ISO 14955-4:2019

Machine tools — Environmental evaluation of machine tools — Part 4: Principles for measuring metal-forming machine tools and laser processing machine tools with respect to energy efficiency

This document specifies technical requirements and measures for testing procedures for evaluation of energy required to be adopted by persons undertaking the design, manufacture and supply of metal forming and laser processing machine tools in order to achieve reproducible data about the energy supplied under specified conditions. Furthermore, it provides methods for quantifying the energy supplied to components in order to assign their share to generalized machine tool functions as described in ISO 14955‑1. Along with ISO 14955‑1 and ISO 14955‑2, it covers all significant energy requirements relevant to hydraulic (servo) and mechanical (servo) presses, turret punch presses and press brakes, pipe benders, laser processing machine tools, when they are used as intended and under the conditions foreseen by the manufacturer. Examples of how to perform energy evaluation on metal-forming machine tools are given in the annexes. This document is applicable to machine tools which transmit force mechanically or transmit energy by laser light to cut, form, or work metal or other materials by means of dies attached to or operated by slides, punches or beams as well as to lasers ranging in size from small high speed machine tools producing small work-pieces to large relatively slow speed machine tools and large work-pieces. This document covers machine tools whose primary intended use is to work metal, but which can be used in the same way to work other materials (e.g. cardboard, plastic, rubber, leather, etc.). It also applies to auxiliary devices supplied as an integral part of the machine tool and to machine tools which are part of an integrated manufacturing system where the energy required is comparable to those of machine tools working separately. This document does not give test procedures for the energy requirements of tools or dies attached to the machine tools. It is not applicable to machine tools whose principal designed purpose is: — metal-cutting by milling, drilling or turning; — metal-cutting by oxygen or water cutting; — attaching a fastener, e.g. riveting, stapling or stitching; — bending or folding by folding machine tools; — straightening; — extruding; — drop forging or drop stamping; — compaction of metal powder; — single purpose punching machine tools designed exclusively for profiles, e.g. used in the construction industry; — working by pneumatic hammer; — working by pneumatic presses. NOTE Mechanical servo presses are also known as servo electric presses.

Machines-outils — Évaluation environnementale des machines-outils — Partie 4: Principes de mesurage de l'efficacité énergétique des machines-outils de formage des métaux et des machines-outils à laser

Le présent document spécifie les exigences techniques et les mesurages pour les modes opératoires d'essai visant à évaluer les besoins énergétiques dans le cadre de la conception, de la fabrication et de la fourniture de machines-outils de formage des métaux et de traitement au laser en vue d'obtenir des données reproductibles à propos de l'énergie apportée dans les conditions spécifiées. Par ailleurs, elle fournit des méthodes pour quantifier l'énergie apportée aux composants afin d'attribuer leur part aux fonctions généralisées de la machine-outil, comme décrit dans l'ISO 14955‑1. Conjointement avec l'ISO 14955‑1 et l'ISO 14955‑2, elle couvre l'ensemble des besoins énergétiques essentiels des presses (servo-)hydrauliques et (servo-)mécaniques, poinçonneuses à tourelle et presses-plieuses, cintreuses, machines-outils à laser lorsqu'elles sont employées dans le cadre de l'usage pour lequel elles ont été conçues et dans les conditions prévues par le fabricant. Les annexes fournissent des exemples de procédure d'évaluation énergétique sur les machines-outils de formage des métaux. Le présent document s'applique aux machines-outils capables de transmettre une force par voie mécanique ou de transférer de l'énergie par lumière laser en vue de découper, former ou transformer des métaux ou d'autres matériaux, au moyen de matrices fixées à des coulisseaux, des poinçons ou des tabliers mobiles, ou actionnées par ceux-ci, ainsi que des lasers. Il concerne les machines-outils de diverses tailles et s'applique aussi bien aux petites machines-outils à haute vitesse utilisées pour la production de petites pièces qu'aux grandes machines-outils relativement lentes employées pour la production de grandes pièces. Le présent document s'applique aux machines-outils dont le principal usage est la transformation des métaux, mais qui peuvent être utilisées de la même manière pour la transformation d'autres matériaux (par exemple le carton, le plastique, le caoutchouc, le cuir, etc.). Il s'applique également aux appareils auxiliaires fournis en tant que partie intégrale de la machine-outil et aux machines-outils qui font partie d'un système de fabrication intégré, pour autant que les besoins énergétiques soient comparables à ceux des machines-outils isolées. Le présent document ne contient pas les modes opératoires d'essai relatifs aux besoins énergétiques des outils ou matrices fixés aux machines-outils. Il ne s'applique pas aux machines-outils principalement conçues pour: — la coupe des métaux par fraisage, perçage ou tournage; — la coupe des métaux par oxycoupage ou découpe au jet d'eau; — le montage d'un élément de fixation, par exemple le rivetage, l'agrafage ou le piquage; — le cintrage ou le pliage à l'aide de plieuses; — le redressage; — l'extrusion; — l'estampage; — le compactage des poudres métalliques; — les poinçonneuses simples conçues exclusivement pour les profilés, par exemple celles utilisées dans l'industrie de la construction; — le façonnage par marteau pneumatique; — le façonnage par presses pneumatiques. NOTE Les presses servo-mécaniques sont également appelées presses servo-électriques.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 25-Jul-2019
• ICS: 25.080.01 - Machine tools in general
• Technical Committee: ISO/TC 39 - Machine tools
• Drafting Committee: ISO/TC 39/WG 12 - Environmental evaluation of machine tools
• Current Stage: 6060 - International Standard published
• Due Date: 06-Jul-2019
• Completion Date: 26-Jul-2019

