ISO 10360-10:2021
(Main)Geometrical product specifications (GPS) — Acceptance and reverification tests for coordinate measuring systems (CMS) — Part 10: Laser trackers
Geometrical product specifications (GPS) — Acceptance and reverification tests for coordinate measuring systems (CMS) — Part 10: Laser trackers
This document specifies the acceptance tests for verifying the performance of a laser tracker by measuring calibrated test lengths, according to the specifications of the manufacturer. It also specifies the reverification tests that enable the user to periodically reverify the performance of the laser tracker. The acceptance and reverification tests given in this document are applicable to laser trackers utilizing a retroreflector, or a retroreflector in combination with a stylus or optical distance sensor, as a probing system. Laser trackers that use interferometric measurement (IFM), absolute distance measurement (ADM) or both can be verified using this document. This document can also be used to specify and verify the relevant performance tests of other spherical coordinate measurement systems that use cooperative targets, such as “laser radar” systems. NOTE Systems which do not track the target, such as laser radar systems, will not be tested for probing performance. This document does not explicitly apply to measuring systems that do not use a spherical coordinate system. However, interested parties can apply this document to such systems by mutual agreement. This document specifies: — performance requirements that can be assigned by the manufacturer or the user of the laser tracker; — the manner of execution of the acceptance and reverification tests to demonstrate the stated requirements; — rules for proving comformity; — applications for which the acceptance and reverification tests can be used.
Spécification géométrique des produits (GPS) — Essais de réception et de vérification périodique des systèmes à mesurer tridimensionnels (SMT) — Partie 10: Laser de poursuite
Le présent document spécifie les essais de réception permettant de vérifier, en mesurant des longueurs d'essai étalonnées, que les performances d'un laser de poursuite sont telles que spécifiées par le fabricant. Il spécifie également les essais de vérification périodique permettant à l'utilisateur de vérifier périodiquement les performances du laser de poursuite. Les essais de réception et de vérification périodique décrits dans le présent document s'appliquent aux lasers de poursuite utilisant un rétroréflecteur, ou un rétroréflecteur en combinaison avec un stylet ou un détecteur optique sans contact, comme système de palpage. Les lasers de poursuite qui utilisent un mesurage par interférométrie (IFM), un mesurage par appareil de mesure des distances absolues (ADM), ou les deux, peuvent être vérifiés à l'aide du présent document. Le présent document peut également être utilisée pour spécifier et vérifier les essais de performance pertinents d'autres systèmes de mesure par coordonnées sphériques qui emploient des cibles coopératives, tels que les systèmes « radar à laser ». NOTE Les systèmes qui ne suivent pas la cible, tels que les systèmes radar à laser, ne feront pas l'objet d'essais de performance de palpage. Le présent document ne s'applique pas explicitement aux systèmes de mesure qui n'utilisent pas de système de coordonnées sphériques. Toutefois, les parties intéressées peuvent convenir d'un commun accord d'appliquer le présent document à de tels systèmes. Le présent document spécifie : — les exigences de performance qui peuvent être fixées par le fabricant ou l'utilisateur du laser de poursuite ; — l'exécution des essais de réception et de vérification périodique pour démontrer les exigences spécifiées ; — les règles pour prouver la conformité ; et — les applications pour lesquelles les essais de réception et de vérification périodique peuvent être utilisés.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10360-10
Second edition
2021-08
Geometrical product specifications
(GPS) — Acceptance and reverification
tests for coordinate measuring
systems (CMS) —
Part 10:
Laser trackers
Spécification géométrique des produits (GPS) — Essais de réception
et de vérification périodique des systèmes à mesurer tridimensionnels
(SMT) —
Partie 10: Laser de poursuite
Reference number
©
ISO 2021
© ISO 2021
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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting
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Published in Switzerland
ii © ISO 2021 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols . 6
5 Rated operating conditions . 7
5.1 Environmental conditions . 7
5.2 Operating conditions . 7
6 Acceptance tests and reverification tests . 8
6.1 General . 8
6.2 Probing size and form errors . 8
6.2.1 Principle . 8
6.2.2 Reference artefact . 8
6.2.3 Procedure . 9
6.2.4 Derivation of test results .11
6.3 Location errors (two-face tests) .11
6.3.1 Principle .11
6.3.2 Reference artefact .11
6.3.3 Procedure .11
6.3.4 Derivation of test results .12
6.4 Length errors .13
6.4.1 General.13
6.4.2 Principle .13
6.4.3 Reference artefacts .13
6.4.4 Procedure .14
6.4.5 Derivation of test results .17
7 C onformity with specification .17
7.1 Acceptance tests .17
7.2 Reverification tests .18
8 Applications .18
8.1 Acceptance test .18
8.2 Reverification test .18
8.3 Interim check .18
9 Alternative unformatted presentation of symbols .19
Annex A (informative) Forms .21
Annex B (normative) Calibrated test lengths .25
Annex C (normative) Thermal compensation of workpieces .27
Annex D (informative) Specification of MPEs .28
Annex E (informative) Interim testing .32
Annex F (normative) Testing of a stylus and retroreflector combination (SRC).39
Annex G (normative) Testing of an optical distance sensor and retroreflector combination
(ODR) .42
Annex H (informative) Relation to the GPS matrix model .45
Bibliography .46
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 213, Dimensional and geometrical product
specifications and verification, in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN)
Technical Committee CEN/TC 290, Dimensional and geometrical product specification and verification, in
accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10360-10:2016), which has been
technically revised.
The main changes to the previous edition are as follows:
— the number of lengths tested has been reduced;
— user-selectable positions for two-face testing have been added;
— more guidance on interim testing has been added;
— symbol E revised to E .
Uni Vol
A list of all parts in the ISO 10360 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.
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Introduction
This document is a geometrical product specification (GPS) standard and is to be regarded as a general
GPS standard (see ISO 14638). It influences chain link F of the chain of standards on size, distance,
form, orientation, location and run-out.
The ISO/GPS matrix model given in ISO 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.
More detailed information on the relation of this document to other standards and the GPS matrix
model can be found in Annex H.
The objective of this document is to provide a well-defined testing procedure for:
a) laser tracker manufacturers to specify performance by maximum permissible errors (MPEs); and
b) to allow testing of these specifications using calibrated and traceable test lengths, test spheres and
flats.
The benefits of these tests are that the measured result has a direct traceability to the unit of length,
the metre, and that it gives information on how the laser tracker will perform on similar length
measurements.
This document is distinct from ISO 10360-2, which is for coordinate measuring machines (CMMs)
equipped with contact probing systems, in that the orientation of the calibrated test lengths reflects
the different instrument geometry and error sources within the instrument.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 10360-10:2021(E)
Geometrical product specifications (GPS) — Acceptance
and reverification tests for coordinate measuring systems
(CMS) —
Part 10:
Laser trackers
1 Scope
This document specifies the acceptance tests for verifying the performance of a laser tracker by
measuring calibrated test lengths, according to the specifications of the manufacturer. It also specifies
the reverification tests that enable the user to periodically reverify the performance of the laser tracker.
The acceptance and reverification tests given in this document are applicable to laser trackers utilizing
a retroreflector, or a retroreflector in combination with a stylus or optical distance sensor, as a probing
system. Laser trackers that use interferometric measurement (IFM), absolute distance measurement
(ADM) or both can be verified using this document. This document can also be used to specify and
verify the relevant performance tests of other spherical coordinate measurement systems that use
cooperative targets, such as “laser radar” systems.
NOTE Systems which do not track the target, such as laser radar systems, will not be tested for probing
performance.
This document does not explicitly apply to measuring systems that do not use a spherical coordinate
system. However, interested parties can apply this document to such systems by mutual agreement.
