CH717635A2 - Machine de coulée automatique pour une fonderie et procédé de pilotage de coulée pour une telle machine. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une machine de coulée (100) pour une fonderie, comportant : – - une poche (104) de coulée caractérisée par un angle d'inclinaison (α), un modèle mathématique tridimensionnel de la forme de la poche (104) étant associé à ladite poche (104), – un entonnoir (106d) apte à recevoir le jet (10a) de matériau en fusion se déversant depuis la poche (104) de coulée, – un moule (106) situé dans le prolongement de l'entonnoir (106d), – un système de pilotage de coulée (102) qui est apte à modifier, pendant l'opération de coulée, la position de la poche (104) y compris l'angle d'inclinaison (α) de la poche (104), afin de conserver une position de coulée, le système de pilotage de coulée (102) étant configuré pour permettre d'obtenir ou de maintenir le débit de sortie de poche Ds égal à ou proche d'une valeur de consigne DsO, et ce afin d'obtenir ou de maintenir le niveau dans l'entonnoir Nc égal à ou proche de la valeur de consigne N0.

Description

Domaine technique

[0001] La présente invention concerne le domaine de la fonderie et en particulier de la gestion de la coulée dans les machines de coulée automatique. Les machines de coulée automatique utilisées dans les fonderies sont équipées d'une unité de commande de coulée qui contrôle le déversement du matériau en fusion, notamment du métal ou de tout alliage métallique, depuis la poche de coulée vers le moule.

Etat de la technique

[0002] Le document CH370530 présente une machine de fonderie pour la coulée automatique de pièces, à entraînement automatique de poches unitaires de métal fondu et à déversement automatique de poches unitaires portées par des balancelles.

[0003] Les documents US6892791B1 et EP0996517B1 concernent des agencements de commande de déplacement et de contrôle du mouvement de la poche de coulée.

[0004] Dans les versions récentes des machines de coulée automatique, l'unité de commande de coulée contrôle également l'inclinaison d'une poche de coulée remplie du matériau en fusion, notamment du métal ou de tout alliage métallique. Cette inclinaison conditionne le débit de matériau en fusion qui se déverse depuis cette poche dans le moule au travers de l'entonnoir placé entre la poche et le moule.

[0005] De nombreux paramètres sont à prendre en compte lors de la coulée du métal en fusion depuis la poche de coulée vers le moule, en vue de la réalisation d'une coulée rapide et précise. On cherche à réguler la coulée pour disposer d'un jet continu et suffisamment important entre la poche et l'entonnoir pour permettre un remplissage complet du moule, sans débordement de l'entonnoir. On cherche également à obtenir une qualité optimale du remplissage initial de l'entonnoir afin d'éviter l'introduction de bulles d'air ou de scories dans le moule.

[0006] Le document EP3231535B1 présente notamment le recours à la valeur de la surface de métal en fusion dans la poche inclinée pour la détermination de la prochaine position angulaire de la poche obtenue par un mouvement combiné de translation et de rotation avec un centre de rotation correspondant au centre de courbure du bec. Il est prévu de contrôler l'inclinaison de la poche en utilisant la mesure du poids de la poche. Chaque moule correspond à un abaque de correspondance entre le temps écoulé depuis le début de la coulée et la variation de la vitesse d'inclinaison de la poche.

[0007] Également les documents EP2140955A1 et EP2008741 concernent une méthode de contrôle d'une coulée automatique de métal en fusion depuis une poche utilisant un modèle mathématique de la tension électrique du servomoteur contrôlant l'inclinaison de la poche pour obtenir une valeur de débit déversé hors de la poche, et ce pour se rapprocher le plus possible de la procédure d'inclinaison réalisée par un opérateur expérimenté. Il y est également fait mention de la rectification d'une valeur calculée selon un modèle du volume s'écoulant de la poche par la mesure du poids effectif de la poche par un capteur à jauge.

Bref résumé de l'invention

[0008] Un but de la présente invention est de proposer une machine de coulée pour une fonderie permettant une mise en oeuvre améliorée de l'opération de coulée.

[0009] Un autre but de l'invention est de proposer une machine de coulée pour une fonderie exempte des limitations des machines de coulée connues. On cherche notamment à fournir une machine qui permette d'assurer la coulée de matériau en fusion dans une quantité définie correspondant au moule et avec une vitesse de réalisation augmentée.

[0010] Selon l'invention, ces buts sont atteints notamment au moyen d'une machine de coulée pour une fonderie, comportant : une poche de coulée apte à contenir un matériau en fusion et à déverser par un bec le matériau en fusion selon un débit de sortie de poche Ds, dans une position de coulée dans laquelle la poche est inclinée, l'inclinaison de la poche étant caractérisée par un angle d'inclinaison α, un modèle mathématique tridimensionnel de la forme de la poche étant associé à ladite poche, un entonnoir situé sous la poche dans la position de coulée dans laquelle l'entonnoir est apte à recevoir le jet de matériau en fusion se déversant depuis la poche de coulée, cet entonnoir présentant un volume d'entonnoir Ve, un moule situé dans le prolongement de l'entonnoir pour permettre au matériau en fusion présent dans l'entonnoir de couler jusque dans le moule, ce moule correspondant à un volume de matériau à couler VO, un système de pilotage de coulée qui est apte à modifier, pendant l'opération de coulée, la position de la poche y compris l'angle d'inclinaison α de la poche, afin de conserver une position de coulée.

[0011] Selon l'invention, le système de pilotage de coulée est configuré pour permettre d'obtenir ou de maintenir le débit de sortie de poche Ds égal à ou proche d'une valeur de consigne Ds0. De cette façon, on souhaite et on arrive à obtenir ou maintenir le niveau dans l'entonnoir Nc égal à ou proche de la valeur de consigne N0.

[0012] On entend par l'expression „égal à ou proche d'une valeur de consigne Ds0“ de disposer d'un débit de sortie de poche Ds qui soit égal ou peu éloigné de la valeur de consigne Ds0 du débit de sortie de poche , à savoir un débit de sortie de poche Ds qui présente un écart maximal de 10% en plus ou en moins avec la valeur de consigne DsO. Grâce à cette disposition, il est possible de permettre au débit de sortie de poche Ds de parvenir à la valeur de consigne Ds0 recherchée pour remplir l'entonnoir jusqu'au niveau souhaité N0 pendant la séquence de pré-coulée et de maintenir le remplissage de l'entonnoir à ce niveau souhaité N0 de remplissage de l'entonnoir pendant la séquence de coulée qui suit la séquence de pré-coulée.

[0013] En régulant le débit de sortie de poche, on agit en amont de la situation de remplissage en cours du moule et de l'entonnoir, et on peut ainsi agir plus finement et plus directement pour obtenir le niveau et la quantité de matériau en fusion souhaités dans l'entonnoir à tout moment de l'opération de coulée, et ce pendant les trois séquences successives formées de la séquence de pré-coulée, de la séquence de coulée, et de la séquence de fin de coulée.

[0014] Dans un mode de réalisation, le système de pilotage de coulée est apte à établir la variation de l'angle d'inclinaison apte à maintenir le débit de sortie de poche Ds à ladite valeur de consigne DsO en prenant en compte le modèle mathématique tridimensionnel de la poche. Cette disposition présente l'avantage de considérer l'influence de la géométrie interne de la poche de coulée sur la quantité de matière susceptible de sortir de la poche pour chaque valeur d'angle d'inclinaison α. Cette prise en compte permet d'adapter de façon plus juste chaque nouvelle valeur de l'angle d'inclinaison α à prendre en compte à chaque moment pour anticiper la quantité de matière qui va sortir en suivant ce changement de valeur de l'angle d'inclinaison α, et ce au cours des différentes séquences de l'opération de coulée. Cela permet donc d'adapter plus rapidement la valeur de l'angle d'inclinaison α au besoin à venir pour un instant donné de la coulée, et donc de gagner du temps pour réaliser l'ensemble de cette opération de coulée.

