ISO 13041系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定階段重要技術(shù)內(nèi)容動(dòng)態(tài)變化介紹及分析

王興海

（沈陽(yáng)機(jī)床股份有限公司，遼寧沈陽(yáng)110142）

數(shù)控車(chē)床已經(jīng)發(fā)展了幾十年，但這幾十年來(lái)，國(guó)際上始終沒(méi)有統(tǒng)一的數(shù)控車(chē)床標(biāo)準(zhǔn)，各國(guó)仍然執(zhí)行各自國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。但隨著數(shù)控車(chē)床近年來(lái)的飛速發(fā)展，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織在2003年后開(kāi)始著手研究制定數(shù)控車(chē)床和車(chē)削中心系列檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，并于2004年開(kāi)始陸續(xù)頒布，截至2009年，該系列8個(gè)部分標(biāo)準(zhǔn)全部正式頒布，分別為:

ISO 13041－1:2004數(shù)控車(chē)床和車(chē)削中心檢驗(yàn)條件 第1部分:臥式機(jī)床幾何精度檢驗(yàn);

ISO 13041－2:2008數(shù)控車(chē)床和車(chē)削中心檢驗(yàn)條件 第2部分:立式機(jī)床幾何精度檢驗(yàn);

ISO 13041－3:2009數(shù)控車(chē)床和車(chē)削中心檢驗(yàn)條件 第3部分:倒置立式機(jī)床幾何精度檢驗(yàn);

ISO 13041－4:2004數(shù)控車(chē)床和車(chē)削中心檢驗(yàn)條件 第4部分:線性和回轉(zhuǎn)軸線的定位精度和重復(fù)定位精度檢驗(yàn);

ISO 13041－5:2006數(shù)控車(chē)床和車(chē)削中心檢驗(yàn)條件第5部分:進(jìn)給、速度和插補(bǔ)精度檢驗(yàn);

ISO 13041－6:2009數(shù)控車(chē)床和車(chē)削中心檢驗(yàn)條件 第6部分:精加工試件精度檢驗(yàn);

ISO 13041－7:2004數(shù)控車(chē)床和車(chē)削中心檢驗(yàn)條件 第7部分:在坐標(biāo)平面內(nèi)輪廓特性的評(píng)定;

ISO 13041－8:2004數(shù)控車(chē)床和車(chē)削中心檢驗(yàn)條件第8部分:熱變形的評(píng)定。

1 ISO 13041系列標(biāo)準(zhǔn)的制定階段技術(shù)內(nèi)容的動(dòng)態(tài)變化及分析

中，機(jī)床范圍中的主參數(shù)規(guī)定為“最大回轉(zhuǎn)直徑”，而在該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的正式版本中，機(jī)床范圍中的主參數(shù)規(guī)定為“床身上最大回轉(zhuǎn)直徑”。

兩者變化分析:在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案中規(guī)定的“最大回轉(zhuǎn)直徑”的概念很模糊，可能理解為“工件在床身上最大回轉(zhuǎn)直徑”，也可能理解為“工件在滑板上最大回轉(zhuǎn)直徑”。這是一個(gè)非常重要的機(jī)床參數(shù)，如果理解有誤，草率決定，對(duì)日后機(jī)床精度的水平比較將產(chǎn)生極大的偏差。而該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)正式版本中將機(jī)床主參數(shù)明確規(guī)定為“床身上最大回轉(zhuǎn)直徑”，筆者認(rèn)為這樣規(guī)定更加明確、合理。

1.1 ISO 13041 －1

注:該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)轉(zhuǎn)化為我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為GB/T 16462.1－2007，該標(biāo)準(zhǔn)修改采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

在跟蹤該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程中，收集到了ISO/DIS 13041－1:2003（草案）和ISO 13041－1:2004（正式版本），兩者之間出現(xiàn)一處重要變化，即:在該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案

1.2 ISO 13041 －2

從收集到的ISO/FDIS13041－2.3－2007（最終草案）、和 ISO13041－2－2008（正式版本）看，主要變化有兩項(xiàng)，分別為:R1為工件主軸（C軸）的回轉(zhuǎn)軸線誤差運(yùn)動(dòng)和R2為刀具主軸的回轉(zhuǎn)軸線誤差運(yùn)動(dòng)。

