Brevet FR2620057A1 — publié le 19890310

La présente invention concerne des laminoirs et a notamment pour objet un dispositif de réglage de leur axe de laminage. Le dispositif pour le réglage de l'axe de laminage de laminoirs selon l'invention peut être utilisé pour les réglages de laminoirs multicages continus très longs (30 à 60 m) à profilés ou à tubes, aussi bien dans des conditions de réglage au banc qu'au cours du fonctionne- ment du laminoir. Le dispositif peut également être utilisé pour le réglage des organes et mécanismes auxi- laires des laminoirs à tubes très longs à cage unique. La qualité et la précision des tubes et des profilés produits par laminage sont fonction de la valeur du décalage. des axes des calibres d'un laminoir multicage par rapport à l'axe de laminage. Il est donc très important de contrôler la position des axes des calibres par rapport à l'axe de laminage. A l'heure actuelle, la plus grande précision du contrôle de la position de l'axe de laminage d'un laminoir est assurée par des dispositifs dans lesquels l'axe de laminage est réglé à l'aide d'un rayon laser. On connaît un dispositif pour le réglage de l'axe de laminage de laminoirs (SU, A, 818058) passant par deux points fixes se trouvant de part et d'autre du laminoir, qui comprend une source de rayonnement laser, servant à déterminer la position de l'axe de laminage, et un réflec- teur et entre lesquels est placé, en l'un des points fixes, un écran percé d'un trou dont l'axe correspond à l'axe de laminage de manière à laisser passer le rayon laser inci- dent et à intercepter le rayon laser réfléchi. Ce dispositif comprend également un autre écran placé après la dernière cage du laminoir. A la surface de cet écran qui est tournée vers le premier écran, sur lequel est marqué le premier point fixe, est tracé un réseau de coordonnées dont le centre sert d'autre point fixe. Pour le réglage de l'axe de laminage à l'aide de ce dispositif, le rayon laser est dirigé de façon qu'il passe par ces deux points fixes déterminant la position de l'axe de laminage. le reflecteur de ce dispositif est fixé sur un gabarit dans un calibre de l'une des cages du laminoir et sert à contrôler l'écart de l'axe du calibre de la cage sur laquelle ce réflecteur est monté, par rapport à l'axe de laminage. La précision du réglage de l'axe de laminage à l'aide de ce dispositif est peu élevée, puisqu'à des distances aussi grandes que la longueur du laminoir, le rayon laser se disperse considérablement, de sorte qu'il devient difficile de trouver le centre du rayon laser sur le réseau de coordonnées. En outre la procédure de réglage du rayon laser en vue de le faire passer par les deux points fixes est assez longue et difficle, car il faut comparer la posi- tion des projections du rayon laser sur des écrans diffé- rents. le but de l'invention est donc de créer un dispositif pour le réglage de l'axe de laminage de laminoirs à l'aide d'un rayon laser, qui permettrait d'améliorer la précision du réglage grâce au choix de la structure du rayon laser et de l'emplacement du réflecteur. Ce problème est résolu grâce au fait que le dispositif pour le réglage de l'axe de laminage de laminoirs, passant par deux points fixes se trouvant de part et d'autre d'un laminoir, comprenant une source de rayonnement laser pour déterminer la position de l'axe de laminage et un réflecteur entre lesquels, en l'un des points fixes, est placé un écran percé d'une ouverture dont l'axe correspond à l'axe de lami- nage et qui laisse passer le faisceau laser incident et enre- gistre le faisceau laser réfléchi, comprend, selon l'inven- tion, un moyen permettant de former le faisceau laser de fa- çon que sa coupe transversale se compose de cercles clairs et foncés en alternance, ce moyen étant placé entre la sour- ce de rayonnement laser et l'écran, alors que le réflecteur est placé à l'autre point fixe de l'axe de laminage. Il est préférable que, dans le dispositif pour le réglage de l'axe de laminage de laminoirs, le réflecteur soit