EP0665069B1 - Procédé et installation de planage d'une bande métallique mince - Google Patents

Procédé et installation de planage d'une bande métallique mince Download PDF

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EP0665069B1
EP0665069B1 EP95400163A EP95400163A EP0665069B1 EP 0665069 B1 EP0665069 B1 EP 0665069B1 EP 95400163 A EP95400163 A EP 95400163A EP 95400163 A EP95400163 A EP 95400163A EP 0665069 B1 EP0665069 B1 EP 0665069B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
strip
straightening
rollers
imbrication
mathematical model
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP95400163A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0665069A1 (fr
Inventor
Marc Bonnefont
Zalman Padwo
Jean-Baptiste Peyron
Paul Sabatier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Route De Feurs 41 f-42600 Savigneux
Clecim SAS
Original Assignee
Kvaerner Metals Clecim SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kvaerner Metals Clecim SA filed Critical Kvaerner Metals Clecim SA
Publication of EP0665069A1 publication Critical patent/EP0665069A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0665069B1 publication Critical patent/EP0665069B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D1/00—Straightening, restoring form or removing local distortions of sheet metal or specific articles made therefrom; Stretching sheet metal combined with rolling
    • B21D1/05—Stretching combined with rolling

Definitions

  • the subject of the invention is a method and an installation. leveling under tension of a thin metal strip.
  • Thin and hard steel sheets such as irons whites used in particular for manufacturing of packaging, are produced by rolling in the form of long, thin metal strips which then are processed, cut and formed according to intended use.
  • a thin metal strip should exhibit a number of qualities such as a excellent flatness, drawing ability, condition surface and mechanical properties in accordance with standards corresponding to the desired applications.
  • the metal strip undergoes a number of treatments and in particular it is subjected to a leveling often carried out by traction-bending and under imposed extension.
  • a leveling machine includes one or more two bending units each consisting of a pair of small diameter cylinders placed on either side of the strip and offset in height so as to determine, by their overlapping, a bent path of the strip producing alternate bending on the two cylinders.
  • the strip is subjected to a traction between two blocks tensioners placed on either side of the machine and each consisting of several rolls nested on which rolls up the tape.
  • the rolls of the two blocks tensioners are rotated at speeds slightly different so the speed of scrolling of the strip in the downstream tensioning block or slightly higher than the frame rate upstream.
  • the value can be determined by adjusting the difference scrolling speeds between upstream and downstream.
  • Leveling is carried out by subjecting the strip under tension at least two alternating flexions on small diameter cylinders. We know that during each bending, the stretched outer part of the strip can find in the field of plastic deformations, even if the applied tensile stress is much lower at the elastic limit. We can thus, without submitting the band to undue hardship, determine, between two tensioning blocks, sufficient elongation to exceed the length of the longest fiber so as to level the strip by equalizing the lengths of all its longitudinal fibers.
  • the transverse camber generally called "tile”
  • the defect in longitudinal camber also called “hanger” can be corrected on a scouring cylinder.
  • DE-A-2330064 describes a installation of this type comprising a pair of rollers of dressing by alternating flexions, an anti-tile roller and a camber defect correction roller longitudinal.
  • the latter can be replaced in a embodiment, by a multi-roller assembly comprising a row of lower rollers and a row of upper rollers whose orientation can be set to determine tapering overlaps.
  • This document defines the diameters to be given to rollers so that each defect is corrected by a particular device.
  • a residual longitudinal camber can hinder the introduction of the tape into the installations of following treatment and, in addition, may lead to deformations when the strip is cut into strips, according to the dimensions of the products to be manufactured.
  • the subject of the invention is a method making it possible to Correct satisfactorily the defects induced by the leveling, and in particular the longitudinal camber.
  • the process according to the invention gives great flexibility and allows, after having carried out a first choice, to immediately adapt the settings to the properties tape, if necessary, while scrolling.
  • the invention has essentially for the purpose of obtaining products with camber weak longitudinal, fairly homogeneous, and, in any case, to keep them, when necessary, in the same sense when it is impossible to get a more result satisfactory.
  • the method according to the invention is characterized in claim 1.
  • the method applies to a installation comprising a traction-flexion leveler comprising at least one bending unit consisting of a pair of cylinders offset in height and a set of multi-roller dressing with two frames, respectively lower and upper, each carrying a row of parallel rollers, longitudinally offset and in height, so as to determine, by nesting the rollers, a wavy path of the strip with bending alternating means for adjusting the nesting of cylinders of each bending unit, adjustment means the interlocking of the dresser assembly rollers and two tensioning blocks respectively placed upstream and downstream of the installation on the strip path for apply a tensile stress to it likely to determine an elongation of the strip whose the value is imposed by adjusting the speed of scrolling in said blocks.
  • the defects of flatness in the leveler by adjusting the speeds of scrolling and nesting of the leveling crews of so that the elongation imposed for leveling is, practically done right out of the leveler and corrects at least the defects in the multi-roller assembly of longitudinal camber due to passing through the leveler determining gradual overlaps of the rollers between the input and the output of the multi-roller assembly by tilting one row relative to the other, by so as to cause effects of alternate bending gradually decreasing which determine relaxation constraints, numbers and intensities of inflections alternating being determined by setting the nests respectively at the entrance and at the exit of the set multi-rollers to correct the camber defect without significantly increasing the elongation already achieved in the traction-flexion leveler.
  • Tile correction can be performed at the same time time as the longitudinal camber correction, in the multi-roller assembly, but we can also place a anti-tile device between the leveler and the assembly multi-rollers to at least partially correct the tile before entering the multi-roller assembly.
