FR2615013A1 - Procede et moniteur de machine-outil pour detecter une rupture progressive d'un outil de coupe - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES EQUIPEMENTS POUR MACHINE-OUTIL. UN SYSTEME DE DETECTION DE RUPTURE D'OUTIL COMPORTE UNE COMMANDE AUTOMATIQUE DE GAIN (CAG) 15 DESTINEE A MAINTENIR A UN NIVEAU MOYEN DESIRE LE SIGNAL QUI RESULTE DES VIBRATIONS DE COUPE. LA CONSTANTE DE TEMPS DE CAG EST SUFFISAMMENT LONGUE POUR NE PAS AFFECTER DES TRANSITIONS DE NIVEAU DE SIGNAL ELEVEES ET RAPIDES QUI SONT CARACTERISTIQUES D'UNE RUPTURE D'OUTIL ABRUPTE. CEPENDANT, L'ACTION DE LA CAG FAIT DISPARAITRE UNE DIMINUTION PROGRESSIVE DU NIVEAU DE SIGNAL QUI RESULTE D'UNE RUPTURE PROGRESSIVE, PAR DESAGREGATION. POUR PERMETTRE LA DETECTION DE CE TYPE DE RUPTURE, LE FRANCHISSEMENT D'UN SEUIL DE GAIN ELEVE PROVOQUE LE RETABLISSEMENT DU GAIN A UNE VALEUR FAIBLE, ET DONC UNE TRANSITION ABRUPTE DETECTABLE. APPLICATION A L'AUTOMATISATION DE SEQUENCES D'USINAGE

Description

La présente invention concerne un procédé et un

système de détection acoustique de rupture d'outil, compor-

tant une commande automatique de gain pour régler le signal de vibration de coupe à un niveau moyen,et elle porte plus particulièrement sur la détection, par l'intermédiaire de caractéristiques de commande automatique de gain (CAG), de

ruptures d'outil qui provoquent une diminution lente du ni-

veau de signal de vibration de coupe.

Dans une installation donnée, un Moniteur de Ma-

chine-Outil (MMO) présente un niveau de signal de bruit de

coupe qui peut varier dans une large mesure du fait de fac-

teurs tels que les propriétés du matériau de la pièce usi-

née, la profondeur de coupe, la vitesse de surface, la vi-

tesse d'avance et l'angle d'attaque. Un système actuel con-

fie au programmeur de pièce le soin de commander le gain du canal de signal analogique de MMO entre des opérations

de coupe, de façon que le niveau du signal reste au voisina-

ge général du niveau qui optimise les performances de détec-

tion de rupture d'outil, d'après la détermination faite au moyen de tests. Le processeur numérique comporte une logique de reconnaissance de configuration de signal ayant pour but de reconnaitre des signatures acoustiques caractéristiques

de rupturesd'outil.

Pour réduire la charge de travail qui est imposée au programmeur de pièce, et pour permettre la commande du gain pendant chaque opération de coupe, on a développé une possibilité de CAG pour le Moniteur de Machine-Outil. Une

commande automatique de gain numérique, accomplie par logi-

ciel, est décrite dans la demande de brevet conjointe des E.U.A. n 027367, déposée le 18 mars 1987 par B.A. Green, Jr., et un circuit de CAG réalisé par matériel est décrit dans la demande de brevet des E.U.A. n 934397, déposée le

19 décembre 1986 par J.F. Bedard et W. Whipple. Cette der-

nière demande propose de donner à la constante de temps de CAG une valeur suffisamment longue, par exemple supérieure à 3 secondes, pour que les changements importants et rapides

du niveau de signal de vibration qui sont dûs à des événé-

ments de fracture d'outil se produisant de façon abrupte, suffisamment importants pour entraîner un dommage ou pour imposer de recommencer une opération de coupe, ne soient pas affectés, et pour que la logique de détection de rupture

d'outil puisse toujours reconnaître ces signatures acousti-

ques. Cependant, comme on le voit sur la figure 2, il existe

un autre type de signature acoustique de rupture d'outil.

Les changements progressifs de niveau de signal qui sont

produits par un outil qui s'use rapidement ou par une ruptu-

re par désagrégation, qui apparaissent sur une durée de quelques secondes, sont pratiquement éliminés par l'action de la CAG si le signal d'entrée diminue régulièrement sans chutes abruptes. Par conséquent, aucune logique de détection

de rupture d'outil possible ne peut fonctionner de façon sa-

tisfaisante dans le cas o elle est appliquée au signal mo-

difié par la CAG. D'autres événements de rupture du type "désagrégation" réduisent le niveau du signal d'entrée en

une série de chutes abruptes mais faibles, inégalement espa-

cées, dont aucune ne satisfait les exigences normales d'une logique de détection de rupture d'outil. L'invention détecte

des variations dues à des événéments de rupture d'outil im-

portants qui se produisent sur une certaine durée au lieu de

se produire de façon abrupte.

Les documents cités ci-après portent sur des détec-

teurs de rupture d'outil dans des systèmes de MMO qui ne com-

portent pas une commande automatique de gain dans un canal analogique et une alarme en cas de détection d'une rupture d'outil se produisant de façon plus progressive: brevet des E.U.A. n 4 642 617 et demande de brevet des E.U.A. n 835698, déposée le 3 mars 1986 par C.E. Thomas. Le brevet des E.U.A. n 4 514 797 est pertinent et il utilise une commande automatique de gain commandée par

logiciel dans un détecteur d'outil de coupe usé.

Un but de l'invention est de procurer un prodédé et un système perfectionnés pour détecter des signatures de vibration de rupture d'outil qui résultent de défaillances

d'outil qui ne se produisent pas de façon abrupte.

Un autre but est de réaliser ce qui précède par

des moyens qu'il n'est pas nécessaire de mettre hors fonc-

tion pour éviter de fausses alarmes au moment de transitions métal-air dans le chemin de l'outil, qui sont demandées par

le programme de pièce.

Un autre but encore est d'atteindre les deux buts ci-dessus lorsque le gain du canal de signal analogique de MMO est sous la commande d'un système de CAG réalisé par

matériel ou par logiciel.

Un but supplémentaire- est de procurer une logique

de détection de rupture par désagrégation qui soit compati-

ble avec une commande automatique de gain, et qui réagisse

correctement au début normal et à la fin normale de signatu-

res acoustiques de coupe.

