FR 2584181 A1 19870102 FR 8609173 A 19860625 La présente invention concerne un dispositif et un procédé perfectionnés pour détecter rapidement les vibra- tions provoquées par le contact entre un outil de coupe et une pièce sans déclencher de fausses alarmes dues aux bruits créés par une machine-outil. Un contrôleur de machine-outil détecte l'augmentation brutale du niveau des vibrations lorsque le grain d'un outil à avance lente effleure la pièce pour la première fois. La détection rapide de cet effleurement avant que l'outil n'avance suffisamment loin pour endommager la pièce, néces- site l'établissement d'un faible seuil des vibrations pour décider de cette détection. Certaines machines-outils sont à l'origine de pointes de bruit de courte durée mais d'ampli- tude élevée. Si l'on ne prend pas des mesures pour éviter les fausses alarmes lors de ces pointes de bruit, il y aura production d'une information erronée sur l'emplacement de la surface de la pièce. On peut utiliser les caractéristiques d'effleurement du contrôleur d'une machineoutil pour régler le décalage des outils et pour effectuer la mesure en ligne des cotes d'une pièce. Les pointes de bruit qu'on rencontre dans les tours de production lors de l'essai d'un équipement de détection acoustique des l'effleurements ont des amplitudes pouvant atteindre plusieurs centaines de fois le seuil de détection - 2 - 2584181 de l'effleurement de l'outil qui doit être établi pour assurer une détection rapide de cet effleurement. Cependant, il est courant que la durée des pointes de bruit soit située dans la plage étroite 8-14 millisecondes, celle-ci étant mesurée au niveau du seuil d'effleurement, indiquant que le facteur principal déterminant la durée des pointes est le filtre anti-formation d'ambiguités dans le circuit de pré- traitement analogique du dispositif de détection des effleu- rements. La fréquence de coupure de ce filtre est suffisam- ment basse pour éviter cette formation d'ambiguités dans l'opération ultérieure d'échantillonnage du sous-système numérique. La période d'échantillonnage est suffisamment longue pour effectuer une analyse numérique du signal entre échantillons de signaux analogiques. Par conséquent, il n'est pas souhaitable d'augmenter la fréquence de coupure du filtre pour raccourcir la durée des pointes de bruit. La présente invention est un perfectionnement du brevet N 4 428 055 (J.R. Zurbrick et J.R. Kelley) et de la demande de brevet en attente S.N. 645 203 du 29 août 1984 (Détection acoustique du contact entre un outil de coupe et une pièce). Dans ce dernier document, on élimine le problème des fausses alarmes en retardant l'alarme provoquée par l'effleurement de l'outil pendant un laps de temps supérieur à la durée maximum connue des impulsions de bruit, c'est-à-dire 15 millisecondes dans l'exemple précédent, ce qui permet à l'outil d'avancer apres l'effleurement initial d'une distance d'environ 0, 005mm dans la pièce à une vitesse d'avance nominale du test d'ef- fleurement de 25 mm/minute. Ce retard, ajouté aux autres retards inévitables du système,n'est acceptable que margina- lement car il oblige à augmenter le temps de mesure en utilisant des vitesses d'avance plus lentes de l'outil si le dispositif doit être utilisé pour des coupes autres que les coupes initiales et intermédiaires dans lesquelles on peut accepter un certain endommagement de la pièce. On a suggéré, dans une approche par circuit analogique, de tester la _ 3 2 2584181 polarité de la pente après passage par le seuil de l'ampli- tude de détection et attente d'un temps suffisamment long pour laisser passer la pointe de l'impulsion de bruit, et d'écarter le signal si la pente est négative. Il y a une réduction du temps jusqu'à la production de l'alarme, mais il se produit parfois des fausses alarmes par suite de la multi- plicitédes pointes des impulsions de bruit. La présente invention a pour objet de minimiser la durée de la détection de l'effleurement et d'améliorer les performances des contrôleurs de l'art antérieur des machines- outils tout en éliminant les fausses alarmes lors des impulsions d'amplitude élevée à pointe unique et pointes multiples. La présente invention a pour autre objet d'apporter une solution au problème de la production d'une fausse alarme lors des pointes de bruit des machinesoutils, qui soit compatible avec les techniques numériques d'un détecteur de bris d'outil, dans un contrôleur de machine-outil de façon qu'un