[0015] Le modèle mathématique tridimensionnel de la poche peut associer à chaque valeur de l'angle d'inclinaison α une valeur pour le paramètre suivant : le volume de matériau en fusion contenu dans la poche sous la ligne de niveau du bec, appelé volume de réserve Vp de la poche.

[0016] La ligne de niveau du bec est la ligne horizontale passant par le point le plus bas du bec de la poche et toute la matière située sous cette ligne de niveau du bec ne peut pas sortir de la poche dans la position courante de l'angle d'inclinaison, mais seulement lorsqu'on augmente l'angle d'inclinaison α .On comprend que ce volume détermine la réserve potentielle de matière pour la suite de la coulée.

[0017] Le modèle mathématique tridimensionnel de la poche peut associer à chaque valeur de l'angle d'inclinaison α une valeur pour le paramètre suivant : la surface correspondant à l'intersection entre le volume interne de la poche et la ligne de niveau du bec, appelée surface de la poche Sp selon la ligne de niveau du bec Lb.On comprend que lorsqu'on augmente l'angle d'inclinaison α, de la matière en fusion se déplace depuis le volume de réserve Vp au-dessus de la ligne de niveau du bec, pour former un volume disponible Vd au-dessus de la ligne de niveau du bec Lb. Ce volume disponible Vd au-dessus de la ligne de niveau du bec se répartit sur toute cette surface de la poche Sp selon la ligne de niveau du bec Lb, ce qui contribue à monter le niveau de matériau en fusion d'une certaine hauteur. Cette hauteur est d'ailleurs inégale au-dessus de la surface de la poche Sp selon la ligne de niveau du bec Lb, et ce notamment du fait de la viscosité de la matière en fusion et de l'inégalité de taille du flux de matière passant du volume de réserve Vp au-dessus de la ligne de niveau du bec lors de l'augmentation de l'angle d'inclinaison du fait des considérations géométriques et de la forme de la poche.

[0018] Le modèle mathématique tridimensionnel de la poche peut comporter la forme du bec. Selon une possibilité, cette forme du bec est caractérisée de façon tridimensionnelle le long de toute son étendue entre la partie aval de la poche et la pointe du bec par laquelle sort le matériau en fusion. Selon une autre possibilité, cette forme du bec est caractérisée de façon bidimensionnelle à l'emplacement de la pointe du bec par laquelle sort le matériau en fusion, et qui forme une section de pointe de bec. Cette section de pointe de bec peut être de différentes formes parmi lesquelles notamment une forme de triangle avec la pointe en bas (triangle inversé), une forme de demi-cercle avec l'arc de cercle correspondant en bas. On comprend que cette section de pointe de bec, à savoir la forme de la sortie du bec vue depuis l'avant de la poche, détermine la section du matériau en fusion au niveau du bec Slb (ou section du liquide au niveau du bec) pour une position de coulée donnée à un moment donné. Ainsi, la connaissance de la forme du bec dans le modèle tridimensionnel, contribue à accéder à la section du matériau en fusion au niveau du bec dans une configuration donnée de la coulée (angle d'inclinaison α donné de la poche, variation de cet angle d'inclinaison α, moment de la coulée depuis le début ou depuis le changement d'inclinaison de la poche, viscosité du matériau en fusion....).

[0019] Selon une possibilité, le système de pilotage de coulée est apte à établir la variation de l'angle d'inclinaison α permettant de maintenir le débit de sortie de poche Ds à ladite valeur de consigne DsO en prenant en compte la viscosité du matériau en fusion. On comprend que la viscosité de la matière en fusion entraîne un décalage dans le temps de l'effet du changement de l'angle d'inclinaison α à savoir notamment dans la montée de matériau en fusion au-dessus de la ligne de niveau du bec Lb, de la répartition de ce matériau en fusion qui est monté le long la longueur de la poche (entre l'arrière de la poche et le bec) et sur la surface de la poche Sp selon la ligne de niveau du bec Lb, et également dans l'écoulement de ce matériau en fusion hors de la poche.

[0020] Selon une possibilité, le système de pilotage de coulée est apte à établir la variation de l'angle d'inclinaison α apte à maintenir le débit de sortie de poche Ds à ladite valeur de consigne DsO en prenant en compte le temps écoulé depuis le début de l'opération de coulée. Parmi d'autres informations, la connaissance de ce temps écoulé depuis le début de l'opération de coulée permet de connaître certains paramètres (comme par exemple et de façon non limitative le débit acceptable dans le moule - qui diminue progressivement en cours de coulée ou totalement en cas d'obstruction du canal entre l'entonnoir et le moule), tout au moins du point de vue théorique découlant des calculs et/ou des paramètres des coulées déjà effectuées.

[0021] Selon une possibilité, le système de pilotage de coulée est apte à établir la variation de l'angle d'inclinaison α apte à maintenir le débit de sortie de poche Ds à ladite valeur de consigne Ds0 en prenant en compte la variation du niveau en cours Nc de matériau en fusion dans l'entonnoir 106d (par exemple par la dérivée du niveau en cours Nc de matériau en fusion dans l'entonnoir 106d). Notamment, de cette façon, on peut repérer le ralentissement du changement de niveau dans l'entonnoir dans la fin de la coulée, qui est le signe de la moindre pression dans le moule lorsque ce dernier est déjà passablement rempli.

[0022] Selon un mode de réalisation, le système de pilotage de coulée comporte également des moyens de pesée de la poche de coulée qui sont aptes à fournir le poids en cours Pc de la poche de coulée, et le système de pilotage de coulée est apte à calculer le débit de sortie de poche Ds en cours par le calcul de la dérivée de la valeur du poids en cours (Pc) de la poche.

[0023] Selon un mode de réalisation, le système de pilotage de coulée comporte en outre un dispositif de détection du niveau de remplissage de l'entonnoir qui indique le niveau de remplissage en cours Nc du matériau en fusion dans l'entonnoir. Il peut s'agir d'une extrapolation par la mesure optique de la taille visible de la surface du liquide dans l'entonnoir. Egalement, selon une possibilité, le système de pilotage de coulée est apte à modifier la consigne de débit DsO en fonction d'une valeur de consigne N0 du niveau de remplissage de l'entonnoir, en prenant en compte la différence et la dérivée de la différence entre la valeur de consigne N0 du niveau de remplissage de l'entonnoir et le niveau de remplissage en cours Nc du matériau en fusion dans l'entonnoir indiqué par le dispositif de détection du niveau de remplissage de l'entonnoir. En effet, on prend en compte l'évolution du niveau de remplissage de l'entonnoir.

[0024] Dans un mode de réalisation, le système de pilotage de coulée est apte à corriger le modèle tridimensionnel de la poche en prenant en compte la différence entre un débit théorique de sortie du matériau en fusion hors de la poche et un débit réel de sortie du matériau en fusion hors de la poche. En effet, au fur et à mesure des coulées successives, le volume interne de la poche change progressivement sensiblement de dimension car la poche se dégrade au fur et à mesure de son utilisation par l'agglomération de scories sur le fond et sur les parois.

