ISO/FDIS 17543-1

Machines 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 accessoires — Partie 1: Têtes accessoires pour machines à broche horizontale (axe Z horizontal)

General Information

• Status: Withdrawn
• ICS: 25.080.20 - Boring and milling machines
• 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: 5098 - Project deleted
• Start Date: 16-Mar-2017
• Completion Date: 13-Dec-2025

Standards Content (Sample)

FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 17543-1
ISO/TC 39/SC 2
Machines tools — Test conditions for
Secretariat: ASI
universal spindle heads —
Voting begins on:
2016-11-30
Part 1:
Voting terminates on:
Accessory heads for machines with
2017-01-25
horizontal spindle (horizontal Z-axis)
Machines-outils — Conditions d’essai pour poupées porte-broche
accessoires —
Partie 1: Têtes accessoires pour machines à broche horizontale (axe Z
horizontal)
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO-
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN-
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
©
NATIONAL REGULATIONS. ISO 2016

© ISO 2016, Published in Switzerland
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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
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ii © ISO 2016 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Preliminary remarks . 5
4.1 Measurement units. 5
4.2 Reference to ISO 230 . 5
4.3 Testing sequence . 5
4.4 Tests to be performed . 5
4.5 Measuring instruments . 6
4.6 Software compensation . 6
4.6.1 Head offset compensation . 6
4.6.2 Machine geometric compensation . 6
4.7 Diagrams . 7
4.8 Measuring length . 7
4.9 Tolerances . 7
5 Common geometric tests for spindles of all types of heads . 7
6 Geometric tests for all types of spindle heads . 8
Annex A (normative) Checking of accuracy and repeatability of positioning .25
Annex B (informative) Supplementary geometric tests for 45ᵒ split continuous heads (see
Figure 3) .27
Annex C (informative) Supplementary geometric tests for swivel heads (see Figures 4 and 5) .34
Annex D (informative) Tests for checking the accuracy of spindle axes of rotation .43
Bibliography .45
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 on 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 the following URL: www.iso.org/iso/foreword.html.
The committee responsible for this document is ISO/TC 39, Machine tools, Subcommittee SC 2, Test
conditions for metal cutting machine tools.
A list of all parts in the ISO 17543 series can be found on the ISO website.
iv © ISO 2016 – 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, vertical turning and milling 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 are capable of performing 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.
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.
Some types of heads allow to check only the resulting position of the spindle (as the fixed or indexing
ones considered in 3.2, 3.3, 3.4 and 3.7 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 3.5 and 3.6), the informative
Annexes B and C allow to make additional analysis of the relative positions between axes and to check
the accuracy of their offset compensation as well.
ISO 17543 (all parts) also 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.
FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 17543-1:2016(E)
Machines 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 ISO 230-1, the geometric tests and, with reference to
ISO 230-2, positioning 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 may also be used with manual indexing heads, if applicable. Grinding
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), nor to the machine’s spindle head(s)
characteristics (e.g. speeds, feeds and accelerations) which should generally be checked separately, nor
to 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 following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— IEC Electropedia: available at http://www.electropedia.org/
— ISO Online browsing platform: available at http://www.iso.org/obp
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
3.2
right-angle head
head with only one spindle perpendicular to the Z-axis which can rotate around the Z-axis
Note 1 to entry: See Figure 1.
Key
1 spindle
Figure 1 — Right-angle head
3.3
two-spindle square head
right-angle head (3.2), 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 may 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
3.4
45ᵒ split indexing head
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.
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Key
1 spindle
2 spindle axis S
3 head base
4 C-axis of head base rotation
5 rotary D-axis
Figure 3 — 45ᵒ split head
3.5
45ᵒ split continuous head
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 B check all the geometric features (planes and axes) which contribute to the
resulting angular position of the spindle, by-passing the positioning deviations of the two rotary axes; these tests
can also be used for a deeper investigation on the 45° split indexing heads (see 3.4), if their movements and locks
allow to do it.
Note 2 to entry: See Figure 3.
3.6
swivelling head
head with two numerically controlled A-axis and C-axis perpendicular to each other
Note 1 to entry: The spindle axis may be coplanar with C-axis (see Figure 4) or there may be a built-in offset
between the spindle axis and the C-axis. (see Figure 5).
Note 2 to entry: Tests in Annex C check all the relative positions between couples of axes, as A and C, spindle and
A, spindle and C and their undesired offsets.
Key
1 spindle
2 C-axis of yoke rotation
3 yoke body
4 A-axis of head rotation
Figure 4 — Swivelling head
Key
1 spindle
2 C-axis of yoke rotation
3 built-in offset
4 spindle axis S
5 A-axis of head rotation
Figure 5 — Swivelling head with spindle offset
3.7
tilting head
head rotating only around the X-axis
Note 1 to entry: See Figure 6.
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Key
1 spindle
2 A-axis
Figure 6 — Tilting head
4 Preliminary remarks
4.1 Measurement units
In this document, all linear dimensions, deviations and corresponding tolerances are expressed in
millimetres, angular dimensions are expressed in degrees and angular deviations and the corresponding
tolerances are expressed in ratios as the primary method, but in some cases, microradians or arcseconds
may be used for clarification purposes. The following expression should be used for conversion of the
units of angular deviations or tolerances.
0,010/1 000 = 10 μrad ≅ 2′′
4.2 Reference to ISO 230
To apply this document, reference shall be made to ISO 230-1, ISO 230-2 and ISO 230-7 when required,
especially for the installation of the machine before testing, warming up of the spindle and other moving
components, description of measuring methods and recommended uncertainty of testing equipment.
In the “Observations” block of the tests described in Annexes A to D, the instructions are preceded by a
reference to the corresponding clause in ISO 230-1 in cases where the test concerned is in compliance
with the specifications of that standard.
4.3 Testing sequence
The sequence in which the tests are presented in this document in no way defines the practical order
of testing. In order to make the mounting of instruments or gauging easier, tests may be performed in
any order.
4.4 Tests to be performed
When testing a machine, it is neither always necessary nor possible to carry out all the tests described
in this document. When the tests are required for acceptance purposes, it is up to the user to choose,
in agreement with the supplier/manufacturer, those tests relating to the specific type of spindle head
and/or the properties of the head which are of interest. These tests are to be clearly stated when
ordering either a machine with accessory head/(s) or a single head. Mere reference to this document
for the acceptance tests, without specifying the tests to be carried out, and without agreement on the
relevant expenses, cannot be considered as binding for any contracting party.
Tests shown in this document check only the resulting position of the spindle axis in the possible
orientations of the head, and they are intended to be used for acceptance purposes.
Tests shown in Annexes B and C check all the geometric features (planes and axes) which contribute to
the resulting position of the spindle, by-passing the positioning deviations of the two rotary axes; these
tests provide a technical means for a deeper investigation and a diagnostic analysis on the accuracy of the
head components and of their assembly, both on a new head and during the working life of a head in use.
4.5 Measuring instruments
Measuring instruments indicated in the tests described in the following sections are examples only.
Other instruments capable of measuring the same quantities and having the same, or a smaller,
measurement uncertainty may be used. Reference shall be made to ISO 230-1:2012, Clause 5, which
indicates the relationship between measurement uncertainties and the tolerances.
When a “dial gauge” is referred to, it can mean not only dial test indicators (DTI), but any type of linear
displacement sensor such as analogue or digital dial gauges, linear variable differential transformer
(LVDTs), linear scale displacement gauges or noncontact sensors, when applicable to the test concerned
(see ISO 230-1:2012, Clause 4).
