Brevet FR2569597A1 — publié le 19860307

La présente invention concerne de façon générale des systèmes d'usinage à commande numérique en boucle fer- mée et elle porte plus particulièrement sur des palpeurs utilisant un outil pour des mesures de dimensions. La technologie relative à l'usinage automatique de précision se développe très rapidement. Des systèmes basés entièrement sur des opérations manuelles ont large- ment cédé la place à des techniques dans lesquelles la fabrication de pièces s'effectue au moyen de systèmes d'usinage à commande numérique universels. Bien que les opérations de coupe ou d'autres opérations d'enlèvement de matière se déroulent automatiquement dans de tels sys- tèmes, de nombreuses opérations manuelles demeurent nécessaires, essentiellement pour mesurer les dimensions usinées et pour effectuer des réglages des outils de cou- pe en utilisant un décalage de l'outil de coupe avec la commande numérique ordinaire. Ces mesures et ces réglages manuels de l'outil de coupe sont nécessaires pour tenir compte d'un grand nombre de variables telles que: l'usu- re de l'outil de coupe; le repositionnement et/ou le- remplacement de l'outil de coupe; ainsi que des varia- tions dimensionnelles de l'outil de coupe, de la pièce usinée et de la machine d'usinage elle-même, sous l'effet de facteurs tels que l'échauffement, la déforma- tion sous la charge, etc. A titre d'exemple, dans une opération caracté- ristique accomplie avec une machine-outil à commande numérique telle qu'un tour, certains réglages, comme des décalages d'outil, doivent être effectués manuellement par l'opérateur après l'établissement de la configuration de la machine pour la fabrication d'une pièce particulière. Avant le début de l'usinage, l'opérateur doit avancer l'outil de coupe jusqu'à une surface de positionnement d'outil et il doit déterminer la position de l'outil en mesurant manuellement l'espace entre l'outil et la surface de référence. On effectue normalement ceci au moyen d'une jauge d'épaisseur à lames ou d'un instrument analogue, et de telles mesures forment alors la base de la détermina- tion manuelle des décalages d'outil. Lorsque le tour com- prend des moyens de support d'outils tels qu'une tourelle à outils multiples, cette opération doit être effectuée séparément pour chaque outil ainsi que pour chacun des axes (de mouvement) de la machine. Avant d'effectuer l'opération de coupe finale ou de finition pour une surfa- ce particulière d'une pièce usinée, on mesure les diverses dimensions de la surface de la pièce semi-finie, au moyen d'un calibre utilisé manuellement. Ceci permet à l'opéra- teur de déterminer le décalage nécessaire de l'outil de coupe qui est utilisé pour l'opération de coupe de fini- tion. Une fois que l'opération de coupe de finition a été effectuée, on contr8le à nouveau la pièce avec le calibre utilisé manuellement afin de contr8ler la conformité des dimensions réelles de la surface finie par rapport aux dimensions désirées. Les opérations manuelles décrites ci-dessus prennent individuellement du temps et absorbent une partie notable du temps total nécessaire pour usiner une pièce particulière aux dimensions désirées. Ceci a pour effet de limiter la capacité de fabrication de la machine-outil. Lorsqu'on considère les coûts actuels d'un tour ou d'une fraiseuse (centre d'usinage), toute réduction de la capa- cité de la machine-outil prend une importance économique considérable. En outre, toutes ces opérations manuelles augmentent le risque d'introduction d'erreurs humaines dans le processus de fabrication. On admet de façon générale que la solution aux problèmes précédents consiste à automatiser les mesures manuelles et les réglages manuels de l'outil de coupe, par exemple par l'utilisation d'un système de commande numérique piloté par un ordinateur. Dans un tel système, l'ordinateur peut soit être placé à distance de l'unité de commande numérique, soit être incorporé dans cette dernière, par exemple sous la forme d'un micro-ordinateur. Selon une variante, des possibilités de calcul peuvent être prévues à l'extérieur de l'unité de commande numéri- que et incorporées également dans cette dernière. Au lieu de transférer des blocs successifs de données enregis- trées sur bande ou sous une forme similaire, comme c'est le cas dans un système de commande numérique ordinaire, un système de commande numérique par ordinateur est capable d'enregistrer des-programmes entiers et de les appeler selon une séquence désirée, de modifier les programmes, par exemple par ajout ou suppression de blocs, et d'accom- plir les calculs de décalages ou autres. Bien qu'on n'ait pas encore adopté largement des systèmes entièrement automatiques à ce stade de développe- ment du domaine de l'usinage de précision, un travail de développement considérable a été accompli jusqu'à présent et ce travail est limité en majeure partie à des situa- tions spécialisées dans lesquelles une seule opération d'usinage est accomplie de façon répétitive. On connait également la technique consistant à monter un capteur sous la forme d'un palpeur à déclenchement sur le banc de la machine d'usinage ou sur un bras pivotant qu'on peut écarter par rotation lorsqu'on le désire. On peut déter- miner