Brevet FR2617279A1 — publié le 19881230

La présente invention concerne les laminoirs et plus particulièrement les dispositifs de contrôle de la position des cylindres d'un laminoir. Le dispositif proposé de contrôle de la position des - cylindres d'un laminoir peut être utilisé pour le réglage de laminoirs continus à plusieurs cages à profilés et à tubes de grande longueur ( de 30 à 60 m), tant durant la mise au point sur un banc d'essai que pendant l'utili- sation du laminoir. Le dispositif peut également être utilisé pour le réglage des mécanismes et ensembles auxi- liaires des laminoirs monocages à tubes de grande longueur. La qualité et la précision d'exécution des tubes et des profilés laminés dépendent fortement de l'écart des axes des cannelures d'un laminoir à plusieurs cages par rapport à l'axe de laminage. C'est pourquoi on prête une grande attention au contrôle de la position des cylindres de laminoir. A l'heure actuelle, les plus précis sont les dispositifs de contrôle de la position des cylindres d'un laminoir dans lesquels l'axe de laminage est déterminé par un faisceau laser. Il existe un dispositif de contrôle de la position des cylindres d'un laminoir par rapport à l'axe de lami- nage déterminé par un faisceau laser (US, A, 4319406) qui comporte un gabarit monté sur les cylindres, muni d'un orifice pour le passage du faisceau laser, dont l'axe coincide avec l'axe de la cannelure des cylindres, et relié à un moyen d'évaluation de l'écart du faisceau laser par rapport à l'axe de la cannelure. Le gabarit se présente - sous la forme d'une plaque métallique en collier sur la- quelle est monté, dans son axe, le moyen d'évaluation de l'écart du rayon lumineux par rapport à l'axe de la cannelure. Ce moyen est une cellule photoélectrique avec un orifice pour laisser passer le faisceau laser dont l'axe coincide avec l'axe de la cannelure. Sur cette cellule photoélectrique est fixée une tige,par un bout, placée perpendiculairement à l'axe de l'orifice de passage du faisceau laser. La tige est alors montée avec possibilité de fixation en plusieurs positions pour pouvoir contrôler des cannelures de différents diamètres, de façon que la distance entre le bout libre de la tige et l'axe de l'orifice soit égale au rayon de la cannelure respective. On pose le gabarit sur les rebords du cylindre inférieur à cannelure de façon que le bout libre de la tige soit en contact avec la surface du cylindre et on fixe rigidement la tige aux rebords. Dans ce cas, l'axe de l'orifice de la cellule photoélectrique définit la position de l'axe de la cannelure. On détecte et on évalue l'écart du faisceau laser par rapport à l'axe de l'orifice sur un signal de la cellule photoélectrique. Ce dispositif ne permet que de régler et de vérifier la position. des cylindres inférieurs, les cylindres supé- rieurs étant démontés. Ceci réduit sensiblement la préci- sion du contrôle parce qu'après le montage des cylindres supérieurs, un déplacement des cylindres inférieurs peut avoir lieu et la précision voulue du réglage ne peut être obtenue. L'exécution constructive du gabarit o la tige est fixée avec possibilité d'immobilisation en plusieurs positions réduit également la précision de détermination de l'axe de la cannelure. De plus, le contrôle de la position des cylindres d'un laminoir lors des travaux d'entretien preventif effectué avec un tel dispositif est très laborieux, vu qu'il exige le démontage des cylindres supérieurs. L'invention vise à mettre au point un dispositif de contrôle de la position des cylindres d'un laminoir, uti- lisant un gabarit dont l'exécution constructive permette d'augmenter la précision du contrôle. Le problème posé est résolu du fait que,dans un dis- positif de contrôle de la position des cylindres d'un laminoir par rapport à l'axe de laminage,déterminé à l'aide d'un faisceau laser, qui comporte, monté sur les cylindres, un gabarit avec un orifice pour laisser passer le faisceau laser, dont l'axe coïncide avec l'axe de la cannelure formée par les cylindres, ce gabarit étant relié à un moyen de détection et d'évaluation de l'écart du faisceau laser par rapport à l'axe de la cannelure, conformément à l'invention, le gabarit comporte un tube et deux éléments en un matériau élastique ayant la forme d'un cône tronqué ou d'une pyramide tronquée et installés avec possibilité de déplacement axial sur le tube et se regardant par leurs