Similarly, when a “straightedge” is referred to, it can mean any type of straightness reference artefact,
such as a granite or ceramic or steel or cast iron straightedge, one arm of a square, one generating line
on a cylinder square, any straight path on a reference cube or a special, dedicated artefact manufactured
to fit in the T-slots or other references.
In the same way, when a “square” is mentioned, it can mean any type of squareness reference artefact,
such as a granite or ceramic or steel or cast iron square, a cylinder square, a reference cube or, again, a
special, dedicated artefact.
4.6 Software compensation
4.6.1 Head offset compensation
The NC control can compensate offsets between axes, which can result from either of the following:
— the head design: e.g. in two-spindle heads with rigid body the cross spindle may lie in a different plane
from the longitudinal spindle (see Figure 2) or in swivelling heads with the A-axis perpendicular to
the C-axis the spindle axis may swivel in a plane not containing the C-axis (see Figure 5);
— the natural small inaccuracies in machining and assembling the head components (see Figure 3 and
Figure 4).
In this second case, the concerned tests may be carried out with and/or without applying the offset
compensation, according to the test purpose, and this should be specified in the test report for every
concerned test.
This double option of test allows assessing both the original mechanical accuracy and the offset
compensation accuracy. The intended use of the machine tool shall be considered.
4.6.2 Machine geometric compensation
When software facilities are available for compensating certain geometric deviations of the machine,
the tests considered in this document should be carried out with these compensations. When the
software compensation is used, this shall be stated in the test report. It shall be noted that when
software compensation is used, axes cannot be locked for test purposes.
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4.7 Diagrams
For reasons of simplicity, the diagrams in this document illustrate only some types of spindle heads
and machine configurations. Their main purpose is to show the movements to be operated and the
orientation of the coordinate axes.
4.8 Measuring length
When a test requires the use of a test mandrel, the measuring length is 250 mm for the usual test
mandrels 300 mm long. If a different measuring length is required, test mandrels of adequate length
shall be provided accordingly.
4.9 Tolerances
In this document, all tolerance values (see ISO 230-1:2012, 4.1) are guidelines. When they are used for
acceptance purposes, other values can be agreed upon between the user and the manufacturer/supplier.
The required/agreed tolerance values are to be clearly stated when ordering the machine.
When establishing the tolerance for a measuring length different from that given in this document
(see ISO 230-1:2012:4.1.2), it shall be taken into consideration that the minimum value of tolerance is
0,005 mm.
5 Common geometric tests for spindles of all types of heads
Object G1
Checking of axial error motion of the spindle.
Diagram
Tolerance Measured deviation
0,005
Measuring instruments
Dial gauge and precision sphere with special fixture.
Observations and references to ISO 230-1:2012, 9.1 (see also ISO 230-7)
This test shall be performed on all working spindles.
See also test DR1.
Object G2
Checking of run-out of internal taper of the spindle:
a)  as close as possible to the spindle nose;
b)  at a distance of 250 mm from the first measuring position in a).
Diagram
Tolerance Measured deviation
a)  0,01 a)
b)  0,02 b)
Measuring instruments
Test mandrel and dial gauge.
Observations and references to ISO 230-1:2012, 12.5.3
This test shall be performed on all working spindles.
6 Geometric tests for all types of spindle heads
In the following test descriptions, diagrams are provided for right-angle and 45ᵒ split heads. Similar
setups are used for swivelling heads and tilting heads. Most tests are applicable to all types of heads.
Few exceptions are mentioned in the relevant objects.
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Object G3
Checking of parallelism between the spindle axis in the horizontal orientation and the Z-axis motion:
a)  in the vertical YZ plane;
b)  in the horizontal ZX plane
(not applicable to heads in Figure 1, where the longitudinal spindle is missing).
Diagram a) b)
Tolerance Measured deviation
For a) and b) a)
0,025/250 b)
Measuring instruments
Test mandrel and dial gauge.
Observations and references to ISO 230-1:2012, 10.1.4 and 10.1.4.3
For a) Y-axis to be locked, if possible.
For b) X-axis to be locked, if possible.
The orientation of the deviation between the spindle axis and the Z-axis, in both planes, shall be noted.
For swivelling and tilting heads, the result of test a) includes the possible E positioning deviation of the A-axis
AA
at 0°.
Object G4
Checking of squareness between the spindle axis in the horizontal orientation and the X-axis motion
(not applicable to heads in Figure 1, where the longitudinal spindle is missing).
Diagram
Tolerance Measured deviation
0,025/250
Measuring instruments
Straightedge, special arm and dial gauge.
Observations and references to ISO 230-1:2012, 10.3 and 10.3.3
Z-axis to be locked, if possible.
a)  The straightedge shall be set parallel to the X-axis, or the lack of parallelism shall be considered in
the measurement.
b)  In alternative, this test can be carried out without the straightedge, with only one gauge block in
the centre of the table. The dial gauge shall touch the same point of the gauge block before and after
rotating the spindle through 180° and moving the X-axis through the necessary travel.
The value of angle α, being less than, equal to or greater than 90° shall be noted.
10 © ISO 2016 – All rights reserved

Object G5
Checking of squareness between the spindle axis in the horizontal orientation and the Y-axis motion
(not applicable to heads in Figure 1, where the longitudinal spindle is missing).
Diagram
Tolerance Measured deviation
0,025/250
Measuring instruments
Square, special arm and dial gauge.
Observations and references to ISO 230-1:2012, 10.3 and 10.3.3
Z-axis to be locked, if possible.
a)  The measurement side of the square or cylinder square should be set parallel to the Y-axis, or the
lack of parallelism shall be taken into account in the measurement.
b)  In alternative, the dial gauge shall touch the same point of the square or cylinder square before
and after rotating the spindle through 180° and moving the Y-axis through the necessary travel.
The special arm shall be stiff enough so as to prevent any possible reading errors due to its opposite
deflections in the two measurement positions.
o
The value of angle α, being less than, equal to or greater than 90 , shall be noted.
For swivelling and tilting heads, the result of this test includes the possible E positioning deviation
AA
of the A-axis at 0°.
Object G6
Checking of parallelism between the spindle axis in both vertical orientations (upward and
downward) and the Y-axis motion:
a)  in the vertical XY plane;
b)  in the vertical YZ plane.
Diagram a) b)
Tolerance Measured deviation
For a) and b) a)
0,025/250 b)
Measuring instruments
Test mandrel and dial gauge.
Observations and references to ISO 230-1:2012, 10.1.4 and 10.1.4.3
For a) X-axis to be locked, if possible.
For b) Z-axis to be locked, if possible.
The orientation of the deviation between the spindle axis and the Y-axis, in both planes, shall be noted.
For swivelling and tilting heads, the result of test a) includes the possible E positioning deviation of
CC
the C-axis at 0°, and the result of test b) includes the possible E positioning deviation of the A-axis
AA
at –90°.
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Object G7
Checking of squareness between the spindle axis in vertical orientation and the X-axis motion.
Diagram
Tolerance Measured deviation
0,025/250
Measuring instruments
Straightedge, special arm and dial gauge.
Observations and references to ISO 230-1:2012, 10.3 and 10.3.3
Y-axis to be locked, if possible.
a)  The straightedge shall be set parallel to the X-axis, or the lack of parallelism shall be considered in
the measurement.
b)  In alternative, this test can be carried out without the straightedge, with only one gauge block in
the centre of the table. The dial gauge shall touch the same point of the gauge block before and after
rotating the spindle through 180° and moving the X-axis through the necessary travel.
o
The value of angle α, being less than, equal to or greater than 90 , shall be noted.
For continuous heads (both 45° split and swivelling heads), the result of this test includes the possible
E positioning deviation of the C-axis at 0°.
CC
Object G8
Checking of squareness between the spindle axis in vertical orientation and the Z-axis motion.
