Brevet FR2448397A1 — publié le 19800905

b/-nventior est relative à un procédé et à un dispositif pour PrUiuire des éléments filés de la longueur désirée, no tammenv à partir de caillettes coulées de métal. Dans le filage de barres, de tubes, de profilés ou d'élé mens analogues constitués en un métal tel que l'aluminium, on produit nor- malement, à partir d'une billette d'une longueur déterminée, un élément filé dont la longueur dépend de la longueur de la billette qui est comprimée et du rapport de pressage, c'est-à-dire du rapport de la section du piston de la presse à la section de l'élément filé. La longueur de la billette comprimée correspond alors à 9 longueur de la billette diminuée de la longueur ou de l'épaisseur d'un résidu de pressage épaisseur résiduelle de pressage). Le résidu de pressage retient les impuretés présentes dans ou sur la billette et protège la matrice de pressage ou de filage de sollicitations excessives. L'épaisseur résiduelle de pressage est de l'ordre de 3 à 5 % de la longueur de la billette et constitue une partie des déchets de l'opération de filage. L'invention a pour but, avec un rapport de pressage donné, approximativement connu, de produire des éléments filés de longueur désirée à partir de billettes-d'une longueur telle que l'épaisseur résiduelle de pressage soit aussi petite que possible et égale à une épaisseur de consigne optimale, qui présente encore une réserve relativement à la qualité de l'élément filé et à la contrainte admissible de la matrice de filage, compte tenu de l'épaisseur résiduelle minimale admissible. Pour résoudre ce problème, dans un procédé du genre dé cri t au préambule, l'invention prévoit que a) une billette d'une longueur prédéterminée est pressée, b) la longueur de l'élément filé est mesurée au cours de opération de pressage, c) lorsqu'est atteinte la longueur désirée pour l'élément filé, l'opération de pressage est arrêtée et la longueur de la billette est modifiée en vue d'obtenir l'épaisseur résiduelle de pressage optimale, ou d) une -Fois atteinte l'épaisseur résiduelle de pressage minima s admissible, avant nue soit atteinte la longueur désirée zot l'éirment tillé, l'opération de pressage est arrêtée et la lo ru~ur de la billette est augmentée en vue d'obtenir la longueur eelres de l'élément filé. Un dis po i t i- pour la mise en oeuvre de ce procédé est cara-térisg en cc qu'il comporte : al une risaille à chaud, pour les billettes, munie d'une butée longitudinale réglable, b) une presse qui est alimentée par les billettes coupées à la longueur par la cisaille à chaud, c) un premier capteur de longueur associé à la presse, pour mesurer l'épaisseur résiduelle de pressage, d) un dispositif de tirage de l'élément filé pour tirer cet élément, e) un second capteur de longueur, associé au dispositif de tirage de l'élément filé, pour mesurer la longueur de cet élément, f] un régulateur, dans lequel sont introduites les valeurs de consigne et les valeurs réelles mesurées de l'épaisseur résiduelle de pressage et de la longueur de l'élément filé et dans lequel, selon qu'au pressage est atteinte la valeur de consigne de la longueur de l'élément filé ou l'épaisseur résiduelle de pressage minimale admissible, est effectuée alternativement la comparaison entre valeur de consigne et valeur réelle pour l'épaisseur résiduelle de pressage ou pour la longueur de l'élément filé et qui engendre des signaux de réglage et g) un organe de réglage qui à la réception des signaux de réglage déplace la butée longitudinale de la cisaille à chaud dans le sens correspondant à l'élimination de l'écart de réglage. Le procédé et le dispositif conformes à l'invention permettent, d'une part, de présélectionner correctement la longueur de l'élément filé, de sorte qu'aucun excédent de longueur inutile n'est filée, et, d'autre part, de minimiser la longueur ou le poids de billette mis en oeuvre, nécessaire pour la longueur désirée d'élément filé. Ces deux avantages, conjointement, assurent un pressage utilisant-de manière optimale le matériau et réduisant au maximum les chutes. Le procédé et le dispositif conformes à l'invention permettent ainsi de travailler plus économiquement qu'auparavant. D';ne