in order to function
EXAMPLE Optical and laser systems, inductive and capacitive systems.
Note 1 to entry: In this document, only laser light barrier systems as a non-contacting probing system is included.
3.2.1.3
switching probe
touch trigger probe
probe (3.2.1) that gives a binary signal as a result of detection of a surface
3.2.1.4
laser light barrier principle
principle utilising a laser light transmitter and an opto-electronic receiver to detect light interruption
for performing non-contacting measurement tasks
3.2.2
probing
to probe
measurement action that results in the determination of values (e.g., coordinate values, length values,
false/true values)
Note 1 to entry: Probing associated with the measurement of cutting tools does not necessarily result in the
determination of coordinate values.
Note 2 to entry: Probing associated with tool breakage detection results in the determination of a false/true
state.
[SOURCE: ISO 10360-1:2000, 2.7 — modified, definition has been partly modified by explaining “values”,
Note 1 to entry and Note 2 to entry have been added.]
3.2.2.1
1D probing
measurement allowing only for probing motion parallel to one machine coordinate system axis or to
one workpiece coordinate system axis
3.2.2.2
2D probing
measurement allowing for probing motion along a vector in a plane
Note 1 to entry: Independent qualification for stylus tip 1 and for stylus tip 2, and additional tests, are specified
in ISO 10360-5.
Key
1 stylus tip 1 4 tool holder
2 stylus tip 2 5 probe
3 spindle 6 workpiece
Figure 1 — Probing-tool equipped with 2 styli
3.2.2.3
3D probing
measurement allowing for probing motion along any vector in space
3.2.3
probing system
system consisting of a probe (3.2.1), contacting probe (3.2.1.1) or non-contacting probe (3.2.1.2), signal
transmission system (e.g. optical, radio, wire), signal conditioning hardware, the probing hardware and
software and, where present, probe extensions, probe changing system, stylus and stylus extensions,
when used in conjunction with a suitable numerically controlled machine tool
Note 1 to entry: Some of the tests specified in this document are referred to probing systems consisting of
contacting probes equipped with a single stylus system that is parallel to the machine tool spindle axis average
line, as depicted in Figure 2. For applications using stylus systems equipped with multiple styli (see Figure 1),
and for application where measurement is performed by using multiple orientations of the spindle axis average
line with respect to the WCS, additional tests are specified in ISO 10360-5.
[SOURCE: ISO 10360-1:2000, 2.6 — modified, Note 1 to entry has been added.]
3.2.4
probing system qualification
establishment of the parameters of a probing system (based on manufacturer/supplier instructions)
necessary for subsequent measurements
Note 1 to entry: Effective stylus tip diameter (3.2.6) and location of the stylus tip centre with respect to spindle
axis average line are typical parameters established by probing system qualification.
Note 2 to entry: Suppliers’ technical literature sometimes refers to probing system qualification with the
expression “probing system calibration”; this expression is not appropriate.
[SOURCE: ISO 10360-1:2000, 3.7 — modified, Note 1 to entry and Note 2 to entry have been added.]
3.2.5
pre-travel
distance between the point of first material contact of the probe stylus tip with the surface being
detected and the point where the probe signal is generated
Note 1 to entry: Pre-travel is affected by probe construction, probing direction, probing speed, switching force,
stylus system length and compliance, time delay between probing signal and machine tool position transducer
read-out, etc.
Note 2 to entry: Pre-travel variation (commonly referred to as “lobing”), under specified probing conditions, is a
very important probing system characteristic.
Note 3 to entry: Some probe qualification techniques can significantly reduce the effects of probing system pre-
travel variation.
3.2.6
effective stylus tip diameter
effective stylus tip size
stylus tip dimension used by some probing software to determine feature size from the measurement
data
Note 1 to entry: The effective stylus tip diameter (size) is associated with probing system performance and is
determined by appropriate probing system qualification, rather than by simply measuring the stylus tip size.
3.2.7
stylus tip
physical element that establishes the contact with the object to measure
[SOURCE: ISO 10360-1:2000, 4.2 — modified, "workpiece" replaced with "object to measure".]
3.2.8
stylus system
system composed of a stylus and stylus extension(s) (if any)
[SOURCE: ISO 10360-1:2000, 4.4 — modified, Note 1 to entry has been added.]
Note 1 to entry: Stylus extensions can reduce stylus system stiffness and can adversely influence probing system
performance. Therefore, performance tests are carried out using the particular stylus extension(s) of interest.
3.2.9
stylus system length
distance from the centre of the stylus tip to the feature interfacing with the probe
of the stylus system (3.2.8)
Note 1 to entry: See Figure 2.
Note 2 to entry: Some probing systems (3.2.3) establish the stylus system length as the distance from the centre
of the stylus tip and others from the most protruding point of the stylus tip.
Key
1 stylus tip (3.2.7)
2 stylus
3 stylus extension (3.2.9)
a stylus system length
Figure 2 — Stylus system length
3.2.10
probing-tool
device consisting of a probe and its stylus system (3.2.8), attached to a tool holder
Note 1 to entry: See Figure 2.
3.2.11
probing-tool length
distance from the most protruding point of the stylus tip to the machine tool spindle reference surface
or gauge line that connects to the probing-tool (3.2.10)
Note 1 to entry: See Figure 3.
Note 2 to entry: Some probing systems establish the probing-tool length as the distance from the centre of the
stylus tip to the machine tool spindle reference surface that connects to the probing-tool and others from the
most protruding point of the stylus tip to the machine tool spindle reference surface that connects to the probing-
tool.
Note 3 to entry: For solid-shank-type tool holders, the spindle reference surface is at the spindle cone gauge line.
For other tool holders (hollow shank), the spindle reference surface is the spindle face.
Note 4 to entry: Typically, the probing system is handled by the machine controller as a tool, therefore, the overall
length is considered.
Note 5 to entry: The procedure for establishing the length of the probing-tool is specified in manufacturer/
supplier instructions.
Key
1 spindle 4 stylus
2 tool holder L probing-tool length
3 probe
Figure 3 — Probing-tool length
3.2.12
stylus tip offset
effective distance from the centre of the stylus tip to the axis average line of the spindle, in which the
probing-tool is mounted
Note 1 to entry: Test for stylus tip offset see 7.1.3.
