ISO 13041-5:2015
(Main)Test conditions for numerically controlled turning machines and turning centres — Part 5: Accuracy of speeds and interpolations
Test conditions for numerically controlled turning machines and turning centres — Part 5: Accuracy of speeds and interpolations
ISO 13041-5:2015 specifies, with references to ISO 230‑1 and ISO 230‑4, certain kinematic tests for numerically controlled (NC) turning machines and turning centres, concerning the spindle speeds, the feed speeds of the individual NC linear axes, and the accuracy of the paths described by the simultaneous movement of two or more NC linear and/or rotary axes. NOTE This part of ISO 13041 applies to numerically-controlled turning machines and turning centres with horizontal, vertical, and inverted vertical type workholding spindle(s).
Conditions d'essai des tours à commande numérique et des centres de tournage — Partie 5: Exactitude des vitesses et interpolations
L'ISO 13041-5:2015 spécifie, en faisant référence à l'ISO 230-1 et l'ISO 230-4, certains essais cinématiques pour les tours à commande numérique (CN) et les centres de tournage, portant sur les vitesses des broches, les vitesses d'avance des axes linéaires individuels à CN et l'exactitude des trajectoires décrites par le mouvement simultané d'au moins deux axes linéaires et/ou rotatifs à CN. NOTE La présente partie de l'ISO 13041 s'applique aux tours et aux centres de tournage à commande numérique à broche(s) porte-pièce horizontale(s), verticale(s) et verticale(s) inversée(s).
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13041-5
Second edition
2015-03-15
Test conditions for numerically
controlled turning machines and
turning centres —
Part 5:
Accuracy of speeds and interpolations
Conditions d’essai des tours à commande numérique et des centres de
tournage —
Partie 5: Exactitude des vitesses et interpolations
Reference number
ISO 13041-5:2015(E)
©
ISO 2015
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 13041-5:2015(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2015
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior
written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of
the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 13041-5:2015(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Preliminary remarks . 3
4.1 Measurement units. 3
4.2 Reference to ISO 230-1 and ISO 230-4 . 3
4.3 Testing sequence . 4
4.4 Tests to be performed . 4
4.5 Measuring instruments . 4
4.6 Software compensation . 4
5 Tests described in Annexes A to C . 4
Annex A (normative) Kinematic tests for machines with a horizontal workholding spindle .5
Annex B (normative) Kinematic tests for machines with a vertical workholding spindle .13
Annex C (normative) Kinematic tests for machines with inverted vertical workholding spindles .21
Annex D (informative) Precautions for test setup for AK6, BK6, and CK6 .29
Bibliography .33
© ISO 2015 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 13041-5:2015(E)
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 WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT), see the following URL: Foreword — Supplementary information.
The committee responsible for this document is ISO/TC 39, Machine tools, Subcommittee SC 2, Test
conditions for metal cutting machine tools.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 13041-5:2006), which has been technically
revised.
ISO 13041 consists of the following part, under the general title Test conditions for numerically controlled
turning machines and turning centres:
— Part 1: Geometric tests for machines with a horizontal workholding spindle
— Part 2: Geometric tests for machines with a vertical workholding spindle
— Part 3: Geometric tests for machines with inverted vertical workholding spindles
— Part 4: Accuracy and repeatability of positioning of linear and rotary axes
— Part 5: Accuracy of speeds and interpolations
— Part 6: Accuracy of a finished test piece
— Part 7: Evaluation of contouring performance in the coordinate planes
— Part 8: Evaluation of thermal distortions
iv © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 13041-5:2015(E)
Introduction
A numerically controlled turning machine is a machine tool in which the principal motion is the rotation
of the workpiece against the non-rotating cutting tool(s) and where cutting energy is provided by the
motion of the workpiece which is driven by a spindle. This machine is controlled by a numerical control
(NC) providing automatic function according to ISO 13041-1:2004, 3.3, and can be of single- or multi-
spindle type.
A turning centre is an NC turning machine equipped with power driven tool(s) and the capacity to
control orientation of the workholding and/or toolholding spindle by continuously rotating, indexing,
and/or interpolating around their axes.
The objective of ISO 13041 (all parts) is to provide information as widely and as comprehensively as
possible on geometric, positional, contouring, thermal, and machining tests, which can be carried out for
comparison, acceptance, maintenance, or any other purpose deemed necessary by user or manufacturer.
ISO 13041 (all parts) specifies, with reference to the relevant parts of ISO 230, tests for turning centres
and numerically controlled turning machines with/without tailstocks, standing alone, or integrated
in flexible manufacturing systems. ISO 13041 also establishes the tolerances or maximum acceptable
values for the test results corresponding to general purpose and normal accuracy turning centres and
numerically controlled turning machines.
Attention should be given to the tolerances in tests AK5, BK5, and CK5, which are reduced from
ISO 13041-5 (Test K5) due to improved centring procedure or practical experience that proves that the
closer tolerances can be met.
© ISO 2015 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 13041-5:2015(E)
Test conditions for numerically controlled turning
machines and turning centres —
Part 5:
Accuracy of speeds and interpolations
1 Scope
This part of ISO 13041 specifies, with references to ISO 230-1 and ISO 230-4, certain kinematic tests for
numerically controlled (NC) turning machines and turning centres, concerning the spindle speeds, the
feed speeds of the individual NC linear axes, and the accuracy of the paths described by the simultaneous
movement of two or more NC linear and/or rotary axes.
NOTE This part of ISO 13041 applies to numerically-controlled turning machines and turning centres with
horizontal, vertical, and inverted vertical type workholding spindle(s).
