ISO 230-1:2012

NORME ISO
INTERNATIONALE 230-1
Troisième édition
2012-03-01


Code d'essai des machines-outils —
Partie 1:
Exactitude géométrique des machines
fonctionnant à vide ou dans des
conditions quasi-statiques
Test code for machine tools —
Part 1: Geometric accuracy of machines operating under no-load or
quasi-static conditions




Numéro de référence
ISO 230-1:2012(F)
©
ISO 2012

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ISO 230-1:2012(F)

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ISO 230-1:2012(F)
Sommaire Page
Avant-propos . v
Introduction . vii
1  Domaine d'application . 1
2  Références normatives . 1
3  Termes et définitions . 2
3.1  Généralités . 2
3.2  Termes pour le système de coordonnées machine et nomenclature des mouvements . 2
3.3  Termes relatifs à la conformité statique et à l'hystérésis . 3
3.4  Termes relatifs aux axes de mouvement linéaire . 4
3.5  Définitions relatives aux axes de rotation . 12
3.6  Termes relatifs à l'erreur de parallélisme et de perpendicularité des axes de déplacement . 19
3.7  Termes pour d'autres relations entre lignes moyennes d'axes . 25
3.8  Termes pour les mouvements multiaxiaux (essais cinématiques) . 26
3.9  Termes relatifs à l'exactitude géométrique des surfaces fonctionnelles de la machine,
composants de la machine-outil et éprouvettes . 30
4  Tolérances . 34
4.1  Généralités . 34
4.2  Tolérances applicables aux surfaces fonctionnelles de machine-outil, composants de
machine-outil et éprouvettes . 40
4.3  Conditions de limitation complémentaires associées aux tolérances . 40
5  Incertitude de mesure, méthodes d'essai et instruments de mesure . 41
6  Opérations préliminaires . 43
6.1  Installation de la machine avant essais . 43
6.2  État de la machine avant essais . 43
6.3  Instruments et montage d'essai . 44
7  Essais d'hystérésis et de souplesse statique des machines . 45
7.1  Généralités . 45
7.2  Essais d'hystérésis et de conformité statique des machines, effectués en appliquant une
force à l'extérieur . 46
7.3  Essais d'hystérésis et de conformité statique des machines, effectués en appliquant une
force à l'intérieur . 48
7.4  Essais supplémentaires pour les machines avec axes en rotation . 51
8  Essais d'exactitude géométrique des axes de mouvement linéaire . 52
8.1  Généralités . 52
8.2  Essais d'erreur de rectitude de mouvement . 53
8.3  Essais d'erreur de positionnement linéaire d'un mouvement . 59
8.4  Essais d'erreur angulaire de mouvement . 61
9  Essais d'exactitude géométrique des axes de rotation. 65
9.1  Référence à l'ISO 230-7 . 65
9.2  Erreur de positionnement angulaire d'un mouvement . 66
10  Alignement des axes de mouvement (parallélisme, perpendicularité, coaxialité et
intersection) . 69
10.1  Parallélisme des axes de mouvement . 69
10.2  Erreur de coaxialité de lignes moyennes d'axes . 76
10.3  Erreur de perpendicularité d'axes de mouvement . 79
10.4  Intersection de lignes moyennes d'axe . 86
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ISO 230-1:2012(F)
11  Essais de mouvement multiaxiaux (cinématiques) .87
11.1  Généralités .87
11.2  Trajectoires linéaires .88
11.3  Trajectoires circulaires .89
11.4  Mouvement (de forme) conique .96
11.5  Essai d'interpolation sphérique à l'aide d'un témoin sphérique et de capteurs de
déplacement linéaire .97
11.6  Erreur de planéité d'une surface générée par deux axes en mouvement linéaire .98
11.7  Essais spéciaux .99
12  Essais d'exactitude géométrique des surfaces fonctionnelles de la machine (rectitude,
planéité, perpendicularité, parallélisme) . 102
12.1  Erreur de rectitude des surfaces fonctionnelles de la machine . 102
12.2  Planéité des tables des machines. 112
12.3  Positionnement et orientation des surfaces fonctionnelles . 121
12.4  Erreur de perpendicularité entre lignes et plans . 131
12.5  Battement de rotation d'organes rotatifs . 135
Annexe A (informative) Référentiel de coordonnées de la machine-outil et erreurs de position et
d'orientation . 137
Annexe B (informative) Mesure de pièce d'essai . 150
Annexe C (informative) Références croisées . 153
Bibliographie . 161
Index  Index alphabétique des termes et définitions . 162