Diagram
Tolerance Measured deviation
0,025/250
Measuring instruments
Straightedge, special arm and dial gauge.
Observations and references to ISO 230-1:2012, 10.3 and 10.3.3
Y-axis to be locked, if possible.
a)  The straightedge shall be set parallel to the Z-axis, or the lack of parallelism shall be considered in
the measurement.
b)  In alternative, this test can be carried out without the straightedge, with only one gauge block on
the table, approximately in the centre of the Z-axis travel. The dial gauge shall touch the same point
of the gauge block before and after rotating the spindle through 180° and moving the Z-axis through
the necessary travel.
The value of angle α, being less than, equal to or greater than 90°, shall be noted.
For swivelling and tilting heads, the result of this test includes the possible E positioning deviation
AA
of the A-axis at –90°.
14 © ISO 2016 – All rights reserved

Object G9
Checking of parallelism between the spindle axis in either of the two horizontal orientations along the
X-direction and the X-axis motion:
a)  With the spindle in the left position:               b)  With the spindle in the right position:
1)  in the vertical XY plane;                           1)  in the vertical XY plane;
2)  in the horizontal ZX plane.                         2)  in the horizontal ZX plane.
(not applicable to heads in Figure 6, where the spindle cannot be oriented parallel to the X-axis).
Diagram a) b)
Tolerance Measured deviation
For a) and b) a) 1 b) 1
0,025/250 a) 2 b) 2
Measuring instruments
Test mandrel and dial gauge.
Observations and references to ISO 230-1:2012, 10.1.4 and 10.1.4.3
This test is also applicable to square heads if they can be rotated by an angle sufficient to bring the
cross spindle axis to be parallel to the X-axis on both sides.
For a) Y-axis to be locked, if possible.
For b) Z-axis to be locked, if possible.
The orientation of the deviation between the spindle axis and the X-axis, in both positions and in both
planes, shall be noted.
For continuous heads (both 45° split and swivelling heads), the result of this test includes the possible
E positioning deviation of the C-axis at 0°.
CC
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Object G10
Checking of difference in the Y-direction between the spindle heights in the two horizontal
orientations in the X-direction (not applicable to heads in Figure 6, where the spindle cannot
be oriented parallel to the X-axis).
Diagram
Tolerance Measured deviation
0,03
Measuring instruments
Test mandrel and dial gauge.
Observations and references to ISO 230-1
This test is also applicable to square heads if they can be rotated by an angle sufficient to bring the
cross spindle axis to be parallel to the X-axis on both sides.
This deviation can be derived from measurements a) 1 and b) 1 of test G9, taking the readings at
the spindle nose only, in order to ignore the parallelism deviations.
Both for square heads, if the head is designed with two coplanar spindles and for 45° split heads, this
test may be performed with and/or without offset compensation, according to the purpose of the test.
If the cross spindle axis of a square head is not coplanar with the head axis of rotation, this test can
only be performed with the offset compensation on.
Object G11
For 45° split heads — Checking that the spindle axis S and rotary axis D at 45° lie in the same YZ plane
or
For two-spindle square heads — Checking that the square spindle axis and the longitudinal spindle
axis lie in the same YZ plane (for both coplanar spindles and skew spindles)
Diagram Step 1) Step 2)
18 © ISO 2016 – All rights reserved

Tolerance Measured deviation
0,020
Measuring instruments
Test mandrel and dial gauge.
Observations and references to ISO 230-1
For 45° split heads:
X-axis to be locked, if possible.
Step 1)  Set the spindle in horizontal position along the Z-direction. Place the dial gauge on the table,
and then zero the dial gauge touching the test mandrel close to the spindle nose.
Step 2)  In order to avoid interferences with the dial gauge, drive away the head by means of
movements along Y- and Z-axes only. Rotate the D-axis in order to set the spindle axis in vertical
position, and again bring the test mandrel into contact with the dial gauge by means of Y- and
Z-axis movements.
When the movements in step 2) have been completed, half of the reading on the dial gauge is the
required deviation. The deviation of this test can be measured performing test G6 a) after G3 b)
without moving X-axis and without resetting the dial gauge.
For two-spindle square heads:
Step 1)  Activate the horizontal spindle through the NC control. Place the dial gauge on the table, and
then zero the dial gauge touching the test mandrel close to the spindle nose of the horizontal spindle.
Step 2)  In order to avoid interferences with the dial gauge, drive away the head by means of
movements along Y- and Z-axes only. Remove the test mandrel from the horizontal spindle and
place it in the vertical spindle. Activate the vertical spindle through the NC control. Bring the test
mandrel into contact with the dial gauge by means of Y- and Z-axis movements. Do not operate any
X-axis movement other than the automatic offset compensation when required.
Object G12
Checking of the overall deviation of eccentricity and parallelism between the spindle axis and the
C-axis during the yoke rotation:
a)  close to the spindle nose;
b)  at a distance of 250 mm from the spindle nose.
(not applicable to heads in Figure 6, where the yoke cannot rotate).
Diagram
Tolerance Measured deviation
a)  0,040 b)  0,040 a) b)
Measuring instruments
Test mandrel and dial gauge.
Observations and references to ISO 230-1
Lock the Y-axis, if possible.
For a), carry out the following steps.
Step 1)  Turn the spindle head (A-axis) in longitudinal direction, and adjust the A-axis until the test
mandrel is parallel to the Z-axis in the vertical YZ plane.
Step 2)  Zero the dial gauge in position a), close to the spindle nose.
Step 3)  Rotate slowly the spindle ad note the average reading of the dial gauge in order to by-pass
the spindle runout.
Step 4)  Rotate the yoke (C-axis) 90° and repeat steps 2) and 3).
After taking the four readings every 90°, the algebraic difference between the maximum and the
minimum reading is the required deviation for a).
For b), move the dial gauge or the Z-axis by 250 mm and repeat all steps 1) to 4). Here again, after
taking the four readings every 90°, the algebraic difference between the maximum and the
minimum reading is the required deviation for b).
NOTE 1  During the yoke rotation, when the A-axis is twice vertical, readings in a) and b) are affected
by the deviations measured in CG3 a), CG4, CG5 and CG8 a).
NOTE 2  Similarly, when the A-axis is twice horizontal, readings in a) and b) are affected by the
deviations measured in CG3, b) and CG8, b), i.e. CG6 and CG7.
20 © ISO 2016 – All rights reserved

Object G13
Checking of the range of deviation of squareness between the spindle axis and the X-axis during the
yoke rotation (not applicable to heads in Figure 6, where the yoke cannot rotate).
Diagram
Tolerance Measured deviation
0,050/500
Measuring instruments
Straightedge or cylinder square, dial gauge and special arm.
Observations and references to ISO 230-1
Z-axis to be locked, if possible.
The straightedge shall be set parallel to the X-axis, or the lack of parallelism shall be considered in the
measurement.
In alternative, this test can be carried out without the straightedge, with only one gauge block (or a
cylinder square for avoiding sharp edges) in the centre of the table. The dial gauge shall touch the
same point of the gauge block (or cylinder square) before and after rotating the yoke (C-axis)
through 180° and moving the X-axis through the necessary travel.
Step 1)  Adjust the angular position of the C-axis until the A-axis is horizontal (parallel to the X-axis).
Step 2)  Set the A-axis in the 0° position by CNC (spindle in the longitudinal position, nominally
parallel to the Z-axis).
Step 3)  Take the two readings in the two positions of the dial gauge on the straightedge (or on the
same point of the gauge block or cylinder square) by rotating the spindle and, if necessary, moving
the X-axis. Note the direction of the deviation and the angular position of the C-axis.
