ISO 8636-2:2024
(Main)Machine tools — Test conditions for bridge-type milling machines — Part 2: Testing of the accuracy of travelling bridge (gantry-type) machines
Machine tools — Test conditions for bridge-type milling machines — Part 2: Testing of the accuracy of travelling bridge (gantry-type) machines
This document specifies, with reference to ISO 230-1, ISO 230-2 and ISO 230-7, geometric tests and tests to check the accuracy and repeatability of positioning of numerically controlled axes for general-purpose, normal accuracy bridge-type milling machines with a travelling bridge (gantry-type). This document also specifies the applicable tolerances corresponding to the above-mentioned tests. This document provides the terminology used for the identification of the principal components of the relevant machine tools and the designation of axes with reference to ISO 841. This document is applicable to machine tools with travelling bridge and fixed table. This document does not include single-column (open-sided) machine tools and those with fixed bridge and moving table. This document deals only with the verification of the accuracy of the machine tool. This document does not apply to the testing of the machine tool operation (vibration, abnormal noise, stick-slip motion of components, etc.) nor to machine tool characteristics (such as speeds and feeds), which are generally checked before testing the accuracy.
Machines-outils — Conditions d'essai des machines à fraiser à portique — Partie 2: Contrôle de l'exactitude des machines à portique mobile
Le présent document spécifie, en faisant référence à l’ISO 230-1, l’ISO 230-2 et l’ISO 230-7, les essais géométriques et les essais pour vérifier l’exactitude et la répétabilité de positionnement des axes à commande numérique des machines à fraiser à portique mobile d’usage général et d’exactitude normale. Le présent document spécifie les tolérances applicables correspondant aux essais mentionnés ci-dessus. Le présent document définit la terminologie utilisée pour l’identification des principaux composants des machines-outils et la désignation des axes conformément à l’ISO 841. Le présent document s’applique aux machines-outils à deux montants mobiles et à table fixe. Le présent document ne couvre pas les machines-outils à montant unique (ouverte) ni celles à deux montants fixes et tables mobiles. Le présent document ne traite que du contrôle de l’exactitude de la machine-outil. Le présent document ne s’applique pas à l’essai de fonctionnement de la machine-outil (par exemple vibrations, bruit anormal, broutage dans les mouvements de composants, etc.) ni aux caractéristiques de la machine-outil (par exemple vitesses et avances), qui sont généralement vérifiées avant de soumettre l’exactitude à l’essai.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
International
Standard
ISO 8636-2
Third edition
Machine tools — Test conditions for
2024-09
bridge-type milling machines —
Part 2:
Testing of the accuracy of travelling
bridge (gantry-type) machines
Machines-outils — Conditions d'essai des machines à fraiser à
portique —
Partie 2: Contrôle de l'exactitude des machines à portique mobile
Reference number
© ISO 2024
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Classification and description of travelling bridge (gantry-type) milling machines. 2
4.1 Classification .2
4.2 Descriptions of the principal components .2
4.2.1 Bed and table .2
4.2.2 Columns, top bridge and cross-rail .4
4.2.3 Spindle head(s) .4
4.2.4 Movable cross-rail motion .4
5 Examples of machine tool components and designation of axes . 4
6 Preliminary remarks . 5
6.1 Measuring units .5
6.2 Reference to ISO 230-1, ISO 230-2 and ISO 230-7 .6
6.3 Machine levelling .6
6.4 Temperature conditions .6
6.5 Testing sequence .6
6.6 Tests to be performed .6
6.7 Measuring instruments .6
6.8 Software compensation . .7
6.9 Minimum tolerance .7
6.10 Positioning tests .7
6.11 Diagrams .7
7 Geometric tests for axes of linear motion . 8
8 Geometric tests for the table.21
9 Geometric tests for the rotary table .24
10 Geometric tests for the vertical spindle head.26
11 Geometric tests for the horizontal spindle head (side spindle head) .29
12 Accuracy and repeatability of positioning of linear axes .32
13 Accuracy and repeatability of positioning of the rotary table .42
Annex A (informative) Geometric accuracy of axes of rotation .43
Annex B (informative) Terms in other languages for Figure 1 . 47
Bibliography .48
iii
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 document 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).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent
rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a)
patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that
this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at
www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
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 ISO/TC 39, Machine tools, Subcommittee SC 2, Test conditions for
metal cutting machine tools.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 8632-2:2007), which has been technically
revised.
The main changes are as follows:
— the references in the Observations section of test tables have been updated to ISO 230-1:2012;
— the terminology and designation of axes have been revised to better represent current technology;
— preliminary remarks subclauses have been revised to be consistent with the latest revisions of machine-
tool specific standards;
— tolerances for tests related to long axes (with travel lengths greater than 5 000 mm) have been introduced;
— tests for straightness and angular errors of Z-axis motion have been added;
— tests for straightness and angular errors of cross-rail W-axis motion have been added;
— tests for rotary table, C’-axis, have been added;
— tests for geometric accuracy of axis of rotation have been moved to Annex A;
— machining tests have been excluded considering that such tests can typically be the object of agreement
between the manufacturer/supplier and the user, (possibly) including tests that are specified in
ISO 10791-7;
— the test for table flatness (former G9) has been deleted because the table surface is not normally used
as a reference for the orientation of the workpiece, and, for tests made during the working life of the
machine tool, the surface can be unsuitable for accurate measurements on these large machine tools;
iv
— the tests for swivelling spindle heads (former G15 and P7) have been deleted as such heads are not in the
scope of this document; they will be considered in a future standard.
A list of all parts in the ISO 8636 series can be found on the ISO website.
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.
v
Introduction
A bridge-type milling machine is a numerically controlled machine tool capable of performing multiple
machining operations, including milling, boring, drilling and tapping, as well as automatic tool changing
from a tool magazine or similar storage unit according to a machining program. Its main difference from the
typical vertical machining centre, dealt with in ISO 10791-2, is in the size (the X-axis is longer than 5 m) and
its typical configuration is based on the following features:
— a large fixed table where large workpieces can be located;
— all motions along the three coordinate axes belong to the tool, in the following order:
— a vertical slide or ram moves vertically along the Z-axis.
— a horizontal slide moves on the cross-rail along the Y-axis;
— the travelling bridge moves on the bed along the X-axis.
Common configurations of the gantry machine tool are:
— the travelling bridge can be a complete portal made by two columns, moving on slideways on the floor
level, connected by a top-bridge, where
— the top-bridge can be fixed and used as cross-rail, or
— the top-bridge can be fixed and the cross-rail can be movable on vertical slideways on the columns,
as a vertical motion additional to the Z-axis;
— the travelling bridge can be made by a simple cross-rail, moving on horizontal slideways placed on top of tall
fixed columns, often a multiple modular structure which can be assembled up to the required X-axis length.
An additional feature of the gantry machine tool can be a large rotary table, usually located at one end of the
workholding table, to be used for turning operations on large workpieces. In this case, the gantry machine
with rotary table becomes very similar to a vertical lathe with moving gantry, with the following differences:
— if the machine is designed and intended to be a bridge-type milling machine with additional rotary table,
the gantry motion on the bed is called X-axis, the horizontal slide motion on the cross-rail is called Y-axis
and the relevant geometric tests are considered in this document;
— if the machine is designed and intended to be a vertical lathe with additional gantry motion, the
horizontal slide motion on the cross-rail is called X-axis, the gantry motion on the bed is called Y-axis
and the relevant geometric tests are considered in ISO 13041-2.
The object of this document is to supply information as wide and comprehensive as possible on tests which
can be carried out for comparison, acceptance, maintenance or any other purpose deemed necessary by the
user or by the manufacturer/supplier.
vi
International Standard ISO 8636-2:2024(en)
Machine tools — Test conditions for bridge-type milling
machines —
Part 2:
Testing of the accuracy of travelling bridge (gantry-type)
machines
1 Scope
This document specifies, with reference to ISO 230-1, ISO 230-2 and ISO 230-7, geometric tests and tests
to check the accuracy and repeatability of positioning of numerically controlled axes for general-purpose,
normal accuracy bridge-type milling machines with a travelling bridge (gantry-type). This document also
specifies the applicable tolerances corresponding to the above-mentioned tests.
