Национальный стандарт РФ ГОСТ Р ИСО 10360-2-2017 "Характеристики изделий геометрические. Приемочные и перепроверочные испытания координатно-измерительных машин. Координатно-измерительные машины, применяемые для измерения линейных размеров" (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 ноября 2017 г. N 1805-ст)

Национальный стандарт РФ ГОСТ Р ИСО 10360-2-2017
"Характеристики изделий геометрические. Приемочные и перепроверочные испытания координатно-измерительных машин. Координатно-измерительные машины, применяемые для измерения линейных размеров"
(утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 ноября 2017 г. N 1805-ст)

Geometrical product specifications. Acceptance and reverification tests for coordinate measuring machines. Coordinate measuring machines used for measuring linear dimensions

ОКС 17.040.30

Дата введения - 1 января 2019 г.
Введен впервые

Предисловие

1 Подготовлен Акционерным обществом "Научно-исследовательский и конструкторский институт средств измерений в машиностроении" (АО "НИИизмерения") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 242 "Допуски и средства контроля"

3 Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 ноября 2017 г. N 1805-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 10360-2:2009 "Геометрические характеристики изделий (GPS). Приемочные и перепроверочные испытания координатно-измерительных машин (КИМ). Часть 2. КИМ, применяемые для измерения линейных размеров" [ISO 10360-2:2009 "Geometrical Product Specifications (GPS) - Acceptance and reverification tests for coordinate measuring machines (CMM) - Part 2: CMMs used for measuring linear dimensions", IDT].

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов и документов соответствующие им национальные и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 Введен впервые

Введение

Международный стандарт ИСО 10360 состоит из объединенных общим наименованием "Геометрические характеристики изделий. Приемочные и перепроверочные испытания координатно-измерительных машин (КИМ)" следующих частей:

- Часть 1 (ИСО 10360-1): Словарь;

- Часть 2 (ИСО 10360-2): Координатно-измерительные машины, применяемые для измерения линейных размеров;

- Часть 3 (ИСО 10360-3): Координатно-измерительные машины с осью поворотного стола в качестве четвертой оси;

- Часть 4 (ИСО 10360-4): Координатно-измерительные машины, применяемые в режиме сканирования;

- Часть 5 (ИСО 10360-5): Координатно-измерительные машины, использующие одно- и многощуповые контактные зондирующие системы;

- Часть 6 (ИСО 10360-6): Оценка погрешностей при расчете Гауссовых присоединенных элементов;

- Часть 7 (ИСО 10360-7): Координатно-измерительные машины, оснащенные видеосистемами сбора данных.

Международный стандарт ИСО 10360-2:2009 подготовлен Техническим комитетом ИСО/ТК 213 "Размерные и геометрические требования к изделиям и их проверка" взамен международного стандарта ИСО 10360-2:2001.

Целью описанных в настоящем стандарте испытаний является проверка:

- погрешности показаний при измерении меры длины посредством зондирующей системы с равным нулю смещением наконечника щупа относительно оси пиноли;

- погрешности показаний при измерении меры длины посредством зондирующей системы с заданным смещением наконечника щупа относительно оси пиноли;

- повторяемости измерений меры длины.

Преимущество этих испытаний заключается в том, что их результаты представлены в метрической системе и дают информацию о характеристиках КИМ при измерениях различных длин.

Раздел 3 настоящего стандарта содержит определения, заменяющие соответствующие определения в ИСО 10360-1:2000.

Изменение определений необходимо для исключения недоразумений при пользовании настоящим стандартом. Определение в статье 3.6 заменяет практически идентичное определение в ИСО 10360-1:2000, т.к. система используемых обозначений была пересмотрена и расширена.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на координатно-измерительные машины (КИМ), применяемые для измерения линейных размеров, и устанавливает порядок проведения их приемочных (предназначенных для проверки соответствия характеристик КИМ установленным производителем нормам) и перепроверочных (дающих возможность пользователю периодически перепроверять характеристики КИМ) испытаний.

Описанные в настоящем стандарте приемочные и перепроверочные испытания непосредственно применимы только к КИМ, представляющим собой физическую реализацию прямоугольной системы координат и оборудованным функционирующими в режиме дискретного зондирования контактными зондирующими системами.

По договоренности между заинтересованными сторонами настоящий стандарт может быть распространен на:

- КИМ, не являющиеся физической реализацией прямоугольной системы координат;

- КИМ, использующие оптическое зондирование.

Настоящий стандарт содержит требования к устанавливаемым изготовителем или пользователем рабочим характеристикам КИМ, методологию выполнения приемочных и перепроверочных испытаний, правила проверки соответствия и область применения приемочных и перепроверочных испытаний.

2 Нормативные ссылки

Следующие ссылочные документы являются обязательными при пользовании настоящим стандартом. Для датированной ссылки применяют только указанную редакцию ссылочного документа. Для недатированной ссылки применяют самую последнюю (включающую все изменения) редакцию ссылочного документа.

ISO 10360-1:2000, Geometrical Product Specifications (GPS) - Acceptance and reverification tests for coordinate measuring machines (CMM) - Part 1: Vocabulary [ИСО 10360-1:2000, Геометрические характеристики изделий (GPS). Приемочные и перепроверочные испытания координатно-измерительных машин (КИМ). Часть 1. Словарь]

ISO 14253-1:1998*, Geometrical product specifications (GPS) - Inspection by measurement of workpieces and measuring equipment - Part 1: Decision rules for proving conformance or non-conformance with specifications [ИСО 14253-1:1998, Геометрические характеристики изделий (GPS). Проверка посредством измерения деталей и измерительного оборудования. Часть 1. Правила определения соответствия или несоответствия спецификациям]

ISO 14660-1:1999**, Geometrical Product Specifications (GPS) - Geometrical features - Part 1: General terms and definitions [ИСО 14660-1:1999, Геометрические характеристики изделий (GPS). Геометрические элементы. Часть 1. Общие термины и определения]

------------------------------

* Заменен на ИСО 14253-1:2013.