petites bases. I1 est utile de munir le moyen de détection et d'éva- luation de l'écart du faisceau laser, par rapport à l'axe de la cannelure, d'un guide de lumière dont un bout est monté dans le tube et dont une des faces en bout présente un réseau de coordonnées dont le centre ou l'origine se trouve sur l'axe du guide de lumière. Une telle exécution constructive du gabarit dans le dispositif de contrôle de la position des cylindres d'un laminoir assure la possibilité de son installation dans la cannelure assemblée sans démontage des cylindres supé- rieurs, ce qui augmente la précision du contrôle laquelle se trouve également augmentée du fait que,lors du montage dans la cannelure, les éléments coniques élastiques sont déplacés sur le tube vers le centre de la cannelure et s'y déforment en transmettant,aux cylindres, des efforts proches des ceux du laminage. L'utilisation d'éléments coniques élastiques donne la possibilité d'utiliser un seul gabarit pour le réglage des cannelures à profils différents,ce qui rend le contrôle moins laborieux. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels: La figure 1 représente une vue d'ensemble d'un dispo- sitif de contrôle de la position des cylindres d'un laminoir (coupe longitudinale avec représentation partielle des cylindres), selon l'invention; La figure 2 représente schématiquement une vue d'en- semble d'un laminoir à trois cages avec une source de rayonnement laser et un dispositif de contrôle de la po- sition des cylindres du laminoir qui comporte un guide de lumière, une caméra de télévision et un récepteur de télé- vision, le dispositif étant installé dans la cage médiane (coupe longitudinale des cylindres de la cage médiane), selon l'invention; et La figure 3 représente la face en bout d'un guide de lumière avec réseau de coordonnées.à échelle agrandie, selon l'invention. Le dispositif de contrôle de la position des cylin- dres d'un laminoir par rapport à l'axe de laminage,déter- miné par un faisceau laser comporte un gabarit 1 (figure 1) placé dans la cannelure ayant pour axe "0" sur des cylindres 2 d'une cage de laminoir et relié à un moyen 3 de détection et d'évaluation de l'écart du faisceau laser par rapport à l'axe de la cannelure. Le gabarit 1 comporte un tube 4, dont l'axe définit la position de l'axe "0" de la cannelure, et deux éléments 5 en un matériau élastique, par exemple, en polyuréthane, qui résiste à de grands efforts commensurables avec les efforts transmis par les cylindres 2 sur le métal à déformer lors du laminage. Les éléments 5 ont la forme de cônes tronqués, ou de pyramides tronquées, à orifice axial.. Autrement dit, la section transversale des éléments 5 est limitée par une circon- férence ou un polygone semblable du profil de la cannelure. Les éléments 5 sont installés sur le tube 4 avec possibi- lité de déplacement axial par leurs petites bases 6 à la rencontre l'un de l'autre. Le diamètre de la petite base 6 de l'élément 5 doit alors être supérieur au diamètre de la cannelure. Un bout du tube 4 a un épaulement d'appui 7 contre lequel se serre l'un des éléments 5, du côté de sa grande base 8. L'autre bout du tube 4 est fileté et porte un écrou 9 travaillant en coopération avec le deuxième élément 5 pour obtenir son déplacement. Le moyen 3 de détection et d'évaluation de l'écart du faisceau laser par rapport à l'axe de la cannelure peut être différent en fonction de la précision voulue du réglage de la position des cylindres 2 du laminoir. Si l'on n'exige pas une précision meilleure que +0,5 mm et s'il y a un accès libre à la cannelure, alors, en tant que moyen 3 de détection et d'évaluation de l'écart du faisceau laser par rapport à l'axe de la cannelure, on utilise une membrane 10 placée dans le tube 4, avec une ouverture ll dont l'axe coincide avec l'axe du tube 4, le diamètre de l'ouverture étant choisi en fonction de la précision voulue de contrôle. Afin d'obtenir une haute précision du contrôle, par exemple, + 0,1 mm, il est utile de choisir un moyen 3 de détection et d'évaluation de l'écart du faisceau laser qui comporte un guide régulier de lumière 12 (figure 2) dont une extrémité est placée dans le tube 4. Dans ce cas, à l'une de ses faces en bout, est monté un écran 13 (figure 3) dont le diamètre est égal au diamètre du guide de lumière 12. Sur l'écran 13 est porté un réseau de coordonnées 14 ou un réticule avec système de circonférences