Нужно понимать, что set_time_limit относится не к реальному времени, а к времени работы самого php. sleep и другие операции ввода-вывода не считаются.
Предлагаю более точный подход:
$start = microtime(true); // засекаем время начала
do {
doSomething(); // вызов вашей функции
sleep(10);
} while (microtime(true) - $start < 60); // прошла ли минута?
В остальном, нужно дебажить скрипт в отрыве от крона, корректно обрабатывать ошибки - возможно сервисы, к которым вы обращаетесь, ограничивают рейт обращений.
Запуск крона каждые 15 секунд:
* * * * * your_script
* * * * * sleep 15; your_script
* * * * * sleep 30; your_script
* * * * * sleep 45; your_script