** Заменен на ИСО 17450-1-1:2011.

ISO/TS 23165:2006, Geometrical product specifications (GPS) - Guidelines for the evaluation of coordinate measuring machine (CMM) test uncertainty [ИСО/ТС 23165:2006, Геометрические характеристики изделий (GPS). Рекомендации по оценке достоверности испытаний координатно-измерительной машины (КИМ)]

ISO/IEC Guide 99, International vocabulary of metrology - Basic and general concepts and associated terms (VIM) [ИСО/МЭК Руководство 99, Международный словарь по метрологии. Базовые и общие понятия и связанные с ними термины (VIM)]

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ИСО 10360-1, ИСО 14253-1, ИСО 14660-1, ИСО/ТС 23165, ИСО/МЭК Руководство 99, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 смещение наконечника щупа относительно оси пиноли L (ram axis stylus tip offset): Расстояние (перпендикулярно оси пиноли) между центром наконечника щупа и базовой точкой (см. рисунок 1).

Примечание 1 - Положение базовой точки определяет производитель. Если базовая точка производителем не задана, то пользователь выбирает ее вблизи основания зондирующей системы.

Примечание 2 - Базовая точка обычно расположена внутри или около зондирующей системы.

------------------------------

^a) L  0

Рисунок 1 - Примеры смещений наконечника щупа относительно оси пиноли в случае шарнирной зондирующей системы

3.2 коэффициент теплового расширения (coefficient of thermal expansion); КТР (CTE); : Коэффициент линейного теплового расширения материала при температуре 20 °С.

3.3 материал с нормальным КТР (normal CTE material): Материал, значение КТР которого составляет от 8  10^-6 до 13  10^-6 K^-1.

3.4 погрешность измерения длины Е_L (length measurement error): Погрешность показаний при измерении аттестованной меры длины путем зондирования по одной точке с каждой ее стороны посредством КИМ с равным L смещением наконечника щупа относительно оси пиноли.

Примечание 1 - В настоящем стандарте принято: L = 0 и L = 150 мм (значения по умолчанию).

Примечание 2 - Требования к стратегии выбора точек приведены в приложении В.

3.5 диапазон повторяемости погрешности измерения длины R₀ (repeatability range of the length measurement error): Диапазон (разность наибольшего и наименьшего) трех последовательно определенных значений погрешности измерения длины посредством КИМ с равным нулю смещением наконечника щупа относительно оси пиноли.

3.6 максимальная допустимая погрешность измерения длины E_{L, МРЕ} (maximum permissible error of length measurement): Наибольшее значение погрешности измерения длины, допускаемое спецификациями.

Примечание 1 - В настоящем стандарте принято: L = 0 и L = 150 мм (значения по умолчанию).

Примечание 2 - Характеристику максимальной допустимой погрешности (maximum permissible error, МРЕ), в отличие от максимальной допустимой границы (maximum permissible limit, MPL), применяют тогда, когда при ее проверке определяют погрешности, следовательно, для проверки максимальной допустимой погрешности требуются аттестованные контрольно-измерительные средства.

Примечание 3 - Максимальная допустимая погрешность может быть задана одним из способов, показанных на рисунках 12-14 в ИСО 10360-1.

3.7 максимальная допустимая граница диапазона повторяемости R_{0, MPL} (maximum permissible limit of the repeatability range): Наибольшее значение диапазона повторяемости погрешности измерения длины, допускаемое спецификациями.

Примечание 1 - Характеристику максимальной допустимой границы, в отличие от максимальной допустимой погрешности, применяют тогда, когда при ее проверке погрешности не определяют, следовательно, для проверки максимальной допустимой границы не требуются аттестованные контрольно-измерительные средства.

Примечание 2 - Максимальная допустимая граница может быть задана одним из способов, показанных на рисунках 12-14 в ИСО 10360-1.

3.8 двухпинольная КИМ (dual ram CMM): КИМ, содержащая две независимые пиноли и способная выполнять координатные измерения двумя пинолями в одной и той же системе координат.

Примечание 1 - Две пиноли обычно (но необязательно) имеют общую часть диапазона измерений.

Примечание 2 - Технология установления общей системы координат может требовать процедуры выравнивания.

Примечание 3 - Двухпинольная КИМ может выполнять координатные измерения двумя пинолями в разных системах координат; см. симплексный режим функционирования (3.9).

3.9 симплексный режим функционирования (simplex operating mode): Способ применения двухпинольной КИМ, при котором каждая из пинолей функционирует как отдельная измерительная система.

Примечание - В симплексном режиме функционирования результаты координатных измерений каждой из пинолей не отображаются в общей системе координат.

3.10 дуплексный режим функционирования (duplex operating mode): Способ применения двухпинольной КИМ, при котором результаты координатных измерений каждой из пинолей отображаются в одной общей системе координат.

4 Обозначения

В настоящем стандарте использованы следующие обозначения:

- погрешность измерения длины;

- диапазон повторяемости погрешности измерения длины;

- максимальная допустимая погрешность измерения длины;

- максимальная допустимая граница диапазона повторяемости.

Примечание - Сведения, касающиеся указания этих обозначений в технической документации, приведены в разделе 9.

5 Условия проведения испытаний

5.1 Условия окружающей среды

Допустимые границы для влияющих на результаты измерений внешних воздействий, таких как температура, влажность воздуха и вибрация в месте установки КИМ, должны быть заданы:

- производителем при проведении приемочных испытаний;

- пользователем при проведении перепроверочных испытаний.

В обоих случаях пользователь может свободно выбирать параметры внешних воздействий внутри заданных производителем границ (указанных в технических характеристиках КИМ, см. ИСО 10360-1).

Защиту КИМ от воздействия влияющих факторов внешней среды в соответствии с документацией производителя обеспечивает пользователь.

Если условия окружающей среды не удовлетворяют спецификациям, то проверка E_{0, МРЕ}, E_{L, МРЕ} и R_{0, МРЕ} не является обязательной.

5.2 Режимы работы

При проведении описанных в разделе 6 проверок КИМ должна функционировать в соответствии с предоставляемым производителем руководством по эксплуатации.

