ISO 25178

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

ISO 25178: مواصفات المنتج الهندسية (GPS) - نسيج السطح: المساحة هي مجموعة من المعايير الدولية للمنظمة الدولية للتوحيد القياسي المتعلقة بتحليل نسيج السطح ثلاثي الأبعاد .

هيكل المعيار

الوثائق التي تشكل المعيار:

  • الجزء الأول: بيان ملمس السطح
  • الجزء الثاني: المصطلحات والتعريفات ومعايير نسيج السطح
  • الجزء 3: عوامل تحديد المواصفات
  • الجزء السادس: تصنيف طرق قياس نسيج السطح
  • الجزء 70: مقاييس المواد
  • الجزء 71: معايير قياس البرمجيات
  • الجزء 72: تنسيق ملف XML x3p
  • الجزء 600: الخصائص المترولوجية لطرق قياس التضاريس السطحية
  • الجزء 601: الخصائص الاسمية لأجهزة التلامس (الإبرة)
  • الجزء 602: الخصائص الاسمية لأجهزة عدم التلامس (مسبار اللون البؤري)
  • الجزء 603: الخصائص الاسمية لأجهزة المجهر التداخلي غير التلامسي (مجهر إزاحة الطور)
  • الجزء 604: الخصائص الاسمية لأجهزة قياس التداخل بدون تلامس ( قياس التداخل بالمسح المتماسك )
  • الجزء 605: الخصائص الاسمية لأجهزة عدم التلامس (مسبار التركيز التلقائي النقطي)
  • الجزء 606: الخصائص الاسمية للأجهزة غير التلامسية ( تغيير التركيز )
  • الجزء 607: الخصائص الاسمية لأجهزة المجهر غير التلامسي ( المجهر متحد البؤر )
  • الجزء 700: معايرة أجهزة قياس نسيج السطح [NWIP]
  • الجزء 701: معايير المعايرة والقياس لأجهزة التلامس (الإبرة)

قد تُقترح وثائق أخرى في المستقبل، لكن الهيكل الآن شبه مُحدد. سيحل الجزء 600 محل الجزء المشترك الموجود في جميع الأجزاء الأخرى. عند مراجعته، سيتم تقليص الأجزاء 60x لتقتصر على الأوصاف الخاصة بتقنية الجهاز.

ميزات جديدة

يُعد هذا المعيار الدولي الأول من نوعه الذي يُعنى بتحديد وقياس نسيج الأسطح ثلاثية الأبعاد. ويُحدد المعيار على وجه الخصوص معايير نسيج الأسطح ثلاثية الأبعاد ومعاملات تحديدها. كما يصف تقنيات القياس وأساليب المعايرة المُطبقة ، بالإضافة إلى معايير المعايرة الفيزيائية وبرامج المعايرة المطلوبة.

من أبرز الميزات الجديدة المُدمجة في المعيار الجديد تغطية أساليب القياس غير التلامسية، الشائعة الاستخدام في الصناعة، والتي كانت تفتقر حتى الآن إلى معيار يدعم عمليات تدقيق الجودة ضمن إطار ISO 9000. ولأول مرة، يُدرج المعيار أساليب قياس الأسطح ثلاثية الأبعاد ضمن النطاق الرسمي، بعد أساليب قياس الملامح ثنائية الأبعاد التي تخضع لمعايير منذ أكثر من 30 عامًا. وينطبق الأمر نفسه على تقنيات القياس التي لا تقتصر على القياس التلامسي (باستخدام قلم ذي رأس ماسي )، بل يمكن أن تكون بصرية أيضًا، مثل مقاييس التباين اللوني البؤري والمجاهر التداخلية .

تعريفات جديدة

تعتبر اللجنة الفنية 213 (TC213) معيار ISO 25178 بمثابة إعادة تعريف أساسية لأسس نسيج السطح، انطلاقاً من مبدأ أن الطبيعة ثلاثية الأبعاد بطبيعتها. ومن المتوقع أن تتوسع الأعمال المستقبلية لتشمل هذه المفاهيم الجديدة مجال تحليل نسيج السطح ثنائي الأبعاد، مما يستلزم مراجعة شاملة لجميع معايير نسيج السطح الحالية ( ISO 4287 ، ISO 4288 ، ISO 1302 ، ISO 11562 ، ISO 12085 ، ISO 13565 ، وغيرها).

تم فرض مفردات جديدة:

  • مرشح S: مرشح يقوم بإزالة أصغر العناصر من السطح (أو ذات أقصر طول موجي بالنسبة للمرشح الخطي).
  • مرشح L: مرشح يقوم بإزالة العناصر ذات المقياس الأكبر من السطح (أو ذات الطول الموجي الأطول بالنسبة للمرشح الخطي).
  • عامل F: عامل يكبت الشكل الاسمي.
  • السطح الأساسي: السطح الذي تم الحصول عليه بعد ترشيح S.
  • سطح SF: السطح الذي تم الحصول عليه بعد تطبيق عامل F على السطح الأساسي.
  • سطح SL: السطح الذي تم الحصول عليه بعد تطبيق مرشح L على سطح SF.
  • مؤشر التداخل: هو المؤشر الذي يتوافق مع طول الموجة الحدية لمرشح خطي، أو مع مقياس عنصر التشكيل لمرشح مورفولوجي. بموجب المعيار 25178، تُستبدل التصنيفات الخاصة بالصناعة، مثل الخشونة مقابل التموج، بالمفهوم الأكثر عمومية "السطح المحدود المقياس"، ويُستبدل "القطع" بـ "مؤشر التداخل".