Step 4)  Rotate the yoke (C-axis) 90° without moving the A-axis and repeat step 3). If there is an offset
between the spindle axis and the C-axis, additional movements of the Y-axis may be necessary for
touching the same measuring points.
After taking the four sets of readings every 90° of the C-axis, the algebraic difference between the
maximum and the minimum reading is the required deviation.
NOTE  The four sets of readings include every time the algebraic sum of the squareness deviation
between the spindle axis and the A-axis (measured in CG5) and the squareness deviation between
the A-axis and the C-axis (measured in CG4).
Object G14
For swivelling and tilting heads.
Checking of parallelism between the spindle axis S and the YZ plane in several positions of the A-axis.
Diagram
Tolerance Measured deviation
0,02/250
Measuring instruments
Test mandrel and dial gauge.
Observations and references to ISO 230-1
X-axis to be locked, if possible.
Step 1)  Set the spindle in horizontal position along the Z-direction. Zero the dial gauge touching the
test mandrel close to the spindle nose, with the dial gauge oriented in the X-direction. Lock the dial
gauge on the table. Measure the parallelism between the spindle axis and the Z-axis in the horizontal
plane, in two points on the test mandrel 250 mm apart from each other. Mark the two points on the
test mandrel.
Step 2)  In order to avoid interferences with the dial gauge, drive away the head by means of
movements along Y- and Z-axes only. Rotate the A-axis through an angle not exceeding 30° or
providing a minimum number of five measurement positions and check again the parallelism
without moving the X-axis, without resetting the dial gauge and touching again the test mandrel
in the same points.
Step 3)  Repeat the same check, up to the vertical position of the spindle axis.
The algebraic difference between the maximum and the minimum deviation among all the angular
positions of the A-axis is the required deviation.
If test CG7 is to be performed, its readings in the extreme horizontal and vertical position of the
A-axis provide the required deviations for tests CG1 b) and CG4 b).
22 © ISO 2016 – All rights reserved

Object G15
For 45° split continuous heads.
Checking of parallelism between the spindle axis S and the YZ plane in four positions of the path described by
angular interpolation of the C- and D-axes, according to the following formula:
2sinD
tanB =
1+ cosD
a)  B = 0° b)  B = 54° 44’ 8” c)  B = 74° 27’ 28” d)  B = 90°
D = 0°    D = 90°    D = 137° 3’ 31”    D = 180°
α = 0°    α = 30°    α = 60°    α = 90°
Diagram
Tolerance
To be agreed between the supplier/manufacturer and the user.
a) b) c) d)
Measured deviation
a) b) c) d)
Measuring instruments
Test mandrel and dial gauge.
Observations and references to ISO 230-1
X-axis locked during the measurements, if possible.
Check a) before starting the movement, with two readings, respectively close to the spindle nose and
at a distance of 250 mm, rotating slowly the spindle so as to stop it in the average position of the run-
out.
Mark the angular position on the mandrel.
Then start the movement and stop at the programmed positions.
In any of the b), c) and d) positions, touch the test mandrel close to the spindle nose in the same point
previously marked. Lock the X-axis, if possible, and zero the dial gauge. Moving Y- and Z-axes only,
touch the test mandrel at 250 mm from the spindle nose and note the deviation.
Object G16
Checking of repeatability of positioning of the tool holding spindle after repeated automatic spindle
head changes, measured in the radial and axial direction on the spindle nose of the accessory head.
Diagram
For any orientation of the head in the coordinate system of the machine:
1        is the dial gauge for the axial readings;
2 and 3  are the dial gauges for the radial readings.
Tolerance Measured deviation
According to the spindle
For all measurement positions 0,03
Spindle orientation, mark with an
orientation asterisk the axis (X, Y or Z)
parallel to the spindle axis
A or D (°)
C (°)
Deviations (μm) X Y Z
Range (max-min)
Measuring instruments
Dial gauge/s.
Observations and references to ISO 230-1
This test is to be performed on all types of accessory spindle heads which can be automatically
changed from a head store.
Step 1)  Place three dial gauges on the table, and set the styli of the dial gauges in directions parallel
to the three coordinate axes. Zero the dial gauges with the head clamped.
Step 2)  Drive the head apart from the dial gauges with a diagonal movement of the linear axes.
Step 3)  Unclamp the head and store it in the head store, move back the linear axes to the original
position (where the dial gauges have been zeroed) without head, and then pick up again the head
from the store, clamping it onto the machine.
Step 4)  Move back the linear axes to the original position (where the dial gauges have been zeroed)
in order to bring again the spindle into contact with the dial gauges and note the readings.
Step 5)  Take five consecutive sets of readings repeating steps 2), 3) and 4).
For each dial gauge, the algebraic difference between maximum and minimum reading is the required
deviation. The readings include the repeatability of the linear axes involved.
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Annex A
(normative)
Checking of accuracy and repeatability of positioning
The tests are only applied to accessory heads numerically controlled for rotary positioning axes. To
apply the tests, reference should be made to ISO 230-2, especially for the environmental conditions,
warming up of the machine, measuring methods, evaluation and interpretation of the results.
Object AP1
Checking of accuracy and repeatability of angular positioning of rotary axes of spindle heads
(A-axis or D-axis), head bases and yokes (C-axis) by numerical control:
NOTE  This test applies to all rotary axes associated with the spindle head.
Diagram
Key
1  autocollimator
2  polygon mirror
Tolerance For angles ≤360°
(Measured
deviation)
arcseconds degrees
(30° or 45° interval positioning)
a
Bidirectional accuracy of positioning A 21,6“
...

PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 17543-1
ISO/TC 39/SC 2
Machines-outils — Conditions
Secrétariat: ASI
d’essai pour poupées porte-broche
Début de vote:
2016-11-30 accessoires —
Vote clos le:
Partie 1:
2017-01-25
Têtes accessoires pour machines à
broche horizontale (axe Z horizontal)
Machines tools — Test conditions for universal spindle heads —
Part 1: Accessory heads for machines with horizontal spindle
(horizontal Z-axis)
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
©
TION NATIONALE. ISO 2016
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l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Observations préliminaires . 5
4.1 Unités de mesure . 5
4.2 Référence à l’ISO 230 . 5
4.3 Ordre des essais . 5
4.4 Essais à réaliser . 5
4.5 Instruments de mesure . 6
4.6 Compensation par logiciel. 6
4.6.1 Compensation du décalage de la tête . 6
4.6.2 Compensation géométrique de la machine . 7
4.7 Schémas . 7
4.8 Étendue de mesure . 7
4.9 Tolérances . 7
5 Essais géométriques communs pour les broches de tous les types de têtes .8
6 Essais géométriques pour tous les types de têtes de broche . 9
Annexe A (normative) Vérification de l’exactitude et de la répétabilité du positionnement .27
Annexe B (informative) Essais géométriques supplémentaires pour les têtes à indexage
continu à 45° (voir Figure 3) .29
Annexe C (informative) Essais géométriques supplémentaires pour les têtes pivotantes
(voir Figures 4 et 5) .36
Annexe D (informative) Essais de vérification de l’exactitude des axes de rotation de la broche .45
Bibliographie .48
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 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 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 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: www.iso.org/iso/fr/foreword.html.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 39, Machines-outils, Sous-comité
SC 2, Conditions de réception des machines travaillant par enlèvement de métal.
La liste de toutes les parties de la série ISO 17543 peut être consultée sur le site internet de l’ISO.
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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 et de fraisage
verticaux, 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.
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.
Certains types de têtes permettent de vérifier uniquement la position résultante de la broche (comme
celles fixes ou à indexage traitées en 3.2, 3.3, 3.4 et 3.7 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 3.5 et
3.6) les Annexes informatives B et C permettent d’effectuer une analyse supplémentaire des positions
relatives entre les axes et de vérifier aussi bien l’exactitude de leur compensation de décalage.