Некоторые положения руководства по эксплуатации требуют обязательного соблюдения, это, например:

a) порядок включения и прогрева машины;

b) конфигурация системы щупов;

c) процедуры очистки наконечника щупа;

d) калибровка зондирующей системы;

e) тепловая стабилизация зондирующей системы перед калибровкой;

f) масса системы щупов и/или зондирующей системы;

g) расположение, тип и количество датчиков температуры.

5.3 Погрешность измерения длины

Погрешности измерения длины (значения E_L) не должны превышать максимальной допустимой погрешности измерения длины (E_{L, МРЕ}), установленной:

- производителем при проведении приемочных испытаний;

- пользователем при проведении перепроверочных испытаний.

Погрешности измерения длины (значения E_L) и максимальную допустимую погрешность измерения длины E_{L, МРЕ} выражают в микрометрах.

Примечание - Погрешности измерения длины, полученные при L = 0 мм и L = 150 мм, обозначают соответственно Е₀ и E₁₅₀.

5.4 Диапазон повторяемости погрешности измерения длины

Диапазон повторяемости погрешности измерения длины (значения R₀) не должен превышать максимальной допустимой границы диапазона повторяемости R_{0, MPL}, установленной:

- производителем при проведении приемочных испытаний;

- пользователем при проведении перепроверочных испытаний.

Диапазон повторяемости погрешности измерения длины (значения R₀) и максимальную допустимую границу диапазона повторяемости R_{0, MPL} выражают в микрометрах.

5.5 Влияние веса детали

Погрешность измерения длины при L = 0 (или минимально возможном L) Е₀ не должна превышать установленной производителем максимальной допустимой погрешности измерения длины E_{0, МРЕ} при нагружении КИМ деталью, имеющей вес, не превышающий максимального значения, установленного техническими характеристиками КИМ. Определение погрешности измерения длины E₀ может выполняться при нагружении КИМ нагрузкой любого (от нуля до максимального допустимого) веса, выбираемой пользователем с соблюдением следующих условий:

- физический объем применяемой при испытаниях нагрузки должен лежать внутри зоны измерений КИМ и нагрузка должна быть свободно стоящей;

- производитель может устанавливать предел максимальной нагрузки на единицу площади установочной поверхности (т.е. стола) КИМ (в кг/м²) и/или на отдельные точки приложения нагрузки (в кг/см²); для сосредоточенных нагрузок нагрузка на любую определенную точку контакта не должна более чем в два раза превышать нагрузку на любую другую из точек контакта;

- если другое не определено производителем, то нагрузка должна располагаться приблизительно в центре стола КИМ и симметрично относительно этого центра.

Пользователь и производитель должны согласовать необходимость использования нагрузки.

Пользователь и производитель должны проанализировать способ нагружения стола КИМ, т.к. доступ к измерительным позициям может быть затруднен нагрузкой.

6 Приемочные и перепроверочные испытания

6.1 Общие положения

6.1.1 Приемочные испытания выполняют в соответствии со спецификациями производителя и описанными в настоящем стандарте процедурами. В частности, если пользователь не предоставит меру длины (удовлетворяющую ограничениям ИСО/ТС 23165), производитель может выбрать реализующее меру длины контрольно-измерительное средство из описанных в приложениях В и D.

Перепроверочные испытания выполняют в соответствии со спецификациями пользователя и процедурами производителя.

Спорные вопросы, связанные с двухпинольными КИМ, обсуждаются в пункте 6.6.

6.1.2 Настоящий стандарт непосредственно неприменим к КИМ с оптическим зондированием, тем не менее если по взаимному соглашению партнеры применят этот подход к оптической КИМ, то потребуется согласование следующих дополнительных пунктов:

- возможность использования индекса 2D (например Е_0-2D) для указания случая применения 2D-датчиков (перемещение пиноли отсутствует);

- возможность снижения числа и расположений позиций измерения в случае 2D-систем;

- специфицирование коэффициента увеличения и показателя освещенности;

- влияние на результаты испытаний материала и обработки поверхности средств испытаний;

- возможность двустороннего зондирования в зависимости от средств испытаний и зондирующей системы (см. приложение В).

6.2 Метод испытаний

Основой метода оценки является применение аттестованной в метрической системе меры длины для выяснения способности ее измерения КИМ с погрешностью, не превышающей установленную для смещения наконечника щупа относительно оси пиноли, равного 0 мм и 150 мм, соответствующую максимальную допустимую погрешность измерения длины Е_{0, МРЕ} и Е_{150, МРЕ}, и с диапазоном повторяемости, не превышающим установленного максимального допустимого предела R_{0, MPL}.

Оценивание следует выполнять путем сравнения индицируемых значений, полученных при трехкратном измерении пяти имеющих различную длину мер длины, с аттестованными значениями размеров этих мер. Индицируемые значения вычисляют как длину проекции, полученной при измерении "от точки к точке" длины на выравнивающее направление (см. приложение С).

Каждое из трех последовательных измерений должно быть организовано следующим образом: если концы меры обозначены "А" и "В", то последовательность их измерения должна быть А₁ В₁, А₂ В₂, А₃ В₃ или А₁ В₁, В₂ А₂, А₃ В₃. Другие последовательности, например А₁ А₂ А₃, В₁ В₂ В₃, недопустимы. Каждое из трех повторных измерений должно иметь свои собственные уникальные точки измерения. То есть в общем случае В₁, В₂ и В₃ должны быть различными действительными точками контакта одной и той же целевой точки В. После начала цикла измерения длины недопустимо наличие каких-либо дополнительных зондируемых точек, кроме тех, которые необходимы для измерения длины, например недопустимо наличие выравнивающих точек между измерениями А₁ и В₃.

Для КИМ без компенсации теплового расширения детали необходимо указание коэффициента теплового расширения аттестованной меры длины, т.к. неучтенная разность тепловых расширений КИМ и меры может приводить к существенной погрешности.