This document provides the terminology used for the identification of the principal components of the
relevant machine tools and the designation of axes with reference to ISO 841.
This document is applicable to machine tools with travelling bridge and fixed table. This document does not
include single-column (open-sided) machine tools and those with fixed bridge and moving table.
This document deals only with the verification of the accuracy of the machine tool. This document does
not apply to the testing of the machine tool operation (vibration, abnormal noise, stick-slip motion of
components, etc.) nor to machine tool characteristics (such as speeds and feeds), which are generally
checked before testing the accuracy.
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 terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
travelling bridge (gantry-type) milling machine
milling machine with one fixed workpiece-holding table, two slideways on two beds on either side of the
table and a travelling bridge (gantry) on which the spindle head(s) are mounted
Note 1 to entry: The beds can be dependent or independent of the table and can be supported by fixed columns [see
Figure 1 a) and Figure 1 b)].
Note 2 to entry: The gantry, composed of a left-hand column and a right-hand column supported by respective column
slides and made integral with a fixed top bridge, is moved along the bed slideways. The gantry supports a horizontal
cross-rail, movable or fixed in the vertical plane, on which one or more spindle heads are mounted with vertical
spindles.
Note 3 to entry: Some gantry-type milling machines are equipped with a rotary table [see Figure 1 b)].
4 Classification and description of travelling bridge (gantry-type) milling machines
4.1 Classification
These machine tools are classified into the following types depending upon construction:
— travelling bridge (gantry-type) milling machines with a cross-rail movable along the Z-(W-) axis [see
Figure 1 a)];
— travelling bridge (gantry-type) milling machines with a cross-rail fixed along the Z-axis [see Figure 1 b)].
The principal components of these machines are shown in Figure 1 and described in 4.2.
4.2 Descriptions of the principal components
4.2.1 Bed and table
The table (Figure 1 Key 1) is located between two slideways that form the bed (Figure 1 Key 2). The table
and the slideways can be constructed in one piece. Alternatively, the assembly can be made of several pieces
rigidly connected through the foundation or directly to each other.
NOTE 1 The table can be replaced by a floorplate.
NOTE 2 A rotary table (Figure 1 Key 18) can be incorporated in the worktable.
a) Bridge-type milling machine with a cross-rail movable along the W-axis
b) Bridge-type milling machine with a fixed cross-rail and X-axis beds supported by fixed columns
Key
1 table (or floorplate) 9 cross-rail slideways 17 fixed columns
2 bed 10 vertical head saddle 18 rotary table (C’-axis)
3 bed slideways 11 vertical spindle head R vertical motion of the side spindle head (R-axis)
4 column slide 12 quill (ram) V horizontal motion of the side spindle head (V-axis)
5 column 13 tool-holding spindle W movable cross-rail vertical motion (W-axis)
6 column slideways 14 tool (milling cutter) X X-axis
7 top bridge 15 horizontal spindle head Y Y-axis
8 movable or fixed cross-rail 16 column head saddle Z Z-axis
NOTE For terms in French, German, Italian, Japanese and Persian, see Annex B.
Figure 1 — Travelling bridge (gantry-type) machine tools with movable and fixed cross-rail
4.2.2 Columns, top bridge and cross-rail
With reference to Figure 1 a), columns (Figure 1 Key 5) are rigid parts with vertical slideways, which either
slide on the bed or are rigidly fixed to column slides (Figure 1 Key 4) which slide horizontally on the beds.
The top bridge (Figure 1 Key 7) is a fixed part connecting the two columns near their top ends.
The cross-rail (Figure 1 Key 8) is a part whose horizontal slideways are parallel to the plane of the table.
In the case of machines with fixed cross-rails, the cross-rail is made integral with the columns and can be
used as a top bridge. In the case of machines with movable cross-rails, the cross-rail slides vertically on the
columns´ slideways (Figure 1 Key 6).
With reference to Figure 1 b), the cross-rail is not moving along the W-axis. Cross-rail and top bridge
(Figure 1 Key 8) are one-piece, not mounted on columns, but sliding directly along the X-axis, on horizontal
slideways mounted on multiple fixed columns.
4.2.3 Spindle head(s)
One or more spindle heads with vertical or horizontal spindles are mounted on the cross-rail slideways.
The portion in direct contact with the cross-rail slideways is called the head saddle (Figure 1 Keys 10 and 16).
Spindle heads (Figure 1 Keys 11 and 15) are mounted on head saddles (Figure 1 Keys 10 and 16) which move
on the cross-rail or column slideways.
The vertical spindle head can slide vertically on the head saddle; it is then called a ram. The spindle can
be mounted in a quill (Figure 1 Key 12) sliding vertically in the spindle head. Integral or universal spindle
heads can be applied on the bottom of the spindle head or ram.
4.2.4 Movable cross-rail motion
The vertical motion of the movable cross-rail can be either a feed motion (in which case, the cross-rail is said
to be movable when working) or a movement between fixed working positions (the cross-rail is then said to
be movable when being positioned).
5 Examples of machine tool components and designation of axes
See Figure 1 for a comprehensive illustration of machine components.
See Figures 1 to 3 for the designation of axes.
Figure 2 — Example of a machine tool with one spindle head
a) One vertical spindle head mounted on b) Two vertical spindle heads mounted
the cross-rail and one horizontal spindle head on the cross-rail
mounted on the left-hand column
Figure 3 — Examples of machine tools with two spindle heads
6 Preliminary remarks
6.1 Measuring units
In this document, all linear dimensions, deviations, errors and corresponding tolerances are expressed
in millimetres; angular dimensions are expressed in degrees and angular errors, and the corresponding
tolerances are primarily expressed in ratios (e.g. 0,010/1 000), but in some cases microradians (µrad) or
arcseconds (″) are used for clarification purposes. Formula (1) should be used for the conversion of the units
of angular errors or tolerances:
0,010/1 000 = 10 µrad ≈ 2″ (1)
6.2 Reference to ISO 230-1, ISO 230-2 and ISO 230-7
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, the warm up of the spindle(s) and other moving
components, the measuring methods and recommended accuracies of testing equipment.
In the “Observations” box of the tests described in Clauses 7 to 13, the instructions are preceded by a
reference to the corresponding clause in ISO 230-1, ISO 230-2 or ISO 230-7 in cases where the test concerned
is in compliance with the specifications of one of those parts of the ISO 230 series.
6.3 Machine levelling
Prior to conducting tests on a machine tool, the machine tool should be levelled according to the
recommendations of the supplier/manufacturer (see ISO 230-1:2012, 6.1).
6.4 Temperature conditions
The temperature conditions throughout the tests shall be specified by agreement between the manufacturer/
supplier and the user.
6.5 Testing sequence
The sequence in which the tests are presented in this document does not define the practical order of testing.
In order to facilitate the mounting of instruments or measuring, tests may be performed in any order.
6.6 Tests to be performed
When testing a machine, it is not always necessary nor possible to carry out all the tests described in this
document. If the tests are required for acceptance purposes, it is the responsibility of the user to choose, in
agreement with the supplier/manufacturer, those tests relating to the components and/or the properties of
the machine which are of interest. ISO 230-1:2012, Annex A provides valuable information about selection
of primary and secondary axes and associated tests. These tests shall be clearly stated when ordering a
machine. Simple 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.
6.7 Measuring instruments
Measuring instruments indicated in the tests described in Clauses 7 to 13 are examples only. Other
instruments capable of measuring the same quantities and having the same, or a smaller, measurement
uncertainty can 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 analog or digital dial gauges, linear variable differential transformer (LVDTs),
linear scale displacement gauges or non-contact sensors, when applicable to the test concerned.
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
cylindrical 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 cylindrical square, a reference cube, or, again, a special,
dedicated artefact.
When a “precision level” is referred to, it can mean any type of level, such as bubble tube, digital and analogue
electronic levels.
Valuable information on measuring instruments is available in ISO/TR 230-11.