concentriques dont le centré "01l se trouve sur l'axe du guide de-lumière 12 (FIGURE 2). Afin de tracer l'axe "02" de laminage à l'aide d'un faisceau laser, on utilise une source de rayonnement laser 15, par exemple à hélium-néon, avec un système optique formant un faisceau lumineux à faible divergence. L'autre extrémité du guide de lumière 12 est reliée, via une caméra de télévision 16 à un récepteur de télé- vision 17 sur l'écran duquel se forme une image du réti- cule 14 à échelle agrandie et des projectionsdu faisceau laser. Cette extrémité du guide 12 peut également être reliée à un oculaire (non représenté sur le dessin). Le dispositif de contrôle de la position des cylin- dres d'un laminoir fonctionne de la façon suivante. La source à hélium-néon 15 (figure 2) de rayonnement laser est placée côté entrée du laminoir de façon que le faisceau laser passe le long de l'axe de laminage "02" Le gabarit 1 est installé dans la cannelure à contrôler entre les cylindres. A cet effet, dans la cannelure des cylindres 2, côté la source de rayonnement laser 15, est introduit le tube 4 avec un élément 5 disposé de façon que sa grande base 8 regarde le rebord d'appui 7 (figure 1) jusqu'au contact de la surface latérale de l'élément 5 avec la surface des cylindres 2. Ensuite, de l'autre côté de la cannelure, on place, sur le tube 4, un autre élément , de façon que sa petite base 6 regarde la petite base 6 du premier élément 5, et l'écrou 9. Par rotation de l'écrou 9, on déplace le deuxième élément 5 jusqu'au con- tact avec les cylindres 2 formant la cannelure. Ensuite, par rotation de l'écrou 9, on déplace les éléments 5 sui- vant l'axe du tube 4 en les rapprochant l'un de l'autre. Comme la petite base 6 des éléments 5 est plus grande que le diamètre de la cannelure, les éléments 5 n'entrent pas en contact entre eux. Alors, les éléments 5 se déforment en réalisant le centrage du tube 4. Le tube 4 se place de façon que son axe détermine la position de l'axe "0" de la cannelure. Après le serrage de l'écrou 9, on place, dans le tube 4, soit la membrane 10 (figure 11), soit le guide de lumière 12 (figure 2) et, suivant la projection du faisceau laser sur la membrane 10 (figure 1) ou sur l'écran 13 (figure 3), on juge de la valeur de l'écart de l'axe "0" par rapport à l'axe "02" de laminage. Au besoin, à l'aide d'un mécanisme de réglage (non représenté sur le dessin),la projection du faisceau laser est mise en coïncidence avec l'ouverture 11 (figure 1) ou avec le centre "Oll (figure 3) du réticule 14. Afin d'effectuer le réglage de la paire suivante de cylindres 2 (figure 2) du laminoir, le gabarit 1 est démonté et est installé dans la cannelure suivante. Le dispositif proposé de contrôle de la position des cylindres d'un laminoir permet de rendre plus facile le réglage et le contrôle parce qu'il n'est pas nécessaire de démonter les cylindres supérieurs. Le dispositif est uni- versel, c'est-à-dire qu'il peut être utilisé pour régler tout laminoir à cannelures fermées (réducteurs, calibreurs, à profilés) indépendemment des dimensions des cannelures et de la densité d'arrangement des cages. Une haute précision du réglage est assurée aussi grâce à l'exclusion de l'influence du déplacement du cylindre inférieur dû au montage du cylindre supérieur. RE V E N D I C AT I ON S 1. Dispositif de contrôle de la position des cylin- dres d'un laminoir par rapport à l'axe de laminage déter- miné par un faisceau laser qui comporte, monté sur des cylindres, un gabarit avec un orifice pour laisser passer le faisceau laser, dont l'axé coincide avec l'axe de la cannelure formée par les cylindres, relié à un moyen d'évaluation de l'écart du faisceau laser par rapport à l'axe de la cannelure, caractérisé en ce que le gabarit (1) comporte un tube (4) et deux éléments (5) en un matériau élastique se présentant chacun sous la forme d'un cône tronqué ou d'une pyramide tronquée, munis d'orifices axiaux, pouvant se déplacer axialement sur le tube (4) et orientés, par leurs petites bases (6), l'une vers l'autre. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen (3) d'évaluation de l'écart du faisceau laser par rapport à l'axe de la cannelure comporte un guide de lumière (12) dont une extrémité est placée dans le tube (4) et à l'une des faces en bout duquel est disposé un réseau de coordonnées (14) dont le centre (O0) se situe sur l'axe dudit guide de lumière (12).