ISO 13041-5:2006

NORME ISO
INTERNATIONALE 13041-5
Première édition
2006-12-01


Conditions d'essai des tours à
commande numérique et des centres de
tournage —
Partie 5:
Exactitude des vitesses, avances et
interpolations
Test conditions for numerically controlled turning machines and turning
centres —
Part 5: Accuracy of feeds, speeds and interpolations




Numéro de référence
ISO 13041-5:2006(F)
©
ISO 2006

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ISO 13041-5:2006(F)
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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 13041-5 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.
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 broche verticale inversée
⎯ Partie 4: Précision et répétabilité de positionnement des axes linéaires et rotatifs
⎯ Partie 5: Exactitude des vitesses, avances 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
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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 fixes et où l'énergie de coupe est fournie par la pièce et non par l'outil.
Cette machine à commande numérique assure un fonctionnement en mode automatique conformément à
l'ISO 13041-1:2004, 3.3, et peut être du type monobroche ou à plusieurs broches.
Un centre de tournage est un tour à commande numérique équipé d'un ou de plusieurs outils mécanisés et
capable d'orienter la broche porte-pièce autour de son axe.
L'objet de l'ISO 13041 est de fournir des informations aussi larges et exhaustives que possible sur les essais
géométriques, de positionnement, de contournage, thermiques et d'usinage pouvant être réalisés à des fins
de comparaison, de réception, de maintenance ou tout autre objet.
L'ISO 13041 spécifie, en faisant référence aux parties correspondantes de l'ISO 230, Code d'essai des
machines-outils, 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 acceptables maximales pour les résultats d'essai correspondant aux
centres de tournage et aux tours à commande numérique à usage général et d'exactitude normale.

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Conditions d'essai des tours à commande numérique et des
centres de tournage —
Partie 5:
Exactitude des vitesses, avances et interpolations
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 13041 spécifie, en faisant référence à l'ISO 230-1, certains essais cinématiques
pour les tours à commande numérique et les centres de tournage, portant sur les vitesses des broches, les
avances des axes linéaires à commande numérique et l'exactitude des trajectoires décrites par le mouvement
simultané d'au moins deux des axes rotatifs et/ou linéaires à commande numérique.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application 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 230-1:1996, Code d'essai des machines-outils — Partie 1: Précision géométrique des machines
fonctionnant à vide ou dans des conditions de finition
ISO 230-4:2005, Code d'essai des machines-outils — Partie 4: Essais de circularité des machines-outils à
commande numérique
3 Remarques préliminaires
3.1 Unités de mesure
Dans la présente partie de l'ISO 13041, toutes les dimensions linéaires, tous les écarts et toutes les
tolérances correspondantes sont exprimés en millimètres; les dimensions angulaires sont exprimées en
degrés, et les écarts angulaires ainsi que les tolérances correspondantes sont exprimés sous forme de
rapports mais, dans certains cas, les microradians ou les secondes d'arc peuvent être utilisés pour plus de
clarté. Il convient de garder toujours à l'esprit l'équivalence des expressions suivantes:
−6
0,010/1 000 = 10 × 10 = 10 µrad ≈ 2 arcsec
3.2 Référence à l'ISO 230-1
Pour l'application de la présente partie de l'ISO 13041, il faut se reporter à l'ISO 230-1, 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 et l'exactitude recommandée pour les appareils de
contrôle.
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3.3 Ordre des essais
L'ordre dans lequel les essais cinématiques sont donnés ne définit nullement l'ordre pratique de succession
des opérations de mesurage. Pour des questions de facilité de contrôle ou de montage des instruments, il
peut être procédé aux essais dans un ordre entièrement différent.
3.4 Essais à réaliser
Il n'est pas toujours possible, ni nécessaire, lors de l'examen d'une machine, d'effectuer la totalité des essais
figurant dans la présente partie de l'ISO 13041. Lorsque les essais sont requis à des fins de réception, il
appartient à l'utilisateur de choisir, en accord avec le fournisseur/constructeur, les seuls essais correspondant
aux éléments et/ou propriétés qui l'intéressent. Les essais à réaliser doivent être clairement précisés lors de
la passation de commande de la machine. On considère que la simple référence à la présente partie de
l'ISO 13041 pour les essais de réception n'engage aucun des contractants, s'il n'y a pas accord sur les essais
à réaliser et sur les frais correspondants.
3.5 Instruments de mesure
Les instruments de mesure indiqués dans les essais décrits dans l'Article 4 ne sont que des exemples. Il est
possible d'utiliser d'autres instruments mesurant les mêmes grandeurs et ayant au moins la même incertitude
de mesure et la même résolution.
En raison de l'exigence de représentation graphique des résultats (par exemple détection des pics aux points
d'inversion ou répétabilité des trajectoires circulaires) des essais K3 à K6, les instruments de mesures doivent
avoir une résolution de 0,001 mm ou mieux.
3.6 Schémas
Pour des raisons de simplicité, les schémas de la présente partie de l'ISO 13041 illustrent seulement certains
types de machines.
4 Essais cinématiques
4.1 Vitesses (essai K1) et avances (essai K2)
Ces essais visent à vérifier l'exactitude globale de toute la chaîne électrique, électronique et cinématique du
système de commande, entre les valeurs de commande données par le contrôleur.
4.2 Interpolations linéaires (essai K3)
Cet essai vise à vérifier d'une part, le comportement mutuel de deux axes linéaires pendant qu'ils se
déplacent à la même vitesse d'avance (angle de 45°) et d'autre part, le comportement de chacun d'eux à très
faible vitesse d'avance (angles étroits), avec un éventuel broutage.
4.3 Interpolations circulaires (essai K4)
Cet essai vise à vérifier d'une part, 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 des deux axes ralentit jusqu'à
zéro et la direction du mouvement s'inverse.
4.4 Interpolations radiales (essai K5)
Cet essai est une alternative à l'essai K4 si la machine soumise à essai ne permet pas d'effectuer un
balayage de mesurage sur 360° ou si l'essai K4 n'est pas pertinent. Cet essai a pour objet de vérifier le
comportement mutuel de deux axes linéaires (généralement X et Z) à des vitesses d'avance variables, en
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incluant des points auxquels l'avance d'un des deux axes ralentit jusqu'à zéro et la direction du mouvement
s'inverse.
4.5 Interpolations entre les axes X, Y et C (essai K6)
Cet essai vise à vérifier l'interpolation 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 des aiguilles d'une montre.

























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Objet
K1
Contrôle des écarts de vitesse de la broche à 50 % et à 100 % de la vitesse maximale de chaque gamme

dans le sens horaire de rotation et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
Schéma

Tolérance
± 5 %
Écart mesuré


Gamme
Vitesse Écart
de Sens de rotation Vitesse réelle
programmée %
vitesses
Inverse
Horaire
Inverse
Horaire
Inverse
Horaire
Inverse
Horaire

Instruments de mesure
Compte-tours ou stroboscope ou autre
Observations et références à l'ISO 230-1
Si la vitesse instantanée est mesurée, il faut effectuer cinq lectures et calculer la moyenne.
Les lectures doivent se faire à vitesse constante, en évitant une accélération/décélération au début et à la fin.
Le contrôle de dépassement doit être réglé à 100 %.
L'écart de vitesse de la broche doit être calculé d'après la formule suivante:
vitesse réelle − vitesse programmée
Écart % = ×
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