ISO 17543-1:2020
(Main)Machine tools — Test conditions for universal spindle heads — Part 1: Accessory heads for machines with horizontal spindle (horizontal Z-axis)
Machine tools — Test conditions for universal spindle heads — Part 1: Accessory heads for machines with horizontal spindle (horizontal Z-axis)
This document specifies, with reference to the ISO 230 series, some families of tests for accessory spindle heads used on machining centres or numerically controlled milling machines, etc., where applicable, with horizontal spindle (i.e. horizontal Z-axis). The tests considered in this document are also applicable to manual indexing heads. This document establishes the tolerances or maximum acceptable values for the test results corresponding to general purpose and normal accuracy spindle heads used on different types of machines. This document specifies several sets of procedures for geometric tests which can be carried out on different types of spindle heads for comparison, acceptance, maintenance, adjustments or any other purpose. Grinding heads and facing heads are not included in the scope of this document. This document deals only with the verification of geometric and positioning accuracy of the accessory spindle heads and does not apply to: — the testing of the machine's head(s) operation (e.g. vibration, abnormal sound noise level, stick slip motion of components); — the machine's spindle head(s) characteristics (e.g. speeds, feeds and accelerations) which are generally checked separately; or — the verification of the machining capability under power. Tests concerning the accuracy of finished test pieces are dealt with in other ISO standards.
Machines-outils — Conditions d'essai pour poupées porte-broche universelles — Partie 1: Têtes accessoires pour machines à broche horizontale (axe Z horizontal)
Le présent document spécifie, par référence à la série ISO 230, certaines familles d'essais pour les têtes de broche accessoires utilisées sur les centres d'usinage ou les fraiseuses à commande numérique, etc., le cas échéant, avec broche horizontale (c'est-à-dire axe horizontal Z). Les essais considérés dans le présent document sont également applicables aux têtes à indexage manuel. Le présent document établit également les tolérances ou les valeurs maximales acceptables pour les résultats d'essai correspondant aux têtes de broche à usage général et d'exactitude normale utilisées sur différents types de machines. Le présent document spécifie plusieurs séries de modes opératoires pour des essais géométriques qui peuvent être effectués sur différents types de têtes de broche pour la comparaison, la réception, la maintenance, le réglage ou en vue de tout autre objectif. Les têtes de meulage ne sont pas comprises dans le domaine d'application du présent document. Le présent document traite uniquement de la vérification de l'exactitude géométrique et de positionnement des têtes de broche accessoires et ne s'applique pas: — aux essais de fonctionnement de la (des) tête(s) de machine (par exemple, des vibrations, un niveau de bruit anormal, un mouvement saccadé des composants); — aux caractéristiques de la (des) tête(s) de broche de la machine (par exemple, vitesses, alimentations et accélérations), qui sont généralement vérifiées séparément; ou — à la vérification de la capacité d'usinage en fonctionnement. Les essais concernant l'exactitude des pièces d'essai finies sont traités dans d'autres normes ISO.
General Information
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 17543-1
First edition
2020-03
Machine tools — Test conditions for
universal spindle heads —
Part 1:
Accessory heads for machines with
horizontal spindle (horizontal Z-axis)
Machines-outils — Conditions d'essai pour poupées porte-broche
universelles —
Partie 1: Têtes accessoires pour machines à broche horizontale (axe Z
horizontal)
Reference number
©
ISO 2020
© ISO 2020
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting
on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address
below or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2020 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Preliminary remarks . 6
4.1 Measurement units. 6
4.2 Reference to ISO 230 . 6
4.3 Testing sequence . 6
4.4 Tests to be performed . 6
4.5 Measuring instruments . 7
4.6 Software compensation . 7
4.6.1 Head offset compensation . 7
4.6.2 Machine geometric compensation . 8
4.7 Diagrams . 8
4.8 Measuring length . 8
4.9 Tolerances . 8
5 Common geometric tests for spindles of all types of heads . 9
6 Geometric tests for all types of spindle heads .11
7 Angular positioning tests.27
Annex A (informative) Supplementary geometric tests for 45ᵒ split continuous heads .28
Annex B (informative) Supplementary geometric tests for swivelling heads .36
Annex C (informative) Tests for checking the accuracy of spindle axes of rotation .46
Bibliography .48
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.