avec précision la position de l'outil de coupe au moyen d'un tel palpeur en notant la position de l'outil au moment o il vient en contact avec le palpeur. A partir des écarts observés entre les positions programmées et les positions réelles, on peut déterminer un décalage de com- pensation et l'enregistrer dans la mémoire associée aux moyens de commande numérique par ordinateur. Le décalage compense la différence entre la position de contact pro- grammée et la position de contact réelle. Un système et un procédé qui présentent les caractéristiques décrites cidessus sont exposés dans le brevet des E.U.A. n 4 382 215 qui a été cédé. à la deman- deresse. Comme décrit dans le brevet précité, un palpeur à déclenchement ou un capteur de pièce est monté dans les moyens de support d'outil. On étalonne tout d'abord ce palpeur par rapport à des surfaces de référence et on l'utilise ensuite pour étalonner le détecteur de position d'outil. Ce n'est qu'alors qu'on détermine la position de l'arête coupante de l'outil sélectionné, par contact avec le détecteur d'outil. On enregistre dans des moyens de commande numérique les décalages d'outil initiaux qui sont déterminés d'après les résultats de cette opération. Après l'accomplissement de l'usinage, on étalonne à nou- veau le détecteur de pièce et on l'utilise pour mesurer la ou les surfaces usinées de la pièce. L'information ainsi obtenue détermine les décalages finals nécessaires pour la coupe de finition. On peut ensuite mesurer la surface finie, au moyen d'un palpeur, pour déterminer sa conformité aux dimensions désirées. Bien que de structu- re simple, le palpeur à déclenchement doit avoir une con- figuration spécifique pour une classe de caractéristiques à détecter. Les palpeurs eux-mêmes, qui sont normalement achetés sous la forme de produits du commerce vendus par des fournisseurs spécifiques, ont tendance à être fragi- les et ils occupent au moins une position d'outil sur les moyens de support d'outil, par exemple sur la tourelle d'un tour, et, en outre, ils ne peuvent pas atteindre toutes les configurations de coupe. Pour surmonter les limitations d'un système à palpeur à déclenchement, on a réalisé un progrès consis- tant à utiliser l'outil de coupe lui-même en tant que moyen de mesure des dimensions de la pièce usinée précé- demment par l'outil lui-même. Un tel système est décrit et représenté dans le brevet des E.U.A. n 4 428 055, qui a également été cédé à la demanderesse. Comme décrit dans ce brevet, on utilise une détection par vibration pour détecter le contact entre l'arête coupante de l'outil de coupe et des surfaces de référence de position, en éta- lonnant l'arête coupante par rapport aux surfaces en uti- lisant un asservissement. On détermine l'écart entre les positions programmées et réelles de l'outil de coupe au niveau de chaque surface de référence, et on établit automatiquement un décalage initial de position d'outil, dans un but de compensation, pour chaque axe, et on l'in- troduit dans la commande numérique. Une fois que l'usina- ge a été commencé, on détecte les dimensions de la pièce au moins une fois avant d'effectuer la coupe finale, en utilisant l'outil en tant que'"palpeur-outil"pendant cette opération. Un transducteur de vibration acoustique à fré- quence adaptée, monté sur la tourelle, enregistre des vibrations provenant de l'outil pendant qu'une arete cou- pante étalonnée est amenée en contact avec la surface usinée. On détermine des décalages de position d'outil appropriés et on les introduit à ce moment dans les moyens de commande numérique, pour faire en sorte que les dimensions de la surface finie soient conformes aux dimensions désirées. Lorsque l'usinage final a eu lieu, on détecte à nouveau la position de la surface finie avec l'arête coupante étalonnée, en utilisant une détection par vibration. Malgré le progrès technique important que représente ce type de système, le palpeur-outil ne peut pas toujours atteindre les deux surfaces de référence d'une machine particulière lorsqu'on utilise l'outil lui-même en tant que jauge ou calibre. L'invention a donc pour but d'apporter un perfec- tionnement dans la mesure de dimensions de pièces usinées. L'invention a également pour but d'apporter un perfectionnement dans des systèmes à palpeur utilisés dans des systèmes d'usinage à commande numérique en boucle fer- mée. Un autre but de l'invention est d'apporter un perfectionnement à une structure de surface de référence pour un système utilisant un palpeur-outil. Un but supplémentaire de l'invention est de pro- curer des moyens pour définir des surfaces de référence qu'on puisse utiliser à la place d'une bague de référence, par exemple, dans la broche d'une machine-outil à commande numérique consistant en un tour. Brièvement, une forme préférée de l'invention atteint les buts précités, ainsi que d'autres, en utili- sant une colonne de référence allongée, d'une section transversale prédéterminée, vibrant de façon ultrasonore, qui est montée à une distance connue de l'axe d'une broche tournante (ou d'un autre point de référence connu) d'une machine-outil à commande numérique (telle qu'un tour), et qui est orientée avec son axe longitudinal perpendiculaire à la pièce usinée. Un outil de