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. 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, Test code for machine tools — Part 1: Geometric accuracy of machines operating under no-load
or quasi-static conditions
ISO 230-4, Test code for machine tools — Part 4: Circular tests for numerically controlled machine tools
ISO 841, Industrial automation systems and integration — Numerical control of machines — Coordinate
system and motion nomenclature
ISO 13041-1, Test conditions for numerically controlled turning machines and turning centres — Part 1:
Geometric tests for machines with a horizontal workholding spindle
ISO 13041-2, Test conditions for numerically controlled turning machines and turning centres — Part 2:
Geometric tests for machines with a vertical workholding spindle
ISO 13041-3, Test conditions for numerically controlled turning machines and turning centres — Part 3:
Geometric tests for machines with inverted vertical workholding spindles
1)
)
ISO/TR 16907 ,Machine tools — Numerical compensation of geometric errors
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
turning machine
machine tool in which the principle movement is on the rotation of the workpiece against the stationary
cutting tool(s)
1) To be published.
© ISO 2015 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 13041-5:2015(E)
3.2
manual control
mode of operation where each movement of the machine is individually initiated and controlled by the
operator
3.1.3
numerical control
NC
computerized numerical control
CNC
automatic control of a process performed by a device that makes use of numerical data introduced while
the operation is in progress
3.4
manually controlled turning machine
turning machine whose process steps for the machining are controlled or started by an operator without
support by an NC-machining program
3.5
numerically controlled turning machine
NC turning machine
turning machine that operates under numerical control (NC) or computerized numerical control (CNC)
3.6
turning centre
NC turning machine equipped with power-driven tool(s) and the capacity to orientate the work-holding
spindle around its axis
Note 1 to entry: It can include additional features such as automatic tool changing from a turret and/or magazine.
3.7
numerically controlled turning machine with horizontal workholding spindle(s)
numerically controlled turning machine where the workpiece is mounted on horizontal workholding
spindle(s) against the stationary cutting tool(s) and where cutting energy is brought by the workpiece
and not by the tool
Note 1 to entry: This machine is controlled by a numerical control (NC) providing automatic function.
3.8
turning centre with horizontal workholding spindle(s)
turning centre having horizontal workholding spindle(s) equipped with toolholding spindles and the
capacity to orientate the workholding spindle around its axis
Note 1 to entry: This machine may include additional features such as automatic toolchanging from a magazine
or Y-axis motion.
3.9
numerically controlled turning machine with vertical workholding spindle(s)
numerically controlled turning machine where the workpiece is mounted on vertical workholding
spindle(s) against the stationary cutting tool(s) and where cutting energy is brought by the workpiece
and not by the tool
Note 1 to entry: This machine is controlled by a numerical control (NC) providing automatic function.
3.10
turning centre with vertical workholding spindle(s)
turning centre having vertical workholding spindle(s) equipped with toolholding spindles and the
capacity to orientate the workholding spindle around its axis
Note 1 to entry: This machine may include additional features such as automatic toolchanging from a magazine
or Y-axis motion.
2 © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 13041-5:2015(E)
3.11
numerically controlled turning machine with inverted vertical workholding spindle(s)
NC turning machine where the workpiece is mounted on an inverted vertical workholding spindle
equipped with a workholding device at the lower end of the workholding spindle
Note 1 to entry: For other types of vertical workholding spindle machine, see ISO 13041-2.
3.12
turning centre with inverted vertical workholding spindle(s)
turning centre having an inverted vertical workholding spindle equipped with a workholding device at
the lower end of the vertical workholding spindle
Note 1 to entry: It can include additional features such as automatic tool changing from a magazine or Y-axis
motion.
Note 2 to entry: For other types of vertical workholding spindle turning centre, see ISO 13041-2.
3.13
machine modes of operation
modes of operation of the numerically controlled or data entry devices where entries are interpreted as
functions to be executed
3.14
manual mode of numerical control
non-automatic mode of numerical control of a machine in which the operator controls it without the use
of pre-programmed numerical data
EXAMPLE By push button or joystick control.
3.15
manual data input mode
entry of programme data by hand at the numerical control
3.16
single block mode
mode of numerical control in which, at the initiation of the operator, only one block of control data are
executed
3.17
automatic mode
mode of numerical control in which the machine operates in accordance with the programme data until
stopped by the programme or the operator
4 Preliminary remarks
4.1 Measurement units
In this part of ISO 13041, all linear dimensions, deviations, and corresponding tolerances are expressed
in millimetres.
4.2 Reference to ISO 230-1 and ISO 230-4
For application of this part of ISO 13041, reference shall be made to ISO 230-1, especially for the
installation of the machine before testing, warming-up of spindles, and other moving parts, the
description of measuring methods, and recommended accuracy of testing equipment. For tests of
circular interpolation motion, reference shall be made to ISO 230-4.
© ISO 2015 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 13041-5:2015(E)
4.3 Testing sequence
The sequence in which the kinematic tests are given in no way defines the practical order of testing.
In order to make the mounting of instruments or gauging easier, tests can be performed in any order,
including tests described in other parts of ISO 13041.
4.4 Tests to be performed
When testing a machine, it is not always necessary or possible to carry out all the tests given in this
part of ISO 13041. When the tests are required for acceptance purposes, the choice of tests relating
to the components and/or the properties of the machine of interest is at the discretion of the user, in
agreement with the supplier/manufacturer. The tests to be used are to be clearly stated when ordering
a machine. The mere reference to this part of ISO 13041 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.
4.5 Measuring instruments
The measuring instruments indicated in relation to the tests given in Annexes A to C are examples
only. Other instruments measuring the same quantities and having at least the same measurement
uncertainty and the same resolution can be used.
In some tests, it is recommended to present test results in a graphical form (see Annex D).
4.6 Software compensation
When built-in software facilities are available for compensating geometric, positioning, contouring,
and/or thermal deviations, their use during these tests shall be based on agreement between
manufacturer/supplier and user, with due consideration to the machine tool intended use.