Un mode de réalisation de l'invention comporte le

système de CAG réalisé par matériel et utilise une caracté-

ristique de commande de gain fixée à l'avance pour la CAG,

dans le but de produire une chute de niveau abrupte du si-

gnal de vibration lorsque la diminution progressive du si-

gnal du capteur de vibration fait tomber ce signal au-des-

sous d'un seuil. La logique de détection de rupture d'outil

abrupte est capable de détecter la chute de niveau résultan-

te. Le moniteur de machine-outil perfectionné comprend un

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canal de traitement de signal analogique pour conditionner le

signal de vibration de coupe, qui comporte un atténuateur va-

riable pour commander le gain du canal, et un processeur nu-

mérique et un circuit de CAG lent, comme décrit précédemment.

Des moyens sont prévus pour détecter le gain élevé qui appa- rait, du fait de l'action de CAG, lorsqu'une rupture d'outil se produisant progressivement provoque une diminution lente du signal d'entrée, et pour rétablir le gain à un niveau bas, ce qui donne lieu au changement de niveau de signal rapide et

persistant que reconnaît la logique de détection de rupture.

On peut sélectionner la limite supérieure du gain qui déclen-

che le rétablissement du gain à sa valeur antérieure, et elle

dépend des conditions de coupe; elle peut être égale au pro-

duit d'un facteur donné par le gain nominal correspondant aux

conditions de coupe à la profondeur normale.

Le mode de réalisation préféré utilise le système de CAG réalisé par logiciel ou par microprogrammation, et il

détecte la signature de rupture d'outil progressive en géné-

rant directement une alarme de rupture lorsque, sous l'effet de la diminution du signal d'entrée, la CAG augmente le gain du canal analogique jusqu'à un seuil de gain élevé qui peut être fixé par l'utilisateur ou recalculé au démarrage de

chaque opération de coupe. Le MMO perfectionné capable de dé-

tecter une rupture d'outil abrupte ou une rupture progressive

comprend le capteur et le canal analogique, comme décrit ci-

dessus, et un processeur numérique qui comprend une logique de détection de rupture d'outil abrupte et une logique de commande automatique de gain; cette dernière détermine un ordre de gain pour un atténuateur de façon à maintenir le

signal de sortie du canal anlogique au niveau moyen choisi.

La logique de rupture progressive contrôle l'ordre de gain et elle émet un signal de détection de rupture lorsque le gain s'élève jusqu'au niveau d'alarme de gain élevé et franchit ce

niveau. La logique de rupture progressive comporte de préfé-

rence des moyens destinés à calculer le niveau d'alarme pen-

dant chaque opération de coupe, en mémorisant le gain courant après que le gain a été stabilisé, et en le multipliant par

un facteur donné.

Un autre aspect de l'invention porte sur un procédé perfectionné pour détecter des outils rompus, par le contrôle de vibrations à l'interface outil-pièce à usiner. Le signal de sortie du canal analogique est traité de façon numérique dans une logique de détection de rupture, pour rechercher des

configurations de signal représentatives d'un événement im-

portant de rupture d'outil. Le gain du canal est commandé de

façon automatique et la constante de temps de CAG est suffi-

samment longue pour que des changements de niveau de signal abrupts-et persistants, dûs à des événements de fracture

d'outil, ne soient pas affectés et déclenchent une alarme.

Une rupture d'outil du type par désagrégation, qui provoque une diminution lente du signal de vibration, est détectée lorsque le gain du canal franchit un seuil de gain élevé qui peut être sélectionné, lorsque l'action de la CAG augmente le gain. Le niveau d'alarme de gain élevé est recalculé pour chaque opération de coupe, comme on vient de l'indiquer, et le test de gain élevé, destiné à comparer le gain avec le

niveau d'alarme, est active. Le test de gain élevé est dé-

sactivé au bout d'une durée donnée après la fin de l'opéra-

tion de coupe. Les intervalles de temps pour mémoriser le

gain courant et calculer le niveau d'alarme, et pour désacti-

ver le test de gain élevé, peuvent être mesurés à partir de la montée et de la descente du niveau de signal au-dessus et

au-dessous du niveau d'activation de CAG.

La suite de la description se réfère aux dessins

annexes qui représentent respectivement: Figure 1: la signature acoustique caractéristique d'un événement de rupture d'outil important se produisant de

façon abrupte.

Figure 2: les signatures acoustiques caractéris-

tiques de deux types de ruptures d'outil progressives qui

font diminuer lentement le niveau de vibration de coupe.

Figure 3: un schéma synoptique d'un système de dé-

tection de rupture d'outil qui comporte une CAG réalisée par matériel et qui déclenche des alarmes à la fois en cas de rupture abrupte et de rupture par désagrégation. Figure 4: une illustration du fonctionnement de la CAG pour maintenir le signal de sortie analogique à un niveau moyen jusqu'à ce que le rétablissement du gain provoque une

diminution abrupte du niveau du signal.

Figure 5: une illustration de l'augmentation du gain lorsque le niveau du signal d'entrée diminue, jusqu'à ce

qu'un seuil soit atteint et que le gain soit rétabli.

Figure 6: une seconde forme de l'invention et un

système qui comporte une CAG réalisée par matériel et qui dé-

tecte les deux types de rupture d'outil.

Figure 7: un organigramme qui illustre le contrôle du gain et l'émission d'une alarme de gain élevé lorsque le

gain atteint un seuil fixé par l'utilisateur.

Figure 8: des signaux de vibration caractéristiques à l'entrée et après application d'un gain, et des réglages de gain pendant une opération de coupe normale, ainsi que des procédures pour activer et désactiver le Test de Gain Elevé

et pour fixer le Niveau d'Alarme de Gain Elevé.

Figure 9: les signaux et le gain pendant une rup-

ture par désagrégation et l'émission d'une alarme de rupture.

Figure 10: un organigramme simplifié de l'algo-

rithme de traitement de signal et de détection de rupture de MMO.

Figures 11-13 des organigrammes des Tests d'Acti-

vation et de Désactivation de Gain Elevé, et du Test de Gain Elevé. Figure 14: un schéma synoptique détaillé de la CAG

par matériel de la figure 3.

Figure 15: une illustration de l'action de la CAG

par matériel, en fonction du niveau du signal d'entrée.