L’ISO 17543 (toutes les parties) 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.
PROJET FINAL DE NORME INTERNATIONALE ISO/FDIS 17543-1:2016(F)
Machines-outils — Conditions d’essai pour poupées porte-
broche accessoires —
Partie 1:
Têtes accessoires pour machines à broche horizontale (axe
Z horizontal)
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie, par référence à l’ISO 230-1, les essais géométriques et, par référence à
l’ISO 230-2, les essais de positionnement, 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 Z horizontal). Les essais considérés dans le présent document peuvent également être utilisés
avec des têtes à indexage manuel, le cas échéant. 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), ni aux caractéristiques de la (des) tête(s) de broche de la machine (par
exemple, vitesses, alimentations et accélérations), qu’il convient généralement de vérifier séparément,
ni 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 cités dans le texte 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 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:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http://www.electropedia.org/
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse http://www.iso.org/obp
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
3.2
tête à angle droit
tête 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.
Légende
1 broche
Figure 1 — Tête à angle droit
3.3
tête à angle droit à deux broches
tête à angle droit (3.2), comportant deux broches situées perpendiculairement l’une par rapport à
l’autre, l’une parallèle à l’axe Z et l’autre perpendiculaire à l’axe Z qui peut tourner autour de l’axe Z
Note 1 à l’article: Les deux broches peuvent être coplanaires ou en biais l’une par rapport à l’autre.
Note 2 à l’article: Voir Figure 2.
Légende
1 broche longitudinale
2 broche à angle droit
Figure 2 — Tête à angle droit à deux broches
2 © ISO 2016 – Tous droits réservés

3.4
tête à indexage mécanique à 45°
tête comportant une fonction à indexage mécanique sur un plan incliné à 45° par rapport à l’axe Z
horizontal
Note 1 à l’article: Voir Figure 3.
Légende
1 broche
2 axe S de la broche
3 base de la tête
4 axe C de la rotation de la base de la tête
5 axe D de rotation
Figure 3 — Tête à indexage à 45°
3.5
tête à indexage continu à 45°
tête fournie avec une fonction de positionnement continu par deux axes de rotation à commande
numérique, à savoir l’axe C parallèle à l’axe horizontal Z, et l’axe D sur un plan incliné à 45° par rapport
à l’axe Z
Note 1 à l’article: Les essais de l’Annexe B vérifient toutes les caractéristiques géométriques (plans et axes) qui
contribuent à la position angulaire résultante de la broche, en contournant les écarts de positionnement des deux
axes rotatifs; ces essais peuvent également être utilisés pour une étude plus approfondie des têtes à indexage à
45° (voir 3.4), si leurs mouvements et blocages le permettent.
Note 2 à l’article: Voir Figure 3.
3.6
tête pivotante
tête à deux axes à commande numérique, l’axe A et l’axe C, perpendiculaires l’un à l’autre
Note 1 à l’article: L’axe de la broche peut être coplanaire avec l’axe C (voir Figure 4) ou il peut exister un décalage
intégré entre l’axe de la broche et l’axe C. (voir Figure 5).
Note 2 à l’article: Les essais de l’Annexe C vérifient toutes les positions relatives entre les couples d’axes, comme A
et C, la broche et A, la broche et C, et leurs décalages non souhaités.
Légende
1 broche
2 axe C de la rotation du chariot porte-broche
3 chariot porte-broche
4 axe A de la rotation de la tête
Figure 4 — Tête pivotante
Légende
1 broche
2 axe C de la rotation du chariot porte-broche
3 décalage intégré
4 axe S de la broche
5 axe A de la rotation de la tête
Figure 5 — Tête pivotante avec décalage de la broche
3.7
tête inclinable
tête tournant uniquement autour de l’axe X
Note 1 à l’article: Voir Figure 6.
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Légende
1 broche
2 axe A
Figure 6 — Tête inclinable
4 Observations préliminaires
4.1 Unités de mesure
Dans le présent document, toutes les dimensions linéaires, les écarts ainsi que les tolérances
correspondantes sont exprimés en millimètres, les dimensions angulaires sont exprimées en degrés et
les écarts angulaires ainsi que les tolérances correspondantes sont exprimés sous forme de rapports
comme méthode principale, mais dans certains cas les microradians ou les secondes d’arc peuvent être
utilisés pour des besoins de clarification. Il convient d’utiliser l’expression suivante pour la conversion
des unités des écarts angulaires ou des tolérances.
0,010/1 000 = 10 μrad ≅ 2′′
4.2 Référence à l’ISO 230
Pour appliquer le présent document, la référence doit être faite aux ISO 230-1, ISO 230-2 et ISO 230-7
lorsque requis, en particulier pour l’installation de la machine avant essais, la mise en température de la
broche et des autres composants mobiles, la description des méthodes de mesure ainsi que l’incertitude
recommandée pour les équipements d’essai.
Dans la section «Observations» des essais décrits aux Annexes A à D, les instructions sont précédées
d’une référence au paragraphe correspondant de l’ISO 230-1 dans les cas où l’essai concerné est
conforme aux spécifications de cette norme.
4.3 Ordre des essais
L’ordre dans lequel les essais sont présentés dans le présent document ne définit nullement l’ordre
pratique des essais. Pour faciliter le montage des instruments ou la vérification, les essais peuvent être
réalisés dans n’importe quel ordre.
4.4 Essais à réaliser
Lors de l’essai d’une machine, il n’est pas toujours nécessaire ni possible d’effectuer la totalité des essais
décrits dans le présent document. Lorsque les essais sont requis à des fins de réception, il appartient
à l’utilisateur de choisir en accord avec le fournisseur/fabricant les essais relatifs au type spécifique
de tête de broche et/ou aux propriétés de la tête qui présentent un intérêt. Ces essais doivent être
clairement spécifiés lors de la commande soit d’une machine avec une (des) tête(s) accessoires, soit d’une
simple tête. Une simple référence au présent document pour les essais de réception, sans spécification
des essais à effectuer et sans accord sur les dépenses correspondantes ne peut être considérée comme
un engagement pour aucun des contractants.
Les essais du présent document ne vérifient que la position résultante de l’axe de la broche dans les
orientations possibles de la tête et ils sont destinés à être utilisés à des fins de réception.
Les essais présentés aux Annexes B et C vérifient toutes les caractéristiques géométriques (plans et
axes) qui contribuent à la position résultante de la broche, en contournant les écarts de positionnement
des deux axes rotatifs; ces essais procurent un moyen technique pour une étude plus approfondie et
une analyse de diagnostic sur l’exactitude des composants de la tête et de leur assemblage, à la fois sur
une nouvelle tête et pendant la durée de vie d’une tête en utilisation.
4.5 Instruments de mesure
Les instruments de mesure indiqués dans les essais décrits dans les sections suivantes ne sont que
des exemples. D’autres instruments, pouvant mesurer les mêmes grandeurs et ayant une incertitude
de mesure identique ou inférieure, peuvent être utilisés. La référence doit être faite à l’ISO 230-1:2012,
Article 5, qui indique la relation entre les incertitudes de mesure et les tolérances.
Lorsqu’un «comparateur» est spécifié, cela peut signifier non seulement un comparateur à cadran
mais également tout type de capteur de déplacement linéaire tel que des comparateurs analogiques
ou numériques (DTI), un transformateur différentiel à variation linéaire (LVDT), un appareil de
vérification de déplacement à échelle linéaire ou un capteur sans contact, selon l’applicabilité à l’essai
concerné (voir l’ISO 230-1:2012, Article 4).