When the software compensation is used, this shall be stated in the test reports. Using the definitions
given in ISO/TR 16907, it shall be noted that when software compensation is used, axes shall not be
locked for test purposes.
5 Tests described in Annexes A to C
Tests in Annex A refer to horizontal workholding spindle machines (ISO 13041-1, Type 1), tests in
Annex B refer to vertical workholding spindle machines (ISO 13041-2, Type 2), and tests in Annex C
refer to inverted vertical workholding spindle machines (ISO 13041-3, Type 3).
4 © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 13041-5:2015(E)
Annex A
(normative)
Kinematic tests for machines with a horizontal workholding
spindle
A.1 Machine configuration and designation
+Y
+X1
+C'
+Z1
+W
+Z2
-X2
+Y
+X
+Z
Figure A.1 — Typical example of a turning machine with a horizontal workholding spindle
[[w (C’) b Z X1 Y C t] [w (C’) b Z2 X2 C t] [w (C’) W {t,w}]]
1 2
Figure A.1 shows a typical example of a turning machine with a horizontal workholding spindle.
The structural configuration is described by using the structural codes to serially connect the motion
axis from the workpiece side to the tool side, and vice versa. The name of axes of motion follows ISO 841.
As an example, the structural code of the machine shown in Figure A.1 can be described as [[w (C’) b Z
X1 Y C t] [w (C’) b Z2 X2 C t] [w (C’) W {t,w}]] by connecting the motion axes from the workpiece side
1 2
to the tool side. In this description, the workpiece side and the tool side are distinguished by naming the
workpiece by “w”, the tool by “t”, and the bed by “b”; (C) stands for the spindle axis without numerical
control for angular positioning. Multiple kinematic chains from the workpiece side and the tool side are
all shown.
“{t,w}” in the third chain indicates that the tail stock (W or Z3) can be connected either to the workpiece
or to a tool (e.g. a drill).
© ISO 2015 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 13041-5:2015(E)
A.2 Kinematic tests
A.2.1 General
Tests specified in this Annex refer, for simplicity, to the example of machine configuration depicted in
Figure A.1, but they are applicable to all configurations of turning machines and turning centres with a
horizontal workholding spindle.
NOTE These tests might not be used directly to predict the actual workpiece errors resulting from cutting.
A.2.2 Spindle speeds (AK1) and feed speeds (AK2)
The purpose of these tests is to check the overall accuracy of all the electric, electronic and kinematic
chain in the control system between the command and the physical movement of the component.
A.2.3 Linear interpolations (AK3)
The purpose of these tests is to check the coordinated motion of two linear axes in the following two
conditions:
— While these are moving either at the same speed (45°), or
— While one of these is moving at a significantly lower speed than the other (small angles).
A.2.4 Circular interpolations (AK4)
The purpose of circular interpolation motion tests is to check the coordinated motion of two linear
axes along a circular path, including points in which the motion of one axis slows down to zero and the
direction of movement is reversed. During these tests, axes move with variable speeds.
A.2.5 Radial interpolations (AK5)
These tests are alternative to AK4, in cases where the machine under test does not have a measurement
sweep of 360° or if AK4 is otherwise not relevant. The purpose of these tests is to check the mutual
behaviour of two linear axes (generally X and Z) at variable feed speeds, including points in which the
feed of one axis slows down to zero and the direction of movement is reversed.
A.2.6 Circular interpolation motion by simultaneous three-axis control (X-, Y-, and
C-axes) (AK6)
The purpose of these tests is to check the interpolations between the X-, Y-, and C- axes of a turning
centre for clockwise and counter-clockwise(anticlockwise) contouring motions.
6 © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 13041-5:2015(E)
Spindle speeds
Object AK1
Checking of deviations in the spindle speed at the mid-speed and the maximum speed of each range, in the clockwise and counter-clock-
wise (anticlockwise) directions of rotation.
Diagram
Tolerance
±5 %
Measuring deviation
Speed range Direction of rotation Programmed speed Measured speed Deviation %
Mid. counter-clockwise
(anticlockwise)
clockwise
Max. counter-clockwise
(anticlockwise)
clockwise
Mid. counter-clockwise
(anticlockwise)
clockwise
Max. counter-clockwise
(anticlockwise)
clockwise
Measuring instruments
a)
Revolution counter or stroboscope
a)
Measuring instruments that are independent of numerical control shall be used.
Observations
Readings shall be taken at constant speed, avoiding the acceleration/deceleration at start and stop. When reading the speed instanta-
neously, at least five readings shall be taken and the average calculated. This test shall be done for both workholding and toolholding
spindles.
The override control shall be set at 100 %.
The spindle speed deviation shall be calculated using the following formula:
AP -
SS
D = × 100
P
S
where
D is the deviation in percentage;
A is the actual speed;
s
P is the programmed speed.
s
© ISO 2015 – All rights reserved 7
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 13041-5:2015(E)
Linear axes feed speeds
Object AK2
Checking of accuracy of the feed speed of the linear axes at the following feed speeds: 1 000 mm/min and maximum speed.
This test shall be performed for all linear axes. Caution should be taken when using this test over a short measurement range, due to the
effects of acceleration and deceleration (typically for y-axis).
Diagram
X
Z
3
2
2
3
Key
1
1 laser head
1
2 interferometer
3 reflector
For X-axis For Z-axis
Tolerance
To be agreed between manufacturer/supplier and user.
Measuring deviation
Axis X Y Z
Measured Measured aver-
Programmed feed speed
% % Measured average %
Direction average age
dev. dev. feed speed dev.
feed speed feed speed
positive
1 000 mm/min
negative
positive
Maximum feed speed
.......... mm/min
negative
Measuring instruments
Laser interferometer
Observations
Align the laser interferometer (setup for positioning deviation) with the motion of the axis under test. Axis shall be commanded to
execute a simple motion with two end points specified. Travel a distance of about half the axis travel range (or 500 mm, whichever is
shorter) to allow the axis to accelerate, then move at constant speed, and then decelerate to stop shall be selected. Same travel distance
shall be used for all feed speeds. The tests shall be carried out for both directions of travel (positive and negative). Speed data should be
sampled with a minimum frequency of 100 Hz, no smoothing or averaging shall be allowed. The override control shall be set at 100 %.