Для КИМ с компенсацией теплового расширения детали необходимо указание погрешности определения коэффициента теплового расширения аттестованной меры длины, т.к. для таких КИМ вызываемая теплом ошибка в значительной степени снижена, а существенная часть остаточной (нескомпенсированной) тепловой погрешности обусловлена неопределенностью коэффициента теплового расширения мер.

6.3 Погрешность измерения длины при нулевом смещении наконечника щупа относительно оси пиноли

6.3.1 Общие положения

Определение E₀ должно производиться при нулевом или минимальном возможном смещении наконечника щупа относительно оси пиноли. В зависимости от типа КИМ, применяемого в качестве меры длины контрольно-измерительного средства и пространственного расположения линии измерения, для доступа к измеряемым точкам меры может требоваться ненулевое смещение наконечника щупа относительно оси пиноли. В таком случае применяют наименьшее возможное смещение.

Примечание - На рисунке 1 показаны примеры смещений наконечника щупа относительно оси пиноли, включающие несколько небольших ненулевых смещений.

Если необходимо быстро убедиться в том, что зондирующая система функционирует в соответствии со спецификациями, то перед началом испытаний, описанных в следующих разделах, рекомендуется выполнить проверку одно- или многощуповой зондирующей системы в соответствии с ИСО 10360-5 (см. также приложение Е).

6.3.2 Средства измерений

Длина наибольшей меры длины для каждой измерительной позиции должна составлять не менее 66 % от наибольшей длины хода КИМ вдоль линии измерения меры. Поэтому наименьшая допустимая длина наибольшей меры, расположенной вдоль пространственной диагонали, должна быть больше, чем наименьшая допустимая длина наибольшей меры, расположенной вдоль направления оси КИМ. Каждая мера должна существенно отличаться от других по длине. Их длины должны быть гармонично распределены в пределах длины линии измерения. В общем случае длины пяти мер в разных позициях могут быть различны, например вследствие различия длин предельных ходов КИМ вдоль соответствующих линий измерения.

Пример 1 - При длине линии измерения, равной 1 метру, длины мер, равные 100, 200, 400, 600 и 800 мм, являются примером гармоничного распределения.

Производитель устанавливает верхний (обязательно) и нижний (опционально) пределы КТР меры длины. Производитель может аттестовывать КТР меры. Производитель должен указать максимальную допустимую длину доверительного интервала (k = 2) для КТР меры. Если мера состоит из измеряемой односторонним способом длины и короткой концевой меры (см. приложение В), то КТР должен соответствовать этой длине. Если производителем не указано другое, то материал меры по умолчанию считают материалом с нормальным КТР.

Если материал меры длины не является материалом с нормальным КТР, то соответствующее значение Е_{0, МРЕ} указывают со сноской (*), а в примечании приводят описание КТР меры.

Пример 2 - Е_{0, МРЕ}*

* Для средства проверки из суперинвара с КТР не более 0,5  10^-6 K^-1 доверительный интервал КТР (k = 2) не более 0,3  10^-6 K^-1.

Если в спецификации производителя указано, что мера длины должна быть изготовлена из материала с КТР менее 2  10^-6 K^-1, то выполняют дополнительное измерение так, как это описано в 6.3.3.3.

Мера длины с низким КТР может быть математически адаптирована так, чтобы внешне проявлять себя как мера длины с нормальным КТР (см. приложение D), однако такая мера имеет низкий КТР и должна удовлетворять требованиям 6.3.3.3.

Примеры мер длины приведены в приложении В.

6.3.3 Проведение испытаний

6.3.3.1 Расположение мер

Пять различных мер длины должны быть установлены в каждую из семи отличающихся месторасположением и ориентацией мер позиций внутри зоны измерений КИМ, и длина каждой меры должна быть измерена трижды (т.е. всего должно быть выполнено 105 измерений). Четыре из семи позиций должны быть пространственными диагоналями зоны измерений. Три оставшиеся позиции могут быть определены пользователем; по умолчанию эти позиции параллельны каждой из координатных осей КИМ и расположены в середине зоны измерений (см. таблицу 1).

Производитель может нормировать погрешность измерения длины при нулевом смещении наконечника щупа относительно оси пиноли отдельно для каждой оси КИМ, т.е. для позиций 5-7.

В этом случае используют следующие обозначения: E_0X и E_{0X, МРЕ}, E_0Y и E_{0Y, МРЕ}, E_0Z и E_{0Z, МРЕ}.

Таблица 1 - Ориентация в зоне измерений

Номер позиции	Ориентация в зоне измерений	Обязательно или по умолчанию
1	Вдоль диагонали между точками (1, 0, 0) и (0, 1, 1)	Обязательно
2	Вдоль диагонали между точками (1, 1, 0) и (0, 0, 1)	Обязательно
3	Вдоль диагонали между точками (0, 1, 0) и (1, 0, 1)	Обязательно
4	Вдоль диагонали между точками (0, 0, 0) и (1, 1, 1)	Обязательно
5	Вдоль оси X между точками (0, 1/2, 1/2) и (1, 1/2, 1/2)	По умолчанию
6	Вдоль оси Y между точками (1/2, 0, 1/2) и (1/2, 1, 1/2)	По умолчанию
7	Вдоль оси Z между точками (1/2, 1/2, 0) и (1/2, 1/2, 1)	По умолчанию
Примечание - В таблице подразумевается, что противолежащие углы зоны измерений имеют координаты (0, 0, 0) и (1, 1, 1) в системе координат XYZ.

Для КИМ с большим отношением длин осей рекомендуется, чтобы с согласия производителя и пользователя было добавлено две дополнительные позиции измерения. КИМ считают имеющей большое отношение длины осей, если длина наиболее протяженной оси более чем в три раза превышает длину средней оси. В эти позиции устанавливают пять мер длины, каждую из которых измеряют три раза, ориентированных вдоль диагоналей плоскости, перпендикулярной к наиболее протяженной оси, т.е. если наиболее протяженной осью является ось X, то эти две диагонали принадлежат плоскости, параллельной плоскости YZ и расположенной приблизительно в середине оси X.