3.3 Terms relating to probing performance
3.3.1
probing repeatability
degree of closeness of coordinate values provided by the probing system when it is repeatedly applied
to the same measurand of the feature such as surface location, circle or sphere centre under the same
test conditions
Note 1 to entry: This definition specifically refers to the scope of this document and the probing systems under
test; it is not extended to the general definition associated with the metrological characteristics defined in other
International Standards.
Note 2 to entry: Probing repeatability can be expressed quantitatively in terms of the dispersion characteristics
of the measured values or by the range of measured values.
Note 3 to entry: Probing repeatability relates to the complete probing system. It is not comparable with “probe
repeatability” as defined in the probe suppliers’ handbooks.
3.3.2
probing error
P
FTU
error within which the range of the radii of a reference artefact can be determined by a machine tool
using one stylus system (3.2.8)
Note 1 to entry: In the symbol, P , the character P indicates that the error is related primarily to the probing
FTU
system performance, the character F indicates that it is a form error, the character T refers to a contacting
(tactile) probing system and the character U indicates the use of a single (unique) stylus.
Note 2 to entry: A typical reference artefact for 2D probing is a ring calibrated for form. A typical reference
artefact for 3D probing is a sphere calibrated for form.
Note 3 to entry: 2D probing error, P , is addressed in 7.1.5 and 3D probing error, P , is addressed in
FTU,2D FTU, 3D
7.1.6.
Note 4 to entry: 2D probing error P is named P in ISO 10360-5:2020, and 3D probing error
FTU,2D Form.Cir.1x36:SS: Tact
P is named P in ISO 10360-5:2020.
FTU,3D Form.Sph.1x25:SSTact
3.4 Terms relating to scanning probes
3.4.1
rest position
unloaded position
position of the centre of the probe’s stylus tip when it is stationary and not deflected by contact with a
surface
Note 1 to entry: The rest position is a nominal position that is established during probing system qualification.
The actual rest position at any time typically varies slightly from this value.
3.4.2
maximum scanning deflection
maximum deflection that can be applied to the centre of the probe’s stylus tip during a scanning
measurement as specified by the manufacturer/supplier
Note 1 to entry: The maximum scanning deflection can vary with direction of deflection (x,y,z).
3.4.3
probe over-travel limit
maximum deflection of the centre of the probe stylus tip from the rest position that can be applied
without causing damage to the probe stylus assembly as specified by the manufacturer/supplier
3.4.4
minimum scanning deflection
minimum deflection of the centre of the stylus tip from its rest position that is allowed during a
scanning measurement as specified by the manufacturer/supplier
Note 1 to entry: Deflection is programmed to be large enough to ensure that the stylus tip maintains contact
with the surface throughout the measurement.
3.4.5
scanning measurement range
maximum allowed distance between the nominal scan line (3.4.7) and the actual scan line, as specified
by the manufacturer/supplier
Note 1 to entry: This distance may be expressed separately for the different axes of the probe, e.g. ± 0,3 mm in X
and Y, ± 0,2 mm in Z.
Note 2 to entry: The scanning measurement range is less than the difference between the maximum scanning
deflection and the minimum scanning deflection for a number of reasons, including
— deviation from the pre-defined tool path caused by machine tool path following errors,
— approximations during tool-path generation (e.g. approximating a curve by straight line segments), and
— additional probe deflection caused by movement along the surface (e.g. friction, local surface normal
deviations, surface finish).
3.4.6
tip centre point
tip centre
indicated position of the centre of the stylus tip during a measurement
Note 1 to entry: This is also known as an “indicated measured point” (see ISO 10360-1:2000, 2.12).
3.4.7
target scan line
nominal scan line
line along which target contact points lie
[SOURCE: ISO 10360-1:2000, 7.2]
3.4.8
pre-defined path scanning
method of scanning in which the motion of the probing system between two defined points is directed
by a target scan line
Note 1 to entry: In this method of scanning, feedback from the probing system is not used to direct the motion of
the probing system.
[SOURCE: ISO 10360-1:2000, 7.5, modified — Note has been deleted and Note 1 to entry has been added.]
3.4.9
discrete-point measurement
measurement of a single point on a surface using the analogue measurement capability of a scanning
probe, where the nominal motion of the probe is normal to the surface being measured
4 Symbols
For the purposes of this document, the following symbols apply.
D reference ring diameter or reference sphere diameter
D diameter of circle measurement for 2D scanning test (ring)
SC, 2D
D diameter of circle measurement for 3D scanning test (sphere)
SC, 3D
E minimum expected measurement repeatability
E size error for circle diameter measurement
CIR,D
E range of measured circle form error for time delay variation test
CIR,TD,F
E maximum measured circle form error for time delay variation test
CIR,TD,F,MAX
E time delay variation error for the circle diameter measurement
CIR,TD,D
E X-axis circle centre location error for time delay variation test
CIR,TD,X
E Y-axis circle centre location error for time delay variation test
CIR,TD,Y
E X-axis combined machining and location error
CML,X
E Y-axis combined machining and location error
CML,Y
E Z-axis combined machining and location error
CML,Z
E X-axis error for corner location
COR,X
E Y-axis error for corner location
COR,Y
E Z-axis error for corner location
COR,Z
WCS orientation in the reference plane identification error in the Y-axis
E
LIN,Y
direction
E diameter error for 2D scanning test
SC,2D,DIA
E form error for 2D scanning test
SC,2D,FORM
E positional reproducibility for 2D scanning test
SC,2D,POS
E diameter error for 3D scanning test
SC,3D,DIA
E positional reproducibility for 3D scanning test
SC,3D,POS
E form error for 3D scanning test
SC,3D,FORM
E size error for sphere diameter measurement
SPH,D
E range of measured sphere form error for time delay variation test
SPH,TD,F
E maximum measured sphere form error for time delay variation test
SPH,TD,F,MAX
E error of sphere diameter measurement for time delay variation test
SPH,TD,D
E X-axis sphere centre location error for time delay variation test
SPH,TD,X
E Y-axis sphere centre location error for time delay variation test
SPH,TD,Y
E Z-axis sphere centre location error for time delay variation test
SPH,TD,Z
E X-axis error for single axis time delay variation test
SPT,TD,X