Reading shall be taken at constant speed, avoiding the acceleration/deceleration at start and stop. For each direction, calculate the aver-
age feed speed as the average of all measured constant feed speed values (minimum 1 000 sampled points) for a given test. This test can
be carried out in conjunction with the linear positioning test.
The feed speed deviation shall be calculated using the following formula:
AP -
ff
D = × 100
f
P
f
Where
D is the deviation in percentage;
f
A is the measured average feed speed;
f
P is the programmed feed speed.
f
The measurement’s sampling frequency shall be reported.
8 © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 13 ----------------------
3°
ISO 13041-5:2015(E)
Linear interpolations
Object AK3
Checking of straightness of the motion described by linear interpolation of two linear axes over a maximum measuring length of 300 mm
with a measurement angle of approximately:
a) 45° (same feed speed);
b) 1) 3° to Z-axis motion (very low X-axis feed speed);
2) 3° to X-axis motion (very low Z-axis feed speed).
Diagram
X
Z
a)
b) 1) b) 2)
Tolerance Measured deviations
0,020 for any length of 100 a) b) 1) b) 2)
Measured error
Measuring length
Measuring instruments
Straightness reference artefact or sine bar or special cone mandrels and linear displacement sensor, or two-dimensional digital scale
Observations and references to ISO 230-1:2012, 11.2.3 and ISO/TR 230-11:—, 6.3
a) and b) 1)
For tests using special cone mandrels, clamp the cone mandrel [of the apex angle approximately a) 90° or b) 6°] in the workholding spin-
dle chuck or collet. The spindle shall be locked. Attach a linear displacement sensor to the tool slide with the stylus contacting the conical
surface square to the surface.
b) 2)
For tests using the straightness reference artefact, attach the straightness reference artefact to the workholding spindle faceplate or
four-jaw chuck with gauging surface at approximately 3° to the X-axis travel. Lock the workholding spindle rotation. Attach a linear dis-
placement sensor to the tool slide with the stylus contacting the gauging surface of the straightness reference artefact.
For all straightness of the motion tests, establish a common linear displacement sensor zero at two locations on the gauging surface of
the artefact, conveniently spaced at the required measuring length with an additional allowance for axis acceleration and deceleration.
Record the coordinate locations of the X- and Z-axes of the selected points. Program a bi-directional move at 250 mm/min between the
two locations and record the straightness of the motion data. Analyse the recorded data separately in each direction (as per ISO 230-1)
excluding an allowance for acceleration and deceleration. The larger deviation and its direction shall be recorded as the result of the test.
© ISO 2015 – All rights reserved 9
45°
3°
---------------------- Page: 14 ----------------------
ISO 13041-5:2015(E)
Circular interpolations
Object AK4
Checking of circular deviation, G, and the bi-directional circular deviation, G(b), of the path generated by circular interpolation of two
linear axes over 360°,where applicable, according to ISO 230-4, at one of the following diameters and at two feed speeds:
1) 50 mm diameter 2) 100 mm diameter 3) 200 mm diameter 4) 300 mm diameter
a) 250 mm/min a) 350 mm/min a) 500 mm/min a) 610 mm/min
b)1 000 mm/min b) 1 400 mm/min b) 2 000 mm/min b) 2 440mm/min
The circular deviation, G, shall be checked for clockwise and counter-clockwise (anticlockwise) contouring motion. This test shall be
performed in the XY, YZ, and ZX planes, or in the plane composed by other pairs of linear axes (X2, Z2, etc.).
Diagram
Y Y
Z Z
21 X 21 X
Z Z
Key
1 telescopic ball bar
2 special fixture
Alternative
Tolerance
Tolerance of G and G is the same as G(b) , where ab = XY, YZ, or ZX.
ab ba ab
a) G(b) = 0,03 mm b) G(b) = 0,05 mm
XZ XZ
G(b) = 0,05 mm G(b) = 0,07 mm
XY,YZ XY,YZ
Measuring deviation
a) feed speed = . Diameter of nominal path .
G = . Location of measuring instrument
XZ
G = . — centre of circle (X/Y/Z) ……………………………………………….
XY,YZ
G(b) = . — offset to tool reference (X/Y/Z) ……………………………………….
XZ
G(b) = . — offset to workpiece reference (X/Y/Z) ……………………………….
XY,YZ
b) feed speed = . Data acquisition method
G = . — starting point ……………………………………………………………
XZ
G = . — number of measuring points ……………………………………….
XY,YZ
G(b) = . — data smoothing process ……………………………………………….
XZ
G(b) = . Compensation used ……………………………
XY,YZ
Positions of axes not under test ……………………………
Measuring instruments
Telescopic ball bar or two-dimensional digital scale (grid scale)
Observatio
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 13041-5
Deuxième édition
2015-03-15
Conditions d’essai des tours à
commande numérique et des centres
de tournage —
Partie 5:
Exactitude des vitesses et
interpolations
Test conditions for numerically controlled turning machines and
turning centres —
Part 5: Accuracy of speeds and interpolations
Numéro de référence
ISO 13041-5:2015(F)
©
ISO 2015
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 13041-5:2015(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2015, Publié en Suisse
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée
sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Ch. de Blandonnet 8 • CP 401
CH-1214 Vernier, Geneva, Switzerland
Tel. +41 22 749 01 11
Fax +41 22 749 09 47
copyright@iso.org
www.iso.org
ii © ISO 2015 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 13041-5:2015(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Observations préliminaires . 4
4.1 Unités de mesure . 4
4.2 Référence à l’ISO 230-1 et l’ISO 230-4 . 4
4.3 Ordre des essais . 4
4.4 Essais à réaliser . 4
4.5 Instruments de mesure . 4
4.6 Compensation par logiciel. 4
5 Essais décrits dans les Annexes A à C . 4
Annexe A (normative) Essais cinématiques pour les machines à broche porte-pièce horizontale .5
Annexe B (normative) Essais cinématiques pour les machines à broche porte-pièce verticale .13
Annexe C (normative) Essais cinématiques pour les machines à broches porte-pièce
verticales inversées .22
Annexe D (informative) Précautions pour le réglage d’essai pour AK6, BK6, et CK6 .31
Bibliographie .36
© ISO 2015 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 13041-5:2015(F)
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’OMC concernant
les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos — Informations
supplémentaires.