manière avantageuse, les opérations successives mentionnées ci-dessus du procédé sont répétées, en utilisant chaque fois la nouvelle longueur de billette déterminée au lieu de la longueur de billette présélectionnée, tant que l'écart de réglage à partir d'une valeur de consigne de l'épaisseur résiduelle de pressage n'est pas nul le. Une telle manière de procéder est caractcristìque de toute régulation, dans le cas présent l'épais- seur résiduelle de pressage ou la longueur de l'élément filé co La régulation peut être effectuée en tenant compte d'un rapport de correction, de la section du résidu de pressage à la section de la billette chaude. Le régulateur est raccordé à un calculateur dans lequel, à la fin d'une opération de pressage, les données réelles mesurées par le capteur de longueur sont comparées aux données de consigne et les écarts sont traités pour fournir des signaux de réglage. Un troisième capteur de longueur est prévu pour détecter la longueur de la billette, le signal de sortie de ce capteur étant également introduit dans le régulateur. Chaque capteur de longueur comprend avantageusement un générateur d'impulsion tournant et un compteur qui, d'une manière connue, reçoit sous forme numérique le déplacement longitudinal correspondant, converti en rotation, et le transmet au calculateur du régulateur comme valeur réelle. L'organe de réglage comprend, de préférence, un servomoteur qui, sous l'action d'un signal de réglage, déplace la butée longitudinale au moyen d'une tige filetée. L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide de ses modes de réalisation, pris à titre illustratif mais nullement limitatif, en se référant aux dessins schématiques annexés dans lesquels - la figure 1 représente les divers éléments d'un dispositif conforme à l'invention et leur couplage en vue de leur coopération selon le procédé conforme à l'invention, - la figure 2 représente un schéma fonctionnel d'un circuit de régulation conforrie à l'invention, et - la figure 3 est un schéma synoptique qui illustre la suc cession dans le temps des diverses opérations élémentaires du procédé. Sur le schéma de la figure 1, les trois composants principaux du dispositif : une cisaille à chaud 1 pour sectionner les billettes, une presse 2 et un dispositif de tirage 3 de l'élément filé, n'ont été représentés que schématiquement, car ils sont en soi connus. La cisaille à chaud 1 peut etre construite de la ma nière décrite dans la demande de brevet allemand publiée avant examen sous le r 26 04 418. D'un four de chauffage 4, une barre 5 est amenée à une cisaille à chaud, par un système de guidage à rouleaux 6, à travers une lunette fixe 7 et une lunette mobile 8 de la cisaille, jusqu'à une butée longitudinale réglable 9 munie d'un galet de butée 10, et est subdivisée, par la lunette 8 mobile, verticalement, de la cisaille, en billettes 11 de longueurs prédé- terminées 1. La butée longitudinale 9 peut être déplacée longitudinalement au moyen d'un servo-moteur 13 sur une broche 12, de manière à permettre de faire varier la longueur 1 de la billette. Au servomoteur 13 est accouplé un générateur électronique d'impulsions tournant 14 qui, conjointement avec un compteur, non représenté ici, détecte, par voie numérique, toute variation de position de la butée longitudinale 9 et, par conséquent, toute variation de la longueur 1 de la billette, cette longueur 1 étant mesurée à partir de l'arête de coupe, désignée par 0, de la lunette mobile de la cisaille, dans le plan vertical situé entre les deux lunettes 7 et 8 de la cisaille. Un dispositif sélecteur 15 permet de présélectionner une première longueur 1 de billette. La billette tronçonnée, de longueur 1, est amenée au réceptacle 16 de la presse 2 où elle est comprimée au moyen du piston de pressage 17 qui se compose d'une tige de piston et d'un piston proprement dit, disposé à l'avant de celle-ci et non représenté ici, à travers une filière 18 présentant une ouverture 19 de section correspondant à celle de l'élément filé désiré. Dans cette opération, la totalité de la longueur 1 de la billette ntest pas refoulée à travers la filière 18, mais seulement une longueur égale à 1 diminuée de l'épaisseur