matériel supplémentaire ne soit pas nécessaire pour augmenter la capacité du contrôleur à détecter les effleure- ments d'outil. Le détecteur acoustique perfectionné des effleurements d'outil selon un mode de réalisation préféré comporte les composants suivants. Un détecteur de vibrations, tel qu'un accéléromètre à large bande, est placé sur la machine-outil de manière à détecter les vibrations à l'interface outil/- pièce et autres bruits de la machine-outil, et produit un signal électrique correspondant. Un pré-processeur analogique comporte un moyen permettant d'amplifier le signal et de le filtrer en bande passante afin d'atténuer les bruits de basse fréquence de la machine, et un moyen de détecteur d'énergie formé d'un redresseur et d'un filtre passe-bas anti-ambigui- tés. Le signal unipolaire de sortie est présenté à un moyen d'échantillonnage de la forme d'onde et de conversion d'échantillons analogiques de signaux en f)rme numérique. La - 4 - 2584181 logique de détection des effleurements d'outil dans le sous- système numérique détermine si le signal passe par un seuil de faible valeur, puis la polarité de la pente de l'amplitude du signal. Elle comporte, tout d'abord, un moyen permettant de détecter tout échantillon de signal au-dessus d'un faible niveau du seuil qui dépasse le niveau du bruit continu du au fonctionnement de la machine-outil lorsqu'il n'y a aucun contact entre l'outil et la pièce. La logique comporte, en second lieu, un moyen permettant de comparer chaque échantil- lon courant supérieur au seuil à l'échantillon précédent, ou à la moyenne d'un suivi qui est la moyenne de l'échantillon courant et des N échantillons antérieurs, afin d'indiquer la polarité de la pente du signal. Elle comporte, en troisième lieu, un moyen tel qu'un compteur bidirectionnel afin de produire une alarme lors de l'effleurement de l'outil lorsque des indications sur une pente positive ou comptages dépassent les comptages d'une pente négative suivant un nombre donné, choisi de manière à rejeter les pointes de bruit à crête unique et à crêtes multiples en tant que fausses alarmes. Le nombre pré-établi permettant de déclencher une alarme peut être légèrement supérieur au nombre maximum de comptages ou échantillons dans la période allant du passage par le niveau du seuil à la crête d'une pointe de bruit de haute amplitude. Une autre caractéristique du procédé permettant de réduire la durée de reconnaissance de la signature des vibrations lors d'effleurement de l'outil est que le signal d'alarme est transmis à la commande de la machine-outil afin d'arrêter l'avance de l'outil. La suite de la description se réfère aux figures annexées qui représentent respectivement: Figure 1, un schéma sous forme de blocs du dispositif perfectionné de détection des effleurements d'un outil; figure 2, le signal de vibration à la sortie du canal analogique o l'on rencontre la pointe de bruit avant un effleurement valable avec la pièce; -5 - figure 3, une vue simplifiée en perspective d'un tour horizontal révolver sur lequel est monté un contrôleur de machine-outil; figures 4a et 4b, des courbes sur la détection du signal d'effleurement, qui représentent les comptages dans le compteur bi-directionnel et le signal d'effleurement et la moyenne du suivi; figures 5a et 5b, des courbes sur la réjection d'une pointe de bruit à crête unique, qui représentent les comptages dans le compteur bidirectionnel et le signal de la pointe de bruit et la moyenne du suivi; figures 6a et 6b, des courbes sur la réjection d'une pointe de bruit à crêtes multiples par la technique de comparaison échantillon-échantillon, qui représentent les comptages dans le compteur bidirectionnel et un signal de pointe de bruit double. On a montré que la capacité d'un détecteur d'effleure- ment d'outil à éviter les détections erronées dues aux pointes du bruit produit mécaniquement, et d'y parvenir avec une durée minimum pour la détection des vrais effleurements, joue ni rôle important dans la mesure des pièces sur une machine-outil lors des opérations d'usinage. Cela est do au fait que les pointes de bruit provenant de source telle que les paliers de la machine peuvent produire de fausses détections de l'effleurement de l'outil qui correspondent à des mesures erronées de l'emplacement de la surface de la pièce. Il est important de minimiser la durée de détection pour les deux raisons suivantes: tout d'abord, l'avance de l'outil entre l'instant de l'effleurement