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14955-4
First edition
2019-07
Machine tools — Environmental
evaluation of machine tools —
Part 4:
Principles for measuring metal-
forming machine tools and laser
processing machine tools with respect
to energy efficiency
Machines-outils — Évaluation environnementale des machines-
outils —
Partie 4: Principes de mesurage de l'efficacité énergétique des
machines-outils de formage des métaux et des machines-outils à laser
Reference number
ISO 14955-4:2019(E)
©
ISO 2019

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ISO 14955-4:2019(E)

COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
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All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
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Published in Switzerland
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ISO 14955-4:2019(E)

Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 2
3 Terms and definitions . 2
4 Operating states for measurement procedure . 4
4.1 Operating state OFF . 4
4.2 Operating state MAIN SWITCH ON . 4
4.3 Operating state AUXILIARY DRIVES ON . 4
4.4 Operating state MAIN DRIVES ON . 5
4.5 Operating state READY TO RUN IN PRODUCTION MODE . 5
4.6 Operating state PROCESSING . 5
4.7 Operating state TOOL CHANGE . 5
4.8 Typical result of power measurement . 5
5 Evaluation of energy supplied to different types of machine tools .6
5.1 General . 6
5.2 Energy supplied to presses . 6
5.2.1 General. 6
5.2.2 System boundary . 6
5.2.3 Shift regime . 7
5.2.4 Minimum measuring period . 7
5.2.5 Typical press cycle diagram . 8
5.2.6 Reference and test cycle for hydraulic (servo) presses in PROCESSING .10
5.2.7 Reference and test cycle for mechanical (servo) presses in PROCESSING .11
5.2.8 Use of spacers instead of a die during test-run .12
5.3 Energy supplied to press brakes .13
5.3.1 General.13
5.3.2 System boundary .13
5.3.3 Shift regime .14
5.3.4 Minimum measuring period .14
5.3.5 Typical press brake cycle diagram.15
5.3.6 Reference and test cycle of hydraulic (servo)/mechanical (servo) press
brake in operating-state PROCESSING .16
5.4 Energy supplied to pipe benders .18
5.4.1 General.18
5.4.2 System boundary .18
5.4.3 Shift regime .18
5.4.4 Minimum measuring period .18
5.4.5 Test cycle .19
5.5 Energy supplied to turret punch presses .20
5.5.1 General.20
5.5.2 System boundary .20
5.5.3 Shift regime .21
5.5.4 Minimum measuring period .21
5.5.5 Reference and test cycle for turret punch presses in operating state
PROCESSING .22
5.6 Energy supplied to laser processing machine tools .24
5.6.1 General.24
5.6.2 System boundary .24
5.6.3 Shift regime .24
5.6.4 Minimum measuring period .24
© ISO 2019 – All rights reserved iii

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ISO 14955-4:2019(E)

5.6.5 Reference and test cycle for laser processing machine tools in operating
state PROCESSING .25
5.7 Energy supplied to auxiliary devices .29
5.7.1 System boundary .29
5.7.2 Shift regime .30
5.7.3 Pneumatic energy and heat exchange measurement .30
6 Reporting .30
Annex A (informative) Hydraulic presses.32
Annex B (informative) Mechanical presses .49
Annex C (informative) Hydraulic press brakes .63
Annex D (informative) Turret punch presses .72
Annex E (informative) Laser processing machine tools .80
Annex F (informative) Pipe bender .94
Bibliography .101
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ISO 14955-4:2019(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 of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www .iso
.org/iso/foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 39, Machine tools.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/members .html.
A list of all parts in the ISO 14955 series can be found on the ISO website.
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ISO 14955-4:2019(E)