  • the nests are regulated in the flexion units of the leveler taking into account the dimensional and structural characteristics of the strip so as to achieve elongation in the leveler imposed for the flatness correction while maintaining, generally the tensile stress applied to the band below about 60% of the elastic limit of the metal and we adjust the nests, respectively to the input and output of the multi-roller assembly, for correct camber defects by limiting the increase of traction so that the elongation additional realized in the multi-roller assembly does normally not exceed 0.2%.
  • the nesting of the leveler and the multi-roller assembly are adjusted for each coil and / or determined in permanence during the running of the tape by a automation system taking into account all dimensional, structural and product quality, known cylinder diameters active, the tensions applied to the strip and the interactions between the different organs of the installation.
  • the system of automation is associated with a mathematical model on which are displayed, before processing a reel, all the characteristics specific to the product to process and specific to the installation, said model mathematics developing the nesting instructions for different organs from programmed equations and taking into account the indications obtained by measurement or by observation of residual flatness and longitudinal and transverse camber during the treatment of a strip of nature and dimensions analogues.
  • the automation system determines the nesting of different organs from established tables, for each type of product, taking into account the characteristics machine-specific and information obtained previously by measuring or observing faults longitudinal flatness and camber and transverse during the processing of a strip of nature and similar dimensions.
  • the operator can at any time correct manually each of the settings controlled by the system of automation based on measurements or observations performed on the product during and / or after treatment.
  • manual corrections as well are recorded, classified and possibly optimized in a self-adaptation system which memorizes and, after unlocking by the operator, introduces the necessary modifications into the system automation so that, later, the instructions thus corrected nesting are imposed on different organs during the course of the tape and for the following bands of the same type.
  • the invention therefore allows, when one has developed the process of planing a strip of characteristics determined, to automatically apply the same process to all bands having the same characteristics and, in particular, from the same origin, defects flatness resulting, among other things, from the whole history of the strip and its production process from steel liquid to its final and repeating form, generally, on bands of the same origin.
  • the corrections recorded in the system self-adaptation can be validated and introduced in the mathematical model which is readjusted so that the elaborate instructions correspond to nesting previously corrected.
  • the invention also provides the means get the right settings very quickly even for reels of a product whose characteristics do not not match those of one of the coils already processed.
  • these one or more types of reference approaching most of the new reel and we display on the automation system, i.e. the parameters corresponding to a very similar type, either interpolated parameters or extrapolated, so as to determine, according to the reference types, voltage setpoints and of nesting of the different organs, for the new coil.
  • Corrections thus made to the instructions given by the mathematical model are recorded in the self-adjusting system which can be unlocked by the operator, if the corrections made are appropriate, so that the corrected instructions are used to following the unwinding of the reel and for the reels analogues.
  • Figure 1 shows schematically, in section longitudinal, the whole of a leveling installation for implementing the method according to the invention.
  • Figure 2 is a block diagram of the adjustment of the entire installation.
  • Figure 3 is a block diagram, to scale enlarged, representing the passage of the strip in the multi-roller assembly.
  • FIG 1 there is shown in section longitudinal, the whole of a leveling installation of a metal strip 1 which, in the Figure, scrolls from the right to left passing successively through a upstream tensioning unit 2, a leveler 3 comprising, in the example shown, two bending units 31, 32, one anti-tile device 4, a multi-roller dressing set 5 and a downstream tensioning block 2 '.
  • All these devices are arranged in a frame 10 in cage shape associated with means not shown for maintenance or replacement of the various organs.
  • the two tensioning blocks 2, 2 ' are made up each, in the usual way, of several rolls fairly large diameter on which the strip 1 is wound to get the pull ups that are needed and that are rotated by a mechanism not shown, of so that the winding speed on the downstream block 2 'is a little higher than that of the upstream block 2, the speed difference can be set to determine the desired lengthening.
  • each flexure unit 30 comprises two crews of leveling 31, 32, placed, respectively, above and in below the strip.
  • Each leveling crew 31 (32) comprises a cylinder active 33 (33 ') of small diameter which is supported on the side opposite the strip, on support rollers 34 (34 '), the assembly being placed on a frame 35 (35 ′) which can slide vertically with respect to the cage 10 and the vertical position can be adjusted by one or more hydraulic or mechanical actuators 36 (36 ').
  • the upper crew 31 can move, under the action of jacks 36, between a high position standby, away from the web, and a low position of work, in contact with the band.
  • Mechanical cylinders screws 36 allow to vary the level of the crew lower 32 to adjust the nesting of the active cylinders 33, 33 '.
  • the second bending unit 30a can be adjusted from the same way. Furthermore, it is possible, as we have shown in Figure 1, to completely separate from the band active cylinders, which, depending on the case, to use either one bending unit or both.
  • the anti-tile device 4 which is of a type conventional, includes an active cylinder 41 placed between two rollers 45, 45 'of larger diameter and also resting on a set of support rollers 42 carried by a sliding frame 43 whose position can be adjusted by a jack 44. This makes it possible to adjust the pressure applied to the strip by the anti-tile cylinder 41 which fits between the two rollers 45, 45 '.
  • the anti-tile device is not always essential and can be deleted within simplest installations. However, it can be preferable to provide on the frame 10 of the installation a location 46 provided for the anti-tile device which, thus, can be added to the machine if necessary. Of even, the anti-tile cylinder 41 can be simply removed from the strip or put into service according to the qualities of sheets.
  • the multi-roller assembly 5 which is placed downstream of the anti-tile device 4 and before the downstream tensioning block 2 ', includes two sets of rollers, respectively one upper assembly 50 and a lower assembly 50 'arranged respectively on either side of the scroll plane of band 1.
  • Each set 50 (50 ') is carried by a chassis, respectively upper 6 and lower 6 ', and includes a row of parallel rollers 51 bearing, on the side opposite strip 1, on one or two rows of rollers support 52.