coupe qui remplit non seu- lement la fonction d'un élément de coupe mais également celle d'un palpeur, est utilisé en association avec la colonne de référence vibrante pour mesurer les dimensions de la pièce qui est usinée. On fait de préférence vibrer la colonne en direction longitudinale. On détecte des con- tacts de l'outil avec la colonne, et des surfaces de la pièce en cours d'usinage, au moyen d'un accéléromètre à fréquence adaptée, monté sur une tourelle qui supporte l'outil. Le signal de sortie de l'accéléromètre indique le contact avec l'outil. On transmet ce signal à des moyens de commande numérique en boucle fermée, par l'intermédiaire d'un coupleur rotatif et d'un circuit de conditionnement de signal. Du fait qu'on connait avec précision la posi- tion exacte de la surface de référence de la colonne vibrante, dans le système de coordonnées de référence de l'outil, une fois qu'on a établi le contact entre l'outil et la colonne, on connaît de façon précise la position de la surface de l'outil. Ceci permet de corriger dans le système de commande numérique l'usure de l'outil et des variations des dimensions de l'outil, par exemple. On uti- lise en fait la surface de référence vibrante en tant qu'élément d'étalonnage pour la surface de l'outil. Une fois que l'outil a été étalonné, on peut l'utiliser pour détecter la surface de la pièce usinée. Le contact avec la surface de la pièce usinée est détecté par des "vibrations de frottement" transmises à l'accéléromètre. En comparant les positions des surfaces, l'une par rapport à l'autre dans le système de coordonnées, ou par rapport à la posi- tion de la colonne, on peut déterminer les dimensions de la pièce usinée. La suite de la description se réfère aux dessins annexés qui représentent respectivement: Figure 1: une représentation simplifiée en élé- vation d'un tour horizontal à tourelle qui correspond à l'art antérieur et dont la tourelle tournante est conçue de façon à amener plusieurs outils de coupe ou palpeurs en position de fonctionnement; Figure 2: une représentation en plan simplifiée d'un tour horizontal à tourelle tel que celui représenté sur la figure 1, et comportant maintenant les caractéris- tiques de l'invention; Figure 3-: une vue en perspective d'un mode de réalisation préféré d'une colonne de référence représentée en conformité avec l'invention;. Figure 4: une représentation simplifiée en élé- vation montrant la structure de colonne de référence, com- prenant la colonne de référence représentée sur la figure 3 qui est montée au moyen de ressorts sur le tour représenté sur la figure 2; Figure 5: un schéma synoptique électrique représentant le chemin suivi par les signaux électriques entre l'accéléromètre monté sur la tourelle qui est repré- senté sur la figure 2 et les moyens de commande numérique tels que ceux représentés sur la figure 1; et Figure 6: une courbe caractéristique utile à la compréhension du fonctionnement de l'invention. En considérant maintenant les dessins et plus particulièrement la figure 1, on voit une représentation en élévation latérale simplifiée d'une machine d'usinage se présentant sous la forme d'un tour horizontal à tou- relle. Un tour à tourelle fonctionne de façon caractéris- tique selon deux axes mutuellement perpendiculaires, soit l'axe X et l'axe Z, et on désigne par X un axe transversal par rapport au banc de la machine, tandis que l'axe Z est dirigé dans la direction de la longueur du banc. Comme représenté, le banc du tour comprend un bâti 10 qui porte une paire de glissières dont l'une est désignée par la référence 12 et s'étend dans la direction de l'axe Z. L'axe 14 de la broche 16 du tour est parallèle à l'axe Z. Un chariot latéral 18 est monté de façon coulissante sur les glissières 12 et peut 8tre positionné de façon bidi- rectionnelle le long de l'axe Z, soit vers l'avant (en direction de la pièce usinée, -Z), soit vers l'arrière (dans la direction opposée à la pièce usinée, +Z), à par- tir de la position représentée sur la figure 1. Le posi- tionnement du chariot 18 le long de l'axe Z est effectué au moyen d'un mécanisme à vis-mère, non représenté, qui peut être entraîné par une configuration classique de moteur de positionnement à courant continu. Le chariot 18 porte en outre une paire de glissières latérales 20 et 22 sur lesquelles un coulisseau transversal 24 est monté de façon coulissante de manière à pouvoir être positionné dans la direction de l'axe X, non représenté, mais qui est normal au plan du dessin. Le positionnement du coulisseau transversal 24 dans la direction de l'axe X est effectué de façon similaire au moyen d'un mécanisme à vis-mère qui peut être entraîné par un moteur de positionnement à courant continu. Cha- cun des moteurs électriques ou des vis-mères peut être accouplé à un résolveur ou un codeur classique, conçu de façon à produire un signal de réaction indiquant la posi- tion en rotation de l'élément correspondant. Ces signaux de réaction sont représentatifs de la position linéaire du chariot 18 et du coulisseau transversal 24 le long de leurs axes respectifs. Selon une variante, on peut utili- ser des dispositifs de codage électroniques ou opto- électroniques appropriés pour produire des signaux direc- tement représentatifs