表1 最終草案中R1、R2和正式版本中R1、R2檢驗(yàn)項(xiàng)目和檢驗(yàn)指標(biāo)對(duì)比

在進(jìn)行R1和R2檢驗(yàn)項(xiàng)目跟蹤過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)在 ISO/FDIS13041－2.3:2007（最終草案）中，給出了這兩項(xiàng)的具體檢驗(yàn)項(xiàng)目和檢驗(yàn)指標(biāo)，而 ISO13041－2:2008（正式版本），只給出了檢驗(yàn)項(xiàng)目，取消了檢驗(yàn)指標(biāo)（見(jiàn)表1）。

兩者變化分析:R1和R2是兩個(gè)新的檢驗(yàn)項(xiàng)目，屬于回轉(zhuǎn)軸線的幾何精度檢驗(yàn)，主要在機(jī)床性能測(cè)試中使用，而在我國(guó)現(xiàn)行的各類(lèi)機(jī)床產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中從未出現(xiàn)過(guò)。經(jīng)查閱，這兩項(xiàng)檢驗(yàn)應(yīng)按 ISO 230 －7:2006［1］《機(jī)床檢驗(yàn)通則回轉(zhuǎn)軸線的幾何精度檢驗(yàn)》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法進(jìn)行檢驗(yàn)，而ISO 230－7:2006國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是2006年頒布的，所規(guī)定的檢驗(yàn)方法還沒(méi)有普遍應(yīng)用，可見(jiàn)，ISO/FDIS 13041－2.3草案中給出的 R1和 R2指標(biāo)還沒(méi)有充分論證，過(guò)早地納入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中可能面臨:數(shù)據(jù)給定合理性的不確定及將來(lái)標(biāo)準(zhǔn)頒布后如何執(zhí)行的問(wèn)題，但考慮到標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢(shì)和檢驗(yàn)機(jī)床的實(shí)際需要，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)正式版本根據(jù)ISO/TC39/SC2 N1708決議文件，還是將這兩項(xiàng)檢驗(yàn)項(xiàng)目保留，并且預(yù)計(jì)在下一次版本更新時(shí)，如果數(shù)據(jù)成熟，可能會(huì)增加這兩項(xiàng)檢驗(yàn)公差。

注:在跟蹤該ISO標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)過(guò)程中，收集到了2008年4月下發(fā)的ISO/TC39/SC2 N1708《關(guān)于取消ISO 13041系列標(biāo)準(zhǔn)中R1和R2公差決議》，決議在取消R1和R2公差同時(shí)增加了“注:如果供應(yīng)商/制造商和用戶通過(guò)雙方協(xié)議，在機(jī)床驗(yàn)收中包括此兩項(xiàng)檢驗(yàn)，則要求雙方在協(xié)議中規(guī)定相應(yīng)的公差。本標(biāo)準(zhǔn)的下一版本可能提供本檢驗(yàn)的公差，此公差是在合適的工業(yè)環(huán)境中，以主軸的性能測(cè)試得到的數(shù)據(jù)作為依據(jù)確定”。

1.3 ISO 13041 －3

ISO 13041－3與ISO 13041－2同樣存在 R1和 R2檢驗(yàn)問(wèn)題，但由于 ISO 13041－3的制定時(shí)間較ISO 13041－2之后，因此該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)在制定過(guò)程中ISO/DIS 13041－3－2007（草案）、ISO/FDIS 13041－3:2008（最終草案）及ISO 13041－3－2009（正式版本）都沒(méi)有出現(xiàn)R1和R2的檢驗(yàn)指標(biāo)。其他技術(shù)內(nèi)容除編輯性和敘述上有細(xì)微差異外，沒(méi)有其他明顯變化。

沒(méi)有明顯變化的原因分析:R1和R2借鑒ISO 13041－2國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定中的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)為了與ISO 13041－2國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)，相同問(wèn)題采用了統(tǒng)一的處理方法。

1.4 ISO 13041 －6

在跟蹤該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)在短期內(nèi)頒布了兩個(gè)正式版本（2005版 2009版）標(biāo)準(zhǔn)，分別為ISO13041－6:2005和ISO13041－6:2009，且兩個(gè)版本出現(xiàn)了明顯的變化，具體變化如下:

（1）ISO13041－6

2005版本的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中只給出了臥式機(jī)床的尺寸范圍。而ISO13041－6:2009版本的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中的機(jī)床尺寸范圍在2005版基礎(chǔ)上，還增加了立式機(jī)床和數(shù)控倒置立式機(jī)床的尺寸范圍。