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ISO 230-1:2012(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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
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.
L'ISO 230-1 a été élaborée 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 230-1:1996), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
L'ISO 230 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Code d'essai des machines-outils:
 Partie 1: Exactitude géométrique des machines fonctionnant à vide ou dans des conditions quasi-
statiques
 Partie 2: Détermination de l'exactitude et de la répétabilité de positionnement des axes en commande
numérique
 Partie 3: Évaluation des effets thermiques
 Partie 4: Essais de circularité des machines-outils à commande numérique
 Partie 5: Détermination de l'émission sonore
 Partie 6: Détermination de la précision de positionnement sur les diagonales principales et de face
(Essais de déplacement en diagonale)
 Partie 7: Exactitude géométrique des axes de rotation
 Partie 8: Vibrations [Rapport technique]
 Partie 9: Estimation de l'incertitude de mesure pour les essais des machines-outils selon la série ISO 230,
équations de base [Rapport technique]
 Partie 10: Détermination des performances de mesure des systèmes de palpage des machines-outils à
commande numérique
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ISO 230-1:2012(F)
La partie suivante est en cours d'élaboration:
 Partie 11: Instruments de mesure et leurs applications aux essais de géométrie des machines-outils
[Rapport technique].
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ISO 230-1:2012(F)
Introduction
L'ISO/TC 39/SC 2 a décidé de réviser et de restructurer la présente partie de l'ISO 230 pour les raisons
suivantes:
a) certains paragraphes de l'édition précédente coïncidaient avec d'autres codes d'essai nouvellement
spécifiés;
b) pour des raisons pratiques, il a été nécessaire de modifier les définitions d'erreur de parallélisme et
d'erreur de perpendicularité pour ne pas inclure les erreurs de rectitude dans l'observation du mouvement
de la machine-outil;
NOTE Ces définitions ne sont pas censées être utilisées pour la description des erreurs de parallélisme et de
perpendicularité des composants et des fonctionnalités. En ce qui concerne les composants et les fonctionnalités, la
présente partie de l'ISO 230 respecte directement les définitions des erreurs de parallélisme et de perpendicularité
tirées d'autres Normes internationales (par exemple l'ISO 1101).
c) une distinction claire était souhaitée entre les erreurs pour une trajectoire et les imperfections des
surfaces fonctionnelles et les pièces usinées;
d) il s'est également avéré nécessaire d'aborder les progrès des technologies des machines-outils, des
méthodes et instruments de mesure;
e) l'Annexe A de la deuxième édition a été complétée, car de nouvelles méthodes et de nouveaux appareils
de mesure ont été développés et adoptés pour accélérer les mesurages et en améliorer l'exactitude. Par
conséquent, cela a été séparé du corps de la norme par le biais d'une future Partie 11 (Rapport
technique);
f) en outre, afin d'aligner la présente partie de l'ISO 230 avec l'ISO 14253 (toutes les parties), des
paragraphes relatifs à l'incertitude de mesure ont été introduits.

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NORME INTERNATIONALE ISO 230-1:2012(F)