de la position linéaire du chariot 18 et du coulisseau transversal 24. Le coulisseau transversal 24 porte une tourelle 26 qui comprend un certain nombre de positions d'outil 28, chacune d'elles pouvant recevoir un porte-outil 30. Dans la configuration qui est représentée sur la figure 1, la tourelle 26 permet de façon caractéristique le mon- tage de six outils de coupe ou palpeurs séparés à des positions d'outil 28. En indixant de façon appropriée la tourelle 26, c'est-à-dire en la faisant tourner, on peut amener chaque outil ou palpeur en position de fonctionne- ment, comme le montre le dessin. Dans un but de simplici- té, on a représenté la tourelle 26 sur la figure 1 avec une configuration dans laquelle elle ne porte qu'un seul porte-outil 30, et un seul outil de coupe 29 est donc représenté. La représentation montre en outre que l'outil 29 comporte un outil rapporté 31 dont l'arête coupante 32 fait face à la pièce usinée. Le banc du tour représenté sur la figure 1 com- porte en outre à l'une de ses extrémités un ensemble d'entraînement de broche et de boîte de vitesse, 34. La broche tournante 16 s'étend à l'extérieur de l'ensemble d'entraînement et de boîte de vitesse 34 et porte un mandrin 36 qui comprend un ensemble de mors 38 destinés à maintenir une pièce usinée 41. La broche 16 comporte en outre un nez ou face de broche 40 qui porte contre le mandrin 36. L'intersection du plan de la face 40 avec l'axe 14 de la broche définit la position d'origine "0", ou origine, à partir de laquelle le constructeur de la machine-outil particulière établit des spécifications de position des éléments de la machine et des outils de coupe pour l'utilisation dans la programmation du systè- me. Bien que toutes les positions programmées soient référencées à l'origine, le système de mesure de la machine-outil elle-même compte ou mesure toujours par rapport à une position initiale. Cette dernière est nor- malement située dans la position la plus éloignée du nez de broche et de l'axe que le chariot 18 et les coulis- seaux transversaux sont capables d'atteindre. Conformément à l'art antérieur connu, le man- drin 36 présente en outre une configuration qui comprend une bague de référence réalisée par au moins une paire de surfaces de référence de position qui sont respectivement perpendiculaires aux axes X et Z. Chacune de ces surfaces est positionnée à une distance étalonnée connue par rapport à l'origine ou position "0". Comme représenté, la surface cylindrique externe 42 du mandrin constitue une surface de référence tandis que la face 44 du mandrin constitue l'autre surface de référence. Comme indiqué dans le brevet des E.U.A. no 4 428 055 précité, un type prédéterminé de transducteur de vibration acoustique 37 est monté au sommet de la tou- relle et il produit un signal électrique sous la dépen- dance de vibrations mécaniques ou acoustiques détectées. A titre d'exemple, des "vibrations de frottement" sont transmises au transducteur lorsque l'arête coupante 32 vient en contact avec la pièce usinée 41 pendant la rota- tion. La rotation de la pièce usinée par rapport à l'arê- te coupante crée le mouvement relatif rapide nécessaire pour produire des vibrations. Pour effectuer des mesures de dimensions, on amène l'outil 32 légèrement en contact avec la surface de la pièce usinée et on le rétracte rapidement. On maintient à une valeur minimale la force appliquée, en évitant une pénétration dans la surface pendant l'opération de mesure de dimensions. Dans certai- nes conditions dans lesquelles on ne peut pas tolérer des marques sur la pièce usinée finie, on peut également fai- re tourner la pièce dans le sens inverse pendant l'opéra- tion de mesure. Même dans de telles circonstances, la surface de la pièce usinée finie peut être marquée, bien que légèrement, par son contact avec l'arête coupante. Par conséquent, lorsqu'on le désire, on utilise un vibreur 39 qui est représenté monté sur le mandrin 36, pour commu- niquer à la pièce usinée des vibrations de faible amplitu- de alors que cette pièce ne tourne pas. Ces vibrations sont transmises de la pièce usinée 41 à l'outil 32 et ensuite au transducteur 37, par l'intermédiaire des moyens de support d'outil comprenant le porte-outil 30 et la tourelle 26. On obtient ainsi un mouvement relatif rapide entre l'arête coupante de l'outil et la surface de la piè- ce usinée, par un mouvement alternatif de faible amplitude qui est induit dans la pièce usinée par le vibreur et non par la rotation de la pièce. On arete normalement la rota- tion de la pièce usinée pendant la mesure lorsque le vibreur 39 est en fonction. L'ensemble qui est représenté sur la figure 1 et est désigné par la référence 46 est le système de com- mande numérique. Ce système est connecté électriquement à un certain nombre d'éléments différents dans la machine- outil (c'est-à-dire le tour), comme les moteurs de posi- tionnement à courant continu, les résolveurs et le trans- ducteur acoustique, entre autres. Le système de commande numérique 46 comprend également un dérouleur de bande 48 qui est conçu de façon à enregistrer la programmation de commande numérique pour l'usinage de la pièce usinée, sous la forme de mots de code représentatifs de différen- tes sortes