Procédé pour contrôler les dimensions d'un objet
La présente invention est relative à un procédé optique pour contrôler les dimensions d'un objet et notamment la largeur de l'aile d'un profilé 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 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 envoie 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
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duits, 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 constitués 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, dans lequel d'une part, on envoie un rayonnement sur l'objet par l'intermédiaire d'un déflecteur mobile et l'on scrute la partie du contour du dit objet comprenant les dimensions à contrôler et dans lequel d'autre part, le faisceau retransmis par le dit ob]et est orienté dans la direction d'au moins un récepteur au moyen d'un second déflecteur également mobile, est essentiellement caractérisé en ce que l'on détermine les positions occupées par les déflecteurs au moins à chaque moment où les faisceaux retransmis successivement par deux points en relation avec une des dimensions à mesurer sensibilisent le ou les récepteurs et en ce que l'on en déduit les dimensions en relation avec ces points par un calcul simple et connu en soi.
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ceaux retransmis par l'objet sont orientés dans la direction de deux récepteurs destinés à être sensibilisés l'un par le faisceau provenant de l'un des deux points en relation avec une dimension à contrôler et l'autre récepteur par le faisceau provenant du second point.
Suivant une deuxième modalité de l'invention, les axes de l'émetteur et du ou des récepteurs sont avantageusement situés dans un même plan. Dans le cas où l'on contrôle des dimensions d'une section transversale d'un objet, le plan dans lequel sont situés les axes de l'émetteur et du ou des récepteurs coïncide avec le plan de la dite section transversale.
Suivant une autre modalité de l'invention, on utilise avantageusement comme récepteur un composant optoélectronique dont la sensibilité est particulièrement élevée pour capter le faisceau retransmis par l'objet.
Ce récepteur peut être,suivant l'invention, un composant opto-électronique simple et par exemple un photomultiplicateur, une diode à avalanche, une photodiode PIN à barrière Schottky ou une photodiode au silicium.
Suivant encore une autre modalité de l'invention, on repère par triangulation, la position angulaire du déflecteur provoquant la mobilité du rayonnement émis, à l'aide d'un système auxiliaire comprenant une source de lumière et un récepteur à réseau de photodiodes.
Suivant l'invention, le rayonnement envoyé sur l'objet à contrôler a avantageusement la forme d'un faisceau directif, par exemple d'un faisceau laser, de préférence délimité à l'aide d'un diaphragme et focalisé sur le dit objet.
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lièrement intéressant de déterminer une zone minimale de balayage et d'asservir d'une part, le balayage aux limites de la zone minimale et d'autre part, la zone minimale à la position de l'objet.
Les figures 1 et 2 annexées sont données à titre d'exemple non limitatif, pour bien faire comprendre l'invention.
La figure 1 est relative à une installation comprenant un récepteur constitué d'une photodiode dont l'axe optique est situé dans le plan de la section transversale du profilé à contrôler. La figure 2 est relative à une installation comprenant un récepteur constitué de deux photodiodes dont les axes optiques sont situés dans le plan de la section transversale du profilé à contrôler.
Suivant la figure 1, le profilé (1) dont on veut mesurer la section transversale et plus particulièrement la largeur d'aile (2) est situé sur un chemin de roulement (3) Dans ce but, on mesure les distances des points (4) et (5) par rapport au miroir (10), on calcule la différence existant entre les projections de ces distances sur une perpendiculaire au support (3) et on obtient ainsi la largeur d'aile (2).
