ISO 10791-2:2023

Test conditions for machining centres — Part 2: Geometric tests for machines with vertical spindle (vertical Z-axis)

This document specifies, with reference to the ISO 230 series, the geometric tests for machining centres with vertical spindle (i.e. vertical Z-axis). This document also establishes the tolerances for the test results corresponding to general purpose and normal accuracy machining centres. This document is also applicable, totally or partially, to other numerically controlled machines, when their configuration, components and movements are compatible with the tests described herein. This document applies to machining centres having three numerically controlled linear axes (X-axis up to 5 000 mm length, Y-axis up to 2 000 mm length, and Z-axis up to 2 000 mm length), but refers also to supplementary movements, such as those of rotary, tilting, and swivelling tables. Further tests, contained in Annexes A, B and C, cover axes of rotation of spindles, rotary tables and tilting cradles. Movements other than those mentioned are considered as special features and the relevant tests are not included in this document. This document takes into consideration in Clauses 6 through 9 four possible types of tables, fixed and rotary, as hereunder described: — Clause 6: horizontal non-rotating tables; — Clause 7: tables rotating only around a vertical C’-axis; — Clause 8: tables rotating around a vertical C’-axis and tilting around a horizontal A’-axis; — Clause 9: tables rotating around a vertical C’-axis and tilting around a horizontal B’-axis. This document deals only with the verification of geometric accuracy of the machine and does not apply to the testing of the machine operation, which are generally checked separately. Tests not concerning the pure geometric accuracy of the machine are dealt with in other parts of the ISO 10791 series.

Conditions d'essai pour centres d'usinage — Partie 2: Essais géométriques des machines à broche verticale (axe Z vertical)

Le présent document spécifie, par référence à la série ISO 230, les essais géométriques pour centres d’usinage à broche verticale (c’est-à-dire à axe Z vertical). Le présent document établit également les tolérances relatives aux résultats d’essai correspondant aux centres d’usinage à usage général et d’exactitude normale. Il est également applicable, en totalité ou en partie, à d’autres machines à commande numérique lorsque leur configuration, leurs composants et leurs mouvements sont compatibles avec les essais décrits dans ce document. Le présent document s’applique aux centres d’usinage ayant trois axes linéaires commandés numériquement (axe X jusqu’à 5 000 mm de long, axe Y jusqu’à 2 000 mm de long et axe Z jusqu’à 2 000 mm de long), mais il traite également des mouvements supplémentaires tels que ceux liés aux tables rotatives, basculantes et pivotantes. D’autres essais, figurant dans les Annexes A, B et C, couvrent les axes de rotation des broches, des tables rotatives et des berceaux d’inclinaison. Les mouvements qui ne sont pas mentionnés sont considérés comme relevant de caractéristiques particulières, et les essais correspondants ne sont pas inclus dans le présent document. Le présent document prend en compte dans les Articles 6 à 9 les quatre types possibles de tables fixes et rotatives décrits ci-après: — Article 6: tables horizontales non rotatives; — Article 7: tables tournant uniquement autour d’un axe vertical C’; — Article 8: tables tournant autour d’un axe vertical C’ et basculant autour d’un axe horizontal A'; — Article 9: tables tournant autour d’un axe vertical C’ et basculant autour d’un axe horizontal B'. Le présent document ne traite que du contrôle de l’exactitude géométrique de la machine et ne traite pas des essais de fonctionnement de la machine qu’il est recommandé d’effectuer séparément. Les essais ne concernant pas l’exactitude géométrique pure de la machine sont traités dans d’autres parties de la série ISO 10791.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 20-Apr-2023
• ICS: 25.040.10 - Machining centres
• Technical Committee: ISO/TC 39/SC 2 - Test conditions for metal cutting machine tools
• Drafting Committee: ISO/TC 39/SC 2 - Test conditions for metal cutting machine tools
• Current Stage: 6060 - International Standard published
• Start Date: 21-Apr-2023
• Due Date: 29-May-2023
• Completion Date: 20-Apr-2023

Relations

• Revises: ISO 10791-2:2001 - Test conditions for machining centres — Part 2: Geometric tests for machines with vertical spindle or universal heads with vertical primary rotary axis (vertical Z-axis)
• Effective Date: 23-Apr-2020

