Brevet FR2009601A1 — publié le 19700206

La présente invention a pour objet ub procédé de contrôle automatique de l'écartement ou emprise des cylindres d'un laminoir et plus particulièrement un procédé d'émission d'un signal qui contrôle constamment cet écartement. 5 Dans un laminoir utilisé notamment pour le lamina ge des métaux ou autres, et qui comporte un dispositif de contrôle d'approche hydraulique, il est souhaitable que l'écartement entre les cylindres soit contrôlé d'une manière continue» Il est également important que ce contrôle s'effectue sans altérer le réglage 10 initial, et soit efficace pour une gamme d'épaisseurs étendue. En conséquence, la présente invention permet la réalisation d'un procédé et de dispositifs permettant le contrôle continu de l'écartement des cylindres»» L'invention permet également de réaliser soit un laminage a épaisseur compensée soit un 15 laminage flottant. Un laminage flottant est effectué lorsque la correction de l'écartement des cylindres s'effectue dans le sens de la déformation du bâti, tandis qu'un laminage compensé ou rigide s'effectue lorsque la correction de l'écartement est faite en sens inverse de la déformation. 20 Cette invention présente également l'avantage d'éli miner les engrenages ou vis de pression dans les coulisseaux montés sur le laminoir ainsi que dans les coulisseaux préparés pour les changements de cylindres«De plus* la position de l'équipage peut être réglée avant l'introduction de la bande à laminer dans 25* la machine, et les contïaintes appliquées sur la machine sont limitées «D'autres avantages concernant le prix de revient, sont obtenus grâce à la réduction du nombre des détecteurs nécessaires. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le contrôle de l'écartement est obtenu par l'interprétation 30 d'un signal d'erreur qui indique les corrections à;éffectuer. Ce signal d'erreur est obtenu grâce à un transducteur et à une cellule de mesure de charge. Le mélange des signaux émis par ces deux éléments, se tiaduit par un signal d'erreur qui détermine les corrections à effectuer dans le réglage. ce signal d'erreur est diri-35 gé vers un servo-distributeur qui commande les déplacements de l'équipage dans la direction convenable. Dans le cas du laminage flottant, le signal d'erreur est utilisé pour commander un réglage dans une direction telle que la charge imposée a la machine soit réduite. 17571 2 2009601 La présente invention a pour objet un dispositif amélioré pour le contrôle de l'écartement des cylindres et permet à volonté d'obtenir soit un laminage rigide, soit un laminage flottant. D'autres Caractéristiques et avantages apparaîtront à 5 l'examen de la description détaillée non limitative d'une forme de réalisation d'un appareil selon l'invention, et du dessin annexé, sur lequel î la figure 1 est une représentation schématique d'un laminoir conforme a l'invention ; 10 la figure 2 montre schématiquemmt le circuit hy draulique et une partie du circuit électrique permettant le contrôle du laminoir ; la figure 3 représente schématiquement le circuit électronique de contrôle; 15 la figure 4 représente une autre forme de réalisa tion de l'appareil conforme à l'invention ; la figure 5 est une représentation schématique d'un autre type de laminoir contrôlé par les dispositifs conformes à l'invention, et représenté par moitié, et 20 la figure 6 est une vue schématique d'un servo-dis- tributeur à trois voies à action mécanique» La figure 1 représente une cage 10 de laminoir montée en quarto et comportant deux cylindres de travail 11 et 12 épaulés par deux cylindres d'appui respectivement 13 et 14, les touril-25 Ions du cylindre 14 sont supportés dans le palier 15, et ceux du cylindre 13 sont supportés dans le palier 16. Le palier 16 est un coulisseau qui peut se déplacer dans la cage 10 dans la direction indiquée par' la flèche de la figure 1 .La bande 17 de métal à laminer est représentée engagée entre les.rouleaux 11 et 12. 