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.
iv © ISO 2020 – All rights reserved
Introduction
Accessory spindle heads are used on machine tools such as milling and boring machines, machining
centres, portal and gantry type machines, turning centres, with only one built-in spindle in the head or
ram, providing fixed or indexing or tilting spindles which can be oriented in directions different from
the built-in spindle axis.
In the same way as the built-in spindle, they can perform multiple machining operations including
milling, boring, drilling, grinding and tapping, and, in some cases, automatic tool changing as well from
a magazine or similar storage unit in accordance with a machining program.
Some types of heads allow to check only the resulting position of the spindle (as the fixed or indexing
ones considered in 3.3, 3.4 and 3.5 and in tests G1 to G15), whereas for some others, i.e. those with
continuous movement of the two rotary axes (as those considered in 3.6 and 3.7). Annexes A and B
allow to make additional analysis of the relative positions between axes and to check the accuracy of
their offset compensation as well.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 17543-1:2020(E)
Machine tools — Test conditions for universal spindle
heads —
Part 1:
Accessory heads for machines with horizontal spindle
(horizontal Z-axis)
1 Scope
This document specifies, with reference to the ISO 230 series, some families of tests for accessory
spindle heads used on machining centres or numerically controlled milling machines, etc., where
applicable, with horizontal spindle (i.e. horizontal Z-axis). The tests considered in this document are
also applicable to manual indexing heads.
This document establishes the tolerances or maximum acceptable values for the test results
corresponding to general purpose and normal accuracy spindle heads used on different types of
machines.
This document specifies several sets of procedures for geometric tests which can be carried out on
different types of spindle heads for comparison, acceptance, maintenance, adjustments or any other
purpose.
Grinding heads and facing heads are not included in the scope of this document.
This document deals only with the verification of geometric and positioning accuracy of the accessory
spindle heads and does not apply to:
— the testing of the machine’s head(s) operation (e.g. vibration, abnormal sound noise level, stick slip
motion of components);
— the machine’s spindle head(s) characteristics (e.g. speeds, feeds and accelerations) which are
generally checked separately; or
— the verification of the machining capability under power.
Tests concerning the accuracy of finished test pieces are dealt with in other ISO standards.
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 230-1:2012, Test code for machine tools — Part 1: Geometric accuracy of machines operating under
no-load or quasi-static conditions
ISO 230-2:2014, Test code for machine tools — Part 2: Determination of accuracy and repeatability of
positioning of numerically controlled axes
ISO 230-7:2015, Test code for machine tools — Part 7: Geometric accuracy of axes of rotation
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 230-1, ISO 230-2, ISO 230-7
and the following 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
universal head
spindle head with one or more spindles which are oriented, or can be oriented, parallel to more than
one coordinate axis
Note 1 to entry: Terminological entries 3.3 to 3.8 define several types of universal heads which are mostly used
on horizontal machining centres or numerically controlled milling machines.
Note 2 to entry: Table 1 shows the five possible orientations of the spindle parallel to the coordinate axes and a
short definition of the relevant direction.
Table 1 — Spindle orientations
Coordinate axis Direction Definition
Z Negative Longitudinal
X Positive Left
X Negative Right
Y Positive Upward
Y Negative Downward
3.2
accessory head
spindle head which can be mounted in front of a ram or a head already provided with its own tool
holding spindle
Note 1 to entry: The machine tool can perform machining operations both by its own spindle or by an accessory
head, and several different accessory heads can be stored in a head store.
Note 2 to entry: Square head (3.3) through tilting head (3.8) define several types of accessory heads which are
mostly used on horizontal machining centres or numerically controlled milling machines.
3.3
square head
spindle head with only one spindle perpendicular to the Z-axis, which can rotate around the Z-axis
Note 1 to entry: See Figure 1.
2 © ISO 2020 – All rights reserved
Key
1 spindle
Figure 1 — Square head
3.4
two-spindle square head
square head (3.3) with two spindles located perpendicular to each other, one parallel to the Z-axis and
the other perpendicular to the Z-axis, which can rotate around the Z-axis
Note 1 to entry: The two spindles can be coplanar or skew to each other.