d'instructions. A titre d'exemple, on peut utiliser le programme pour: indexer la tourelle 26; mettre en circulation le liquide de refroidissement nécessaire pour l'usinage; faire tourner la broche dans une direction sélectionnée et à vitesse sélectionnée; déplacer le palpeur ou l'outil selon une séquence d'étapes particulière; et pour diverses autres fonctions conne- xes. La bande peut également contenir des données ou les dimensions désirées d'une surface particulière à usiner, la tolérance d'usinage admissible pour chaque dimension et certains paramètres qui doivent être pris en considé- ration, en fonction de la pièce à usiner, du ou des outils particuliers qui sont utilisés, etc. Le système de commande numérique 46 comprend de préférence un microprocesseur qui fonctionne sous la dépendance d'instructions enregistrées sur la bande. Le microprocesseur provoque l'émission des signaux de com- mande appropriés qui provoquent l'exécution des ordres contenus sur la bande. Le microprocesseur traite égale- ment les données acquises par diverses opérations de mesure (c'est-à-dire par l'utilisation de jauges ou de calibres), pour calculer des décalages qui peuvent pro- duire des modifications des opérations de coupe effec- tuées par le programme d'usinage. Certaines de ces fonc- tions peuvent cependant être accomplies dans un ordina- teur déporté, comme dans un ordinateur central d'un sys- tème de commande numérique de type réparti' de façon que les données traitées soient appliquées au système 46 qui génère alors les signaux de commande appropriés. Dans une telle configuration, le système de commande numérique 46 peut conserver des possibilités de calcul. Le microprocesseur traite les données reçues à partir des opérations de mesure de dimensions, les don- nées de réaction provenant des résolveurs et les données chargées par l'intermédiaire du programme lui-même, pour calculer les décalages précités. Des signaux de commande de moteursobtenus à partir des données traitées sont com- parés avec les données de réaction de position provenant des résolveurs de moteurs respectifs, ou d'autres moyens de réaction de position. Ceci établit un système en bou- cle fermée dans lequel la différence déterminée par la comparaison des deux signaux commande la position de l'arête coupante de l'outil ou la position du palpeur de mesure. On peut également utiliser le système de commande numérique 46 pour calculer, afficher et imprimer les dimensions physiques de la pièce usinée, ainsi que pour calculer des écarts par rapport aux valeurs programmées et pour afficher les tolérances d'usinage admissibles. Le système de commande numérique 46 peut par exemple être réalisé sous la forme d'un appareil commercialisé par General Electric Company sous la désignation Mark Century 2000 Computer Numerical Control. On pourra se référer au brevet des E.U.A. n 4 428 055 pour avoir une description plus complète du fonctionnement du système d'usinage représenté sur la figure 1, et ce brevet décrit en outre le principe d'uti- lisation de l'outil de coupe 29 en tant que palpeur- outil pour mesurer les dimensions de la pièce 41 qui est usinée. Cependant, pour une machine particulière, il n'est pas toujours possible d'atteindre les deux surfaces de référence lorsqu'on utilise l'outil de coupe en tant que jauge ou calibre. Ceci conduit maintenant à considérer la présen- te invention et plus particulièrement la figure 2. En considérant maintenant la figure 2, on voit une struc- ture de colonne de référence vibrante 50, montée sur le banc, dont les détails sont représentés sur les figu- res 3 et 4, qui est conçue de façon à définir au moins une surface de référence, mais de préférence deux ou plus, qu'on peut utiliser dans un système de palpeur- outil. La structure de colonne de référence 50 est des- tinée à remplacer la configuration de bague de référen- ce des surfaces 42 et 44 de la figure 1. La colonne de référence 50 est positionnée à une distance connue de l'axe 14 et elle est de préférence orientée avec son axe longitudinal perpendiculaire par rapport à la pièce usinée 41 et à l'outil 29. La colonne de référence éta- blit pour l'outil une position de référence fixe, connue avec précision, et on l'utilise pour étalonner la posi- tion de l'outil avant de l'amener en contact avec la piè- ce usinée. On notera évidemment que la colonne de réfé- rence 50 peut être placée de la manière désirée dans le système de coordonnées de référence du tour. Le point important consiste en ce que sa surface de référence soit positionnée de façon précise et fixe. En considérant maintenant les figures 3 et 4, on note que la structure de colonne de référence 50 comprend, entre autres, une colonne de référence allongée 52 pour laquelle on a représenté une section transversale carrée, mais cette section transversale peut avoir d'autres formes appropriées lorsque c'est souhaitable, comme des formes hexagonales, octogonales ou circulaires. La forme carrée définit des surfaces mutuellement perpen- diculaires, ce qui donne des surfaces de référence qui sont parallèles aux deux axes X et Z. La colonne allongée 52 est excitée de façon à vibrer de façon sonore, mais de préférence ultrasonore, dans un mode longitudinal, au moyen