résiduelle de pressage Px, laquelle longueur refoulée correspond à la course hx de la presse.L'épaisseur résiduelle de pressage Px ne doit pas descendre en dessous d'une épaisseur minimale admissible pO. Une valeur optimale pour l'épaisseur résiduelle de pressage p, qui @@@ @ @@@ qualité satisfaisante de I' lamant filé 20 et essure -'astre part oua la filière 15 n'est pus soumise à des sollicita tiens exagérées, t légèrement supérieure à l'épaisseur rési- duel le de pressage minimale admissible ##. Au piston de pressage 17 sont associés un dispositif de mestre de longueur 21 à tige filetée 22 qui est mis-e en rotation par l'avancement du piston de pres-sage 17, un générateur d'impulsions tournant 24 muni d'un compteur (non représenté ici), une échelle indicatrice linéaire 25 et un curseur indicateur 23 en tramé par le piston de pressage 17. Dans ces conditions, on peut mesurer, à partir de la course h du piston, la valeur réelle p de i 'éooisseu résiduelle de pressage, ainsi qu'on l'a indiqué par le rectangle 26 rur a figure 1. Le dispositif de tirage 3 de l'élément filé comprend un chariot 32, mobile sur des galets 31 roulant sur deux rails 30 parallèles à l'élément filé 20, qui est entrainé par un moteur 34 par l'intermédiaire d'une chaine 33. L'élément filé 20 est saisi entre une mâchoire fixe 35 et une mâchoire 37, en forme de parabole, pivotant autour d'un axe de rotation 36 et est entraîné jusqu'à ce que soit atteinte la longueur désirée Lx de l'élément filé, c 'est-à-dire jusqu'à achèvement de la course hx de pressage, lorsque celle-ci atteint la valeur minimale admissible pO de l'épaisseur résiduelle de pressage.La longueur réelle L de l'élément filé est mesurée par un générateur d'impulsions tournant 38 associé au moteur 34, qui élabore la valeur réelle L (rectangle 39 de la figure 17. Les valeurs réelles de l'épaisseur résiduelle de pressage p (issue du bloc 26 de la figure I) et de la longueur L de l'élément filé (issue du bloc 39 de la figure 1) sont appliquées à un régulateur 40 muni d'un calculateur. En outre, au régulateur et au calculateur est appliqué le signal de sortie du générateur d' imlsions tournant 14, qui représente la longueur de barre 1 correspondante. Le régulateur 40 reçoit en outre les valeurs de consigne Px et 1x de l'épaisseur résiduelle de pros sage optimale et de la longueur désirée pour l'élément filé, valeurs qui peuvent être réglées sur des générateurs de valeurs de consigne 41 et 42, par exemple au moyen de potentiomètres. En outre, dans le régulateur et le alculataur 40 sont introduites des valeurs de réglage fixes, @ou@ l'épaisseur résiduelle minimale admissible de pressage ##, rur @@ rapport de Pressage défini ci-dessus et pour le rapport s- ^orreftion défini ci-dessus, qui sont fournies par des dispositifs d'entrée 50, 51 et 52.Le régulateur et le calculateur 40 labourent, à partir de ces va leurs, un signal de commande quantitatif qui est appliqué, par la sortie 43, au servo-moteur 13 de la butée longitudinale 9 pour modifier la longueur 1 de la billette dans une commande de rattrapage. Cette modification est ramenée par une "contre-réaction 1" du régulateur et au calculateur, qui achève le réglage de la butée longitudinale 9 aussitôt qu'est atteinte la valeur calculée. Le fonctionnement du procédé et du dispositif selon la figure 1 ressort des figures 2 et 3. Le schéma fonctionnel du circuit de régulation de la figure 2 représente les divers éléments composants du circuit de régulation à l'aide des mêmes référen-ces que sur la figure 1. La grandeur de réglage représente l'épaisseur résiduelle de pressage réelle p ou, dans le cas où la longueur 1 de la billette est insuffisante, la longueur L de l'élément filé. L'espace de réglage est constitué par la presse 2 et par le dispositif de tirage 3. Les valeurs réelles de l'épaisseur résiduelle de pressage p sont mesurées par le dispositif de mesure de longueur 21 ou dans le rectangle 26, tandis que les valeurs réelles de la longueur L de l'élément filé sont déterminées par le générateur d'impulsions tournant 38 dans le rectangle 39. Ces valeurs sont appliquées au régulateur et au calculateur 40, qui reçoivent d'autre part des générateurs