La logique de détection de rupture d'outil du Moni-

teur de Machine-Outil classique, travaillant sur le signal de sortie numérisé du canal de signal analogique, reconnaît des signatures acoustiques de rupture d'outil en recherchant des changements de niveau de signal caractéristiques qui satis-

font certains critères concernant le caractère abrupt, la va-

leur du changement et la persistance. La plupart des événe-

ments de fracture d'outil qui modifient notablement des con-

ditions de coupe de métal satisfont ces critères et sont dé-

tectés par cette logique. De façon caractéristique, une par-

tie de la plaquette de coupe rapportée comprenant l'aréte coupante d'origine se rompt et disparaît, et le niveau de signal de bruit de coupe diminue du fait que la profondeur de coupe est réduite. La chute du niveau de signal est rapide et s'accomplit en environ une milliseconde; le décalage du niveau de signal persiste pendant au moins une révolution de

la pièce usinée. La figure 1 montre une signature de vibra-

tion de ce type. On a cependant trouvé d'autres types d'évé-

nements de rupture d'outil, qui produisent occasionnellement des diminutions progressives du niveau de signal, qui exigent

une seconde ou plus pour réduire de moitié le niveau de si-

gnal, et plusieurs secondes pour le réduire au niveau de cou-

pe dans l'air. La figure 2 montre deux types de signatures

de rupture d'outil à diminution progressive qu'on a rencon-

trés. Dans le type 1, la diminution du niveau de signal moyen est continue, ou presque continue; ceci peut résulter d'une rupture par désagrégation, et il y a un changement progressif des conditions de coupe. Dans le type 2, le niveau de signal diminue en une série de petits échelons abrupts espacés de façon large et non uniforme, et ceci peut résulter

d'une série de petites ruptures produisant de petits change-

ments abrupts dans les conditions de coupe.

L'algorithme de détection de rupture d'outil de MMO de type classique ne détecte généralement pas des ruptures par désagrégation ou des événements de rupture d'outil par

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"usure rapide". En outre, le fait d'ajouter une possibilité de commande automatique de gain à action lente au dispositif de traitement analogique de MMO tend à masquer le changement de niveau de signal progressif, du fait que la CAG augmentera le gain du système pour maintenir le niveau du signal de sor-

tie à une valeur constante, lorsque le niveau d'entrée dimi-

nue lentement.

Une forme de l'invention qui est représentée sur la figure 3 comporte un circuit de commande automatique de gain réalisé par matériel, et elle utilise une limite supérieure du gain du canal qui peut être sélectionnée et rétablit le

gain de façon abrupte à une valeur inférieure lorsque ce der-

nier atteint la limite supérieure sous l'action de la CAG.

Cette diminution soudaine du gain du canal produit une dimi-

nution correspondante du niveau de signal, qui est suffisam-

ment abrupte et persistante pour satisfaire les critères

classiques de détection de rupture d'outil abrupte du MMO.

Dans une forme de réalisation, le Moniteur de Machine-Outil comporte les éléments suivants. Un capteur de vibration à large bande 10, tel qu'un accéléromètre, est monté sur la machine-outil, par exemple un tour ou une fraiseuse, dans une

position dans laquelle il est en bon couplage avec des vibra-

tions qui sont produites par l'interaction entre l'outil de coupe et la pièce qui est usinée. Le signal de sortie de l'accéléromètre est un signal analogique alternatif à bas

niveau contenant des composantes de fréquence comprises ap-

proximativement entre 0 et 70 kHz, et dont l'amplitude varie avec l'intensité des vibrations que produit l'opération de coupe. Le signal d'entrée du canal de traitement de signal analogique est appliqué à une section d'amplification à gain

fixe et de filtrage, 11. La dynamique des circuits électroni-

ques est adaptée à l'accéléromètre, et un filtre passe-bande limite la gamme de fréquence à 30 kHz-70 kHz. On atténue les

fréquences basses pour réduire le brouillage provenant de di-

verses sources de bruit de la machine, et les fréquences éle-

vées ne sont pas utilisées du fait qu'elles sont fortement at-

ténuées, sauf si le capteur est proche du porte-outil. Un at-

ténuateur 12 commande le gain du canal analogique, et cet at-

ténuateur peut établir un facteur de gain de canal relatif choisi, conformément au signal de commande numérique qu'il reçoit. Les sections de détection d'enveloppe ou d'énergie, et d'amplification avec un gain fixe et de filtrage, 13 et

14, comprennent un redresseur à double alternance et un fil-

tre passe-bas anti-repliement ayant une fréquence de coupure

de 500 Hz ou moins (un gain fixe est associé au filtrage).

Le signal de sortie analogique traité est de façon caractéris-

tique un signal variant de 0 à 10 volts, avec une largeur de

bande allant du continu à 500 Hz.

Pour des considérations de dynamique, le circuit de CAG par matériel 15 commande l'atténuateur 12 et le gain du canal de façon à maintenir au voisinage de 1 volt le niveau

de signal moyen à la sortie du canal analogique. Comme expli-

qué précédemment, on donne à la constante de temps de CAG une valeur suffisamment longue pour que le changement de niveau de signal rapide et persistant du à un événement important de

rupture ou de fracture d'outil ne soit pas affecté. Le dispo-

sitif de traitement numérique comprend une section d'échan-

tillonneur et convertisseur analogique-numérique 16, et une logique numérique de détection de rupture 17. La tension de sortie du canal analogique est échantillonnée et numérisée, et les échantillons de signal sont analysés par la logique pour reconnaître la signature de vibration de rupture d'outil abrupte, et pour produire une alarme de rupture d'outil. Une

alarme apparaît aussi bien sous l'effet d'une rupture se pro-

duisant de façon abrupte que sous l'effet d'une rupture d'ou-

til du type par désagrégation, se produisant de façon plus

progressive. Pour détecter la rupture d'outil par désagréga-

tion, le circuit de CAG 15 est modifié de façon à avoir une

limite de gain à partir de laquelle le gain est rétabli.

En considérant les figures 4 et 5, on supposera

qu'il se produit une rupture d'outil du type par désagréga-

tion et que le niveau du signal de vibration de coupe diminue progressivement. L'augmentation de gain qui se produit sous la commande de la CAG empêche une diminution du niveau du signal de sortie. On sélectionne une limite supérieure du gain du canal commandé par la CAG, et cette limite dépend des conditions de coupe; elle peut par exemple être égale au produit du gain nominal du canal à la profondeur de coupe normale, par un facteur qui est compris par exemple dans la plage de 1,5 à 5. Le gain augmente en se rapprochant du seuil de gain élevé au fur et à mesure que le niveau du signal d'entrée diminue, et le franchissement du seuil provoque le rétablissement du gain à une valeur inférieureet produit une

chute abrupte du niveau du signal qui est persistante et re-

connue par la logique de détection de rupture 17 comme étant une rupture d'outil qui déclenche l'alarme. La valeur basse à laquelle le gain est rétabli peut être le gain constant fixé à l'avance qui est présenté à l'atténuateur 12 lorsque la tension de sortie du canal analogique est inférieure au

niveau d'activation prédéterminé de la CAG.