en coin et placé de manière que son sommet coincide avec le point fixe de l'axe de laminage. Il est avantageux que le dispositif pour le réglage de l'axe de laminage comprenne un diaphragme monté dans le trou de l'écran. Ce mode de réalisation du dispositif de réglage de l'axe de laminage de laminoirs permet d'augmenter, d'un ordre de grandeur, la précision de réglage du faisceau laser déterminant la position de l'axe de laminage, puis- que les écrats du faisceau laser par rapport aux points fixes sont contrôlés sur le même écran et que ces écarts sont évalués d'après la concentricité du trou de l'écran et du système des cercles concentriques du rayon laser réfléchi. Le défaut de concentricité entre la structure annulaire du rayon réfléchi et le trou de l'écran peut être fixé dans les limites de la largeur d'un seul cercle. La précision du réglage de l'axe de laminage augmente grâce au fait que le réflecteur en coin permet d'éviter les erreurs provenant de l'imprécision de montage du réflecteur à l'autre point fixe. La précision du contrôle s'améliore également grâce au diaphragme qui sert non seulement à mesurer le diamètre du faisceau laser mais aussi à contrôler la concentricité des cercles de la structure du faisceau laser réfléchi par rapport au cercle de son contour extérieur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la des- cription qui va suivre d'un exemple non limitatif de sa réalisation en se référant aux dessins annexés non limita- tifs dans lesquels: - la figure 1 représente une vue d'ensemble du disposi- tif pour le réglage de l'axe de laminage de laminoirs (coupe longitudinale partielle) selon l'invention; - la figure 2 représente la structure du faisceau laser selon l'invention; - la figure 3 représente l'écran ayant un diaphragme placé dans son ouverture avec la projection ou faisceau laser réfléchi sous forme de cercles concentriques disposés de manière concentrique par rapport au cercle du contour exté- rieur du diaphragme, selon l'invention; et - la figure 4 représente le même écran que celui de la figure 3, mais avec les cercles concentriques du faisceau laser réfléchi décalés par rapport au cercle du contour extérieur du diaphragme. Le dispositif pour le réglage de l'axe de laminage de laminoirs faisant l'objet de l'invention comprend une source 1 (figure 1) de rayonnement laser destinée à déterminer la position de l'axe de laminage, cette source pouvant être n'importe quelle source connue dotée d'un système optique permettant de former un faisceau de lumière à faible diver- gence, par exemple un laser à mélange de néon et d'hélium. La source 1 est montée sur un bâti 2 d'un laminoir 3 de manière à pouvoir changer l'angle d'inclinaison du faisceau incident 4 du laser (représenté sur le dessin par des flè- ches partant de la source 1) par rapport au bâti 2 et la distance entre le faisceau incident 4 du laser et le bâti 2. Ce mode de montage de la source 1 a été choisi pour pouvoir régler le faisceau incident 4 du laser à l'aide de deux points fixes Aet B disposés de part et d'autre du laminoir 3 et déterminant la position de l'axe 0 de laminage du laminoir 3. Le dessin représente le laminoir 3 de manière schématique sous la forme de cylindres 5 et 6, respective- ment, de la première et de la dernière cage du laminoir multicage. Entre la source 1 de rayonnnement laser et les cylindres de la première cage de laminoir est placé, sur le bâti 2, un écran 7 percé d'une ouverture 8. L'écran 7 est placé de façon que l'axe de l'ouverture 8 coincide avec l'axe 0 de laminage et que le point fixe A se trouve dans l'axe de cette ouverture 8. L'écran 7 est réalisé en matière semi-transparante, par exemple en verre organique à surface dépolie. Un réflecteur 9 du faisceau incident 4 du laser est placé sur le bâti 2 derrière les cylindres 6 de la dernière cage de laminoir à l'autre point fixe B de l'axe 0 de lami- nage. Le faisceau réfléchi 10 du laser est représenté sur la figure 1 par des flèches orientées vers la source 1. Dans le