Note 2 to entry: See Figure 2.
Key
1 longitudinal spindle
2 square spindle
Figure 2 — Two-spindle square head
3.5
45ᵒ split indexing head
spindle head with mechanical indexing function in a plane inclined by 45° with respect to the
horizontal Z-axis
Note 1 to entry: See Figure 3.
Key
1 spindle
2 spindle axis S
3 head base
4 C-axis (head base rotation)
5 rotary D-axis (45° oriented)
Figure 3 — 45ᵒ split head
3.6
45ᵒ split continuous head
spindle head provided with continuous positioning function by two numerically controlled axes of
rotation, namely the C-axis parallel to the horizontal Z-axis, and the D-axis in a plane inclined by 45°
with respect to the Z-axis
Note 1 to entry: Tests in Annex A check all the geometric features (planes and axes) which contribute to the
resulting angular position of the spindle,
...
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 17543-1
First edition
2020-03
Machine tools — Test conditions for
universal spindle heads —
Part 1:
Accessory heads for machines with
horizontal spindle (horizontal Z-axis)
Machines-outils — Conditions d'essai pour poupées porte-broche
universelles —
Partie 1: Têtes accessoires pour machines à broche horizontale (axe Z
horizontal)
Reference number
©
ISO 2020
© ISO 2020
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting
on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address
below or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2020 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Preliminary remarks . 6
4.1 Measurement units. 6
4.2 Reference to ISO 230 . 6
4.3 Testing sequence . 6
4.4 Tests to be performed . 6
4.5 Measuring instruments . 7
4.6 Software compensation . 7
4.6.1 Head offset compensation . 7
4.6.2 Machine geometric compensation . 8
4.7 Diagrams . 8
4.8 Measuring length . 8
4.9 Tolerances . 8
5 Common geometric tests for spindles of all types of heads . 9
6 Geometric tests for all types of spindle heads .11
7 Angular positioning tests.27
Annex A (informative) Supplementary geometric tests for 45ᵒ split continuous heads .28
Annex B (informative) Supplementary geometric tests for swivelling heads .36
Annex C (informative) Tests for checking the accuracy of spindle axes of rotation .46
Bibliography .48
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.
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.
iv © ISO 2020 – All rights reserved
Introduction
Accessory spindle heads are used on machine tools such as milling and boring machines, machining
centres, portal and gantry type machines, turning centres, with only one built-in spindle in the head or
ram, providing fixed or indexing or tilting spindles which can be oriented in directions different from
the built-in spindle axis.
In the same way as the built-in spindle, they can perform multiple machining operations including
milling, boring, drilling, grinding and tapping, and, in some cases, automatic tool changing as well from
a magazine or similar storage unit in accordance with a machining program.
Some types of heads allow to check only the resulting position of the spindle (as the fixed or indexing
ones considered in 3.3, 3.4 and 3.5 and in tests G1 to G15), whereas for some others, i.e. those with
continuous movement of the two rotary axes (as those considered in 3.6 and 3.7). Annexes A and B
allow to make additional analysis of the relative positions between axes and to check the accuracy of
their offset compensation as well.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 17543-1:2020(E)
Machine tools — Test conditions for universal spindle
heads —
Part 1:
Accessory heads for machines with horizontal spindle
(horizontal Z-axis)
1 Scope
This document specifies, with reference to the ISO 230 series, some families of tests for accessory
spindle heads used on machining centres or numerically controlled milling machines, etc., where
applicable, with horizontal spindle (i.e. horizontal Z-axis). The tests considered in this document are
also applicable to manual indexing heads.
This document establishes the tolerances or maximum acceptable values for the test results
corresponding to general purpose and normal accuracy spindle heads used on different types of
machines.
This document specifies several sets of procedures for geometric tests which can be carried out on
different types of spindle heads for comparison, acceptance, maintenance, adjustments or any other
purpose.
Grinding heads and facing heads are not included in the scope of this document.
This document deals only with the verification of geometric and positioning accuracy of the accessory
spindle heads and does not apply to:
— the testing of the machine’s head(s) operation (e.g. vibration, abnormal sound noise level, stick slip
motion of components);
— the machine’s spindle head(s) characteristics (e.g. speeds, feeds and accelerations) which are
generally checked separately; or
— the verification of the machining capability under power.