  • the two rows of rollers 51, 51 ' are offset longitudinally and can thus overlap one another by adjusting the relative levels of the frames 6, 6'. so as to define a zigzag path.
  • the lower row 51 ′ has one more roll than the upper row 51, but this arrangement depends on the circumstances, and in particular on the nature of the strip 1 and the distribution of the stresses.
  • the chassis 6 carrying the upper assembly 50 is mounted to slide vertically in two windows 61 of the cage 10 can be placed, by means of one or two jacks 62, either in the low working position, or in the waiting position separated from the band.
  • the 6 'chassis of the assembly lower 50 ' is mounted on a box-shaped frame 63 which can slide vertically in 61 'windows the cage 10 and whose position can be adjusted by a jack 64 thus allowing vertical movement, parallel to itself, from the bottom row of rollers 51 '.
  • the lower chassis 6 forms a cradle which rests on two circular tracks 65 provided on the frame 63 and forming a circular raceway centered on a horizontal axis parallel to the axes of the rollers 51 'and placed substantially at the level of the plane tangent to these last.
  • the cradle 6 ' can thus tilt relative to the frame 63 by turning around the axis of the raceway 65 under the action of a screw jack 66 mounted on the frame 55 and supported, by an articulated link system, on a arm 67 secured to the cradle 6 ', the latter being maintained applied to the raceway 65 by a jack 68 fixed on the frame 63 and allowing the play to be made up.
  • the screw jack 66 therefore makes it possible to give the row of lower rollers 51 'inclination adjustable by compared to upper row 51 while the cylinders screws 64, allow to increase or decrease overall the spacing between the two rows of rollers 51, 51 '.
  • Each positioning means 71 to 75 includes a regulator receiving, on a first input 71a to 75a, a positioning order provided by an automation system 8 and, on a second input 71b to 75b, a signal supplied by a measuring device M1 to M5 indicating, at each instant the respective positions of the organs correspondents, so that the correction necessary to adapt the effect of the organ considered at the order given, at the same instant, by the system automation 8.
  • pairs of pushbuttons B1 to B5 acting in opposite directions, allow the operator intervene, if necessary, on each means of positioning 71 to 75 to bring, in one direction or in the other, a correction to the position of the organ considered ordered by the automation system 8, taking into account information of all kinds which reaches him, by example by observing the cut product.
  • This imposed extension is determined in the manner usual taking into account the characteristics of the product and machine and staying in areas of predetermined voltage stresses.
  • the mathematical model 80 develops, on the one hand, an extension instruction and, on the other hand, instructions nesting of the different organs.
  • the elongation instruction is displayed at input 76a a device 76 for adjusting the drive mechanism 21 of the tensioning blocks 2, 2 ', such a mechanism allowing, in known manner, to maintain between the blocks upstream and downstream the speed difference corresponding to the imposed extension.
  • the elongation setpoint A depends on the diameters of the tension rollers in the upstream blocks 2 and downstream 2 'and can therefore be corrected by a device 83 to take into account the possible wear of these.
  • the installation is equipped with devices 22, 23, for measuring the voltages respectively Te at the input and Ts at the output, and the measured voltages are displayed at the input 82a of a device 82 of correction of instructions. If exceeded at predetermined values, the automation system can thus react, either by simple alarm or by action direct on all or part of the instructions it develops.
  • the nesting instructions P1, P2 ... P5 developed by the mathematical model 80 and thus corrected, are displayed, respectively, on the positioning means 71 to 75.
  • the mathematical model holds account of the interactions between the different organs for develop the nesting instructions so that the elongation imposed for the flatness correction either practically entirely carried out in the leveler 3 at by means of the two bending units 30, 30a, or one of them only, as the case may be.
  • the tensile-bending effect applied to the product depends on the diameters of the cylinders and rollers and this is why, before being displayed on each of the means 71 to 75, the corresponding setpoint is corrected in a device 84 associated with each means of positioning to correct the setpoint according to actual diameters of cylinders or rollers of the member considered, which can be measured, for example, at each machine shutdown.
  • the adjustment system can operate fully automatically, but with possibility of correcting instructions on intervention of operator to adjust nesting.
  • measuring devices M1 to M5 are associated with each organ and each provide a signal representative of the actual position, at the instant considered, cylinders or rollers of the corresponding member.
  • These signals are displayed on input 85a of a self-adaptation system 85 which, on the operator's order, may intervene on the automation system to correct nesting instructions automatically so that these correspond to the positions measured and that the operator corrections are maintained until the end of the reel as well as for the following coils of the same type.
  • the elongation actually achieved is measured. and displayed on input 85b of the self-adaptation system who can thus correct, depending on the effects observed, the elongation setpoint previously displayed on the mathematical model 80.
  • the self-adaptation system 85 is a system classification and management IT that records all settings, classifies the results and allows choose the optimal values for the band being treatment.
  • console 81 unlock the system self-adaptation by means of a dialogue link 86 man / machine to introduce into the automation system the corrected instructions which will thus be used for the continuation of the reel and for the reels of the same type.
  • the self-adaptation system 85 allows, from a mathematical model established for some almost immediately find the right products adjustments for new products or to adapt the system with new, more efficient instructions.
  • the operator can also know the faults of flatness to be corrected, for example if they are usual in a type of product. But he can also measure them using a device placed upstream of the installation. From tables or abacuses, or according to instructions data by a calculation system, the operator determines the elongation to be imposed in the leveler 3 to correct these faults. This elongation is displayed on the input 80c of the mathematical model 80 which, from programmed equations, determines the voltage imposed by the tensioning blocks 2, 2 ', and the theoretical positions of planing equipments 30, 30a, allowing to realize the lengthening imposed for leveling.