E Y-axis error for single axis time delay variation test
SPT,TD,Y
E Z-axis error for single axis time delay variation test
SPT,TD,Z
E WCS reference plane identification error in Z-axis direction
PLA,Z
E size error for web measurement in the X-axis direction
WEB,X
E size error for web measurement in the Y-axis direction
WEB,Y
F measurement feed speed
F form error at the ring
R
F form error at the sphere
S
F form error for 2D scanning test
SC, 2D
L tool length
L tool breakage threshold
TOL
O stylus tip offset
P probing error definition
FTU
P 2D probing error
FTU,2D
P 3D probing error
FTU,3D
r radial distance (with r maximum and r minimum distance to centre)
max min
R tool radius
R tool corner radius
R repeatability of circle diameter measurement
CIR,D
R repeatability of circle centre location in the X-axis direction
CIR,X
R repeatability of circle centre location in the Y-axis direction
CIR,Y
R X-axis combined machining and location repeatability
CML,X
R Y-axis combined machining and location repeatability
CML,Y
R Z-axis combined machining and location repeatability
CML,Z
R repeatability of probing-tool location in the X-axis direction
PTL,X
R repeatability of probing-tool location in the Y-axis direction
PTL,Y
R repeatability of probing-tool location in the Z-axis direction
PTL,Z
R radius of sphere
S
R repeatability of sphere centre location in the X-axis direction
SPH,X
R repeatability of sphere centre location in the Y-axis direction
SPH,Y
R repeatability of sphere centre location in the Z-axis direction
SPH,Z
R tool-length setting repeatability with a non-rotating tool
SET,L,N
R tool-length setting repeatability with a rotating tool
SET,L,R
R tool diameter setting repeatability
SET,D,R
R repeatability of sphere diameter measurement
SPH,D
R repeatability of single-point probing in the X-axis direction
SPT,X
R repeatability of single-point probing in the Y-axis direction
SPT,Y
R repeatability of single-point probing in the Z-axis direction
SPT,Z
R repeatability of web size measurement in the X-axis direction
WEB,X
R repeatability of web size measurement in the Y-axis direction
WEB,Y
R XY-plane scanning measurement range
XY
R Z-axis measurement range for negative material condition
ZNEG
R Z-axis measurement range for positive material condition
ZPOS
S spindle speed
T time for 2D scanning test
SC,2D
T time for 3D scanning test
SC,3D
X centre coordinate X-axis 2D scanning test (ring)
SC,2D
X centre coordinate X-axis 3D scanning test (sphere)
SC,3D
Y centre coordinate Y-axis 2D scanning test (ring)
SC,2D
Y centre coordinate Y-axis 3D scanning test (sphere)
SC,3D
Z centre coordinate Z-axis 3D scanning test (sphere)
SC,3D
5 Preliminary remarks
5.1 Influences on the measurement performance of the probing system
Measurement performance of the probing system includes the machine tool characteristics over a
limited, small volume and shall not be simply derived from the stand-alone probe specifications.
The main influences on performance of probing systems of a machine tool are the following:
a) repeatability of machine tool;
b) geometric accuracy of machine tool, i.e. positioning accuracy (including resolution, backlash),
straightness, roll, pitch, yaw error motion, squareness between axes, etc.;
c) contamination of surfaces being measured (detected);
d) probing error and repeatability of probing system, including probing-tool changing and relocation;
e) probing system qualification;
f) temperature influences on machine tool, probing system, artefact and workpiece or cutting tool,
including of moving axes and spindles;
g) feed speed and accelerations during measurement;
h) standoff and overtravel distances;
i) time delay and time delay variation between probing signal and read-out of machine tool position
transducers;
j) surface roughness of workpiece probed.
Workpiece probing repeatability shall be checked in accordance with the tests in 7.1.2; probing-tool
location repeatability shall be checked in accordance with the test in 7.1.4; tool setting repeatability
shall be checked in accordance with the tests in 8.1.3.
Testing for performance of workpiece probing system and geometric accuracy of the machine tool (in a
limited, small volume) is given in 7.1.5 and 7.1.6.
Testing for time delay variation between probing signal and read-out of machine position transducers
is given in 7.1.9; feature size measurement performance tests are given in 7.1.10.
Temperature influences are best observed using procedures given in 6.2 and in ISO 230-3.
5.2 Measurement units
In this document, all linear dimensions and deviations are expressed in millimetres. All angular
dimensions are expressed in degrees. Angular deviations are, in principle, expressed in ratios but in
some cases, microradians or arc-seconds may be used for clarification purposes. Formula (1) should be
used for conversion of the units of angular deviations or tolerances:
0,010/1 000 = 10 μrad ≈ 2” (1)
5.3 Reference to ISO 230-1
To apply this document, reference should be made to ISO 230-1, especially for the installation of the
machine tool before testing.
5.4 Recommended instrumentation and test equipment
The measuring instruments indicated in the tests described in the following clauses are examples
only. Other instruments measuring the same quantities and having the same or smaller measurement
uncertainty may be used instead. Reference shall be made to ISO 230-1:2012, Clause 5 that indicates
the relationship between measurement uncertainties and the tolerances. Valuable information on
measuring instruments can also be gathered from ISO/TR 230-11.
5.5 Machine conditions prior to testing
Before starting the measurements, the machine tool geometric performance shall be assessed in
accordance with relevant International Standards (e.g. ISO 230-1, ISO 230-2, ISO 230-3, ISO 10791-1).
NOTE Appropriate national standards can apply.
In addition, the procedures for probe configuration and qualification shall be performed according to
the conditions specified by the manufacturer/supplier.
5.6 Testing sequence
The sequence in which the tests are presented in this document does not define the practical order of
testing. The tests described in Clauses 6, 7 and 8 may be performed either singly or in any combination.
5.7 Tests to be performed
When testing a machine, it is neither always necessary nor possible to carry out all the tests described
in this document. When the tests are required for acceptance purposes, it is up to the user to choose,
in agreement with the manufacturer/supplier, those tests which are of interest. These tests shall be
clearly stated when ordering a machine. Mere reference to this document for the acceptance tests,
without specifying the tests that shall be carried out, and without agreement on the relevant expenses,
cannot be considered binding for any contracting party.