6.3.3.2 Выполнение измерений

Устанавливают зондирующую систему и выполняют ее калибровку в соответствии со стандартными процедурами производителя (см. пункт 5.2). Калибровку зондирующей системы следует выполнять с применением только поставляемой производителем образцовой сферы (или другого средства, поставляемого производителем для калибровки зондирующей системы при стандартном применении КИМ), применение поверочных или каких-либо других средств недопустимо. При измерении меры длины смещение наконечника щупа относительно оси пиноли должно быть нулевым (или минимальном возможным).

Для каждой из пяти мер длины получают три результата измерения. Детали, касающиеся процедуры измерения конкретных типов мер длины, приведены в приложении В. Повторяя измерения для каждой из семи измерительных позиций, получают всего 105 результатов измерений.

Для выравнивания контрольно-измерительного средства могут потребоваться дополнительные измерения. Рекомендуется, чтобы применяемый метод выравнивания был согласован с процедурами, используемыми для аттестации контрольно-измерительного средства.

Производитель должен однозначно указать в документации систему щупов, которая будет применяться при определении E₀, например: "при проверке следует использовать прямой щуп длиной 20 мм". Если производитель не специфицировал систему щупов, то пользователь свободен выбрать ее из любых поставляемых с КИМ деталей системы щупов.

Примечание - Изменение системы щупов может значительно изменить результаты определения E₀.

6.3.3.3 Случай низкого КТР

В случае, если спецификация производителя для E_{0, МРЕ} требует отличающегося от нормального КТР (менее 2  10^-6 K^-1), то выполняют дополнительное измерение на мере длины с нормальным КТР. Длина этой дополнительной меры с нормальным КТР должна быть больше 0,5 м или 50 % (что меньше) наибольшего осевого хода КИМ. Измерение должно производиться в центре зоны измерений КИМ и параллельно одной из осей КИМ. Измерение должно быть повторено три раза. Производитель может аттестовать КТР этой меры длины.

Примечание 1 - Так как при использовании в качестве мер длины лазерного интерферометра (см. приложение В) его рассматривают как контрольно-измерительное средство с низким КТР, то необходимы также измерения мер длины с нормальным КТР.

Примечание 2 - При применении лазерного интерферометра хорошей практикой является измерение на КИМ меры длины с нормальным КТР, расположенной вдоль линии измерения, длина которой была предварительно измерена посредством интерферометра. Согласованность погрешностей показаний КИМ и интерферометра служит быстрой проверкой корректности выполнения компенсации КТР детали КИМ и корректности значения коэффициента преломления интерферометра.

6.3.4 Обработка результатов испытаний

Для каждого из 105 измерений и (если требуется) для каждого из трех дополнительных измерений (см. пункт 6.3.3.3) вычисляют погрешность измерения длины Е₀ как разность показания КИМ и аттестованного значения соответствующей меры длины (т.е. аттестованное значение условно принимают за истинное значение длины). Индицируемое значение одиночного измерения меры длины может быть скорректировано КИМ с учетом систематических или обусловленных теплом (включая тепловое расширение) погрешностей, если КИМ оборудована предназначенными для этого устройствами. Если внешние условия удовлетворяют изложенным в пункте 5.1 ограничениям, то ручная коррекция полученных с выхода компьютера результатов с целью внесения температурной или других поправок недопустима.

Примечание - Для некоторых КИМ система коррекции требует от пользователя ввода значений КТР и температуры средства испытаний, что описано в эксплуатационной документации КИМ и является частью системы автоматической температурной компенсации. Это допустимо, если программное обеспечение КИМ выполняет температурную компенсацию. Внесение температурной коррекции вручную недопустимо.

Все вычисленные значения погрешности измерения длины (значения E₀) наносят в виде точек на соответствующий форме представления E_{0, МРЕ} график (см. рисунки 12-14 в ИСО 10360-1).

6.4 Диапазон повторяемости погрешности измерения длины

Для каждого набора из трех повторных измерений по пункту 6.3 вычисляют диапазон повторяемости R₀ как диапазон (разность наибольшего и наименьшего значений) этих трех измерений.

Все вычисленные значения диапазона повторяемости (значения R₀) наносят в виде точек на соответствующий форме представления R_{0, МРЕ} график (см. рисунки 12-14 в ИСО 10360-1).

6.5 Погрешность измерения длины при смещении наконечника щупа относительно оси пиноли, равном 150 мм

6.5.1 Средства измерений

Длина наибольшей меры длины для каждой измерительной позиции должна составлять не менее 66 % от наибольшей длины хода КИМ вдоль линии измерения меры.

Каждая меры должна существенно отличаться от других по длине. Их длины должны быть гармонично распределены в пределах линии измерения. В общем случае длины пяти мер для разных измерительных позиций различны, например из-за различий предельных длин хода КИМ вдоль соответствующих линий измерения.

Пример 1 - При длине линии измерения, равной 1 метру, длины мер, равные 100, 200, 400, 600 и 800 мм, являются примером гармоничного распределения.

Если производителем не указано другое, то материал меры длины по умолчанию считают материалом с нормальным КТР. Производитель устанавливает верхний (обязательно) и нижний (опционально) пределы КТР меры длины. Производитель может аттестовывать КТР меры. Производитель должен указать максимальную допустимую длину доверительного интервала (k = 2) для КТР меры.

Если материал меры длины не является материалом с нормальным КТР, то соответствующее значение Е_{150, МРЕ} указывают со сноской (*), а в примечании приводят описание КТР меры.

Пример 2 - Е_{0, МРЕ}*

* Для средства проверки из суперинвара с КТР не более 0,5  10^-6 K^-1 доверительный интервал КТР (k = 2) не более 0,3  10^-6 K^-1.

Примеры мер длины приведены в приложении В.

6.5.2 Проведение испытаний

6.5.2.1 Ориентация датчика

Устанавливают зондирующую систему и выполняют ее калибровку в соответствии со стандартными процедурами производителя (см. пункт 5.2). Калибровку зондирующей системы следует выполнять с применением поставляемой производителем образцовой сферы (или другого поставляемого производителем средства для калибровки зондирующей системы при обычной эксплуатации КИМ), применение каких-либо других средств, в том числе поверочных, недопустимо.