  • the model math also calculates the effects of camber transverse and longitudinal theoretically resulting from actions performed for planing and chooses a combination of tension and bending in the leveler to minimize camber.
  • residual effects are calculated and corrected in the multi-roller assembly 5 and, optionally, the anti-tile device 4, the nestings of which are determined by the mathematical model taking into account all the interactions between the elements of installation and so that the additional elongation made in the multi-roller assembly does not exceed 0.2%, the tension stress barely increased there.
  • the leveling result can be verified by tests performed on the tape leaving the installation and possibly cut into strips. Measures of the longitudinal or transverse camber could, possibly be performed while scrolling the band. Finally, the operator can also, by direct observation, observe imperfections and residual tape defects.
  • the operator preferably acts on the least sensitive actuators which give greater adjustment latitude.
  • it can vary first of all the nesting A2 at the end of the set multi-rollers to increase or decrease the number and the intensity of degressive flexions and, if necessary, act on the nesting A1 at the entry, this setting being more sensitive.
  • the operator can also intervene on the levelers 30, 30a, and possibly the anti-tile device 4, using push buttons B1 to B3, so that take into account the interactions between the two parts of the installation and perfect the leveling according to real characteristics and properties of the tape in course of progress.
  • the corrections made are saved and optimized in the self-adaptation system 85.
  • the competent authority considers, after verification, that the settings made are valid for all tapes of the type in progress, for example for all strips of the same thickness and classified in a same category, these settings are validated by the command 85c and, after unlocking the self-adaptation system 85, the corrections previously made and judged are introduced into the model memory mathematical so that, subsequently, the instructions corrected be imposed on other bands of the same category.
  • corrections can be made after validation, to the values found in the self-adaptation system 85.
  • a new coil does not does not correspond to a known type
  • the mathematical model 80 adjusts the tensions and nesting according to the displayed parameters and then controls the unwinding of the reel.
  • the operator can determine, by measurement or observation and from experience clean, the corrections that should be made to overlaps determined by the mathematical model. If the result is satisfactory, these corrections are validated by the competent authority and stored in the mathematical model which thus constitutes a new model subsequently applicable to all coils of the same type.
  • leveler could have only one leveling crew 30.
  • the second crew can be placed on the machine and simply put out of service when unnecessary. But we can also, for certain types of products, use a single machine single crew.
  • the multi-roller assembly can correct the tile defect and in some cases we could therefore remove the anti-tile device 4.
  • the arrangement of different organs as well as the order and number of active rollers of the multi-roller assembly 5 will determined according to the characteristics, in particular thickness and hardness, from product range to treat, normally, in the installation.
  • the upper row of rollers 51 usually has one roll less than the row lower 51 ', as shown in Figures 1 and 2, and the first active roller, on which the strip is completely tense, is often the second in the series, but this provision could be modified according to targeted deformations.
  • the two rows could have the same number of rollers, as in the case of Figure 3, or the longest row could be the top row.
  • Deflector roller 45 located just after the anti-drug can also be interchangeable and / or smaller diameter, and adjustable in height so as to make it more or less active compared to a simple deflector.
  • a set of 9 means measuring devices downstream of the output tensioner block 2 ' and comprising, for example, a device 91 for measuring residual flatness defects, for example from voltage constraints, a device 92 for measuring tile, for example by laser, and a device 93 for measuring of the defect in longitudinal camber or "arch", the measurements performed being displayed on the auto-adaptation system 85 which determines correction instructions possible.
  • the flatness measurement performed in 91 can determine a correction on the elongation imposed.
  • Detection of tile or camber faults longitudinal can lead to a correction of nesting, in priority over nesting A2 downstream of the multi-roller assembly 5 and, if necessary, on the nesting A1 at the entrance or on the nesting of the anti-tile device 4 when used.
  • the belt tension can also be measured at the outside of the installation by blood pressure monitors 94, 95, placed respectively upstream of the input tensioning block 2 and downstream of the output block 2 '. From these measurements external voltages, the automation system 8 can modify the elongation instructions if the coefficients tensor block multipliers become too important. Actions on exterior pull-ups can also be considered in the system, depending production contingencies and capacity regulation of parameters outside the installation.
  • a possible measurement of the intermediate voltage, by example in 96, upstream of the multi-roller assembly 5, can optionally be used to correct nesting of the leveling crews 30, 30a.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Straightening Metal Sheet-Like Bodies (AREA)

Description

L'invention a pour objet un procédé et une installation de planage sous traction d'une bande métallique mince.
Les tôles d'acier mince et dur telles que les fers blancs utilisées notamment pour la fabrication d'emballages, sont réalisées par laminage sous forme de bandes métalliques minces de grande longueur qui, ensuite, sont traitées, découpées et formées en fonction de l'utilisation prévue.
D'une façon générale, une bande métallique mince doit présenter un certain nombre de qualités telles qu'une excellente planéité, une aptitude à l'emboutissage, un état de surface et des propriétés mécaniques conformes aux normes correspondant aux applications souhaitées.
Pour obtenir ces qualités, la bande métallique subit un certain nombre de traitements et, en particulier, elle est soumise à un planage souvent réalisé par traction-flexion et sous allongement imposé.
Généralement, une machine de planage comprend une ou deux unités de flexion constituées chacune d'une paire de cylindres de faible diamètre placés de part et d'autre de la bande et décalés en hauteur de façon à déterminer, par leur imbrication, un trajet coudé de la bande produisant des flexions alternées sur les deux cylindres.