This document specifies:
— performance requirements that can be assigned by the manufacturer or the user of the laser tracker;
— the manner of execution of the acceptance and reverification tests to demonstrate the stated
requirements;
— rules for proving comformity;
— applications for which the acceptance and reverification tests can be used.
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 10360-8:2013, Geometrical product specifications (GPS) — Acceptance and reverification tests for
coordinate measuring systems (CMS) — Part 8: CMMs with optical distance sensors
ISO 10360-9:2013, Geometrical product specifications (GPS) — Acceptance and reverification tests for
coordinate measuring systems (CMS) — Part 9: CMMs with multiple probing systems
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:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
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
Key
A standing axis
B horizontal plane (of the laser tracker)
θ azimuth angle
φ elevation angle
Figure 1 — Coordinate system of a laser tracker
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).
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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.
a) SMR b) SRC
Key
A laser beam
B retroreflector
C measurement point
D contact point
E base location
F normal probing direction vector
G stylus tip offset length l
Figure 2 — Representation of SMR versus SRC (simplified figures)
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
E
Vo l : L : LT
E
B i : L : LT
error of indication when performing an averaged (E ) or bidirectional (E ) point-to-point
Vo l : L : LT B i : L : LT
distance measurement of a calibrated test length using a laser tracker with a stylus tip offset of L
Note 1 to entry: E and E (used frequently in this document) correspond to the common case of no
Vo l : 0 : LT B i : 0 : LT
stylus tip offset, as the retroreflector optical centre is coincident with the physical centre of the probing system
for spherically mounted retroreflectors (3.5).
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3.10
normal CTE material
−6 −6
material with a coefficient of thermal expansion (CTE) between 8 × 10 /°C and 13 × 10 /°C
−1
Note 1 to entry: Some documents may express CTE in units 1/K or K , which is equivalent to 1/°C.
[SOURCE: ISO 10360-2:2009, 3.3, modified — Note 1 to entry added.]
3.11
probing form error
P
Form.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
P
Size.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
L
Dia.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
E
Vol: L: LT, MPE
E
Bi: L: LT, MPE
extreme value of the length measurement error (3.9), E or E , permitted by specifications
B i : L : LT Vo l : L : LT
Note 1 to entry: E and E (used frequently in this document) correspond to the common case of no
Vo l : 0 : LT B i : 0 : LT
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
P
Form.Sph.1x25:SMR:LT, MPE
extreme value of the probing form error (3.11), P , permitted by specifications
Form.Sph.1x25:SMR:LT
3.16
maximum permissible error of probing size
P
Size.Sph.1x25:SMR:LT, MPE
extreme value of the probing size error (3.12), P , permitted by specifications
Size.Sph.1x25:SMR:LT
3.17
maximum permissible error of location
L
Dia.2x1:P&R:LT, MPE
extreme value of the location error, L , permitted by specifications
Dia.2x1:P&R:LT
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.]
4 Symbols
For the purpose of this document, the symbols in Table 1 apply.
Table 1 — Symbols of specification quantities
Symbol Meaning
E
Vo l : L : LT
Length measurement error (averaged or bi-directional lengths) where L is the stylus
tip offset
E
B i : L : LT
P Probing form error
Form.Sph.1x25:SMR:LT
P Probing size error
Size.Sph.1x25:SMR:LT
L Location error (from two-face tests)
Dia.2x1:P&R:LT
E
Vol: L: LT ,MPE
Maximum permissible error of length measurement where L is the stylus tip offset
E
Bi: L: LT ,MPE
P Maximum permissible error of probing form
Form.Sph.1x25:SMR: LT ,MPE
P Maximum permissible error of probing size
Size.Sph.1x25:SMR:L T ,MPE
L Maximum permissible error of location (from two-face tests)
Dia.2x1:P&R:LT,MPE
Accessory sensor testing – SRC
P Probing form error for SRC
Form.Sph.1x25:SRC:LT
P Probing size error for SRC
Size.Sph.1x25:SRC:LT
P Orientation error for SRC
Dia.15x1:SRC:LT
P Maximum permissible error of probing form for SRC
Form.Sph.1x25:SRC: LT ,MPE
P Maximum permissible error of probing size for SRC
Size.Sph.1x25:SRC: LT ,MPE
P Maximum permissible error of orientation for SRC
Dia.15x1:SRC: LT ,MPE
Accessory sensor testing – ODR
P Probing form error for ODR (25 points)
Form.Sph.1 × 25:ODR:LT
P Probing form error for ODR (95 % of the points)
Form.Sph.D95 %:ODR:LT
P Probing size error for ODR (25 points)
Size.Sph.1 × 25:ODR:LT
P Probing size error for ODR (all points)
Si z e . Sp h . A l l : O D R : LT
E Flat form error of measurement with ODR (95 % of the points)
Form.Pla.D95 %:ODR:LT
P Maximum permissible error of probing form for ODR (25 points)
Form.Sph.1 × 25:ODR: LT ,MPE
P Maximum permissible error of probing form for ODR (95 % of the points)
Form.Sph.D95 %:ODR: LT ,MPE
P Maximum permissible error of probing size for ODR (25 points)
Size.Sph.1 × 25:ODR: LT ,MPE
P Maximum permissible error of probing size for ODR (all points)
Size.Sph.All: ODR: LT ,MPE
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Table 1 (continued)
Symbol Meaning
Maximum permissible error of flat form measurement with ODR (95 % of the
E
Form.Pla.D95 %:ODR: LT ,MPE
points)
Multiple sensor testing
P Multiple probing system form error
Form.Sph.nx25::MPS.LT
P Multiple probing system size error
Size.Sph.nx25::MPS.LT
L Multiple probing system location error
Dia.n × 25::MPS.LT
P Maximum permissible multiple probing system form error
Form.Sph.nx25::MPS.LT,MPE
P Maximum permissible multiple probing system size error
Size.Sph.nx25::MPS.LT,MPE
L Maximum permissible multiple probing system location error
Dia.n × 25::MPS.LT,MPE
NOTE 1 For the common case of length testing with an SMR, L will be equal to 0 (e.g. E ).
B i : 0 : LT
NOTE 2 The specific combinations of sensors for the multiple probing system errors depend on the sensors
provided with the laser tracker system. It is possible to explicitly capture the combination in the symbol, such as
P , where the symbols indicating sensors are listed alphabetically.
Size.Sph.2x25:ODS,SMR: MPS .LT
NOTE 3 In the multiple sensor testing entries, n (in n × 25) is the number of sensors being involved (n ≥ 2).
5 Rated operating conditions
5.1 Environmental conditions
Limits for permissible environmental conditions such as temperature conditions, air pressure, humidity
and vibration at the site of usage or testing that influence the measurements shall be specified by:
— the manufacturer, in the case of acceptance tests;
— the user, in the case of reverification tests.
In both cases, the user is free to choose the environmental conditions under which the testing will be
performed within the specified limits (Form 1 in Annex A is the recommended method for specifying
these conditions).
If the user wishes to have testing performed under environmental conditions other than the ambient
conditions of the test site (e.g. at an elevated or lowered temperature), agreement between parties
regarding who bears the cost of environmental conditioning should be attained.
5.2 Operating conditions
The conditions required by the manufacturer in order to meet the MPE specification shall be specified
(e.g. as given in a specification sheet).
In addition, the laser tracker shall be operated using the procedures given in the manufacturer's
operating manual when conducting the tests given in Clause 6. Specific areas in the manufacturer's
manual to be adhered to include:
a) machine start-up/warm-up cycles;
b) machine compensation procedures;
c) cleaning procedures for retroreflector and nests;
d) SMR or SRC qualification;
e) location, type and number of environmental sensors (i.e. “the weather station”);
f) location, type and number of thermal workpiece sensors;
g) stability and vibration isolation of the mounting.
