Brevet FR2695049A1 — publié le 19940304

L'invention est relative à l'évaluation de la planéité d'une bande, notamment d'une bande métallique élaborée en continu. Le fer blanc est fabriqué en continu sous forme de bande dans des installations de revêtement électrolytique qui comportent une planeuse. En sortie de la planeuse, la bande est soumise à une traction et lorsque le placage a été insuffisant, la bande s'incurve pour former un défaut appelé tuile. Ce défaut est observé visuellement ce qui a pour inconvénient qu'il n'est pas quantifié et qu'on peut difficilement utiliser cette observation pour ajuster le réglage de la planeuse. Le but de la présente invention est de proposer un procédé et un dispositif d'évaluation de la planéité d'une bande, notamment d'une bande métallique élaborée en continu qui soit automatique et qui puisse être utilisé pour agir sur le réglage de la ligne de fabrication. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'évaluation de la planéité d'une bande, notamment d'une bande métallique élaborée en continu par détermination quantitative d'une grandeur représentative de la planéité d'une portion de la bande prise suivant sa longueur, selon lequel - on exerce une traction sur la portion de la bande, - on détermine la distance d'une fibre médiane de la portion de la bande sensiblement équidistante des bords latéraux de la bande à un plan de référence substantiellement parallèle à la portion de bande, - on détermine les distances de deux fibres latérales de la portion de bande situées de part et d'autre de la fibre médiane au plan de référence, et - on calcule l'écart entre la distance de la fibre médiane au plan de référence et la moyenne des distances des fibres latérales au plan de référence, comme grandeur représentative de la planéité. L'invention a également pour objet un dispositif d'évaluation de la planéité d'une bande, notamment d'une bande métallique élaborée en continu, par détermination quantitative d'une grandeur représentative de la planéité d'une portion de la bande prise suivant sa longueur caractérisé en ce qu'il comporte trois dispositifs de mesure de distance placés suivant une ligne parallèle à la surface de la portion de bande de direction transversale par rapport à la bande, l'un des dispositifs de mesure étant placé au droit d'une fibre médiane de la portion de bande équidistante des bords de la bande et les deux autres dispositifs de mesure étant placés au droit de deux fibres latérales de la bande situées de part et d'autre de la fibre médiane, de manière à fournir des signaux représentatifs des distances respectives de la fibre médiane et des fibres latérales au dispositif de mesure correspondant ainsi que des moyens électroniques de traitement et d'enregistrement des signaux des dispositifs de mesure. De préférence, les moyens pour mesurer la distance des fibres de la portion de bande au dispositif de mesure sont des moyens de triangulation optique. Ces moyens sont constitués par exemple d'un laser et d'une caméra à réseau de photodiodes. Le dispositif peut comporter des moyens pour ajuster l'écartement des dispositifs de mesure placés au droit des fibres latérales de la bande. L'invention concerne également une ligne de fabrication en continu d'une bande métallique comportant une planeuse et comportant en outre un dispositif d'évaluation de la planéité de la bande selon l'invention. De préférence, le dispositif d'évaluation de la planéité de la bande est placé en sortie de la planeuse. L'invention va maintenant être décrite plus en détail en regard des figures annexées dans lesquelles - La figure 1 est un schéma de principe du procédé selon l'invention. - La figure 2 est une vue schématique en perspective d'un dispositif d'évaluation de la planéité suivant l'invention disposé au-dessus d'une bande. - La figure 3 est une vue en coupe transversale d'un dispositif d'évaluation de la planéité suivant une variante de réalisation. - La figure 4 est une vue schématique en élévation d'un dispositif de mesure de distance d'un dispositif d'évaluation de la planéité d'une bande, suivant l'invention. Lorsqu'une portion d'une bande mal planée est soumise à une traction longitudinale sa surface s'incurve si bien qu'en coupe transversale le profil de la bande présente une courbure. On dit que la bande prend une forme de tuile. Pour évaluer le défaut de planéité, il faut évaluer l'importance de la courbure. Pour