Brève description des figures

[0025] Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles : La figure 1 est un schéma de principe d'une machine de coulée automatique pour une fonderie selon l'invention, La figure 2 illustre de manière schématique la répartition des différents volumes de matériau en fusion dans la poche de coulée dans une position de coulée déterminée par l'angle d'inclinaison de la poche, La figure 3 illustre le déroulé de la coulée qui se réalise entre la poche et l'entonnoir, lors de la séquence initiale de la coulée, à savoir lors de la pré-coulée, La figure 4 illustre le déroulé de la coulée qui se réalise entre la poche et l'entonnoir, lors de la séquence principale de la coulée, à savoir lors de la coulée proprement dite, Les figures 5 et 6 illustrent le déroulé de la coulée qui se réalise entre la poche et l'entonnoir, lors de la séquence finale de la coulée, à savoir lors de la fin de coulée, La figure 7 est une vue agrandie de la zone VII de la figure 1 illustrant plus précisément la caractérisation du niveau de remplissage en cours Ne de l'entonnoir, La figure 8 est une vue agrandie de la zone VIII de la figure 3 illustrant plus précisément depuis le côté de la poche la sortie du matériau en fusion hors de la poche, par le bec, dans la position de coulée, et La figure 9 est vue de face de la poche selon la direction IX de la figure 8 montrant la sortie du matériau en fusion par le bec et la section de liquide au niveau du bec.

Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention

[0026] La figure 1 illustre sous forme schématique une machine de coulée automatique 100 selon l'invention, comprenant un système de pilotage de coulée 102, une poche de coulée 104 déplaçable et inclinable, et un moule 106. Le moule 106 délimite dans cet exemple représenté plusieurs (ici deux) volumes de moulage 106a et 106b correspondant chacun à une pièce à couler, reliés par des canaux d'alimentation 106c à l'entrée du moule formée d'un entonnoir 106d. Cet entonnoir 106d peut être un élément indépendant du moule 106, à savoir une pièce séparée. Le moule 106 peut délimiter un seul volume de moulage pour former une seule pièce à couler à partir d'une partie du matériau en fusion contenu dans la poche 104. On souhaite remplir le moule 106 avec un volume de matériau en fusion le plus proche possible de la quantité nécessaire pour former la pièce ou les pièces délimitées par le ou les volume(s) de moulage 106a (106b) et 106c du moule 106, et qui correspond à un volume de matériau à couler V0 et à un poids de matériau à couler P0. La poche de coulée 104 évacue le matériau en fusion 10 par un bec 104a. Ce matériau en fusion est par exemple de la fonte.

[0027] Dans la position de coulée représentée sur la figure 1, la poche 104 est au moins partiellement située au-dessus du moule 106. Également, la poche 104 est inclinée et le bec 104a est au-dessus de l'entonnoir 106d, un jet 10a de matériau en fusion s'écoule entre la poche 104 et l'entonnoir 106d. On définit une ligne de niveau du bec Lb (voir la figure 2), comme la ligne horizontale déterminée par la hauteur du bec 104a dans une position angulaire donnée de la poche 104 (angle d'inclinaison α), soit la ligne horizontale passant par le point d'écoulement le plus bas du bec 104b par lequel le matériau en fusion peut sortir de la poche 104 dans une position angulaire donnée de la poche 104.

[0028] La machine de coulée automatique 100 comporte un système de déplacement de la poche 108. Ce système de déplacement de la poche 108 permet notamment de déplacer la poche 104 successivement au-dessus de différents entonnoirs 106d et moules associés car le contenu de cette poche 108 est classiquement suffisante pour remplir une multitude de moules 106 en vue de la formation d'une multitude de pièces. Ce système de déplacement de la poche 108 permet également d'incliner la poche 104 selon un angle d'inclinaison α (alpha) variable mesuré entre un plan horizontal et le plan formé par le fond 104b de la poche 104, tel qu'illustré sur les figures 1 et 2. Sur la figure 1, la flèche A représente un mouvement de la poche 104 correspondant à une augmentation de l'angle d'inclinaison α. On comprend que la ligne de niveau du bec Lb reste horizontale mais prend une position différente par rapport au volume interne de la poche 104 pour chaque angle d'inclinaison α.

[0029] Le système de pilotage de coulée 102 comporte une commande 102a du système de déplacement de la poche 108, qui permet de transmettre au système de déplacement de la poche 108 les informations nécessaires pour placer la poche 104 à la position de coulée recherchée, y compris avec l'angle d'inclinaison α souhaité. L'angle d'inclinaison (α) en cours est donc connu par le système de déplacement de la poche 108, par la commande 102a et par le système de pilotage de coulée 102.

[0030] La machine de coulée automatique 100 comporte des moyens de pesée 110 de la poche de coulée qui indiquent le poids en cours Pc de la poche de coulée 104. Ces moyens de pesée 110 sont capables de réaliser en continu, ou à intervalle régulier, la mesure (flèche P sur la figure 1) du poids en cours Pc de la poche 104, et cette valeur Pc est transmise au système de pilotage de coulée 102. On comprend que le poids en cours Pc de la poche 104 permet de connaître le volume en cours Vc de tout le matériau en fusion contenu dans la poche 104, soit le volume total de matériau en fusion contenu dans la poche 104. En effet, le volume Vc en cours de matériau en fusion se déduit par soustraction du poids de la poche 104 vide pour obtenir le poids du matériau en fusion contenu dans la poche 104, et transformation en volume de la valeur du poids du matériau en fusion contenu dans la poche 104 en utilisant la densité connue du matériau en fusion. Selon une possibilité de mise en oeuvre, les moyens de pesée 110 comportent des capteurs à cordes vibrantes qui permettent de connaître les forces et leur direction de manière à traduire ces forces en poids en fonction de l'angle d'inclinaison α de la poche 104. Ce ou ces capteur(s) peu(ven)t être disposé(s) sur le support de la poche 104 en s'inclinant conjointement avec la poche 104 d'où une information de force directionnelle, ou alternativement ce ou ces capteur(s) peu(ven)t être disposé(s) sur le support de la poche sans s'incliner avec la poche 104. Selon une autre variante, il s'agit par exemple d'un système de pesée avec un capteur à jauge.

[0031] Selon une possibilité avantageuse pour la précision de l'information sur le poids de la poche 104 et donc sur le volume Vc en cours de matériau en fusion, les moyens de pesée 110 de la poche 104 de coulée sont aptes à prendre en compte une correction du poids en cours Pc de la poche 104 résultant des mouvements de la poche 104, de son support et de son contenu (matériau en fusion), et en particulier résultant des forces engendrées par les mouvements de la poche 104, de son support et de son contenu (matériau en fusion).

[0032] La machine de coulée automatique 100 comporte un dispositif de détection du niveau de remplissage de l'entonnoir 112 qui indique ou permet de connaître le niveau de remplissage en cours Ne du matériau en fusion dans l'entonnoir 106d. Ce dispositif 112 comporte un dispositif de prise de vue sous forme par exemple d'une caméra associée à un système de traitement d'images permettant, en fonction de la position et de l'étendue de la surface de matériau en fusion présent dans l'entonnoir 106d de déterminer le niveau de remplissage en cours Nc (flèche N sur la figure 1) et de transmettre la valeur du niveau de remplissage en cours Nc au système de pilotage de coulée 102. Le niveau de remplissage de l'entonnoir est par exemple une hauteur associée à un % de remplissage, soit un taux de remplissage Nc qui est toujours supérieur ou égal à 0% et qui est toujours inférieur ou égal à 100% (on veut éviter le débordement de l'entonnoir 106d). Pendant la séquence principale de la coulée, ce taux de remplissage Nc doit être >0% et <100% et le plus élevé possible. On affecte une valeur de consigne N0 du niveau de remplissage de l'entonnoir, correspondant à un niveau de de remplissage souhaité de l'entonnoir 106d pour une opération de coulée optimale. Par exemple, cette valeur de consigne N0 du niveau de remplissage de l'entonnoir est comprise entre 50% et 90%, de préférence entre 70% et 85%.