La forme de réalisation préférée de l'invention, qui est représentée sur la figure 6, comporte un système de

commande automatique de gain réalisé par logiciel, et la lo-

gique du logiciel détecte le franchissement du seuil de gain élevé et elle génère le signal de détection de rupture sans rétablir l'ordre de gain à sa valeur antérieure. Le capteur de vibration, le canal de traitement de signal analogique et

le dispositif de traitement numérique sont les mêmes que pré-

cédemment, à l'exception du fait que le dispositif de traite-

ment numérique comporte maintenant une logique de commande de CAG 18, à laquelle est appliqué le signal de sortie numérisé du canal. La logique de CAG détermine un ordre de gain pour l'atténuateur 12, de façon à maintenir le signal de sortie du canal au niveau moyen choisi, avec une constante de temps de CAG suffisamment longue pour que la signature de rupture

d'outil abrupte soit détectée et déclenche une alarme. La lo-

gique de rupture progressive contrôle l'ordre de gain et elle émet un signal de détection de rupture lorsque le gain s'élève à une valeur élevéeet franchit un seuil. Il y a deux procédés possibles pour déterminer le seuil de gain élevé, dont le franchissement par le signal de commande de gain fait

apparaître une alarme de rupture d'outil par désagrégation.

Dans le premier, le programmeur de pièce ou l'utilisateur

fixe un seuil qui dépend des conditions de coupe courantes.

Ce seuil peut être un multiple entier du gain de canal nomi-

nal dans les conditions de coupe à la profondeur normale.

Dans l'autre, le logiciel observe un gain de référence apres une certaine durée de coupe, et il calcule le seuil sous la

forme d'un produit du gain de référence par un facteur sélec-

tionné par l'utilisateur. Les deux procédés peuvent être in-

corporés dans le logiciel en assembleur-du micro-ordinateur,

dans le cadre du logiciel de détection de rupture d'outil.

La figure 7 illustre la détection d'une rupture progressive par le premier procédé, ainsi que la logique qui contrôle le gain et émet une alarme de gain élevé. Le seuil de gain élevé TG est fixé en 19, et l'ordre de gain courant G est lu en 20. Si le gain courant n'est pas supérieur au

seuil de gain élevé, la comparaison se poursuit en 21 jus-

qu'à ce que le gain courant s'élève jusqu'au seuil et fran-

chisse celui-ci, ce qui provoque en 22 l'émission d'une alar-

me de gain élevé de rupture par désagrégation. Si l'ordre de gain nécessaire pour maintenir le signal de sortie numérique au niveau moyen choisi s'élève jusqu'au niveau d'alarme, ceci signifie que le signal qui est appliqué à l'entrée du

canal analogique a diminué et que la diminution a été suffi-

samment lente pour que le système de CAG, avec sa constante de temps,ait pu suivre le changement du niveau du signal d'entrée. Le système peut donc détecter la diminution lente du niveau de signal qui est associée à des ruptures d'outil par désagrégation, tout en ignorant les chutes de niveau de signal plus rapides qui sont associées à des fins d'opération de coupe normales. La commande automatique de gain ne réagit

pas à ces chutes rapides de niveau de signal, qui font dimi-

nuer le niveau de signal au-dessous du niveau d'activation de CAG avant que la commande automatique de gain lente puisse augmenter le gain du canal. Une fois que le niveau de signal est passé au-dessous du niveau d'activation de CAG, la CAG

n'est plus active.

Le système et le procédé préférés pour détecter des ruptures par désagrégation, représentés sur les figures 8 à 13, sont compatibles avec la commande automatique de gain et

n'exigent que peu ou pas d'adaptation de la part du program-

meur de pièce. La figure 8 montre le procédé par lequel le Test de Gain Elevé, qui compare le gain courant avec le seuil de gain élevé ou le niveau d'alarme, est activé et désactivé

au cours d'une opération de coupe normale. La figure 9 illus-

tre le procédé par lequel une alarme de rupture de MMO est

émise lorsqu'il se produit une rupture d'outil par désagréga-

tion. Les figures montrent la variation du gain lorsque le signal d'entrée change, de façon à maintenir au niveau de signal de sortie désiré (1 volt) le signal qui résulte de l'application du gain. Le Niveau d'Activation de CAG est un paramètre associé à l'algorithme de CAG et qu'on utilise

maintenant également dans l'algorithme d'alarme de gain éle-

vé. Lorsque le signal de vibration est inférieur au Niveau d'Activation de CAG (par exemple lorsque la machine ne coupe pas du métal), l'action de CAG est supprimée. Si le Niveau d'Activation de CAG est fixé à une valeur basse appropriée, il permet à la CAG de maintenir un niveau de signal uniforme

pendant toutes les opérations de coupe de métal, mais il em-

pêche que le gain soit amené à un niveau anormalement élevé pendant des périodes dans lesquelles il n'y a pas d'opération

de coupe.

On introduit un algorithme d'Alarme de Gain Elevé utilisant des paramètres qu'on appelle Intervalle de Temps

d'Activation de Gain Elevé, Intervalle de Temps de Désactiva-

tion de Gain Elevé et Rapport d'Alarme de Gain Elevé. On me-

sure les intervalles de temps d'activation et de désactiva-

tion à partir de la montée du signal d'entrée au-dessus du Niveau d'Activation de CAG, et de sa descente au-dessous de ce même niveau, mais on peut-les mesurer à partir d'un autre

point commode au début et à la fin de l'opération de coupe.

Le Test de Gain Elevé est désactivé et activé de la manière suivante:

Lorsque l'algorithme de MMO est initialisé ou ré-

initialisé, le Test de Gain Elevé est désactivé.

Après une alarme de rupture d'outil de MMO, et chaque fois que le niveau de signal moyen est inférieur au

Niveau d'Activation de CAG pendant des échantillons consécu-

* tifs s'étendant sur l'Intervalle de Temps de Désactivation de Gain Elevé (par exemple pendant la pause à la fin d'une

opération de coupe), le Test de Gain Elevé est désactivé.

Si le niveau de signal moyen est supérieur au Ni-

veau d'Activation de CAG pendant des échantillons consécutifs s'étendant sur l'Intervalle de Temps d'Activation de Gain Elevé, et si le Test de Gain Elevé est désactivé, le Niveau

d'Alarme de Gain Elevé est fixé égal au gain courant multi-

plié par le Rapport d'Alarme de Gain Elevé sélectionné par l'utilisateur (par exemple 2), et le Test de Gain Elevé est activé. Cette dernière condition, c'est-à-dire la condition dans laquelle une alarme de rupture par désagrégation est produite, est plus précisément la suivante: lorsque le gain dépasse le Niveau d'Alarme de Gain Elevé, une alarme de

rupture de MMO est émise. Une valeur de zéro pour l'Inter-

valle de Temps d'Activation de Gain Elevé désactive de façon permanente le Test de Gain Elevé, ce qui donne au programmeur de pièce la liberté de travailler sans ce mode de détection de rupture progressive. Le Niveau d'Alarme de Gain Elevé est

un paramètre interne, non accessible au programmeur de pièce.