6 Acceptance tests and reverification tests
6.1 General
In the following:
— acceptance tests are executed according to the manufacturer's specifications and procedures that
are in conformity with this document;
— reverification tests are executed according to the user's specifications and the manufacturer's
procedures.
If specifications permit, the laser tracker may be tested in an orientation other than the normal upright,
vertical orientation. In every case, the azimuth and elevation angles will be oriented with respect to
the laser tracker. The position and orientation of the calibrated test lengths with respect to the laser
tracker shall be clearly defined before the tests begin. In general, the calibrated test lengths will not
rotate with the laser tracker. However, the locations for probing and two-face tests will maintain a
fixed relationship with respect to the laser tracker's standing axis (i.e. they will rotate with the laser
tracker). For example, if the laser tracker is mounted with its standing axis horizontal, the 'above' and
'below' directions described in Table 2 and Table 3 will be parallel to the standing axis.
Where least squares (Gaussian) fitting is used in the derivation of test results, this shall be an
unconstrained fit to the data, unless constraints to the fitting are explicitly stated.
As the two-face tests can be performed quickly and will immediately reveal problems with the laser
tracker geometry and its correction, it is recommended that some or all of these tests be performed
first.
6.2 Probing size and form errors
6.2.1 Principle
The principle of this test procedure is to measure the size and form of a test sphere using 25 points
probed with the SMR, SRC or ODR. Refer to Annex F or Annex G for additional information about testing
with the SRC or ODR sensors, respectively. A least-squares sphere fit of the 25 points is examined for
the errors of indication for form and size. This analysis yields the form error, P , and
Form.Sph.1x25:SMR:LT
the size error, P .
Size.Sph.1x25:SMR:LT
NOTE 1 Probing errors P and P do not apply to laser radar systems.
Form.Sph.1x25:SMR:LT Size.Sph.1x25:SMR:LT
NOTE 2 These are tests of the laser tracker system's ability to locate individual points in space. These tests are
not intended to check any of the specifications supplied by an SMR manufacturer, although errors in the SMR will
influence the test results.
NOTE 3 When performing this test with an SMR, three types of errors in the SMR can influence the results of
this test. If the sphere within which the retroreflector is mounted is not a perfect sphere, this will influence the
test result. Also, if the mirrored surfaces which comprise the retroreflector are not mutually orthogonal, or if
their point of intersection is not coincident with the sphere centre, the test result will be affected.
6.2.2 Reference artefact
The material standard of size, i.e. the test sphere, shall have a nominal diameter not less than 10 mm
and not greater than 51 mm. The test sphere shall be calibrated for size and form.
NOTE It can be difficult to make measurements on smaller test spheres due to interference with the sphere
mount.
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6.2.3 Procedure
Mount the test sphere so that a full hemisphere can be probed. When an SMR is used for probing, the
test sphere support should be oriented away from the laser tracker. For an SRC, the support should be
located away from the normal probing direction (see Figure 2).
The test sphere should be mounted rigidly to minimize errors due to bending.
Measure and record 25 points. The points shall be approximately evenly distributed over at least a
hemisphere of the test sphere. Their position shall be at the discretion of the user and, if not specified,
the following probing pattern is recommended (see Figure 3):
— one point on the pole of the test sphere;
— four points (equally spaced) 22,5° below the pole;
— eight points (equally spaced) 45° below the pole and rotated 22,5° relative to the previous group;
— four points (equally spaced) 67,5° below the pole and rotated 22,5° relative to the previous group;
— eight points (equally spaced) 90° below the pole (i.e. on the equator) and rotated 22,5° relative to
the previous group.
NOTE Due to the manual nature of point measurement with laser trackers, it is recognized that the exact
points recommended will possibly not be measured.
Key
A pole
Figure 3 — Location of probing points
The results of these tests can be highly dependent on the distance of the retroreflector from the laser
tracker, especially for the SRC and ODR sensors. Therefore, the test shall be performed at the required
distances from the laser tracker, as indicated in Table 2.
Table 2 — Probe testing locations
Distance from laser tracker Required for these sensors Height relative to laser tracker centre
b
of rotation
a
< 2 m SMR, SRC, ODR approximately same height
approximately 10 m SRC, ODR more than 1 m above or below
a
Where a manufacturer's specifications explicitly state that an SRC or ODR sensor only performs at a distance
greater than 2 m from the laser tracker, the test shall be performed at the minimum stated distance.
b
The probe testing locations will have the same location and orientation relative to the laser tracker's standing axis if
the laser tracker is not oriented vertically.
10 © ISO 2021 – All rights reserved
6.2.4 Derivation of test results
6.2.4.1 Size errors
Using all 25 measurements, compute the Gaussian associated sphere. Record the diameter of this
sphere. The signed difference of this (measured) diameter from the calibrated (reference) diameter of
the test sphere, i.e. D – D , is the probing size error, P (where xxx is replaced by
MEAS REF Size.Sph.1x25:xxx:LT
SMR, SRC or ODR, as applicable).
6.2.4.2 Form errors
For each of the 25 measurements, calculate the Gaussian radial distance, R, as the distance from the
centre of the least-squares sphere to the measurement point. Record the range of these values, i.e. R
max
– R , as the probing form error, P (where xxx is replaced by SMR, SRC or ODR, as
min Form.Sph.1x25:xxx:LT
applicable).
6.3 Location errors (two-face tests)
6.3.1 Principle
The principle of this test procedure is to detect geometrical errors of the laser tracker by measuring
the location of a stationary retroreflector twice in different laser tracker configurations. These
configurations are obtained by 1) measuring in normal mode, 2) with the azimuth angle at
approximately 180° from the first configuration and moving the elevation angle until pointing at
the retroreflector, and then 3) allowing both azimuth and elevation angles to change (slightly) to
reacquire the retroreflector. The apparent distance, perpendicular to the laser beam, between the two
measurements of the retroreflector yields the test result, L .
Dia.2x1:P&R:LT
6.3.2 Reference artefact
The equipment for this test is a target nest that is mounted rigidly at the positions required in Table 3.
6.3.3 Procedure
Mount the target nest so that the nest and its support will not interfere with measurement of the
retroreflector. The target nest should be mounted rigidly to minimize uncertainty in the measurements.
Place the SMR in the nest and measure the location of the SMR using the two angles and the distance
(range). Rotate both angular axes of the laser tracker by the appropriate angles and reacquire the
retroreflector. Measure this location of the retroreflector in the angles only, using the distance value
from the first measurement.
The results of these tests can be highly dependent on the distance of the SMR from the laser tracker
and influenced by the laser tracker's angular orientation. Therefore, these tests shall be performed
at two or more distances from the laser tracker and at three different orientations, as indicated in
Table 3. The distance from the laser tracker is the horizontal distance between the laser tracker and
the retroreflector position, and the orientation angle is the nominal azimuth angle of the laser tracker
when it is pointing at the retroreflector.
The two-face test results for repeated measurements at the same SMR nest location may be used to
evaluate the repeatability of the measuring system.
Table 3 — Two-face measurement positions
Retroreflector at least Retroreflector at least
Retroreflector at height
1 m above height of the 1 m below height of the
Two-face test positions of the laser tracker cen-
laser tracker centre of laser tracker centre of
tre of rotation
rotation rotation
Positions 1 to 3 Positions 4 to 6 Positions 7 to 9
a
1,5 m from laser tracker
Any 3 azimuth angles, Any 3 azimuth angles, Any 3 azimuth angles,
separated by 120° separated by 120° separated by 120°
Positions 10 to 12 Positions 13 to 15 Positions 16 to 18
a
6 m from laser tracker
Any 3 azimuth angles, Any 3 azimuth angles, Any 3 azimuth angles,
separated by 120° separated by 120° separated by 120°
User-selectable distance
Position 19 Position 20 Position 21
from laser tracker
a
The distance from laser tracker should be within 10 % of the nominal distance, and azimuth angle within 5°.