et l'instant ultérieur de la détection de cet effleurement produit une erreur dans l'indication de l'emplacement de la surface de la pièce; en second lieu, ce temps de détection, ajouté aux autres retards du système qui empêchent un arrêt instantané de l'avance de l'outil, permet à l'outil d'avancer à l'intérieur de la pièce, produisant un certain endommagement 4' - 6 de la pièce. A la vitesse d'avance raisonnablement faible de mm/minute, chaque milliseconde du temps de détection correspond à une avance de l'outil de O,0004mm. Une précision d'environ 0,0025mm de l'emplacement de la surface de la pièce, objectif raisonnable, nécessite le maintien à moins de 6 millisecondes du temps de détection de l'effleurement, ou alors, si le temps est suffisamment uniforme, sa compensation dans la fonction de localisation de la surface. On pourrait avoir comme objectif un endommagement de la surface de la pièce inférieur à environ 0,005mm pour des surfaces finies, et des profondeurs de pénétration de l'outil beaucoup plus grandes peuvent être acceptables pour la mesure de surfaces non-finies. Des agencements spéciaux peuvent s'avérer néces- saires pour provoquer l'arrêt de l'avance de l'outil en moins de 50 millisecondes environ après que la commande de la machine ait reçu le signal d'effleurement de l'outil en provenance du contrôleur de la machine-outil. La raison principale du délai entre le premier contact réel entre l'outil et la surface de la pièce et la décision relative à la détection de l'effleurement est l'obligation de recueillir et analyser un jeu d'échantillons de signal contenant une information suffisante pour permettre une décision fiable quant à l'origine de l'augmentation détectée du niveau de signal, à savoir, si celle-ci est due à une pointe de bruit ou à un effleurement véritable de l'outil. Comme il y a des pénalisations pour ce délai en termes de précision de la position de la surface de la pièce et de l'endommagement potentiel de celle-ci, il est important de minimiser le délai en contrôlant les pointes de bruit et les caractéristiques du signal d'effleurement qui sont suscep- tibles d'être distinguées avec un nombre minimum d'échantil- lons de signal. On a trouvé que la forme de la pointe de bruit, après traitement du signal du détecteur afin de le préparer à son échantillonnage, est essentiellement cons- tante. La crête de la pointe de bruit, à laquelle la pente du - 7 - signal change pour passer de positive à négative, se produit à peu près au même instant après le commencement de la pointe. On utilise cette constatation pour effectuer une distinction entre l'effleurement d'un outil et les impulsions de bruit. En figure 1, les vibrations acoustiques dues au contact initial entre un grain d'outil dans son mouvement d'avance et une pièce, et les autres bruits de la machine-outil pendant la lente avance de l'outil, sont captés par un détecteur approprié de vibration 10 tel qu'un accéléromètre. Le signal du détecteur est alors pré-traité dans un canal analogique de signaux, dont le signal de sortie contient la signature de l'événement constitué par l'effleurement de l'outil, cette signature étant reconnue par un circuit logique numérique de reconnaissance de signature. Le canal analogique de signaux comprend un amplificateur etunfiltre àbande passante 11, et un détecteur d'énergie constitué d'un redresseur biphasé 12 et d'un filtre passe-bas anti- ambiguités 13. La sortie est une forme d'onde analogique unipolaire proportionnelle à l'amplitude des vibrations dans la bande choisie. Le détec- teur d'effleurement d'outil utilise les vibrations acousti- ques dans la zone 30-100kHz; il est nécessaire d'atténuer les bruits de haute amplitude de la machine qui ont tendance à être concentrés aux basses fréquences, et au-dessus de 100kHz les vibrations sont fortement atténuées à moins que le détecteur ne soit proche de l'interface outil/pièce. Le signal de vibration prétraité est échantillonné et transformé en signal numérique par un circuit approprié 14 d'échantil- lonnage et de conversion analogique/numérique. Le signal de sortie du canal analogique, (figure 2) contient nonseulement la signature de l'efleurement de l'outil, mais encore des pointes de bruit qui pourraient être produites par le mécanisme de la machine-outil. Lors d'une opération de contr6le de la pièce, le porteoutil et le grain de coupe (voir figure 3) se déplacent rapidement vers la - 8 - pièce, puis ralentissent à