Brevet FR2609796A1 — publié le 19880722

Dispositif de mesure de la planéité de produits laminés sous forme de bande L'invention concerne un dispositif de mesure de la planéité de produits laminés sous forme de bande, notamment de feuillards minces dans des laminoirs à froid. Les exigences en matière de précision des dimensions et de la forme d'une bande mince laminée à froid se sont accrues dans une mesure notable au cours du développement de la technique du laminage et de la transformation ultérieure. Une bande laminée à froid idéale doit non seulement avoir une épaisseur uniforme sur la longueur et sur la largeur mais elle doit aussi être parfaitement plane. Et la planéité doit être maintenue même quand la bande est découpée lors d'une transformation ultérieure. La planéité d'une bande mince est influencée surtout par la répartition de l'effort de traction de la bande sur la largeur de la bande pendant le laminage. Comme grandeur caractéristique de la planéité et d'une bande, on se sert de la répartition des longueurs -L sur la largeur de la bandejqui peut être calculée à partir des tensions mesurées sur la section droite ACÂ de la bande au moyen du rapport L-, La représentant la différence de tension entre deux zones ou fibres voisines de la bande et E le module d'élasticité de la matière constitutive de la bande. Dans les systèmes de mesure de la planéité se trouvant sur le marché, on met en oeuvre des rouleaux de mesure constitués sous la forme de rouleaux de renvoi. Un rouleau de mesure de ce type;connu par exemple par BBCNachrichten Heft 11/1980 est contitué de plusieurs disques de mesure disposés côte à côteet blo- qués les uns aux autres par des tirants. Les forces provo- quant des déviations transmises par la bande laminée agissent sur des dynamomètres qui sont montésen étant mis sous une grande tension préalable, dans les disques de mesure. Les disques de mesure du rouleau de mesure de planéité sont tels qu'ils donnent un faible couple d'inertie tout en ayant une grande rigidité de forme. Les dynamomètres sont décalés les uns par rapport aux autres et sont répartis uniformément sur la surface du rouleau de mesure. Plusieurs dynamomètres décalés les uns par rapport aux autres peuvent être raccordés en tant que dynanomètres actifs à un amplificateur commun des valeurs de mesure jusqu'à huit dynanomètres pouvant être associés à un amplificateur des valeurs de mesure. Un microcalculateur traite les signaux de mesure. Il associe les valeurs de mesure aux éléments de mesure individuels, détermine l'écart longitudinal relatif ou les efforts de traction et les représente sur un écran. La répartition de la tension de la bande qui est mesurée est une reproduction de toutes les gran- deurs qui influent sur la forme de l'emprise et donc sur la réduction dans l'emprise. La régulation a pour tâche d'harmoniser entre elles les grandeurs qui ont de l'influence de manière à obtenir une réduc- tion uniforme aux différentes passes dans l'emprise et ainsi une répartition constante de la traction de la bande à la sortie. Le rouleau de mesure de planéité/qui est connuest d'une technique très compliquée et est très coûteux, en raison du fait que tous les éléments de mesure doivent être logés dans le rouleau et qu'il s'ensuit que les signaux de mesure doivent passer du rouleau à l'extérieur. L'invention vise un dispositif de mesure de la planéité de bande mincequi se caractérise par rapport au rouleau de mesure connujpar une construction très sensiblement simplifiée. L'invention a donc pour objet un dispositif de mesure de la planéité de produits laminés sous forme de bande, notamment de feuillards minces, dans des laminoirs à froid, caractérisé par un rouleau de mesure disposé transversalement à la direction de passage de la bande et sur la largeur de la bande, détectant la bande lami- née et ayant au moins une gorge superficielle s'étendant sur toute la longueur du rouleau, ainsi qu'un dispositif de balayage ayant un faisceau lumineux, de préfé- rence un faisceau laser, pour détecter des ondulations de bande se produisant éventuellement dans la région de la gorge superficielle du rouleau de mesure en raison d'une différence de répartition de l'effort de traction de la bande sur la largeur de la bande. De préférence: Le dispositif de mesure se caractérise par une constitution hélicoidale de la gorge superficielle du rouleau de mesure, ainsi que par une détection continue de la bande laminée sur la largeur de la bande dans la région d'un ou de plusieurs tronçons de la gorge superficielle du rouleau de mesure tournant, qui se déplacent sur toute la longueur du rouleau en raison du mouvement de rotation de celui-ci, par le faisceau laser ou par les faisceaux lasers du dispositif de balayage disposé au-dessus du rouleau de mesure, la vitesse de balayage du faisceau laser ou des faisceaux lasers se déplaçant