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.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 13041-5:2006), qui a fait l’objet
d’une révision technique.
L’ISO 13041 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Conditions d’essai des tours
à commande numérique et des centres de tournage:
— Partie 1: Essais géométriques pour les machines à broche horizontale
— Partie 2: Essais géométriques pour les machines à broche verticale
— Partie 3: Essais géométriques pour les machines à broches verticales inversées
— Partie 4: Précision et répétabilité de positionnement des axes linéaires et rotatifs
— Partie 5: Exactitude des vitesses et interpolations
— Partie 6: Exactitude d’une pièce d’essai usinée
— Partie 7: Évaluation des performances en contournage dans les plans de coordonnées
— Partie 8: Évaluation des effets thermiques
iv © ISO 2015 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 13041-5:2015(F)
Introduction
Un tour à commande numérique est une machine-outil dont le mouvement principal est la rotation de
la pièce par rapport à un ou des outils de coupe qui ne sont pas en rotation et où l’énergie de coupe est
fournie par le mouvement de la pièce, qui est entraînée par une broche. Cette machine est commandée
par une commande numérique (CN) qui assure un fonctionnement en mode automatique conformément
à l’ISO 13041-1:2004, 3.3, et peut être du type monobroche ou multibroche.
Un centre de tournage est un tour à CN équipé d’un ou de plusieurs outils mécanisés et capable de
commander l’orientation de la broche porte-pièce et/ou porte-outil en tournant, indexant et/ou
interpolant continuellement autour de ses axes.
L’objectif de l’ISO 13041 (toutes les parties) est de fournir des informations de manière aussi large et
compréhensible que possible sur les essais géométriques, de positionnement, de contournage, thermiques
et d’usinage qui peuvent être réalisés à des fins de comparaison, de réception, de maintenance ou tout
autre objet que l’utilisateur ou le fabricant juge nécessaire.
L’ISO 13041 (toutes les parties) spécifie, en faisant référence aux parties appropriées de l’ISO 230, les
essais relatifs aux centres de tournage et aux tours à commande numérique avec/sans contre-poupées
indépendantes ou intégrées dans des systèmes flexibles d’usinage. L’ISO 13041 établit également les
tolérances ou les valeurs maximales acceptables pour les résultats d’essai correspondant aux centres de
tournage et aux tours à commande numérique à usage général et d’exactitude normale.
Il convient de porter attention aux tolérances des essais AK5, BK5 et CK5, qui sont repris de l’ISO 13041-5
(Essai K5) en raison de l’amélioration de la procédure de centrage ou de l’expérience pratique qui a
démontré que des tolérances plus proches peuvent être atteintes.
© ISO 2015 – Tous droits réservés v
---------------------- Page: 5 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 13041-5:2015(F)
Conditions d’essai des tours à commande numérique et des
centres de tournage —
Partie 5:
Exactitude des vitesses et interpolations
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 13041 spécifie, en faisant référence à l’ISO 230-1 et l’ISO 230-4, certains
essais cinématiques pour les tours à commande numérique (CN) et les centres de tournage, portant
sur les vitesses des broches, les vitesses d’avance des axes linéaires individuels à CN et l’exactitude des
trajectoires décrites par le mouvement simultané d’au moins deux axes linéaires et/ou rotatifs à CN.
NOTE La présente partie de l’ISO 13041 s’applique aux tours et aux centres de tournage à commande
numérique à broche(s) porte-pièce horizontale(s), verticale(s) et verticale(s) inversée(s).
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de manière normative dans le présent
document et sont indispensables à son application. 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, Code d’essai des machines-outils — Partie 1: Exactitude géométrique des machines fonctionnant
à vide ou dans des conditions quasi-statiques
ISO 230-4, Code d’essai des machines-outils — Partie 4: Essais de circularité des machines-outils à
commande numérique
ISO 841, Systèmes d’automatisation industrielle et intégration — Commande numérique des machines —
Système de coordonnées et nomenclature du mouvement
ISO 13041-1, Conditions d’essai des tours à commande numérique et des centres de tournage — Partie 1:
Essais géométriques pour les machines à broche horizontale
ISO 13041-2, Conditions d’essai des tours à commande numérique et des centres de tournage — Partie 2:
Essais géométriques pour les machines à broche verticale
ISO 13041-3, Conditions d’essai des tours à commande numérique et des centres de tournage — Partie 3:
Essais géométriques pour les machines à broches verticales inversées
1)
ISO/TR 16907 , Machines-outils — Compensation numérique des erreurs géométriques
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
1) A publier
© ISO 2015 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 13041-5:2015(F)
3.1
machine de tournage
tour
machine-outil dont le mouvement principal est la rotation de la pièce par rapport à un ou plusieurs outils
de coupe fixes
3.2
commande manuelle
mode de fonctionnement dans lequel chaque mouvement de la machine est déclenché individuellement
et commandé par l’opérateur
3.3
commande numérique
CN
commande numérique par ordinateur
CNC
commande automatique d’un processus réalisé par un dispositif qui utilise des données numériques
introduites pendant que l’opération est en cours
3.4
tour à commande manuelle
tour dont les étapes du processus pour l’usinage sont commandées ou démarrées par un opérateur sans
le support d’un programme d’usinage à CN
3.5
tour à commande numérique
tour CN
tour qui fonctionne sous commande numérique (CN) ou sous commande numérique par ordinateur (CNC)
3.6
centre de tournage
tour à CN équipé d’un ou de plusieurs outils à commande mécanisés ayant la capacité d’orienter la broche
porte-pièce autour de son axe
Note 1 à l’article: Il peut intégrer des caractéristiques additionnelles, telles que le changement automatique de
l’outil à partir d’une tourelle et/ou d’un magasin.