The tests in this document are applicable to both acceptance testing and re-verification testing, and
should be run periodically, after a crash of the probe or machine, or if any of the following probing
conditions
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 230-10
Troisième édition
2022-03
Code d'essai des machines-outils —
Partie 10:
Détermination des performances
de mesure des systèmes de palpage
des machines-outils à commande
numérique
Test code for machine tools —
Part 10: Determination of the measuring performance of probing
systems of numerically controlled machine tools
Numéro de référence
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
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CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction . vi
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
3.1 Termes généraux . 2
3.2 Termes liés au système de palpage . 2
3.3 Termes relatifs au performance de palpage . 7
3.4 Termes relatifs aux palpeurs de scanning . 8
4 Symboles . 9
5 Remarques préliminaires .12
5.1 Influences sur la performance de mesure du système de palpage .12
5.2 Unités de mesure .13
5.3 Référence à l'ISO 230-1 . 13
5.4 Instruments et équipements d'essai recommandés . 13
5.5 État de la machine avant essai .13
5.6 Ordre des essais . 13
5.7 Essais à réaliser . 13
5.8 Sources d'incertitude d'essai . 14
5.9 Consignation des résultats d'essai . 14
6 Influences thermiques .15
6.1 Généralités . 15
6.2 Essai d'erreur de variation de température ambiante (ETVE) .15
6.3 Autres essais de distorsion thermique . 16
7 Palpage d'une pièce .16
7.1 Palpeurs de contact à détente . 16
7.1.1 Généralités . 16
7.1.2 Répétabilité de palpage . 17
7.1.3 Essai de constante de palpage . 19
7.1.4 Essai de répétabilité de position de l'outil de palpage . 19
7.1.5 Essai d'erreur de palpage 2D . 20
7.1.6 Essai d'erreur de palpage 3D . 22
7.1.7 Essais de position et d'orientation de la pièce .23
7.1.8 Essai combiné d'usinage et de position de la pièce . 31
7.1.9 Essais de variation de la temporisation . 33
7.1.10 Essais de performance du mesurage de la taille de l'élément .39
7.2 Palpeurs de scanning . 41
7.2.1 Généralités . 41
7.2.2 Paramètres de filtrage . 42
7.2.3 Essai de performance de scanning 2D . 42
7.2.4 Essai de performance de scanning 3D .44
7.3 Comparateur d'alésage .48
7.3.1 Généralités .48
7.3.2 Caractéristiques des systèmes de comparateur d'alésage .48
7.3.3 Remarques préliminaires . 52
7.3.4 Détermination de la répétabilité de mesure du système .53
8 Palpage des outils .53
8.1 Palpeurs de contact à détente . 53
8.1.1 Généralités .53
8.1.2 Qualification du système de réglage d'outil .54
8.1.3 Répétabilité de réglage de l’outil .54
iii
8.2 Système de mesure d'outil à barrière optique laser sans contact .58
8.2.1 Généralités .58
8.2.2 Fonction typiques du système de barrière optique laser . 59
8.2.3 Différences entre les systèmes de barrière optique laser et les systèmes de
mesure d'outil à contact . 59
8.2.4 Système de mesure d'outil à barrière optique laser . 59
8.2.5 Facteurs influençant l’incertitude de la mesure dimensionnelle de l’outil . 62
8.2.6 Remarques préliminaires .63
8.2.7 Contrôle des tâches de détection .63
8.2.8 Contrôle des tâches de mesurage .68
8.2.9 Consignation des résultats d'essai . 76
Bibliographie .77
iv
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 (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document
a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir www.iso.org/directives).
L'attention est attirée 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. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www.iso.org/iso/fr/avant-propos.html.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 39, Machines-outils, sous-comité SC 2,
Conditions de réception des machines travaillant par enlèvement de métal.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 230-10:2016), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
Les principales modifications par rapport à l'édition précédente sont les suivantes:
— le domaine d’application du document a été révisé afin d'inclure une spécification en 7.2, 7.3 et 8.2;
— une définition du principe de barrière optique laser est ajoutée en 3.2.12;
— les Figures 1, 4, 6 et7 ont été révisées;
— les symboles des variables dans les Formules (3) et (4) ont été changés afin de correspondre aux
symboles en 8.2.8.4.1;
— un nouveau paragraphe 7.3 sur la «Détermination de la performance des systèmes de comparateur
d'alésage» a été ajouté;
— un nouveau paragraphe 8.2 sur les «Systèmes de mesure d'outil à barrière optique laser sans
contact» a été ajouté.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 230 se trouve sur le site Web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
v
Introduction
L'objet de l'ISO 230 (toutes les parties) est de normaliser des méthodes d'essai pour la vérification de
l'exactitude des machines-outils, à l'exception des machines-outils électriques portatives.
Le présent document spécifie les modes opératoires d'essai pour évaluer les performances de mesure
des systèmes de palpage à contact ou sans contact intégrés à des machines-outils à commande
numérique (CN). Les modes opératoires d'essai ne sont pas destinés à différencier les différentes causes
d'erreurs. Elles visent à démontrer l'influence combinée de l'environnement, de la machine-outil, du
système de palpage et du logiciel de palpage sur les performances de mesure.
Les résultats de ces essais n'ont aucune incidence sur les performances de la machine-outil en mode
enlèvement de métal. Lorsque des essais de réception sont spécifiés, il incombe à l'utilisateur de choisir
les essais pertinents, en concertation avec le fabricant/le fournisseur.
Les résultats de ces essais ne reflètent pas les performances de la machine-outil utilisée comme machine
à mesurer tridimensionnelle (MMT). Ces performances impliquent des problèmes de traçabilité et il est
prévu de les évaluer selon les méthodes de l'ISO 10360-2 et de l'ISO 10360-5.
Les modes opératoires d'essai pour mesurer la performance avec des palpeurs à détente sont donnés
en 7.1 et 8.1, des palpeurs de scanning en 7.2, des systèmes de comparateur d'alésage en 7.3, et avec des
systèmes de mesure d’outil sans contact appliquant le principe de barrière optique laser en 8.2.
Les machines-outils à commande numérique peuvent utiliser des systèmes de palpage dans des
applications d'usinage telles que
— l'identification permettant de vérifier que la bonne pièce a été chargée avant l'usinage,
— la position et/ou l'alignement de la pièce,
— le mesurage dimensionnel de la pièce après usinage, la pièce étant encore sur la machine-outil,
— le mesurage de la position et de l'orientation des axes rotatifs de la machine-outil,
— le mesurage et le réglage de l'outil coupant (rayon, longueur et décalage de l'outil), et
— la détection des bris d'outil.
vi
NORME INTERNATIONALE ISO 230-10:2022(F)
Code d'essai des machines-outils —
Partie 10:
Détermination des performances de mesure des systèmes
de palpage des machines-outils à commande numérique
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie les modes opératoires d'essai pour évaluer les performances de mesure des
systèmes de palpage intégrés avec une machine-outil à commande numérique. Les modes opératoires
d'essai pour les systèmes de palpage à détente et les systèmes de palpage de scanning opérant en mode
de mesurage de points discrets sont spécifiés en 7.1. Les modes opératoires d'essai sont spécifiés pour
les systèmes de palpage de scanning en 7.2, pour les systèmes de comparateur d'alésage en 7.3, pour
les systèmes de mesure d'outil à contact en 8.1, et pour les systèmes de mesure d'outil sans contact
utilisant le principe de barrière optique laser en 8.2.