Значение смещения наконечника щупа относительно оси пиноли по умолчанию составляет (150  15) мм.

Направление смещения должно быть ориентировано перпендикулярно определяемой мерой длины линии измерения и в направлении какой-либо оси КИМ.

Для каждого измерения пользователь может задавать направление смещения наконечника щупа относительно оси пиноли так, чтобы оно совпадало с положительным или отрицательным направлением оси, т.е. с направлением +Х или -X для измерительных позиций 1А или 1В (см. пункт 6.5.2.2) и с направлением +Y или -Y для измерительных позиций 2А или 2В (см. рисунок 2). Таким образом, из восьми возможных комбинаций расположения меры длины и ориентации датчика для проведения испытаний пользователь может выбрать любые две.

Рисунок 2 - Пример двух (из четырех возможных) позиций меры длины и двух (из четырех возможных) ориентаций датчика при определении Е₁₅₀

6.5.2.2 Возможные измерительные позиции и ориентации датчика

Если не указано другое (см. примечание 3 к пункту 6.5.2.3), то для проведения испытаний используют только две комбинации из восьми возможных комбинаций расположения меры длины и ориентации датчика.

Пользователь может выбрать любые одну или две из указанных в таблице 2 четырех измерительных позиций для меры длины.

Таблица 2 - Ориентация в зоне измерений

Номер позиции	Ориентация в зоне измерений
1А	Вдоль диагонали плоскости YZ между точками (1/2, 0, 0) и (1/2, 1, 1)
1В	Вдоль диагонали плоскости YZ между точками (1/2, 0, 1) и (1/2, 1, 0)
2А	Вдоль диагонали плоскости XZ между точками (0, 1/2, 0) и (1, 1/2, 1)
2В	Вдоль диагонали плоскости XZ между точками (0, 1/2, 1) и (1, 1/2, 0)
Примечание - В таблице подразумевается, что противолежащие углы зоны измерений имеют координаты (0, 0, 0) и (1, 1, 1) в системе координат XYZ.

Пользователь может выбрать любые одну или две из описанных в пункте 6.5.2.1 ориентаций датчика.

Если выбрана только одна позиция для меры длины, то ориентации датчика должны быть противоположными (см. пункт 6.5.2.1 и примечание 4 к пункту 6.5.3.3).

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца допущена опечатка. Имеется в виду "примечание 4 к пункту 6.5.2.3"

Если ось пиноли КИМ имеет отличное от Z обозначение, то это должно быть соответствующим образом учтено при пользовании таблицей 2.

Примечание - Для очень малых КИМ с целью обеспечения достаточного для выполнения измерений зазора может оказаться необходимым изменение положения меры длины с сохранением ее ориентации вдоль диагонали плоскости XZ или YZ, тогда, например, позиция 1А может располагаться между точками (1, 0, 0) и (1, 1, 1).

6.5.2.3 Выполнение измерений

В каждой комбинации позиции меры и ориентации датчика должна быть трижды измерена каждая из пяти различных мер длины. Таким образом, для двух выбранных комбинаций общее число измерений составляет 30. Детали, касающиеся измерительных процедур для конкретных типов мер длины, изложены в приложении А. Для выравнивания контрольно-измерительного средства могут потребоваться дополнительные измерения. Рекомендуется, чтобы применяемый метод выравнивания был согласован с процедурами, используемыми для аттестации контрольно-измерительного средства (см. приложение С).

Примечание 1 - Производители (особенно для больших КИМ, где часто применяют большие смещения) могут специфицировать значения E_{L, МРЕ} для других значений смещения наконечника щупа относительно оси пиноли (L). Пользователь со специфическими измерительными потребностями может по согласованию с производителем добавить спецификации E_{L, МРЕ} для конкретных значений L.

Примечание 2 - Принимаемое по умолчанию значение смещения наконечника щупа относительно оси пиноли равно (150  15) мм, однако в качестве доказательства соответствия спецификации производитель может по своему усмотрению использовать подходящий для этого более длинный щуп.

Примечание 3 - Несмотря на то что испытания выполняют только для двух из восьми возможных комбинаций позиции меры с ориентацией датчика, по взаимному согласию производителя и потребителя могут проводиться дополнительные испытания.

Примечание 4 - Часто бывает полезным выбрать одну позицию меры и выполнить определение E₁₅₀ при двух (противоположных) ориентациях датчика. Разность между этими двумя (определенными при различной ориентации датчика) погрешностями показаний является оценкой эффекта углового вращения, обусловленного применением в этой позиции датчика со значением смещения наконечника щупа относительно оси пиноли, равным 150 мм.

Расположение наконечника щупа в параллельном оси пиноли направлении должно существенно отличаться от его расположения при определении E₀. Если позволяет длина хода КИМ, то это различие предпочтительно должно быть таким же, как смещение наконечника щупа относительно оси пиноли, и может иметь любое из двух (положительное или отрицательное) направление вдоль оси пиноли. Разные смещения наконечника щупа относительно оси пиноли приводят к различным расположениям наконечника щупа вдоль оси пиноли (см. пункт 3.1 и рисунок 1).

6.5.3 Обработка результатов испытаний

Для каждого из 30 измерений вычисляют погрешность измерения длины Е₁₅₀ как разность показания КИМ и аттестованного значения соответствующей меры длины (т.е. аттестованное значение условно принимают за истинное значение длины). Индицируемое значение длины меры может быть скорректировано КИМ с учетом систематических или обусловленных теплом (включая тепловое расширение) погрешностей, если КИМ оборудована предназначенными для этого устройствами. Если внешние условия удовлетворяют изложенным в пункте 5.1 ограничениям, то ручная коррекция полученных с выхода компьютера результатов с целью внесения температурной или других поправок недопустима.

Примечание - Для некоторых КИМ система тепловой коррекции требует от пользователя ввода значений КТР и температуры средств испытаний, что описано в эксплуатационной документации КИМ и является частью системы автоматической тепловой компенсации. Это допустимо, если программное обеспечение КИМ выполняет тепловую компенсацию. Выполнение температурной компенсации пользователем вручную недопустимо.