La figure 8 illustre la procédure qui est suivie

pendant une opération de coupe normale, sans rupture d'outil.

A la fin de l'Intervalle de Temps d'Activation de Gain Elevé, le Test de Gain Elevé est activé. Le gain n'augmente jamais pendant l'opération de coupe jusqu'à une valeur suffisante pour que le Niveau d'Alarme de Gain Elevé soit atteint. A la fin de l'opération de coupe, après que le niveau de signal est tombé au-dessous du Niveau d'Activation de CAG, et à l'expiration de l'Intervalle de Temps de Désactivation de Gain Elevé, leTest de Gain Elevé est désactivé. Au contraire,

lorsqu'il y a une rupture par désagrégation pendant l'opéra-

tion de coupe, la figure 9 montre que l'action de la CAG

augmente le gain jusqu'à une valeur élevée et lui fait fran-

chir le Niveau d'Alarme de Gain Elevé, et une alarme de rupture par désagrégation est émise. Le Test de Gain Elevé

est alors désactivé.

Pour un fonctionnement correct, l'Intervalle de

Temps d'Activation de Gain Elevé est fixé à une valeur suffi-

samment longue, comme plusieurs fois la constante de temps de CAG, afin que le gain soit stable lorsque le Test de Gain Elevé est activé. Le programmeur n'a pas besoin de connaître la valeur réelle du gain; la condition d'alarme est spécifiée sous la forme du Rapport d'Alarme de Gain Elevé, qui est une mesure du changement relatif du signal de vibration sous

l'effet d'une rupture par désagrégation. On établit les con-

ditions de désactivation et d'activation du Test de Gain

Elevé de façon que le Niveau d'Alarme de Gain Elevé soit re-

calculé au début de chaque opération de coupe, ce qui com-

pense automatiquement des changements des paramètres de

l'opération (vitesse de broche, profondeur de coupe, etc.).

L'Intervalle de Temps de Désactivation de Gain Elevé peut être lié à la durée de révolution de la pièce qui est usinée,

et il est commodément un multiple de la durée d'une révolu-

tion. On fixe la constante de temps de CAG à une valeur supérieure à la constante de temps d'une fin d'opération de coupe normale, de façon que le niveau de signal moyen tombe au-dessous du Niveau d'Activation de CAG avant que l'action de la CAG n'élève le gain au-dessus du Niveau d'Alarme de Gain Elevé. Pour une raison similaire, on doit fixer la constante de temps de CAG à une valeur inférieure à la cons-

tante de temps d'une rupture par désagrégation. Ces contrain-

tes ne sont pas sévères; en pratique, une seule valeur pour

la constante de temps de CAG conviendra pour toutes les con-

ditions d'usinage.

En se référant aux organigrammes simplifiés des

figures 10 à 13, on va revoir et expliquer de façon plus dé-

taillée ces procédures destinées à détecter une rupture d'outil se produisant progressivement, qui sont mises en

oeuvre par logiciel ou par microprogrammation dans le dispo-

sitif de traitement numérique. La case 23 sur la figure 10 ne donne pas les détails de l'algorithme d'initialisation du MMO, à l'exception du fait qu'une étape est la Désactivation du Test de Gain Elevé. L'algorithme du MMO indiqué -à la case

24 comporte des étapes classiques 25-27 qui sont les suivan-

tes: prélever un échantillon dans le convertisseur analogi-

que-numérique 16, accomplir les tests de rupture abrupte dans la logique de détection de rupture 17, et comparer la moyenne tournante du niveau de signal en utilisant des échantillons de signal en un nombre pouvant aller de deux jusqu'à 256. Le Test de Désactivation de Gain Elevé 28, le Test d'Activation de Gain Elevé 29 et le Test de Gain Elevé 30. sont illustrés sur les figures 11 à 13. Si une alarme de rupture n'est pas émise à l'étape 31, l'algorithme de MMO est répété à l'acquisition de chaque nouvel échantillon de signal. L'émission d'une alarme de rupture par désagrégation

désactive le Test de Gain Elevé.

Sur la figure 11, le Test de Désactivation de Gain Elevé comprend, aux étapes 32-36, la détermination du fait

que le niveau de signal de sortie analogique moyen est infé-

rieur au Niveau d'Activation de CAG, la mise à zéro d'un

compteur d'activation, l'incrémentation d'un compteur d'acti-

vation, à raison d'une unité par échantillon, la détermina-

tion du fait que le contenu du compteur de désactivation est supérieur à l'intervalle de temps de désactivation (mesuré dans des échantillons consécutifs), et la désactivation du Test de Gain Elevé. Si la moyenne est supérieure au Niveau

d'Activation de CAG, ou si le Test de Gain Elevé est désacti-

vé, le traitement passe au Test d'Activation de Gain Elevé sur la figure 12. Les étapes 37-42 montrent que lorsque le niveau de signal de sortie analogique moyen est supérieur au Niveau d'Activation de CAG, le compteur de désactivation est mis à-zéro et le compteur d'activation est incrémenté d'une unité. Si le contenu du compteur d'activation est supérieur à l'Intervalle de Temps d'Activation, et si le Test de Gain Elevé est désactivé,le Niveau d'Alarme de Gain Elevé est calculé (produit du gain courant par un facteur d'alarme fixé à l'avance), et le Test de Gain Elevé est activé. Les étapes 43 à 45 sur la figure 13 représentent le Test de Gain Elevé et indiquent qu'une alarme de rupture par désagrégation est émise si le gain courant dépasse le Niveau d'Alarme de Gain Elevé. Si au contraire le signal de vibration moyen est inférieur au Niveau d'Activation de CAG, ou si les conditions

indiquées dans la case 40 ne sont pas satisfaites, le trai-

tement passe directement au Test de Gain Elevé et par consé-

quent, à partir de l'étape 43, la séquence de l'algorithme

de MOM est exécutée à nouveau.