6.8 Software compensation
When built-in software facilities are available for compensating geometric, positioning, contouring and
thermal deviations, their use during these tests should be based on agreement between the manufacturer/
supplier and the user, with due consideration to the machine tool intended use, e.g. if the intended use of
the machine tool is with or without software compensation for geometric errors. When the software
compensation is used, this shall be stated in the test report. It shall be noted that when software
compensation is used, some machine tool axes cannot be locked for test purposes.
Valuable information on numerical compensation of geometric errors is given in ISO/TR 16907.
6.9 Minimum tolerance
By mutual agreement, the manufacturer/supplier and the user can establish the tolerance for a measuring
length different from that given in the tests described in Clauses 7 to 13. However, it should be considered
that the recommended minimum value of tolerance is 0,005 mm, unless otherwise specified.
In specifying the minimum tolerance, measurement uncertainty associated with the test and the
recommended instrument, shall be taken into account, see 6.7.
6.10 Positioning tests
Positioning tests for numerically controlled machine tools shall refer to ISO 230-2. Tolerances in this
document are given only for some parameters. The presentation of the test results shall comply with
ISO 230-2.
6.11 Diagrams
For reasons of simplicity, the diagrams in Clauses 7 to 13 and in Annex A illustrate only one type of machine.
Where applicable, the diagram box provides for each test a), b) and c) identified in the object box, a schematic
representation of a possible test setup, including the identification of the relevant coordinate plane (e.g. XY,
YZ, ZX).
7 Geometric tests for axes of linear motion
Object G1
Checking of the straightness of motion of the gantry (X-axis):
a) in the vertical ZX plane, E ;
ZX
b) in the horizontal XY plane, E .
YX
Diagram
a) b)
Key
1 alignment telescope 2 telescope target 3 microscope 4 taut wire
Tolerance For a measuring length up to
5 000 10 000 15 000 20 000
For a) and b): 0,070 0,140 0,210 0,280
The local tolerance for a) and b) is 0,020 for any measuring length of 1 000.
For measuring lengths over 20 000, the tolerance shall be agreed between the manufacturer/supplier and
the user.
Measurement results For a measuring length of:
a) b)
Measuring instruments
a) Straightness measurement optical instruments excluding microscope and taut wire.
b) Straightness measurement optical instruments including microscope and taut wire.
Observations and references to ISO 230-1:2012, 8.2.2.1, 8.2.2.2, 8.2.2.3 and 8.2.2.4
For a), taut wire is not recommended because of the sag of the wire.
The alignment telescope can be mounted on the workholding table such that the optical beam is parallel to
the X-axis motion of the gantry, or the lack of parallelism shall be considered in the measurement.
If the spindle can be locked, the telescope target may be mounted on it. If the spindle cannot be locked, mount
the telescope target on the spindle head.
For b), the microscope shall be fixed on the spindle, if it can be locked, or on the spindle head.
When optical instruments are used, it should be considered that, their measurement uncertainty for long
measurement length can be higher than the measurement uncertainty of microscope and taut wire.
For a) and b), measurements shall be carried out on at least six positions along the travel, with equally spaced
steps not exceeding 500. Traverse the gantry in the X-axis direction and note the readings.
Measurements shall be with Y-axis and Z-axis at their mid travel positions, otherwise, the measurement
location shall be reported.
Object G2
Checking of the angular errors of the gantry motion (X-axis):
a) in the vertical ZX plane (E : pitch);
BX
b) in the vertical YZ plane (E : roll);
AX
c) in the horizontal XY plane (E : yaw).
CX
Diagram
Key
a) and c) b)
1 measuring level for pitch 3 autocollimator for yaw/pitch 5 measuring level for roll
2 reference level for pitch 4 mirror for yaw/pitch 6 reference level for roll
Tolerance For measuring length up to
5 000 10 000 15 000 20 000
For a), b) and c) 0,060/1 000 0,070/1 000 0,080/1 000 0,100/1 000
The local tolerance for a), b) and c) is 0,020/1 000 for any measuring length of 1 000.
For measuring lengths over 20 000, the tolerance shall be agreed between the manufacturer/supplier and
the user.
Measurement results For a measuring length of:
a) b) c)
Measuring instruments
a) Precision level or optical instruments.
b) Precision level.
c) Autocollimator or other optical instruments.
Observations and references to ISO 230-1:2012, 8.4.2.1, 8.4.2.2 and 8.4.2.3
The measuring level or the mirror shall be placed on the ram:
— for a), E (pitch): in the X-axis direction;
BX
— for b), E (roll): in the Y-axis direction;
AX
— for c) E (yaw): set autocollimator horizontally in the X-axis direction.
CX
If the X-axis motion causes angular deviation of both the spindle head and table, differential measurements
of the two angular motions shall be taken.
For a), b) and c), measurements shall be carried out on at least six positions along the travel, with equally
spaced steps not exceeding 500.
For a), b) and c), the angular error to be reported is the difference between the maximum and the minimum
readings. The measurement location shall be reported.
Object G3
Checking of the straightness of the horizontal motion of the spindle head on the cross-rail (Y-axis):
a) in the horizontal XY plane, E ;
XY
b) in the vertical YZ plane, E .
ZY
Diagram
a) b)
Tolerance For measuring length up to
2 000 3 000 4 000 5 000
For a) and b) 0,030 0,040 0,050 0,060
The local tolerance for a) and b) is 0,015 for any measuring length of 800.
For measuring lengths over 5 000, the tolerance shall be agreed between the manufacturer/supplier and
the user.
Measurement results For a measuring length of:
a) b)
Measuring instruments
Dial gauge, straightedge and gauge blocks or optical instruments.
Observations and references to ISO 230-1:2012, 8.2.2.1, 8.2.2.3, 8.2.2.4 and 8.2.2.5
Fix the movable cross-rail in the mid travel and move the gantry in mid travel.
Set a straightedge on the table, with the reference surface approximately parallel to the Y-axis: in the
horizontal plane for a) and in the vertical plane for b).
If the spindle can be locked, the dial gauge may be mounted on it. If the spindle cannot be locked, the dial
gauge shall be mounted on the ram.
Traverse the spindle head in the Y-direction through the measuring length and record the readings. The
measuring length is normally the length between the two columns (not the full length of cross-rail). In other
cases, this shall be agreed upon between the manufacturer/supplier and the user.
Measurements shall be carried out on at least six positions along the travel, with equally spaced steps not
exceeding 400.
Object G4
Checking of the angular errors of the horizontal motion of the spindle head (Y-axis):
a) in the vertical YZ plane (E );
AY
b) in the vertical ZX plane (E , roll);
BY
c) in the horizontal XY plane (E ).
CY
Diagram
a) and c) b)
Key
1 measuring level for E 3 autocollimator for E / E 5 measuring level for E , roll
AY CY AY BY
2 reference level for E 4 mirror for E / E 6 reference level for E , roll
AY CY AY BY
Tolerance For measuring length up to
2 000 3 000 4 000 5 000
For a), b) and c) 0,035/1 000 0,050/1 000 0,060/1 000 0,060/1 000
For a), b) and c), the local tolerance is 0,015/1 000 for any measuring length of 800.
For measuring lengths over 5 000, the tolerance shall be agreed between the manufacturer/supplier and
the user.
Measurement results For a measuring length of:
a) b) c)
Measuring instruments
a) Precision level or optical instruments.
b) Precision level.
c) Autocollimator or other optical instruments.
Observations and references to ISO 230-1:2012, 8.4.2.1, 8.4.2.2 and 8.4.2.3
The level or mirror or retro-reflector shall be placed on the movable component:
— for a), (E ): the level shall be placed in the Y-axis direction;
AY
— for b), (E ): the level shall be placed in the X-axis direction;
BY
— for c), (E ): set autocollimator horizontally in the Y-axis direction.
CY
Measurements shall be carried out on at least six positions along the travel, with equally spaced steps not
exceeding 400.
For a), b) and c), the angular error to be reported is the difference between the maximum and the minimum
readings.
Object G5
Checking of the straightness of the spindle head vertical motion (Z-axis):
a) in the vertical ZX plane, E ;
XZ
b) in the vertical YZ plane, E .
YZ
Diagram
a) b)
Tolerance For measuring length up to
1 000 2 000 3 000 4 000
For a) and b) 0,015 0,020 0,030 0,040
The local tolerance for a) and b) is 0,010 for any measuring length of 600.