La bande est soumise à une traction entre deux blocs tensionneurs placés de part et d'autre de la machine et constitués chacun de plusieurs rouleaux imbriqués sur lesquels s'enroule la bande. Les rouleaux des deux blocs tensionneurs sont entraínés en rotation à des vitesses légèrement différentes de façon que la vitesse de défilement de la bande dans le bloc tensionneur aval soit un peu supérieure à la vitesse de défilement dans le bloc amont.
Il en résulte un allongement permanent de la bande dont la valeur peut être déterminée par réglage de la différence des vitesses de défilement entre l'amont et l'aval.
Le planage est réalisé en soumettant la bande sous tension à au moins deux flexions alternées sur des cylindres de faible diamètre. On sait que, lors de chaque flexion, la partie extérieure tendue de la bande peut se trouver dans le domaine des déformations plastiques, même si la contrainte de traction appliquée est bien inférieure à la limite élastique. On peut ainsi, sans soumettre la bande à une contrainte excessive, déterminer, entre les deux blocs tensionneurs, un allongement suffisant pour dépasser la longueur de la fibre la plus longue de façon à réaliser le planage de la bande par égalisation des longueurs de toutes ses fibres longitudinales.
Les allongements permanents obtenus pour un produit donné sont d'autant plus importants que les rayons de courbure sont faibles et les contraintes de traction élevées, ces dernières restant cependant toujours inférieures à la limite élastique.
On peut ainsi obtenir des bandes planes mais ces opérations induisent des contraintes internes dans l'épaisseur de la bande. Celles-ci s'équilibrent, mais conduisent cependant à une déformation du profil de la bande, qui présente, généralement, une cambrure dans le sens transversal, et souvent aussi, dans le sens longitudinal.
La cambrure transversale, généralement appelée "tuile", peut être assez facilement corrigée sur un dispositif dit anti-tuile, placé en aval de la planeuse et comportant un cylindre prenant appui sur la bande du côté opposé à celui du dernier cylindre de la planeuse et associé à deux rouleaux de plus grand diamètre.
Le défaut de cambrure longitudinale, appelé aussi "cintre", peut être corrigé sur un cylindre décintreur.
Le document DE-A-2330064, par exemple, décrit une installation de ce type comprenant une paire de rouleaux de dressage par flexions alternées, un rouleau anti-tuile et un rouleau de correction du défaut de cambrure longitudinale. Ce dernier peut être remplacé, dans un mode de réalisation, par un ensemble à multi-rouleaux comprenant une rangée de rouleaux inférieurs et une rangée de rouleaux supérieurs dont l'orientation peut être réglée pour déterminer des imbrications dégressives. Ce document définit les diamètres qu'il faut donner aux rouleaux pour que chaque défaut soit corrigé par un dispositif particulier.
Cependant, pour des bandes très minces et dures, la correction est difficile à effectuer, notamment en raison de la très grande sensibilité des dispositifs utilisés. En effet, pour des bandes très minces, les défauts sont très fugitifs et fluctuants pour un même réglage de machine.
Or, une cambrure longitudinale résiduelle peut gêner l'introduction de la bande dans les installations de traitement suivantes et, en outre, peut conduire à des déformations lorsque la bande est découpée en bandelettes, selon les dimensions des produits à fabriquer.
Il est possible d'agir manuellement sur les réglages de la machine mais, la bande défilant à très grande vitesse, on ne peut ainsi corriger que des défauts détectables et, nécessairement, avec un certain temps de retard. De plus, lors du déroulement d'une autre bobine, il peut être nécessaire de reprendre tous les réglages.
L'invention a pour objet un procédé permettant de corriger de façon satisfaisante les défauts induits par le planage, et en particulier la cambrure longitudinale. Le procédé selon l'invention donne une très grande souplesse d'exploitation et permet, après avoir effectué un premier choix, d'adapter immédiatement les réglages aux propriétés de la bande, si nécessaire, en cours de défilement.
D'une façon générale, l'invention a essentiellement pour but d'obtenir des produits présentant des cambrures longitudinales faibles, assez homogènes, et, en tout cas, de les maintenir, quand cela est nécessaire, dans le même sens lorsqu'il est impossible d'obtenir un résultat plus satisfaisant.
Le procédé selon l'invention est caractérisé dans la revendication 1. Le procédé s'applique à une installation comprenant une planeuse par traction-flexion comportant au moins une unité de flexion constituée d'une paire de cylindres décalés en hauteur et un ensemble de dressage à multi-rouleaux comportant deux châssis, respectivement inférieur et supérieur, portant chacun une rangée de rouleaux parallèles, décalés longitudinalement et en hauteur, de façon à déterminer, par imbrication des rouleaux, un trajet ondulé de la bande avec flexions alternées, des moyens de réglage de l'imbrication des cylindres de chaque unité de flexion, des moyens de réglage de l'imbrication des rouleaux de l'ensemble de dressage et deux blocs tensionneurs placés respectivement en amont et en aval de l'installation sur le trajet de la bande pour appliquer sur celle-ci une contrainte de traction susceptible de déterminer un allongement de la bande dont la valeur est imposée par réglage des vitesses de défilement dans lesdits blocs.
Conformément à l'invention, on corrige les défauts de planéité dans la planeuse en réglant les vitesses de défilement et l'imbrication des équipages de planage de façon que l'allongement imposé pour le planage soit, pratiquement réalisé dès la sortie de la planeuse et l'on corrige dans l'ensemble multi-rouleaux au moins les défauts de cambrure longitudinale dûs au passage dans la planeuse en déterminant des imbrications dégressives des rouleaux entre l'entrée et la sortie de l'ensemble multi-rouleaux par basculement d'une rangée par rapport à l'autre, de façon à provoquer des effets de flexions alternées progressivement décroissants qui déterminent une relaxation des contraintes, le nombres et les intensités des flexions alternées étant déterminés par réglage des imbrications respectivement à l'entrée et à la sortie de l'ensemble multi-rouleaux de façon à corriger le défaut de cambrure sans augmenter sensiblement l'allongement déjà réalisé dans la planeuse par traction-flexion.