Все вычисленные значения погрешности измерения длины (значения E₁₅₀) наносят в виде точек на соответствующий форме представления E_{150, МРЕ} график (см. рисунки 12-14 в ИСО 10360-1).

6.6 Двухпинольные КИМ

6.6.1 Симплексный режим функционирования

Характеристики машин с обособленными пинолями должны быть специфицированы для симплексного режима функционирования. Испытания таких КИМ проводят аналогично изложенному в пунктах 6.3, 6.4 и пункте 6.5 для КИМ с одной пинолью. Зону измерений каждой используемой в симплексном режиме пиноли определяют как зону, доступную каждой пиноли при использовании минимальных удлинителей датчика и щупа.

6.6.2 Дуплексный режим функционирования

6.6.2.1 Используемая в дуплексном режиме функционирования КИМ должна быть подвергнута операциям, описанным в пунктах 6.3, 6.4 и пункте 6.5, со следующими изменениями.

6.6.2.2 Перед началом испытаний рекомендуется установить поверочную сферу в середину зоны измерений и измерить положение центра сферы каждой пинолью. Расстояние между двумя измеренными положениями центра сферы не должно превышать значения Е_{0, МРЕ} для нулевой измеряемой длины. Этот способ позволяет быстро убедиться в правильной калибровке зондирующих систем обеих пинолей.

Разные концы каждой меры длины при измерениях должны зондироваться посредством разных пинолей.

Середину каждой меры длины рекомендуется располагать вдали от средней плоскости пинолей.

6.6.2.3 В случае симметричных расстояний от пинолей до средней плоскости некоторые погрешности отдельных пинолей почти равны. Если концы меры длины расположены на одинаковых расстояниях от средней плоскости, то при измерениях длин в дуплексном режиме возможна взаимная компенсация погрешностей. Смещение середины меры длины относительно средней плоскости уменьшает вероятность взаимного уничтожения погрешностей. Например, при применении лазерного интерферометра это может быть легко выполнено путем установки обеих пинолей приблизительно в центре зоны измерений и последующего отвода одной и другой пиноли соответственно на треть и на половину длины хода каждой пиноли с целью обеспечения расстояния в 66 % от наибольшей длины хода, необходимого для требуемых пяти мер длины.

Если при бесконтактном зондировании и для получения мер длины применяют лазерный интерферометр (аналогично изложенному в пункте В.3.3.4), то ретроотражатель должен быть закреплен на одной пиноли, а интерферометр - на другой, при этом луч лазера определяет линию измерения. Каждая пиноль должна перемещаться к соответствующему концу каждой из пяти требуемых мер длины вдоль этой линии измерения. Для удовлетворения требований раздела В.3 и проверки метрологической связи между пинолями посредством каждой пиноли для каждой линии измерения следует трижды измерить одну точку на конце короткой меры.

Лазерный интерферометр рассматривают как меру длины с низким КТР материала (см. приложение В), поэтому к нему относятся требования пункта 6.3.3.3.

С целью избежания неопределенности спецификации МРЕ и MPL значений двухпинольных КИМ должны содержать одно из следующих указаний: "симплексный режим функционирования" или "дуплексный режим функционирования".

7 Соответствие спецификациям

7.1 Приемочные испытания

7.1.1 Критерий приемки

Характеристики КИМ, применяемой для измерения линейных размеров, считают подтвержденными, если одновременно выполняются следующие условия:

- все значения погрешности измерения длины при нулевом смещении наконечника щупа относительно оси пиноли (значения E₀), нанесенные на соответствующий форме представления максимальной допустимой погрешности E_{0, МРЕ} график (см. рисунки 12-14 в ИСО 10360-1), не выходят, с учетом определенных согласно ИСО 14253-1 и ИСО/ТС 23165 доверительных интервалов, за границы зоны приемки, соответствующей установленной производителем Е_{0, МРЕ};

- все значения диапазона повторяемости погрешности измерения длины (значения R₀), нанесенные на соответствующий форме представления максимального допустимого предела диапазона повторяемости R_{0, MPL} график (см. рисунки 12-14 в ИСО 10360-1), не выходят, с учетом определенных согласно ИСО 14253-1 и ИСО/ТС 23165 доверительных интервалов, за границы зоны приемки, соответствующей установленной производителем R_{0, MPL};

- все значения погрешности измерения длины при равном 150 мм смещении наконечника щупа относительно оси пиноли (значения E₁₅₀), нанесенные на соответствующий форме представления максимальной допустимой погрешности E_{150, МРЕ} график (см. рисунки 12-14 в ИСО 10360-1), не выходят, с учетом определенных согласно ИСО 14253-1 и ИСО/ТС 23165 доверительных интервалов, за границы зоны приемки, соответствующей установленной производителем E_{150, МРЕ}.

Для КИМ, не предназначенных для применения со смещенным относительно оси пиноли наконечником щупа или не используемых при наличии такого смещения, проверка погрешности измерения длины E_L не требуется.

7.1.2 Отбрасывание данных и повторные измерения

7.1.2.1 Погрешность измерения длины при нулевом смещении наконечника щупа относительнооси пиноли (E₀)

Не более пяти из 35 наборов (или из 36 наборов, если применен пункт 6.3.3.3) по три измерения в каждом, выполненных согласно пункту 6.3, могут содержать не более чем по одному измерению, соответствующему значению погрешности измерения длины, выходящему за границы зоны приемки.

Каждое такое измерение (согласно ИСО 14253-1) должно быть выполнено заново в соответствующей измерительной позиции три раза.

Если все три соответствующих значения погрешности измерения меры длины при нулевом смещении наконечника щупа относительно оси пиноли находятся внутри зоны приемки (см. ИСО 14253-1), то эту характеристику КИМ в соответствующей позиции считают удовлетворяющей спецификации.