[0033] Sur la figure 7, on peut voir plus en détail un agencement et un mode de fonctionnement possibles pour le dispositif de détection du niveau de remplissage de l'entonnoir 112. Le dispositif de détection du niveau de remplissage de l'entonnoir 112 comporte une caméra qui regarde l'entonnoir 106d par le dessus, à savoir que la caméra est au-dessus de l'entonnoir 106d en étant décalée latéralement par rapport au centre de l'entonnoir 106d, et en étant inclinée en direction de l'entonnoir de sorte que le champ de vision de la caméra recoupe le volume interne de l'entonnoir 106d. Lorsque du matériau en fusion est présent dans l'entonnoir 106d, mais sans jet de matériau en fusion (cas correspondant à la figure 7 modifiée sans le jet 10a) une portion de sa surface est visible par la caméra. En d'autres termes, le champ de vision de la caméra recoupe une portion Sn de la surface totale du matériau en fusion présent dans l'entonnoir 106d. On comprend que cette surface Sn est représentative du niveau de matériau dans l'entonnoir Nc. Après un étalonnage, le dispositif de détection du niveau de remplissage de l'entonnoir 112 est capable de transformer la valeur de cette portion de la surface Sn du matériau en fusion présent dans l'entonnoir 106d, et vue par la caméra, en une valeur de niveau de remplissage en cours Nc. Pendant la coulée, lorsqu'un jet 10a de matériau en fusion s'écoule entre le bec 104a et l'entonnoir 106d, comme on le voit sur la figure 7, la caméra du dispositif de détection du niveau de remplissage de l'entonnoir 112 voit non seulement une portion Sn de la surface totale du matériau en fusion présent dans l'entonnoir 106d, mais encore la surface Sj1 représentative du jet 10a dans le tronçon du jet 10a passant dans le champ de vision de la caméra et situé au-dessus de l'entonnoir 106d et aussi la surface Sj2 représentative du jet 10a et du niveau Ne dans le tronçon du jet 10a passant dans le champ de vision de la caméra et situé dans l'entonnoir 106d. L'image générée par la caméra doit donc être traitée pour extraire les surfaces Sj1 et Sj2 (formant une deuxième zone de l'image) et considérer uniquement la surface Sn (formant une première zone de l'image) pour en déduire le niveau de matériau dans l'entonnoir Nc. Dans ce cas, on comprend que le dispositif de détection 112 du niveau de remplissage de l'entonnoir 106d comporte un système de prise de vue apte à générer une image de l'intérieur de l'entonnoir 106d, de sorte que pendant la coulée ladite image comprend une première zone correspondant à la surface Sn du matériau en fusion contenu dans l'entonnoir 106d et le cas échéant une deuxième zone correspondant au jet 10a qui s'écoule (surfaces Sj1 et Sj2).

[0034] La machine de coulée automatique 100 comporte un dispositif de détection de jet 114 permettant de signaler (flèche J sur la figure 1) la présence ou l'absence d'un jet 10a de matériau en fusion entre le bec 104a de la poche 104 et l'entonnoir 106d. Cette information Jc sur la présence du jet 10a est transmise au système de pilotage de coulée 102. Comme illustré sur la figure 7, ce dispositif 114 comporte par exemple une caméra associée à un système de traitement d'images permettant, en fonction de la présence ou de l'absence de jet de matériau en fusion entre le bec de la poche et l'entonnoir, d'attribuer la valeur correspondante (par exemple 0 ou 1) à la donnée Je. Selon une possibilité, outre la présence ou l'absence de jet, le dispositif de détection de jet 114 peut être apte à attribuer à la donnée Jc une valeur qui est en relation avec la taille du jet 10a.

[0035] La poche 104 est associée à un modèle théorique sous forme d'un modèle mathématique tridimensionnel du volume interne de la poche 104. Notamment, ce modèle mathématique tridimensionnel de la poche associe, à chaque valeur de l'angle d'inclinaison α compris entre 0° et αmax, avec αmaxqui est une valeur maximale utile de l'angle d'inclinaison α et pour lequel la poche 104 peut se vider entièrement, deux paramètres géométriques de la poche, à savoir : le volume de réserve de la poche 104, dénommé Vp, correspondant au volume de la poche 104 situé sous la ligne de niveau du bec Lb et formant un volume de matériau en fusion qui ne peut pas sortir de la poche 104 dans la position de la poche 104 correspondant à cet angle d'inclinaison α donné, et la surface de la poche selon la ligne de niveau du bec, dénommée Sb, résultant de l'intersection entre le volume interne de la poche 104 et la ligne de niveau du bec Lb.Par exemple αmaxest égal à 42°.

[0036] Egalement, le modèle mathématique de la poche 104 comporte la forme du bec 104a. Selon une première possibilité, cette forme du bec 104a est caractérisée de façon tridimensionnelle le long de toute son étendue entre la partie aval de la poche et la pointe du bec 104a par laquelle sort le matériau en fusion (voir figure 8). Selon une deuxième possibilité, cette forme du bec 104a est caractérisée de façon bidimensionnelle à l'emplacement de la pointe du bec par laquelle sort le matériau en fusion, et qui forme une section de pointe de bec. Sur la figure 9, cette section de pointe du bec 104a présente une forme de triangle avec la pointe en bas (triangle inversé). On comprend que cette section de pointe de bec, à savoir la forme de la sortie du bec vue depuis l'avant de la poche, détermine la section du matériau en fusion au niveau du bec Slb (ou section du liquide au niveau du bec). Dans la situation des figures 8 et 9, cette section du matériau en fusion au niveau du bec Slb comporte une hauteur Hm de matériau en fusion dans la poche au-dessus de la ligne de niveau du bec Lb, ce qui détermine un débit de sortie de la poche Ds. Ainsi, la connaissance de la forme du bec participe à la connaissance du débit de sortie de la poche Ds, et à son maintien à un niveau souhaité selon une valeur de consigne DsO.

[0037] Selon une disposition, le système de pilotage de coulée 102 est apte à corriger le modèle tridimensionnel de la poche 104 également en prenant en compte la valeur de l'angle d'inclinaison α lorsque le dispositif de détection de jet 10a détecte que le jet 10a de matériau en fusion apparaît entre la poche 104 et l'entonnoir 106d. En effet, au fur et à mesure des coulées successives, le moment où apparaît le jet 10a hors de la poche 104, déterminé depuis le début de la coulée en cours dérive légèrement plus tard dans le temps du fait de l'agglomération de scories sur le fond et sur les parois de la poche 104. En particulier, la correction du modèle tridimensionnel s'effectue par la correction du volume de matériau en fusion contenu dans la poche 104 sous la ligne de niveau du bec 104a, appelé volume de réserve Vp de la poche 104, associé à chaque valeur de l'angle d'inclinaison α.