30 Pour le réglage de la compensation de rigidité du laminoir, un cylindre hydraulique 20 muni d'un piston 21, d'une tige supérieure 23 et d'une tige inférieure 22, appuie par l'intermédiaire de cette dernière sur une cellule de mesure de charge 24 qui transmet.la pression au coulisseau 16 pour déterminer l'écar-35 tement entre les cylindres de travail 11 et 12. La cellule 24 peut être par exemple du type vendu par The Revere Corporation of America, Wallingford, Connecticut.L'utilisation de cette cellule sera expliquée en même temps que la description de la figure 3. 9 17571 2009601 Le fluide est appliqué au cylindre hydraulique 20 par les orifices 25 et 26• Le réglage du laminoir s'effectue grâce à un dispositif 28 agissant sur une vis 29 qui contrôle la position de la 5 bobine 30 d'un transducteur de déplacement, par exemple le modèle 24 DCDT-IOOO vendu par "Sanborn Division" of Hewlett Packard Corporation, Waltham, Massachusetts * Le noyau 31 du transducteur est fixé sur l'axe 32, prolongeant la tige supérieure 23 du piston 21. Le noyau 31 se dé-10 place donc ainsi selon le même mouvement que le piston 21. La figure ne représentant qu'une seule des cages du laminoir, il faut noter que le même dispositif est monté sur la cage opposée et qu'il est réuni au précédent par un couplage approprié» La figure 2 représente les circuits hydrauliques et H5 électriques de commande.La cellule de pression 24 émet un signal indiquant la valeur de l'effort exercé vers le haut par le cylindre de travail 11, et la bobine 30 du transducteur émet un signal indiquant la position du noyau 31 • Ces deux signaux sont enregistrés par le circuit de mesure électrique 35; leur combinaison produit 20 le signal d'erreur qui agit sur le servo-distributeur 36; celui-ci contrôle le débit et la direction du fluide appliqué au cylindre hydraulique 20. La pression du fluide est obtenue par un ensemble hydraulique 37 comportant une pompe, son moteur et le réservoir de fluide» Comme on peut le voir sur la figure 2, les signaux émis 25 - par le transducteur et la cellule disposée sur la cage opposée non représentée, sont respectivement transmis selon les lignes en pointillé 38 et 39 et analysés séparément dans le bloc de contrôle 40, qui àson tour envoie le signal d'erreur à travers la ligne 41, au servo-distributeur 42 pilotant le dispositif hydraulique de con-30 trôle d'écartement de l'autre cage<> Lfclimenta-tion en fluide de cette cage est assurée par l'ensemble hydraulique 43 comportant la pompe , son moteur et le réservoir de fluide» Le circuit électrique de commande est représenté sur la figure 3. La cellule de mesure de pression 24 comporte un 35 pont 45 qui émet un signal transmis à un pont d'équilibrage 46 puis à un pré-amplificateur 47.L'amplificateur'est par exemple du type produit par Nexus Research Laboratories of Canton, Massachusetts, Catalog n°CDA 22. Ensuite, le signal émis par la cellule 69 17571 4 2009601 est dirigé sur Wcircuit '48 déterminant la rigidité du laminoir, et qui comporte deux résistances variables 49 et 50 pour le réglage de la plage de travail.Ensuite, un signal est émis par un potentiomètre a prise centrale 51 et envoyé à l'amplificateur du ser-5 vo-distributeur 55. L* amplificateur 55 peut être du type fabriqué par Nashua Servo Controls Company, Nashua, New Hampshire, Model 720. En même temps, un signal est émis par la bobine 30 du transducteur et transmis à l'amplificateur 55. Le signal de sortie de l'amplificateur 55, fonction des deux signaux primaires, est alors 10 appliqué à la bobine 57 du servo-distributeur 36 qui règle le passage du fluide dans le cylindre hydraulique 20, afin de réguler en continu l'écartement entre les cylindres de travail 11 et 12. En agissant sur les résistances du potentiomètre 51 , il est possible d'appliquer des signaux de réaction positifs ou négatifs» En ap-15 pliquant des signaux de réaction positive, on obtient un laminage rigide compensé, et en appliquant des signaux de réaction négative ou de contre-réaction, on obtient un laminage flottant. Au lieu de la cellule de mesure de charge, des transducteurs de pression peuvent être utilisés pour mesurer la 20 pression du fluide-hydraulique dans le cylindre 20. En addition, un dispositif détecteur peut être introduit dans la tige 22 pour mesurer les efforts, ou dans la cage 10 pour mesurer les charges. De ce fait, l'invention n'est pas limitée à l'utilisation d'une cellule