Introduction
As environmental impact is a common challenge for all products and natural resources become scarce,
environmental performance criteria for machine tools need to be defined and the use of these criteria
need to be specified.
Machine tools are complex products for used by industry to manufacture workpieces ready for use
or semi-finished products. Their environmental impact includes waste raw material, use of auxiliary
substances such as lubricants and other material flows as well as the conversion of electrical energy
into heat, the dissipation of heat to the atmosphere or heat exchange by fluids and eventually the use of
other resources such as compressed air.
Based on relevance considerations, the ISO 14955 series is focussed on environmental impacts during
the use phase.
The performance of a machine tool as key data for investment is multi-dimensional regarding its
economic value, its technical specification and its operating requirements, which are influenced by
the specific application. The energy supplied to the same machine tool can vary depending on the
workpiece manufactured and the conditions under which the machine tool is operated. Therefore, the
environmental evaluation of a machine tool cannot be performed without considering of these aspects.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 14955-4:2019(E)
Machine tools — Environmental evaluation of machine
tools —
Part 4:
Principles for measuring metal-forming machine tools
and laser processing machine tools with respect to energy
efficiency
1 Scope
This document specifies technical requirements and measures for testing procedures for evaluation
of energy required to be adopted by persons undertaking the design, manufacture and supply of
metal forming and laser processing machine tools in order to achieve reproducible data about the
energy supplied under specified conditions. Furthermore, it provides methods for quantifying the
energy supplied to components in order to assign their share to generalized machine tool functions as
described in ISO 14955-1.
Along with ISO 14955-1 and ISO 14955-2, it covers all significant energy requirements relevant to
hydraulic (servo) and mechanical (servo) presses, turret punch presses and press brakes, pipe benders,
laser processing machine tools, when they are used as intended and under the conditions foreseen by
the manufacturer. Examples of how to perform energy evaluation on metal-forming machine tools are
given in the annexes.
This document is applicable to machine tools which transmit force mechanically or transmit energy
by laser light to cut, form, or work metal or other materials by means of dies attached to or operated
by slides, punches or beams as well as to lasers ranging in size from small high speed machine tools
producing small work-pieces to large relatively slow speed machine tools and large work-pieces. This
document covers machine tools whose primary intended use is to work metal, but which can be used in
the same way to work other materials (e.g. cardboard, plastic, rubber, leather, etc.).
It also applies to auxiliary devices supplied as an integral part of the machine tool and to machine tools
which are part of an integrated manufacturing system where the energy required is comparable to
those of machine tools working separately.
This document does not give test procedures for the energy requirements of tools or dies attached to
the machine tools.
It is not applicable to machine tools whose principal designed purpose is:
— metal-cutting by milling, drilling or turning;
— metal-cutting by oxygen or water cutting;
— attaching a fastener, e.g. riveting, stapling or stitching;
— bending or folding by folding machine tools;
— straightening;
— extruding;
— drop forging or drop stamping;
— compaction of metal powder;
© ISO 2019 – All rights reserved 1

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ISO 14955-4:2019(E)

— single purpose punching machine tools designed exclusively for profiles, e.g. used in the construction
industry;
— working by pneumatic hammer;
— working by pneumatic presses.
NOTE Mechanical servo presses are also known as servo electric presses.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 14955-1, Machine tools — Environmental evaluation of machine tools — Part 1: Design methodology
for energy-efficient machine tools
ISO 14955-2:2018, Machine tools — Environmental evaluation of machine tools — Part 2: Methods for
measuring energy supplied to machine tools and machine tool components
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 14955-1 and ISO 14955-2 and
the following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
3.1
press
machine tool designed or intended to transmit energy to a tool/punch for the purpose of the working
(e.g. forming or shaping) of metal or other material worked in the same way between the tools
3.2
hydraulic press
hydraulic servo press
press (3.1) designed or intended to transmit energy by linear movement between closing tools by
hydraulic means
[SOURCE: ISO 16092-1:2017, 3.1.4, modified — The Note 1 to entry has been deleted.]
3.3
mechanical press
press (3.1) designed or intended to transmit energy from a prime mover to a tool/punch by mechanical
means using a clutch mechanism which transmits torque to impart motion of the flywheel to the slide
[SOURCE: ISO 16092-1:2017, 3.1.2, modified — The Note 1 to entry has been deleted.]
3.4
mechanical servo press
press (3.1) designed or intended to transmit energy to a tool/punch by mechanical means using a servo
drive mechanism without clutch mechanism to generate torque to impart motion to the slide
[SOURCE: ISO 16092-1:2017, 3.1.3, modified — The Note 1 to entry has been deleted.]
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ISO 14955-4:2019(E)

3.5
double action press
press (3.1) containing a die cushion for deep drawing purposes
3.6
press brake
machine tool designed or intended to transmit energy to the moving part of the tools by hydraulic
means and/or mechanical means with or without using a servo drive mechanism, principally for the
purpose of bending between narrow forming tools along straight lines
3.7
pipe bender
machine tool designed or intended to transmit energy to constrain or strain to tension by bending pipes
3.8
turret punch press
type of press (3.1) used to cut holes in material, which can be small and manually operated holding
one simple die set, or very large and NC controlled with a single or multi-station turret holding a much
larger and complex die set
3.9
laser processing machine tool
machine tool in which (an) embedded laser(s) provide(s) sufficient energy/power to melt, evaporate,
or cause a phase transition in at least a part of the workpiece, and which has the functional and safety
completeness to be ready-to-use
[SOURCE: ISO 11553-1:2005, 3.2 modified — "machine" is substituted by "machine tool"]
3.10
slide/ram
main reciprocating press (3.1) member which holds the tool/punch
[SOURCE: ISO 16092-1:2017, 3.2.12]
3.11
beam
main reciprocating press brake member which normally holds the punch on a down-stroking press
brake, and which normally holds the die on an up-stroking press brake
[SOURCE: EN 12622:2009, 3.1.1]
3.12
die cushion
accessory for a die which accumulates and releases, or absorbs, force as required in some press (3.1)
operations
[SOURCE: ISO 16092-1:2017, 3.2.6]
3.13
tool/die
device for imparting a desired shape, form, or finish to a material
EXAMPLE Hardened steel forms for producing the patterns on coins and medals by pressure, and the hollow
moulds into which metal or plastic is forced.
3.14
moving bolster
movable plate carrying the tools or dies (3.13) and moving during tool change
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ISO 14955-4:2019(E)