[0038] Un système de déplacement de la poche 108 (voir figure 1), non représenté en détail permet de déplacer la poche 104 en direction verticale, en direction horizontale et angulairement pour faire varier l'angle d'inclinaison α. Pendant le procédé de coulée, le point de rotation autour duquel tourne la poche 104 pour faire varier l'angle d'inclinaison α, reste le centre du rayon de bec Crb (voir figure 8) ou centre de courbure du bec 104a, ce qui peut nécessiter une translation de ce point de rotation et donc un mouvement combiné de translation et de rotation de la poche 104 pour modifier son angle d'inclinaison α. De cette façon, on garantit dans la position de coulée, à la fois une distance constante entre la pointe de bec 104a et l'entonnoir 106d et également que le jet 10a de matériau en fusion tombe dans l'entonnoir 106d. La notion de „position de coulée“ signifie également notamment que l'entonnoir est sous le bec 104a, ou au moins partiellement situé sous le bec 104a. On comprend que le fond du bec 104a présente une forme courbe définissant un centre de rayon de bec Crb (voir Figure 8). De plus, le système de déplacement de la poche 108 est configuré de sorte que la variation de l'angle d'inclinaison (α) s'effectue par rotation autour d'un axe passant par le centre du rayon de bec Crb.

[0039] Comme représenté sur la figure 2, pour un angle d'inclinaison α donné, la poche 104 contient un volume total de matériau en fusion Vc (volume en cours de matériau en fusion) qui se répartit entre un volume disponible Vd, situé au-dessus de la ligne de niveau de bec Lb (au-dessus de la surface de la poche selon la ligne de niveau du bec Sp), et un volume de réserve de la poche Vp, situé sous la ligne de niveau de bec Lb (au-dessous de la surface de la poche selon la ligne de niveau du bec Sp).

[0040] Différentes méthodes sont possibles pour connaître ces différents volumes en fonction de l'angle d'inclinaison α donné et de l'avancée de l'écoulement de la matière en fusion hors de la poche 104 par le bec 104a (et du temps écoulé depuis le changement de la valeur de l'angle d'inclinaison α). Selon une possibilité, on prend en compte le poids en cours Pc de la poche 104 remplie, fourni par moyens de pesée 110, ce qui permet de déterminer le volume total en cours Vc de matériau en fusion. En parallèle, on connaît l'angle d'inclinaison α en cours de la poche par la consigne provenant de la commande 102a du système de déplacement de la poche 108. Cette valeur de consigne de l'angle d'inclinaison α est calculée par le système de pilotage de coulée 102. Connaissant cette valeur en cours de l'angle d'inclinaison α de la poche, le modèle mathématique tridimensionnel de la poche donne la valeur correspondante du volume de réserve Vp de la poche. Ensuite par la différence entre Vc et Vp, on obtient le volume disponible Vd = Vc-Vp.

[0041] On se reporte maintenant aux figures 3 à 6 qui illustrent la poche 104, l'entonnoir 106d et leur contenu, pendant les différentes étapes de l'opération de coulée avec d'une part une poche 104 qui s'incline de plus en plus (angle d'inclinaison α qui augmente progressivement) pendant la première séquence (séquence de pré-coulée) et pendant la deuxième séquence (séquence principale ou séquence de coulée proprement dite), puis d'autre part une poche 104 qui va revenir en arrière et moins s'incliner (angle d'inclinaison α qui se réduit) pendant la troisième séquence ou séquence de fin de coulée.

[0042] La figure 3 illustre la situation pendant la première séquence ou séquence de pré-coulée. Il s'agit de remplir suffisamment l'entonnoir 106d en continu et de la façon la plus rapide possible sans toutefois créer de débordement de l'entonnoir 106d ou de jet 10a de matière en fusion qui soit turbulent et qui risque par exemple d'engendrer des bulles d'air qui persisteraient dans le moule 106. Au départ (position non représentée), l'entonnoir 106d est vide, la poche 104 est remplie de matière en fusion avec une quantité suffisante, et la poche 104 est disposée dans la position de départ, avec le bec 104a au-dessus de l'entonnoir 106d, avec un angle d'inclinaison α de 0°. Le système de pilotage de coulée 102 envoie à la commande 102a du système de déplacement de la poche une première consigne α1 pour l'angle d'inclinaison α, de sorte que la poche 104 s'incline et arrive dans la position de coulée représentée sur la figure 3.

[0043] Dans cette position de coulée de la figure 3, une partie de la matière en fusion dépasse la ligne de niveau du bec Lb, selon le volume disponible Vd, et un jet 10a sort du bec 104a. Au fur et à mesure du temps, l'entonnoir 106d commence à se remplir selon un niveau de remplissage en cours Nc identifié par le dispositif de détection du niveau de remplissage de l'entonnoir 112. En parallèle, de la matière en fusion s'écoule par la sortie de l'entonnoir 106d en direction du moule : c'est le débit Dm pour le moule (partie représentée en noir à la sortie de l'entonnoir 106d sur la figure 3).

[0044] Comme le débit total de sortie de la matière hors de la poche Ds est plus grand que ce débit Dm pour le moule, la différence (Ds-Dm) correspond à un débit pour l'entonnoir De qui contribue à l'augmentation du niveau de remplissage en cours Nc du matériau en fusion dans l'entonnoir 106d. Ainsi, comme illustré sur la figure 3, dans le volume disponible Vd, on distingue une partie Vd1 correspondant à un volume à verser dans l'entonnoir et une partie Vd2 correspondant à un volume qui s'écoule dans le moule 106 pendant le remplissage de l'entonnoir 106d. Pour compenser la diminution de cette différence Ds-Dm, à savoir du débit pour l'entonnoir De, qui intervient pendant que le volume disponible Vd diminue, le système de pilotage de coulée 102 va augmenter au fur et à mesure la valeur de la consigne pour l'angle d'inclinaison α avec des valeurs de plus en plus grandes et plus grandes que la première valeur de consigne αl.

[0045] A cet effet, selon une possibilité, le système de pilotage de coulée 102 est apte à calculer une nouvelle valeur de l'angle d'inclinaison α de la poche 104 qui prend en compte un volume disponible Vd correspondant au volume de matériau en fusion apte à sortir de la poche 104 par le bec 104a dans la position angulaire en cours de la poche 104.

[0046] Selon une disposition possible, le système de pilotage de coulée 102 est apte à calculer, pour un angle d'inclinaison α en cours, le volume disponible Vd de matériau en fusion en prenant en compte le poids en cours Pc de la poche 104, issu des moyens de pesée 110, et le volume de réserve Vp de la poche 104 donné par le modèle mathématique tridimensionnel de la poche 104.

[0047] En général, on constate que le volume disponible Vd est plus grand ou égal à un volume disponible minimal correspondant au volume de matière en fusion qui s'écoule dans le moule 106 pendant le temps nécessaire au remplissage de l'entonnoir 106d jusqu'à la valeur de consigne N0 du niveau de remplissage de l'entonnoir 106d, pour une valeur donnée de l'angle d'inclinaison α.

[0048] Cet ajustement par augmentation de la valeur de l'angle d'inclinaison α intervient après détection de la présence d'un jet de matière en fusion 10a à la sortie de la poche 104. Le système de pilotage de coulée 102 réalise alors une adaptation de la valeur en cours de l'angle d'inclinaison α pour maintenir l'égalité entre la quantité manquante dans l'entonnoir 106d (volume Vm manquant dans l'entonnoir, lié à la différence entre N0 et Nc) et la quantité Vd1 précitée. Cet ajustement de l'angle d'inclinaison α se poursuit jusqu'à ce que le niveau de remplissage en cours Nc identifié par le dispositif de détection du niveau de remplissage de l'entonnoir 112 atteigne la valeur de consigne N0 du niveau de remplissage de l'entonnoir. Ainsi, lorsque le niveau de remplissage en cours Nc de l'entonnoir est égal à la valeur de consigne N0 du niveau de remplissage de l'entonnoir, la séquence de pré-coulée est terminée.