La correction de tuile peut être effectuée, en même temps que la correction de cambrure longitudinale, dans l'ensemble multi-rouleaux, mais on peut aussi placer un dispositif anti-tuile entre la planeuse et l'ensemble multi-rouleaux pour corriger au moins partiellement la tuile avant l'entrée dans l'ensemble multi-rouleaux.
Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, on règle les imbrications dans les unités de flexion de la planeuse en tenant compte des caractéristiques dimensionnelles et structurelles de la bande de façon à réaliser dans la planeuse l'allongement imposé pour la correction de planéité en maintenant, généralement, la contrainte de traction appliquée sur la bande au-dessous de 60 % environ de la limite élastique du métal et l'on règle les imbrications, respectivement à l'entrée et à la sortie de l'ensemble multi-rouleaux, pour corriger les défauts de cambrure en limitant l'augmentation de la traction de telle sorte que l'allongement supplémentaire réalisé dans l'ensemble multi-rouleaux ne dépasse pas, normalement, 0,2 %.
Selon l'invention, les imbrications de la planeuse et de l'ensemble multi-rouleaux sont ajustées pour chaque bobine et/ou déterminées en permanence au cours du défilement de la bande par un système d'automatisme prenant en compte toutes les caractéristiques dimensionnelles, structurelles et qualitatives du produit, les diamètres connus des cylindres actifs, les tensions appliquées sur la bande et les interactions entre les différents organes de l'installation.
De façon particulièrement avantageuse, le système d'automatisme est associé à un modèle mathématique sur lequel sont affichées, avant le traitement d'une bobine, l'ensemble des caractéristiques propres au produit à traiter et propres à l'installation, ledit modèle mathématique élaborant les consignes d'imbrication des différents organes à partir d'équations programmées et en tenant compte des indications obtenues par mesure ou par observation des défauts résiduels de planéité et de cambrure longitudinale et transversale au cours du traitement d'une bande de nature et de dimensions analogues.
Cependant, dans un mode de réalisation simplifié, le système d'automatisme détermine les imbrications des différents organes à partir de tables établies, pour chaque type de produit, en tenant compte des caractéristiques propres à la machine et des indications obtenues précédemment par mesure ou par observation des défauts résiduels de planéité et de cambrure longitudinale et transversale au cours du traitement d'une bande de nature et de dimensions analogues.
Selon une autre caractéristique extrêmement avantageuse, l'opérateur peut à tout instant corriger manuellement chacun des réglages commandés par le système d'automatisme en fonction de mesures ou d'observations effectuées sur le produit pendant et/ou après le traitement.
De préférence, les corrections manuelles ainsi effectuées sont enregistrées, classées et éventuellement optimisées dans un système d'auto-adaptation qui les mémorise et, après déverrouillage par l'opérateur, introduit les modifications nécessaires dans le système d'automatisme de façon que, par la suite, les consignes d'imbrication ainsi corrigées soient imposées aux différents organes au cours du déroulement de la bande et pour les bandes suivantes de même type.
L'invention permet donc, lorsque l'on a mis au point le processus de planage d'une bande de caractéristiques déterminées, d'appliquer automatiquement le même processus à toutes bandes présentant les mêmes caractéristiques et, en particulier, provenant de la même origine, les défauts de planéité résultant, entre autres, de toute l'histoire de la bande et de son processus d'élaboration depuis l'acier liquide jusqu'à sa forme finale et se répétant, généralement, sur les bandes de même origine.
Par ailleurs, après vérification par une autorité compétente, les corrections enregistrées dans le système d'auto-adaptation peuvent être validées et introduites dans le modèle mathématique qui est recalé de façon que les consignes élaborées correspondent aux imbrications préalablement corrigées.
Cependant, l'invention donne également les moyens d'obtenir très rapidement les bons réglages même pour des bobines d'un produit dont les caractéristiques ne correspondent pas à celles de l'une des bobines déjà traitées. Dans ce cas, en effet, on peut choisir parmi celles-ci un ou plusieurs types de référence se rapprochant le plus de la nouvelle bobine et l'on affiche sur le système d'automatisme, soit les paramètres correspondant à un type très voisin, soit des paramètres interpolés ou extrapolés, de façon à déterminer, en fonction du ou des types de référence, les consignes de tension et d'imbrication des différents organes, pour la nouvelle bobine. On commande alors le déroulement de la bobine et l'opérateur corrige manuellement les consignes déterminées par le système d'automatisme en fonction des effets obtenus sur la bande en cours de déroulement.
Les corrections ainsi apportées aux consignes données par le modèle mathématique sont enregistrées dans le système d'auto-adaptation qui peut être déverrouillé par l'opérateur, si les corrections apportées sont judicieuses, de façon que les consignes corrigées soient utilisées pour la suite du déroulement de la bobine et pour les bobines analogues.
Après approbation et validation par une autorité compétente, les consignes corrigées peuvent être mémorisées dans le modèle mathématique pour constituer un nouveau modèle utilisable, par la suite, pour toutes les bobines analogues. Une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est caractérisée dans la revendication 13.
L'invention sera mieux comprise par la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné à titre d'exemple et représenté sur les dessins annexés.
La Figure 1 représente schématiquement, en coupe longitudinale, l'ensemble d'une installation de planage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
La Figure 2 est un schéma fonctionnel du système de réglage de l'ensemble de l'installation.
La Figure 3 est un schéma de principe, à échelle agrandie, représentant le passage de la bande dans l'ensemble multi-rouleaux.