CAG par matériel La CAG par matériel est décrite dans la demande

de brevet conjointe des E.U.A. n 934397, déposée le 19 dé-

cembre 1986 par J.F. Bedard et col. Les figures 14 et 15 sont extraites de cette demande, à l'exception du fait que

le schéma synoptique du système, sur la figure 14, est modi-

fié de façon à comporter des moyens pour détecter un seuil

de gain élevé et pour rétablir rapidement le gain à une va-

leur inférieure. Comme représenté, le signal de vibration

2 6 1501 3

provenant d'un accéléromètre est appliqué à un potentiomètre d'entrée 46 dans le but d'adapter la dynamique des circuits électroniques à celle du capteur. L'amplificateur analogique de MMO destiné à conditionner ce signal en un signal de 0 à 10 volts, du continu à 500 Hz, comporte une section à gain

fixe 47, un convertisseur numérique-analogique de type mul-

tiplicateur, 48, qui remplit la fonction de l'atténuateur variable, et une section 49 qui représente les fonctions de

gain fixe et de redressement. On règle le gain du convertis-

seur numérique-analogique multiplicateur 48, programmable de

façon numérique, en fixant les niveaux de ses entrées binai-

res au moyen de signaux qui proviennent des sorties parallè-

les d'un compteur réversible 50, de façon à déterminer le

gain du canal d'amplificateur analogique.

Le circuit de CAG comprend un filtre d'entrée 51 et un détecteur de niveau 52, une horloge variable 53 et un circuit d'inhibition 54, un temporisateur de fixation de seuil 55, un détecteur de compte maximal/minimal 56 et un circuit d'inhibition de comptage 57, le compteur réversible

à prépositionnement 57 et une logique de présélection 58.

La figure 15 illustre l'action de la CAG en fonction du ni-

veau de signal d'entrée. Les tensions indiquées à gauche, auxquelles diverses actions sont accomplies, concernent une application particulière du MMO. Les ordres de comptage en sens croissant et de comptage en sens décroissant concernent le compteur 50; le comptage en sens décroissant diminue le gain de l'amplificateur analogique (atténuation plus élevée)

et le comptage en sens décroissant augmente le gain (atté-

nuation plus faible). La tension de seuil pour le déclenche-

ment de la CAG est supérieure au niveau de bruit de fond de la machineoutil. Il existe une fenêtre ou une bande morte

dans laquelle la CAG n'accomplit aucune action.

Le signal de sortie du canal analogique est appli-

qué à la CAG par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas 51, ayant une fréquence de coupure de 100 Hz, qui accomplit une détermination de moyenne initiale sur le signal. Ce signal

est appliqué au détecteur de niveau 52 qui produit trois si-

gnaux de commande: comptage en sens croissant, comptage en sens décroissant et seuil. Si le signal est inférieur au seuil pendant une durée (1 seconde) qui est fixée par le temporisateur de fixation de seuil 55, le gain du canal est

maintenu à une valeur basse présélectionnée qui est déter-

minée par la logique de présélection de gain 58. Cette va-

leur peut être fixée à partir du dispositif de traitement numérique de MMO, situé à distance, soit manuellement soit

par le programme de pièce. Lorsque le niveau du signal dé-

passe le seuil (0,15 volt) et n'est pas compris à l'inté-

rieur de la fenêtre (0,7 à 1,75 volt), le signal de comptage en sens croissant ou de comptage en sens décroissant active

le compteur réversible 50 et l'horloge variable 53. Le si-

gnal de sortie de l'horloge, dont la cadence dépend des si-

gnaux de sortie du compteur, attaque le compteur jusqu'à ce que le niveau du signal soit compris dans la fenêtre désirée ou jusqu'à ce que le compteur atteigne sa valeur de sortie maximale ou minimale. Lorsque ceci se produit, l'horloge est

inhibée. Il existe une hystérésis pour la fonction de fenê-

tre et la réjection du bruit au seuil. L'horloge variable 53 est nécessaire pour permettre à l'algorithme de rupture abrupte du MMO de travailler sans modification par rapport à

ses critères d'origine. La CAG change le gain avec une vi-

tesse pratiquement constante, de façon qu'un changement de gain de 2:1 de 512 à 526, par exemple, prenne le même temps qu'un changement de 24 à 12. La vitesse à laquelle la CAG change le gain est constante et indépendante du gain; elle est fixée de façon qu'un changement de gain de 2:1 demande une durée supérieure à la durée de confirmation de rupture d'outil abrupte. Le détecteur de seuil de gain élevé 59 est prévu pour détecter des ruptures d'outil par désagrégation

qui se produisent sur une certaine durée au lieu de se pro-

duire brutalement. On contrôle le gain de l'atténuateur et le signal de sortie du compteur réversible 50; et lorsque le gain de l'atténuateur atteint un seuil supérieur pouvant être sélectionné, l'entrée de validation de prépositionnement du compteur est validée et le gain est fixé à une valeur basse. La logique de détection de rupture d'outil abrupte de

type classique détecte le chute de niveau résultante du si-

gnal de sortie du canal.

CAG par logiciel

Ce qui suit est tiré de la demande de brevet con- -

jointe des E.U.A. n 027367, déposée le 18 mars 1987 par

B.A. Green, Jr. L'atténuateur commandé peut être un conver-

tisseur-numérique-analogique de type multiplicateur qui comporte une entrée analogique x, une entrée numérique G, et une sortie analogique dont le niveau est proportionnel au produit Gx des deux grandeurs d'entrée. La valeur présente sur la sortie analogique est échantillonnée à une cadence

appropriée, et le convertisseur analogique-numérique la con-

vertit en une valeur numérique X. La commande automatique de

gain numérique a pour but de régler continuellement et auto-

matiquement G, de façon à maintenir la valeur à long terme

de X à un niveau moyen désiré L. On désigne par T une cons-

tante entière positive représentant la constante de temps

sélectionnée pour le calcul de moyenne exponentielle, expri-

mée en prenant comme unité la période d'échantillonnage. Le

but est alors d'ajuster périodiquement G de façon à mainte-

nir au niveau L la moyenne exponentielle de X ( avec la

constante de temps T).

Le procédé rapide de CAG numérique et de réglage

du gain G dans chaque cycle est mis en oeuvre avec des ad-

ditions et des soustractions, et il n'y a ni multiplication ni division. On désigne par N le plus petit nombre entier tel que le produit NT soit supérieur ou égal à la valeur

permise maximale de G. Si T est supérieur ou égal à la va-

leur permise maximale de G, N est égal à l'unité. On défi-

nit une variable entière arbitraire A comme étant la diffé-

rence accumulée sur un certain nombre de périodes d'échantil-

lonnage, entre le signal de sortie du canal numérisé X et le

niveau de sortie moyen désiré L. Une variable entière arbi-

traire B change d'une valeur égale au gain courant G lorsque la valeur absolue de A devient supérieure à L; le gain G change de N lorsque la valeur absolue de B devient supérieure à NT. La variable A change à chaque cycle, tandis que B ne change pas à intervalles réguliers ou à chaque cycle. Des valeurs caractéristiques dans le moniteur de machine- outil de

la figure 6 sont les suivantes: le gain est un entier posi-

tif inférieur à 1024, et la constante de temps est un entier

positif compris par exemple entre 500 et 8000. Si la cons-

tante de temps caractéristique est de 0,25 s à 4 s, avec un

convertisseur analogique-numérique ayant une cadence d'échan-

tillonnage de 2000/s, la constante de temps exprimée en pé-

riodes d'échantillonnage a la valeur donnée. La constante N

est la plus petite quantité de laquelle le gain est changé.