NOTE The testing locations will have the same location and orientation relative to the laser tracker's
standing axis if the laser tracker is not oriented vertically.
6.3.4 Derivation of test results
Calculate the location error for these two measured locations. This distance between the two locations
is the location error, L .
Dia.2x1:P&R:LT
If the two measured locations correspond to (θ , φ , R ) and (θ , φ , R ) in spherical coordinates, the
1 1 1 2 2 2
calculated location error for these two locations is calculated according to Formula (1).
2 2
LR=−()ϕϕ +−θθ −π cosϕ (1)
[]()
Dia.2x1:P&R:LT 11 2 12 1
where
φ is the elevation angle of the first location in radians;
φ is the elevation angle of the second location in radians;
θ is the azimuth angle of the first location in radians;
θ is the azimuth angle of the second location in radians;
R is the distance value of the first location.
φ and φ are approximately equal, and θ and θ are approximately π radians (180°) apart. Only the
1 2 1 2
first distance value, R , is used in the calculation of the location error, as this test is not intended to
capture differences in the distance values. Instruments using ADM mode will report the second
distance, R , while instruments using IFM mode will not.
NOTE 1 For this document, the elevation angle φ is zero at the horizontal.
NOTE 2 Although φ and φ are approximately equal, it is possible that the instrument will report them as
1 2
significantly different values (0,1 rad, and π – 0,1 rad) as they occur at different locations on the laser tracker's
encoder.
NOTE 3 The subscript “Dia” in the symbol L refers to the diameter of the minimum circumscribing
Dia.2x1.P&R.:LT
sphere containing the two reported locations. For two locations, this diameter is the distance between the
locations.
NOTE 4 The value given in Formula (1) is an approximation to the actual distance between the locations, but
the difference is negligible in this application.
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6.4 Length errors
6.4.1 General
The tests of length measurement errors comprise 41 length measurements, described in Table 4. Of
these lengths, the user is free to choose six of the calibrated test length positions.
One or more formulas shall be specified by the manufacturer so that the MPE can be uniquely
determined for any point-to-point measurement in the measuring volume. If more than one formula is
specified, a rule shall be unambiguously stated so that it is always clear which formula is to be used. The
form of the formulas is the choice of manufacturer. All manufacturers shall have a means of specifying
the MPEs for the prescribed calibrated test lengths measured in the positions described in Table 4.
NOTE See Annex D for additional information regarding MPE formulas.
For the purposes of comparing the specifications of different instruments, the MPEs for positions 1
to 29 and 41 shall be explicitly stated in a table such as shown in Figure A.1 at the standoff distances
indicated in Table 4 and a test length of 2,75 m. Where the standoff distance is as close as practical, a
distance of 0,5 m shall be used in computing the MPE.
For the purposes of testing, the calibrated test lengths may be within the ranges of length (i.e. 2,25 m
to 2,75 m) stated in Table 4, and the MPEs used to determine comformity of the laser tracker will be
recalculated based on the actual length of the test length used in the test. MPEs for user-defined lengths
will be calculated at the time of testing.
6.4.2 Principle
The length measurement errors describe the three-dimensional deviation behaviour of the laser
tracker in the specified measuring volume. This deviation behaviour is caused by the superposition
of different individual deviations, such as uncorrected systematic deviations of the length-measuring
system and the angle encoders, random measuring deviations and geometrical imperfections in the
rotary axes and/or of the probing system. As the deviation behaviour depends, among other things,
on the mode of operation, different values of the characteristics may result in different modes of
operation (interferometric or absolute distance measurement, vertical or horizontal installation of the
laser tracker and the use of an SMR, SRC or ODR). If a specific mode of operation is not indicated in
the manufacturer’s specification, this specification shall apply to all modes of operation available to
the user. It is recommended, if multiple sensors are available, that the length tests are performed with
the SMR to determine length measurement errors. The performance of the other sensors shall then be
determined by following the procedures in Annex F and Annex G.
NOTE Lines f and g of the specification sheet (Annex A) are examples of where modes of operation will
possibly be specified by the manufacturer.
In most cases, length testing is performed with an SMR only. Additional tests for accessory probing
systems are given in Annex F and Annex G. If both IFM mode and ADM mode
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10360-10
Deuxième édition
2021-08
Spécification géométrique des
produits (GPS) — Essais de réception
et de vérification périodique des
systèmes à mesurer tridimensionnels
(SMT) —
Partie 10:
Laser de poursuite
Geometrical product specifications (GPS) — Acceptance and
reverification tests for coordinate measuring systems (CMS) —
Part 10: Laser trackers
Numéro de référence
©
ISO 2021
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y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2021 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles .6
5 Conditions assignées de fonctionnement .7
5.1 Conditions d'environnement . 7
5.2 Conditions de fonctionnement . 7
6 Essais de réception et essais de vérification périodique .8
6.1 Généralités . 8
6.2 Erreurs de taille et de forme du système de palpage . 8
6.2.1 Principe . 8
6.2.2 Étalon de référence . 9
6.2.3 Mode opératoire . 9
6.2.4 Obtention des résultats d'essai .11
6.3 Erreurs de position (essais sur les deux faces) .11
6.3.1 Principe .11
6.3.2 Étalon de référence .11
6.3.3 Mode opératoire .11
6.3.4 Obtention des résultats d'essai .12
6.4 Erreurs de mesure de longueur.13
6.4.1 Généralités .13
6.4.2 Principe .13
6.4.3 Étalons de référence .14
6.4.4 Mode opératoire .14
6.4.5 Obtention des résultats d'essai .18
7 Conformité à la spécification .18
7.1 Essais de réception .18
7.2 Essais de vérification périodique .19
8 Applications .19
8.1 Essai de réception .19
8.2 Essai de vérification périodique .19
8.3 Contrôle intermédiaire .20
9 Autre présentation non formatée des symboles .20
Annexe A (informative) Formulaires .22
Annexe B (normative) Longueurs d'essai étalonnées .26
Annexe C (normative) Compensation thermique des pièces .29
Annexe D (informative) Spécification des EMT .30
Annexe E (informative) Contrôle intermédiaire .34
Annexe F (normative) Essai d'une combinaison d'un stylet et d'un rétroréflecteur (SRC) .42
Annexe G (normative) Essai d'une combinaison d'un détecteur optique sans contact et d'un
rétroréflecteur (ODR) .45
Annexe H (informative) Relation avec le modèle de matrice GPS .48
Bibliographie .49
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 www .iso .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 213, Spécifications et vérification
dimensionnelles et géométriques des produits, en collaboration avec le comité technique CEN/TC 290,
Spécification dimensionnelle et géométrique des produits, et vérification correspondante, du Comité
européen de normalisation (CEN) conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le
CEN (Accord de Vienne).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10360-10:2016), qui a fait l'objet
d'une révision technique.
Les principales modifications par rapport à l'édition précédente sont les suivantes:
— le nombre de longueurs soumises à essai a été réduit ;
— des positions sélectionnables par l'utilisateur pour les essais sur les deux faces ont été ajoutées ;
— des lignes directrices supplémentaires pour les essais intermédiaires ont été ajoutées ;
— le symbole E a été révisé en E .
Uni Vol
Une liste de toutes les parties de la série ISO 10360 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.
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Introduction
Le présent document est une norme de spécification géométrique des produits (GPS) et doit être
considéré comme une norme GPS générale (voir l'ISO 14638). Il influence le maillon F des chaînes de
normes sur la taille, la distance, la forme, l'orientation, la position et le battement.