Sur la Figure 1, on a représenté en coupe longitudinale, l'ensemble d'une installation de planage d'une bande métallique 1 qui, sur la Figure, défile de la droite vers la gauche en passant successivement dans un bloc tensionneur amont 2, une planeuse 3 comportant, dans l'exemple représenté, deux unités de flexion 31, 32, un dispositif anti-tuile 4, un ensemble de dressage à multi-rouleaux 5 et un bloc tensionneur aval 2'.
Tous ces appareils sont disposés dans un bâti 10 en forme de cage associé à des moyens non représentés pour l'entretien ou le remplacement des différents organes.
Les deux blocs tensionneurs 2, 2', sont constitués chacun, de la façon habituelle, de plusieurs rouleaux d'assez grand diamètre sur lesquels la bande 1 s'enroule pour obtenir les tractions nécessaires et qui sont entraínés en rotation par un mécanisme non représenté, de telle sorte que la vitesse d'enroulement sur le bloc aval 2' soit un peu supérieure à celle du bloc amont 2, la différence de vitesse pouvant être réglée pour déterminer l'allongement souhaité.
La planeuse 3 est de type classique et, en particulier, chaque unité de flexion 30 comprend deux équipages de planage 31, 32, placés, respectivement, au-dessus et en dessous de la bande.
Chaque équipage de planage 31 (32) comprend un cylindre actif 33 (33') de faible diamètre qui prend appui, du côté opposé à la bande, sur des rouleaux de soutien 34 (34'), l'ensemble étant placé sur un châssis 35 (35') qui peut coulisser verticalement par rapport à la cage 10 et dont la position verticale peut être réglée par un ou plusieurs actionneurs hydrauliques ou mécaniques 36 (36').
Généralement, l'équipage supérieur 31 peut se déplacer, sous l'action de vérins 36, entre une position haute d'attente, écartée de la bande, et une position basse de travail, au contact de la bande. Des vérins mécaniques à vis 36 permettent de faire varier le niveau de l'équipage inférieur 32 pour régler l'imbrication des cylindres actifs 33, 33'.
La seconde unité de flexion 30a peut être réglée de la même façon. En outre, il est possible, comme on l'a représenté sur la Figure 1, d'écarter complètement de la bande les cylindres actifs, ce qui permet, selon les cas, d'utiliser, soit une seule unité de flexion, soit les deux.
Le dispositif anti-tuile 4, qui est d'un type classique, comprend un cylindre actif 41 placé entre deux rouleaux 45, 45' de plus grand diamètre et reposant également sur un ensemble de rouleaux de soutien 42 portés par un châssis coulissant 43 dont la position peut être réglée par un vérin 44. Celui-ci permet de régler la pression appliquée sur la bande par le cylindre anti-tuile 41 qui s'imbrique entre les deux rouleaux 45, 45'.
On notera que le dispositif anti-tuile n'est pas toujours indispensable et peut être supprimé dans les installations les plus simples. Toutefois, il peut être préférable de prévoir sur le bâti 10 de l'installation un emplacement 46 prévu pour le dispositif anti-tuile qui, ainsi, pourra être ajouté à la machine en cas de besoin. De même, le cylindre anti-tuile 41 pourra être simplement écarté de la bande ou mis en service selon les qualités des tôles.
L'ensemble multi-rouleaux 5, qui est placé en aval du dispositif anti-tuile 4 et avant le bloc tensionneur aval 2', comprend deux ensembles de rouleaux, respectivement un ensemble supérieur 50 et un ensemble inférieur 50' disposés respectivement de part et d'autre du plan de défilement de la bande 1.
Chaque ensemble 50 (50') est porté par un châssis, respectivement supérieur 6 et inférieur 6', et comprend une rangée de rouleaux parallèles 51 prenant appui, du côté opposé à la bande 1, sur une ou deux rangées de galets d'appui 52.
Les deux rangées de rouleaux 51, 51', sont décalées longitudinalement et peuvent ainsi s'imbriquer l'une dans l'autre en réglant les niveaux relatifs des châssis 6, 6'. de façon à définir un trajet en zig-zag. Généralement, la rangée inférieure 51' compte un rouleau de plus que la rangée supérieure 51, mais cette disposition dépend des circonstances, et notamment de la nature de la bande 1 et de la répartition des contraintes.
Le châssis 6 portant l'ensemble supérieur 50 est monté coulissant verticalement dans deux fenêtres 61 de la cage 10 peut être placé, au moyen d'un ou deux vérins 62, soit en position basse de travail, soit en position d'attente écartée de la bande.
D'une façon analogue, le châssis 6' de l'ensemble inférieur 50' est monté sur un bâti en forme de caisson 63 qui peut coulisser verticalement dans des fenêtres 61' de la cage 10 et dont la position peut être réglée par un vérin 64 permettant ainsi le déplacement vertical, parallèlement à elle-même, de la rangée inférieure de rouleaux 51'.
Cependant, le châssis inférieur 6' forme un berceau qui repose sur deux pistes circulaires 65 ménagées sur le bâti 63 et formant un chemin de roulement circulaire centré sur un axe horizontal parallèle aux axes des rouleaux 51' et placé sensiblement au niveau du plan tangent à ces derniers.
Le berceau 6' peut ainsi basculer par rapport au bâti 63 en tournant autour de l'axe du chemin de roulement 65 sous l'action d'un vérin à vis 66 monté sur le bâti 55 et prenant appui, par un système à biellette articulée, sur un bras 67 solidaire du berceau 6', celui-ci étant maintenu appliqué sur le chemin de roulement 65 par un vérin 68 fixé sur le bâti 63 et permettant le rattrapage des jeux.
D'autres systèmes de basculement pourraient évidemment être utilisés à cet effet.