dispositif selon l'invention, le réflecteur 9 est en coin (la figure représente un prisme) et est dis- posé de manière que son sommet coincide avec le point fixe B et donc qu'il ne soit pas nécessaire de régler sa position angulaire par rapport au bâti 2. Le diamètre de l'ouverture 8 de l'écran 7 doit être tel qu'elle permette de laisser passer le faisceau incident 4 du laser au diamètre exigé D et d'obtenir,sur l'écran 7, une image de la partie annulaire du faisceau réfléchi 10 du laser au diamètre D', la largeur de cette partie annu- laire étant égale à D' - D. Du fait de la divergence du faisceau de laser, D' est toujours supérieur à D. Le dispositif pour le réglage de l'axe de laminage de laminoirs comprend également un moyen 11 permettant de former le faisceau incident du laser sous forme de cercles clairs et foncés en alternance dans sa coupe transversale, ce moyen étant placé entre la source 1 de rayonnement laser et l'écran 7 et ayant la forme de n'importe lequel des sys- tème optiques connus. Selon ce mode de réalisation du dispositif pour le réglage de l'axe de laminage de laminoirs, le moyen 11 de formation du faisceau de laser comprend des lentilles 12 et 13 d'un objectif 14, montées de manière à pouvoir chan- ger la distance entre elles. Ce système forme un faisceau incident 4 du laser à fai- ble divergence, dont la coupe transversale comprend de trois à cinq cercles foncés 15 (figure 2) enregistrés visuelle- ment en alternance avec des cercles clairs 16. Un spot lumi- neux brillant 17 est formé au centre du faisceau. La struc- ture du faisceau réfléci 10 (figure 1) du laser est analogue à celle du faisceau incident 4 du laser. Pour que le dispositif de réglage de l'axe de laminage de laminoirs selon l'invention puisse être utilisé pour le réglage de laminoirs de longueurs variées, l'ouverture 8 de l'écran 7 est dotée d'un diaphragme 18 (figure 3) permet- tant d'en faire varier le diamètre. Le diaphragme 18 utilisé est du type à iris. On peut utiliser un diaphragme de n'im- porte quel type connu. Le diamètre d d'ouverture du dia- phragme 18 doit être tel qu'on obtienne, sur l'écran 7, au moins trois cercles foncés 15 à l'extérieur de la section transversale du faisceau réfléchi 10 du laser et que le dia- mètre du plus petit de ces cercles soit supérieur au diamb- tre d1 de la circonférence du contour extérieur du dia- phragme 18. Sur la figure 3, le point B' qui est la projection du spot brillant central 17 du faisceau réfléchi 10 du laser sur l'écran 7 coincide avec le premier point fixe A, ce qui signifie que le faisceau incident 4 passe exactement par l'autre point fixe B. La figure 4 représente une autre position du faisceau du laser, dans laquelle la projection B' est décalée par rap- port au premier point fixe A d'une valeur égale à la largeur de l'un des cercles clairs 16, ce qui est égal au décalage de la même valeur, de la projection du faisceau incident 4 (figure 1) du laser sur le réflecteur 9, par rapport à l'au- tre point fixe B. Le fonctionnement du dispositif pour le réglage de l'axe de laminage de laminoirs est le suivant. On détermine au préalable, sur le bâti 2 (figure 1) du laminoir 3, la position de l'axe O de laminage à l'aide de deux points fixes A et B. La position de ces points A et B, soit la distance entre eux et leur hauteur au-dessus du bâti 2, dépend de l'encombrement et du mode de réalisation du laminoir 3. L'écran 7 est placé sur le bâti 2 de façon que l'axe de son ouverture 8 passe par le point A. Le réflecteur 9 est placé sur le bâti de manière que son sommet se trouve au point B. La source 1 de rayonnement laser est ensuite mise en marche et la structure voulue du faisceau incident 4 du laser, représentée sur la figure 2, sous la forme de cercles concentriques clairs et foncés en alternance en coupe transversale, est obtenue à l'aide du moyen il de formation du faisceau laser, en faisant varier la distance entre les lentilles 12 et 13. Le faisceau incident 4 du laser est ensuite dirigé sur l'écran 7 de façon