De manière similaire, lorsqu’il est fait référence à une «règle», cela peut signifier n’importe quel type
d’artefact de référence de la rectitude, tel qu’une règle en granit, ou céramique, ou acier ou fonte, un
bras d’une équerre, une génératrice d’une équerre-cylindre, tout trajet droit sur un cube de référence
ou un artefact spécial, dédié fabriqué pour s’adapter aux rainures T, ou d’autres références.
De la même manière, lorsqu’une «équerre» est mentionnée, cela peut signifier tout type d’artefact de
référence de la perpendicularité, tel qu’une équerre en granit, ou céramique, ou acier ou fonte, une
équerre-cylindre, un cube de référence ou, de nouveau, un artefact spécial, dédié.
4.6 Compensation par logiciel
4.6.1 Compensation du décalage de la tête
La commande numérique peut compenser les décalages entre les axes, qui peuvent résulter de n’importe
lequel des éléments suivants:
— la conception de la tête: par exemple, dans les têtes à deux broches à corps rigide, la broche
transversale peut se trouver dans un plan différent de celui de la broche longitudinale (voir Figure 2),
ou dans des têtes pivotantes avec l’axe A perpendiculaire à l’axe C, l’axe de la broche peut pivoter
dans un plan ne contenant pas l’axe C (voir Figure 5);
— les petites imprécisions naturelles de l’usinage et du montage des composants de la tête (voir
Figure 3 et Figure 4).
Dans ce second cas, les essais concernés peuvent être réalisés avec et/ou sans appliquer la compensation
de décalage, en fonction de l’objectif de l’essai, et il convient que ceci soit spécifié dans le rapport d’essai
pour chaque essai concerné.
Cette double option d’essai permet d’évaluer à la fois l’exactitude mécanique d’origine et l’exactitude de
la compensation de décalage. L’usage prévu de la machine-outil doit être pris en compte.
6 © ISO 2016 – Tous droits réservés

4.6.2 Compensation géométrique de la machine
Lorsque des équipements logiciels sont disponibles pour compenser certains écarts géométriques
de la machine, il convient que les essais décrits dans le présent document soient réalisés avec ces
compensations. Lorsque la compensation par logiciel est utilisée, ceci doit être indiqué dans le rapport
d’essai. Il doit être noté que, lorsqu’une compensation de logiciel est utilisée, les axes ne peuvent pas
être bloqués pour les besoins de l’essai.
4.7 Schémas
Pour des raisons de simplicité, les schémas du présent document illustrent uniquement certains
types de têtes de broche et de configurations de machines. Leur objectif principal est de montrer les
mouvements à opérer et l’orientation des axes des coordonnées.
4.8 Étendue de mesure
Lorsqu’un essai requière l’utilisation d’un mandrin d’essai, la longueur de mesurage est de 250 mm pour
les mandrins d’essai habituels de 300 mm de long. Si une longueur de mesurage différente est requise,
des mandrins d’essai de longueur adéquate doivent être fournis en conséquence.
4.9 Tolérances
Dans le présent document, toutes les valeurs de tolérance (voir l’ISO 230-1:2012, 4.1) sont des lignes
directrices. Lorsqu’elles sont utilisées à des fins de réception, d’autres valeurs peuvent faire l’objet
d’un accord entre l’utilisateur et le fabricant/fournisseur. Les valeurs de tolérance requises/acceptées
doivent être clairement spécifiés lors de la commande de la machine.
Pour établir la tolérance pour une longueur de mesurage différente de celle donnée dans le présent
document (voir l’ISO 230-1:2012, 4.1.2), il doit être pris en considération que la valeur minimale de
tolérance est 0,005 mm.
5 Essais géométriques communs pour les broches de tous les types de têtes
Objet G1
Vérification de l’erreur de mouvement axial de la broche.
Schéma
Tolérance Écart mesuré
0,005
Instruments de mesure
Comparateur et sphère de précision avec un élément de fixation spécial.
Observations et références à l’ISO 230-1:2012, 9.1 (voir également l’ISO 230-7)
Cet essai doit être réalisé sur toutes les broches en service.
Voir également l’essai DR1.
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Objet G2
Vérification du battement radial du cône interne de la broche:
a)  aussi près que possible du nez de broche;
b)  à une distance de 250 mm de la première position de mesurage en a).
Schéma
Tolérance Écart mesuré
a)  0,01 a)
b)  0,02 b)
Instruments de mesure
Mandrin d’essai et comparateur.
Observations et références à l’ISO 230-1:2012, 12.5.3
Cet essai doit être réalisé sur toutes les broches en service.
6 Essais géométriques pour tous les types de têtes de broche
Dans les descriptions d’essai suivantes, les schémas sont fournis pour les têtes à angle droit et les
têtes à indexage à 45°. Des configurations similaires sont utilisées pour les têtes pivotantes et les têtes
inclinables. La majorité des essais sont applicables à tous les types de têtes. Peu d’exceptions sont
mentionnées dans les objets pertinents.
Objet G3
Vérification du parallélisme entre l’axe de la broche dans l’orientation horizontale et le mouvement
suivant l’axe Z:
a)  dans le plan vertical YZ;
b)  dans le plan horizontal ZX.
(non applicable aux têtes de la Figure 1, où la broche longitudinale est manquante).
Schéma a) b)
Tolérance Écart mesuré
Pour a) et b) a)
0,025/250 b)
Instruments de mesure
Mandrin d’essai et comparateur.
Observations et références à l’ISO 230-1:2012, 10.1.4 et 10.1.4.3
Pour a), bloquer l’axe Y, si possible.
Pour b), bloquer l’axe X, si possible.
L’orientation de l’écart entre l’axe de la broche et l’axe Z, dans les deux plans, doit être notée.
Pour les têtes pivotantes et inclinables, le résultat de l’essai a) comprend l’écart de positionnement,
E , possible de l’axe A à 0°.
AA
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Objet G4
Vérification de la perpendicularité entre l’axe de la broche dans l’orientation horizontale et le mouve-
ment de l’axe X (non applicable aux têtes de la Figure 1, où la broche longitudinale est manquante).
Schéma
Tolérance Écart mesuré
0,025/250
Instruments de mesure
Règle, bras spécial et comparateur.
Observations et références à l’ISO 230-1:2012, 10.3 et 10.3.3
Bloquer l’axe Z, si possible.
a)  La règle doit être placée parallèlement à l’axe X, ou le défaut de parallélisme doit être pris en
compte dans le mesurage.
b)  En variante, cet essai peut être effectué sans la règle, avec uniquement une cale au centre de la
table. Le comparateur doit toucher le même point de la cale avant et après la rotation de la broche sur
180° et le mouvement de l’axe X sur le trajet nécessaire.
La valeur de l’angle α, inférieure, égale ou supérieure à 90°, doit être notée.
Objet G5
Vérification de la perpendicularité entre l’axe de la broche dans l’orientation horizontale et le mouve-
ment de l’axe Y (non applicable aux têtes de la Figure 1, où la broche longitudinale est manquante).
Schéma
Tolérance Écart mesuré
0,025/250
Instruments de mesure
Équerre, bras spécial et comparateur
Observations et références à l’ISO 230-1:2012, 10.3 et 10.3.3
Bloquer l’axe Z, si possible.
a)  Il convient que le côté de mesure de l’équerre ou de l’équerre-cylindre soit placé parallèlement à
l’axe Y, ou le défaut de parallélisme doit être pris en compte dans le mesurage.
b)  En variante, le comparateur doit toucher le même point de l’équerre ou de l’équerre-cylindre avant
et après la rotation de la broche sur 180° et le mouvement de l’axe Y sur le trajet nécessaire.