（2）工作精度M1

在ISO13041－6:2005版本中只規(guī)定了臥式機(jī)床檢驗(yàn)公差，而ISO 13041－6:2009版本中增加了立式機(jī)床和數(shù)控倒置立式機(jī)床的檢驗(yàn)公差，兩個(gè)版本M1項(xiàng)檢驗(yàn)公差對(duì)比見(jiàn)表2。

（3）工作精度M2

同樣在ISO13041－6:2005版本中只規(guī)定臥式機(jī)床檢驗(yàn)公差，而ISO 13041－6:2009版本中增加了立式機(jī)床和數(shù)控倒置立式機(jī)床的檢驗(yàn)公差，兩個(gè)版本M2檢驗(yàn)公差對(duì)比見(jiàn)表3。

兩個(gè)版本變化原因分析:因 ISO 13041－6國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是ISO 13041系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中第6部分:機(jī)床工作精度標(biāo)準(zhǔn)，它是臥式機(jī)床、立式機(jī)床和倒置立式機(jī)床共同執(zhí)行的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，因此其檢驗(yàn)內(nèi)容不僅要適用臥式機(jī)床，同時(shí)還要適用立式機(jī)床和倒置立式機(jī)床。因ISO 13041－6:2006版本根本不能滿足這一條件而不得不重新修訂，而ISO 13041－6:2009版本增加了上述內(nèi)容，滿足了各類(lèi)產(chǎn)品的使用條件。

1.5 ISO 13041 －4、ISO 13041 －5、ISO 13041－7、ISO 13041－8

在跟蹤ISO 13041系列標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中，只收集到了上述國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的正式版本，而沒(méi)有收集到上述標(biāo)準(zhǔn)的制定階段的標(biāo)準(zhǔn)草案版本，因此本文對(duì)上述國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)不進(jìn)行分析。

表2 M1項(xiàng)檢驗(yàn)公差對(duì)比

表3 M2項(xiàng)檢驗(yàn)公差對(duì)比

注:上述國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中的 ISO 13041－4、ISO 13041－7、ISO 13041－8已經(jīng)修改或等同轉(zhuǎn)化為了我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，分別為:GB/T 16462.4 －2007（ISO 13041 －4:2004，MOD）、GB/T 16462.7 － 2009（ISO 13041 － 7:2004，IDT）、GB/T 16462.8 －2009（ISO 13041 －8:2004，MOD）。

2 ISO 13014系列標(biāo)準(zhǔn)最新動(dòng)態(tài)

ISO 13014系列標(biāo)準(zhǔn)自2004年至2009年陸續(xù)頒布以來(lái)，截至目前沒(méi)有更新的版本。只有ISO 13041－5重新進(jìn)入了修訂程序，目前剛剛進(jìn)入委員會(huì)討論階段（CD階段:版本ISO/CD 13041－5:2012［3］）。由于該標(biāo)準(zhǔn)還處在修訂初期，距正式發(fā)布還有幾個(gè)階段，這期間會(huì)有很多變化，且在編寫(xiě)本文過(guò)程中尚未收集到該版本電子版或紙質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，只是從國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)站查到該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的信息，因此本文沒(méi)有將該版本的內(nèi)容與現(xiàn)行版本進(jìn)行比較和分析。

3 結(jié)語(yǔ)

ISO13041系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際上近幾十年來(lái)唯一正式發(fā)布的數(shù)控車(chē)床和車(chē)削中心產(chǎn)品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)跟蹤研究該系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)變化，對(duì)了解國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展過(guò)程和掌握國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)水平具有十分重要的意義，同時(shí)對(duì)研究制定我國(guó)數(shù)控車(chē)床和車(chē)削中心產(chǎn)品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)奠定了有力的技術(shù)基礎(chǔ)，使我國(guó)數(shù)控機(jī)床的研發(fā)水平與國(guó)際數(shù)控機(jī)床水平更加接近，更具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

［1］International Organization for Standardization，ISO 230－7:2006，Test code for machine tools－Part7:Geometric accuracy of axes of rotation［S］.published in Switzerland，ISO copyright office，2006.

［2］International Organization for Standardization，ISO13041－6:2009，Test conditions for numerically controlled turning machines and turning centres－Part6:Accuracy of finished test piece［S］.published in Switzerland，ISO copyright office，2009.

［3］International Organization for Standardization，ISO/CD 13041 －5，Test conditions for numerically controlled turning machines and turning centres－ Part5:Accuracy of feeds，speeds and interpolations［S］.www.iso.org/iso/home/store/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=56623，2012.