L'évaluation des performances de la machine-outil utilisée comme machine à mesurer tridimensionnelle
(MMT) ne fait pas partie du domaine d'application du présent document. L'évaluation de telles
performances implique des problèmes de traçabilité, est fortement influencée par l'exactitude
géométrique de la machine-outil et peuvent, en plus d'être soumises aux essais du système de palpage
de la machine-outil spécifiés dans le présent document, être évaluées conformément à l’ISO 10360-2 et
l’ISO 10360-5.
Les modes opératoires d'essai décrits dans le présent document se réfèrent aux centres d’usinage.
Toutefois, les essais s’appliquent en principe à la plupart des machines-outils CN.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de manière normative dans le présent
document et sont indispensables à son application. 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 230-1, Code d'essai des machines-outils — Partie 1: Exactitude géométrique des machines fonctionnant
à vide ou dans des conditions quasi-statiques
ISO 230-3:2020, Code d'essai des machines-outils — Partie 3: Évaluation des effets thermiques
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
NOTE En mode mesurage, les machines-outils sont utilisées comme des MMT. Les définitions relatives aux
essais des performances des systèmes de palpage pour les MMT s'appliquent donc également aux machines-
outils. Tous les utilisateurs de machines-outils ne sont toutefois pas familiarisés avec l'utilisation des MMT, c'est
pourquoi le présent document donne des définitions spécifiques aux machines-outils, afin de s’assurer d’éviter
tout risque de contradiction avec les définitions relatives aux MMT.
3.1 Termes généraux
3.1.1
repère machine
RM
système de coordonnées lié aux axes, physiques ou calculés, d'une machine-outil
[SOURCE: ISO 10360-1:2000, 2.5 — modifiée, référence à «machine-outil» à la place de «repère
machine».]
3.1.2
repère pièce
RP
système de coordonnées lié à la pièce
[SOURCE: ISO 10360-1:2000, 2.4]
3.1.3
volume de mesure
espace tridimensionnel englobant l'ensemble des coordonnées linéaires accessibles au mesurage sur la
machine-outil
3.2 Termes liés au système de palpage
3.2.1
palpeur
dispositif qui détecte une surface et génère un (des) signal (signaux) pendant le palpage
Note 1 à l'article: Il existe plusieurs types de palpeurs utilisés sur les machines-outils et employant différentes
technologies pour atteindre le même but.
Note 2 à l'article: Les palpeurs peuvent être de type «à déclenchement» ou «proportionnel». Ils peuvent être
disponibles sous la forme de systèmes «à contact» ou «sans contact».
[SOURCE: ISO 10360-1:2000, 3.1 — modifiée, la Note 1 à l’article et la Note 2 à l’article ont été ajoutées.]
3.2.1.1
palpeur à contact
palpeur (3.2.1) qui nécessite un contact matériel avec une surface à mesurer (à détecter) pour
fonctionner
EXEMPLE Disjoncteur électrique, jauge de contrainte.
Note 1 à l'article: La vitesse d'avance de contact appliquée pour obtenir le contact matériel peut influencer les
performances de ces palpeurs. La vitesse d'avance de contact appropriée est spécifiée dans les instructions du
fabricant/fournisseur.
Note 2 à l'article: Pour obtenir des performances optimales, la vitesse d'avance de contact appliquée pendant le
mesurage est identique à la vitesse appliquée pendant la qualification du palpeur.
Note 3 à l'article: Les palpeurs à contact types fonctionnant dans les directions − X, + X, − Y, + Y et − Z, et dans
n'importe quelle combinaison de ces directions, sont parfois appelés palpeurs 2,5D. Ces palpeurs à contact ne
permettent pas une déviation (ou permettent une déviation très limitée) dans la direction + Z.
Note 4 à l'article: La fonctionnalité de mesurage dans la direction + Z peut être obtenue en utilisant les systèmes
de stylet équipés de stylets multiples comme illustré à la Figure 1, dans lesquels la touche de stylet 2 (se déplaçant
dans la direction + Z) sera en contact avec la surface de la pièce et incitera le palpeur à émettre le signal en
conséquence de la déviation dans la direction − Z.
3.2.1.2
palpeur sans contact
palpeur (3.2.1) qui ne nécessite pas un contact matériel avec une surface à mesurer pour fonctionner
EXEMPLE Systèmes optiques et laser, systèmes inductifs et capacitifs.
Note 1 à l'article: Dans le présent document seul les systèmes de barrière optique laser en tant que système de
palpage sans contact sont inclus.
3.2.1.3
palpeur à déclenchement
palpeur de contact à détente
palpeur (3.2.1) émettant un signal binaire au contact d'une surface à mesurer (à détecter)
3.2.1.4
principe de barrière optique laser
principe utilisant un émetteur de lumière laser et un récepteur optoélectronique pour détecter une
interruption de lumière afin d’effectuer des tâches de mesurage sans contact
3.2.2
palpage
palper
action de mesurage consistant à déterminer des valeurs (par exemple, valeurs de coordonnées, valeurs
de longueurs, valeurs fausses/vraies)
Note 1 à l'article: Le palpage associé au mesurage des outils coupants ne permettra pas nécessairement de
déterminer des valeurs de coordonnées.
Note 2 à l'article: Le palpage associé à la détection de bris d'outil permettra de déterminer un état faux/vrai.
[SOURCE: ISO 10360-1:2000, 2.7 — modifiée, la définition a été partiellement modifiée en explicitant
«valeurs», la Note 1 à l’article et la Note 2 à l’article ont été ajoutées.]
3.2.2.1
palpage 1D
mesurage permettant uniquement un mouvement de palpage parallèle à un axe d’un repère machine ou
à un axe d’un repère pièce
3.3.2.2
palpage 2D
mesurage permettant un mouvement de palpage le long d'un vecteur dans un plan
Note 1 à l'article: Une qualification indépendante pour la touche de stylet 1 et la touche de stylet 2, ainsi que des
essais supplémentaires sont spécifiés dans l'ISO 10360-5.
