Procédé pour déterminer les dimensions d'un objet
La présente invention est relative à un procédé optique pour déterminer les dimensions d'un objet, et notamment les dimensions telles que la largeur de l'aile des profilés, par exemple à la sortie du laminoir.
Il existe de nombreux procédés optiques permettant de mesurer les dimensions des objets et en particulier les dimensions de la section transversale des profilés, par l'intermédiaire de mesures de distances et généralement d'angles associés à ces distances. Les procédés de ce type impliquent le
k balayage de la section par le champ d'émission sous l'action d'au moins un déflecteur animé d'un mouvement de rotation et/ou de translation.
Le demandeur a déjà préconisé par exemple un procédé dans lequel on envcie un rayonnement sur le profilé et l'on détecte, au moyen d'un récepteur,la partie du rayonnement retransmise par le profilé. La section transversale est scrutée au moyen d'un déflecteur rotatif et on maintient le faisceau retransmis dans le champ d'observation du récepteur en synchronisant l'orientation des axes émetteur et récepteur.
Les résultats obtenus avec de tels procédés se sont révélés très satisfaisants et on a pu ainsi contrôler non seulement la qualité du produit laminé, mais également la qualité du travail de laminage.
Il y a cependant toujours intérêt à augmenter
la rapidité et la précision de ces mesures d'une part, pour des raisons d'ordre économique et d'autre part, pour des raisons d' efficacité du contrôle. En effet, les cadences de laminage sont de plus en plus élevées et pour contrôler les produits en cours de fabrication, il faut mesurer de plus en plus vite. De plus, si on veut mettre les produits à longueur, on a intérêt à répéter les mesures le plus fréquemment possible le long des produits, de façon à mieux localiser les endroits où l'on passe d'une dimension correcte à une dimension hors tolérance.
La présente invention a précisément pour objet un procédé permettant d'augmenter la vitesse et la précision
de semblables mesures.
En vue d'éviter tout malentendu, il convient
de préciser que pour définir une dimension on choisit, dans le cadre de la présente invention, des points en relation avec la dite dimension. Généralement, ces points sont au nombre de deux et constituent les extrémités de la dite dimension. Toutefois, deux séries de points peuvent également définir une dimension et la projection sur une perpendiculaire à la surface sur laquelle repose l'objet, de la distance séparant l'un quelconque des points de la première série, de l'un quelconque des points de
la seconde série peut constituer cette dimension. C'est le cas par exemple de la largeur de l'aile d'un profilé où les deux séries de points permettant de la définir peuvent être constituées d'une part, par les points situés sur l'extrémité supérieure de la semelle et d'autre part, par les points situés sur l'âme de ce profilé.
Le procédé, objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce que l'on émet simultanément deux faisceaux dont les axes font un angle connu entre eux, en ce que l'on dirige ces deux faisceaux vers les points de l'objet en relation avec les dimensions à déterminer, de telle sorte que quand un des deux faisceaux tombe sur un des deux points définissant une dimension, le second faisceau tombe sur le second point, en ce que l'on capte les deux faisceaux retransmis par les deux points en relation avec la dite dimension, en ce que l'on mesure par rapport à une direction de référence, l'anqle d'incidence de l'axe émetteur, ainsi que les angles faits res-
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faisceaux incidents et en ce que par les triangulations ainsi déterminées, on calcule les dimensions recherchées d'une façon simple et connue en soi.
Suivant une variante de l'invention, les deux faisceaux dont les axes font un angle connu entre eux sont issus d'un rayonnement en provenance d'un seul émetteur, ce rayonnement ayant été divisé au moyen d'un élément optique approprié, par exemple un miroir semi-réfléchissant.
Egalement suivant l'invention, l'angle connu fait entre les axes des deux faisceaux émis en direction de l'objet est un angle constant.
Il est avantageux, suivant l'invention, de mesurer, par rapport à une direction de référence, l'angle d'incidence de l'axe émetteur en repérant la position du déflecteur destiné à assurer la direction des deux faisceaux émis vers les points de l'objet en relation avec les dimensions à déterminer.
