ISO 13041系列国际标准制定阶段重要技术内容动态变化介绍及分析
2013-09-29王兴海
王兴海
（沈阳机床股份有限公司，辽宁沈阳110142）
数控车床已经发展了几十年，但这几十年来，国际上始终没有统一的数控车床标准，各国仍然执行各自国家的标准。但随着数控车床近年来的飞速发展，国际标准化组织在2003年后开始着手研究制定数控车床和车削中心系列检验标准，并于2004年开始陆续颁布，截至2009年，该系列8个部分标准全部正式颁布，分别为:
ISO 13041－1:2004数控车床和车削中心检验条件 第1部分:卧式机床几何精度检验;
ISO 13041－2:2008数控车床和车削中心检验条件 第2部分:立式机床几何精度检验;
ISO 13041－3:2009数控车床和车削中心检验条件 第3部分:倒置立式机床几何精度检验;
ISO 13041－4:2004数控车床和车削中心检验条件 第4部分:线性和回转轴线的定位精度和重复定位精度检验;
ISO 13041－5:2006数控车床和车削中心检验条件第5部分:进给、速度和插补精度检验;
ISO 13041－6:2009数控车床和车削中心检验条件 第6部分:精加工试件精度检验;
ISO 13041－7:2004数控车床和车削中心检验条件 第7部分:在坐标平面内轮廓特性的评定;
ISO 13041－8:2004数控车床和车削中心检验条件第8部分:热变形的评定。
1 ISO 13041系列标准的制定阶段技术内容的动态变化及分析
中，机床范围中的主参数规定为“最大回转直径”，而在该国际标准的正式版本中，机床范围中的主参数规定为“床身上最大回转直径”。
两者变化分析:在国际标准草案中规定的“最大回转直径”的概念很模糊，可能理解为“工件在床身上最大回转直径”，也可能理解为“工件在滑板上最大回转直径”。这是一个非常重要的机床参数，如果理解有误，草率决定，对日后机床精度的水平比较将产生极大的偏差。而该国际标准正式版本中将机床主参数明确规定为“床身上最大回转直径”，笔者认为这样规定更加明确、合理。
1.1 ISO 13041 －1
注:该国际标准已经转化为我国国家标准，标准号为GB/T 16462.1－2007，该标准修改采用国际标准。
在跟踪该国际标准过程中，收集到了ISO/DIS 13041－1:2003（草案）和ISO 13041－1:2004（正式版本），两者之间出现一处重要变化，即:在该国际标准草案
1.2 ISO 13041 －2
从收集到的ISO/FDIS13041－2.3－2007（最终草案）、和 ISO13041－2－2008（正式版本）看，主要变化有两项，分别为:R1为工件主轴（C轴）的回转轴线误差运动和R2为刀具主轴的回转轴线误差运动。
表1 最终草案中R1、R2和正式版本中R1、R2检验项目和检验指标对比
在进行R1和R2检验项目跟踪过程中，发现在 ISO/FDIS13041－2.3:2007（最终草案）中，给出了这两项的具体检验项目和检验指标，而 ISO13041－2:2008（正式版本），只给出了检验项目，取消了检验指标（见表1）。
两者变化分析:R1和R2是两个新的检验项目，属于回转轴线的几何精度检验，主要在机床性能测试中使用，而在我国现行的各类机床产品出厂检验标准中从未出现过。经查阅，这两项检验应按 ISO 230 －7:2006［1］《机床检验通则回转轴线的几何精度检验》国际标准规定的方法进行检验，而ISO 230－7:2006国际标准是2006年颁布的，所规定的检验方法还没有普遍应用，可见，ISO/FDIS 13041－2.3草案中给出的 R1和 R2指标还没有充分论证，过早地纳入国际标准中可能面临:数据给定合理性的不确定及将来标准颁布后如何执行的问题，但考虑到标准的发展趋势和检验机床的实际需要，国际标准正式版本根据ISO/TC39/SC2 N1708决议文件，还是将这两项检验项目保留，并且预计在下一次版本更新时，如果数据成熟，可能会增加这两项检验公差。