Légende
1 touche de stylet 1 4 porte-outil
2 touche de stylet 2 5 palpeur
3 broche 6 pièce
Figure 1 — Outil de palpage équipé de deux stylets
3.2.2.3
palpage 3D
mesurage permettant un mouvement de palpage le long de tout vecteur dans l'espace
3.2.3
système de palpage
système constitué d'un palpeur (3.2.1), d’un palpeur à contact (3.2.1.1) ou d’un palpeur sans contact
(3.2.1.2) d'un système de transmission de signal (par exemple, optique, radio, filaire), d'un matériel de
traitement du signal, du matériel et du logiciel de palpage et, selon le cas, de rallonges de palpeur, d'un
système de changement de palpeur, d'un stylet et de rallonges de stylet, en cas d'utilisation conjointe
avec une machine-outil à commande numérique appropriée
Note 1 à l'article: Certains des essais spécifiés dans le présent document concernent les systèmes de palpage
constitués de palpeurs à contact équipés d'un système de stylet simple parallèle à la ligne moyenne d'axe de
broche de la machine-outil, comme illustré dans la Figure 2. Pour les applications utilisant des systèmes équipés
de stylets multiples (voir Figure 1) et pour les applications dans lesquelles le mesurage est effectué en utilisant
plusieurs orientations de la ligne moyenne d'axe de broche par rapport au RP, des essais supplémentaires sont
spécifiés dans l'ISO 10360-5.
[SOURCE: ISO 10360-1:2000, 2.6 — modifiée, la Note 1 à l’article a été ajoutée.]
3.2.4
qualification du système de palpage
établissement des paramètres d’un système de palpage (d’après les instructions du fabricant/
fournisseur) nécessaires pour les mesurages à venir
Note 1 à l'article: Le diamètre effectif de la touche de stylet (3.2.6) et la position du centre de la touche de stylet
par rapport à la ligne moyenne d'axe de la broche des paramètres types établis par la qualification du système de
palpage.
Note 2 à l'article: La documentation technique des fournisseurs utilise parfois l'expression «étalonnage du
système de palpage» pour désigner la qualification du système de palpage; cette expression n'est pas appropriée.
[SOURCE: ISO 10360-1:2000, 3.7 — modifiée, la Note 1 à l’article et la Note 2 à l’article ont été ajoutées.]
3.2.5
pré-course
distance entre le point du premier contact matériel de la touche de stylet du palpeur dont la surface est
détectée et le point d'émission du signal du palpeur
Note 1 à l'article: La pré-course est affectée par la construction du palpeur, la direction de palpage, la vitesse de
palpage, la force de déclenchement, la longueur et la conformité du système de stylet, la temporisation entre le
signal de palpage et la lecture des transducteurs de position de la machine-outil, etc.
Note 2 à l'article: Dans les conditions de palpage spécifiées, la variation de pré-course (couramment appelée
«frange») est une caractéristique très importante du système de palpage.
Note 3 à l'article: Certaines techniques de qualification du palpeur peuvent nettement réduire les effets de
variation de pré-course du système de palpage.
3.2.6
diamètre effectif de la touche de stylet
taille effective de la touche de stylet
dimension utilisée par certains logiciels de palpage pour déterminer la taille de l'élément mesuré à
partir de données de mesure
Note 1 à l'article: Le diamètre effectif (taille) de la touche de stylet est associé aux performances du système
de palpage et est déterminé par une qualification appropriée au système de palpage, plutôt qu'en mesurant
simplement la taille de la touche de stylet.
3.2.7
touche de stylet
élément physique qui établit le contact avec l'objet à mesurer
[SOURCE: ISO 10360-1:2000, 4.2 — modifiée, «pièce» remplacé par «objet à mesure».]
3.2.8
système de stylet
système composé d'un stylet et de rallonge(s) de stylet (selon le cas)
[SOURCE: ISO 10360-1:2000, 4.4 — modifiée, la Note 1 à l’article a été ajoutée.]
Note 1 à l'article: Les rallonges de stylet peuvent réduire la rigidité du système de stylet et influencer négativement
les performances du système de palpage. Par conséquent, les essais de performance sont effectués en prenant en
compte les particularités des rallonges de stylet considérés.
3.2.9
longueur du système de stylet
distance du centre de la touche de stylet et l'élément en interface avec le
palpeur du système de stylet (3.2.8)
Note 1 à l'article: Voir Figure 2.
Note 2 à l'article: Certains systèmes de palpage (3.2.3) définissent la longueur du système de stylet comme la
distance entre le centre de la surface de la touche de stylet et d’autres entre le point le plus saillant de la touche
de stylet.
Légende
1 touche de stylet (3.2.7)
2 stylet
3 extension du stylet (3.2.9)
a longueur du système de stylet
Figure 2 — Longueur du système de stylet
3.2.10
outil de palpage
dispositif constitué d'un palpeur et de son système de stylet (3.2.8), fixé à un porte-outil
Note 1 à l'article: Voir Figure 2.
3.2.11
longueur de l'outil de palpage
distance du point le plus saillant de la touche de stylet à la surface de référence de la broche de la
machine-outil ou du plan de jauge qui se connecte à l'outil de palpage (3.2.10)
Note 1 à l'article: Voir Figure 3.
Note 2 à l'article: Certains systèmes de palpage définissent la longueur de l'outil de palpage comme la distance
entre le centre de la touche de stylet et la surface de référence de la broche de la machine-outil qui se connecte
à l'outil de palpage et d'autres entre le point le plus saillant de la touche de stylet et la surface de référence de la
broche de la machine-outil qui se connecte à l'outil de palpage.
Note 3 à l'article: Pour les porte-outils de type à queue pleine, la surface de référence de la broche se trouve au
niveau du plan de jauge du cône de broche. Pour les autres porte-outils (à queue creuse), la surface de référence
de la broche se trouve au niveau de la face de la broche.
Note 4 à l'article: En général, le système de palpage est géré par la commande de la machine comme un outil, la
longueur totale est donc prise en compte.
Note 5 à l'article: La procédure pour établir la longueur de l'outil de palpage est spécifiée dans les instructions du
fabricant/fournisseur.
Légende
1 broche 4 stylet
2 porte-outil L longueur de l'outil de palpage
3 palpeur
Figure 3 — Longueur de l'outil de palpage
3.2.12
constante de palpage
distance effective du centre de la touche de stylet à la ligne moyenne de l'axe de broche, sur laquelle
l'outil de palpage est fixé
Note 1 à l'article: Essai pour constante de palpage voir 7.1.3.