Encore suivant l'invention, on mesure les angles faits respectivement par les axes des deux faisceaux retransmis par l'objet avec les faisceaux incidents au moyen des indications fournies par le récepteur.
Dans le cas d'un récepteur linéaire, par exemple un réseau de photodiodes, la mesure des angles faits respectivement par les axes des deux faisceaux retransmis par l'objet avec les faisceaux incidents est effectuée en repérant la position des deux éléments par l'abscisse des deux diodes sensibilisées.
Suivant une modalité de l'invention, le ou les rayonnements émis ont avantageusement la forme de faisceaux di-
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mités à l'aide d'un diaphragme et focalisés à l'aide d'un objectif, sur l'objet dont on veut déterminer les dimensions.
Suivant une autre modalité de l'invention, on scrute, suivant un plan déterminé, les points de l'objet en relation avec les dimensions à déterminer.
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le circuit optique est situé entièrement dans un plan contenant l'axe d'émission et l'axe de réception. Dans le cas où l'on détermine les dimensions d'une section transversale d'un objet,
le plan contenant les axes d'émission et de réception coïncide avantageusement avec le plan de la dite section transversale.
D'une façon particulièrement intéressante, on détermine, suivant l'invention, une zone minimale de balayage et on asservit d'une part, le balayage aux limites de cette zone minimale et d'autre part, la dite zone minimale à la position de l'objet.
Dans le cas d'un profilé, la zone minimale de balayage a pour objet l'extrémité supérieure de la semelle.
Il est également très avantageux, suivant l'invention, lors de la focalisation des faisceaux sur l'objet, d' effectuer cette focalisation à des distances variables suivant l'éloignement des points définissant les dimensions à mesurer.
Les figures 1 et 2 sont données à titre d'exemple non limitatif, pour bien faire comprendre l'invention.
La figure 1 est relative à la mesure de la largeur de l'aile d'un profilé au moyen de deux faisceaux lasers issus de deux émetteurs distincts. La figure 2 est relative à l'obtention de deux faisceaux faisant un angle constant entre eux, à partir du rayonnement émis par un seul émetteur.
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déterminer la largeur d'aile (2) progresse sur un chemin de roulement (3) situé à la sortie du laminoir à chaud. Comme déjà expliqué plus haut, la largeur d'aile (2) peut être déterminée à partir de la position du point (4) sur l'extrémité supérieure de la semelle et du point (5) sur l'âme du profilé (1).
En ce qui concerne l'émission, on dispose de deux lasers (6) et (7) qui émettent chaun un faisceau que l'on ' focalise 0 abord au moyen des objectifs (8) et (9) sur les diaphragmes (10) et (11) destinés à bien délimiter la section de chaque faisceau. Les deux faisceaux passent ensuite par le centre optique (12) où ils sont focalisés à l'aide de l'objectif
(13) sur le profilé (1).
La scrutation du profilé (1) est effectuée à l'aide du miroir vibrant (14) qui est destiné à diriger les deux faisceaux (15) et (16) faisant un angle (17) constant entre eux, de telle aorte que quand le faisceau (15) tomba sur le point (4), le faisceau (16) tombe sur le point (5).
La réception des faisceaux retransmis est effectuée à l'aide d'un récepteur (18) équipé d'un réseau de photodiodes sur lequel le dit faisceau a été focalisé au moyen de l'objectif (19) .
Le plan dans lequel est situé le circuit optique formé par les axes émetteur et récepteur coïncide avec le plan
de la section transversale du profilé (1) comprenant les points
(4) et (5).
Suivant la figure 2, on dispose d'un laser (20) qui émet un rayonnement (21) dirigé sur un élément optique diviseur (22), à partir duquel on obtient deux faisceaux (23) et (24), dont les positions relatives sont ajustées à.l'aide du miroir (25) . On focalise chacun de ces faisceaux au moyen des objectifs (26) et
(27), sur les diaphragmes (28) et (29) puis les deux faisceaux passent par le centre optique (30) où ils sont focalisés à l'aide de
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La scrutation du profilé est effectuée à l'aide du miroir vibrant (32) qui est destiné à orienter les deux faisceaux (33) et (34) faisant un angle (35) constant entre eux, en fonction des dimensions à déterminer.