For measuring lengths over 4 000, the tolerance shall be agreed between the manufacturer/supplier and
the user.
Measurement results For a measuring length of:
a) b)
Measuring instruments
Square, straightedge, adjustable blocks and dial gauge or optical instruments or microscope and taut wire.
Observations and references to ISO 230-1:2012, 8.2.2.1
Place gantry, movable cross-rail and spindle head at mid travel.
If used, the taut wire shall be tightened between the table and another fixed part independent from the gantry.
For a), set a straightedge oriented along the X-axis and place a square on it. Fix a dial gauge on the spindle
head. Lock cross-rail on columns, where possible. Apply the stylus of the dial gauge to the square measuring
in the X-direction. Move the Z-axis and record the dial gauge readings.
Measurements shall be carried out on at least six positions along the travel, with equally spaced steps not
exceeding 300.
For b), set a straightedge oriented along the Y-axis and place a square on it. Apply the stylus of the dial gauge
to the square measuring in the Y-direction. Move the Z-axis and record the dial gauge readings.
Measurements shall be carried out on at least six positions along the travel, with equally spaced steps not
exceeding 300.
NOTE The test setup depicted in diagram is also applicable to tests G9, G10 and G13. The use of the straight-
edge is optional.
Object G6
Checking of the angular errors of the spindle head vertical motion (Z-axis):
a) in the vertical YZ plane, E ;
AZ
b) in the vertical ZX plane, E .
BZ
Diagram
a) b)
Key
1 measuring level for E 3 measuring level for E
AZ BZ
2 reference level for E 4 reference level for E
AZ BZ
Tolerance For measuring length up to
1 000 2 000 3 000 4 000
For a) and b) 0,020/1 000 0,030/1 000 0,040/1 000 0,050/1 000
The local tolerance for a) and b) is 0,015/1 000 for any measuring length of 600.
For measuring lengths over 4 000, the tolerance shall be agreed between the manufacturer/supplier and
the user.
Measurement results For a measuring length of:
a) b)
Measuring instruments
Precision level or optical instruments.
Observations and references to ISO 230-1:2012
The level or mirror or retro-reflector shall be placed on the movable component:
— for a), (E ): the level shall be placed in the Y-axis direction;
AZ
— for b), (E ): the level shall be placed in the X-axis direction.
BZ
Measurements shall be carried out on at least six positions along the travel, with equally spaced steps not
exceeding 300.
For a) and b), the angular error to be reported is the difference between the maximum and the minimum
readings.
Object G7
Checking of the angular error of the spindle head vertical motion (Z-axis) in the horizontal XY plane,
E (roll).
CZ
Diagram
Key
1 square 2 special arm d travelled distance along Y-axis
Tolerance For measuring length up to
1 000 2 000 3 000 4 000
0,020/1 000 0,030/1 000 0,040/1 000 0,050/1 000
The local tolerance is 0,015/1 000 for any measuring length of 600.
For measuring lengths over 4 000, the tolerance shall be agreed between the manufacturer/supplier and the
user.
Measurement results For a measuring length of:
Measuring instruments
Square, dial gauge mounted on special arm or taut wire and microscope or sweeping laser.
Observations and references to ISO 230-1:2012, 8.4.2.4
Measure the E straightness deviation of the Z-axis by an instrument mounted on a special arm with a
XZ
horizontal offset d/2 from the spindle axis, alternatively: by a dial gauge against a square set up as in G5 a)
and in G9 a), as depicted in diagram, by a microscope targeting a vertical taut wire or by a target of a sweeping
laser generating an optical YZ plane. Note the readings and the relevant measuring positions on the spindle
head travel (Z-axis).
Position or turn the special arm (carrying the instrument) to the opposite side of the spindle head and move
the Y-axis of d in order to repeat the same readings against the same reference; the possible roll of the Y-axis
motion shall be measured and taken into account.
When using a sweeping laser, no Y-axis movement is required.
The instrument shall be reset, the new measurements shall be taken at the same heights of the previous ones
and the results shall be noted.
Measurements shall be carried out on at least six positions along the travel, with equally spaced steps not
exceeding 300.
For each measurement position, calculate the algebraic difference between the two readings, and then
calculate the difference between maximum and minimum divided by the distance, d, for obtaining the an-
gular deviation.
NOTE This setup is also applicable for test G12.
Object G8
Checking of the squareness of the spindle head horizontal motion on cross-rail (Y-axis) to the gantry motion
(X-axis), E .
C(0X)Y
Diagram
Tolerance
0,040/1 000
Measurement results
Measuring instruments
Square and dial gauge or optical instruments.
Observations and references to ISO 230-1:2012, 10.3.2.2
Place the gantry in mid travel.
Fix the dial gauge on the spindle head.
Set a square on the table and align one side parallel to the gantry motion (X-axis), or the lack of parallelism
shall be considered in the measurement.
Place the dial gauge stylus against the other arm of the square measuring in the X-direction. Position the
Y-axis close to one end of the square surface and zero the dial gauge.
Move the Y-axis to measure close to the other end of the square surface and note the reading.
The squareness error, E , to be reported is the ratio between the reading and the travelled distance
C(0X)Y
along the Y-axis.
For large machines, the measurement should be repeated at the two extreme gantry positions.
Object G9
Checking of the squareness of the spindle head vertical motion (Z-axis) to:
a) the X-axis motion, E ;
B(0X)Z
b) the Y-axis motion, E .
A(0Y)Z
This test is also applicable to additional vertical spindle heads on the cross-rail.
Diagram
a) b)
Key
a , a , b and b measurement positions
1 2 1 2
Tolerance
For a) and b): 0,050/1 000
Measurement results
a) b)
Measuring instruments
Square, straightedge, adjustable blocks and dial gauge or optical instruments.
Observations and references to ISO 230-1:2012, 10.3.2.2
Place gantry, movable cross-rail and spindle head at mid travel.
For a), set a straightedge parallel to the X-axis motion using adjustable blocks or the lack of parallelism shall
be considered in the measurement and then place a square on it. Fix a dial gauge on the spindle head. Lock
movable cross-rail on columns, where possible.
Apply the stylus of the dial gauge to the square in position a , measuring in the X-direction and zero the dial
gauge. Move the Z-axis to position a and record the dial gauge reading. The squareness error, E , to be
2 B(0X)Z
reported is the ratio between the reading in a and the travelled distance along the Z-axis.
For b), set the straightedge parallel to the Y-axis motion using adjustable blocks or the lack of parallelism
shall be considered in the measurement and then place the square on it.
Apply the stylus of the dial gauge to the square in position b , measuring in the Y-direction and zero the dial
gauge. Move the Z-axis to position b and record the dial gauge reading. The squareness error, E , to be
2 A(0Y)Z
reported is the ratio between the reading in b and the
...
Norme
internationale
ISO 8636-2
Troisième édition
Machines-outils — Conditions
2024-09
d'essai des machines à fraiser à
portique —
Partie 2:
Contrôle de l'exactitude des
machines à portique mobile
Machine tools — Test conditions for bridge-type milling
machines —
Part 2: Testing of the accuracy of travelling bridge (gantry-type)
machines
Numéro de référence
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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,
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Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Classification et description des machines à fraiser à portique mobile . 2
4.1 Classification .2
4.2 Descriptions des principaux composants . .2
4.2.1 Banc et table .2
4.2.2 Montants, entretoise et traverse .4
4.2.3 Tête(s) de la broche .4
4.2.4 Mouvement de la traverse mobile .4
5 Exemples de composants de machine-outil et de désignation des axes . 4
6 Remarques préliminaires . 5
6.1 Unités de mesure .5
6.2 Référence à l’ISO 230-1, ISO 230-2 et l’ISO 230-7 .6
6.3 Nivellement de la machine .6
6.4 Conditions de température . .6
6.5 Ordre des essais .6
6.6 Essais à réaliser .6
6.7 Instruments de mesure .6
6.8 Compensation par logiciel .7
6.9 Tolérance minimale .7
6.10 Essais de positionnement.7
6.11 Schémas .7
7 Essais géométriques des axes de mouvement linéaire . 8
8 Essais géométriques pour la table .21
9 Essais géométriques pour la table rotative .24
10 Essais géométriques pour la tête de la broche verticale.26
11 Essais géométriques pour la tête de broche horizontale (tête de broche latérale) .29
12 Exactitude et répétabilité du positionnement des axes linéaires .32
13 Exactitude et répétabilité du positionnement de la table rotative .43
Annexe A (informative) Exactitude géométrique des axes de rotation .44
Annexe B (informative) Termes dans d’autres langues pour la Figure 1 .48
Bibliographie .49
iii
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’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l’utilisation
d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l’applicabilité de
tout droit de propriété revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l’ISO n'avait pas
reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois,
il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations
plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l'adresse
www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié tout ou partie de
tels droits de propriété.