Le bras spécial doit être suffisamment rigide pour empêcher toute erreur éventuelle de relevé due à
ses déviations opposées dans les deux positions de mesurage.
La valeur de l’angle α, inférieure, égale ou supérieure à 90°, doit être notée.
Pour les têtes pivotantes et inclinables, le résultat de cet essai comprend l’écart de positionnement,
E , possible de l’axe A à 0°.
AA
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Objet G6
Vérification du parallélisme entre l’axe de la broche dans les deux orientations verticales (vers le haut
et vers le bas) et le mouvement de l’axe Y:
a)  dans le plan vertical XY;
b)  dans le plan vertical YZ.
Schéma a) b)
Tolérance Écart mesuré
Pour a) et b) a)
0,025/250 b)
Instruments de mesure
Mandrin d’essai et comparateur.
Observations et références à l’ISO 230-1:2012, 10.1.4 et 10.1.4.3
Pour a), bloquer l’axe X, si possible.
Pour b), bloquer l’axe Z, si possible.
L’orientation de l’écart entre l’axe de la broche et l’axe Y, dans les deux plans, doit être notée.
Pour les têtes pivotantes et inclinables, le résultat de l’essai a) comprend l’écart de positionnement,
E , possible de l’axe C à 0°, et le résultat de l’essai b) comprend l’écart de positionnement, E , pos-
CC AA
sible de l’axe A à −90°.
Objet G7
Vérification de la perpendicularité entre l’axe de la broche dans l’orientation verticale et le mouve-
ment de l’axe X.
Schéma
Tolérance Écart mesuré
0,025/250
Instruments de mesure
Règle, bras spécial et comparateur
Observations et références à l’ISO 230-1:2012, 10.3 et 10.3.3
Bloquer l’axe Y, si possible.
a)  La règle doit être placée parallèlement à l’axe X, ou le défaut de parallélisme doit être pris en
compte dans le mesurage.
b)  En variante, cet essai peut être effectué sans la règle, avec uniquement une cale au centre de la
table. Le comparateur doit toucher le même point de la cale avant et après la rotation de la broche sur
180° et le mouvement de l’axe X sur le trajet nécessaire.
La valeur de l’angle α, inférieure, égale ou supérieure à 90°, doit être notée.
Pour les têtes continues (à la fois les têtes à indexage à 45° et pivotantes), le résultat de cet essai
comprend l’écart de positionnement, E , possible de l’axe C à 0°.
CC
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Objet G8
Vérification de la perpendicularité entre l’axe de la broche dans l’orientation verticale et le mouve-
ment de l’axe Z.
Schéma
Tolérance Écart mesuré
0,025/250
Instruments de mesure
Règle, bras spécial et comparateur
Observations et références à l’ISO 230-1:2012, 10.3 et 10.3.3
Bloquer l’axe Y, si possible.
a)  La règle doit être placée parallèlement à l’axe Z, ou le défaut de parallélisme doit être pris en
compte dans le mesurage.
b)  En variante, cet essai peut être effectué sans la règle, avec uniquement une cale sur la table,
approximativement au centre du mouvement de l’axe Z. Le comparateur doit toucher le même point de la
cale avant et après la rotation de la broche sur 180° et le mouvement de l’axe Z sur le trajet nécessaire.
La valeur de l’angle α, inférieure, égale ou supérieure à 90°, doit être notée.
Pour les têtes pivotantes et inclinables, le résultat de cet essai comprend l’écart de positionnement,
E , possible, de l’axe A à –90°.
AA
Objet G9
Vérification du parallélisme entre l’axe de la broche dans l’une quelconque des deux orientations
horizontales suivant la direction de l’axe X et le mouvement de l’axe X:
a)  Avec la broche en position gauche: b) Avec la broche en position droite:
1)  dans le plan vertical XY;  1)  dans le plan vertical XY plane;
2)  dans le plan horizontal ZX.  2)  dans le plan horizontal ZX.
(non applicable aux têtes de la Figure 6, où la broche ne peut être orientée parallèlement à l’axe X).
Schéma a) b)
Tolérance Écart mesuré
Pour a) et b) a) 1 b) 1
0,025/250 a) 2 b) 2
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Instruments de mesure
Mandrin d’essai et comparateur.
Observations et références à l’ISO 230-1:2012, 10.1.4 et 10.1.4.3
Cet essai est également applicable aux têtes à angle droit si elles peuvent tourner d’un angle suffisant
pour amener l’axe transversal de la broche en position parallèle à l’axe X sur les deux côtés.
Pour a), bloquer l’axe Y, si possible.
Pour b), bloquer l’axe Z, si possible.
L’orientation de l’écart entre l’axe de la broche et l’axe X, dans les deux positions et les deux plans, doit
être notée.
Pour les têtes continues (à la fois les têtes à indexage à 45° et pivotantes), le résultat de cet essai
comprend l’écart de positionnement, E , possible de l’axe C à 0°.
CC
Objet G10
Vérification de la différence dans la direction Y entre les hauteurs de la broche dans les deux orienta-
tions horizontales dans la direction X (non applicable aux têtes de la Figure 6, où la broche ne peut pas
être orientée parallèlement à l’axe X).
Schéma
Tolérance Écart mesuré
0,03
Instruments de mesure
Mandrin d’essai et comparateur.
Observations et références à l’ISO 230-1
Cet essai est également applicable aux têtes à angle droit si elles peuvent tourner d’un angle suffisant
pour amener l’axe transversal de la broche en position parallèle à l’axe X sur les deux côtés.
Cet écart peut être dérivé des mesurages a) 1 et b) 1 de l’essai G9, en prenant les relevés au nez de
broche uniquement afin d’ignorer les écarts de parallélisme.
À la fois pour les têtes à angle droit, si la tête est conçue avec deux broches coplanaires, et pour
les têtes à indexage à 45°, cet essai peut être réalisé avec et/ou sans compensation de décalage, en
fonction de l’objectif de l’essai.
Si l’axe transversal de la broche d’une tête à angle droit n’est pas coplanaire avec l’axe de rotation de
la tête, cet essai peut uniquement être réalisé avec la compensation de décalage.
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Objet G11
Pour les têtes à indexage à 45° - Vérification du fait que l’axe S de la broche et l’axe D de rotation à 45°
se trouvent dans le même plan YZ
ou
Pour les têtes à angle droit à deux broches - Vérification du fait que l’axe transversal de la broche et
l’axe longitudinal de la broche se trouvent dans le même plan YZ (à la fois pour les broches
coplanaires et pour les broches obliques).
Schéma Étape 1) Étape 2)
Tolérance Écart mesuré
0,020
Instruments de mesure
Mandrin d’essai et comparateur.
Observations et références à l’ISO 230-1
Pour les têtes à indexage à 45°
Bloquer l’axe X, si possible.
Étape 1)  Placer la broche en position horizontale dans la direction Z. Placer le comparateur sur la
table, et ensuite mettre à zéro le comparateur qui touche le mandrin d’essai près du nez de broche.
Étape 2)  Afin d’éviter les interférences avec le comparateur, écarter la tête par des mouvements le
long des axes Y et Z uniquement. Faire tourner l’axe D afin de placer l’axe de la broche en position ver-
ticale, et de nouveau mettre le mandrin d’essai en contact avec le comparateur par des mouvements
des axes Y et Z.
Lorsque les mouvements de l’étape 2) sont terminés, la moitié du relevé du comparateur est l’écart
requis. L’écart de cet essai peut être mesuré en réalisant l’essai G6 a) après G3 b) sans déplacer l’axe X
et sans réinitialiser le comparateur.