3.7
tour à commande numérique à broche(s) porte-pièce horizontale(s)
tour à commande numérique dans lequel la pièce est montée sur une ou plusieurs broches porte-pièce
horizontales, par rapport à un ou à plusieurs outils de coupe fixes et dont l’énergie de coupe vient de la
pièce et non de l’outil
Note 1 à l’article: Cette machine est commandée par une commande numérique (CN) pourvue d’une fonction
automatique.
3.8
centre de tournage à broche(s) porte-pièce horizontale(s)
centre de tournage à broche(s) porte-pièce horizontale(s), équipé de broches porte-outil et ayant la
capacité d’orienter la broche porte-pièce autour de son axe
Note 1 à l’article: Cette machine peut intégrer des caractéristiques additionnelles telles que le changement
automatique de l’outil à l’aide d’un magasin ou le mouvement suivant l’axe Y.
2 © ISO 2015 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 13041-5:2015(F)
3.9
tour à commande numérique à broche(s) porte-pièce verticale(s)
tour à commande numérique dans lequel la pièce est montée sur une ou plusieurs broches porte-pièce
verticales, par rapport à un ou à plusieurs outils de coupe fixes et dont l’énergie de coupe vient de la
pièce et non de l’outil
Note 1 à l’article: Cette machine est commandée par une commande numérique (CN) pourvue d’une fonction
automatique.
3.10
centre de tournage à broche(s) porte-pièce verticale(s)
centre de tournage à broche(s) porte-pièce verticale(s), équipé de broches porte-outil et ayant la capacité
d’orienter la broche porte-pièce autour de son axe
Note 1 à l’article: Cette machine peut intégrer des caractéristiques additionnelles telles que le changement
automatique d’outil à l’aide d’un magasin ou le mouvement suivant l’axe Y.
3.11
tour à commande numérique à broche(s) porte-pièce verticale(s) inversée(s)
tour à CN où la pièce est montée sur une broche porte-pièce verticale inversée équipée d’un dispositif
porte-pièce à l’extrémité inférieure de la broche porte-pièce verticale
Note 1 à l’article: Pour d’autres types de machine à broche porte-pièce verticale, voir l’ISO 13041-2.
3.12
centre de tournage à broche(s) porte-pièce verticale(s) inversée(s)
centre de tournage comportant une broche porte-pièce verticale équipée d’un dispositif porte-pièce à
l’extrémité inférieure de la broche porte-pièce
Note 1 à l’article: Il peut intégrer des caractéristiques additionnelles, telles que le changement automatique de
l’outil à l’aide d’un magasin ou le mouvement suivant l’axe Y.
Note 2 à l’article: Pour d’autres types de centre de tournage à broche porte-pièce verticale, voir l’ISO 13041-2.
3.13
modes de fonctionnement machine
modes de fonctionnement des dispositifs à commande numérique ou à entrée de données où les entrées
sont interprétées comme des fonctions à exécuter
3.14
mode manuel de la commande numérique
mode non automatique de la commande numérique d’une machine dans lequel l’opérateur n’utilise pas
de données numériques préprogrammées
EXEMPLE Par bouton-poussoir ou par joystick de commande.
3.15
mode manuel d’entrée des données
entrée manuelle des données du programme de la commande numérique
3.16
mode bloc à bloc
mode de la commande numérique dans lequel l’opérateur exécute l’initialisation d’un seul bloc de
données contrôlées
3.17
mode automatique
mode de la commande numérique dans lequel la machine fonctionne conformément au programme de
données jusqu’à l’arrêt par le programme ou par l’opérateur
© ISO 2015 – Tous droits réservés 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 13041-5:2015(F)
4 Observations préliminaires
4.1 Unités de mesure
Dans la présente partie de l’ISO 13041, toutes les dimensions linéaires, les écarts ainsi que les tolérances
correspondantes sont exprimés en millimètres.
4.2 Référence à l’ISO 230-1 et l’ISO 230-4
Pour l’application de la présente partie de l’ISO 13041, la référence à l’ISO 230-1 doit être faite, notamment
en ce qui concerne l’installation de la machine avant essais, la mise en température des broches et autres
organes mobiles, la description des méthodes de mesurage ainsi que l’exactitude recommandée pour les
appareils de contrôle. En ce qui concerne les essais de mouvements d’interpolation circulaire, il doit être
fait référence à l’ISO 230-4.
4.3 Ordre des essais
L’ordre dans lequel les essais cinématiques sont donnés ne définit nullement l’ordre pratique des essais.
Pour faciliter le montage des instruments ou le contrôle, les essais peuvent être réalisés dans n’importe
quel ordre, y compris pour les essais décrits dans les autres parties de l’ISO 13041.
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
donnés dans la présente partie de l’ISO 13041. Lorsque les essais sont requis à des fins de réception,
le choix des essais relatifs aux composants et/ou aux propriétés de la machine qui l’intéressent sont
à la discrétion de l’utilisateur, en accord avec le fournisseur/fabricant. Les essais à utiliser doivent
être clairement précisés lors de la passation de la commande d’une machine. La simple référence à la
présente partie de l’ISO 13041 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.