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.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 8636-2:2007) qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes :
— les références dans la section « Observations » des tableaux d’essai ont été mises à jour en fonction de
l’ISO 230-1:2012 ;
— la terminologie et la désignation des axes ont été révisées pour mieux représenter la technologie actuelle ;
— les paragraphes relatifs aux remarques préliminaires ont été révisés afin d'être cohérents avec les
dernières révisions des normes spécifiques aux machines-outils ;
— des tolérances pour les essais liés aux axes longs (avec des longueurs de courses supérieures à 5 000 mm)
ont été introduites ;
— des essais pour les erreurs de rectitude et angulaires du mouvement suivant l’axe Z ont été ajoutés ;
— des essais pour les erreurs de rectitude et angulaires de la traverse mobile selon son mouvement suivant
l’axe W ont été ajoutés ;
— des essais pour la table rotative, axe C’, ont été ajoutés ;
— les essais d’exactitude géométrique de l’axe de rotation ont été déplacés à l’Annexe A ;
iv
— les essais d’usinage ont été exclus étant donné que ces essais peuvent typiquement faire l’objet d’un
accord entre le fabricant/fournisseur et l’utilisateur, notamment (éventuellement) les essais qui sont
spécifiés dans l’ISO 10791-7 ;
— l’essai de planéité de la table (anciennement G9) a été supprimé car la surface de la table n’est normalement
pas utilisée comme référence pour l’orientation de la pièce, et, pour les essais effectués pendant la durée
de vie de la machine-outil, la surface peut ne plus convenir pour des mesures précises sur ces grandes
machines-outils ;
— les essais pour les têtes de broches pivotantes (anciennement G15 et P7) ont été supprimés car de telles
têtes ne sont pas dans le domaine d’application du présent document. Ils pourront être pris en compte
dans une future norme.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 8636 se trouve sur le site de l’ISO.
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/members.html.
v
Introduction
Une machine à fraiser à portique est une machine-outil à commande numérique qui peut réaliser des
opérations d’usinage multiples comprenant le fraisage, l'alésage, le perçage et le taraudage, ainsi que les
changements automatiques d'outils à partir d'un magasin ou d'une unité de stockage similaire conformément
à un programme d'usinage. Sa principale différence avec le centre d’usinage vertical type, traité dans
l’ISO 10791-2, réside dans sa dimension (l’axe X est d’une longueur supérieure à 5 m) et sa configuration
type se base sur les caractéristiques suivantes :
— une grande table fixe où peuvent se trouver des pièces de grande dimension ;
— tous les mouvements le long des trois axes de coordonnées appartiennent à l'outil, dans l'ordre suivant :
— un chariot ou un coulant vertical se déplace verticalement le long de l'axe Z.
— un chariot horizontal se déplace sur la traverse le long de l'axe Y ;
— le portique mobile se déplace sur le banc le long de l'axe X.
Les configurations courantes de la machine-outil à portique sont :
— le portique mobile peut être un portique complet composé de deux montants, se déplaçant sur des
glissières au niveau du sol, reliées par entretoise, ou
— l’entretoise peut être fixée et utilisée en tant que traverse ou
— l’entretoise peut être fixée et la traverse peut être déplacée sur des glissières verticales sur les
montants, comme un mouvement vertical supplémentaire à l'axe Z ;
— le portique mobile peut être constitué d’une simple traverse, se déplaçant sur des glissières horizontales
placées au-dessus de hauts montants fixes, souvent une structure modulaire multiple qui peut être
assemblée jusqu'à la longueur de l'axe X requise.
Une caractéristique supplémentaire de la machine-outil à portique peut être une grande table rotative,
généralement située à l’une des extrémités de la table porte-pièce, utilisée pour les opérations de tournage
sur des pièces de grande taille. Dans ce cas, la machine à portique avec table rotative devient très similaire à
un tour vertical avec portique mobile, avec les différences suivantes :
— si la machine est conçue et destinée à être une machine à fraiser à portique mobile avec une table rotative
supplémentaire, le mouvement du portique sur le banc est appelé axe X, le mouvement horizontal du
chariot sur la traverse est appelé axe Y, et les essais géométriques correspondants sont pris en compte
dans le présent document ;
— si la machine est conçue et prévue pour être un tour vertical avec un mouvement de portique
supplémentaire, le mouvement horizontal du chariot sur la traverse est appelé axe X, le mouvement de
portique sur le banc est appelé axe Y et les essais géométriques correspondants sont pris en compte dans
l’ISO 13041-2.
L’objet du présent document est de fournir une information aussi étendue et approfondie que possible sur
les essais et contrôles qui peuvent être effectués à des fins de comparaison, réception, maintenance ou tout
autre objet jugé nécessaire par l’utilisateur ou par le fabricant/fournisseur.
vi
Norme internationale ISO 8636-2:2024(fr)
Machines-outils — Conditions d'essai des machines à fraiser à
portique —
Partie 2:
Contrôle de l'exactitude des machines à portique mobile
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie, en faisant référence à l’ISO 230-1, l’ISO 230-2 et l’ISO 230-7, les essais
géométriques et les essais pour vérifier l’exactitude et la répétabilité de positionnement des axes à
commande numérique des machines à fraiser à portique mobile d’usage général et d’exactitude normale. Le
présent document spécifie les tolérances applicables correspondant aux essais mentionnés ci-dessus.
Le présent document définit la terminologie utilisée pour l’identification des principaux composants des
machines-outils et la désignation des axes conformément à l’ISO 841.
Le présent document s’applique aux machines-outils à deux montants mobiles et à table fixe. Le présent
document ne couvre pas les machines-outils à montant unique (ouverte) ni celles à deux montants fixes et
tables mobiles.
Le présent document ne traite que du contrôle de l’exactitude de la machine-outil. Le présent document
ne s’applique pas à l’essai de fonctionnement de la machine-outil (par exemple vibrations, bruit anormal,
broutage dans les mouvements de composants, etc.) ni aux caractéristiques de la machine-outil (par exemple
vitesses et avances), qui sont généralement vérifiées avant de soumettre l’exactitude à l’essai.
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, ISO 230-2 et l’ISO 230-7
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 https:// www .electropedia .org/
3.1
machine à fraiser à portique mobile
machine à fraiser possédant une table porte-pièce fixe, deux bancs à glissières montés de part et d’autre de
la table et un portique mobile sur lequel sont montées la ou les tête(s) de broche
Note 1 à l'article: Les bancs peuvent être indépendants ou non de la table et peuvent être soutenus par des montants
fixes [voir Figure 1 a) et Figure 1 b)].
Note 2 à l'article: Le portique, composé d'un montant gauche et d'un montant droit supportés par des chariots porte-
montants correspondants et solidarisés par une entretoise fixe, est déplacé sur les glissières des bancs. Le portique
supporte une traverse horizontale, fixe ou mobile verticalement, sur laquelle sont montées une ou plusieurs têtes de
broche dont les axes de broche sont verticaux.
Note 3 à l'article: Certaines machines à fraiser à portique mobile sont équipées d’une table rotative [voir Figure 1 b)].
4 Classification et description des machines à fraiser à portique mobile
4.1 Classification
Ces machines-outils sont classées par type comme suit, en fonction de leur construction :
— les machines à fraiser à portique mobile dont la traverse est mobile le long de l’axe Z-(W-) [voir Figure 1a)] ;
— les machines à fraiser à portique mobile dont la traverse est fixée le long de l’axe Z [voir Figure 1 b)].