Tests concerning the accuracy of finished test pieces are dealt with in other ISO standards.
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 230-1:2012, Test code for machine tools — Part 1: Geometric accuracy of machines operating under
no-load or quasi-static conditions
ISO 230-2:2014, Test code for machine tools — Part 2: Determination of accuracy and repeatability of
positioning of numerically controlled axes
ISO 230-7:2015, Test code for machine tools — Part 7: Geometric accuracy of axes of rotation
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 230-1, ISO 230-2, ISO 230-7
and the following 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
universal head
spindle head with one or more spindles which are oriented, or can be oriented, parallel to more than
one coordinate axis
Note 1 to entry: Terminological entries 3.3 to 3.8 define several types of universal heads which are mostly used
on horizontal machining centres or numerically controlled milling machines.
Note 2 to entry: Table 1 shows the five possible orientations of the spindle parallel to the coordinate axes and a
short definition of the relevant direction.
Table 1 — Spindle orientations
Coordinate axis Direction Definition
Z Negative Longitudinal
X Positive Left
X Negative Right
Y Positive Upward
Y Negative Downward
3.2
accessory head
spindle head which can be mounted in front of a ram or a head already provided with its own tool
holding spindle
Note 1 to entry: The machine tool can perform machining operations both by its own spindle or by an accessory
head, and several different accessory heads can be stored in a head store.
Note 2 to entry: Square head (3.3) through tilting head (3.8) define several types of accessory heads which are
mostly used on horizontal machining centres or numerically controlled milling machines.
3.3
square head
spindle head with only one spindle perpendicular to the Z-axis, which can rotate around the Z-axis
Note 1 to entry: See Figure 1.
2 © ISO 2020 – All rights reserved
Key
1 spindle
Figure 1 — Square head
3.4
two-spindle square head
square head (3.3) with two spindles located perpendicular to each other, one parallel to the Z-axis and
the other perpendicular to the Z-axis, which can rotate around the Z-axis
Note 1 to entry: The two spindles can be coplanar or skew to each other.
Note 2 to entry: See Figure 2.
Key
1 longitudinal spindle
2 square spindle
Figure 2 — Two-spindle square head
3.5
45ᵒ split indexing head
spindle head with mechanical indexing function in a plane inclined by 45° with respect to the
horizontal Z-axis
Note 1 to entry: See Figure 3.
Key
1 spindle
2 spindle axis S
3 head base
4 C-axis (head base rotation)
5 rotary D-axis (45° oriented)
Figure 3 — 45ᵒ split head
3.6
45ᵒ split continuous head
spindle head provided with continuous positioning function by two numerically controlled axes of
rotation, namely the C-axis parallel to the horizontal Z-axis, and the D-axis in a plane inclined by 45°
with respect to the Z-axis
Note 1 to entry: Tests in Annex A check all the geometric features (planes and axes) which contribute to the
resulting angular position of the spindle,
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 17543-1
Première édition
2020-03
Machines-outils — Conditions
d'essai pour poupées porte-broche
universelles —
Partie 1:
Têtes accessoires pour machines à
broche horizontale (axe Z horizontal)
Machine tools — Test conditions for universal spindle heads —
Part 1: Accessory heads for machines with horizontal spindle
(horizontal Z-axis)
Numéro de référence
©
ISO 2020
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© ISO 2020
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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
Fax: +41 22 749 09 47
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2020 – 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 Observations préliminaires . 6
4.1 Unités de mesure . 6
4.2 Référence à l’ISO 230 . 6
4.3 Ordre des essais . 6
4.4 Essais à réaliser . 6
4.5 Instruments de mesure . 7
4.6 Compensation par logiciel. 7
4.6.1 Compensation du décalage de la tête . 7
4.6.2 Compensation géométrique de la machine . 8
4.7 Schémas . 8
4.8 Étendue de mesure . 8
4.9 Tolérances . 8
5 Essais géométriques communs pour les broches de tous les types de têtes .9
6 Essais géométriques pour tous les types de têtes de broche .11
7 Essais de positionnement angulaire du mouvement .28
Annexe A (informative) Essais géométriques supplémentaires pour les têtes à indexage
continu à 45° .30
Annexe B (informative) Essais géométriques supplémentaires pour les têtes pivotantes .38
Annexe C (informative) Essais de vérification de l’exactitude des axes de rotation de la broche .48
Bibliographie .51
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 39, Machines-outils, sous-comité SC 2,
Conditions de réception des machines travaillant par enlèvement de métal.