[0049] Ainsi, cette séquence de pré-coulée correspond à une première séquence du procédé de pilotage de coulée pour la machine de coulée de fonderie 100, avec une poche 104 remplie de matériau en fusion, pour la réalisation d'une séquence de pré-coulée, comportant les étapes suivantes : i) fourniture d'un volume maximal d'entonnoir Ve, d'une valeur de consigne N0 du niveau de remplissage de l'entonnoir 106d, et d'un débit théorique du moule Dtm (débit théorique pour Dm = débit de sortie de l'entonnoir 106d et débit de sortie dans le moule 106), ii) augmentation de l'angle d'inclinaison (α) de la poche 104, iii) recherche de la présence d'un jet 10a de matériau en fusion entre le bec 104a de la poche et l'entonnoir 106d et répétition de l'étape ii) tant qu'un jet n'est pas détecté, et lorsqu'un jet est détecté iv) mesure du niveau de remplissage en cours Nc du matériau en fusion dans l'entonnoir 106d, ce par quoi on détermine la quantité manquante (volume manquant) Vm dans l'entonnoir pour atteindre la valeur de consigne N0, v) augmentation de l'angle d'inclinaison (α) de la poche avec une vitesse suffisante pour que la quantité manquante (volume manquant Vm) dans l'entonnoir soit sensiblement égale à la différence entre un volume disponible Vd formé du volume de matériau en fusion apte à sortir de la poche par le bec dans la position angulaire en cours de la poche et un volume pour le moule Vd2 qui s'écoule dans le moule 106 pendant le remplissage de l'entonnoir 106d, vi) augmentation de l'angle d'inclinaison (α) de la poche 104 et réalisation itérative des étapes iv) à v) jusqu'à ce que le niveau de remplissage en cours Nc du matériau en fusion dans l'entonnoir atteigne la valeur de consigne N0 du niveau de remplissage de l'entonnoir 106d : on dispose alors d'un volume Vt de matériau en fusion dans l'entonnoir 106d, avec Vt < ou = à Ve (volume maximal d'entonnoir).

[0050] La figure 4 illustre la situation pendant la deuxième séquence, à savoir la séquence principale ou séquence de coulée proprement dite. Il s'agit de continuer à remplir le moule 106 depuis l'entonnoir tout en maintenant le niveau de remplissage en cours Nc de l'entonnoir le plus proche possible de la valeur de consigne N0 du niveau de remplissage de l'entonnoir (ce qui revient à maintenir dans l'entonnoir un volume Vt de matériau en fusion). Selon le présent texte, on considère que le niveau de remplissage en cours Nc de l'entonnoir présente une valeur proche de la valeur de consigne N0 si la valeur absolue de l'écart entre les deux valeurs Nc et N0 ne dépasse pas 10% de N0, ou de préférence 5% de N0. Pour ce faire, on cherche à ce que le débit de sortie Ds de la poche soit égal au (ou proche du) débit Dm pour le moule. On cherche également à ce que ce débit de sortie de la poche Ds soit constant et pour cela on essaye de maintenir une hauteur Hm de matériau en fusion dans la poche au-dessus de la ligne de niveau du bec Lb qui soit constante (voir la figure 4), en particulier à proximité du bec 104a et dans le bec 104a, et ce tout en augmentant l'angle d'inclinaison α afin de continuer à déverser de la matière en fusion de la poche 104 vers l'entonnoir 106d.

[0051] Grâce au modèle mathématique tridimensionnel du volume interne de la poche 104, et au débit de sortie Ds de la poche, il est possible de savoir comment augmenter la valeur de l'angle d'inclinaison α pour que la diminution du volume de réserve de la poche Vp compense le débit de sortie de la poche Ds. En d'autres termes, à chaque période d'échantillonnage, la variation (l'augmentation) de l'angle d'inclinaison α ou encore la diminution correspondante du volume de réserve de la poche Vp compense la quantité de matière en fusion sortie de la poche pendant cette période d'échantillonnage (le débit de sortie de la poche Ds x le temps correspondant à cette période d'échantillonnage).

[0052] Ainsi, cette séquence principale ou séquence de coulée proprement dite correspond à une deuxième séquence du procédé de pilotage de coulée pour la machine de coulée de fonderie 100, qui suit une séance de pré-coulée, qui comporte les étapes suivantes : vi) augmentation de l'angle d'inclinaison (α) de la poche 104 jusqu'à ce que le débit de sortie de poche Ds atteigne la valeur dudit débit théorique du moule Dtm, vii) mesure du niveau de remplissage en cours Nc du matériau en fusion dans l'entonnoir 106d, viii) adaptation (augmentation ou diminution ou pas de changement) de l'angle d'inclinaison (α) de la poche pour maintenir le niveau de remplissage dans l'entonnoir Nc à une valeur proche de la valeur de consigne N0 du niveau de remplissage de l'entonnoir, ix) réalisation itérative des étapes vi) à viii) jusqu'à ce que la somme entre le volume déjà coulé hors de la poche 104 et la portion du volume disponible Vd apte à sortir de la poche pendant un mouvement de retrait de la poche corresponde au volume de matériau à couler (V0)ou bien jusqu'à ce que la somme du volume disponible Vd et du volume déjà coulé hors de la poche (volume dans le moule et volume dans l'entonnoir) corresponde au volume de matériau à couler V0 majoré de 1 à 5%.

[0053] A ce moment-là, la deuxième séquence se termine et le procédé entame la troisième séquence ou séquence de fin de coulée. Dans un premier temps, comme on le voit sur la figure 5, il s'agit de diminuer la valeur de l'angle d'inclinaison α alors que l'on a encore pendant un certain laps de temps un volume disponible Vd qui diminue, en étant inférieur au volume Vd2 de la deuxième séquence, et dont une partie Vd' s'écoule par le bec 104a. Ensuite, comme on le voit sur la figure 6, le jet 10a est absent car aucun matériau ne peut plus sortir de la poche 104, mais la plus grande partie Vt' du volume Vt de matériau en fusion qui remplissait l'entonnoir 106d continue à se déverser dans le moule 106 (débit Dm). Ainsi, lorsqu'on réalise la séquence de fin de coulée, on cherche à ce que la quantité de matériau qui s'écoule durant cette séquence de fin de coulée (Vd' + Vt') corresponde à la quantité de matière manquante (volume manquant Vm) dans le moule au début de cette séquence de fin de coulée.

[0054] Ainsi, cette troisième séquence du procédé de pilotage de coulée pour la machine de coulée de fonderie 100, pour la réalisation d'une séquence de fin de coulée qui suit une séquence de coulée, comporte l'étape suivante : ix) diminution de de l'angle d'inclinaison (α) de la poche 104 lorsque la somme entre le volume déjà coulé hors de la poche 104 et la portion du volume disponible Vd apte à sortir de la poche pendant un mouvement de retrait de la poche corresponde au volume de matériau à couler (V0)ou bien lorsque la somme du volume disponible Vd et du volume déjà coulé hors de la poche corresponde au volume de matériau à couler majoré de 1 à 5%. Cette diminution de l'angle d'inclinaison α pendant le mouvement de retrait de la poche 104 doit être assez rapide pour que la régulation soit au plus juste, à savoir que le calcul anticipé corresponde au plus près de la quantité de matière en fusion qui va.effectivement encore sortir de la poche 104 pendant ce retrait. Le mouvement de retrait de la poche 104 peut s'accompagner d'un mouvement de recul de la poche qui va en général être suivi d'un mouvement d'accélération vers un autre moule et son entonnoir, en vue de la prochaine coulée.