Code d'essai des machines-outils —
Partie 1:
Exactitude géométrique des machines fonctionnant à vide ou
dans des conditions quasi-statiques
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 230 spécifie des méthodes d'essai de l'exactitude géométrique des machines-
outils fonctionnant à vide ou dans des conditions quasi-statiques, à l'aide d'essais géométriques et d'usinage.
Les méthodes peuvent également être appliquées à d'autres types de machines industrielles.
La présente partie de l'ISO 230 couvre les machines à entraînement mécanique qui peuvent être utilisées
pour l'usinage du métal, du bois, etc. par enlèvement de copeaux ou par déformation plastique. Elle ne couvre
pas les machines portatives motorisées.
La présente partie de l'ISO 230 concerne uniquement les essais d'exactitude géométrique. Elle ne traite ni
des essais de fonctionnement de la machine-outil (vibrations, broutage des composants, etc.), ni de la
vérification des caractéristiques (vitesses, avances).
La présente partie de l'ISO 230 ne couvre pas l'exactitude géométrique des mouvements des machines-outils
à grande vitesse pour lesquelles les forces d'usinage sont notoirement plus faibles que les forces dues aux
accélérations.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application de la présente norme. 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 1, Spécification géométrique des produits (GPS) — Température normale de référence pour la
spécification géométrique des produits et vérification
ISO 230-2, Code d'essai des machines-outils — Partie 2: Détermination de l'exactitude et de la répétabilité de
positionnement des axes en commande numérique
ISO 230-4, Code d'essai des machines-outils — Partie 4: Essais de circularité des machines-outils à
commande numérique
ISO 230-6, Code d'essai des machines-outils — Partie 6: Détermination de la précision de positionnement sur
les diagonales principales et de face (Essais de déplacement en diagonale)
ISO 230-7, Code d'essai des machines-outils — Partie 7: Exactitude géométrique des axes de rotation
ISO/TR 230-8, Code d'essai des machines-outils — Partie 8: Vibrations
ISO 841, Systèmes d'automatisation industrielle et intégration — Commande numérique des machines —
Système de coordonnées et nomenclature du mouvement
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ISO 230-1:2012(F)
ISO 1101, Spécification géométrique des produits (GPS) — Tolérancement géométrique — Tolérancement de
forme, orientation, position et battement
ISO 12181-1:2011, Spécification géométrique des produits (GPS) — Circularité — Partie 1: Vocabulaire et
paramètres de circularité
ISO 12780-1:2011, Spécification géométrique des produits (GPS) — Rectitude — Partie 1: Vocabulaire et
paramètres de rectitude
ISO 12781-1:2011, Spécification géométrique des produits (GPS) — Planéité — Partie 1: Vocabulaire et
paramètres de planéité
ISO 14253-1, Spécification géométrique des produits (GPS) — Vérification par la mesure des pièces et des
équipements de mesure — Partie 1: Règles de décision pour prouver la conformité ou la non-conformité à la
spécification
3 Termes et définitions
3.1 Généralités
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 230-2, l'ISO 230-4,
l'ISO 230-7, l'ISO 841, l'ISO 12181-1, l'ISO 12780-1 et l'ISO 12781-1 ainsi que les suivants s'appliquent.
La présente partie de l'ISO 230 utilise des définitions métrologiques qui prennent en considération les
mouvements concrets, les lignes et surfaces réelles accessibles au mesurage en ne tenant compte ni des
réalités de la construction, ni des possibilités de vérification géométrique.
NOTE 1 Dans certains cas, des définitions géométriques (par exemple les définitions de battement, entre autres) ont
été retenues dans la présente partie de l'ISO 230 afin d'éliminer toute confusion et de clarifier les formulations utilisées.
Cependant, la description des méthodes d'essai, instruments de mesure et tolérances se fonde sur des définitions
métrologiques.
NOTE 2 Voir l'index alphabétique pour une liste des termes et définitions.
3.2 Termes pour le système de coordonnées machine et nomenclature des mouvements
3.2.1
système de coordonnées de la machine
système orthogonal main droite avec les trois principaux axes appelés X, Y et Z, et des axes de rotation
autour de ces axes marqués A, B et C, respectivement
Voir Figure 1.