Le modèle de matrice ISO/GPS donné dans l'ISO 14638 donne une vue d'ensemble du système ISO/GPS
dont le présent document fait partie intégrante. Sauf indication contraire, les principes fondamentaux
du système ISO/GPS définis dans l'ISO 8015 s'appliquent au présent document, et les règles de décision
par défaut communiquées dans l'ISO 14253-1 s'appliquent aux spécifications réalisées conformément
au présent document.
De plus amples informations sur la relation du présent document avec les autres normes et le modèle de
matrice GPS peuvent être consultées à l'Annexe H.
L'objectif du présent document est de définir un mode opératoire d'essai clair pour :
a) permettre aux fabricants de lasers de poursuite de spécifier des performances avec des erreurs
maximales tolérées (EMT) ; et
b) permettre l'essai de ces spécifications à l'aide de longueurs d'essai, de sphères d'essai et de formes
planes étalonnées, traçables.
L'avantage de ces essais est que le résultat mesuré a une traçabilité directe avec l'unité de longueur, le
mètre, et qu'il permet de connaître la façon dont le laser de poursuite fonctionnera lors de mesurages
de longueurs similaires.
Le présent document se distingue de l'ISO 10360-2, qui s'applique aux machines à mesurer
tridimensionnelles (MMT) avec systèmes de palpage à contact, en ce que l'orientation des longueurs
d'essai étalonnées reflète la géométrie différente de l'instrument et les sources d'erreur dans
l'instrument.
NORME INTERNATIONALE ISO 10360-10:2021(F)
Spécification géométrique des produits (GPS) — Essais
de réception et de vérification périodique des systèmes à
mesurer tridimensionnels (SMT) —
Partie 10:
Laser de poursuite
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie les essais de réception permettant de vérifier, en mesurant des
longueurs d'essai étalonnées, que les performances d'un laser de poursuite sont telles que spécifiées
par le fabricant. Il spécifie également les essais de vérification périodique permettant à l'utilisateur
de vérifier périodiquement les performances du laser de poursuite. Les essais de réception et de
vérification périodique décrits dans le présent document s'appliquent aux lasers de poursuite
utilisant un rétroréflecteur, ou un rétroréflecteur en combinaison avec un stylet ou un détecteur
optique sans contact, comme système de palpage. Les lasers de poursuite qui utilisent un mesurage
par interférométrie (IFM), un mesurage par appareil de mesure des distances absolues (ADM), ou les
deux, peuvent être vérifiés à l'aide du présent document. Le présent document peut également être
utilisée pour spécifier et vérifier les essais de performance pertinents d'autres systèmes de mesure par
coordonnées sphériques qui emploient des cibles coopératives, tels que les systèmes « radar à laser ».
NOTE Les systèmes qui ne suivent pas la cible, tels que les systèmes radar à laser, ne feront pas l'objet
d'essais de performance de palpage.
Le présent document ne s'applique pas explicitement aux systèmes de mesure qui n'utilisent pas de
système de coordonnées sphériques. Toutefois, les parties intéressées peuvent convenir d'un commun
accord d'appliquer le présent document à de tels systèmes.
Le présent document spécifie :
— les exigences de performance qui peuvent être fixées par le fabricant ou l'utilisateur du laser de
poursuite ;
— l'exécution des essais de réception et de vérification périodique pour démontrer les exigences
spécifiées ;
— les règles pour prouver la conformité ; et
— les applications pour lesquelles les essais de réception et de vérification périodique peuvent être
utilisés.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 10360-8:2013, Spécification géométrique des produits (GPS) — Essais de réception et de vérification
périodique des systèmes de mesure tridimensionnels (SMT) — Partie 8: MMT avec détecteurs optiques sans
contact
ISO 10360-9:2013, Spécification géométrique des produits (GPS) — Essais de réception et de vérification
périodique des systèmes de mesure tridimensionnels (SMT) — Partie 9: MMT avec systèmes de palpage
multiples
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:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
3.1
laser de poursuite
système à mesurer tridimensionnel dans lequel une cible coopérative est suivie à l'aide d'un faisceau
laser, sa position étant déterminée par une distance (étendue) et deux angles
Note 1 à l'article: Les deux angles sont qualifiés d'angle d'azimut θ (rotation autour d'un axe vertical, l'axe vertical
du laser de poursuite) et soit d'angle d'élévation φ (angle au-dessus d'un plan horizontal, perpendiculaire à l'axe
vertical), soit d'angle de zénith (angle depuis l'axe vertical).
Note 2 à l'article: Il convient d'être prudent avec les symboles associés aux systèmes de coordonnées sphériques,
car il y a plusieurs conventions. Par exemple, la description d'un système de coordonnées sphériques dans
l'ISO 80000-2 utilise des symboles différents et utilise l'angle de zénith (à l'opposé de la verticale) plutôt que
l'élévation.
Note 3 à l'article: Voir Figure 1.
Légende
A axe vertical
B plan horizontal (du laser de poursuite)
θ angle azimutal
φ angle d'élévation
Figure 1 — Système de coordonnées d'un laser de poursuite
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3.2
mode de mesure par interférométrie
mode IFM
méthode de mesure qui utilise un interféromètre à laser pour mesurer les déplacements intégré à un
laser de poursuite (3.1) pour déterminer la distance (étendue) par rapport à une cible
Note 1 à l'article: Les interféromètres pour mesurer les déplacements peuvent uniquement déterminer des écarts
de distance et par s'appuient conséquent sur une distance de référence (par exemple, la position de départ).
3.3
mode de mesure des distances absolues
mode ADM
méthode de mesure qui utilise un instrument de mesure du temps de vol intégré à un laser de poursuite
(3.1) pour déterminer la distance (étendue) par rapport à une cible
Note 1 à l'article: L'instrument de mesure du temps de vol peut utiliser diverses méthodes de modulation pour
calculer la distance par rapport à la cible.
3.4
rétroréflecteur
dispositif passif conçu pour réfléchir la lumière parallèlement à la direction incidente sur une plage
d'angles d'incidence
Note 1 à l'article: Les rétroréflecteurs types sont le plot, le coin de cube et des sphères en matériau spécial.
Note 2 à l'article: Les rétroréflecteurs sont des cibles coopératives.
Note 3 à l'article: Pour certains systèmes, par exemple le radar à laser, le rétroréflecteur va probablement être
une cible coopérative, telle qu'une sphère polie.
3.5
rétroréflecteur à fixation sphérique
SMR
rétroréflecteur (3.4) monté dans un boîtier sphérique
Note 1 à l'article: Dans le cas d'un coin de cube à l'air libre, le sommet est généralement ajusté de manière à
coïncider avec le centre de la sphère.
Note 2 à l'article: Les essais du présent document sont généralement exécutés avec un rétroréflecteur à fixation
sphérique.
Note 3 à l'article: Voir Figure 2.
3.6
combinaison d'un stylet et d'un rétroréflecteur
SRC
système de palpage qui détermine le point de mesure en utilisant un palpeur à stylet pour toucher la
pièce, un rétroréflecteur (3.4) de sorte à déterminer la position de base du palpeur et un autre moyen
pour trouver le vecteur unitaire d'orientation du stylet
Note 1 à l'article: La référence spécifiée de la compensation de longueur (l) au centre de la bille du stylet est le
centre du rétroréflecteur.