[0055] Le système de pilotage de coulée 102 peut, pour déterminer le moment d'arrêt de la coulée (le début de la troisième séquence), utiliser le calcul en temps réel du poids final de matériau potentiellement coulé depuis la poche qui correspondrait à un arrêt immédiat de la coulée, à savoir à une réduction forte de l'angle d'inclinaison α qui stopperait le jet 10a après une dernière quantité versée Vd'. Pour ce faire, on prend en compte le fait que ce poids final de matériau potentiellement coulé est la somme du poids déjà coulé et du poids qui s'écoulerait pendant le retrait de la poche ; avec le poids déjà coulé correspondant à la différence entre le poids initial et le poids en cours Pc de la poche et avec le poids qui s'écoulerait pendant le retrait de la poche correspondant à un calcul prenant en compte notamment le modèle théorique tridimensionnel de la poche, le débit de sortie Ds de la matière hors de la poche et la vitesse d'inclinaison de la poche.

[0056] Le système de pilotage de coulée 102 peut également prendre en compte d'autres informations pour réguler la position de la poche, et en particulier son inclinaison (angle d'inclinaison α) au cours de chaque séquence de l'opération de coulée. Ainsi, le système de pilotage de coulée 102 peut prendre en compte le débit moyen approximatif correspondant à une moyenne du débit de sortie du matériau en fusion hors de la poche 104 sur les précédentes coulées réalisées avec cette poche. Également, le système de pilotage de coulée 102 peut prendre en compte la durée probable totale de l'opération de coulée en extrapolant la variation de cette durée de coulée sur les précédentes coulées réalisées avec cette poche 104.

Signes de référence employés sur les figures

[0057] 10 Matériau en fusion 10a Jet 100 Machine de coulée 102 Système de pilotage de coulée 102a Commande du système de déplacement de la poche 104 Poche de coulée 104a Bec 104b Fond de la poche 106 Moule 106a Volume de moulage 106b Volume de moulage 106c Canaux d'alimentation 106d Entonnoir 108 Système de déplacement de la poche 110 Moyens de pesée de la poche 112 Dispositif de détection de niveau de l'entonnoir 114 Dispositif de détection de jet α Angle d'inclinaison de la poche A Flèche pour la variation/l'augmentation de l'angle d'inclinaison α Crb centre du rayon de bec Dm Débit pour le moule De Débit pour l'entonnoir Ds Débit de sortie de la poche Hm Hauteur de matériau dans la poche au-dessus de Lb J Flèche pour la détection de la présence/absence du jet Jc Information sur l'absence ou la présence du jet Lb Ligne de niveau de bec N Flèche pour la mesure du niveau de remplissage Nc Niveau de remplissage en cours de l'entonnoir N0 Valeur de consigne du niveau de remplissage de l'entonnoir P Flèche pour la mesure du poids Pc Poids en cours de la poche P0 Poids du matériau à couler dans le moule Slb Section du liquide au niveau du bec Sn Surface représentative du niveau de matériau dans l'entonnoir Nc Sj1 Surface représentative du jet 10a Sj2 Surface représentative du jet et du niveau de matériau dans l'entonnoir Nc V0 Volume du matériau à couler dans le moule Vc Volume en cours du matériau dans la poche (volume total) Vp Volume de réserve de la poche (sous Lp) Sp Surface de la poche selon Lp Vd Volume disponible au-dessus de Lp Vd1 Volume pour l'entonnoir Vd2 Volume pour le moule Ve Volume maximal d'entonnoir Vm Volume manquant dans l'entonnoir Vt Volume de consigne de l'entonnoir (volume pour le niveau N0)

Claims (21)

1. Machine de coulée (100) pour une fonderie, comportant: – - une poche (104) de coulée apte à contenir un matériau en fusion et à déverser par un bec le matériau en fusion selon un débit de sortie de poche Ds, dans une position de coulée dans laquelle la poche (104) est inclinée, l'inclinaison de la poche (104) étant caractérisée par un angle d'inclinaison (α), un modèle mathématique tridimensionnel de la forme de la poche (104) étant associé à ladite poche (104), – un entonnoir (106d) situé sous la poche (104) dans la position de coulée dans laquelle l'entonnoir (106d) est apte à recevoir le jet (10a) de matériau en fusion se déversant depuis la poche (104) de coulée, cet entonnoir (106d) présentant un volume d'entonnoir (Ve), – un moule (106) situé dans le prolongement de l'entonnoir (106d) pour permettre au matériau en fusion présent dans l'entonnoir (106d) de couler jusque dans le moule (106), ce moule (106) correspondant à un volume de matériau à couler (V0), – un système de pilotage de coulée (102) qui est apte à modifier, pendant l'opération de coulée, la position de la poche (104) y compris l'angle d'inclinaison (α) de la poche (104), afin de conserver une position de coulée, le système de pilotage de coulée (102) étant configuré pour permettre d'obtenir ou de maintenir le débit de sortie de poche Ds égal à ou proche d'une valeur de consigne Ds0.

2. Machine de coulée selon la revendication 1, dans laquelle le système de pilotage de coulée (102) est apte à établir la variation de l'angle d'inclinaison apte à maintenir le débit de sortie de poche Ds à ladite valeur de consigne Ds0 en prenant en compte le modèle mathématique tridimensionnel de la poche (104).

3. Machine de coulée selon la revendication 2, dans laquelle le modèle mathématique tridimensionnel de la poche (104) associe à chaque valeur de l'angle d'inclinaison (α) une valeur pour le paramètre suivant: – le volume de matériau en fusion contenu dans la poche (104) sous la ligne de niveau du bec (104a), appelé volume de réserve (Vp) de la poche (104).

4. Machine de coulée selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle le modèle mathématique tridimensionnel de la poche (104) associe à chaque valeur de l'angle d'inclinaison (α) une valeur pour le paramètre suivant: – la surface correspondant à l'intersection entre le volume interne de la poche (104) et la ligne de niveau du bec (104a), appelée surface de la poche (Sp) selon la ligne de niveau du bec (Lb).

5. Machine de coulée selon l'une des revendications 2 à 4, dans laquelle le modèle mathématique tridimensionnel de la poche (104) comporte la forme du bec (104).

6. Machine de coulée selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle le système de pilotage de coulée (102) est apte à établir la variation de l'angle d'inclinaison permettant de maintenir le débit de sortie de poche Ds à ladite valeur de consigne Ds0 en prenant en compte la viscosité du matériau en fusion.

7. Machine de coulée selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle le système de pilotage de coulée (102) est apte à établir la variation de l'angle d'inclinaison apte à maintenir le débit de sortie de poche Ds à ladite valeur de consigne Ds0 en prenant en compte le temps écoulé depuis le début de la coulée.

8. Machine de coulée selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle le système de pilotage de coulée (102) est apte à établir la variation de l'angle d'inclinaison apte à maintenir le débit de sortie de poche Ds à ladite valeur de consigne Ds0 en prenant en compte la variation du niveau en cours Nc de matériau en fusion dans l'entonnoir (106d)

9. Machine de coulée selon l'une des revendications 1 à 7, dans laquelle le système de pilotage de coulée (102) comporte en outre : * des moyens de pesée de la poche (104) de coulée qui sont aptes à fournir le poids en cours (Pc) de la poche (104) de coulée, et dans lequel le système de pilotage de coulée (102) est apte à calculer le débit de sortie de poche (Ds) en cours par le calcul de la dérivée de la valeur du poids en cours (Pc) de la poche.