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10791-2
Second edition
2023-04
Test conditions for machining
centres —
Part 2:
Geometric tests for machines with
vertical spindle (vertical Z-axis)
Conditions d'essai pour centres d'usinage —
Partie 2: Essais géométriques des machines à broche verticale (axe Z
vertical)
Reference number
© ISO 2023
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vii
1 S c op e . 1
2 Nor m at i ve r ef er enc e s . 1
3 Terms and definitions . 2
4 P r el i m i n a r y r em a rk s . 2
4 .1 Me a s u r ement u n it s . 2
4.2 R eference to the ISO 230 series . 2
4.2.1 General . 2
4.2.2 C onsideration of relative measurements. 2
4.3 R eference to ISO 10791-6 . 2
4.4 T esting sequence . 3
4.5 T ests to be performed . 3
4 . 6 Toler a nc e s . 3
4 .7 Me a s ur i n g i ns t r ument s . 4
4 . 8 D i a g r a m s . 4
4.8.1 General . 4
4.8.2 A lphabetic characters used for the E error expressions . 4
4 . 8 . 3 E r r or d i r e c t ion . 4
4 .9 P a l le t s . 5
4 .10 S of t w a r e c omp en s at ion . 5
4.11 A xes not under test . 5
4.12 Machine configurations . 5
4 .13 D e s i g n at ion . 6
5 G e ome t r ic t e s t s . 8
5.1 S traightness errors of linear motions . 8
5.2 A ngular errors of linear motions . 11
5.3 S quareness errors between linear motions . 16
5 .4 Spi nd le . . 19
6 Horizontal non-rotating tables .24
7 T ables rotating around a vertical C’-axis .30
8 T ables rotating around a vertical C’-axis and tilting around a horizontal A’-axis .41
8.1 General . 41
8.2 Tests for rotary tables tilting around the A’-axis . 42
8.3 T ests for the A’-axis tilting from –90° to +90° . 61
8.4 T ests for the A’-axis tilting from –90° to 0° . 67
8.5 T ests for the A’-axis tilting from 0° to +90° . 71
9 T ables rotating around a vertical C’-axis and tilting around a horizontal B’-axis .75
9.1 General . 75
9.2 T ests for rotary tables tilting around the B’-axis . 76
9.3 Tests for the B’-axis tilting from –90° to +90° . 95
9.4 T ests for the B’-axis tilting from –90° to 0° .100
9.5 T ests for the B’-axis tilting from 0° to +90° .104
Annex A (informative) Tests for error motions of tool holding spindle and work holding
rotary table axes related to Clauses 7, 8 and 9. 108
Annex B (informative) Tests for error motions of axes of rotation of tables rotating around
a vertical C’-axis and tilting around a horizontal A’-axis related to Clause 8 . 113
Annex C (informative) Tests for error motions of axes of rotation of tables rotating around
a vertical C’-axis and tilting around a horizontal B’-axis related to Clause 9 . 118
iii
Bibliography . 123
iv
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 39, Machine tools, Subcommittee SC 2,
Test conditions for metal cutting machine tools.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10791-2:2001), which has been technically
revised.
The main changes are as follows:
— Tests applying to all configurations of machines have now been grouped in Clause 5 (tests G5.1 to
G5.14).
— Tests for optional horizontal spindles and integral or accessory spindle heads forming the object of
Annexes A through C in the first edition of this document, have been deleted and will be covered by
a more general standard, as they are not only used in machining centres.
— Tests for the movements of four types of work holding tables have been introduced, respectively as
Clauses 6, 7, 8 and 9, as explained in 4.5 and Table 1.
— Three new Annexes A, B and C have been introduced, dealing with error motion of rotary axes
belonging to spindles and to rotary and tilting tables.
— The test of the table flatness (formerly G15) has been deleted for several reasons, including:
— the table surface is not normally used as a reference for the location of the workpiece;
— sometimes, the machine is supplied with some fixtures already mounted on the table;
— sometimes, the machine is provided with a receiver where several pallets can be mounted;
— for tests made during the working life of the machine, the table surface can be unsuitable for
accurate measurements, mostly on large machines.
A list of all parts in the ISO 10791 series can be found on the ISO website.
v
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.
vi
Introduction
A machining centre is a numerically controlled machine tool capable of performing multiple machining
operations, including milling, boring, drilling and tapping, as well as automatic tool changing from a
magazine or similar storage unit in accordance with a machining program.
The object of the ISO 10791 series is to provide information as widely and comprehensively as possible
on tests which can be carried out for comparison, acceptance, maintenance or any other purpose
deemed necessary by user or manufacturer/supplier.
vii
