25178 規格

ISO 25178: 製品の幾何特性仕様 (GPS) - 表面テクスチャ: 面は、 3D 面表面テクスチャの分析に関する国際規格の国際標準化機構のコレクションです。

規格を構成する文書:

• パート1：表面テクスチャの表示
• パート2: 用語、定義、表面テクスチャパラメータ
• パート3: 仕様演算子
• 第6部：表面性状の測定方法の分類
• 第70部: 物質的措置
• パート71: ソフトウェア測定基準
• パート 72: XML ファイル形式 x3p
• パート600: 面地形測定法の計測特性
• パート601: 接触式（スタイラス式）計器の公称特性
• パート602: 非接触（共焦点クロマティックプローブ）機器の公称特性
• パート603: 非接触（位相シフト干渉顕微鏡）機器の公称特性
• パート604：非接触（コヒーレンス走査干渉計）機器の公称特性
• パート605：非接触（ポイントオートフォーカスプローブ）計測器の公称特性
• パート606：非接触（焦点変化）機器の公称特性
• パート607：非接触（共焦点顕微鏡）機器の公称特性
• パート 700: 表面性状測定器の校正 [NWIP]
• パート701: 接触式（スタイラス式）計測器の校正および測定基準

将来的には他の文書が提案される可能性もありますが、構造はほぼ定義されています。パート 600 は、他のすべてのパートにある共通部分を置き換えます。改訂されると、パート 60x は縮小され、機器技術に固有の説明のみが含まれるようになります。

これは、3D 表面テクスチャの仕様と測定を考慮した最初の国際標準です。特に、この標準では、3D 表面テクスチャ パラメータと関連する仕様演算子が定義されています。また、適用可能な測定技術、校正方法、および必要な物理的な校正標準と校正ソフトウェアについても説明しています。

この規格に組み込まれた主要な新機能は、非接触測定方法をカバーしていることです。非接触測定方法は、業界ではすでに一般的に使用されていますが、これまでISO 9000の枠組み内で品質監査をサポートする規格がありませんでした。この規格により、30 年以上にわたって規格の対象となってきた 2D形状測定方法に続き、初めて 3D 表面計測方法が公式の領域に導入されました。同じことが、接触測定 (ダイヤモンドポイントスタイラスを使用) に限定されず、クロマティック共焦点ゲージや干渉顕微鏡などの光学式も可能な測定技術にも当てはまります。

TC213 は、ISO 25178 規格は、自然は本質的に 3D であるという原則に基づいて、表面テクスチャの基礎を再定義する第一のものであると考えています。今後の作業では、これらの新しい概念が 2D プロファイル測定による表面テクスチャ分析の領域にまで拡張され、現在のすべての表面テクスチャ規格 (ISO 4287、ISO 4288、ISO 1302、ISO 11562、ISO 12085、ISO 13565 など) の全面的な改訂が必要になることが予想されます。

新しい語彙が導入されました:

• S フィルター: 表面から最小スケールの要素を除去するフィルター (線形フィルターの場合は最短波長の要素)
• L フィルター: 表面から最大スケールの要素 (または線形フィルターの場合は最長波長の要素) を除去するフィルター
• F 演算子: 名詞形を抑制する演算子。
• プライマリサーフェス: S フィルタリング後に得られるサーフェス。
• SF サーフェス: プライマリ サーフェスに F 演算子を適用した後に得られるサーフェス。
• SL サーフェス: SF サーフェスに L フィルターを適用した後に得られるサーフェス。
• ネスティング インデックス: 線形フィルターのカットオフ波長、または形態学的フィルターの構造要素のスケールに対応するインデックス。25178 では、粗さやうねりなどの業界固有の分類法は、より一般的な「スケール制限表面」の概念に置き換えられ、「カットオフ」は「ネスティング インデックス」に置き換えられます。

新しく利用可能なフィルターは、 ISO 16610に含まれる一連の技術仕様で説明されています。これらのフィルターには、ガウス フィルター、スプライン フィルター、ロバスト フィルター、モルフォロジー フィルター、ウェーブレット フィルター、カスケード フィルターなどが含まれます。

3D 面表面テクスチャ パラメータは、大文字の S (または V) に 1 文字または 2 文字の小文字の接尾辞を付けて記述されます。これらは表面全体に対して計算され、2D パラメータの場合のように、複数の基本長さに基づいて計算された推定値を平均化することによって計算されることはありません。2D 命名規則とは対照的に、3D パラメータの名前はフィルタリング コンテキストを反映しません。たとえば、Sa は表面に関係なく常に表示されますが、2D では、プロファイルがプライマリ プロファイル、粗さプロファイル、または波状プロファイルのいずれであるかに応じて、 Pa、Ra、またはWa が表示されます。