注:在跟踪该ISO标准的动态过程中，收集到了2008年4月下发的ISO/TC39/SC2 N1708《关于取消ISO 13041系列标准中R1和R2公差决议》，决议在取消R1和R2公差同时增加了“注:如果供应商/制造商和用户通过双方协议，在机床验收中包括此两项检验，则要求双方在协议中规定相应的公差。本标准的下一版本可能提供本检验的公差，此公差是在合适的工业环境中，以主轴的性能测试得到的数据作为依据确定”。
1.3 ISO 13041 －3
ISO 13041－3与ISO 13041－2同样存在 R1和 R2检验问题，但由于 ISO 13041－3的制定时间较ISO 13041－2之后，因此该国际标准在制定过程中ISO/DIS 13041－3－2007（草案）、ISO/FDIS 13041－3:2008（最终草案）及ISO 13041－3－2009（正式版本）都没有出现R1和R2的检验指标。其他技术内容除编辑性和叙述上有细微差异外，没有其他明显变化。
没有明显变化的原因分析:R1和R2借鉴ISO 13041－2国际标准制定中的经验，同时为了与ISO 13041－2国际标准协调，相同问题采用了统一的处理方法。
1.4 ISO 13041 －6
在跟踪该国际标准过程中，发现该国际标准在短期内颁布了两个正式版本（2005版 2009版）标准，分别为ISO13041－6:2005和ISO13041－6:2009，且两个版本出现了明显的变化，具体变化如下:
（1）ISO13041－6
2005版本的国际标准中只给出了卧式机床的尺寸范围。而ISO13041－6:2009版本的国际标准中的机床尺寸范围在2005版基础上，还增加了立式机床和数控倒置立式机床的尺寸范围。
（2）工作精度M1
在ISO13041－6:2005版本中只规定了卧式机床检验公差，而ISO 13041－6:2009版本中增加了立式机床和数控倒置立式机床的检验公差，两个版本M1项检验公差对比见表2。
（3）工作精度M2
同样在ISO13041－6:2005版本中只规定卧式机床检验公差，而ISO 13041－6:2009版本中增加了立式机床和数控倒置立式机床的检验公差，两个版本M2检验公差对比见表3。
两个版本变化原因分析:因 ISO 13041－6国际标准是ISO 13041系列国际标准中第6部分:机床工作精度标准，它是卧式机床、立式机床和倒置立式机床共同执行的检验标准，因此其检验内容不仅要适用卧式机床，同时还要适用立式机床和倒置立式机床。因ISO 13041－6:2006版本根本不能满足这一条件而不得不重新修订，而ISO 13041－6:2009版本增加了上述内容，满足了各类产品的使用条件。
1.5 ISO 13041 －4、ISO 13041 －5、ISO 13041－7、ISO 13041－8
在跟踪ISO 13041系列标准制定过程中，只收集到了上述国际标准的正式版本，而没有收集到上述标准的制定阶段的标准草案版本，因此本文对上述国际标准不进行分析。
表2 M1项检验公差对比
表3 M2项检验公差对比
注:上述国际标准中的 ISO 13041－4、ISO 13041－7、ISO 13041－8已经修改或等同转化为了我国国家标准，分别为: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系列标准最新动态
ISO 13014系列标准自2004年至2009年陆续颁布以来，截至目前没有更新的版本。只有ISO 13041－5重新进入了修订程序，目前刚刚进入委员会讨论阶段（CD阶段:版本ISO/CD 13041－5:2012［3］）。由于该标准还处在修订初期，距正式发布还有几个阶段，这期间会有很多变化，且在编写本文过程中尚未收集到该版本电子版或纸质标准，只是从国际标准网站查到该国际标准的信息，因此本文没有将该版本的内容与现行版本进行比较和分析。
3 结语
ISO13041系列国际标准是国际上近几十年来唯一正式发布的数控车床和车削中心产品检验标准，及时跟踪研究该系列国际标准的动态变化，对了解国际标准的发展过程和掌握国际标准的技术水平具有十分重要的意义，同时对研究制定我国数控车床和车削中心产品检验标准奠定了有力的技术基础，使我国数控机床的研发水平与国际数控机床水平更加接近，更具有国际竞争力。
［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.