mesure de charge comme dans l'exemple représenté . De même, 25 l'invention est également applicable aux laminoirs duo et à tous les types de laminoirs. La figure 4 représente une autre forme de réalisation d'un dispositif de commande selon l'invention. Dans cet exemple, deux cylindres 60 et 61 sont disposés dans une cage, leurs 30 paliers étant montés l'un au-dessus de l'autre«Pour maintenir en position un cylindre par rapport à l'autre, un cylindre à double effet 62 est alimenté en fluide par un servo-distributeur 63 contrôlé par des signaux électroniques émis par un amplificateur 64. La pression sur les cylindres est mesurée par une cellule de mesu-35 re de charge 65 qui émet un signal qui est combiné à un autre signal provenant d'un transducteur de déplacement 67„La bobine externe 68 du transducteur 67 est contrôlée en fonction de la position du noyau intérieur 60 par un moteur 78 fonctionnant pas à 69 17571 5 2009601 pas , qui contrôle une vis mère 71 réglant la position de la bobine 68. Le moteur 70 est commandé par des impulsions provenant d'une source de signaux 72. La figure 5 représente un dispositif de contrôle 5 d'écartement des cylindres utilisant un servo-distributeur a trois voies , en combinaison avec des dispositifs de réaction. Selon cette figure représentant la moitié d'un laminoir, la matière est laminée entre plusieurs rouleaux 81» Le contrôle de l'emprise est obtenu par un cylindre à double effet 82 comprenant un 10 piston 83 et une tige de piston 84. Les tiges de piston 84 appuient par l'entremise d'une pièce intermédiaire sur les paliers des cylindres qui sont ainsi pressés l'un contre l'autre» Le cylindre 82 comporte une chambre supérieure 85 et une chambre inférieure 86« Le fluide provenant de la source 87 par la canalisa-15 tion 88 est appliqué au piston 83.Le fluide destiné à la chambre supérieure 85 arrive par la canalisation 89 reliée à une branche d'un diviseur d'écoulement 90. La pression dans la chambre 85 est maintenue constante par un régulateur 91 • Pour le contrôle de la position des cylindres du laminoir, les canalisations 93 et 94 20 sont disposées de chaque côté du diviseur de fluide et alimentent un servo-distributeur 95 à trois voies, constitué essentiellement par une vanne tournante à verrouillage par ressort«Le distributeur 95 est commandé électriquement par des signaux amplifiés dans un amplificateur 96, et provenant d'un transducteur 97 dont la bobine 2^ 98 et le noyau 99 montés sur la tige de piston 84 se déplacent en même temps que le piston 83. Pendant le fonctionnement, la position du noyau 99 par rapport à la bobine 98 est réglée par un moteur 100 qui déplace le support 102 par l'intermédiaire d'un train d'engrenages 101. L'amplificateur 96 envoie un signal à 1'électro-aimant 30 du distributeur 95, et le fluide est envoyé -dans la chambre inférieure 86 par la canalisation 93. Lorsque le signal est insuffisant pour actionner le distributeur tournant de la vanne 95, le fluide s'écoule par la canalisation 94 dans la chambre inférieure 86. Le régulateur 103 relié à la canalisation 94 fait tomber la pression 35 à l'intérieur de la chambre 86 jusqu'à la contre-pression pour laquelle il a été réglé. Le servo-distributeur 95 est relié par la canalisation 94 à la chambre inférieure 86. La figure 6 montre une modification du dispositif 17571 6 2009601 de la figure 5. Dans cet exemple, le système électrique d'inter-réaction et le servo-distributeur électrique à trois voies sont remplacés par un servo-distributeur 110 mécanique» La valve 110 est commandée par un dispositif à crémaillère 111 qui contrôle la 5 position du rotor de la vanne 110. On peut constater, à l'examen de la description ci-dessus, que les buts de l'invention sont atteints«Les exemples ci-dessus ne sont donnés que pour permettre une meilleure compréhension de l'invention, et ne sont pas limitatifs» 69 17571 7 2009601 REVENDICATIONS 1 . Dispositif de réglage continu de l'écartement des cylindres d'un laminoir caractérisé en ce qu'il comporte un système émettant un signal indiquant la déformation de la cage lors 5 du passage de la bande de matière a laminer entre les cylindres, un système émettant un signal indiquant