une vitesse d'environ 25 mm/minute jusqu'à obtention du contact. Le bruit continu de transla- tion, bruit de fond dû au fonctionnement normal de la machine en l'absence de contact entre pièce et outil, est détecté. Dans certaines machines-outils, on rencontre des pointes de bruit de courte durée mais d'amplitude élevée, alors que d'autres machines sont relativement silencieuses et ne produisent aucune impulsion de bruit. Il y a une augmentation brutale et sensiblement continue du niveau des vibrations lorsque le grain de l'outil avançant lentement touche la pièce pour la première fois. Ces vibrations mécaniques ou acoustiques sont détectées par un accéléromètre et trans- formées en signal électrique. Le faible signal de bruit pour translation continue est indiqué en 15, les pointes de bruit d'amplitude élevée et à crête unique et crêtes multiples sont représentées en 16 et 17, et la référence 18 concerne le signal d'effleurement de l'outil s'élevant progressivement. Le circuit logique de détection de l'effleurement de l'outil est déclenché par des signaux de vibration traités, qui s'élèvent au-dessus d'un seuil pré-établi d'amplitude 19, et ignore les pointes de bruit pouvant être présentes. Le niveau 19 du seuil est un facteur minimum supérieur, disons de 2 à 3 fois, aux pointes du signal représentant le bruit de la translation en continu; il est pré-réglé ou peut poursuivre les variations du niveau de bruit dans le fonctionnement de la machine-outil. Avant de poursuivre, on se reportera à la figure 3 qui illustre l'installation d'un contrôleur typique de machine- outil sur un tour horizontal révolver. Le contrôleur concerne des tours verticaux révolver et d'autres types de machines- outils, telles que fraiseuses, centres d'usinage et per- ceuses. Les composants du tour qu'on a illustré sont le bâti 20 de la machine, la coulisse longitudinale 21, la poupée fixe 22, le mandrin 23, la pièce 24, et le chariot transversal 25. Une tourelle rotative 26 comporte plusieurs - 9 - 2584181 blocs porte-outil 27 (seul un bloc est représente) supportant chacun un porte-outil 28 et un grain de coupe 29. La commande de la machine-outil est, par exemple, le modèle MC 2000 de la société dite General Electric; on sait que tous ces éléments entrent également dans une commande numérique ou commande numérique informatisée. Un accéléromètre 31, ou autre détecteur de vibration, est monté sur la tourelle du tour ou sur la base de la tourelle dans un emplacement présentant un bon couplage avec les vibrations développées à l'interface outil/pièce. Les second et troisième composants importants du contrôleur de la machine-outil sont un pré- processeur analogique 32, de préférence situé sur le tour à proximité de la tourelle de manière à minimiser le captage électronique des bruits, et un processeur numérique 33 situé à distance. Un détecteur approprié est l'accéléromètre dit Vibra- metric VM1000 (fabriqué par la société dite Vibra-Metrics, Inc., Hamden, CT), utilisé dans la zone de réponse relati- vement plate au-dessous de sa fréquence de résonance. On le place généralement sur la tourelle rotative et une bague collectrice minature et un fil co-axial le relient au pré- processeur analogique 32. Un autre emplacement, dépendant de la conception du tour, est à l'extérieur de la tourelle, aucun coupleur tournant n'étant nécessaire. Lorsque cet accéléromètre est le détecteur, le canal analogique de traitement du signal, comporte un filtre à bande passante afin de limiter le signal à la zone 35-60 kHz, et le détecteur d'énergie comporte un redresseur biphasé et un filtre passe-bas anti- formation d'ambiguités de 500 Hz afin de produire la forme d'onde analogique de l'énergie du signal en fonction du temps. D'autres accéléromètres et agencements de traitement de signaux analogiques font l'objet d'une description dans les demandes de brevet citées en référence. En figure 1, on a illustré les fonctions principales du dispositif perfectionné de détection des effleurements - 10 - d'outil dans le micro-ordinateur numérique. Une alarme pour effleurement d'outil est produite avec un délai de détection minimum, alors qu'il y a rejet des impulsions de bruit à crête unique et crêtes multiples au titre de fausses alarmes. La première tâche du circuit logique de détection des l'effleurements d'outil, exécutée par le circuit 34 de détection du passage par le seuil, consiste à détecter tout échantillon de signal numérique se trouvant