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 10791-2
Deuxième édition
2023-04
Conditions d'essai pour centres
d'usinage —
Partie 2:
Essais géométriques des machines à
broche verticale (axe Z vertical)
Test conditions for machining centres —
Part 2: Geometric tests for machines with vertical spindle (vertical
Z-axis)
Numéro de référence
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être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vii
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 2
4 Observations préliminaires . .2
4.1 Unités de mesure . 2
4.2 Référence à la série ISO 230 . 2
4.2.1 Généralités . 2
4.2.2 Prise en compte des mesures relatives . 2
4.3 Référence à l’ISO 10791-6 . 2
4.4 Ordre des essais . 3
4.5 Essais à réaliser . 3
4.6 Tolérances . 4
4.7 Instruments de mesure . 4
4.8 Schémas . 4
4.8.1 Généralités . 4
4.8.2 Caractères alphabétiques utilisés pour les expressions d'erreur E . 4
4.8.3 Sens des erreurs . . 5
4.9 Palettes . 5
4.10 Compensation par logiciel . 5
4.11 Axes non soumis à essai . 5
4.12 Configurations des machines . 5
4.13 Désignation . 6
5 Essais géométriques . .8
5.1 Erreurs de rectitude des déplacements linéaires. 8
5.2 Erreurs angulaires des déplacements linéaires . 11
5.3 Erreurs de perpendicularité entre des déplacements linéaires . 15
5.4 Broche . 18
6 Tables horizontales non rotatives .23
7 Tables tournant autour d'un axe vertical C' .29
8 Tables tournant autour d'un axe vertical C' et basculant autour d'un axe
horizontal A' .40
8.1 Généralités .40
8.2 Essais de tables rotatives basculant autour de l'axe A' . 41
8.3 Essais pour l'axe A' basculant de –90° à +90° . 59
8.4 Essais pour l'axe A' basculant de –90° à 0° .64
8.5 Essais pour l'axe A' basculant de 0° à +90° .68
9 Tables tournant autour d'un axe vertical C' et basculant autour d'un axe
horizontal B' .72
9.1 Généralités .72
9.2 Essais de tables rotatives basculant autour de l'axe B' .73
9.3 Essais pour l'axe B' basculant de –90° à +90° . 91
9.4 Essais pour l'axe B' basculant de – 90° à 0° .94
9.5 Essais pour l'axe B' basculant de 0° à +90° .98
Annexe A (informative) Essais pour les erreurs de mouvements de la broche porte-outil
et des axes de la table porte-pièce rotative (en lien avec les Articles 7, 8 et 9) . 102
Annexe B (informative) Essais pour les erreurs de mouvements des axes de
rotation des tables tournant autour d'un axe vertical C' et basculant autour
d'un axe horizontal A'(en lien avec Article 8) . 108
iii
Annexe C (informative) Essais pour les erreurs de mouvements des axes de
rotation des tables tournant autour d'un axe vertical C' et basculant autour
d'un axe horizontal B'(en lien avec l’Article 9).114
Bibliographie . 120
iv
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document
a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir https://www.iso.org/directives).
L’attention est appelée 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 http://www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: http://www.iso.org/iso/avant-propos.html.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 39, Machines-outils, sous-comité SC 2,
Conditions de réception des machines travaillant par enlèvement de métal.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10791-2:2001), qui a fait l’objet
d’une révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— Les essais applicables à toutes les configurations de machines figurent désormais à l’Article 5
(essais G5.1 à G5.14).
— Les essais des broches horizontales en variante et des têtes de broche intégrales ou accessoires,
faisant l’objet des Annexes A à C dans la première édition du présent document, ont été supprimés et
seront couverts par une norme plus générale, car ils ne sont pas utilisés uniquement sur des centres
d’usinage.
— les essais de mouvements de quatre types de tables porte-pièces ont été introduits, respectivement
en tant qu’Articles 6, 7, 8 et 9, comme expliqué en 4.5 et au Tableau 1.
— Trois nouvelles Annexes A, B et C ont été introduites pour traiter les erreurs de mouvement des axes
de rotation faisant partie des broches ainsi que des tables rotatives et basculantes;
— L’essai de planéité de la table (anciennement G15) a été supprimé pour plusieurs raisons, notamment
les suivantes:
— en règle générale, la surface de la table ne sert pas de référence pour l’emplacement de la pièce;
— la machine est parfois fournie avec certaines fixations déjà montées sur la table;
v
— la machine est parfois équipée d’un récepteur sur lequel plusieurs palettes peuvent être
montées;
— pour les essais effectués tout au long de la durée de vie de la machine, la surface de la table
peut s’avérer ne plus convenir pour des mesurages précis, principalement sur les machines de
grandes dimensions.
Une liste de to
...