これらのパラメータには、Z 軸に沿った高さの値の統計分布のみが関係します。

これらのパラメータには、データの空間周期性、具体的にはその方向が含まれます。

これらのパラメータはデータの空間的な形状に関連しています。

これらのパラメータは、材料比率曲線（アボット-ファイアストン曲線）から計算されます。

これらの特徴パラメータは、表面をモチーフ（谷や丘）に分割することで得られます。分割は、分水嶺法を使用して実行されます。

2008 年、数社のコンソーシアムが 3D 表面テクスチャ パラメータの無料実装に取り​​組み始めました。OpenGPS [1] と呼ばれるこのコンソーシアムは、その後、ISO 標準 ISO 25178-72 に基づいて公開された XML ファイル形式 (X3P) に注力しました。Digital Surf のMountainsMap、Image Metrology [2] の SPIP、TrueGage [3] の TrueMap 6、オープンソースの Gwyddion など、いくつかの商用パッケージが ISO 25178 で定義されたパラメータの一部またはすべてを提供しています。

規格のパート 6 では、3D 表面テクスチャ測定に使用可能なテクノロジを 3 つのファミリに分類しています。

1. 地形計測機器: 接触型および非接触型 3D プロファイロメーター、干渉顕微鏡および共焦点顕微鏡、構造化光プロジェクター、実体顕微鏡など。
2. 形状測定機器: 接触型および非接触型 2D 形状測定器、線状三角測量レーザーなど。
3. 積分によって機能する計測器:空気圧測定、静電容量測定、光拡散など。

そして、これらの各テクノロジーを定義します。

次に、この標準では、これらのテクノロジのいくつかを詳細に検討し、それぞれについて 2 つのドキュメントを用意しています。

• パート6xx: 機器の公称特性
• パート7xx: 機器の校正

パート 601 および 701 では、横方向の走査装置の助けを借りてダイヤモンド ポイントを使用して表面を測定する接触型プロファイロメータについて説明します。

パート 602 では、単一ポイントの白色光クロマティック共焦点センサーを組み込んだこのタイプの非接触プロファイロメーターについて説明します。動作原理は、共焦点デバイスを介して光軸に沿った白色光源の色分散と、分光計によって表面に焦点を合わせた波長の検出に基づいています。

パート 604 では、光路長のスキャン中に干渉縞の位置を特定することで、地形、透明フィルム構造、光学特性などの表面特性を判定する手段を提供する光学表面測定方法のクラスについて説明しています。この技術には、干渉縞の位置特定を達成するためにスペクトル的に広帯域の可視光源 (白色光) を使用する機器が含まれます。CSI では、干渉縞の位置特定のみを使用するか、干渉縞位相と組み合わせて使用​​します。

パート 606 では、このタイプの非接触面ベースの方法について説明しています。動作原理は、被写界深度が制限された顕微鏡光学系と CCD カメラに基づいています。垂直方向にスキャンすることで、焦点が異なる複数の画像が収集されます。このデータは、粗さ測定用の表面データ セットを計算するために使用されます。

• 計測学と測定の概要
• 幾何学的製品仕様と検証
• 表面粗さ
• うねり
• 表面計測
• MountainsMap : 表面テクスチャ解析ソフトウェア
• ISO 16610 : 表面テクスチャ用フィルター

• ISO Web サイトの ISO 25178
• 表面計測のための新しい 3D パラメータとフィルタリング技術、François Blateyron、Quality Magazine ホワイト ペーパー
• ISO/TS 16610-1 : 製品の幾何特性仕様 (GPS): ろ過 – パート 1: 概要と基本概念
• ISO/TS 14406 : 製品の幾何特性仕様 (GPS): 抽出
• Blateyron, F. (2013)。面場パラメータ。面表面テクスチャの特性評価。R. Leach、Springer Berlin Heidelberg: 15-43。
• de Groot, PJ (2014). 表面形状とテクスチャの測定のための光学機器の仕様の進歩。Proc. SPIE. 9110: 91100M-91101-91112。
• リーチ、RK、編 (2013)。面状表面テクスチャの特性評価。ハイデルベルグ、シュプリンガー