audessus du faible niveau 19 qui a été établi pour le seuil. Si o10 l'échantillon de signal est au-dessus de ce niveau du seuil, le circuit logique détermine alors la polarité de la pente de l'amplitude du signal. Les échantillons se trouvant au-dessus du seuil sont acheminés vers un circuit 35 d'échantillonnage et de comparaison de moyenne, dans lequel la polarité de la pente est déterminée par comparaison de l amplitude de l'échantillon courant soit à celle de l'échantillon au-dessus du seuil immédiatement précédent, soit à celle de la valeur courante de la moyenne du suivi, calculée comme étant la valeur moyenne des amplitudes de l'échantillon courant et des N échantillons précédents, o N est une petit nombre inférieur à environ 10. Un circuit 36 procède au calcul de la moyenne du suivi. Le dispositif utilise également un compteur bidirectionnel 37 pré-réglé à un nombre de comptages légère- ment supérieur au nombre maximum pouvant se produire entre le commencement d'une pointe de bruit à crête unique et le passage de son amplitude de pointe. Le compteur procède à un comptage dégressif chaque fois que l'amplitude du signal indique une pente positive et à un comptage progressif chaque fois qu'il y a indication d'une pente négative. Lorsque le comptage régressif tombe à zéro, il y a production d'une alarme pour effleurement de l'outil. Les pointes de bruit à crête unique et à crêtes multiples ne provoquent pas le comptage regressif du compteur 37 jusqu'à zéro, et aucune alarme n'est produite. En variante, on peut utiliser un compteur qui commence à zéro et procède au comptage jusqu'au - 11 - nombre pré-réglé. Il peut être important de minimiser le délai jusqu'à la production d'une alarme en contrôlant les caractéristiques des pointes de bruit et du signal d'effleurement qui peuvent être distinguées avec le nombre minimum d'échantillons de signal. Une caractéristique-clé du dispositif de détection d'effleurement d'outil du contrôleur de machine-outil (CMO) est que le canal analogique de signaux, dans le pré- traitement des signaux de l'accéléromètre avant leur échan- tillonnage par le processeur ou sous-système numérique (voir figure 2), sort une forme d'impulsion presque invariable lorsque le signal de l'accéléromètre est produit en réponse à un impact métal sur métal. Cela est du au fait qu'un signal d'impact a une durée si courte (ou, d'une manière équiva- lente, un contenu en fréquence si large) qu'il constite presque une excitation par impulsion des filtres du canal analogique CMO, et plus particulièrement du filtre passe-bas 13 de 500 Hz. La réponse impulsionnelle d'un dispositif linéaire est constante. Comme la relation entre les caractéristiques des filtres du canal analogique CMO et celles des signaux de sortie de l'accéléromètre pour impact métal sur métal se traduit par une forme essentiellement constante des pointes de bruit, il est possible d'identifier une pointe de bruit et 23 de la distinguer d'un signal d'effleurement d'outil avant la fin de la pointe. La technique utilisée dans l'équipement CMO dépend du fait que la crête de la pointe de bruit, à laquelle la pente du signal passe de positive à négative, se produit presque toujours environ 1,5 milliseconde après le commen- cement de la pointe. D'autre part, la durée totale de la pointe est de l'ordre de 10 millisecondes car la décroissance à partir de la crête est plus lente que la montée. Cependant, la logique de détection des effleurements d'outil ne classe pas, à titre de signal d'effleurement d'outil, tout signal dont la pente positive se poursuit au- - 12 - delà de 1,5 miliseconde. Cela est dû à l'échantillonnage plutôt peu dense du signal de pointe et à la possibilité, dans un environnement aux pointes denses, du chevauchement de deux ou plusieurs pointes de bruit avec production d!une impulsion de bruit composite aux pointes multiples, et par conséquent de zones multiples à pente positive. Le compteur directionnel 37 est pré-réglé à un nombre sélectionnable et décrémenté lors de chaque échantillon de signal dans lequel il y a détection d'une pente positive et l'indication d'une pente positive ou signal est envoyé au compteur. Le nombre pré-réglé selon le mode de réalisation préféré est équivalent à environ 3 millisecondes d'échantillons de signal, de sorte que lors de l'apparition d'un signal d'effleurement réel, avec une amplitude de signal croissant uniformément, la détection de l'effleurement n'est retardée que de 