Note 2 à l'article: Voir Figure 2.
a) SMR b) SRC
Légende
A faisceau laser
B rétroréflecteur
C point de mesure
D point de contact
E position de base
F vecteur de direction de palpage normale
G longueur l de la compensation de longueur
Figure 2 — Représentation d'un SMR par rapport à la SRC (figures simplifiées)
3.7
combinaison d'un détecteur optique sans contact et d'un rétroréflecteur
ODR
système de palpage qui détermine le point de mesure en utilisant un détecteur optique sans contact
pour mesurer la pièce, un rétroréflecteur (3.4) pour déterminer la position de base du détecteur optique
sans contact et un autre moyen pour trouver l'orientation du détecteur optique sans contact
3.8
nid de cible
nid
dispositif conçu pour positionner un SMR (3.5) de manière répétée
3.9
erreur de mesure de longueur
E
Vo l : L : LT
E
B i : L : LT
erreur d'indication lors du mesurage moyenné (E ) ou bidirectionnel (E ) d'une distance de
Vo l : L : LT B i : L : LT
point à point d'une longueur d'essai étalonnée à l'aide d'un laser de poursuite avec une compensation de
longueur L au centre de la bille du stylet
Note 1 à l'article: E et E (fréquemment utilisés dans le présent document) correspondent au cas
Vo l : L : LT B i : 0 : LT
courant d'absence de compensation de longueur, car le centre optique du rétroréflecteur coïncide avec le centre
physique du système de palpage pour les rétroréflecteurs à fixation sphérique (3.5).
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3.10
matériau à CDT normal
−6 −6
matériau dont le coefficient de dilatation thermique (CDT) est compris entre 8 × 10 /°C et 13 × 10 /°C
−1
Note 1 à l'article: Dans certains documents, le CDT peut être exprimé en unités 1/K ou K , ce qui équivaut à 1/°C.
[SOURCE: ISO 10360-2:2009, 3.3, modifié — ajout de la Note 1 à l'article.]
3.11
erreur de forme du système de palpage
P
Forme.Sph.1x25:SMR:LT
erreur d'indication à l'intérieur de laquelle l'étendue des distances radiales gaussiennes peut être
déterminée par une association des moindres carrés de 25 points mesurés par un laser de poursuite
(3.1) sur un étalon matérialisé de taille sphérique
Note 1 à l'article: Une seule association des moindres carrés est réalisée, et chaque point est évalué pour sa
distance (rayon) par rapport à ce centre ajusté.
3.12
erreur de taille du système de palpage
P
Taille.Sph.1x25:SMR:LT
erreur d'indication du diamètre d'un étalon matérialisé de taille sphérique, déterminée par une
association des moindres carrés de 25 points mesurés à l'aide d'un laser de poursuite (3.1)
3.13
erreur de position
erreur entre les deux faces
erreur de retournement et d'inversion
L
Dia.2x1:P&R:LT
distance, perpendiculaire à la trajectoire du faisceau, entre deux mesures d'un rétroréflecteur (3.4)
fixe, la seconde mesure étant relevée en orientant l'angle azimutal du laser de poursuite (3.1) à un angle
d'environ 180° par rapport à la première mesure et l'angle d'élévation du laser de poursuite étant
approximativement équivalent
Note 1 à l'article: Cette combinaison de rotations de l'axe est connue sous le nom d'essai sur les deux faces ou
d'essai de retournement et d'inversion.
Note 2 à l'article: Pendant cet essai, la base du laser de poursuite est fixe.
3.14
erreur maximale tolérée de mesure de longueur
E
Vo l : L : LT, E M T
E
B i : L : LT, E M T
valeur extrême de l'erreur de mesure de longueur (3.9), E ou E , autorisée par les spécifications
B i : L : LT Vo l : L : LT
Note 1 à l'article: E et E (fréquemment utilisés dans le présent document) correspondent au cas
Vo l : 0 : LT B i : 0 : LT
courant d'absence de compensation de longueur, car le centre optique du rétroréflecteur coïncide avec le centre
physique du système de palpage pour les rétroréflecteurs à fixation sphérique (3.5).
3.15
erreur maximale tolérée de forme du système de palpage
P
Forme.Sph.1x25:SMR:LT, EMT
valeur extrême de l'erreur de forme du système de palpage (3.11), P , autorisée par les
Forme.Sph.1x25:SMR:LT
spécifications
3.16
erreur maximale tolérée de taille du système de palpage
P
Taille.Sph.1x25:SMR:LT, EMT
valeur extrême de l'erreur de taille du système de palpage (3.12), P , autorisée par les
Taille.Sph.1x25:SMR:LT
spécifications
3.17
erreur maximale tolérée de position
L
Dia.2x1:P&R:LT, EMT
valeur extrême de l'erreur de position, L , autorisée par les spécifications
Dia.2x1:P&R:LT
3.18
condition assignée de fonctionnement
condition de fonctionnement qui, selon la spécification, doit être satisfaite pendant un mesurage pour
qu'un instrument de mesure ou un système de mesure fonctionne conformément à sa conception
Note 1 à l'article: Les conditions assignées de fonctionnement spécifient généralement des intervalles de valeurs
pour la grandeur mesurée et pour les grandeurs d'influence.
Note 2 à l'article: Dans la série des ISO 10360, l'expression « conformément à sa conception » dans une définition
signifie « comme spécifié par les EMT ».
Note 3 à l'article: Lorsque les conditions assignées de fonctionnement ne sont pas satisfaites au cours d'un essai
conformément à la série des ISO 10360, la conformité ou la non-conformité aux spécifications ne peut être établie.
[SOURCE: : Guide ISO/IEC 99:2007, 4.9, modifié — définition révisée et les Notes 2 et 3 à l'article
ajoutées.]
4 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles du Tableau 1 s'appliquent.
Tableau 1 — Symboles des grandeurs de spécification
Symbole Signification
E
Vo l : L : LT Erreur de mesure de longueur (longueurs moyennées ou bidirectionnelles), où L
est la compensation de longueur
E
B i : L : LT
P Erreur de forme du système de palpage
Forme.Sph.1x25:SMR:LT
P Erreur de taille du système de palpage
Taille.Sph.1x25:SMR:LT
L Erreur de position (issue d'essais sur les deux faces)
Dia.2x1:P&R:LT
E
Vo l : L : LT , M P E
Erreur maximale tolérée de mesure de longueur, où L est la compensation de lon-
gueur
E
B i : L : LT , M P E
P Erreur maximale tolérée de forme du système de palpage
Fo r m e . S p h.1 x 2 5: S M R : LT ,E MT
P Erreur maximale tolérée de taille du système de palpage
Tai l l e . S p h.1 x 2 5: S M R : LT ,E MT
L Erreur maximale tolérée de position (issue d'essais sur les deux faces)
Dia.2x1:P&R:LT,EMT
Essai du capteur accessoire – SRC
P Erreur de forme du système de palpage pour la SRC
Forme.Sph.1x25:SRC:LT
P Erreur de taille du système de palpage pour la SRC
Taille.Sph.1x25:SRC:LT
P Erreur d'orientation pour la SRC
Dia.15x1:SRC:LT
P Erreur maximale tolérée de forme du système de palpage pour la SRC
Fo r m e . S p h.1 x 2 5: S R C : LT ,E MT
P Erreur maximale tolérée de taille du système de palpage pour la SRC
Taille.Sph.1 × 25:SRC: LT ,EMT
P Erreur maximale tolérée d'orientation pour la SRC
Di a .1 5 x 1 : S R C : LT , E M T
Essai du capteur accessoire – ODR
P Erreur de forme du système de palpage pour l'ODR (25 points)
Forme.Sph.1×25:ODR:LT
P Erreur de forme du système de palpage pour l'ODR (95 % des points)
Forme.Sph.D95 %:ODR:LT
P Erreur de taille du système de palpage pour l'ODR (25 points)
Taille.Sph.1 × 25:ODR:LT
P Erreur de taille du système de palpage pour l'ODR (tous les points)
Ta i l l e . Sp h .To u s: O D R : LT
E Erreur de mesure de forme plane avec l'ODR (95 % des points)
Forme.Pla.D95 %:ODR:LT
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Tableau 1 (suite)
Symbole Signification
P Erreur maximale tolérée de forme du système de palpage pour l'ODR (25 points)
Forme.Sph.1 × 25:ODR: LT ,EMT
Erreur maximale tolérée de forme du système de palpage pour l'ODR (95 % des
P
Fo r m e . S p h. D 9 5 % : O D R : LT ,E MT
points)
P Erreur maximale tolérée de taille du système de palpage pour l'ODR (25 points)
Taille.Sph.1 × 25:ODR: LT ,EMT
Erreur maximale tolérée de taille du système de palpage pour l'ODR (tous les
P
Tai l l e . S p h.To u s : O D R : LT ,E MT
points)
E Erreur maximale tolérée de mesure de forme plane avec l'ODR (95 % des points)
Fo r m e . P l a . D 9 5% : O D R : LT , E M T
Essai du capteur multiple
P Erreur de forme du système à palpeurs multiples
Forme.Sph.nx25::MPS.LT
P Erreur de taille du système à palpeurs multiples
Taille.Sph.nx25::MPS.LT
L Erreur de position du système à palpeurs multiples
Dia.n × 25::MPS.LT
P Erreur maximale tolérée de forme du système à palpeurs multiples
Forme.Sph.nx25::MPS.LT,EMT
P Erreur maximale tolérée de taille du système à palpeurs multiples
Taille.Sph.nx25::MPS.LT,EMT
L Erreur maximale tolérée de position du système à palpeurs multiples
Dia.n × 25::MPS.LT,EMT
NOTE 1 Pour le cas courant d'essai de longueur avec un SMR, L sera égale à zéro (par exemple, E ).