REVENDICATIONS
1. Procédé pour déterminer les dimensions d'un
objet et notamment les dimensions telles que la largeur de l'
aile des profilés, par exemple à la sortie du laminoir, caractérisé en ce que l'on émet simultanément deux faisceaux dont
les axes font un angle connu entre eux, en ce que l'on dirige
ces deux faisceaux vers les points de l'objet en relation avec
les dimensions à déterminer de telle sorte que quand un des deux faisceaux tombe sur un des deux points définissant une dimension,
le second faisceau tombe sur le second point, en ce que l'on capte les deux faisceaux retransmis par les deux points en relation avec la dite dimension, en ce que l'on mesure, par rapport à une direction de référence,l'angle d'incidence de l'axe émetteur,
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les triangulations ainsi déterminées en calcule les dimensions recherchées d'une façon simple et connue en soi.
Method for determining the dimensions of an object
The present invention relates to an optical method for determining the dimensions of an object, and in particular the dimensions such as the width of the flange of the profiles, for example at the outlet of the rolling mill.
There are many optical methods for measuring the dimensions of objects and in particular the dimensions of the cross section of the profiles, by means of measurements of distances and generally of angles associated with these distances. Processes of this type involve the
k scanning of the section by the emission field under the action of at least one deflector driven by a rotational and / or translational movement.
The applicant has already recommended, for example, a method in which radiation is envcie on the profile and the part of the radiation retransmitted by the profile is detected by means of a receiver. The cross section is scanned by means of a rotary deflector and the retransmitted beam is maintained in the field of view of the receiver by synchronizing the orientation of the transmitter and receiver axes.
The results obtained with such processes have been found to be very satisfactory and it has thus been possible to control not only the quality of the rolled product, but also the quality of the rolling work.
However, there is always interest in increasing
the speed and precision of these measurements, on the one hand, for economic reasons and, on the other hand, for reasons of effective control. In fact, the rolling rates are higher and higher and to control the products during manufacture, it is necessary to measure more and more quickly. In addition, if you want to cut the products to length, it is in your interest to repeat the measurements as frequently as possible along the products, so as to better locate the places where you go from a correct dimension to a dimension out of tolerance. .
The present invention specifically relates to a method making it possible to increase the speed and the precision.
similar measures.
In order to avoid any misunderstanding, it is appropriate
to specify that in order to define a dimension, in the context of the present invention, points are chosen in relation to said dimension. Generally, these points are two in number and constitute the ends of said dimension. However, two series of points can also define a dimension and the projection on a perpendicular to the surface on which the object rests, of the distance between any of the points of the first series, of any of the points of
the second series can constitute this dimension. This is the case, for example, of the width of the wing of a section where the two series of points making it possible to define it can be formed on the one hand, by the points located on the upper end of the sole and 'on the other hand, by the points located on the soul of this profile.
The method, object of the present invention, is essentially characterized in that two beams are emitted simultaneously, the axes of which form a known angle between them, in that these two beams are directed towards the points of the object in relation with the dimensions to be determined, so that when one of the two beams falls on one of the two points defining a dimension, the second beam falls on the second point, in that one captures the two beams retransmitted by the two points in relation to said dimension, in that one measures relative to a reference direction, the angle of incidence of the emitting axis, as well as the angles made res-
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incident beams and in that by the triangulations thus determined, the desired dimensions are calculated in a simple and known manner.
According to a variant of the invention, the two beams, the axes of which form a known angle between them, come from radiation coming from a single emitter, this radiation having been divided by means of an appropriate optical element, for example a semi-reflecting mirror.
Also according to the invention, the known angle made between the axes of the two beams emitted in the direction of the object is a constant angle.