7.1.2.2 Диапазон повторяемости погрешности измерения длины (R₀)

Если для какой-либо позиции выполнены повторные измерения меры длины согласно пункту 7.1.2.1, то для определения R₀ в этой позиции должен быть использован диапазон трех повторных измерений, а результаты старых измерений отброшены.

Дополнительных повторных измерений (кроме описанных в пункте 7.1.2.1) не выполняют.

7.1.2.3 Погрешность измерения длины при смещении наконечника щупа относительно оси пиноли, равном 150 мм (Е₁₅₀)

Не более двух из 10 наборов по три измерения в каждом, выполненных согласно пункту 6.5, могут содержать не более чем по одному измерению, соответствующему значению погрешности измерения длины, выходящему за границы зоны приемки.

Каждое такое измерение (согласно ИСО 14253-1) должно быть выполнено заново в соответствующей измерительной позиции три раза.

Если все три соответствующих значения погрешности измерения меры длины при смещении наконечника щупа относительно оси пиноли, равном 150 мм, находятся внутри зоны приемки (см. ИСО 14253-1), то эту характеристику КИМ в соответствующей позиции считают удовлетворяющей спецификации.

7.2 Перепроверочные испытания

Характеристики КИМ, применяемой для измерения линейных размеров, считают подтвержденными, если Е₀, R₀ и Е₁₅₀, найденные при выполнении пунктов 6.3, 6.4 и 6.5, не превышают, согласно определенному в пункте 7.1, максимальных допустимых погрешностей Е_{0, МРЕ}, E_{150, МРЕ} и максимальной допустимой границы R_{0, MPL}.

8 Область применения испытаний

8.1 Приемочные испытания

При наличии договорных отношений между производителем и пользователем, зафиксированных в:

- договоре на поставку,

- договоре на обслуживание,

- договоре на ремонт,

- договоре на восстановление или

- договоре на модернизацию,

приемочные испытания, выполненные согласно настоящему стандарту, могут проводиться с целью проверки соответствия спецификации следующих согласованных производителем и потребителем характеристик применяемой для измерения линейных размеров КИМ: максимальных допустимых погрешностей Е_{0, МРЕ}, E_{L, МРЕ} и максимальной допустимой границы R_{0, МРЕ}.

Производитель вправе указывать детальные ограничения, применяемые к Е_{0, МРЕ}, R_{0, МРЕ} и Е_{150, МРЕ}. Если такие указания отсутствуют, то Е_{0, МРЕ}, R_{0, МРЕ} и Е_{150, МРЕ} применимы для любых месторасположения и ориентации в зоне измерений КИМ.

8.2 Перепроверочные испытания

Проверка характеристик, выполняемая внутренней службой обеспечения качества предприятия в соответствии с настоящим стандартом, может использоваться для периодического тестирования характеристик применяемой для измерения линейных размеров КИМ на соответствие заданным пользователем спецификациям для максимальных допустимых погрешностей Е_{0, МРЕ}, Е_{150, МРЕ} и максимальной допустимой границы R_{0, MPL}. Пользователь вправе устанавливать значения и указывать детальные ограничения, применяемые к Е_{0, МРЕ}, R_{0, MPL} и Е_{150, МРЕ}.

Примечание 1 - Испытатель определяет доверительные интервалы согласно ИСО 14253-1, соответственно, при перепроверочных испытаниях (которые обычно выполняет пользователь) зона приемки может отличаться от зоны приемки при приемочных испытаниях.

Примечание 2 - При приемочных испытаниях зону приемки определяют по спецификации производителя. При перепроверочных испытаниях приемочные границы могут быть определены на основе метрологических потребностей пользователя.

8.3 Промежуточная проверка

Сокращенная проверка характеристик, выполняемая внутренней службой обеспечения качества предприятия, может периодически использоваться для демонстрации соответствия КИМ заданным требованиям к максимальным допустимым погрешностям Е_{0, МРЕ}, Е_{150, МРЕ} и максимальной допустимой границе R_{0, MPL}. Описанный в настоящем стандарте объем испытаний может быть сокращен до нескольких измерений и позиций (см. приложение А).

Примечание - Настоящий стандарт в основном относится к приемочным и перепроверочным испытаниям. Промежуточные проверки часто связаны с обеспечением качества продукции. Дальнейшее обсуждение роли достоверности выполняемых на КИМ измерений содержится в [6].

9 Обозначения, применяемые в документации

Обозначения, приведенные в разделе 6, неудобны для использования в документации на КИМ (технические характеристики, руководства, рисунки и т.п.). Таблица 3 содержит соответствующие альтернативные обозначения, применение которых также допустимо.

Таблица 3 - Обозначения и соответствующие им указания в документации

Обозначение в настоящем стандарте	Альтернативное обозначение
EL	EL
R0	R0
EL, МРЕ	MPE(EL)
R0, MPL	MPL(R0)

Библиография

[1]	ISO 3650	Geometrical Product Specifications (GPS) - Length standards - Gauge blocks
[2]	ISO 10360-3	Geometrical product specifications (GPS) - Acceptance and reverification test for coordinate measuring machines (CMM) - Part 3: CMMs with the axis of a rotary table as the fourth axis
[3]	ISO 10360-4	Geometrical product specifications (GPS) - Acceptance and reverification test for coordinate measuring machines (CMM) - Part 4: CMMs used in scanning measuring mode
[4]	ISO 10360-5:2000	Geometrical product specifications (GPS) - Acceptance and reverification test for coordinate measuring machines (CMM) - Part 5: CMMs using multiple-stylus probing systems
[5]	ISO/TR 14638:1995	Geometrical product specifications (GPS) - Masterplan
[6]	ISO/TS 15530 (all parts)	Geometrical product specifications (GPS) - Coordinate measuring machines (CMM): Technique for determining the uncertainty of measurement
[7]	ISO/TR 16015	Geometrical product specifications (GPS) - Systematic errors and contributions to measurement uncertainty of length measurement due to thermal influences
[8]	ISO/PAS 12868	Geometrical product specifications (GPS) - Coordinate measuring machines (CMM): Testing the performance of CMMs using single-stylus contacting probing systems