3.3 Termes relatifs au performance de palpage
3.3.1
répétabilité de palpage
le degré de proximité des valeurs de coordonnées fournies par le système de palpage lorsqu'il est
appliqué de manière répétée au même mesurande de l'élément, tel que l'emplacement de la surface, le
centre d'un cercle ou d'une sphère, dans les mêmes conditions d'essai
Note 1 à l'article: Cette définition concerne spécifiquement le domaine d'application du présent document et les
systèmes de palpage soumis à l’essai; elle ne s'applique pas à la définition générale associée aux caractéristiques
métrologiques définies dans d'autres Normes internationales.
Note 2 à l'article: La répétabilité de palpage peut être exprimée quantitativement, en termes de caractéristiques
de dispersion des valeurs mesurées ou par l'amplitude des valeurs mesurées.
Note 3 à l'article: La répétabilité de palpage concerne l'ensemble du système de palpage. Elle n'est pas comparable
à la «répétabilité du palpeur» définie dans les manuels des fournisseurs de palpeurs.
3.3.2
erreur de palpage
P
FTU
erreur à l'intérieur de laquelle l'amplitude des rayons d'une entretoise de référence peut être déterminée
par une machine-outil en utilisant un système de stylet (3.2.8)
Note 1 à l'article: Dans le symbole, P , la lettre P indique que l'erreur est principalement liée aux performances
FTU
du système de palpage, la lettre F indique qu'il s'agit d'une erreur de forme, la lettre T désigne un système de
palpage à contact (tactile) et la lettre U indique l'utilisation d'un stylet simple (unique).
Note 2 à l'article: Une entretoise de référence type pour le palpage 2D est un anneau de forme étalonnée. Une
entretoise de référence type pour le palpage 3D est une sphère de forme étalonnée.
Note 3 à l'article: L'erreur de palpage 2D, P , est indiquée en 7.1.5 et l'erreur de palpage 3D, P , en 6.6
FTU,2D FTU, 3D
est indiquée en 7.1.6.
Note 4 à l'article: L'erreur de palpage 2D, P , est nommée P dans l’ISO 10360-5:2020, l’erreur
FTU,2D For m . C i r.1 x 36 : S S : Ta c t
de palpage 3D, P , est nommée P dans l’ISO 10360-5:2020.
FTU, 3D Form.Sph.1x25:SSTact
3.4 Termes relatifs aux palpeurs de scanning
3.4.1
position de repos
position non chargée
position du centre de la touche du stylet du palpeur lorsqu’elle est fixe et n’est pas déviée par le contact
avec une surface
Note 1 à l'article: La position de repos est une position nominale qui est établie au cours de la qualification du
système de palpage. La position de repos réelle à un moment quelconque varie généralement légèrement de cette
valeur.
3.4.2
déviation maximale de scanning
déviation maximale pouvant être appliquée au centre de la touche du stylet du palpeur au cours d’un
mesurage par scanning tel que spécifié par le fabricant/fournisseur
Note 1 à l'article: La déviation maximale de scanning peut varier en fonction de la direction de la déviation (x, y,
z).
3.4.3
limite de surcourse du palpeur
déviation maximale du centre de la touche du stylet du palpeur depuis la position de repos pouvant être
appliquée tel que spécifié par le fabricant/fournisseur sans endommager l’assemblage stylet-palpeur
3.4.4
déviation minimale de scanning
déviation minimale du centre de la touche du stylet depuis sa position de repos, qui est admise au cours
d’un mesurage par scanning tel que spécifié par le fabricant/fournisseur
Note 1 à l'article: La déviation est programmée pour être suffisamment grande pour s’assurer que la touche du
stylet reste en contact avec la surface pendant tout le mesurage.
3.4.5
amplitude de mesure du scanning
distance maximale admise entre la ligne de scanning nominale (3.4.7) et la ligne de scanning réelle, telle
que spécifiée par le fabricant/fournisseur
Note 1 à l'article: Cette distance peut être exprimée séparément pour les différents axes du palpeur, par exemple
± 0,3 mm sur X et Y, ± 0,2 mm sur Z.
Note 2 à l'article: L’amplitude de mesure du scanning est inférieure à la différence entre la déviation maximale de
scanning et la déviation minimale de scanning pour plusieurs raisons, y compris
Note 3 à l'article: — l’écart par rapport à la trajectoire prédéfinie de l’outil du fait des erreurs de suivi de
trajectoire de la machine,
Note 4 à l'article: — des approximations lors de la génération de la trajectoire de l’outil (par exemple,
approximation d’une courbe par des segments de droites), et
Note 5 à l'article: — la déviation supplémentaire du palpeur causée par le mouvement le long de la surface
(par exemple, frottement, écarts normaux locaux en surface, finition de surface).
3.4.6
point central de la touche
centre de la touche
position indiquée du centre de la touche de stylet au cours d’un mesurage
Note 1 à l'article: Ceci est également connu sous le nom de «point de mesure indiqué» (voir l’ISO 10360-1:2000,
2.12).
3.4.7
ligne de scanning cible
ligne de scanning nominale
ligne sur laquelle se trouvent les points de contact cible
[SOURCE: : ISO 10360-1:2000, 7.2]
3.4.8
trajectoire de scanning prédéfinie
méthode de scanning pour laquelle le déplacement du système de palpage entre deux points définis est
guidé selon une ligne de scanning cible
Note 1 à l'article: Dans cette méthode de scanning, le retour d’informations du système de palpage n’est pas
utilisé pour guider le déplacement du système de palpage.
[SOURCE: ISO 10360-1:2000, 7.5— modifiée, la Note a été supprimée et la Note 1 à l’article a été ajoutée.]
3.4.9
mesurage de point discret
mesurage d'un point unique sur une surface utilisant la fonctionnalité de mesurage analogue d’un
palpeur de scanning, où le mouvement nominal du palpeur est normal par rapport à la surface mesurée
4 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles suivants s'appliquent.