It is advantageous, according to the invention, to measure, with respect to a reference direction, the angle of incidence of the emitting axis by identifying the position of the deflector intended to ensure the direction of the two beams emitted towards the points of the object in relation to the dimensions to be determined.
Still according to the invention, the angles made respectively by the axes of the two beams retransmitted by the object with the incident beams are measured by means of the indications supplied by the receiver.
In the case of a linear receiver, for example an array of photodiodes, the measurement of the angles made respectively by the axes of the two beams retransmitted by the object with the incident beams is carried out by locating the position of the two elements by the abscissa of the two sensitized diodes.
According to one embodiment of the invention, the radiation (s) emitted advantageously have the form of di-
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mimicked with a diaphragm and focused with an objective, on the object whose dimensions we want to determine.
According to another embodiment of the invention, the points of the object in relation to the dimensions to be determined are scanned along a determined plane.
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the optical circuit is located entirely in a plane containing the emission axis and the reception axis. In the case where the dimensions of a cross section of an object are determined,
the plane containing the transmission and reception axes advantageously coincides with the plane of said cross section.
In a particularly interesting way, according to the invention, a minimum scanning zone is determined and the scanning is slaved on the one hand to the limits of this minimum zone and on the other hand, said minimum zone to the position of. the object.
In the case of a profile, the object of the minimum sweeping zone is the upper end of the sole.
It is also very advantageous, according to the invention, when focusing the beams on the object, to carry out this focusing at varying distances depending on the distance between the points defining the dimensions to be measured.
FIGS. 1 and 2 are given by way of nonlimiting example, in order to make the invention clearly understood.
FIG. 1 relates to the measurement of the width of the wing of a section by means of two laser beams coming from two separate emitters. FIG. 2 relates to obtaining two beams forming a constant angle between them, from the radiation emitted by a single emitter.
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determine the width of the wing (2) progressing on a raceway (3) located at the outlet of the hot rolling mill. As already explained above, the wing width (2) can be determined from the position of point (4) on the upper end of the sole and point (5) on the web of profile (1) .
Regarding the emission, there are two lasers (6) and (7) which each emit a beam that is focused 0 first by means of the objectives (8) and (9) on the diaphragms (10) and (11) intended to clearly delimit the section of each beam. The two beams then pass through the optical center (12) where they are focused using the objective
(13) on the profile (1).
The scanning of the profile (1) is carried out using the vibrating mirror (14) which is intended to direct the two beams (15) and (16) making an angle (17) constant between them, such aorta that when the beam (15) fell on point (4), beam (16) falls on point (5).
The reception of the retransmitted beams is carried out using a receiver (18) equipped with an array of photodiodes on which said beam has been focused by means of the objective (19).
The plane in which the optical circuit formed by the emitter and receiver axes is located coincides with the plane
of the cross section of the profile (1) including the points
(4) and (5).
According to FIG. 2, there is a laser (20) which emits a radiation (21) directed on an optical dividing element (22), from which two beams (23) and (24) are obtained, whose relative positions are adjusted using the mirror (25). We focus each of these beams by means of objectives (26) and
(27), on the diaphragms (28) and (29) then the two beams pass through the optical center (30) where they are focused using
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The profile is scanned using the vibrating mirror (32) which is intended to orient the two beams (33) and (34) forming an angle (35) constant between them, as a function of the dimensions to be determined.
CLAIMS
1. Method for determining the dimensions of a
object and in particular dimensions such as the width of the
wing of the profiles, for example at the outlet of the rolling mill, characterized in that two beams are emitted simultaneously, of which
the axes form a known angle between them, in that one directs
these two beams towards the points of the object in relation with
the dimensions to be determined so that when one of the two beams falls on one of the two points defining a dimension,
the second beam falls on the second point, in that one captures the two beams retransmitted by the two points in relation to said dimension, in that one measures, with respect to a reference direction, the angle of incidence of the transmitting axis,
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the triangulations thus determined calculate the desired dimensions in a simple and known manner.