Avec une constante de temps supérieure à 1024, N est égale à 1. Les signaux de sortie numérisés sont des entiers positifs inférieurs à 4096 (2,5 millivolts par unité). Le niveau de

sortie moyen désiré est de 1 volt, ou 400 dans l'ordinateur.

Toutes les autres variables sont des entiers à 2 multiplets

ayant des valeurs comprises entre -32768 et +32768.

Initialement, on fixe les variables A et B à zéro ou à une autre valeur initiale. On détermine les valeurs des

constantes N, NT, L, -NT et -L, et on les enregistre au dé-

but du processus; on sélectionne L et T et on calcule les

autres valeurs. Ensuite, dans chaque période d'échantillon-

nage, on détermine une nouvelle valeur de G, de la manière suivante: 1. Incrémenter A de X. 2. Décrémenter A de L. 3. Si A est maintenant supérieur à L, a. Décrémenter A de L. b. Incrémenter B de G.

2 6101 3

c. Si B est maintenant supérieur à NT,

(1) Décrémenter B de N*T.

(2) Décrémenter G de N. d. Si A est toujours supérieur à L, passer à l'étape 3a; sinon sauter à l'étape 5. 4. Si A est maintenant inférieur à L, a. Incrémenter A de L. b. Décrémenter B de G. c. Si B est maintenant inférieur à -N*T,

(1) Incrémenter B de N*T.

(2) Incrémenter G de N. d. Si A est toujours inférieur à -L, passer à l'étape 4a; dans le cas contraire, continuer

en passant à l'étape 5.

5. Retourner la valeur de G, en conservant les va-

leurs de A, B et G pour l'utilisation dans le

cycle suivant.

(Fin du calcul).

Dans l'application caractéristique dans laquelle la moyenne du signal ne change pas souvent de façon considérable pendant la durée correspondant à une constante de temps, les étapes 3a à 3d (ou 4a à 4d) seront habituellement exécutées soit pas du tout (si A est compris dans la plage allant de -L à L), soit une seule fois par cycle, du fait que A ne s'éloignera pas souvent à l'extérieur de la plage allant de

-2L à 2L.

Par conséquent, dans l'application caractéristique, le plus long chemin qui est souvent emprunté est celui qui passe par les étapes 1, 2, 3, 4, 4a, 4b, 4c(1), 4c(2), 4d et 5. Ce chemin nécessite six additions/soustractions et quatre comparaisons. Avec l'adjonction de la logique de détection de rupture progressive de la figure 7 et des figures 8 à 13, la logique réalisée par logiciel détecte le franchissement du seuil de gain élevé et elle génère l'alarme de rupture par

désagrégation sans rétablir l'ordre de gain à sa valeur anté-

rieur. En résumé, la CAG commande le gain du canal analogique de façon à maintenir le signal de sortie numérisé du canal au niveau moyen désiré, avec une constante de temps suffisamment longue pour que des changements de niveau de signal abrupts

et persistants dus à des événements de fracture d'outil im-

portants, soient détectées et déclenchent une alarme. Des

ruptures d'outil se produisant progressivement, qui provo-

quent une diminution progressive du signal de vibration d'en-

trée, sont détectées au moment o le gain du canal franchit le seuil de gain élevé, lorsque l'action de la CAG augmente le gain. Ce seuil dépend des conditions de coupe. La logique de commande de CAG et la logique de détection de rupture

progressive peuvent être réalisées par microprogrammation.

Les brevets des E.U.A. n 4 636 779 et 4 636 780,

cédés à la demanderesse, portent sur la détection de la rup-

ture abrupte d'un outil. Ils présentent d'autres types de caractéristiques de signatures acoustiques pour une rupture

importante se produisant de façon abrupte. On a cité précé-

demment le brevet et la demande de brevet portant sur des ruptures d'outil progressives, qui se produisent sur une

certaine durée.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1. Moniteur de machine-outil, destiné à détecter aussi bien une rupture abrupte qu'une rupture progressive d'un outil de coupe, caractérisé en ce qu'il comprend: un capteur de vibration (10) destiné à produire un signal re- présentatif de vibrations résultant de l'interaction entre

un outil et une pièce à usiner, pendant l'opération de cou-

pe; un canal de traitement de signal analogique (10-14) qui conditionne le signal de vibration de coupe pour donner une tension de sortie unipolaire dans une gamme de fréquence limitée, et qui comporte un atténuateur (12) pour commander le gain; un dispositif de traitement numérique (16, 17) qui comprend une logique de détection de rupture (17) destinée à reconnaître une signature de vibration de rupture d'outil abrupte, présentant un changement élevé et rapide de niveau de signal qui persiste pendant une durée de confirmation donnée, et à générer une alarme; un circuit de commande automatique de gain (CAG) (15) qui règle de façon dynamique le gain de l'atténuateur (12) et qui maintient la tension de sortie analogique à un niveau moyen choisi, avec une constante de temps suffisamment longue pour que la signature de rupture d'outil abrupte soit détectée; des moyens (59) destinés à détecter un gain élevé qui résulte de l'action de

la CAG lorsqu'on rupture d'outil se produisant de façon pro-

gressive provoque une diminution lente du niveau de signal

de vibration d'entrée; et des moyens (50) destinés à réta-

blir le gain à une valeur faible, ce qui provoque un change-

ment rapide et persistant du niveau du signal, qui est dé-

tecté par la logique de détection de rupture (17) et qui

déclenche une alarme.

2. Moniteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gain élevé qui déclenche le rétablissement peut

être sélectionné et il dépend des conditions de coupe.

3. Moniteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le gain élevé est égal au produit d'un facteur donné par le gain nominal dans les conditions correspondant à

la profondeur de coupe normale.

4. Moniteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de CAG (15) comporte des moyens (58) pour présélectionner le gain-si le signal de sortie du canal est inférieur à un seuil, et les moyens de rétablissement changent rapidement le gain de façon à le rendre égal au gain présélectionné. Le moniteur de la revendication 1, caractérisé

en ce que l'atténuateur (12, 48) est un convertisseur numé-

rique-analogique de type multiplicateur, programmable de façon numérique, qui comporte des entrées binaires dont les

états sont fixés par le signal de sortie d'un compteur réver-

sible (50), et les moyens de rétablissement contrôlent le contenu du compteur et font en sorte que ce dernier émette

un gain présélectionné.