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.
iv © ISO 2020 – Tous droits réservés
Introduction
Les têtes de broche accessoires sont utilisées sur les machines-outils telles que les fraiseuses et
aléseuses, les centres d’usinage, les machines de type portique, les centres de tournage, comportant
une seule broche intégrée dans la tête ou le coulant, possédant des broches fixes, ou à indexage ou
inclinables qui peuvent être orientées dans des directions différentes de celle de l’axe de la broche
intégrée.
De la même manière que la broche intégrée, elles peuvent réaliser des opérations d’usinage multiples,
comprenant le fraisage, l’alésage, le perçage, le meulage et le taraudage, ainsi que dans certains cas le
changement automatiques d’outil, aussi bien à partir d’un magasin que d’une unité de stockage similaire
dans le cadre d’un programme d’usinage.
Certains types de têtes permettent de vérifier uniquement la position résultante de la broche (comme
celles fixes ou à indexage traitées en 3.3, 3.4 et 3.5 et dans les essais G1 à G15), tandis que pour d’autres,
c’est-à-dire celles à mouvement continu des deux axes rotatifs (comme celles traitées en 3.6 et 3.7), les
Annexes A et B permettent d’effectuer une analyse supplémentaire des positions relatives entre les axes
et de vérifier également l’exactitude de leur compensation de décalage.
NORME INTERNATIONALE ISO 17543-1:2020(F)
Machines-outils — Conditions d'essai pour poupées porte-
broche universelles —
Partie 1:
Têtes accessoires pour machines à broche horizontale (axe
Z horizontal)
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie, par référence à la série ISO 230, certaines familles d’essais pour les têtes
de broche accessoires utilisées sur les centres d’usinage ou les fraiseuses à commande numérique, etc.,
le cas échéant, avec broche horizontale (c’est-à-dire axe horizontal Z). Les essais considérés dans le
présent document sont également applicables aux têtes à indexage manuel.
Le présent document établit également les tolérances ou les valeurs maximales acceptables pour les
résultats d’essai correspondant aux têtes de broche à usage général et d’exactitude normale utilisées
sur différents types de machines.
Le présent document spécifie plusieurs séries de modes opératoires pour des essais géométriques qui
peuvent être effectués sur différents types de têtes de broche pour la comparaison, la réception, la
maintenance, le réglage ou en vue de tout autre objectif.
Les têtes de meulage ne sont pas comprises dans le domaine d’application du présent document.
Le présent document traite uniquement de la vérification de l’exactitude géométrique et de
positionnement des têtes de broche accessoires et ne s’applique pas:
— aux essais de fonctionnement de la (des) tête(s) de machine (par exemple, des vibrations, un niveau
de bruit anormal, un mouvement saccadé des composants);
— aux caractéristiques de la (des) tête(s) de broche de la machine (par exemple, vitesses, alimentations
et accélérations), qui sont généralement vérifiées séparément; ou
— à la vérification de la capacité d’usinage en fonctionnement.
Les essais concernant l’exactitude des pièces d’essai finies sont traités dans d’autres normes ISO.
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 230-1:2012, Code d'essai des machines-outils — Partie 1: Exactitude géométrique des machines
fonctionnant à vide ou dans des conditions quasi-statiques
ISO 230-2:2014, Code d'essai des machines-outils — Partie 2: Détermination de l'exactitude et de la
répétabilité de positionnement des axes à commande numérique
ISO 230-7:2015, Code d'essai des machines-outils — Partie 7: Exactitude géométrique des axes de rotation
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 230-1, l’ISO 230-2 et l’ISO 230-7
ainsi que les 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
tête universelle
tête de broche comportant une ou plusieurs broches qui sont orientées, ou qui peuvent être orientées,
parallèle à plus d’un axe de coordonnées
Note 1 à l'article: Les paragraphes 3.3 à 3.8 définissent plusieurs types de têtes universelles qui sont
principalement utilisées sur les centres d’usinage horizontaux ou les fraiseuses à commande numérique.