d'un ou de plusieurs éléments piezoélectriques 54 qui sont excités par un oscillateur 56 représenté sur la figure 4 et fonctionnant par exemple à 50 kHz. Des con- * ducteurs électriques appropriés 58 et 60 établissent la connexion électrique nécessaire. Les éléments piezoélec- triques excitent la colonne de référence 52 de façon qu'elle se déplace de manière linéaire et alternative dans une direction verticale, comme indiqué. La colonne de référence 52 est en outre supportée par une plaque 62 qui est positionnée à un noeud de vibration sur la colon- ne, et qui comporte trois trous de montage équidistants 64, pour pouvoir 8tre montée de façon élastique sur une équerre 66 qui est fixée sur le banc du tour, par exemple sur la surface intérieure 68 de la boite de vitesses 34, comme le montre la figure 2. Cependant lorsque c'est sou- haitable, l'équerre 66 peut s'étendre vers le bas et être fixée directement à la glissière 12 adjacente. Dans tous les cas, l'équerre est fixée fermement au tour et on peut considérer que la colonne de référence fait partie d'une structure montée sur le banc. En outre, la colonne 52 et la plaque 62 sont montées de façon élastique sur l'équer- re 66 au moyen de trois ressorts de montage 68, avec du matériel approprié utilisé en association avec les trous 64, de façon que la structure résultante procure un mon- tage souple capable de donner lieu à des mouvements dans les directions X et Z dans le cas d'un déplacement excessif de l'outil, sans nuire à l'intégrité de la posi- tion de référence de la colonne. La structure de colonne de référence représen- tée sur les figures 3 et 4, et plus particulièrement la colonne de référence vibrante ultrasonore 52,est destinée à fonctionner avec un accéléromètre qui est désigné par la référence 72 sur la figure 2 et qui est monté sur la tourelle 26, pour détecter des vibrations ultrasonores de la colonne de référence 52 lorsque l'outil 29, faisant fonction de palpeur, touche la colonne de référence vibrante 52, orientée verticalement.-L'accéléromètre peut être de l'un quelconque des nombreux types disponibles dans le commerce. On a trouvé par exemple que celui commercialisé par Vibra-Metric sous la référence 1018 fonctionne de façon satisfaisante dans le cadre de l'invention. Comme le montre la figure 5, l'accéléromètre est couplé à un coupleur tournant 74 pour transmettre le signal électrique de sortie de l'accéléromètre au systè- me de commande numérique 46 (figure 1). Cependant, avant d'être appliqués au système de commande numérique 46, les signaux de l'accéléromètre sont tout d'abord condi- tionnés par l'application à des moyens d'amplification et de filtrage passe-bande, ainsi que des moyens de dis- crimination. Le conditionnement du signal produit pour le système de commande numérique 46 un signal exempt de signaux parasites. Comme le montre en outre la figure 5, un circuit de traitement de signal approprié 78 est incorporé entre le circuit de conditionnement de signal 76 et le système de commande numérique 46. L'accéléromè- tre 72 résonne de préférence à une fréquence identique à la fréquence de vibration de la colonne de référence 52. Ceci a pour effet d'augmenter la sensibilité, ce qui per- met de détecter plus aisément le contact entre la surface de l'outil et la surface de la colonne 52. On peut sélec- tionner la fréquence de vibration par un choix approprié de la fréquence de l'oscillateur 56. Comme indiqué ci-dessus, cette fréquence peut être de l'ordre de kHz. En fonctionnement, on approche de la colonne de référence 52 un palpeur-outil, comme par exemple l'outil 29 représenté sur la figure 2, jusqu'à ce que l'accéléro- mètre 72 détecte, par l'intermédiaire du circuit de trai- tement, qu'un contact a eu lieu. On note la position de l'outil à l'emplacement de ce contact. On enregistre et on mémorise cette position dans le système numérique 46. On fait alors reculer l'outil et on l'entraîne vers la pièce usinée 41 en rotation (figure 2), jusqu'à ce que l'accé- léromètre 72 détecte un contact sous la forme d'un signal de "frottement", par opposition à un signal de coupe. Comme l'indique la figure 6, un frottement de l'outil contre la pièce usinée produit un signal d'amplitude constante relativement faible et est différent d'un signal résultant d'une opération consistant à couper, à rayer ou à entailler la pièce usinée. Au moment du frottement con- tre la pièce usinée, on enregistre et on mémorise à nou- veau la position et on inverse le mouvement de l'outil. La différence entre la position de référence connue et le point de contact avec la pièce usinée procure l'informa- tion nécessaire pour le calcul de la dimension de la piè- ce. On effectue ceci d'une manière bien connue dans le système de commande numérique 46, comme indiqué dans le brevet des E.U.A. n0 4 426 055. L'invention supprime la nécessité d'utiliser la bague de référence tournante 36 sur la broche 40, repré- sentée sur la figure 1. Les avantages de la technique de l'invention sont multiples. Par exemple, à la différence de la bague de référence, on peut positionner la colonne de référence 52 de façon qu'elle soit accessible par tous les outils et qu'on puisse l'approcher pour l'éta- lonnage dans toutes les directions. En