Pour les têtes à angle droit à deux broches
Étape 1)  Activer la broche horizontale par le biais de la commande numérique. Placer le compara-
teur sur la table, et ensuite mettre à zéro le comparateur qui touche le mandrin d’essai près du nez de
broche de la broche horizontale.
Étape 2)  Afin d’éviter les interférences avec le comparateur, écarter la tête par des mouvements le
long des axes Y et Z uniquement. Retirer le mandrin d’essai de la broche horizontale et le placer dans
la broche verticale. Activer la broche verticale par le biais de la commande numérique. Mettre le man-
drin d’essai en contact avec le comparateur par des mouvements des axes Y et Z. N’effectuer aucun
mouvement de l’axe X autre que la compensation de décalage automatique lorsque cela est requis.
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Objet G12
Vérification de l’écart général de l’excentricité et du parallélisme entre l’axe de la broche et l’axe C
pendant la rotation du chariot porte-broche:
a)  près du nez de broche;
b)  à une distance de 250 mm du nez de broche.
(non applicable aux têtes de la Figure 6, où le chariot porte-broche ne peut pas tourner).
Schéma
Tolérance Écart mesuré
a)  0,040 b)  0,040 a) b)
Instruments de mesure
Mandrin d’essai et comparateur.
Observations et références à l’ISO 230-1
Bloquer si possible l’axe Y.
Pour a), effectuer les étapes suivantes.
Étape 1)  Tourner la tête de broche (axe A) dans la direction longitudinale, et ajuster l’axe A jusqu’à ce
que le mandrin d’essai soit parallèle à l’axe Z dans le plan vertical YZ.
Étape 2)  Mettre à zéro le comparateur en position a), près du nez de broche.
Étape 3)  Faire tourner lentement la broche et noter le relevé moyen du comparateur afin de pallier le
battement radial de la broche.
Étape 4)  Faire tourner le chariot porte-broche (axe C) de 90° et répéter les étapes 2) et 3).
Après avoir noté les quatre relevés à chaque rotation de 90°, la différence algébrique entre les relevés
maximal et minimal est l’écart requis pour a).
Pour b), déplacer le comparateur ou l’axe Z de 250 mm et répéter toutes les étapes 1) à 4). Ici de
nouveau, après avoir noté les quatre relevés à chaque rotation de 90°, la différence algébrique entre
les relevés maximal et minimal est l’écart requis pour b).
NOTE 1  Pendant la rotation du chariot porte-broche, lorsque l’axe A est deux fois vertical, les relevés
de a) et b) sont affectés par les écarts mesurés en CG3 a), CG4, CG5 et CG8 a).
NOTE 2  De même, lorsque l’axe A est deux fois horizontal, les relevés de a) et b) sont affectés par les
écarts mesurés en CG3, b) et CG8, b) c’est-à-dire CG6 et CG7.
Objet G13
Vérification de l’amplitude de l’écart de perpendicularité entre l’axe de la broche et l’axe X pendant la
rotation du chariot porte-tête (non applicable aux têtes de la Figure 6, où le chariot porte-broche ne
peut pas tourner).
Schéma
Tolérance Écart mesuré
0,050/500
Instruments de mesure
Règle ou équerre-cylindre, comparateur et bras spécial.
Observations et références à l’ISO 230-1
Bloquer l’axe Z, si possible.
La règle doit être placée parallèlement à l’axe X, où le défaut de parallélisme doit être pris en compte
dans le mesurage.
En variante, cet essai peut être effectué sans la règle, avec uniquement une cale (ou une équerre-
cylindre pour éviter les arêtes aigües) au centre de la table. Le comparateur doit toucher le même
point de la cale (ou de l’équerre-cylindre) avant et après la rotation du chariot porte-broche (axe C)
sur 180° et le mouvement de l’axe X sur le trajet nécessaire.
Étape 1)  Ajuster la position angulaire de l’axe C jusqu’à ce que l’axe A soit horizontal (parallèle à
l’axe X).
Étape 2)  Placer l’axe A à la position à 0° au moyen de la commande numérique (broche dans la
position longitudinale, nominalement parallèle à l’axe Z).
Étape 3)  Noter les deux relevés dans les deux positions du comparateur sur la règle (ou au même
point de la cale ou de l’équerre-cylindre) en faisant tourner la broche et si nécessaire, en déplaçant
l’axe X. Noter la direction de l’écart et la position angulaire de l’axe C.
Étape 4)  Faire tourner le chariot porte-broche (axe C) de 90° sans déplacer l’axe A et répéter l’étape
3). S’il existe un décalage entre l’axe de la broche et l’axe C, des mouvements supplémentaires de
l’axe Y peuvent être nécessaires pour toucher les mêmes points de mesurage.
Après avoir noté les quatre séries de relevés à chaque rotation de 90° de l’axe C, la différence
algébrique entre les relevés maximal et minimal est l’écart requis.
NOTE  Les quatre séries de relevés comprennent à chaque fois la somme algébrique de l’écart de
perpendicularité entre l’axe de la broche et l’axe A (mesuré en CG5) et l’écart de perpendicularité
entre l’axe A et l’axe C (mesuré en CG4).
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Objet G14
Pour les têtes pivotantes et inclinables.
Vérification du parallélisme entre l’axe S de la broche et le plan YZ, dans plusieurs positions de l’axe A.
Schéma
Tolérance Écart mesuré
0,02/250
Instruments de mesure
Mandrin d’essai et comparateur.
Observations et références à l’ISO 230-1
Bloquer l’axe X, si possible.
Étape 1)  Placer la broche en position horizontale dans la direction Z. Mettre à zéro le comparateur
qui touche le mandrin d’essai près du nez de broche, le comparateur étant orienté dans la direction X.
Bloquer le comparateur sur la table. Mesurer le parallélisme entre l’axe de la broche et l’axe Z dans le
plan horizontal, en deux points sur le mandrin d’essai, espacés de 250 mm l’un de l’autre. Marquer les
deux points sur le mandrin d’essai.
Étape 2)  Afin d’éviter les interférences avec le comparateur, écarter la tête par des mouvements le
long des axes Y et Z uniquement. Faire tourner l’axe A d’un angle ne dépassant pas 30° ou, en don-
nant un nombre minimal de cinq positions de mesurage et vérifier de nouveau le parallélisme, sans
déplacer l’axe X, sans réinitialiser le comparateur et en touchant de nouveau le mandrin d’essai aux
mêmes points.
Étape 3)  Répéter la même vérification jusqu’à la position verticale de l’axe de la broche.
La différence algébrique entre l’écart maximal et minimal entre toutes les positions angulaires de
l’axe A est l’écart requis.
Si l’essai CG7 doit être réalisé, ses relevés dans les positions horizontale et verticale extrêmes de
l’axe A donnent les écarts requis pour les essais CG1 b) et CG4 b).
Objet G15
Pour les têtes à indexage continu à 45°.
Vérification du parallélisme entre l’axe S de la broche et le plan YZ, dans les quatre positions du trajet
décrites par interpolation angulaire des axes C et D, conformément à la formule suivante:
2sinD
tanB =
1+ cosD
a)  B = 0° b)  B = 54° 44′ 8” c)  B = 74° 27′ 28” d)  B = 90°
D = 0°    D = 90°    D = 137° 3′ 31”    D = 180°
α = 0°    α = 30°    α = 60°    α = 90°
Schéma
Tolérance
A convenir entre le fournisseur/fabricant et l’utilisateur.
a) b) c) d)
Écart mesuré
a) b) c) d)
Instruments de mesure
Mandrin d’essai et comparateur.
Observations et références à l’ISO 230-1
Axe X bloqué pendant les mesurages, si possible.
Vérifier a) avant de démarrer le mouve
...