celà on peut considérer (figure 1), le profil de la bande 1 et le comparer à un plan de référence 2, généralement parallèle à la surface de la bande. Le profil de la bande 1 est caractérisé par - la distance d1 de la fibre médiane 3 de la bande 1 au plan de référence 2, - les distances d2 et d3 des fibres latérales 4 et 5 de la bande 1 au plan de référence 2. d2 + d3 La grandeur A = d1 - correspond à la 2 flèche du profil de la bande 1 et peut constituer une grandeur représentative de l'amplitude du défaut de planéité. Le signe de A donne le sens du défaut de tuile : si A est négatif, la fibre médiane 3 est plus proche du plan 2 que les fibres latérales 4 et 5 ; et inversement si A est positif. Cette grandeur A peut être utilisée dans une ligne de fabrication d'une bande, par exemple d'une bande de fer blanc comportant une planeuse, pour ajuster les réglages de la planeuse. Pour celà, en sortie de la planeuse, on soumet une portion de la bande prise suivant sa longueur à une traction longitudinale et on fixe un plan de référence généralement parallèle à la surface de la bande. Le long d'une ligne du plan de référence transversale par rapport à la bande, on mesure les distances d1 d'une fibre médiane de la bande et d2 et d3 de deux fibres latérales de la bande situées de part et d'autre de la ligne médiane de la bande au plan de référence puis on calcule la grandeur d2 + d3 A = d1 - . On utilise alors cette grandeur pour 2 ajuster les réglages de la planeuse. Pour mettre en oeuvre ce procédé, on utilise un dispositif tel que celui qui est représenté à la figure 2 et qui comporte trois dispositifs de mesure 6, 7, 8 disposés en vis-à-vis d'une portion d'une bande 9 à la sortie d'une unité de fabrication telle qu'une planeuse. Les dispositifs 6, 7, 8 sont portés par un support 10 selon une ligne parallèle à une ligne transversale 11 de la bande et sont reliés à des moyens électroniques 12 de traitement des signaux émis par les dispositifs de mesure 6, 7, 8. Les moyens électroniques 12 effectuent le calcul de la grandeur A représentative de la planéité et assurent l'enregistrement des valeurs de cette grandeur ainsi que le réglage des paramètres de fonctionnement de la planeuse.Le moyen de mesure 7 est placé en regard de la ligne médiane longitudinale 13 de la bande 9 ou de la ligne de fabrication c'est-à-dire au droit de la fibre médiane de la bande. Les moyens de mesure 6 et 8 sont placés de part et d'autre du moyen de mesure 7, en regard des lignes latérales longitudinales 14 et 15 de la bande 9 c'est-àdire au droit de deux fibres latérales de la bande. Ces lignes sont situées à une faible distance des rives 16 et 17 de la bande 9. Les bandes fabriquées pouvant être de largeur diverses, le support 10 permet de régler l'écartement des dispositifs de mesure 6 et 8. Pour cela il comporte (figure 3) une poutre 18, parallèle à la surface de la bande, une vis sans fin 19 dont une moitié a son pas à droite et l'autre moitié son pas à gauche. La vis sans fin peut être entraînée en rotation par un moteur électrique 20 à l'aide d'un réducteur 21. Les moyens de mesure 6 et 7 sont accrochés à la vis sans fin 19 par des écrous 22 et 23 et sont immobilisés en rotation par une glissière 24. Le moyen de mesure 7 est fixé immobile sur la poutre 18. Les moyens de mesure 6, 7, 8 sont tous identiques et sont constitués d'un dispositif de triangulation optique comportant un laser 30 et une caméra 31 à réseau de photodiodes. Le laser 30 émet un rayon lumineux 32 qui éclaire la bande 33 en un point A lorsque la bande 33 est loin du dispositif de mesure 34, ou en A' lorsque la bande 33 est plus proche du dispositif de mesure 34 dans une position 33'. La caméra 31 vise les points A et A'. Elle possède une optique 35 et un réseau de photodiodes 36. Lorsque la bande 33 est éloignée du dispositif de mesure 34, le point A éclairé par le laser 30 forme, à travers l'optique 35, une image B sur le réseau de photodiodes 36 et la caméra délivre un signal fonction de la position du point B. Lorsque la bande 33 est plus proche du moyen de mesure 34, le point A' forme, à travers l'optique 35, une image B' sur le réseau de photodiodes et la caméra délivre un signal fonction de la position du point B'. On obtient ainsi une relation entre la distance de la bande 33 au dispositif de mesure 34 et le signal délivré par les photodiodes. Les signaux de mesure peuvent être traités dans une unité de traitement