la position rdative d'un cylindre par rapport à l'autre, et un système recevant et analysant les deux signaux et commandant en fonction desdits signaux les corrections à effectuer» 10 2» Dispositif selon la revendication 1, caractéri sé en ce que les signaux indiquant la déformation sont émis à partir d'une cellule de mesure de charge» 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système recevant et analysant les signaux de dé— 15 formation de la cage et de position relative des cylindres émet un signal permettant de modifier l'écartement entre les cylindres dans le sens de la déformation de la cage» 4» Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système recevant et analysant les signaux de dé-20 formation et de position d'un cylindre par rapport à l'autre,émet un signal permettant de modifier l'écartement entre les cylindres en sens opposé de la déformation de la cage» 5. Dispositif de réglage continu de l'écartement entre les cylindres d'un laminoir comprenant au moins un cylindre 25 d'appui pour chaque cylindre de travail, dont l'approche est commandée hydrauliquement et qui comporte un système de commande du dispositif hydraulique de mise en position ddrouleau d'appui supérieur permettant d'ajuster l'écartement entre les rouleaux de travail, caractérisé en ce qu'il comporte un système émettant un si-30 gnal indiquant la charge appliquée aux rouleaux de travail et un système permettant de combiner ledit signal avec un second signal émis par le dispositif de contrôle de position, pour obtenir un signal d'erreur résultant qui corrige l'écartement des cylindres en agissant sur le dispositif hydraulique de déplacement des pa-35 liers » 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif hydraulique d'approche comporte un cylindre hydraulique comportant un piston et une tige de piston, un 69 17571 8 2009601 palier supportant le tourillon d'un des cylindres d'appui, et une cellule de mesure de charge intercalée entre le piston et le palier. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractéri-5 sé en ce que le système de commande comprend un transducteur de déplacement comportant une bobine et un noyau qui se déplace avec le piston à l'intérieur de ladite bobine© 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un système permettant d'ajuster la posi- 10 tion de la bobine. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un système de réglage de la rigidité de l'équipage et permet ainsi d'obtenir un laminage à épaisseur compensée ou un laminage flottant. 15 10. Dispositif selon la revendication 6, caractéri sé en ce que le système de contrôle de position comporte un moteur pas à pas, une bobine mobile et un noyau, ledit moteur permettant de déplacer la bobine jusqu'à une position déterminée en fonction de la position du noyau. 20 11. Dispositif de réglage de l'approche des cylin dres d'un laminoir à plusieurs cylindres, caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison un cylindre hydraulique à double effet dont le piston est muni d'une tige pouvant presser les cylindres l'un contre l'autre, d'un système de commande de la pression du fluide 25 dans la chambre supérieure du cylindre, et d'un second système de commande de l'admission du fluide dans la chambre inférieure en fonction de la position dudit piston. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le dispositif contrôlant l'écoulement du fluide dans 30 la chambre inférieure du-cylindre est muni d'organes réagissant selon la position du piston, et dont les signaux commandent un servo-distributeur à trois voies qui contrôle le fluide admis dans la chambre inférieure du cylindre. 13. Dispositif selon la revendication 12, compor- 35 tant un système permettant de ramener la contre-pression du fluide dans la chambre inférieure du cylindre à une valeur minimum déterminée. 17571 9 2009601 14. Dispositif selon sé en ce que le système de réaction bobine et un noyau déplaçables l'un 15. Dispositif selon 5 sé en ce que le système de réaction porte un entraînement par pignon et la revendication 12, caractéri-selon la position comporte une par rapport a l'autre . la revendication 12, caractéri-par rapport à la position com-crémaillèreo