que le spot (figure 2) brillant 17 se trouve au centre de l'ouverture 8 (figure 1). A cet effet, l'ouverture 8 doit être éclairée de manière uniforme suivant sa circonférence. Lorsque le diaphragme 18 (figure 3) est utilisé, son ouverture est au préalable diminuée de façon que le diamètre de cette ouverture soit à peu près égal au diamètre du spot brillant 17 (figure 2), puis le spot brillant 17 est amené sur l'ouverture du diaphragme 18 (figure 3). Cela fait, on augmente le diamètre de l'ouverture du diaphragme 18 jusqu'à une valeur telle qu'elle laisse passer une partie du faisceau incident 4 (figure 1) du laser qui comprend le nombre exigé de cercles 15 (figure 2) et 16 enregistrés visuellement. Le faisceau incident 4 (figure 1) du laser est dirigé entre les cylindres 5, 6 des cages du laminoir 3 et frappe le réflecteur 9. Le faisceau réfléchi 10 du laser est enregistré sur l'écran 7, o il se présente sous la forme d'un anneau d'une largeur égale à D' - D, dans lequel on peut discerner le nombre exigé de cercles foncés 15 (figure 2) et clairs 16. C'est d'après la concentricité de ces cercles 15 et 16 par rapport à l'ouverture 8 (figure 1) qu'on juge de la précision du réglage du faisceau incident 4 du laser déter- minant la position de l'axe 0 de laminage. Lorsque le diaphragme 18 (figure 3, 4) est utilisé, on règle le diamètre d de son ouverture de manière à obtenir, sur l'écran 7, le nombre exigé de cercles 15, 16 enregistrés visuellement dans la structure de la section transversale du faisceau réfléchi 10 du laser et l'on évalue visuellement la valeur du décalage des cercles concentriques 15, 16 par rapport à la circonférence du contour extérieur du dia- phragme 18. Si les cercles 15, 16 et la circonférence du contour extérieur du diaphragme 18 sont concentriques, le faisceau incident 4 (figure 1) du laser passe exactement par les points fixes A et B. Si les cercles 15 et 16 et la circonférence du contour extérieur du diaphragme 18 ne sont pas concentriques (figure 4), le faisceau incident 4 (figure 1)du laser est oécalé d'une valeur AB' (figure 4) par rapport à l'autre point fixe. Si ce décalage AB' est supérieur à la valeur tolérable, on règle la position du faisceau incident 4 (figure 1) du laser jusqu'à ce que ce décalage soit réduit à une valeur tolérable.La précision d'évaluation de ce décalage est suffisamment élevée (meilleure que +0,2 mm). Elle ne dépasse pas les limites de la largeur d'un cercle 15 (figures3, 4) ou 16 de la structure de la coupe transversale du faisceau réfléchi 10 du laser. Le dispositif selon l'invention permet donc de régler vite et avec une précision élevée, l'axe de laminage de laminoirs, à l'aide d'un faisceau de laser. g REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le réglage de l'axe de laminage de laminoirs passant par deux points fixes se trouvant de part et d'autre d'un laminoir, comprenant une source de rayonne- ment laser, pour déterminer la position de l'axe de lami- nage, et un réflecteur et entre lesquels est placé, en l'un des points fixes, un écran percé d'une ouverture dont l'axe correspond à l'axe de laminage et qui laisse passer le fais- ceau incident du laser et enregistre le faisceau réfléchi du laser, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen (11) permettant de former le faisceau laser de manière qu'il se présente sous la forme de cercles clairs et foncés en alter- nance en coupe transversale, ce moyen (11) étant placé entre la source (1) de rayonnement laser et l'écran (7), alors que le réflecteur (9) est placé en l'autre point fixe (B) de l'axe (O) de laminage. 2. Dispositif pour le réglage de l'axe de laminage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réflecteur (9) est en coin et est placé de manière que son sommet se trouve au point fixe (B) de l'axe (O) de laminage. 3. Dispositif pour le réglage de l'axe de laminage selon l'une quelconque des revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un diaphragme (18) monté dans l'ouverture (8) de l'écran (7).