3.15
automation system
system for loading and/or unloading of workpieces by highly automatic means, reducing human process
intervention to a minimum
3.16
spacer
device to hold a space open [e.g. between slide and moving bolster or between slide and die cushion
(3.12)] on hydraulic or mechanical presses
3.17
regenerative circuit
shaft side of a double action cylinder connected to the head side, so that fluid exiting the shaft side is
added to the fluid entering the head side
3.18
total power
power applied to a machine tool component at the feeding point of the machine tool component
3.19
power loss
loss of power applied to a machine tool component, mostly transferred to heat (e.g. due to friction or
throttle losses)
3.20
inverter system
system generating variable frequency to energize electric motors for variable speed, consisting of line
reactor and/or line filter and the inverter itself
3.21
dead centre
point at which the tool/punch, during its travel, is:
— either nearest/closest to the die (generally, it corresponds to the end of the closing stroke), known
as bottom dead centre (BDC);
— or furthest from the die (generally, it corresponds to the end of the opening stroke), known as top
dead centre (TDC)
[SOURCE: ISO 16092-1:2017, 3.2.4]
4 Operating states for measurement procedure
4.1 Operating state OFF
The main switch shall be turned off during measurement.
4.2 Operating state MAIN SWITCH ON
Main switch and control voltage are turned on. The power measured is mainly the power applied to the
control system and includes the power applied in operating state OFF.
The power needed for air conditioning of the control cabinets depends on ambient conditions during
measurement.
4.3 Operating state AUXILIARY DRIVES ON
The auxiliary drives shall be turned on and the average power shall be measured over a time of at least
15 min. If auxiliary drives are used to charge accumulators for control pressure and an on/off-charging
4 © ISO 2019 – All rights reserved

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ISO 14955-4:2019(E)

mode is used, the measurement shall be done at least for the time specified in the shift regime and at
least 5 charging cycles. If an auxiliary drive is charging an accumulator system, the measurement shall
cover at least five charging cycles.
The power measured includes the power applied to the control system when the main switch is on.
The difference to the applied power in operating state “MAIN SWITCH ON” is the power applied to the
auxiliary drives.
In laser processing machine tools, the oscillator and the chiller are turned on and the warm-up is
performed until the heat generated by the oscillator and the heat dissipated by radiation/cooling is
balanced.
NOTE The warm-up time can vary between different types of oscillators.
4.4 Operating state MAIN DRIVES ON
The main drives shall be turned on and the average power shall be measured over a time specified in
the shift regime.
If the main drives are controlled by inverters (e.g. servo motor) and a rotating drive leads directly to
a movement (e.g. of the slide or die cushion), MAIN DRIVES ON is when main drives are powered with
rotation speed zero.
The power measured includes the power applied when auxiliary drives are on. The difference to the
applied power in operating state AUXILIARY DRIVES ON is the idling power applied to the main drives.
4.5 Operating state READY TO RUN IN PRODUCTION MODE
The power measured includes the power applied to auxiliary functions, e.g. automation systems. The
difference to the applied power in operating state MAIN DRIVES ON is the power applied to automation
systems.
4.6 Operating state PROCESSING
As this is the operating state the machine tool is designed for, the energy shall be determined by
measurement at the system boundary.
The efficiency factor shall be calculated as described in Clause 5 for the different types of machine tools.
4.7 Operating state TOOL CHANGE
Due to the fact that the tool change sequence is different from production cycle, TOOL CHANGE is seen
as a separate operating state and the energy supplied in this state shall be measured. This measurement
should be done using tools/dies with a mass typical for the press size and agreed upon between
manufacturer and user.
The energy supplied during TOOL CHANGE may be determined using the methodology as described in
ISO 14955-2.
4.8 Typical result of power measurement
Figure 1 shows the result of a power measurement supplied in different operating states.
© ISO 2019 – All rights reserved 5

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ISO 14955-4:2019(E)