Les principaux composants de ces machines sont illustrés à la Figure 1 et décrits en 4.2.
4.2 Descriptions des principaux composants
4.2.1 Banc et table
La table (Figure 1 Légende 1) est placée entre les deux glissières formant le banc (Figure 1 Légende 2). La table
et les glissières peuvent être construites en une seule pièce. L'assemblage peut également être constitué de
plusieurs pièces reliées de manière rigide par l'intermédiaire de la fondation ou directement les unes aux autres.
NOTE 1 La table peut éventuellement être remplacée par une taque.
NOTE 2 Une table rotative (Figure 1 Légende 18) peut être intégrée à la table.
a) Machine à fraiser à portique dont la traverse est mobile le long de l'axe W
b) Machine à fraiser à portique dont la traverse est fixe et bancs d’axe X soutenus par des montants fixes
Légende
1 table (ou taque) 13 broche porte-pièce
2 banc 14 outil (fraise)
3 glissières du banc 15 tête de broche horizontale
4 chariot porte-montant 16 chariot porte-outils de montant
5 montant 17 montants fixes
6 glissières du montant 18 table rotative (axe C’)
7 entretoise R mouvement vertical de la tête de broche latérale (axe R)
8 traverse (mobile ou fixe) V mouvement horizontal de la tête de broche latérale (axe V)
9 glissières de la traverse W mouvement vertical de la traverse mobile (axe W)
10 chariot porte-outils vertical X axe X
11 tête de broche verticale Y axe Y
12 fourreau (coulant) Z axe Z
NOTE Pour les termes en allemand, italien, japonais et perse, voir l'Annexe B.
Figure 1 — Machines-outils à portique mobile avec traverse mobile et fixe
4.2.2 Montants, entretoise et traverse
Conformément à la Figure 1 a) les montants (Figure 1 Légende 5) sont des pièces rigides dont les glissières
sont verticales et qui, soit coulissent sur les bancs, soit sont fixées rigidement sur des chariots porte-
montants (Figure 1 Légende 4) coulissant horizontalement sur les bancs.
L’entretoise (Figure 1 Légende 7) est une pièce fixe reliant les deux montants au voisinage de leur sommet.
La traverse (Figure 1 Légende 8) est une pièce dont les glissières horizontales sont parallèles au plan de la
table. Dans le cas des machines à traverses fixes, la traverse est intégrée aux montants et peut être utilisée
comme entretoise. Dans le cas des machines à traverses mobiles, la traverse coulisse verticalement sur les
glissières des montants (Figure 1 Légende 6).
Conformément à la Figure 1 b), la traverse ne se déplace pas le long de l'axe W. La traverse et l’entretoise
(Figure 1 Légende 8) sont d’une seule pièce, non pas montées sur des montants, mais coulissant directement
le long de l’axe X, sur des glissières horizontales montées sur plusieurs montants fixes.
4.2.3 Tête(s) de la broche
Une ou plusieurs têtes de broche dont l’axe de broche est vertical ou horizontal sont montées sur les glissières
de traverse.
Les têtes de broche (Figure 1 Légendes 11 et 15) sont montées sur les chariots porte-outils (Figure 1
Légendes 10 et 16) qui se déplacent sur les glissières de traverse ou de montant.
La tête de la broche verticale peut coulisser verticalement sur le chariot porte-outil ; elle est alors appelée
coulant. La broche peut être montée dans un fourreau (Figure 1 Légende 12) coulissant verticalement dans
la tête de la broche. Les têtes de broche intégrales ou universelles peuvent être appliquées sur le fond de la
tête de broche ou du coulant.
4.2.4 Mouvement de la traverse mobile
Le mouvement vertical de la traverse mobile peut être soit un mouvement d'avance (la traverse mobile est
alors dite mobile en travail), soit un mouvement entre positions fixes de travail (la traverse mobile est alors
dite mobile en positionnement).
5 Exemples de composants de machine-outil et de désignation des axes
Voir la Figure 1 pour une illustration complète des composants de la machine.
Voir les Figures 1 à 3 pour la désignation des axes.
Figure 2 — Exemple d’une machine-outil à une tête de broche
a) Une tête de broche verticale montée sur b) Deux têtes de broche verticales montées
la traverse, et une tête de broche horizontale sur la traverse
montée sur le montant gauche
Figure 3 — Exemple de machines-outils avec deux têtes de broche
6 Remarques préliminaires
6.1 Unités de mesure
Dans le présent document, toutes les dimensions linéaires, les écarts, les erreurs et toutes les tolérances
correspondantes sont exprimés en millimètres ; les dimensions angulaires sont exprimées en degrés et les
erreurs angulaires ainsi que les tolérances correspondantes sont principalement exprimées sous forme de
rapports (par exemple 0,010/1 000) mais, dans certains cas, les microradians (µrad) ou les secondes d’arc
(″) peuvent être utilisés pour plus de clarté. Il convient d’utiliser la Formule (1) pour la conversion des unités
des erreurs angulaires ou des tolérances :
0,010/1 000 = 10 µrad ≈ 2″ (1)
6.2 Référence à l’ISO 230-1, ISO 230-2 et l’ISO 230-7
Pour l’application du présent document, la référence à l’ISO 230-1, l’ISO 230-2 et l’ISO 230-7 doit être faite,
notamment en ce qui concerne l’installation de la machine avant essais, la mise en température de la (des)
broche(s) et autres organes mobiles, les méthodes de mesurage et les exactitudes recommandées pour les
appareils de contrôle.
Dans la case « Observations » des essais décrits dans les Articles 7 à 13, les instructions sont précédées
d’une référence à l’article correspondant de l’ISO 2301, de l’ISO 2302 ou de l’ISO 2307, dans les cas où l’essai
concerné est conforme aux spécifications de l’une de ces parties de la série ISO 230.
6.3 Nivellement de la machine
Avant de réaliser les essais sur une machine, il convient de niveler la machine conformément aux
recommandations du fournisseur/fabricant (voir l’ISO 230-1:2012, 6.1).
6.4 Conditions de température
Les conditions de température pendant les essais doivent être spécifiées par un accord entre le fabricant/
fournisseur et l'utilisateur.
6.5 Ordre des essais
L'ordre dans lequel les essais sont présentés dans le présent document ne définit pas l'ordre pratique des
essais. Pour faciliter le montage des instruments ou le mesurage, les essais peuvent être réalisés dans
n’importe quel ordre.
6.6 Essais à réaliser
Lors de l’essai d’une machine, il n’est pas toujours nécessaire ni possible de réaliser tous les essais décrits
dans le présent document. Si les essais sont requis à des fins de réception, il appartient à l’utilisateur de
choisir, en accord avec le fournisseur/fabricant, les seuls essais correspondant aux composants et/ou aux
propriétés de la machine qui l’intéressent. L’ISO 230-1:2012, Annexe A fournit de précieuses informations sur
le choix des axes primaire et secondaire et des essais associés. Les essais doivent être clairement précisés
lors de la passation de la commande d’une machine. 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.
6.7 Instruments de mesure
Les instruments de mesure indiqués dans les essais décrits dans les Articles 7 à 13 sont des exemples
uniquement. D’autres instruments, permettant de mesurer les mêmes grandeurs et ayant une incertitude de
mesure égale ou inférieure, peuvent être utilisés. Il doit être fait référence à l’ISO 230-1:2012, Article 5, qui
indique la relation entre les incertitudes de mesure et les tolérances.
Lorsqu’il est fait référence à un « comparateur à cadran », ceci peut faire référence non seulement à des
comparateurs à levier mécanique (DTI), mais aussi à tout type de capteur de déplacement linéaire tel que des
comparateurs à cadran analogiques ou numériques, des transformateurs différentiels à variation linéaire
(LVDTs), des capteurs de déplacement à échelle linéaire ou des capteurs sans contact, s’ils s’appliquent à
l’essai concerné.