4.5 Instruments de mesure
Les instruments de mesure indiqués dans les essais donnés dans les Annexes A à C ne sont que des
exemples. D’autres instruments mesurant les mêmes quantités et possédant au moins la même
incertitude de mesure et la même résolution peuvent être utilisés.
Pour certains essais, il est recommandé de présenter les résultats d’essai sous forme graphique
(voir l’Annexe D).
4.6 Compensation par logiciel
Lorsque des logiciels intégrés permettent de compenser les écarts géométriques, de positionnement, de
contournage et/ou thermiques, leur utilisation pendant ces essais doit être basée sur un accord entre le
fabricant/fournisseur et l’utilisateur en tenant compte de l’utilisation prévue de la machine-outil.
Lorsque la compensation par logiciel est utilisée, ceci doit être indiqué dans les rapports d’essai. En
utilisant les définitions données dans l’ISO/TR 16907, il doit être noté que, lorsqu’une compensation par
logiciel est utilisée, les axes ne doivent pas être bloqués pour les besoins de l’essai.
5 Essais décrits dans les Annexes A à C
Les essais en Annexe A se rapportent aux machines à broche porte-pièce horizontale (ISO 13041-1,
Type 1), les essais en Annexe B se rapportent aux machines à broche porte-pièce verticale (ISO 13041-2,
Type 2) et les essais en Annexe C se rapportent aux machines à broche porte-pièce verticale inversée
(ISO 13041-3, Type 3).
4 © ISO 2015 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 13041-5:2015(F)
Annexe A
(normative)
Essais cinématiques pour les machines à broche porte-pièce
horizontale
A.1 Configuration et désignation de la machine
+Y
+X1
+C'
+Z1
+W
+Z2
-X2
+Y
+X
+Z
Figure A.1 — Exemple type d’un tour à broche porte-pièce horizontale
[[w (C’) b Z X1 Y C t] [w (C’) b Z2 X2 C t] [w (C’) W {t,w}]]
1 2
La Figure A.1 illustre un exemple type d’un tour à broche porte-pièce horizontale.
La configuration structurelle est décrite en utilisant les codes structurels pour raccorder en série
l’axe de mouvement du côté de la pièce à la partie latérale de l’outil, et vice versa. Le nom des axes de
mouvement suit l’ISO 841. A titre d’exemple, le code structurel de la machine illustrée à la Figure A.1
peut être décrit comme [[w (C’) b Z X1 Y C t] [w (C’) b Z2 X2 C t] [w (C’) W {t,w}]], en raccordant les axes
1 2
de mouvement du côté de la pièce à la partie latérale de l’outil. Dans cette description, la partie latérale
de la pièce et la partie latérale de l’outil se distinguent en nommant la pièce «w», l’outil «t», et le socle
«b»; (C) représente l’axe de la broche sans commande numérique pour le positionnement angulaire. Les
chaînes cinématiques multiples du côté de la pièce et du côté de l’outil sont toutes illustrées.
«{t,w}» dans la troisième chaîne indique que la contre-poupée (W ou Z3) peut être raccordée soit à la
pièce, soit à un outil (par exemple une perceuse).
© ISO 2015 – Tous droits réservés 5
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 13041-5:2015(F)
A.2 Essais cinématiques
A.2.1 Généralités
Les essais spécifiés dans la présente Annexe renvoient, pour plus de simplicité, à l’exemple de
configuration de machine illustré à la Figure A.1, mais ils sont applicables à toutes les configurations
des tours et des centres de tournage à broche porte-pièce horizontale.
NOTE Ces essais peuvent ne pas être utilisés directement pour prévoir les erreurs réelles de la pièce
résultant de la coupe.
A.2.2 Vitesses de broche (AK1) et vitesses d’avance (AK2)
Ces essais visent à vérifier l’exactitude globale de toute la chaîne électrique, électronique et cinématique
du système de commande, entre la commande et le mouvement physique du composant.
A.2.3 Interpolations linéaires (AK3)
Ces essais visent à vérifier le mouvement coordonné de deux axes linéaires dans les deux conditions suivantes:
— Pendant qu’ils se déplacent soit à la même vitesse (45°), soit
— Pendant que l’un d’eux se déplace à une vitesse significativement inférieure à l’autre (petits angles).
A.2.4 Interpolations circulaires (AK4)
Les essais de mouvement d’interpolation circulaire visent à vérifier le mouvement coordonné de deux
axes linéaires le long d’une trajectoire circulaire, en incluant des points auxquels le mouvement d’un
des axes ralentit jusqu’à zéro et la direction du mouvement s’inverse. Pendant ces essais, les axes se
déplacent à des vitesses variables.
A.2.5 Interpolations radiales (AK5)
Ces essais sont une alternative à AK4, dans les cas où la machine soumise à essai ne permet pas d’effectuer
un balayage de mesurage sur 360° ou si AK4 n’est pas pertinent par ailleurs. Ces essais visent à vérifier le
comportement mutuel de deux axes linéaires (généralement X et Z) à des vitesses d’avance variables, en
incluant des points auxquels l’avance d’un axe ralentit jusqu’à zéro et la direction du mouvement s’inverse.
A.2.6 Mouvement d’interpolation circulaire par commande simultanée sur 3 axes (axes
X, Y et C) (AK6)
Ces essais visent à vérifier les interpolations entre les axes X, Y et C d’un centre de tournage pour des
mouvements de contournage dans le sens horaire et dans le sens inverse (antihoraire).
6 © ISO 2015 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 13041-5:2015(F)
Vitesses de broche
Objet AK1
Contrôle des écarts de vitesse de la broche à mi vitesse et à la vitesse maximale de chaque amplitude dans les sens de rotation horaire et
inverse (antihoraire).