Figure 1 — Système de coordonnées machine orthogonal main droite
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ISO 230-1:2012(F)
3.3 Termes relatifs à la conformité statique et à l'hystérésis
3.3.1
boucle structurelle
assemblage de composants qui maintient la position relative entre deux objets spécifiés
[ISO 230-7:2006, définition 3.1.13]
NOTE Une paire typique d'objets spécifiés est un outil de coupe et une pièce à usiner. Dans ce cas, la boucle
structurelle comprend la broche, les paliers et le logement de la broche, la poupée fixe de la machine, les glissières et le
châssis de la machine ainsi que les dispositifs de serrage de l'outil et de la pièce. Dans le cas des machines de grandes
dimensions, la fondation peut également faire partie de la boucle structurelle.
3.3.2
souplesse statique
déplacement linéaire (ou angulaire) par unité de force (ou de mouvement) statique entre deux objets, spécifié
par rapport à la boucle structurelle, à l'emplacement aux directions des forces appliquées, ainsi que par
rapport à l'emplacement et à la direction du déplacement considéré
NOTE 1 La souplesse statique est l'inverse de la rigidité statique. La souplesse statique est recommandée en raison
de ses propriétés additives.
NOTE 2 L'expression «souplesse croisée» est utilisée lorsque le déplacement et la force ne sont pas mesurés dans la
même direction.
3.3.3
jeu
condition de rigidité nulle sur une étendue de déplacement limitée due au jeu entre les éléments de la boucle
structurelle
[ISO 230-7:2006, définition 3.1.21]
3.3.4
hystérésis
déplacement linéaire (ou angulaire) entre deux objets résultant de l'application et du retrait séquentiels des
forces égales (ou moments) dans des directions opposées
[ISO 230-7:2006, définition 3.1.22]
3.3.5
hystérésis de montage
hystérésis de différents composants dans un montage d'essai, normalement due à des jeux mécaniques
[ISO 230-7:2006, définition 3.1.22.1]
3.3.6
hystérésis de machine
hystérésis de la structure de la machine lorsqu'elle est soumise à des charges spécifiques
[ISO 230-7:2006, définition 3.1.22.2]
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ISO 230-1:2012(F)
3.4 Termes relatifs aux axes de mouvement linéaire
3.4.1 Généralités
De nombreux essais et définitions de la présente partie de l'ISO 230 traitent des erreurs de mouvement relatif
entre l'organe de la machine qui porte l'outil de coupe et celui qui porte la pièce à usiner. Ces erreurs sont
définies et mesurées à la position ou à la trajectoire du point fonctionnel.
3.4.2
point fonctionnel
point central de l'outil de coupe ou point associé à un organe de la machine-outil où l'outil de coupe serait en
contact avec la pièce en vue du retrait de matières
Voir Figure 2.
NOTE 1 Le point fonctionnel est un point unique qui peut se déplacer dans le volume de travail de la machine-outil. La
présente partie de l'ISO 230 et les normes spécifiques relatives aux machines-outils recommandent typiquement de
réaliser des essais des caractéristiques géométriques en appliquant des réglages d'essai qui sont représentatifs de la
position relative de l'outil (se déplaçant) de la longueur moyenne prévue et le centre hypothétique de la pièce à usiner (en
déplacement), étant convenu qu'elle est située près du centre de mouvement des axes de la machine-outil.
NOTE 2 Pour améliorer la lisibilité, les définitions et les essais de la présente partie de l'ISO 230 emploient l'expression
«point fonctionnel sur un composant mobile» au lieu de l'expression formellement plus précise «point mobile représentant
la position relative entre l'outil (en déplacement) et la pièce usinée (en déplacement)».

Légende
1 point fonctionnel
Figure 2 — Exemples de points fonctionnels
3.4.3
erreur de mouvements d'un axe linéaire
mouvements linéaires et angulaires non désirés d'un composant commandé pour se déplacer le long d'une
trajectoire (nominale) en ligne droite
Voir Figure 3.
NOTE 1 Les erreurs de mouvements sont identifiées par la lettre E suivie d'un indice, où la première lettre est le nom
de l'axe correspondant à la direction de l'erreur du mouvement et la deuxième lettre est le nom de l'axe du mouvement
(voir Figure 3 ainsi que l'Annexe A).
NOTE 2 Les erreurs de mouvement linéaire sont définies en 3.4.4; les erreurs de mouvements angulaires sont définies
en 3.4.16.
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3.4.4
erreur de mouvements linéaires d'un axe linéaire
trois erreurs de translation de mouvement du point fonctionnel d'un composant mobile commandé le long de
la trajectoire (nominale) en ligne droite, le premier étant le long de la direction du mouvement (nominal) et les
deux autres étant le long de deux directions orthogonales à cette direction
NOTE 1 L'erreur de mouvement linéaire le long de la direction du mouvement s'appelle erreur de positionnement
linéaire du mouvement (3.4.5). Les deux autres mouvements de translation des erreurs s'appellent erreurs de rectitude
de mouvement (3.4.8).
NOTE 2 Les erreurs de mouvements linéaires mesurées au point fonctionnel incluent les effets des erreurs de
mouvements angulaires. Les effets de ces erreurs de mouvements angulaires sont différents quand la position du point de
mesure sur le composant mobile est différente de celle du point fonctionnel. Dans ces cas-ci, les écarts de mouvements
angulaires doivent être connus et pris en considération pour déterminer les déviations de la trajectoire du point fonctionnel.
NOTE 3 Si le composant mobile ne peut pas être considéré comme un corps rigide, par exemple en cas de grande
table mobile, les essais seront effectués sur plus d'un point sur le composant mobile.