De manière similaire, lorsqu’il est fait référence à une « règle », cela peut signifier n’importe quel type de
pièce d’essai de référence de la rectitude, tel qu’une règle en granit, céramique, acier ou fonte, un bras d’une
équerre, une génératrice d’une équerre cylindrique, tout trajet droit sur un cube de référence ou une pièce
d’essai spéciale, dédié fabriqué pour s’adapter aux rainures T, ou d’autres références.
De la même manière, quand une « équerre » est mentionnée, cela peut signifier n’importe quel type de pièce
de référence de perpendicularité, tel qu’une équerre en granit, en céramique, en acier ou en fonte, une
équerre cylindrique, un cube de référence, ou, encore, une pièce de référence spéciale.
Lorsqu'il est question d'un « niveau de précision », il peut s'agir de n'importe quel type de niveau, comme les
niveaux électroniques à tube à bulles, numériques et analogiques.
Des informations utiles sur les instruments de mesure sont disponibles dans l'ISO/TR 230-11.
6.8 Compensation par logiciel
Lorsque des logiciels intégrés permettent de compenser les écarts géométriques, de positionnement, de
contournage et thermiques, il convient que leur utilisation pendant ces essais soit basée sur un accord entre
le fabricant/fournisseur et l’utilisateur, en tenant compte de l’utilisation prévue de la machine-outil, par
exemple, si l’utilisation prévue de la machine-outil comprend ou non une compensation par logiciel pour
les erreurs géométriques. Lorsque la compensation par logiciel est utilisée, cela doit être indiqué dans le
rapport d’essai. Il doit être noté que, lorsqu’une compensation par logiciel est utilisée, certains axes de la
machine-outil ne peuvent pas être bloqués pour les besoins de l’essai.
De précieuses informations sur la compensation numérique des erreurs géométriques sont indiquées dans
l’ISO/TR 16907.
6.9 Tolérance minimale
Par consentement mutuel, le fabricant/fournisseur et l’utilisateur peuvent établir la tolérance pour une
longueur de mesure différente de celle donnée dans les essais décrits dans les Articles 7 à 13. Cependant, il
convient que la valeur minimale de tolérance recommandée soit de 0,005 mm, sauf spécification contraire.
Lors de la spécification de la tolérance minimale, l'incertitude de mesure associée à l'essai et à l'instrument
recommandé doit être prise en compte, voir 6.7.
6.10 Essais de positionnement
Les essais de positionnement réalisés sur des machines-outils à commande numérique doivent faire
référence à l’ISO 230-2. Le présent document ne donne des tolérances que pour certains paramètres. La
présentation des résultats des essais doit être conforme à l’ISO 230-2.
6.11 Schémas
Pour des raisons de simplicité, les schémas des Articles 7 à 13 et à l’Annexe A ne représentent qu’un seul type
de machine.
Le cas échéant, la case schémas fournit, pour chaque essai a), b) et c) identifié dans la case objet, une
représentation schématique d'un montage d'essai possible, y compris l'identification du plan de coordonnées
pertinent (par exemple XY, YZ, ZX).
7 Essais géométriques des axes de mouvement linéaire
Objet G1
Vérification de la rectitude de mouvement du portique (axe X) :
a) dans le plan vertical ZX, E ;
ZX
b) dans le plan horizontal XY, E .
YX
Schéma
a) b)
Légende
1 télescope d’alignement 2 cible du télescope 3 microscope 4 fil tendu
Tolérance Pour une longueur de mesure jusqu’à
5 000 10 000 15 000 20 000
Pour a) et b) : 0,070 0,140 0,210 0,280
La tolérance locale pour a) et b) est de 0,020 pour toute longueur de mesure de 1 000.
Pour des longueurs de mesure supérieures à 20 000, la tolérance doit faire l’objet d’un accord entre le
fabricant/fournisseur et l’utilisateur.
Résultats des mesures Pour une longueur de mesure de :
a) b)
Instruments de mesure
a) Instruments optiques de mesure de la rectitude, à l'exception du microscope et du fil tendu.
b) Instruments optiques de mesure de la rectitude, y compris le microscope et le fil tendu.
Observations et références à l’ISO 230-1:2012, 8.2.2.1, 8.2.2.2, 8.2.2.3 et 8.2.2.4
Pour a), le fil tendu n’est pas recommandé à cause du fléchissement du fil.
Le télescope d’alignement peut être monté sur la table porte-pièce de façon que le faisceau optique soit paral-
lèle au mouvement du portique sur l’axe X, ou le défaut de parallélisme doit être pris en considération dans
le mesurage.
Si la broche peut être bloquée, la cible du télescope peut être montée sur celle-ci. Si la broche ne peut pas être
bloquée, monter la cible du télescope sur le chariot porte-broche.
Pour b), le microscope doit être fixé sur la broche, si elle peut être bloquée, ou sur le chariot porte-broche.
Lorsque des instruments optiques sont utilisés, il convient de tenir compte du fait que leur incertitude de
mesure pour une grande longueur de mesure peut être plus élevée que l'incertitude de mesure du microscope
et du fil tendu.
Pour a) et b), les mesurages doivent être effectués à au moins six positions le long de la course, avec des pas
régulièrement espacés ne dépassant pas 500. Déplacer le portique transversalement en direction de l’axe X
et noter les lectures.
Les mesures doivent être effectuées avec les axes Y et Z en position à mi-course, sinon l'emplacement de la
mesure doit être indiqué.
Objet G2
Vérification de l’erreur angulaire du mouvement du portique (axe X) :
a) dans le plan vertical ZX (E : tangage) ;
BX
b) dans le plan vertical YZ (E : roulis) ;
AX
c) dans le plan horizontal XY (E : lacet).
CX
Schéma
Légende
a) et c) b)
1 niveau de mesure pour tangage 3 autocollimateur pour lacet/tangage 5 niveau de mesure pour roulis
2 niveau de référence pour tangage 4 miroir pour lacet/tangage 6 niveau de référence pour roulis
Tolérance Pour une longueur de mesure jusqu’à
5 000 10 000 15 000 20 000
Pour a), b) et c) 0,060/1 000 0,070/1 000 0,080/1 000 0,100/1 000
La tolérance locale pour a), b) et c) est de 0,020/1000 pour toute longueur de mesure de 1 000.
Pour des longueurs de mesure supérieures à 20 000, la tolérance doit faire l’objet d’un accord entre le
fabricant/fournisseur et l’utilisateur.
Résultats des mesures Pour une longueur de mesure de :
a) b) c)
Instruments de mesure
a) Niveau de précision ou instruments optiques.
b) Niveau de précision.
c) Autocollimateur ou autres instruments optiques.
Observations et références à l’ISO 230-1:2012, 8.4.2.1, 8.4.2.2 et 8.4.2.3
Le niveau de mesure ou le miroir doit être placé sur le coulant :
— pour a), E (tangage) : en direction de l’axe X ;
BX
— pour b) E (roulis) : en direction de l’axe Y ;
AX
— pour c) E (lacet) : régler l’autocollimateur horizontalement en direction de l'axe X.
CX
Si le mouvement suivant l’axe X génère un écart angulaire de la tête de la broche ainsi que de la table porte-
pièce, des mesurages différentiels des deux mouvements angulaires doivent être relevés.
Pour a), b) et c), les mesurages doivent être effectués à au moins six positions le long de la course, avec des
pas régulièrement espacés ne dépassant pas 500.
Pour a), b) et c), l’erreur angulaire à consigner est la différence entre les lectures maximale et minimale. La
position du mesurage doit être consignée.
Objet G3
Vérification de la rectitude du mouvement horizontal de la tête de la broche sur la traverse (axe Y) :
a) dans le plan horizontal XY, E ;
XY
b) dans le plan vertical YZ, E .
ZY
Schéma
a) b)
Tolérance Pour une longueur de mesure jusqu’à
2 000 3 000 4 000 5 000
Pour a) et b) 0,030 0,040 0,050 0,060
La tolérance locale pour a) et b) est de 0,015 pour toute longueur de mesure de 800.
Pour des longueurs de mesure supérieures à 5 000, la tolérance doit faire l’objet d’un accord entre le
fabricant/fournisseur et l’utilisateur.