outre, on peut si on le désire utiliser plusieurs colonnes de référence pour des pointes ou des outils ayant différentes dimen- sions. De plus, du fait que la bague de référence peut être marquée après une utilisation prolongée, une colonne de référence conforme aux principes de l'invention procu- rera une plus longue durée de vie utile. En outre, en touchant tout d'abord la colonne vibrante 52 avec l'outil 32 avant de toucher la pièce usinée 41, on a l'opportunité d'effectuer un contrôle de diagnostic concernant les circuits du détecteur ultrasonore, de façon à éviter d'entailler accidentellement la pièce usinée en cas de défaut de fonctionnement quelconque du capteur ultrasonore ou de ses circuits associés. Le fait d'approcher de la bague de référence de la broche en utilisant des circuits défectueux, pour une raison ou pour une autre, pourrait entraîner un marquage très important ou une détériora- tion. Ceci résulte du fait qu'il est habituel dans les programmes de mesure de dimensions en commande numérique par ordinateur, de programmer un dépassement faible mais non négligeable (par exemple 2,5 mm) de la surface de référence ou de la pièce examinée. L'élasticité de la colonne de référence absorbera sans dommage ce dépasse- ment de l'outil, tandis que la bague de référence de la broche ne l'absorberait pas. Après que la distance de dépassement a été parcourue, l'arrêt du mouvement peut être programmé dans la commande numérique par ordinateur pour signaler un défaut à l'opérateur. Comme indiqué ci-dessus, bien qu'on ait décrit une colonne ayant une section transversale rectangulaire, on peut utiliser une colonne de forme différente pour différentes directions d'approche pour les mesures dimen- sionnelles, en fonction de l'application particulière. Une telle situation peut se présenter lorsque des direc- tions d'approche ne coincidant pas avec les axes Z et/ou X sont nécessaires. A titre d'exemple, une colonne de forme octogonale permettrait une direction d'approche à pour effectuer un étalonnage aussi bien pour l'axe X que l'axe Z. Bien qu'on ait décrit et représenté ce qu'on considère être à l'heure actuelle le mode de réalisation préféré de l'invention, des modifications apparaîtront aisément à l'homme de l'art. Par exemple, bien qu'on ait décrit l'invention à titre d'exemple en considérant l'uti- lisation avec un tour à commande numérique, il apparaîtra clairement à l'homme de l'art que l'invention n'est pas limitée à des tours mais peut être avantageusement incor- porée dans d'autres machines-outils ou d'autres systèmes d'usinage dans lesquels on doit parvenir à un positionne- ment précis d'un objet. REVENDICATIONS 1. Procédé de mesure de dimensions au moyen d'un palpeur formé par un outil, pour déterminer la dimension désirée d'une pièce (41) qui est usinée, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivan- tes: on positionne une structure de surface de référence fixe (50) à une distance étalonnée de l'axe de rotation de la pièce usinée (41); on fait vibrer la structure de surface de référence (50); on amène un outil de machine, qui peut être constitué par un outil de coupe (29), monté sur un système d'usinage, en contact avec la structure de surface de référence (50) et on détecte des vibrations qui émanent de cette surface; on détermine la position de la surface (32) de l'outil (29) au moment du contact avec la structure de surface de référence (50); on amène l'outil (29) dans une condition de contact prédéterminée avec la pièce usinée (41) et on détecte ce contact avec la pièce usinée; on détermine la position de la surface (32) de l'outil au moment du contact avec la pièce usinée (41); et on calcule la différence entre les deux posi- tions de contact et on en déduit la dimension désirée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que la structure de surface de référence (50) comprend une colonne de référence (52) qui est orientée perpendiculairement à l'axe de rotation de la pièce usi- née (41). 3. Procédé selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que les opérations de détection du contact avec la structure de surface de référence (50) et avec la piè- ce (41) comprennent la détection au moyen d'un accéléro- mètre (72) monté sur le système d'usinage de façon rela- tivement proche de l'outil (29) de la machine. 4. Procédé selon la revendication 3, caractéri- sé en ce que l'opération consistant à amener l'outil (29) dans une condition de contact prédéterminée avec la pièce usinée (41) comprend l'opération consistant à amener l'outil en contact frottant avec la pièce usinée (41). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'opération consistant à faire vibrer la structure de surface de référence (50) comprend l'opération consistant à faire vibrer de façon sonore la colonne de référence (52). 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'opération consistant à faire vibrer de façon sonore la colonne de référence (52) comprend l'opération consistant à faire vibrer de façon ultrasonore la colonne de référence (52) dans un mode longitudinal. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'outil (29) de la machine peut être déplacé selon deux axes mutuellement perpendiculaires (X, Z). 