تم وصف المرشحات الجديدة المتاحة في سلسلة المواصفات الفنية المضمنة في معيار ISO 16610. وتشمل هذه المرشحات: مرشح غاوسي، ومرشح سبلاين، ومرشحات قوية، ومرشحات مورفولوجية، ومرشحات مويجات، ومرشحات متتالية، وما إلى ذلك.

حدود

العموميات

3D areal surface texture parameters are written with the capital letter S (or V) followed by a suffix of one or two small letters. They are calculated on the entire surface and no more by averaging estimations calculated on a number of base lengths, as is the case for 2D parameters. In contrast with 2D naming conventions, the name of a 3D parameter does not reflect the filtering context. For example, Sa always appears regardless of the surface, whereas in 2D there is Pa, Ra or Wa depending on whether the profile is a primary, roughness or waviness profile.

Height parameters

These parameters involve only the statistical distribution of height values along the z axis.

ParameterDescription
SqRoot mean square height of the surface
SskSkewness of height distribution
SkuKurtosis of height distribution
SpMaximum height of peaks
SvMaximum height of valleys
SzMaximum height of the surface
SaArithmetical mean height of the surface

Spatial parameters

These parameters involve the spatial periodicity of the data, specifically its direction.

ParameterDescription
SalFastest decay auto-correlation rate
StrTexture aspect ratio of the surface
StdTexture direction of the surface

Hybrid parameters

These parameters relate to the spatial shape of the data.

ParameterDescription
SdqRoot mean square gradient of the surface
SdrDeveloped area ratio

These parameters are calculated from the material ratio curve (Abbott-Firestone curve).

ParameterDescription
SmrSurface bearing area ratio
SdcHeight of surface bearing area ratio
SxpPeak extreme height
VmMaterial volume at a given height
VvVoid volume at a given height
VmpMaterial volume of peaks
VmcMaterial volume of the core
VvcVoid volume of the core
VvvVoid volume of the valleys

These feature parameters are derived from a segmentation of the surface into motifs (dales and hills). Segmentation is carried out using a watershed method.

ParameterDescription
SpdDensity of peaks
SpcArithmetic mean peak curvature
S10z10 point height
S5p5 point peak height
S5v5 point valley height
SdaClosed dales area
ShaClosed hills area
SdvClosed dales volume
ShvClosed hills volume

Software

A consortium of several companies started to work in 2008 on a free implementation of 3D surface texture parameters. The consortium, called OpenGPS later focused its efforts on an XML file format (X3P) that was published under the ISO standard ISO 25178-72. Several commercial packages provide part or all of the parameters defined in ISO 25178, such as MountainsMap from Digital Surf, SPIP from Image Metrology , TrueMap 6 from TrueGage , as well as the open source Gwyddion.

Instruments

Part 6 of the standard divides the usable technologies for 3D surface texture measurement into three families:

  1. الأجهزة الطبوغرافية : أجهزة قياس التضاريس ثلاثية الأبعاد بالتلامس وبدون تلامس، والمجاهر التداخلية والمجاهر البؤرية، وأجهزة عرض الضوء المهيكل، والمجاهر المجسمة، إلخ.
  2. أجهزة قياس الملامح: أجهزة قياس الملامح ثنائية الأبعاد بالتلامس وبدون تلامس، وأجهزة الليزر لتحديد التثليث الخطي، وما إلى ذلك.
  3. الأجهزة التي تعمل عن طريق التكامل : القياس الهوائي ، والقياس السعوي ، والقياس عن طريق الانتشار البصري ، وما إلى ذلك.

ويحدد كل من هذه التقنيات.

بعد ذلك، يستكشف المعيار عدداً من هذه التقنيات بالتفصيل ويخصص وثيقتين لكل منها:

  • الجزء 6xx: الخصائص الاسمية للجهاز
  • الجزء 7xx: معايرة الجهاز

مقياس ملامح التلامس

يصف الجزءان 601 و701 جهاز قياس التضاريس السطحية بالتلامس، باستخدام رأس ماسي لقياس السطح بمساعدة جهاز المسح الجانبي.

مقياس البؤرة اللوني

يصف الجزء 602 هذا النوع من أجهزة قياس الملامح غير التلامسية، والذي يتضمن مستشعرًا لونيًا بؤريًا أحادي النقطة يعمل بالضوء الأبيض. يعتمد مبدأ التشغيل على التشتت اللوني لمصدر الضوء الأبيض على طول المحور البصري، عبر جهاز بؤري، وكشف الطول الموجي الذي يتم تركيزه على السطح بواسطة مطياف .

قياس التداخل بالمسح التوافقي

يصف الجزء 604 فئة من طرق قياس الأسطح البصرية، حيث يوفر تحديد موقع أهداب التداخل أثناء مسح طول المسار البصري وسيلةً لتحديد خصائص السطح، مثل التضاريس وبنية الأغشية الشفافة والخصائص البصرية. تشمل هذه التقنية أجهزةً تستخدم مصادر مرئية واسعة النطاق الطيفي (الضوء الأبيض) لتحقيق تحديد موقع أهداب التداخل. يستخدم التصوير الطيفي للسطح إما تحديد موقع الأهداب وحده أو بالاشتراك مع طور أهداب التداخل.

تباين التركيز

يصف الجزء 606 هذا النوع من الطرق غير التلامسية القائمة على المساحة. يعتمد مبدأ التشغيل على بصريات مجهرية ذات عمق مجال محدود وكاميرا CCD. من خلال المسح الضوئي في الاتجاه الرأسي، يتم جمع عدة صور بتركيز مختلف. تُستخدم هذه البيانات بعد ذلك لحساب مجموعة بيانات سطحية لقياس الخشونة.

انظر أيضاً

مراجع