Note 2 à l'article: Le Tableau 1 présente les cinq orientations possibles de la broche parallèlement aux axes de
coordonnées et une brève définition de la direction correspondante.
Tableau 1 — Orientations de la broche
Axe de coordonnées Direction Définition
Z Négative Longitudinale
X Positive Gauche
X Négative Droite
Y Positive Montée
Y Négative Descente
3.2
tête accessoire
tête de broche pouvant être montée devant un coulisseau ou une tête de broche, déjà pourvue de sa
propre broche porte-outil
Note 1 à l'article: La machine-outil peut effectuer des opérations d’usinage aussi bien par sa propre broche que
par une tête accessoire, et plusieurs têtes accessoires différentes peuvent être stockées dans un magasin de têtes.
Note 2 à l'article: Les paragraphes 3.3 à 3.8 définissent plusieurs types de têtes accessoires qui sont principalement
utilisées sur les centres d’usinage horizontaux ou les fraiseuses à commande numérique.
3.3
tête à angle droit
tête de broche comportant une seule broche perpendiculaire à l’axe Z qui peut tourner autour de l’axe Z
Note 1 à l'article: Voir Figure 1.
2 © ISO 2020 – Tous droits ré
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 17543-1
Première édition
2020-03
Machines-outils — Conditions
d'essai pour poupées porte-broche
universelles —
Partie 1:
Têtes accessoires pour machines à
broche horizontale (axe Z horizontal)
Machine tools — Test conditions for universal spindle heads —
Part 1: Accessory heads for machines with horizontal spindle
(horizontal Z-axis)
Numéro de référence
©
ISO 2020
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2020
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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
Fax: +41 22 749 09 47
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2020 – 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 Observations préliminaires . 6
4.1 Unités de mesure . 6
4.2 Référence à l’ISO 230 . 6
4.3 Ordre des essais . 6
4.4 Essais à réaliser . 6
4.5 Instruments de mesure . 7
4.6 Compensation par logiciel. 7
4.6.1 Compensation du décalage de la tête . 7
4.6.2 Compensation géométrique de la machine . 8
4.7 Schémas . 8
4.8 Étendue de mesure . 8
4.9 Tolérances . 8
5 Essais géométriques communs pour les broches de tous les types de têtes .9
6 Essais géométriques pour tous les types de têtes de broche .11
7 Essais de positionnement angulaire du mouvement .28
Annexe A (informative) Essais géométriques supplémentaires pour les têtes à indexage
continu à 45° .30
Annexe B (informative) Essais géométriques supplémentaires pour les têtes pivotantes .38
Annexe C (informative) Essais de vérification de l’exactitude des axes de rotation de la broche .48
Bibliographie .51
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 39, Machines-outils, sous-comité SC 2,
Conditions de réception des machines travaillant par enlèvement de métal.
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.
iv © ISO 2020 – Tous droits réservés
Introduction
Les têtes de broche accessoires sont utilisées sur les machines-outils telles que les fraiseuses et
aléseuses, les centres d’usinage, les machines de type portique, les centres de tournage, comportant
une seule broche intégrée dans la tête ou le coulant, possédant des broches fixes, ou à indexage ou
inclinables qui peuvent être orientées dans des directions différentes de celle de l’axe de la broche
intégrée.
De la même manière que la broche intégrée, elles peuvent réaliser des opérations d’usinage multiples,
comprenant le fraisage, l’alésage, le perçage, le meulage et le taraudage, ainsi que dans certains cas le
changement automatiques d’outil, aussi bien à partir d’un magasin que d’une unité de stockage similaire
dans le cadre d’un programme d’usinage.
Certains types de têtes permettent de vérifier uniquement la position résultante de la broche (comme
celles fixes ou à indexage traitées en 3.3, 3.4 et 3.5 et dans les essais G1 à G15), tandis que pour d’autres,
c’est-à-dire celles à mouvement continu des deux axes rotatifs (comme celles traitées en 3.6 et 3.7), les
Annexes A et B permettent d’effectuer une analyse supplémentaire des positions relatives entre les axes
et de vérifier également l’exactitude de leur compensation de décalage.