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'outil consiste en un outil de coupe (29) placé sur une tourelle tournante (26) d'un tour. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système d'usinage consiste en un système d'usinage à commande numérique programmable qui comprend des moyens de commande numérique (46) conçusde façon à fonctionner sous la commande d'un programme d'usinage sélectionné. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les opérations consistant à déterminer la posi- tion de l'outil (29) au moment du contact avec la structure de surface de référence (50) et au moment du contact avec la pièce usinée (41),comprlert également l'opération con- sistant à enregistrer ces positions, grâce à quoi on peut ensuite calculer la différence entre les positions et déterminer la dimension désirée, dans les moyens de com- mande numérique (46). 11. Dispositif destiné à définir avec précision la position de la surface d'un outil de coupe (29) pou- vant être positionné dans le système de coordonnées de référence d'une machine-outil, et conçu de façon à produire des signaux de position d'outil de coupe pour une commande numérique, caractérisé en ce qu'il comprend: une surface de référence (52) positionnée de façon fixe dans le système de coordonnées de référence, à un emplacement connu avec précision dans ce système; des moyens (54, 56) destinés à faire vibrer la surface de référence (52); un capteur (72) placé relativement près de l'outil de coupe (29) et conçu de façon à réagir à des vibrations apparaissant dans cet outil de coupe en produisant un signal représentatif de ces vibrations; des moyens destinés à positionner l'outil de coupe pour produire un contact entre la surface (32) de l'outil de coupe et la surface de référence (52); et des moyens (46) destinés à recevoir le signal représentatif des vibrations et les signaux de position de l'outil de coupe (29), le signal représentatif des vibrations qui apparait au moment du contact et les signaux de position de l'outil de coupe étant représentatifs de la position précise de la surface (32) de l'outil. 12. Dispositif selon la revendication 11, carac- térisé en ce que la surface de référence (52) comporte au moins un angle droit de façon à définir une surface de référence vibrante parallèle à deux axes orthogonaux (X, Z). 13. Dispositif selon la revendication 12, carac- térisé en ce que la surface de référence se présente sous la forme d'un barreau allongé (52) ayant une section transversale carrée perpendiculaire à son axe longitudi- nal. 14. Dispositif selon la revendication 13, carac- térisé en ce que le capteur consiste en un accéléromètre (72). 15. Dispositif selon la revendication 14, carac- térisé en ce les moyens destinés à faire vibrer la surface de référence comprennent au moins un élément piezoélectri- que (54) fixé à la surface de référence (52) et un oscilla- teur (56) destiné à exciter l'élément piezoélectrique (54) à une fréquence ultrasonore. 16. Dispositif selon la revendication 15, carac- térisé en ce que la surface de référence (52)-est conçue de façon à vibrer dans un mode longitudinal. 17. Dispositif selon la revendication 15, carac- térisé en ce que 1-'accéléromètre (72) résonne à la fré- quence d'excitation ultrasonore. 18. Procédé destiné à mesurer les dimensions d'une pièce usinée (41) montée pour l'usinage dans une machine-outil, ce procédé ayant pour but d'utiliser l'outil de coupe (29) de la machine-outil en tant que palpeur de mesure de dimensions, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: (a) on établit une surface de référence (52) disjointe de la structure de montage de la pièce usinée, en une position fixe, connue avec précision, dans un système de coordonnées de réfé- rence de la machine-outil; (b) on fait vibrer la surface de référence (52) ; (c) on amène la surface (32) de l'outil de coupe (29) en contact avec la surface de réfé- rence (52) et on détecte l'apparition du contact par des vibrations transmises par l'outil de coupe (29) à un capteur de vibration (72); (d) on utilise le contact détecté à l'opération (c) pour établir la position de la surface (32) de l'outil de coupe; (e) pendant que la pièce usinée est en mouvement, on amène la surface (32) de l'outil de coupe en contact avec la pièce usinée (41), à un point sur cette dernière auquel on doit déterminer une dimension, et on détecte le contact au moyen de vibrations de frottement d'outil que l'outil de coupe (29) transmet au capteur de vibration (72); (f) on détermine à partir du contact détecté à l'opération (e) la position de la surface de la pièce usinée (41) au point de contact; et (g) on détermine la position de la surface de la pièce usinée (41) par rapport à une position de réfé- rence, dans le système de coordonnées de référence, en tant que mesure de la dimension de la pièce usinée (41). 19. Procédé selon la revendication 18, caractéri- sé en ce qu'on fait tourner la pièce usinée (41) et la position de référence est l'axe de rotation (14). 20. Procédé selon la revendication 18, caractéri- sé en ce qu'on fait vibrer la surface de référence (52) à une fréquence ultrasonore et le capteur de vibration est un accéléromètre (72) ayant une réponse de résonance à la fré- quence ultrasonore.