Key
x operating states y power [kW]
1 OFF 5 READY TO RUN IN PRODUCTION MODE
2 MAIN SWITCH ON 6 PROCESSING
3 AUXILIARY DRIVES ON 7 TOOL CHANGE
4 MAIN DRIVES ON
Figure 1 — Typical average power supplied in different operating states
5 Evaluation of energy supplied to different types of machine tools
5.1 General
[1][2][3]
Measuring equipment installed shall not reduce the level of safety of the machine tool .
NOTE This reduction can occur, for example, by bypassing of interlocking guard(s), modifications in the
safety-related control system or installing stroke-initiating devices in place of two hand control devices.
5.2 Energy supplied to presses
5.2.1 General
Examples for hydraulic and mechanical presses are given in Annex A and Annex B.
5.2.2 System boundary
The energy flow at the system boundary during test-run shall be as close as possible to the energy flow
at the system boundary during production.
Figure 2 shows an example for the system boundary of a hydraulic (servo) and mechanical (servo) press.
6 © ISO 2019 – All rights reserved

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ISO 14955-4:2019(E)

Key
1 machine tool 6 system boundary
2 machine tool component A, e.g. slide 7 electrical energy
3 machine tool component B, e.g. die cushion 8 compressed air
4 machine tool component C 9 heat exchange
5 machine tool component D
Figure 2 — System boundary of hydraulic (servo) and mechanical (servo) presses
The system boundary during the test-run does not include energy required for dies
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 14955-4
Première édition
2019-07
Machines-outils — Évaluation
environnementale des machines-
outils —
Partie 4:
Principes de mesurage de l'efficacité
énergétique des machines-outils de
formage des métaux et des machines-
outils à laser
Machine tools — Environmental evaluation of machine tools —
Part 4: Principles for measuring metal-forming machine tools and
laser processing machine tools with respect to energy efficiency
Numéro de référence
ISO 14955-4:2019(F)
©
ISO 2019

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ISO 14955-4:2019(F)

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Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés

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ISO 14955-4:2019(F)

Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions . 2
4 États de fonctionnement pour le mode opératoire de mesurage . 4
4.1 État de fonctionnement ARRÊT . 4
4.2 État de fonctionnement INTERRUPTEUR PRINCIPAL EN POSITION DE MARCHE . 5
4.3 État de fonctionnement ENTRAÎNEMENTS AUXILIAIRES ACTIVÉS . 5
4.4 État de fonctionnement ENTRAÎNEMENTS PRINCIPAUX ACTIVÉS . 5
4.5 État de fonctionnement PRÊT POUR LE MODE DE PRODUCTION . 5
4.6 État de fonctionnement TRAITEMENT EN COURS . 5
4.7 État de fonctionnement CHANGEMENT D’OUTIL . 6
4.8 Résultat type du mesurage de puissance . 6
5 Évaluation de l’énergie apportée énergie pour les différents types de machines-outils .6
5.1 Généralités . 6
5.2 Alimentation énergétique des presses . 7
5.2.1 Généralités . 7
5.2.2 Frontières du système . 7
5.2.3 Régime de postes . 7
5.2.4 Période de mesure minimale . 8
5.2.5 Schéma de principe type du cycle de la presse . 8
5.2.6 Cycle de référence et d’essai pour les presses (servo-)hydrauliques à l’état
de fonctionnement «TRAITEMENT EN COURS» .11
5.2.7 Cycle de référence et d’essai pour les presses (servo-)mécaniques à l’état
de fonctionnement «TRAITEMENT EN COURS» .12
5.2.8 Use of spacers instead of a die during test-run .14
5.3 Alimentation énergétique des presses-plieuses .15
5.3.1 Généralités .15
5.3.2 Frontières du système .15
5.3.3 Régime de postes .16
5.3.4 Période de mesure minimale .16
5.3.5 Schéma type du cycle de la presse-plieuse . .17
5.3.6 Cycle de référence et cycle d’essai des presses-plieuses (servo-)
hydrauliques/ (servo-)mécaniques à l’état de fonctionnement
«TRAITEMENT EN COURS» .18
5.4 Alimentation énergétique des cintreuses .20
5.4.1 Généralités .20
5.4.2 Frontières du système .20
5.4.3 Régime de postes .20
5.4.4 Période de mesure minimale .20
5.4.5 Cycle d’essai .21
5.5 Alimentation énergétique des poinçonneuses à tourelle .22
5.5.1 Généralités .22
5.5.2 Frontières du système .22
5.5.3 Régime de postes .23
5.5.4 Période de mesure minimale .23
5.5.5 Cycle de référence et d’essai pour les poinçonneuses à tourelle à l’état de
fonctionnement «TRAITEMENT EN COURS» .24
5.6 Alimentation énergétique des machines-outils à laser .26
5.6.1 Généralités .26
5.6.2 Frontières du système .27
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ISO 14955-4:2019(F)

5.6.3 Régime de postes .27
5.6.4 Période de mesure minimale .27
5.6.5 Cycle de référence et cycle d’essai des machines-outils à laser à l’état de
fonctionnement «TRAITEMENT EN COURS» .28
5.7 Alimentation énergétique des dispositifs auxiliaires .32
5.7.1 Frontières du système .32
5.7.2 Régime de postes .33
5.7.3 Mesurage de l’énergie pneumatique et de l’échange de chaleur .33
6 Rapport.33
Annexe A (informative) Presses hydrauliques .35
Annexe B (informative) Presses mécaniques .55
Annexe C (informative) Presses-plieuses hydrauliques .70
Annexe D (informative) Poinçonneuses à tourelle .79
Annexe E (informative) Machines-outils à laser .87
Annexe F (informative) Cintreuse .104
Bibliographie .111
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés

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ISO 14955-4:2019(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 attirée 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/patents).
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 nature volontaire des normes, 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’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/iso/foreword .html.
Le présent document a été préparé par le comité technique ISO/TC 39, Machines-outils.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/members .html.
Une liste de l’ensemble des parties qui composent la série ISO 14955 peut être consultée sur le site web
de l'ISO.
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ISO 14955-4:2019(F)

Introduction
Comme l’impact environnemental est un enjeu commun pour tous les produits et comme les ressources
naturelles s’épuisent, des critères de performance environnementale pour les machines-outils
nécessitent d’être définis et l’utilisation de ces critères nécessite d’être spécifiée.
Les machines-outils sont des produits complexes, destinés à être utilisés dans le secteur industriel pour
fabriquer des pièces prêtes à l’emploi ou des produits semi-finis. Leur impact environnemental englobe
les déchets de matières premières, l’utilisation de substances auxiliaires telles que les lubrifiants et
autres flux de matière ainsi que la conversion de l’énergie électrique en chaleur, la dissipation de la
chaleur dans l’atmosphère ou l’échange de chaleur par les fluides et enfin l’utilisation d’autres ressources
telles que l’air comprimé.
Pour des raisons de pertinence, la série ISO 14955 porte essentiellement sur les impacts
environnementaux pendant la phase d’utilisation.
Les performances d’une machine-outil, en tant qu’informations importantes pour l’investissement,
sont multi-directionnelles compte tenu de sa valeur économique, ses caractéristiques techniques et
ses exigences de fonctionnement, qui dépendent de son application spécifique. L’énergie apportée à une
même machine-outil peut varier en fonction de la pièce fabriquée et des conditions de fonctionnement
de la machine-outil. Par conséquent, l’évaluation environnementale d’une machine-outil ne peut pas
être réalisée sans tenir compte de ces aspects.
vi © ISO 2019 – Tous droits réservés

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NORME INTERNATIONALE ISO 14955-4:2019(F)
Machines-outils — Évaluation environnementale des
machines-outils —
Partie 4:
Principes de mesurage de l'efficacité énergétique des
machines-outils de formage des métaux et des machines-
outils à laser
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie les exigences techniques et les mesurages pour les modes opératoires
d’essai visant à évaluer les besoins énergétiques dans le cadre de la conception, de la fabrication et de
la fourniture de machines-outils de formage des métaux et de traitement au laser en vue d’obtenir des
données reproductibles à propos de l’énergie apportée dans les conditions spécifiées. Par ailleurs, elle
fournit des méthodes pour quantifier l’énergie apportée aux composants afin d’attribuer leur part aux
fonctions généralisées de la machine-outil, comme décrit dans l’ISO 14955-1.
Conjointement avec l’ISO 14955-1 et l’ISO 14955-2, elle couvre l’ensemble des besoins énergétiques
essentiels des presses (servo-)hydrauliques et (servo-)mécaniques, poinçonneuses à tourelle et presses-
plieuses, cintreuses, machines-outils à laser lorsqu’elles sont employées dans le cadre de l’usage pour
lequel elles ont été conçues et dans les conditions prévues par le fabricant. Les annexes fournissent des
exemples de procédure d’évaluation énergétique sur les machines-outils de formage des métaux.
Le présent document s’applique aux machines-outils capables de transmettre une force par voie
mécanique ou de transférer de l’énergie par lumière laser en vue de découper, former ou transformer
des métaux ou d’autres matériaux, au moyen de matrices fixées à des coulisseaux, des poinçons ou
des tabliers mobiles, ou actionnées par ceux-ci, ainsi que des lasers. Il concerne les machines-outils
de diverses tailles et s’applique aussi bien aux petites machines-outils à haute vitesse utilisées pour
la production de petites pièces qu’aux grandes machines-outils relativement lentes employées pour la
production de grandes pièces. Le présent document s’applique aux machines-outils dont le principal
usage est la transformation des métaux, mais qui peuvent être utilisées de la même manière pour la
transformation d’autres matériaux (par exemple le carton, le plastique, le caoutchouc, le cuir, etc.).
Il s’applique également aux appareils auxiliaires fournis en tant que partie intégrale de la machine-outil
et aux machines-outils qui font partie d’un système de fabrication intégré, pour autant que les besoins
énergétiques soient comparables à ceux des machines-outils isolées.
Le présent document ne contient pas les modes opératoires d’essai relatifs aux besoins énergétiques
des outils ou matrices fixés aux machines-outils.
Il ne s’applique pas aux machines-outils principalement conçues pour:
— la coupe des métaux par fraisage, perçage ou tournage;
— la coupe des métaux par oxycoupage ou découpe au jet d’eau;
— le montage d’un élément de fixation, par exemple le rivetage, l’agrafage ou le piquage;
— le cintrage ou le pliage à l’aide de plieuses;
— le redressage;
— l’extrusion;
© ISO 2019 – Tous droits réservés 1