NORME INTERNATIONALE ISO 17543-1:2020(F)
Machines-outils — Conditions d'essai pour poupées porte-
broche universelles —
Partie 1:
Têtes accessoires pour machines à broche horizontale (axe
Z horizontal)
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie, par référence à la série ISO 230, certaines familles d’essais pour les têtes
de broche accessoires utilisées sur les centres d’usinage ou les fraiseuses à commande numérique, etc.,
le cas échéant, avec broche horizontale (c’est-à-dire axe horizontal Z). Les essais considérés dans le
présent document sont également applicables aux têtes à indexage manuel.
Le présent document établit également les tolérances ou les valeurs maximales acceptables pour les
résultats d’essai correspondant aux têtes de broche à usage général et d’exactitude normale utilisées
sur différents types de machines.
Le présent document spécifie plusieurs séries de modes opératoires pour des essais géométriques qui
peuvent être effectués sur différents types de têtes de broche pour la comparaison, la réception, la
maintenance, le réglage ou en vue de tout autre objectif.
Les têtes de meulage ne sont pas comprises dans le domaine d’application du présent document.
Le présent document traite uniquement de la vérification de l’exactitude géométrique et de
positionnement des têtes de broche accessoires et ne s’applique pas:
— aux essais de fonctionnement de la (des) tête(s) de machine (par exemple, des vibrations, un niveau
de bruit anormal, un mouvement saccadé des composants);
— aux caractéristiques de la (des) tête(s) de broche de la machine (par exemple, vitesses, alimentations
et accélérations), qui sont généralement vérifiées séparément; ou
— à la vérification de la capacité d’usinage en fonctionnement.
Les essais concernant l’exactitude des pièces d’essai finies sont traités dans d’autres normes ISO.
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 230-1:2012, Code d'essai des machines-outils — Partie 1: Exactitude géométrique des machines
fonctionnant à vide ou dans des conditions quasi-statiques
ISO 230-2:2014, Code d'essai des machines-outils — Partie 2: Détermination de l'exactitude et de la
répétabilité de positionnement des axes à commande numérique
ISO 230-7:2015, Code d'essai des machines-outils — Partie 7: Exactitude géométrique des axes de rotation
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 230-1, l’ISO 230-2 et l’ISO 230-7
ainsi que les 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
tête universelle
tête de broche comportant une ou plusieurs broches qui sont orientées, ou qui peuvent être orientées,
parallèle à plus d’un axe de coordonnées
Note 1 à l'article: Les paragraphes 3.3 à 3.8 définissent plusieurs types de têtes universelles qui sont
principalement utilisées sur les centres d’usinage horizontaux ou les fraiseuses à commande numérique.
Note 2 à l'article: Le Tableau 1 présente les cinq orientations possibles de la broche parallèlement aux axes de
coordonnées et une brève définition de la direction correspondante.
Tableau 1 — Orientations de la broche
Axe de coordonnées Direction Définition
Z Négative Longitudinale
X Positive Gauche
X Négative Droite
Y Positive Montée
Y Négative Descente
3.2
tête accessoire
tête de broche pouvant être montée devant un coulisseau ou une tête de broche, déjà pourvue de sa
propre broche porte-outil
Note 1 à l'article: La machine-outil peut effectuer des opérations d’usinage aussi bien par sa propre broche que
par une tête accessoire, et plusieurs têtes accessoires différentes peuvent être stockées dans un magasin de têtes.
Note 2 à l'article: Les paragraphes 3.3 à 3.8 définissent plusieurs types de têtes accessoires qui sont principalement
utilisées sur les centres d’usinage horizontaux ou les fraiseuses à commande numérique.
3.3
tête à angle droit
tête de broche comportant une seule broche perpendiculaire à l’axe Z qui peut tourner autour de l’axe Z
Note 1 à l'article: Voir Figure 1.
2 © ISO 2020 – Tous droits ré
...
Questions, Comments and Discussion
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