B i : 0 : LT
NOTE 2 Les combinaisons spécifiques de capteurs associées aux erreurs du système à palpeurs multiples
dépendent des capteurs fournis avec le système de laser de poursuite. Il est possible d'inclure de manière explicite
la combinaison concernée dans le symbole, par exemple P , où les symboles désignant
Tai l l e . S p h. 2 x 2 5: O D S, S M R : M P S . LT
les capteurs apparaissent par ordre alphabétique.
NOTE 3 Dans les essais à capteurs multiples, n (dans n × 25) est le nombre de capteurs impliqués (n ≥ 2).
5 Conditions assignées de fonctionnement
5.1 Conditions d'environnement
Les limites à respecter pour les conditions d'environnement autorisées, telles que les conditions de
température, la pression de l'air, l'humidité et les vibrations sur le lieu d'utilisation ou d'essai, qui
influencent les mesures, doivent être spécifiées par :
— le fabricant, dans le cas des essais de réception ;
— l'utilisateur, dans le cas des essais de vérification périodique.
Dans les deux cas, l'utilisateur est libre de choisir les conditions d'environnement dans lesquelles
les essais seront réalisés dans les limites spécifiées (le Formulaire 1 de l'Annexe A est la méthode
recommandée pour spécifier ces conditions).
Si l'utilisateur souhaite que les essais soient réalisés dans des conditions d'environnement différentes
des conditions ambiantes du site d'essai (par exemple, à une température supérieure ou inférieure), il
convient que les parties désignent d'un commun accord la partie qui supporte le coût du conditionnement
environnemental.
5.2 Conditions de fonctionnement
Les conditions requises par le fabricant pour satisfaire à la spécification d'EMT doivent être spécifiées
(par exemple comme indiqué dans une fiche de spécification).
En outre, le laser de poursuite doit fonctionner selon les procédures énoncées dans le manuel
d'utilisation du fabricant lors des essais de l'Article 6. Les parties du manuel du fabricant à respecter
comprennent :
a) les cycles de démarrage/préchauffage de la machine ;
b) les procédures de compensation de la machine ;
c) les procédures de nettoyage du rétroréflecteur et des nids ;
d) la qualification du SMR ou de la SRC ;
e) la position, le type et le nombre des capteurs environnementaux (c'est-à-dire « la station
météorologique ») ;
f) la position, le type et le nombre des sondes de température de pièce ;
g) la stabilité et l'isolation des vibrations du montage.
6 Essais de réception et essais de vérification périodique
6.1 Généralités
Dans les essais suivants :
— les essais de réception sont exécutés conformément aux spécifications et les modes opératoires du
fabricant qui sont conformes au présent document ;
— les essais de vérification périodique sont exécutés conformément aux spécifications de l'utilisateur
et les modes opératoires du fabricant.
Si les spécifications le permettent, le laser de poursuite peut être soumis à essai dans une orientation
autre que l'orientation normale droite et verticale. Dans tous les cas, les angles d'azimut et d'élévation
seront orientés par rapport au laser de poursuite. La position et l'orientation des longueurs d'essai
étalonnées par rapport au laser de poursuite doivent être clairement définies avant le début des essais.
En général, les longueurs d'essai étalonnées ne tournent pas en même temps que le laser de poursuite.
Toutefois, les positions des essais de palpage et des essais sur les deux faces conserveront leur relation
par rapport à l'axe vertical du laser de poursuite (c'est-à-dire qu'elles tourneront en même temps que
le laser de poursuite). Par exemple, si le laser de poursuite est monté de sorte que son axe vertical se
trouve à l'horizontale, les directions « au-dessus » et « au-dessous » décrites dans le Tableau 2 et dans le
Tableau 3 seront parallèles à l'axe vertical.
Lorsqu'une association (gaussienne) des moindres carrés est utilisée lors de l'obtention des résultats
d'essai, il doit s'agir d'une association sans contrainte des données, sauf si des contraintes sont
explicitement indiquées pour cette association.
Comme les essais sur deux faces peuvent être réalisés rapidement, et vont immédiatement révéler les
problèmes avec la géométrie des lasers de poursuite et sa correction, il est recommandé de réaliser une
partie ou tous ces essais en premier.
6.2 Erreurs de taille et de forme du système de palpage
6.2.1 Principe
Ce mode opératoire d'essai a pour principe de mesurer la taille et la forme d'une sphère d'essai en
utilisant 25 points palpés avec le SMR, la SRC ou l'ODR. Se référer à l'Annexe F ou à l'Annexe G pour plus
d'informations sur les essais avec les capteurs SRC ou ODR, respectivement. Une sphère des moindres
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carrés calculée sur la base des 25 points est examinée pour les erreurs d'indication de forme et de taille.
Cette analyse donne l'erreur de forme, P , et l'erreur de taille, P .
Forme.Sph.1x25:SMR:LT Taille.Sph.1x25:SMR:LT
NOTE 1 Les erreurs du système de palpage P et P ne s'appliquent pas aux
Forme.Sph.1x25:SMR:LT Taille.Sph.1x25:SMR:LT
systèmes radar à laser.
NOTE 2 Il s'agit d'essais permettant d'évaluer l'aptitude du système de laser de poursuite à localiser des points
individuels dans l'espace. Ces essais ne sont pas destinés à vérifier les spécifications fournies par un fabricant de
SMR, bien que les erreurs dans le SMR influencent les résultats d'essai.
NOTE 3 Lorsque cet essai est réalisé avec un SMR, trois types d'erreurs dans le SMR peuvent influencer les
résultats de cet essai. Si la sphère à l'intérieur de laquelle est monté le rétroréflecteur n'est pas une sphère parfaite,
cela influencera le résultat de l'essai. De plus, si les surfaces réfléchissantes constituant le rétroréflecteur ne sont
pas mutuellement orthogonales ou si leur point d'intersection ne coïncide pas avec le centre de la sphère, cela
affectera le résultat de l'essai.
6.2.2 Étalon de référence
L'étalon matérialisé de taille, c'est-à-dire la sphère d'essai, doit avoir un diamètre nominal compris
entre 10 mm et 51 mm. La sphère d'essai doit être étalonnée en taille et en forme.