transversalement à la direction de passage de la bande et la vitesse de rotation du rouleau de mesure étant réglées l'une par rapport à l'autre de façon que le tronçon supérieur de la gorge du rouleau de mesure et le faisceau laser incident se déplacent en synchronisme sur toute la largeur de la bande laminée. Avantageusement: - la gorge hélicoidale est usinée directement dans la face latérale extérieure du rouleau de mesure constitué sous la forme d'un rouleau d'acier; - le rouleau de mesure constitué sous la forme d'un rouleau d'acier comporte un revêtement en matière plastiquedans lequel est ménagée une gorge hélicoidale; - un matériau mou comme du caoutchouc ou un matériau analogue est introduit par vulcanisation ou par collage dans la gorge superficielle; - le rouleau de mesure est constitué sous la forme d'un rouleau de renvoi; - Il est prévu un entraînement par moteur du rouleau de mesure. L'invention utilise l'ondulation de la bande qui se produit sur la largeur de la bande lors du laminage de bandes minces en raison d'une répartition non uniforme de la tractionet qui est favorisée par une possibilité d'écartement perpendiculairement au plan de passage de la bande passant par un rouleau de renvoi ou de transport, comme indication optique des défauts de planéité de la bande)qui se produisent et qui doivent être supprimés par réglage. L'invention est explicitée d'une manière détaillée dans ce qui va suivrejau moyen d'un système de réglage de planéité d'un laminoir quarto pour feuillards minces qui est représenté schématiquement au dessins dans lequel: la figure 1 représente le schéma des liai- sons d'un système de régulation de la planéité et de l'épaisseur de bande; la figure 2 est une vue en élévation du dispo- sitif de mesure de planéité mise en oeuvre dans le sys- tème de régulation; et la figure 3 est une vue en plan du rouleau de mesure du dispositif de mesure suivant la figure 2. Le laminoir quarto destiné à laminer du feuil- lard mince dont seul le jeu de cylindres monté dans une cage a été représenté à la figure 1 par souci de simpli- fication, comporte deux cylindres de travail 1, 2 qui forment l'emprise 3) ainsi que deux cylindres d'appui 4, 5. La bande 6 à laminer est déroulée du dévidoir 7 et passe par l'intermédiaire de galets de renvoi 10, 11, disposés à l'entrée de la bande 8 dans la cage de lami- noir 9 et va à une bobineuse 14 en passant sur un rouleau de mesure 13 d'un dispositif de mesure de la planéité 12,qui est monté en aval de la cage de lami- noir 9. Le dispositif de mesure de la planéité fournit des signaux de réglage à un système de régulation de la planéité et de l'épaisseur de la bande laminée 6jqui comprendicomme éléments de réglagedes vérins hydrauli- ques 15, 16 pour incurver les cylindres de travail 1, 2 et un vérin de serrage supplémentaire>non représentéS pour incliner mutuellement les cylindres de travail 1, 2 dans le plan de l'axe du laminoir 17- 17, ainsi qu'un dispositif de refroidissement et de lubrification 18 du laminoir disposé en amont des cylindres de travail 1, 2. Les signaux de réglage du dispositif de mesure de pla- néité 12 sont amplifiés par un amplificateur 19 et sont traités dans une calculatrice 20. Les éléments constitutifs principaux du dis- positif de mesure de planéité 12 so.nt;suivant les figures 2 et 3, le rouleau de mesure 13 disposé trans- versalement à la direction de passage de la bande a et au-dessus de la largeur de la bande bdétectant la bande laminée 6 et constitué sous. la formine d'un rou- leau de renvoi en comportant une gorge superficielle 22 hélicoidale s'étendant sur toute la longueur 21 du rouleau)ainsi qu'un dispositif de balayage 23 à faisceau laser 24 pour détecter toute ondulation de la bande 24 se produisant éventuellement dans la région de la gorge superficielle 22 du rouleau de mesure 13 en raison d'une répartition différente des tractions de la bande sur la largeur de celle-ci b. Le faisceau lumineux L1 issu du laser 25 du dispositif de balayage 23 arrive sur l'un des miroirs 27 disposés sur le pourtour de la roue à miroirs 26 tournante et est réfléchi par celui-ci sous la forme d'un faisceau lumineux L2 sur un miroir de renvoi 28 planqui réfléchit un faisceau lumineux L3 sur un miroir concave -29 à partir duquel le faisceau laser de détection L4 arrive à angle droit par rapport à l'axe longitudinal 30-30 du rouleau de mesure 13 sur la bande laminée 6jdans la région d'un tronçon 31 supérieur de la gorge superficielle 22 du rouleau de mesure 13 tournantjqui (31) se déplace lui-même sur toute la longueur 21 en raison du mouvement de rotation du rouleau 13. Le faisceau lumineux L1 issu du laser 25 est envoyé,/au moyen du dispositif optique du dispositif de balayage 23;sous la forme d'un faisceau de balayage 24>sur la largeur de la bande b jusqu'à ce qu'il arrive sur le miroir 27 venant immédiatement ensuite de