Résultats des mesures Pour une longueur de mesure de :
a) b)
Instruments de mesure
Comparateur à cadran, règle et cale étalon ou instruments optiques.
Observations et références à l’ISO 230-1:2012, 8.2.2.1, 8.2.2.3, 8.2.2.4 et 8.2.2.5
Fixer la traverse mobile à mi-course et déplacer le portique à mi-course.
Placer une règle sur la table, la surface de référence étant approximativement parallèle à l'axe Y : dans le plan
horizontal pour a) et dans le plan vertical pour b).
Si la broche peut être bloquée, le comparateur à cadran peut être monté dessus. Si la broche ne peut pas être
bloquée, le comparateur à cadran doit être monté sur le coulant.
Déplacer la tête de la broche transversalement suivant l’axe Y sur toute la longueur de mesure et enregistrer
les lectures. La longueur de mesure est normalement la longueur entre les deux montants (et non la longueur
totale de la traverse). Dans d’autres cas, elle doit faire l’objet d’un accord entre le fabricant/fournisseur et
l’utilisateur.
Les mesurages doivent être effectués à au moins six positions le long de la course, avec des pas régulièrement
espacés ne dépassant pas 400.
Objet G4
Vérification des erreurs angulaires du mouvement horizontal de la tête de la broche (axe Y) :
a) dans le plan vertical YZ, E ) ;
AY
b) dans le plan vertical ZX (E : roulis) ;
BY
c) dans le plan horizontal XY (E ).
CY
Schéma
a) et c) b)
Légende
1 niveau de mesure pour E 3 autocollimateur pour E /E 5 niveau de mesure pour E , roulis
AY CY AY BY
2 niveau de référence pour E 4 miroir pour E /E 6 niveau de référence pour E , roulis
AY CY AY BY
Tolérance Pour une longueur de mesure jusqu’à
2 000 3 000 4 000 5 000
Pour a), b) et c) 0,035/1 000 0,050/1 000 0,060/1 000 0,060/1 000
La tolérance locale pour a), b) et c) est de 0,015/1 000 pour toute longueur de mesure de 800.
Pour des longueurs de mesure supérieures à 5 000, la tolérance doit faire l’objet d’un accord entre le
fabricant/fournisseur et l’utilisateur.
Résultats des mesures Pour une longueur de mesure de :
a) b) c)
Instruments de mesure
a) Niveau de précision ou instruments optiques.
b) Niveau de précision.
c) Autocollimateur ou autres instruments optiques.
Observations et références à l’ISO 230-1:2012, 8.4.2.1, 8.4.2.2 et 8.4.2.3
Le niveau, le miroir ou le rétroréflecteur doit être placé sur l’organe mobile :
— pour a), (E ) : le niveau doit être placé en direction de l’axe Y ;
AY
— pour b), (E ) : le niveau doit être placé en direction de l'axe X ;
BY
— pour c), (E ) : régler l’autocollimateur horizontalement en direction de l'axe Y.
CY
Les mesurages doivent être effectués à au moins six positions le long de la course, avec des pas régulièrement
espacés ne dépassant pas 400.
Pour a), b) et c), l’erreur angulaire à consigner est la différence entre les lectures maximale et minimale.
Objet G5
Vérification de la rectitude du mouvement vertical de la tête de la broche (axe Z) :
a) dans le plan vertical ZX, E ;
XZ
b) dans le plan vertical YZ, E .
YZ
Schéma
a) b)
Tolérance Pour une longueur de mesure jusqu’à
1 000 2 000 3 000 4 000
Pour a) et b) 0,015 0,020 0,030 0,040
La tolérance locale pour a) et b) est de 0,010 pour toute longueur de mesure de 600.
Pour des longueurs de mesure supérieures à 4 000, la tolérance doit faire l’objet d’un accord entre le
fabricant/fournisseur et l’utilisateur.
Résultats des mesures Pour une longueur de mesure de :
a) b)
Instruments de mesure
Équerre, règle, cales réglables et comparateur à cadran ou instruments optiques ou microscope et fil tendu.
Observations et références à l’ISO 230-1:2012, 8.2.2.1
Placer le portique, la traverse mobile et la tête de la broche à mi-course.
S’il est utilisé, le fil tendu doit être serré entre la table et une autre partie fixe indépendante du portique.
Pour a), placer une règle orientée le long de l’axe X et poser une équerre dessus. Fixer un comparateur à
cadran sur la tête de la broche. Bloquer la traverse sur les montants, lorsque cela est possible. Appliquer le
stylet du comparateur à cadran sur l’équerre en mesurant dans la direction X. Déplacer l’axe Z et enregistrer
les lectures sur le comparateur à cadran.
Les mesurages doivent être effectués à au moins six positions le long de la course, avec des pas régulièrement
espacés ne dépassant pas 300.
Pour b), placer une règle orientée le long de l’axe Y et poser une équerre dessus. Appliquer le stylet du com-
parateur à cadran sur l’équerre en mesurant dans la direction Y. Déplacer l’axe Z et enregistrer les lectures
sur le comparateur à cadran.
Les mesurages doivent être effectués à au moins six positions le long de la course, avec des pas régulièrement
espacés ne dépassant pas 300.
Le montage d’essai décrit dans le schéma s'applique également aux essais G9, G10 et G13. L'utilisation de la
règle est facultative.
Objet G6
Vérification des erreurs angulaires du mouvement vertical de la tête de la broche (axe Z) :
a) dans le plan vertical YZ, E ;
AZ
b) dans le plan vertical ZX, E .
BZ
Schéma
a) b)
Légende
1 niveau de mesure pour E 3 niveau de mesure pour E
AZ BZ
2 niveau de référence pour E 4 niveau de référence pour E
AZ BZ
Tolérance Pour une longueur de mesure jusqu’à
1 000 2 000 3 000 4 000
Pour a) et b) 0,020/1 000 0,030/1 000 0,040/1 000 0,050/1 000
La tolérance locale pour a) et b) est de 0,015/1 000 pour toute longueur de mesure de 600.
Pour des longueurs de mesure supérieures à 4 000, la tolérance doit faire l’objet d’un accord entre le
fabricant/fournisseur et l’utilisateur.
Résultats des mesures Pour une longueur de mesure de :
a) b)
Instruments de mesure
Niveau de précision ou instruments optiques.
Observations et références à l'ISO 230-1:2012
Le niveau, le miroir ou le rétroréflecteur doit être placé sur l’organe mobile :
— pour a), (E ) : le niveau doit être placé en direction de l’axe Y ;
AZ
— pour b), (E ) : le niveau doit être placé en direction de l'axe X.
BZ
Les mesurages doivent être effectués à au moins six positions le long de la course, avec des pas régulièrement
espacés ne dépassant pas 300.
Pour a) et b), l’erreur angulaire à consigner est la différence entre les lectures maximale et minimale.
Objet G7
Vérification de l’erreur angulaire du mouvement vertical de la tête de la broche (axe Z) dans le plan horizontal XY,
E (roulis).
CZ
Schéma
Légende
1 équerre 2 bras spécial d distance parcourue le long de l’axe Y
Tolérance Pour une longueur de mesure jusqu’à
1 000 2 000 3 000 4 000
0,020/1 000 0,030/1 000 0,040/1 000 0,050/1 000
La tolérance locale est de 0,015/1 000 pour toute longueur de mesure de 600.
Pour des longueurs de mesure supérieures à 4 000, la tolérance doit faire l’objet d’un accord entre le
fabricant/fournisseur et l’utilisateur.
Résultats des mesures Pour une longueur de mesure de :
Instruments de mesure
Équerre, comparateur à cadran monté sur un bras spécial ou fil tendu et microscope ou laser de balayage.
Observations et références à l’ISO 230-1:2012, 8.4.2.4
Mesurer l’écart de rectitude E de l’axe Z au moyen d’un instrument fixé sur un bras spécial avec un décalage
XZ
horizontal d/2 par rapport à l’axe de la broche, en alternative : avec un comparateur à cadran contre une
équerre placée comme dans G5 a) et dans G9 a), comme indiqué dans le schéma, avec un microscope visant
un fil tendu vertical ou avec une cible d’un laser à balayage qui génère
...
Questions, Comments and Discussion
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