Suivant l'invention, on utilise un faisceau laser émis par le dispositif (6), on focalise ce faisceau sur un diaphragme (8) à l'aide d'un objectif (7), le diaphragme (8) étant destiné à délimiter le faisceau pour que sa section soit bien nette, et on focalise ensuite ce faisceau sur la section transversale du profilé (1) au moyen d'un second objectif (9). Le faisceau laser rencontre d'abord un miroir vibrant (10) qui tourne autour d'un axe perpendiculaire au plan de la figure. Pendant
que le miroir (10) tourne, le faisceau laser réfléchi par ce miroir balaye un champ angulaire (11) dans lequel sont notamment compris les points (4) et (5) définissant la largeur d'aile (2) . La partie du faisceau retransmise par la section transversale rencontre un second miroir vibrant (12) qui tourne également autour d'un axe perpendiculaire au nlan de la figure. A partir -le ce miroir (12), le faisceau réfléchi se dirige vers la photodiode (14) qu'il rencontre après avoir été focalisé par l'objectif (13). Il est à noter que l'axe de l'émetteur (6) et l'axe du récepteur (14) sont situés dans le plan de la section transversale du profilé (1). De plus, les axes de rotation des déflecteurs (10) et (12) sont fixes l'un par rapport à l'autre.
Au cours d'un balayage, le faisceau atteint d' abord le point (4) puis le point (5) de la section transversale dont les positions respectives sont successivement repérées par le récepteur (14) et on peut dès lors connaître la largeur de l'aile (2).
Pour repérer la position angulaire du miroir (9), on utilise un système auxiliaire comprenant une source de lumière (16) et un récepteur (17) à réseau de photodiodes. Le
rayon émis par la source (16) est focalisé par l'objectif (18) sur le récepteur (17) qu'il atteint après avoir rencontré le miroir (10) qui est à double face. Par triangulation, on peut donc connaître avec précision la position angulaire du miroir
(10) .
Les repères numériques 1 à 14 de la figure 2 indiquent les mêmes éléments que ceux de la figure 1. La figure 2 comprend en outre le repère (15) qui représente une seconde photodiode.
Au cours d'un balayage, le faisceau atteint successivement les points (4) et (5) dont les positions sont détectées par le récepteur (14)pour le point (4) et par le récepteur
(15) pour le point (5).
Le système auxiliaire (16),(17) et (18) existe également dans la figure 2 et joue le même rôle que dans la figure 1, c'est-à-dire le repérage de la position angulaire du miroir (la).
Le système à deux récepteurs représenté sur la figure 2 présente certains avantages par rapport au système à un récepteur représenté sur la figure 1.
En effet, le miroir (12) tourne plus lentement que le miroir (10). I1 en résulte que pour obtenir les données relatives aux points (4) et (5), plusieurs balayages du miroir
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ment de la position (4) à (5) dans le cas de l'utilisation d'un seul récepteur.
Par contre, en disposant des deux récepteurs (14) et (15), on peut obtenir au cours d'un même balayage du miroir
(10) les données relatives à la position des points (4) et (5). Cette particularité présente donc l'avantage d'accroître la cadence de mesure.
En outre, pendant l'intervalle de temps indispensable pour que le balayage passe du point (4) au point (5), le profilé peut éventuellement se déplacer verticalement. Il en résulte un risque d'altération de la précision de mesure. Pour minimiser ce risque, il y a lieu de réduire autant que possible l'intervalle de temps qui s'écoule entre le repérage des points
(4) et (5); ce qui renforce encore l'intérêt d'une telle détection au cours d'un seul balayage,c'est-à-dire l'intérêt du système à deux récepteurs.
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REVENDICATIONS
1. Procédé pour contrôler les dimensions d'un objet et notamment la largeur de l'aile d'un profilé à la sortie du laminoir, dans lequel d'une part, on envoie un rayonnement sur l'objet par l'intermédiaire d'un déflecteur mobile et l'on scrute la partie du contour du dit objet comprenant les dimensions à contrôler et dans lequel d'autre part, le faisceau retransmis
par le dit objet est orienté dans la direction d'au moins un récepteur au moyen d'un second déflecteur également mobile, caractérisé en ce que l'on détermine les positions occupées par les déflecteurs au moins à chaque moment où les faisceaux retransmis successivement par deux points en relation avec une des dimensions à mesurer sensibilisent le ou les récepteurs et en ce
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par un calcul simple et connu en soi.