6. Moniteur de machine-outil destiné à détecter aussi bien une rupture abrupte qu'une rupture progressive d'un outil de coupe, caractérisé en ce qu'il comprend: un capteur de vibration (10) qui produit un signal représentatif de vibrations résultant de l'interaction d'un outil et d'une pièce à usiner, pendant l'opération de coupe; un canal de traitement de signal analogique (11-14) qui conditionne le signal de vibration de coupe de façon à donner une tension de sortie unipolaire dans une gamme de fréquence limitée, et qui comporte un atténuateur programmable (12) pour commander

le gain du canal; un dispositif de traitement numérique (16-

18) destiné à échantillonner et à numériser la tension de sortie analogique, et à analyser des échantillons de signal

dans une logique de détection de rupture (17), pour recon-

naître une signature de vibration de rupture d'outil abrupte,

présentant un changement rapide de niveau de signal qui per-

siste pendant une durée de confirmation donnée, et à générer une alarme; ce dispositif de traitement numérique (16-18) comprenant en outre une logique de commande automatique de

gain (18), destinée à déterminer un ordre de gain pour l'at-

ténuateur (12), afin de maintenir la tension de sortie du ca-

nal à un niveau moyen choisi, avec une constante de temps de

CAG suffisamment longue pour permettre la détection de la si-

gnature de rupture d'outil abrupte; et une logique de rupture progressive (18) destinée à contrôler l'ordre de gain et à émettre une alarme de rupture d'outil lorsque le gain s'élève

et franchit un seuil de gain élevé, sous l'effet d'une ruptu-

re d'outil par désagrégation qui produit une diminution lente

du signal de vibration de coupe.

7. Moniteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le seuil de gain élevé peut être sélectionné par

l'utilisateur et dépend des conditions de coupe.

8. Moniteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le seuil de gain élevé est égal au produit d'un

facteur donné par le gain nominal correspondant aux condi-

tions de coupe à la profondeur normale..

9. Moniteur-selon la revendication 6, caractérisé

en ce que la logique de rupture progressive (18) est consti-

tuée par des moyens qui calculent le seuil de gain élevé

pendant chaque opération de coupe, en observant le gain cou-

rant pendant l'opération de coupe, après que ce gain a été

stabilisé, et en le multipliant par un facteur donné.

10. Moniteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le gain courant est observé au bout d'un intervalle

de temps sélectionné après l'activation de la commande auto-

matique de gain (18).

11. Moniteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'intervalle de'temps d'observation sélectionné est

un multiple de la constante de temps de CAG.

12. Moniteur selon la revendication 9, caractérisé

en ce qu'il comprend en outre des moyens destinés à désacti-

ver, à la fin de chaque opération de coupe, la comparaison

du gain courant avec le seuil de gain élevé calculé.

13. Procédé de détection de la rupture d'un outil de

coupe, par le contrôle de vibrations à l'interface outil-

pièce à usiner, caractérisé en ce que: on génère un signal

de vibration et on pré-traite ce signal dans un canal de si-

gnal analogique (11-14) qui comporte un dispositif à gain variable programmable de façon numérique (12), pour comman- der le gain du canal; on traite de façon numérique le signal de sortie du canal analogique, dans une logique de détection

de rupture (17), pour rechercher des configurations de si-

gnal qui sont représentatives d'une rupture d'outil impor-

tante, et pour produire une alarme; on commande automatique-

ment le gain du canal de façon à maintenir le signal de sor-

tie du canal analogique (11-14) à un niveau moyen choisi, avec une constante de temps de CAG suffisamment pour que des changements de niveau de signal abrupts et persistants, dûs à des événements de fracture d'outil, ne soient pas affectés et déclenchent l'alarme; et on détecte une rupture d'outil

par désagrégation, qui provoque une variation lente du si-

gnal de vibration, en détectant un gain de canal élevé pré-

sélectionné, lorsque l'action de la CAG augmente le gain.

14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'on contrôle un ordre de gain qui est présenté au dispositif à gain variable (12), et on émet une alarme de rupture par désagrégation, correspondanté un gain élevé, lorsque l'ordre de gain franchit un seui.l de gain élevé qui

est fixé par l'utilisateur.

15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé

en ce que le seuil fixé par l'utilisateur dépend des condi-

tions de coupe.

16. Procédé de détection de la rupture d'un outil

de coupe par le contrôle de vibrations à l'interface outil-

pièce à usiner, caractérisé en ce que: on génère un signal de vibration et on pré-traite ce signal dans un canal de signal analogique (11-14) qui comprend un dispositif à gain

variable programmable de façon numérique (12) destiné à com-

mander le gain du canal; on traite de façon numérique le

261 5013

signal de socrtie du canal analogique (11-14) dans une logique

de détection de rupture (17), pour rechercher des configura-

tions de signal représentatives d'une rupture d'outil impor-

tante, et pour produire une alarme de rupture abrupte; on établit un système de commande automatique de gain (CAG) (18) pour régler le gain du dispositif à gain variable (12), et pour maintenir le signal de sortie du canal analogique à un

niveau moyen choisi, avec une constante de temps de CAG suf-

fisamment longue pour que des changements de niveau de'signal

abrupts et persistants dûs à des événements de fracture d'ou-

til ne soient pas affectés; et on détecte une rupture d'outil

par désagrégation, qui provoque une diminution lente du si-

gnal de vibration, en calculant un niveau d'alarme de gain élevé pendant chaque opération de coupe, et en générant une alarme de rupture par désagrégation lorsque, sous l'action de

la CAG, le gain augmente et franchit le niveau d'alarme.

17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'on observe le gain courant au bout d'un intervalle de temps prédéterminé après le début de l'opération de coupe, et on le multiplie par un facteur donné pour calculer le niveau d'alarme de gain élevé, et on active un test de gain

élevé pour comparer le gain avec ce niveau d'alarme.

18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'intervalle de temps prédéterminé est notablement

plus long que la constante de temps de CAG.

19. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que le test de gain élevé est désactivé au bout d'un intervalle de temps donné après la fin de l'opération de coupe. 20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé

en ce que l'intervalle de temps au bout duquel le gain cou-

rant est observe, est mesuré à partir de la montée du signal de sortie du canal analogique (11-14) au-dessus d'un niveau de signal auquel le système de CAG (18) est activé, et le test de gain élevé est désactivé au bout d'un intervalle de temps qui est mesuré à partir du moment auquel le signal de sortie du canal analogique tombe au-dessous du niveau de

signal d'activation de CAG.