D diamètre de l’anneau de référence ou diamètre de la sphère de référence
D diamètre de mesurage de cercle pour l’essai de scanning 2D (anneau)
SC, 2D
D diamètre de mesurage du cercle pour l’essai de scanning 3D (sphère)
SC, 3D
E erreur de répétabilité de mesure minimale attendue
E erreur de taille pour le mesurage du diamètre du cercle
CIR,D
E intervalle de mesure de l'erreur de circularité pour l'essai de variation de la temporisation
CIR,TD,F
E erreur de circularité maximale mesurée pour l'essai de variation de la temporisation
CIR,TD,F,MAX
E erreur de variation de la temporisation pour le mesurage du diamètre du cercle
CIR,TD,D
E erreur de position du centre du cercle sur l'axe X pour l'essai de variation de la temporisation
CIR,TD,X
E erreur de position du centre du cercle sur l'axe Y pour l'essai de variation de la temporisation
CIR,TD,Y
E erreur combinée d'usinage et de position sur l'axe X
CML,X
E erreur combinée d'usinage et de position sur l'axe Y
CML,Y
E erreur combinée d'usinage et de position sur l'axe Z
CML,Z
E erreur de position de l'angle sur l'axe X
COR,X
E erreur de position de l'angle sur l'axe Y
COR,Y
E erreur de position de l'angle sur l'axe Z
COR,Z
E erreur d'identification de l'orientation RP dans le plan de référence dans la direction de
LIN,Y
l'axe Y
E erreur de diamètre pour l’essai de scanning 2D
SC,2D,DIA
E erreur de forme pour l’essai de scanning 2D
SC,2D,FORM
E reproductibilité de la position pour l’essai de scanning 2D
SC,2D,POS
E erreur de diamètre pour l’essai de scanning 3D
SC,3D,DIA
E reproductibilité de la position pour l’essai de scanning 3D
SC,3D,POS
E erreur de forme pour l’essai de scanning 3D
SC,3D,FORM
E erreur de taille pour le mesurage du diamètre de la sphère
SPH,D
E intervalle d'erreur de mesure de sphéricité pour l'essai de variation de la temporisation
SPH,TD,F
E erreur de mesure de sphéricité maximale pour l'essai de variation de la temporisation
SPH,TD,F,MAX
E erreur de mesure du diamètre de la sphère pour l'essai de variation de la temporisation
SPH,TD,D
E erreur de position du centre de la sphère sur l'axe X pour l'essai de variation de la tem-
SPH,TD,X
porisation
E erreur de position du centre de la sphère sur l'axe Y pour l'essai de variation de la tem-
SPH,TD,Y
porisation
E erreur de position du centre de la sphère sur l'axe Z pour l'essai de variation de la tem-
SPH,TD,Z
porisation
E erreur sur l'axe X pour l'essai de variation de la temporisation sur un seul axe
SPT,TD,X
E erreur sur l'axe Y pour l'essai de variation de la temporisation sur un seul axe
SPT,TD,Y
E erreur sur l'axe Z pour l'essai de variation de la temporisation sur un seul axe
SPT,TD,Z
E erreur d'identification du plan de référence RP dans la direction de l'axe Z
PLA,Z
E erreur de taille pour le mesurage de l'épaisseur de l'âme dans la direction de l'axe X
WEB,X
E erreur de taille pour le mesurage de l'épaisseur de l'âme dans la direction de l'axe Y
WEB,Y
F vitesse d'avance du mesurage
F erreur de forme
R
F erreur de forme à la sphère
S
F erreur de forme pour l’essai de scanning 2D
SC, 2D
L longueur de l’outil
L seuil de bris d'outil
TOL
O constante de palpage
P définition d’erreur de palpage
FTU
P erreur de palpage 2D
FTU,2D
P erreur de palpage 3D
FTU,3D
r distance radiale (avec une distance maximale r et minimale r du centre)
max min
R rayon de l’outil
R rayon d’angle de l’outil
R répétabilité de mesurage du diamètre du cercle
CIR,D
R répétabilité de position du centre du cercle dans la direction de l'axe X
CIR,X
R répétabilité de position du centre du cercle dans la direction de l'axe Y
CIR,Y
R répétabilité combinée d'usinage et de position sur l'axe X
CML,X
R répétabilité combinée d'usinage et de position sur l'axe Y
CML,Y
R répétabilité combinée d'usinage et de position sur l'axe Z
CML,Z
R répétabilité de position de l'outil de palpage dans la direction de l'axe X
PTL,X
R répétabilité de position de l'outil de palpage dans la direction de l'axe Y
PTL,Y
R répétabilité de position de l'outil de palpage dans la direction de l'axe Z
PTL,Z
R rayon de la sphère
S
R répétabilité de position du centre de la sphère dans la direction de l'axe X
SPH,X
R répétabilité de position du centre de la sphère dans la direction de l'axe Y
SPH,Y
R répétabilité de position du centre de la sphère dans la direction de l'axe Z
SPH,Z
R répétabilité de réglage de la longueur d'outil avec un outil non rotatif
SET,L,N
R répétabilité de réglage de la longueur d'outil avec un outil rotatif
SET,L,R
R répétabilité de réglage du diamètre d’outil
SET,D,R
R répétabilité de mesure du diamètre de la sphère
SPH,D
R répétabilité de palpage sur point unique dans la direction de l'axe X
SPT,X
R répétabilité de palpage sur point unique dans la direction de l'axe Y
SPT,Y
R répétabilité de palpage sur point unique dans la direction de l'axe Z
SPT,Z
R erreur de mesurage de la taille de l'épaisseur de l'âme dans la direction de l'axe X
WEB,X
R erreur de mesure de la taille de l'épaisseur de l'âme dans la direction de l'axe Y
WEB,Y
R amplitude de mesurage du scanning dans le plan XY
XY
R amplitude de mesurage sur l’axe Z pour condition matérielle négative
ZNEG
R amplitude de mesurage sur l’axe Z pour condition matérielle positive
ZPOS
S vitesse de broche
T durée de l’essai de scanning 2D
SC,2D
T durée de l’essai de scanning 3D
SC,3D
X coordonnée du centre de l’axe X pour l’essai de scanning 2D (anneau)
SC,2D
X coordonnée du centre de l’axe X pour l’essai de scanning 3D (sphère)
SC,3D
Y coordonnée du centre de l’axe Y pour l’essai de scanning 2D (anneau)
SC,2D
Y coordonnée du centre de l’axe Y pour l’essai de scanning 3D (sphère)
SC,3D
Z coordonnée du centre de l’axe Z pour l’essai de scanning 3D (sphère)
SC,3D
5 Remarques préliminaires
5.1 Influences sur la performance de mesure du système de palpage
La performance de mesure du système de palpage inclut les cara
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
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