la roue à miroirs 26 qui tourne et qui provoque un nouveau renvoi dans la même direction du faisceau lumineux L1 issu du laser 25, de sorte que la surface de la bande laminée 6 est balayée d'une manière continue dans la même direction c sur la largeur de la bande b par des faisceaux lasers L4 arrivant perpendiculairement à l'axe longitudinal 30-30 du rouleau de mesure 13. Les vitesses de rotation du rouleau de mesure 13 et de la roue à miroirs 26 du dispositif de balayage 23 sont réglées l'une par rapport à l'autre de façon que le tronçon supérieur de la gorge 31 du rouleau de mesure 13 et le faisceau laser 14 incident se déplacent en sychronisme sur toute la largeur b de la bande laminée 6. La lumière réfléchie par la surface de la bande laminée 6 est recueillie dans un ou dans plusieurs récepteursjnon représentés)du dispositif de balayage 23 et est transformée en un signal électrique. Toute varia- tion de l'amplitude ainsi que de la répartition angu- laire du courant lumineux reçu/en raison d'une ondula- tion 24 de la bande laminée déclenchée par une répar- tition inégale de la traction de la bande sur la lar- geur de la bande b,produit une impulsion électrique qui est évaluée comme signal d'erreur par la calculatrice 20 du système de réglage de la planéité. Dans le cas o pour le laminage de feuillards minces ayant une grande largeur de bande b, celle-ci ne peut pas être détectée entièrement par le faisceau de balayage L4 d'un dispositif de balayage 23, on a la possibilité de monter plusieurs dispositifs de balayage en ligne au-dessus du rouleau de mesure 13. En vrxiante de l'exemple de réalisation décrit, le rouleau de mesure 13> constitué sous la forme d'un rouleau d'acierpeut comprendre un revêtement en matière plastiquedans lequel est ménagée une gorge hélicoidale 22 et pour ne pas endommager la bande laminée 6 par des arêtes vives de la gorge superficielle 22 du rouleau de mesure 13, on peut introduire dans la gorge par vulcanisation ou par collage un matériau mou comme du caoutchouc ou une matière analogue. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure de la planéité de produits laminés sous forme de bande, notamment de feuillards minces, dans des laminoirs à froid, carac- térisé par un rouleau de mesure (13) disposé transver- salement à la direction de passage de la bande (a) et selon la largeur de la bande, détectant la bande laminée (6) et ayant au moins une gorge superficielle (22) s'étendant sur toute la longueur du rouleau (21), ainsi qu'un dispositif de balayage (23) à faisceau lumineux (14), de préférence à faisceau laser, pour détecter des ondulations de bande (24) se produi- sant éventuellement dans la région de la gorge superfi- cielle (22) du rouleau de mesure (13) en raison d'une différence de répartition de l'effort de traction de la bande sur la largeur de celle-ci (b). 2. Dispositif de mesure selon la revendica- tion 1, caractérisé par une constitution hélicoidale de la gorge superficielle (22) du rouleau de mesure (13), ainsi que par une détection continue de la bande laminée (6) sur la largeur de la bande (b) dans la région d'un ou de plusieurs tronçons (31) de la gorge superficielle (22) du rouleau de mesure (13) tournant, qui (31) se déplacent sur toute la longueur du rouleau (13) en raison du mouvement de rotation de celui-ci par le faisceau laser (L4) ou par les faisceaux lasers du dispositif de balayage (23) disposé au-dessus du rouleau de mesure (13), la vitesse de balayage du fais- ceau laser (L4) ou des faisceaux lasers se déplaçant transversalement à la direction de passage de la bande (a) et la vitesse de rotation du rouleau de mesure (13) étant réglées l'une par rapport à l'autre de façon que le tronçon supérieur de la gorge (31) du rouleau de mesure (13) et le faisceau laser incident (L4) se déplacent en synchronisme sur toute la largeur (b) de la bande laminée (6). 3. Dispositif de mesure suivant la revendi- cation 1 ou 2, caractérisé en ce que la gorge (22) hélicoidale est usinée directement dans la face laté- rale extérieure du rouleau de mesure (13) constitué sous la forme d'un rouleau d'acier. 4. Dispositif de mesure suivant la revendi- cation 1 ou 2, caractérisé en ce que le rouleau de mesure (13) constituéSsous la forme d'un rouleau d'acier. comporte un revêtement en matière plastique dans lequel est ménagée une gorge (22) hélicoïdale. 5. Dispositif de mesure suivant la revendi- cation 3 ou 4, caractérisé en ce qu'un matériau mou comme du caoutchouc ou un matériau analogue est introduit par vulcanisation ou par collage dans la gorge superficielle (22). 6. Dispositif de mesure suivant la revendi- cation 1 à 5, caractérisé en ce que le rouleau de mesure (13) est constitué sous la forme d'un rouleau de renvoi. 7. Dispositif de mesure suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par un entraînement par moteur du rouleau de mesure (13).