NOTE Il peut être difficile d'effectuer des mesurages sur des sphères d'essai plus petites en raison des
interférences avec le support de la sphère.
6.2.3 Mode opératoire
Monter la sphère d'essai de manière à pouvoir palper la totalité d'un hémisphère. Lorsqu'un SMR est
utilisé pour le palpage, il convient d'orienter le support de la sphère d'essai à distance du laser de
poursuite. Pour une SRC, il convient de positionner le support à distance de la direction de palpage
normale (voir Figure 2).
Il convient de fixer solidement la sphère d'essai pour réduire au minimum les erreurs dues à la flexion.
Mesurer et enregistrer 25 points. Les points doivent être répartis de manière approximativement
uniforme sur au moins un hémisphère de la sphère d'essai. Leur position doit être laissée à la discrétion
de l'utilisateur et, si le modèle de palpage n'est pas spécifié, le modèle suivant est recommandé
(voir Figure 3) :
— un point au pôle de la sphère d'essai ;
— quatre points (également répartis) à 22,5° au-dessous du pôle ;
— huit points (également répartis) à 45° au-dessous du pôle et décalés de 22,5° par rapport au groupe
précédent ;
— quatre points (également répartis) à 67,5° au-dessous du pôle et décalés de 22,5° par rapport au
groupe précédent ;
— huit points (également répartis) à 90° au-dessous du pôle (c'est-à-dire à l'équateur) et décalés de
22,5° par rapport au groupe précédent.
NOTE En raison du caractère manuel du mesurage de point à point à l'aide de lasers de poursuite, il est
reconnu que les points exacts recommandés vont possiblement ne pas être mesurés.
Légende
A pôle
Figure 3 — Position des points de palpage
Les résultats de ces essais peuvent dépendre fortement de la distance entre le rétroréflecteur et le laser
de poursuite, en particulier pour les capteurs SRC et ODR. Par conséquent, l'essai doit être réalisé aux
distances par rapport au laser de poursuite requises, comme indiqué dans le Tableau 2.
Tableau 2 — Positions d'essai du palpeur
Distance par rapport au laser Requise pour ces capteurs Hauteur par rapport au centre de rota-
b
de poursuite tion du laser de poursuite
a
< 2 m SMR, SRC, ODR approximativement la même hauteur
approximativement 10 m SRC, ODR plus de 1 m au-dessus ou au-dessous
a
lorsque les spécifications d'un fabricant indiquent explicitement qu'un capteur SRC ou ODR ne fonctionne qu'à une
distance supérieure à 2 m par rapport au laser de poursuite, l'essai doit être réalisé à la distance minimale indiquée.
b
Les positions d'essai du palpeur auront la même position et orientation par rapport à l'axe vertical du laser de poursuite
si le laser de poursuite n'est pas orienté verticalement.
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6.2.4 Obtention des résultats d'essai
6.2.4.1 Erreurs de taille
À l'aide des 25 mesures, calculer la sphère gaussienne associée. Enregistrer le diamètre de cette sphère.
L'écart signé entre ce diamètre (mesuré) et le diamètre étalonné (de référence) de la sphère d'essai,
c'est-à-dire D – D , correspond à l'erreur de taille du système de palpage, P (où
MEAS REF Taille.Sph.1x25:xxx:LT
xxx est remplacé par SMR, SRC ou ODR, selon le cas).
6.2.4.2 Erreurs de forme
Pour chacune des 25 mesures, calculer la distance radiale gaussienne R correspondant à la distance
entre le centre de la sphère des moindres carrés et le point de mesure. Enregistrer l'étendue de ces
valeurs, c'est-à-dire R – R , comme erreur de forme du système de palpage, P (où
max min Forme.Sph.1x25:xxx:LT
xxx est remplacé par SMR, SRC ou ODR, selon le cas).
6.3 Erreurs de position (essais sur les deux faces)
6.3.1 Principe
Ce mode opératoire d'essai a pour principe de détecter les erreurs géométriques du laser de poursuite
en mesurant deux fois la position d'un rétroréflecteur fixe dans des configurations de laser de
poursuite différentes. Ces configurations sont obtenues 1) en effectuant le mesurage en mode normal,
2) avec l'angle azimutal à environ 180° de la première configuration et en déplaçant l'angle d'élévation
jusqu'à pointer sur le rétroréflecteur, et puis 3) en permettant aux deux angles azimutal et d'élévation
de changer (légèrement) pour permettre la réacquisition du rétroréflecteur. La distance apparente,
perpendiculaire au faisceau laser, entre les deux mesures du rétroréflecteur permet d'obtenir le résultat
de l'essai, L .
Dia.2x1:P&R:LT
6.3.2 Étalon de référence
Pour cet essai, l'équipement consiste en un nid de cible solidement fixé dans les positions indiquées
dans le Tableau 3.
6.3.3 Mode opératoire
Monter le nid de cible de telle sorte que le nid et son support ne gênent pas le mesurage du rétroréflecteur.
Il convient de fixer solidement le nid de cible pour réduire au minimum l'incertitude des mesurages.
Placer le SMR dans le nid et mesurer la position du SMR en utilisant les deux angles et la distance
(étendue). Faire tourner les deux axes angulaires du laser de poursuite des angles appropriés et
réacquérir le rétroréflecteur. Mesurer cette position du rétroréflecteur uniquement dans les angles, en
utilisant la valeur de la distance du premier mesurage.
Les résultats de ces essais peuvent dépendre fortement de la distance entre le SMR et le laser de
poursuite et être influencés par l'orientation angulaire du laser de poursuite. Par conséquent, ces essais
doivent être réalisés à deux distances ou plus par rapport au laser de poursuite et à trois orientations
différentes, comme indiqué dans le Tableau 3. La distance par rapport au laser de poursuite est la
distance horizontale entre le laser de poursuite et la position du rétroréflecteur, et l'angle d'orientation
est l'angle d'azimut nominal du laser de poursuite lorsqu'il pointe vers le rétroréflecteur.
Les résultats de l'essai sur les deux faces pour les mesurages répétés à la même position du nid du SMR
peuvent être utilisés pour évaluer la répétabilité du système de mesure.
Tableau 3 — Positions de mesure sur les deux faces
Positions de l'essai sur Rétroréflecteur à au Rétroréflecteur à la Rétroréflecteur à au
deux faces moins 1 m de hauteur hauteur du centre de moins 1 m de hauteur
au-dessus du centre rotation du laser de au-dessous du centre
de rotation du laser de poursuite de rotation du laser de
poursuite poursuite
Positions 1 à 3 Positions 4 à 6 Positions 7 à 9
1.5 m du laser de poursui-
Un quelconque des 3 Un quelconque des 3 Un quelconque des 3
a
te
angles azimutaux, angles azimutaux, angles azimutaux,
séparés de 120° séparés de 120° séparés de 120°
Positions 10 à 12 Positions 13 à 15 Positions 16 à 18
a Un quelconque des 3 Un quelconque des 3 Un quelconque des 3
6 m du laser de poursuite
angles azimutaux, angles azimutaux, angles azimutaux,
séparés de 120° séparés de 120° séparés de 120°
Distance sélectionable par
l'utilisateur depuis le laser Position 19 Position 20 Position 21
de poursuite
a
Il convient que la distance depuis le laser de poursuite soit à 10 % de la distance nominale, et l'angle azimutal à 5°.
NOTE Les positions d'essai auront les mêmes position et orientation par rapport à l'axe vertical du laser de
poursuite si le laser de poursuite n'est pas orienté à la verticale.
6.3.4 Obtention des résultats d'essai
Calculer l'erreur de position pour ces deux positions mesurées
...
Questions, Comments and Discussion
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