Légende
1 mouvement linéaire commandé sur l'axe X
E erreur de mouvement angulaire autour de l'axe de rotation A (roulis)
AX
E erreur de mouvement angulaire autour de l'axe de rotation B (lacet)
BX
E erreur de mouvement angulaire autour de l'axe de rotation C (tangage)
CX
E erreur de positionnement de mouvement linéaire de l'axe X; écart de positionnement de l'axe X
XX
E erreur de rectitude de mouvement en direction de l'axe Y
YX
E erreur de rectitude de mouvement en direction de l'axe Z
ZX
Figure 3 — Erreurs des mouvements angulaires et linéaires d'un composant commandé pour se
déplacer le long d'une trajectoire (nominale) en ligne droite parallèle à l'axe X
3.4.5
erreur de positionnement linéaire du mouvement
mouvement non désiré le long de la direction du mouvement qui résulte en une position locale réelle atteinte
par le composant mobile au point fonctionnel différant de la position commandée locale le long de la direction
du mouvement
Voir Figure 4.
NOTE 1 Le signe positif de l'erreur de positionnement se situe dans la direction positive du mouvement (selon
l'ISO 841).
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ISO 230-1:2012(F)
NOTE 2 L'erreur de positionnement linéaire de mouvement est associée aux imperfections du composant mobile et de
son système de guidage. Il n'est pas associé à la réponse dynamique du composant mobile et de son système de
positionnement à servocommande.
3.4.6
écart de positionnement linéaire
position atteinte par le point fonctionnel sur le composant mobile moins la position cible
NOTE 1 Adapté de l'ISO 230-2:2006, définition 2.5.
NOTE 2 Les écarts de positionnement sont mesurés à des intervalles discrets spécifiés conformément aux exigences
de l'ISO 230-2 pour déterminer l'exactitude de positionnement et la répétabilité des axes numériquement contrôlés.
NOTE 3 Les écarts de positionnement mesurés en conformité avec les exigences de l'ISO 230-2 constituent une
représentation limitée de l'erreur de positionnement de mouvement (voir Figure 4).

Légende
X coordonnées sur l'axe X, en mm
E écart de positionnement d'axe et erreur de positionnement de mouvement selon l'axe X, en µm
XX
1 erreur de positionnement réelle de mouvement de l'axe X
2 écart de positionnement de l'axe X mesuré
Figure 4 — Exemple d'erreur de positionnement linéaire de mouvement et d'écart de
positionnement linéaire mesuré du mouvement linéaire d'un point fonctionnel le long de l'axe X
3.4.7
erreur de positionnement linéaire
exactitude de positionnement linéaire
valeur du plus grand écart de positionnement linéaire positif ajouté à la plus grande valeur absolue de l'écart
négatif de positionnement, évalué en conformité avec des conventions spécifiées
NOTE 1 La présente définition s'applique seulement aux axes qui ne sont pas commandés numériquement de façon
continue. L'exactitude d'un positionnement linéaire des axes commandés numériquement en continu est établie et
déterminée en conformité avec les exigences de l'ISO 230-2.
NOTE 2 Une convention pour l'évaluation de positionnement linéaire d'erreur peut être de positionner un axe linéaire
manuellement plus de 100 mm, 10 fois vers l'avant, 10 fois vers l'arrière et d'évaluer pour chaque positionnement l'écart
de positionnement linéaire.
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ISO 230-1:2012(F)
3.4.8
erreur de rectitude de mouvement
mouvement involontaire dans l'une des deux directions orthogonales à la direction de l'axe linéaire commandé
pour se déplacer le long d'un axe (nominal) de trajectoire en ligne droite
Voir Figures 5 et 6.

Légende
X coordonnées sur l'axe X, en mm
E écart de rectitude de X en direction de l'axe Z, en µm
ZX
1 erreur de mouvement linéaire de X en direction de l'axe Z
2 erreur de rectitude de mouvement mesurée
3 ligne droite minimale moyenne de zone de ré
...