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ISO 14955-4:2019(F)

— l’estampage;
— le compactage des poudres métalliques;
— les poinçonneuses simples conçues exclusivement pour les profilés, par exemple celles utilisées
dans l’industrie de la construction;
— le façonnage par marteau pneumatique;
— le façonnage par presses pneumatiques.
NOTE Les presses servo-mécaniques sont également appelées presses servo-électriques.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences 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 14955-1:2017, Machines-outils — Évaluation environnementale des machines-outils — Partie 1:
Méthode de conception pour l'efficacité énergétique des machines-outils
ISO 14955-2:2018, Machines-outils — Évaluation environnementale des machines-outils — Partie 2:
Méthode pour mesurer l'énergie apportée aux machines-outils et aux composants de machines-outils
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l'ISO 14955-1 et l'ISO 14955-2 ainsi
que les suivants s'appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/
3.1
presse
machine-outil conçue ou prévue pour transmettre l’énergie à un outil/poinçon et destinée au travail des
métaux (par exemple: formage ou emboutissage) ou d’autres matériaux travaillés de la même manière
entre les outils
3.2
presse hydraulique
presse servo-hydraulique
presse (3.1) conçue ou prévue pour transmettre l’énergie par un mouvement linéaire entre des outils en
cours de fermeture par des moyens hydrauliques
[SOURCE: ISO 16092-1:2017, 3.1.4 modifiée — La Note 1 à l’article a été supprimée.]
3.3
presse mécanique
presse (3.1) conçue ou prévue pour transmettre l’énergie d’un organe moteur à un outil/poinçon par
des moyens mécaniques à l’aide d’un mécanisme d’embrayage qui transmet le couple pour imprimer un
mouvement au coulisseau par l’intermédiaire du volant
[SOURCE: ISO 16092-1:2017, 3.1.2 modifiée — La Note 1 à l’article a été supprimée.]
2 © ISO 2019 – Tous droits réservés

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ISO 14955-4:2019(F)

3.4
presse mécanique à servomoteur
presse (3.1) conçue ou prévue pour transmettre l’énergie à un outil/poinçon par des moyens mécaniques
à l’aide d’un mécanisme d’entraînement asservi sans mécanisme d’embrayage, pour générer le couple et
imprimer le mouvement au coulisseau
[SOURCE: ISO 16092-1:2017, 3.1.3 modifiée — La Note 1 à l’article a été supprimée.]
3.5
presse à double action
presse (3.1) contenant un coussin et destinée au travail d’emboutissage profond
3.6
presse-plieuse
machine-outil conçue ou prévue pour transmettre l’énergie à l’élément mobile de l’outil par des moyens
hydrauliques et/ou mécaniques, avec ou sans mécanisme de servocommande, et principalement
destinée à effectuer des plis par rapprochement de deux outils rectilignes
3.7
cintreuse
machine-outil conçue ou prévue pour transmettre de l’énergie dans le but d’exercer une tension par
cintrage de tubes
3.8
poinçonneuse à tourelle
type de presse (3.1) utilisée pour la coupe de trous dans des matériaux; cette presse peut être de
petite taille et équipée d’un simple logement de matrice, soit très grande et à commande numérique,
comportant une tourelle à une ou plusieurs stations munie d’un logement de matrice bien plus grand et
complexe
3.9
machine-outil à laser
machine-outil dans laquelle un ou plusieurs laser(s) incorporé(s) fourni(ssen)t l’énergie/la puissance
nécessaire pour faire fondre, évaporer ou provoquer une transition de phase dans au moins une partie
de la pièce, et qui est dans un état fonctionnel et de sécurité tel qu’elle est prête à l’emploi
[SOURCE: ISO 11553-1:2005, 3.2 modifiée — «machine» est remplacé par «machine-outil»]
3.10
coulisseau/piston
principal élément mobile d’une presse (3.1) à mouvement alternatif qui porte l’outil/le poinçon
[SOURCE: ISO 16092-1:2017, 3.2.12]
3.11
tablier mobile
principal élément mobile de la presse plieuse à mouvement alternatif qui porte normalement le poinçon
sur une presse plieuse à course de fermeture vers le bas et qui normalement porte la matrice sur une
presse plieuse à course de fermeture vers le haut
[SOURCE: EN 12622:2009, 3.1.1]
3.12
coussin
accessoire de la matrice qui accumule et libère ou amortit la force nécessaire pour certaines opérations
de la presse (3.1)
[SOURCE: ISO 16092-1:2017, 3.2.6]
© ISO 2019 – Tous droits réservés 3

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ISO 14955-4:2019(F)