10. Machine de coulée selon la revendication précédente, dans laquelle les moyens de pesée (110) de la poche (104) de coulée sont aptes à prendre en compte une correction du poids en cours résultant des forces engendrées par les mouvements de la poche, de son support et de son contenu.

11. Machine de coulée (100) selon l'une des revendications 1 à 9, dans laquelle le système de pilotage de coulée (102) comporte en outre * un dispositif de détection (112) du niveau de remplissage de l'entonnoir (106d) qui indique le niveau de remplissage en cours (Nc) du matériau en fusion dans l'entonnoir (106d) et dans laquelle le système de pilotage de coulée (102) est apte à modifier la consigne de débit Ds0 en fonction d'une valeur de consigne (N0) du niveau de remplissage de l'entonnoir (106d), en prenant en compte la différence et la dérivée de la différence entre la valeur de consigne (N0) du niveau de remplissage de l'entonnoir (106d) et le niveau de remplissage en cours (Nc) du matériau en fusion dans l'entonnoir (106d) indiqué par le dispositif (112) de détection du niveau de remplissage de l'entonnoir (106d).

12. Machine de coulée (100) selon la revendication précédente, dans laquelle le dispositif de détection (112) du niveau de remplissage de l'entonnoir (106d) comporte un système de prise de vue apte à générer une image de l'intérieur de l'entonnoir (106d), de sorte que pendant la coulée ladite image comprend une première zone correspondant à la surface du matériau en fusion contenu dans l'entonnoir (106d) et le cas échéant une deuxième zone correspondant au jet qui s'écoule.

13. Machine de coulée (100) selon l'une des revendications 1 à 12, dans laquelle le système de pilotage de coulée (102) est apte à calculer une nouvelle valeur de l'angle d'inclinaison (α) de la poche (104) qui prend en compte un volume disponible (Vd) correspondant au volume de matériau en fusion apte à sortir de la poche (104) par le bec (104a) dans la position angulaire en cours de la poche (104).

14. Machine de coulée (100) selon les revendication 3, 9 et 12, dans laquelle le système de pilotage de coulée (102) est apte à calculer, pour un angle d'inclinaison (α) en cours, le volume disponible (Vd) de matériau en fusion en prenant en compte le poids en cours (Pc) de la poche (104), issu des moyens de pesée (110), et le volume de réserve (Vp) de la poche (104) donné par le modèle mathématique tridimensionnel de la poche.

15. Machine de coulée (100) selon la revendication 13 ou 14, dans laquelle le volume disponible (Vd) est plus grand que ou égal à un volume disponible minimal correspondant au volume de matière en fusion qui s'écoule dans le moule (106) pendant le temps nécessaire au remplissage de l'entonnoir (106d) jusqu'à la valeur de consigne (N0) du niveau de remplissage de l'entonnoir (106d), pour une valeur donnée de l'angle d'inclinaison (α).

16. Machine de coulée (100) selon l'une des revendications 1 à 15, dans laquelle dans laquelle le système de pilotage de coulée (102) est apte à corriger le modèle tridimensionnel de la poche (104) en prenant en compte la différence entre un débit théorique de sortie du matériau en fusion hors de la poche (104) et un débit réel de sortie du matériau en fusion hors de la poche (104).

17. Machine de coulée (100) selon l'une des revendications 1 à 16, dans laquelle le système de pilotage de coulée (102) comporte en outre * un dispositif de détection de jet (114) permettant de signaler la présence d'un jet (10a) de matériau en fusion entre le bec (104a) de la poche (104) et l'entonnoir (106d).

18. Machine de coulée (100) selon la revendication précédente, dans laquelle le système de pilotage de coulée (102) est apte à corriger le modèle tridimensionnel de la poche (104) en prenant en compte la valeur de l'angle d'inclinaison (α) lorsque le dispositif de détection de jet (10a) détecte que le jet (10a) de matériau en fusion apparaît entre la poche (104) et l'entonnoir (106d).

19. Procédé de pilotage de coulée pour une machine de coulée (100) de fonderie selon l'une des revendications 1 à 18, avec une poche (104) remplie de matériau en fusion, pour la réalisation d'une séquence de pré-coulée, comportant les étapes suivantes : i) fourniture d'un volume maximal d'entonnoir Ve, d'une valeur de consigne (N0) du niveau de remplissage de l'entonnoir (106d), et d'un débit théorique du moule Dtm, ii) augmentation de l'angle d'inclinaison (α) de la poche (104), iii) recherche de la présence d'un jet (10a) de matériau en fusion entre le bec (104a) de la poche (104) et l'entonnoir (106d) et répétition de l'étape ii) tant qu'un jet n'est pas détecté, et lorsqu'un jet (10a) est détecté iv) mesure du niveau de remplissage en cours (Nc) du matériau en fusion dans l'entonnoir (106d), ce par quoi on détermine la quantité manquante (Vm) dans l'entonnoir (106d) pour atteindre la valeur de consigne (N0), v) augmentation de l'angle d'inclinaison (α) de la poche (104) avec une vitesse suffisante pour que la quantité manquante dans l'entonnoir (Vm) soit sensiblement égale à la différence entre un volume disponible Vd formé du volume de matériau en fusion apte à sortir de la poche (104) par le bec (104a) dans la position angulaire en cours de la poche (104) et un volume (Vd2) pour le moule (106) qui s'écoule dans le moule (106) pendant le remplissage de l'entonnoir (106d), vi) augmentation de l'angle d'inclinaison (α) de la poche (104) et réalisation itérative des étapes iv) à v) jusqu'à ce que le niveau de remplissage en cours du matériau en fusion dans l'entonnoir (106d) atteigne la valeur de consigne (N0) du niveau de remplissage de l'entonnoir (106d).

20. Procédé de pilotage de coulée d'une machine de coulée (100) de fonderie, selon la revendication précédente, pour la réalisation d'une séquence de coulée qui suit une séquence de pré-coulée, comportant les étapes suivantes : vi) augmentation de l'angle d'inclinaison (α) de la poche (104) jusqu'à ce que le débit de sortie de poche Ds atteigne la valeur dudit débit théorique du moule Dtm, vii) mesure du niveau de remplissage en cours (Nc) du matériau en fusion dans l'entonnoir (106d), viii) adaptation de l'angle d'inclinaison (α) de la poche (104) pour maintenir le niveau de remplissage dans l'entonnoir (106d) à une valeur proche de la valeur de consigne (N0) du niveau de remplissage de l'entonnoir (106d), ix) réalisation itérative des étapes vi) à viii) jusqu'à ce que la somme entre le volume déjà coulé hors de la poche (104) et la portion du volume disponible (Vd) apte à sortir de la poche pendant un mouvement de retrait de la poche corresponde au volume de matériau à couler (V0).

21. Procédé de pilotage de coulée d'une machine de coulée (100) de fonderie, selon la revendication précédente, pour la réalisation d'une séquence de fin de coulée qui suit une séquence de coulée, comportant l'étape suivante : ix) diminution de l'angle d'inclinaison (α) de la poche (104) lorsque la somme entre le volume déjà coulé hors de la poche (104) et la portion du volume disponible (Vd) apte à sortir de la poche pendant un mouvement de retrait de la poche corresponde au volume de matériau à couler (V0).