3 milli- secondes après que le signal se soit élevé en premier lieu au-dessus du seuil de détection 19. Les figures 4a et 4b illustrent la manière avec laquelle le compteur 37 procède à un comptage dégressif jusqu'à zéro dans un temps minimum lorsqu'on rencontre une signature acoustique d'effleurement d'outil. Le signal d'ef- fleurement 18' est représenté comme croissant linéairement, et à chaque instant d'échantillonnage, o il y a détection d'un échantillon au-dessus du seuil,la comparaison du nouvel échantillon avec la moyenne du suivi indique une pente positive, et un comptage ou indication d'une pente positive est présenté au compteur. Une alarme est produite lors du douzième comptage regressif successif. La référence consti- tuée par la moyenne du suivi, représentée en tiret, n'utilise que deux échantillons pour le calcul de la moyenne de manière à suivre étroitement le signal de vibration traité. Le nombre pré-réglé pour provoquer l'alarme, représenté dans les figures, n'est donné qu'à titre d'illustration; on peut utiliser des nombres allant de 6 à 20. Des nombres plus petits minimisent le délai et des nombres plus grands - 13 - 2584181 provoquent l'augmentation du facteur de sécurité contre l'immunité des pointes de bruit. Le nombre couramment utilisé est de 6 comptages ou 6 échantillons avant l'alarme, correspondant à une durée de 3 millisecondes avec une période d'échantillonnage d'une demi-milliseconde. Les figures 5a et 5b illustrent la réjection d'une pointe de bruit à crête unique en faisant appel à la technique de référence à la moyenne. Cette référence à la moyenne du suivi doit suivre étroitement le niveau du signal si l'on veut détecter rapidement la pointe, car dans le cas contraire, les échantillons de signal prélevés au-delà de la pointe peuvent avoir encore des niveaux supérieurs à ceux des échantillons en arrière, et elle sera par conséquent attri- buée par erreur à la continuation de la pente positive initiale. On obtient ce suivi étroit en ne procédant à la moyenne que d'un petit nombre d'échantillons de signal de manière à calculer la moyenne du suivi (et non en écrêtant l'échantillon le plus récent dans la fenêtre de calcul de la moyenne, comme cela peut être fait dans l'algorithme de détection des bris d'outil). Le dispositif de détection de l'effleurement de l'outil n'utilise couramment que deux échantillons pour cette fonction de calcul de la moyenne. Lors d'une pointe de bruit unique, comme on peut le voir en figure 5a, le compteur bidirectionnel procède à un recomptage vers la valeur pré-réglée peu après le commencement de la pente négative de la pointe, de sorte qu'il n'y a aucune détection. Si chaque échantillon au-dessus du seuil n'est comparé qu'à l'échantillon précédent, lui-même au-dessus du seuil, ou à la moyenne de deux échantillons, l'inversion du compteur se produit encore plus rapidement. Les figures 6a et 6b représentent la réjection d'une pointe de bruit à crêtes multiples par la technique de comparaison échantillon par échantillon. Le compteur, réglé à l'origine à 12, procède à un comptage à rebours tant qu'il y a détection d'une pente positive, à une comptage ascendant - 14 - dès que la première crête est passée et que la pente devient négative, à un comptage à rebours lorsque la pente positive de la seconde crête est détectée, et de nouveau à un comptage ascendant après que la seconde crête est passée et que la pente est négative. Ainsi, il n'y a aucune détection de l'effleurement de l'outil. Une variante consiste dans le fait que la vitesse de comptage ascendant peut être réglée à une valeur supérieure à celle du comptage à rebours. Lors de l'impulsion de bruit à crêtes multiples, le compteur ne réussit jamais un comptage à rebours jusqu'à zéro car le compteur procède à un comptage ascendant lorsque la pente du signal n'est pas positive, à une vitesse supérieure à celle du comptage à rebours lorsque la pente est positive. Pour résumer, le procédé de détection avec un délai minimisé de l'effleurement initial d'un outil de coupe et d'une pièce consiste: à détecter tout échantillon de signal au-dessus d'un faible seuil d'amplitude qui dépasse le niveau du bruit continu de translation de la machine- outil en l'absence de contact entre outil et pièce, à compa- rer chaque échantillon courant supérieur au seuil à l'échan- tillon précédent supérieur au seuil, ou à la moyenne de l'échantillon courant et de N échantillons précédents, à produire un