et de commande électronique. L'unité de traitement élabore un signal représentatif de la grandeur A à partir des signaux de mesure. Le signal peut être enregistré, affiché sous forme numérique ou utilisé pour effectuer un réglage ou une commande. Un tel dispositif d'évaluation de la planéité peut être installé sur une ligne de fabrication de fer blanc. Le fer blanc destiné à réaliser des emballages est fabriqué à partir d'une bande d'acier appelée fer noir qui passe dans une installation de revêtement électrolytique en continu. Le revêtement est de l'étain ou parfois du chrome. A l'entrée, ces lignes de revêtement électrolytiques comportent une planeuse suivie d'une zone dans laquelle une portion de la bande est soumise à une traction. Dans cette zone on installe un dispositif d'éva luationrde la planéité tel qu'il vient d'être décrit et on utilise le signal délivré par le dispositif d'évaluation de la planéité pour ajuster les réglages de la planeuse. Un tel dispsoitif peut être utilisé sur d'autres lignes de fabrication de bandes d'acier telles que des laminoirs à froid ou des lignes d'électrozinguage. Dans le dispositif tel qu'il a été décrit, la mesure de distance de la bande à un plan de référence se fait par triangulation optique, mais d'autres moyens de mesure sont possibles tels que par exemple les moyens de mesure par induction. REVENDICATIONS 1.- Procédé d'évaluation de la planéité d'une bande (9, 33) notamment d'une bande métallique élaborée en continu par détermination quantitative d'une grandeur représentative de la planéité d'une portion de la bande (9, 33) prise suivant sa longueur, caractérisé en ce que - on exerce une traction sur la portion de la bande (9, 33), - on détermine la distance d'une fibre médiane (13) de la portion de la bande (9, 33) sensiblement équidistante des bords latéraux (16, 17) de la bande à un plan de référence (2) substantiellement parallèle à la portion de bande, - on détermine les distances de deux fibres latérales (14, 15) de la portion de bande (9, 33) situées de part et d'autre de la fibre médiane (13) au plan de référence, et - on calcule l'écart entre la distance de la fibre médiane (13) au plan de référence (2) et la moyenne des distances des fibres latérales (14, 15) au plan de référence (2), comme grandeur représentative de la planéité. 2.- Dispositif d'évaluation de la planéité d'une bande (9, 33), notamment d'une bande métallique élaborée en continu, par détermination quantitative d'une grandeur représentative de la planéité d'une portion de la bande (9, 33) prise suivant sa longueur caractérisé en ce qu'il comporte trois dispositifs de mesure (6, 7, 8, 34) de distance placés suivant une ligne parallèle à la surface de la portion de bande (9, 33) de direction transversale par rapport à la bande (9, 33), l'un des dispositifs de mesure (7) étant placé au droit d'une fibre médiane (13) de la portion de bande équidistante des bords (16, 17) de la bande et les deux autres dispositifs de mesure (6, 8) étant placés au droit de deux fibres latérales (14, 15) de la portion de bande situées de part et d'autre de la fibre médiane (13), de manière à fournir des signaux représentatifs des distances respectives de la fibre médiane (13) et des fibres latérales (14, 15) au dispositif de mesure correspondant (6, 7, 8) ainsi que des moyens électroniques (12) de traitement et d'enregistrement des signaux des dispositifs de mesure (6, 7, 8, 34). 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens pour mesurer la distance des fibres de la portion de bande (9, 33) aux dispositifs de mesure (6, 7, 8, 34) sont constitués de moyens de triangulation optique. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de triangulation optique comprennent un laser (30) et une caméra (31) à réseau de photodiodes (36). 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (19, 20, 21) pour ajuster l'écartement des dispositifs de mesure (6, 8) placés au droit des fibres latérales (14, 15) de la bande (9, 33). 6.- Ligne de fabrication en continu d'une bande métallique (9, 33) comportant une planeuse caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif d'évaluation de la planéité de la bande selon l'une quelconque des revendications 2 à 5. 7.- Ligne de fabrication en continu d'une bande métallique selon la revendication 6, caractérisée en ce que le dispositif d'évaluation de la planéité de la bande est placé en sortie de la planeuse.