de valeurs de consigne 41 et 42, les valeurs de consigne p x et Lx de l'épaisseur résiduelle de pressage et de la longueur de l'élément filé. D'autre part, dans le régulateur et le calculateur sont introduites les données supplémentaires. à savoir l'épaisseur résiduelle minimale admissible pO. le rapport de pressage et le rapport de correction. Le régulateur et le calculateur effectuent la comparaison usuelle des valeurs réelles et de consigne et, par la sortie 43, délivrent un signal de commande au servo-moteur 13 pour déplacer la butée longitudinale 9 de la cisaille à chaud 1 et, par conséquent, régler la longueur 1 de la billette en vue d'éliminer l'écart de réglage. Dans ces conditions, les valeurs de consigne p x et Lx doivent être utilisées alternativement. Lorsque la longueur désirée Lx pour l'élément filé est atteinte, sans que dans la presse ait été dépassée l'épaisseur résiduelle minimale admissible de pressage pO, la valeur de consigne p x de l'épaisseur résiduelle de pressage est comparée, dans le régulateur, avec la valeur réelle de l'épaisseur résiduelle d pressage. Selon que l'écart de réglage. c'est-à-dire la différence entre la valeur de consigne et la valeur réelle, est positif ou négatif, la longueur 1 de la billette est augmentée ou diminuée. Si au contraire l'épaisseur résiduelle de pressage mini male admissible Po est atteinte avant que la longueur désirée Lx de l'élément filé soit atteinte, on compare comme valeur de consigne, la longueur Lx de l'élément filé à la valeur réelle L de la longueur de l'élément filé. Le régulateur et le calculateur déterminent dans ce cas, à partir de la différence de la longueur réelle et de la longueur désirée de l'élément filé, la longueur manquante de la billette, en utilisant le rapport de pressage, et délivre un signal correspondant au servo-moteur 13 pour augmenter la longueur 1 de la billette. La figure 3 illustre le déroulement des diverses-opérations alimentaires du dispositif de la figure 1 les références numériques désignant respectivement les opérations suivantes référence 101: réglage manuel de la butée longitudinale à la longueur 1 estimée de la billette référence 102: affichage de la longueur 1 référence 103: commencement du pressage référence 104: détermination de la longue-L de l'élément filé référence 105: affichage de la longueur L référence 106: la longueur L est-elle atteinte ? référence 107: arrêt du pressage référence 108: détermination de l'épaisseur résiduelle de pressage P référence 109: la valeur P est-elle correcte ? référence 110: blocage de l'arrivée des billettes référence 111: détermination de l'écart de réglage de la valeur P référence 112: détermination de la nouvelle longueur de la billette référence 113: la valeur 1 est-elle supérieure ? référence- 11'4:- avance de la butée longitudinale référence 115: retrait de la butée longitudinale référence 116: la valeur 1 est-elle atteinte ? référence l17: arrêt de la butée longitudinale référence 118: prêt pour l'arrivée d'une nouvelle billette et le commencement du pressage référence 119: l'épaisseur résiduelle de pressage minimal admissible P est-elle atteinte référence 120: détermination de la longueur L référence 121: détermination de l'écart de réglage de L référence 122: détermination de la longueur minimale de la billette à l'aide du rapport de pressage. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse au contraire toutes les variantes L'invention est due à ELHAUS Friedrich Wilhelm et STUECKER Peter. REVENDICATIONS ro O dé ce pour pro du ira ces éléments filés de la lon- gueur oceorce, notamment à partir de billettes coulées de métal, Tequs T procédé est caractéris en ce qu'il prévoit que une billette d'une longueur (i) prédéterminée est oreosCe b) la longueur (i) de l'élément filé est mesurée au cours de l'opération de pressage, c) lorsqu'est atteinte la longueur désirée (LX) pour l'élément filé, l'opération de pressage est arrêtée et la longueur (l) de la billette est modifiée en vue d'obtenir l'épaisseur rési ruelle de pressage optimale tpx) ou d) une Cois atteinte l'épaisseur résiduelle de pressage minimale admissible (po), avant que soit atteinte la longueur dé-' sirée (Lx) pour l'élément filé, l'opération de pressage est arrêtée et la longueur (i) de la billette est augmentée en vue d'obtenir la longueur désirée (Lx) de l'élément filé. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une fois atteinte l'épaisseur résiduelle de pressage minimale admissible (po), la longueur minimale de la billette, c'est-à-dire l'augmentation nécessaire de la longueur (i) de la billette pour obtenir la longueur désirée (Lx) de l'élément filé, est déterminée à partir du rapport de pressage (rapport de la section du piston de pressage à la section de l'élément filé). 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les opérations élémentaires du procédé sont répétées, en utilisant la longueur (i) de billette qui vient d'être déterminée à la place de la longueur prédéterminée de la billette, jusqu'à ce que l'écart de réglage à partir d'une valeur de consigne (px) de l'épaisseur résiduelle de pressage soit annulé. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le rapport de la section du résidu de pressage et de la section de la billette chaude est utilisé comme report de correction. 5. Oispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte a) une cisaille à chaud (1). pour les billettes, munie d'une butée longitudinale réglable (9), b) une presse (2) qui est alimentée par les billettes (ll) ce 'j pas ;Tu O gueur (l) par la cisaille à chaud, c) un premier capteur de longueur (21 associé à la presse, pour mesurer l'épaisseur résiduelle de pressage (p), d) un dispositif de tirage (3) de l'élément filé (20) pour tirer cet élément, e) un second capteur de longueur (34, 38, 39) associé au dispositif de tirage de l'élément filé, pour mesurer la longueur de cet élément, f) un régulateur (40) dans lequel sont introduites les valeurs de consigne [Px Lx) et les valeurs réelles (p, L) mesu x rées de l'épa sseur résiduelle de pressage et de la longueur de l'élément filé et dans lequel, selon qu'au pressage est atteinte la valeur de consigne de la longueur de l'élément filé ou l'épaisseur résiduelle de pressage minimale admissible (po) est effectuée alternativement la comparaison entre valeur de consigne et valeur réelle pour l'épaisseur résiduelle de pressage ou pour la longueur de l'élément filé et qui engendre des signaux de réglage et g) un organe de réglage (13), qui à la réception des signaux de réglage, déplace la butée longitudinale de la cisaille à chaud dans le sens correspondant à l'élimination de l'écart de réglage. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que, pour mesurer la longueur (l) de la billette, est prévu un troisième capteur de longueur (14) dont le signal de sortie est également introduit dans le régulateur. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le régulareur (40) est raccordé à un calculateur, dans lequel, à la fin d'une opération de pressage, sont comparées les valeurs réelles, déterminées par les capteurs de longueur, et les valeurs de consigne, et sont élaborés les écarts de réglage peur fournir les signaux de commande. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que chaque capteur de longueur (21 ; 34, 38, 39) comprend un générateur d'impulsions tournant (14 ; 24 : 38) muni d'un compteur, qui mesure, d'une manière connue, le déplacement longitudinal (p, L, l) converti en rotation et le transmet comme valeur réelle au régulateur (40). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que l'organe de commande (13) comprend un servo-moteur lequel, sous l'action d'un signal de commande, déplace la butée longitudinale (91 au moyen d'une tige filetée 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 3, caractérisé en ce que sont prévus des générateurs de valeurs de consigne (41, 42) pour l'épaisseur résiduelle de pressage et la longueur de l'élément filé ainsi qu'un dispositif sélecteur (15) pour déterminer une première longueur (1) de billette. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que des dispositifs d'entrée (51, 521 sont prévus pour introduire dans le régulateur (40) le rapport de pressage (section du piston de pressage/section de l'élément filé3 et un rapport de correction (section du résidu de pressage/section de la billette chaude).