Schéma
Tolérance
±5 %
Mesurage de l’écart
Gamme de vitesses Sens de rotation Vitesse programmée Vitesse mesurée Écart %
Inverse
(antihoraire)
Milieu
Horaire
Inverse
(antihoraire)
Max.
Horaire
Inverse
(antihoraire)
Milieu
Horaire
Inverse
(antihoraire)
Max.
Horaire
Instruments de mesure
a)
Compte-tours ou stroboscope
a)
Des instruments de mesure indépendants de la commande numérique doivent être utilisés.
Observations
Les lectures doivent se faire à vitesse constante, en évitant l’accélération/la décélération au démarrage et à l’arrêt. Lors de la lecture ins-
tantanée de la vitesse, au moins cinq lectures doivent être relevées et la moyenne doit être calculée. Cet essai doit être réalisé aussi bien
pour les broches porte-pièce que pour les broches porte-outil.
La commande de priorité doit être réglée à 100 %.
L’écart de vitesse de la broche doit être calculé d’après la formule suivante:
AP-
SS
D = ×100
P
S
où
D est l’écart en pourcentage;
A est la vitesse réelle;
s
P est la vitesse programmée.
s
© ISO 2015 – Tous droits réservés 7
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 13041-5:2015(F)
Vitesses d’avance des axes linéaires
Objet AK2
Contrôle de l’exactitude de la vitesse d’avance des axes linéaires aux vitesses d’avance suivantes: 1 000 mm/min et vitesse maximale.
Cet essai doit être réalisé pour tous les axes linéaires. Il convient de faire preuve de prudence lors de la réalisation de cet essai sur une
courte longueur de mesure en raison des effets de l’accélération et de la décélération (généralement pour l’axe Y).
Schéma
X
Z
3
2
2
3
Légende
1
1 tête du laser
1
2 interféromètre
3 réflecteur
Pour l’axe X Pour l’axe Z
Tolérance
À convenir entre le fabricant/fournisseur et l’utilisateur.
Mesurage de l’écart
Axe X Y Z
Vitesse d’avance pro-
Vitesse d’avance Vitesse d’avance
% % %
Vitesse d’avance
grammée
Sens moyenne mesu- moyenne mesu-
moyenne mesurée
écart écart écart
rée rée
positif
1 000 mm/min
négatif
Vitesse d’avance maxi- positif
male
négatif
.......... mm/min
Instruments de mesure
Interféromètre à laser
Observations
Aligner l’interféromètre à laser (réglage pour l’écart de positionnement) selon le mouvement de l’axe soumis à essai. L’axe doit être com-
mandé pour exécuter un mouvement simple avec deux points de fin de course spécifiés. Effectuer un déplacement d’une distance d’environ
la moitié de la longueur de course de l’axe (ou 500 mm selon la longueur la plus courte) pour permettre à l’axe d’accélérer, puis de se déplacer
à une vitesse constante et ensuite un ralentissement jusqu’à l’arrêt total doit être sélectionné. La même distance de déplacement doit être
utilisée pour toutes les vitesses d’avance. Les essais doivent être réalisés pour les deux sens de déplacement (positif et négatif). Il convient
d’échantillonner les données relatives à la vitesse à une fréquence minimale de 100 Hz, aucun lissage ni moyenne ne doit être autorisé. La
commande de priorité doit être réglée à 100 %. La lecture doit se faire à vitesse constante, en évitant une accélération/décélération au
démarrage et à l’arrêt. Pour chaque sens, calculer la vitesse d’avance moyenne comme moyenne de toutes les valeurs de vitesse d’avance
constante (1 000 points échantillonnés au minimum) pour un essai donné. Cet essai peut être réalisé avec l’essai de positionnement linéaire.
L’écart de vitesse d’avance doit être calculé d’après la formule suivante:
AP -
ff
D = ×100
f
P
f
où
D est l’écart en pourcentage;
f
A est la vitesse d’avance moyenne mesurée;
f
P est la vitesse programmée.
f
La fréquence d’échantillonnage du mesurage doit être reportée.
8 © ISO 2015 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 13 ----------------------
3°
ISO 13041-5:2015(F)
Interpolations linéaires
Objet AK3
Contrôle de la rectitude du mouvement décrit par l’interpolation linéaire de deux axes linéaires, sur une longueur de mesure maximale
de 300 mm avec un angle de mesurage d’environ:
a) 45° (même vitesse d’avance);
b) 1) 3° de déplacement de l’axe Z (vitesse d’avance de l’axe X très faible);
2) 3° de déplacement de l’axe X (vitesse d’avance de l’axe Z très faible).
Schéma
X
Z
a)
b) 1) b) 2)
Tolérance Écarts mesurés
pour toute longueur de 100 a) b) 1) b) 2)
Erreur mesurée
Longueur de mesurage
Instruments de mesure
Pièce de référence de rectitude, ou règle sinus, ou mandrins coniques spéciaux et capteur de déplacement linéaire, ou échelle numérique
bidimensionnelle
Observations et références à l’ISO 230-1:2012, 11.2.3, et l’ISO/TR 230-11:—, 6.3
a) et b) 1)
Pour les essais pendant lesquels des mandrins coniques spéciaux sont utilisés, fixer le mandrin conique [d’angle d’apex d’environ a) 90° ou
b) 6°] sur le mandrin ou la pince de serrage de la broche porte-pièce. La broche doit être bloquée. Fixer un détecteur de déplacement linéaire
sur une face de l’outil avec son stylet en contact avec la surface conique du cône perpendiculaire à la surface.
b) 2)
Pour les essais utilisant la pièce de référence de rectitude, attacher la pièce de référence de rectitude sur la face plane de la broche porte-
pièce ou du mandrin à quatre mors avec la surface de comparaison à approximativement 3° de l’axe X de déplacement. Bloquer la rotation
de la broche porte-pièce. Fixer un détecteur de
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.