comptage dessignaux à pentes positive ou négative, et à produire un signal d'alarme pour effleurement de l'outil lorsque les comptages des pentes positives dépas- sent les comptages des pentes négatives suivant un nombre pré-établi qui est suffisamment élevé pour rejeter les pointes de bruit à crête unique et crêtes multiples à titre de fausses alarmes. Ce nombre pré-établi est légèrement supérieur au nombre maximum de comptage dans le laps de temps s'écoulant entre la traversée du seuil d'amplitude et la crête d'une pointe de bruit d'amplitude élevée. On peut identifier deux autres techniques de réjection des pointes de bruit basées sur des principes similaires, mais qui ne sont pas utilisées dans la mise en oeuvre cou- - 15 - rante d'un détecteur d'effleurements d'outil. Une solution consisterait à rejeter le signal comme pointe de bruit dès qu'il y a détection d'un échantillon à pente négative. On ne fait pas appel à cette solution car on a observé expérimentalement qu'un signal d'effleurement vrai peut avoir momentanément une zone o sa pente est négative par suite de l'irrégularité de la surface de la pièce. Une autre possibilité consiste à mesurer quantitativement la pente initiale positive, rejetant les pentes trop grandes pour être associées à des signaux d'effleurement d'outil. Cela pourrait donner de bons résultats et il serait possible d'obtenir des délais de détection encore plus courts. Cepen- dant, la valeur quantitative de la pente, contrairement au minutage des changements de polarité de la pente, n'est pas invariable d'une pointe à l'autre, mais est très sensible à l'amplitude de la crête des pointes qui, à son tour, varie très largement. La solution courante permettant de minimiser le délai de la détection de l'effleurement d'un outil est compatible avec le dispositif de détection des bris d'outil par le contrôleur de machine-outil. Les demandes de brevet américain concernant la détection des bris d'outil ont pour référence 664 188 déposée le 24 octobre 1984; 664 189 déposée le 24 octobre 1984; 685 005 déposée le 21 décembre 1984. La demande 744 083 déposée en juin 1985 couvre un détecteur de bris d'outil et d'effleurement optimisé pour les condi- tions d'usinage en utilisant les informations données par une partie d'un programme. Le présent schéma de détection de l'effleurement d'un outil est mis en oeuvre par un sous- ensemble du logiciel de détection des bris d'outil qui a été sélectionné et optimisé par des paramètres d'entrée pouvant être choisis par l'utilisation. - 16 - 2584181 REVENDICATION 1. Dispositif perfectionné pour détecter l'effleurement initial d'un outil de coupe et d'une pièce sur une machine- outil, comprenant: un détecteur de vibration (10,31) pour produire un signal correspondant aux vibrations à l'interface outil/pièce et autres bruits de la machine-outil; un moyen (11) pour amplifier le signal et atténuer le bruit basse fréquence de la machine, et un moyen (12-13) pour détecter l'énergie dans une bande de fréquence acoustique au- dessous de 100 kHz et produire une forme d'onde de sortie de canal analogique; un moyen (14) pour échantilloner cette dernière et transformer sous forme numérique les échantillons de signaux analogiques; et une logique de détection des effleurements d'outil, comprenant un moyen (34) pour détecter tout échantillon de signal au-dessus d'un faible niveau de seuil qui dépasse le niveau du bruit continu résultant du fonctionnement de la machine-outil en l'absence de contact entre outil et pièce, un moyen (35) pour comparer ensuite chaque échantillon courant supérieur au seuil à au moins un échantillon précédent afin d'indiquer la polarité de la pente du signal, et un moyen (37) pour produire une alarme en cas d'effleure- ment d'outil lorsque les indications sur les pentes positives dépassent les indications sur les pentes négatives suivant un nombre donné qui est choisi de manière à rejeter les impulsions de bruit à crête unique et crêtes multiples comme fausses alarmes. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen cité en dernier est constitué d'un compteur bidirectionnel (37). 3) Dispositif selon la revendication 2,caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen (36) pour calculer une moyenne de suivi qui est la moyenne de l'échantillon courant - 17 - 2584181 et des N échantillons précédents, et en ce que le moyen de comparaison (35) procède à la comparaison de l'amplitude de l'échantillon courant et de la moyenne du suivi de manière à déterminer la polarité de la pente. 4) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'alarme pour rupture d'outil est communiquée à une commande (30) de machine-outil qui procède à la commande de ladite machine-outil. ) Contrôleur perfectionné de machine-outil pour détec- ter le contact par frottement léger d'un outil de coupe et d'une pièce, comprenant: un accéléromètre (31) pour produire un signal corres- pondant aux vibrations à l'interface outil/pièce et autres bruits de la machine-outil; un pré-processeur analogique (32) comprenant un moyen (11) pour amplifier et filtrer en bande passante le signal afin d'atténuer le bruit basse fréquence de la machine, et un moyen de détecteur d'énergie constitué d'un redresseur (12) et d'un filtre passe-bas (13) antiformation d'ambiguités, ce pré-processeur donnant à sa sortie une forme d'onde analo- gique unipolaire qui contient une signature de l'effleurement de l'outil, des pointes de bruit, et un signal sur le bruit continu de la marche de la machine-outil; - un processeur numérique pour produire une alarme pour l'effleurement de l'outil avec un délai de détection minimisé tout en évitant les pointes de bruit à crête unique et crêtes multiples; le processeur numérique comprenant un moyen (14) pour échantillonner la forme d'onde analogique et transformer les échantillons de signaux en forme numérique, un moyen (34) pour détecter tout échantillon de signal au-dessus d'un faible niveau pré-réglé de seuil qui dépasse le signal de bruit en marche continue suivant un facteur minimum, un moyen (36) pour calculer une moyenne de suivi qui est la moyenne d'un échantillon courant et de N échantillons précédents, un - 18 - moyen (35) pour comparer chaque échantillon au-dessus du seuil à la moyenne du suivi et produire un comptage des pentes positives ou négatives, et un moyen (37) pour produire une alarme d'indication de l'effleurement de l'outil lorsque le comptage des pentes positives dépasse le comptage des pentes négatives suivant un nombre pré-établi. 6. Contrôleur selon la revendication 5, dans lequel le moyen cité en dernier est un compteur bidirectionnel (37). 7. Contrôleur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le nombre pré-établi des comptages en excès des pentes positives permettant de déclencher l'alarme est légèrement supérieur au nombre maximum des comptages dans le laps de temps s'écoulant entre le passage par le seuil et la crête d'une pointe de bruit à crête unique et amplitude élevée. 8. Procédé de détection avec un délai minimisé de l'effleurement initial d'un outil de coupe et d'une pièce, caractérisé en ce qu'il consiste à: détecter les vibrations d'une machine-outil pendant la lente avance de l'outil de coupe vers la pièce et l'appa- rition d'un léger contact par frottement, et à transformer ces vibrations en signal électrique; pré-traiter le signal en canal analogique par amplifi- cation et filtrage du signal afin d'attenuer le bruit basse fréquence de l'usinage, et produire une forme d'onde analo- gique unipolaire représentative de l'amplitude des vibrations dans une bande choisie inférieure à 100 kHz; échantillonner la forme d'onde analogique et transfor- mer les échantillons de signal en forme numérique; - détecter tout échantillon de signal au-dessus d'un faible seuil d'amplitude qui dépasse le niveau du bruit en translation continue de la machine-outil en l'absence de contact entre outil et pièce, comparer chaque échantillon courant supérieur au seuil à au moins un échantillon précédent supérieur au seuil et produire un comptage des pentes positives ou négatives des signaux, et produire un - 19 - signal d'alarme pour effleurement de l'outil lorsque le comptage des pentes positives dépasse le comptage des pentes négatives suivant un nombre pré-établi qui rejette les pointes de bruit de la machine-outil à crête unique et crêtes multiples en tant que fausses alarmes. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le nombre pré-établi pour déclencher une alarme est légèrement supérieur au nombre maximum de comptages pendant un laps de temps s'écoulant entre le passage par le seuil et 10. la crête d'une pointe de bruit à crête unique et amplitude élevée. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte en outre l'étape consistant à communiquer le signal d'alarme en cas d'effleurement d'outil à la commande (30) de la machine-outil afin d'arrêter l'avance de l'outil de coupe (29).