3.13
outil/matrice
dispositif utilisé pour conférer à un matériau la forme ou la finition souhaitée
EXEMPLE Formes en acier trempé pour produire des motifs par pression sur les pièces et médailles, ou
encore moules creux servant à la mise en forme du métal ou du plastique.
3.14
plateau mobile
plateau mobile supportant les outils ou matrices (3.13) qui se déplace pendant le changement de matrice
3.15
système d’automatisation
système de chargement et/ou de déchargement des pièces fonctionnant à l’aide de mécanismes
hautement automatisés afin de réduire au minimum l’intervention humaine
3.16
entretoise
dispositif employé pour maintenir un écartement [par exemple, entre le coulisseau et le plateau mobile
ou entre le coulisseau et le coussin (3.12)] sur des presses hydrauliques ou mécaniques
3.17
circuit à rétroaction
côté axe d’un vérin à double action raccordé au côté tête de manière à permettre au fluide évacué côté
axe de s’ajouter au fluide pénétrant côté tête
3.18
puissance totale
puissance appliquée à un composant de machine-outil à son point d’alimentation
3.19
perte de puissance
perte de puissance appliquée à un composant de machine-outil et principalement accompagnée d’un
transfert de chaleur (par exemple sous l’effet de pertes de charge ou d’accélération)
3.20
système d’onduleur
système constitué d’une réactance de ligne et/ou d’un filtre de ligne et d’un onduleur, générant une
fréquence variable pour alimenter les moteurs électriques à vitesse variable
3.21
point mort
point où l’outil/poinçon, pendant sa course, se trouve:
— soit le plus près de la matrice (ce point correspond généralement à la fin de la course de fermeture),
appelé point mort bas (PMB);
— soit le plus éloigné de la matrice (ce point correspond généralement à la fin de la course d’ouverture),
appelé point mort haut (PMH) [SOURCE: ISO 16092-1:2017, 3.2.4]
4 États de fonctionnement pour le mode opératoire de mesurage
4.1 État de fonctionnement ARRÊT
L’interrupteur principal doit être placé en position d’arrêt au cours du mesurage.
4 © ISO 2019 – Tous droits réservés

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ISO 14955-4:2019(F)

4.2 État de fonctionnement INTERRUPTEUR PRINCIPAL EN POSITION DE MARCHE
L’interrupteur principal et la tension de commande sont mis en circuit. La puissance mesurée
correspond essentiellement à la puissance appliquée au système de commande. Elle tient compte de la
puissance appliquée lorsque la machine-outil est à l’ARRÊT.
La puissance nécessaire pour la climatisation des armoires de commande dépend des conditions
ambiantes au cours du mesurage.
4.3 État de fonctionnement ENTRAÎNEMENTS AUXILIAIRES ACTIVÉS
Les entraînements auxiliaires doivent être mis en marche et la puissance moyenne mesurée pendant
au moins 15 minutes. Si les entraînements auxiliaires sont employés pour recharger les accumulateurs
pour la pression de commande alors qu’un mode de charge de type marche/arrêt est utilisé, le mesurage
doit être effectué au moins pendant la durée spécifiée par le régime de postes et au moins 5 cycles de
charge. Si un entraînement auxiliaire recharge un système d’accumulateurs, le mesurage doit couvrir
au moins cinq cycles de charge.
La puissance mesurée tient compte de la puissance appliquée au système de commande lorsque
l’interrupteur principal est en position de marche. La différence par rapport à la puissance appliquée
à l’état de fonctionnement «INTERRUPTEUR PRINCIPAL EN POSITION DE MARCHE» réside dans la
puissance appliquée aux entraînements auxiliaires.
Dans les machines-outils à laser, l’oscillateur et le refroidisseur sont mis en service et la mise en
température est effectuée jusqu’à atteindre l’équilibre entre la chaleur générée par l’oscillateur et la
chaleur dissipée par rayonnement/refroidissement.
NOTE Le temps de mise en température peut varier entre les différents types d’oscillateurs.
4.4 État de fonctionnement ENTRAÎNEMENTS PRINCIPAUX ACTIVÉS
Les entraînements principaux doivent être mis en marche et la puissance moyenne être mesurée
pendant la durée spécifiée par le régime de postes.
Si les entraînements principaux sont commandés par des onduleurs (par exemple un servomoteur)
et si un entraînement rotatif entraîne directement un mouvement (du coulisseau ou du coussin, par
exemple), l’état «ENTRAÎNEMENTS PRINCIPAUX ACTIVÉS» désigne l’état dans lequel les entraînements
principaux sont alimentés à une vitesse de rotation nulle.
La puissance mesurée tient compte de la puissance appliquée lorsque les entraînements auxiliaires sont
activés. La différence par rapport à la puissance appliquée à l’état de fonctionnement «ENTRAÎNEMENTS
AUXILIAIRES ACTIVÉS» réside dans la puissance au ralenti appliquée aux entraînements principaux.
4.5 État de fonctionnement PRÊT POUR LE MODE DE PRODUCTION
La puissance mesurée co
...