Le vérin à vis 66 permet donc de donner à la rangée de rouleaux inférieurs 51' une inclinaison réglable par rapport à la rangée supérieure 51 alors que les vérins à vis 64, permettent d'augmenter ou de diminuer globalement l'espacement entre les deux rangées de rouleaux 51, 51'.
Il est ainsi possible, en agissant séparément ou simultanément sur les vérins à vis 64 et 66, de régler les imbrications des rouleaux à l'entrée et à la sortie de l'ensemble multi-rouleaux 5 pour déterminer une imbrication progressivement dégressive des rouleaux dans le sens de défilement de la bande, comme on l'a représenté sur la Figure 3.
Bien entendu, d'autres moyens équivalents, par exemple vérins hydrauliques ou autres actionneurs, peuvent être utilisés pour modifier les imbrications et les orientations relatives des deux ensembles de rouleaux.
D'une façon générale, il est possible, en agissant de façon combinée sur les vérins de réglage 64 et 66, de régler les entraxes A1 à l'entrée et A2 à la sortie de la planeuse, pour modifier l'intensité et, éventuellement, le nombre des flexions inversées, de la façon indiquée sur la Figure 3.
A cet effet, l'installation est avantageusement associée à un système de réglage 7, représenté schématiquement sur la Figure 2, et comprenant des moyens de positionnement 71 à 75 agissant respectivement :
  • sur les vérins 36, 36a, pour le réglage des imbrications P1, P2, respectivement des deux unités de flexion 30, 30a,
  • sur le vérin 44 pour le réglage de l'effet T du dispositif anti-tuile 4,
  • sur les vérins à vis 64 et 66, pour le réglage des entraxes A1 à l'entrée et A2 à la sortie de l'ensemble multi-rouleaux 5.
Chaque moyen de positionnement 71 à 75, comprend un régulateur recevant, sur une première entrée 71a à 75a, un ordre de positionnement fourni par un système d'automatisme 8 et, sur une seconde entrée 71b à 75b, un signal fourni par un dispositif de mesure M1 à M5 indiquant, à chaque instant, les positions respectives des organes correspondants, de façon à commander immédiatement la correction nécessaire pour adapter l'effet de l'organe considéré à l'ordre donné, au même instant, par le système d'automatisme 8.
En outre, des paires de boutons-poussoirs B1 à B5, agissant en des sens opposés, permettent à l'opérateur d'intervenir, en cas de besoin, sur chaque moyen de positionnement 71 à 75 pour apporter, dans un sens ou dans l'autre, une correction à la position de l'organe considéré ordonnée par le système d'automatisme 8, en tenant compte des informations de toutes sortes qui lui parviennent, par exemple par l'observation du produit découpé.
Le système d'automatisme 8 élabore la consigne de position, à chaque instant, de chacun des moyens de positionnement 71 à 75, à partir d'un ensemble de tables et/ou un modèle mathématique 80 programmé de façon à tenir compte des différentes caractéristiques de l'installation et du produit à planer et, en particulier :
  • de la nature du produit, du code Qualité et du code Défaut,
  • de l'épaisseur et de la largeur,
  • de la destination.
On peut en effet établir, de façon connue, des tables et des équations qui permettent de définir les actions à exercer sur le produit par chacun des organes de la machine en tenant compte des caractéristiques mécaniques de la machine, du diamètre connu des cylindres et rouleaux, de leur nombre et de leurs imbrications, ainsi que des contraintes appliquées sur le produit et des interactions entre les différents organes.
Ces tables et ces équations sont programmées dans le modèle mathématique 80 dans lequel l'opérateur peut introduire, par une entrée 80a, l'ensemble des'paramètres (p) propres au produit et, notamment, ceux qui ont été indiqués ci-dessus, et par une entrée 80b les paramètres (m) propres à la machine, tels que les diamètres des cylindres et rouleaux de chacun des organes de la machine, qui peuvent être mesurés en permanence ou bien vérifiés lors des arrêts. Ces paramètres sont introduits par l'opérateur, au moyen d'un pupitre 81, à l'arrivée d'une nouvelle bobine ou d'une série de bobines d'un certain type.
Sur une autre entrée 80c du modèle mathématique 80, est affiché l'allongement A qui doit être imposé à la bande pour corriger le défaut de planéité détecté en amont de l'installation, par exemple par un rouleau de mesure de planéité de type connu.
Cet allongement imposé est déterminé de la façon habituelle en tenant compte des caractéristiques du produit et de la machine et en restant dans des domaines de contraintes de tension prédéterminées.
A partir de tous ces paramètres et des équations programmées, le modèle mathématique 80 élabore, d'une part, une consigne d'allongement et, d'autre part, des consignes d'imbrication des différents organes.
La consigne d'allongement est affichée à l'entrée 76a d'un dispositif 76 de réglage du mécanisme d'entraínement 21 des blocs tensionneurs 2, 2', un tel mécanisme permettant, de façon connue, de maintenir entre les blocs amont et aval la différence de vitesse correspondant à l'allongement imposé.
Cependant, la consigne d'allongement A dépend des diamètres des rouleaux tensionneurs dans les blocs amont 2 et aval 2' et peut donc être corrigée par un dispositif 83 pour tenir compte de l'usure éventuelle de ceux-ci.
Les tensions Te et Ts appliquées sur la bande, respectivement à l'entrée et à la sortie de l'installation, sont une conséquence du procédé et n'interviennent pas, normalement, dans le système de détermination des consignes. Cependant, ces tensions doivent évidemment être limitées pour des raisons de sécurité et, de toutes façons, doivent toujours rester inférieures à la limite élastique du produit et, de préférence, comprises entre 20 et 60 %, environ, de celle-ci, les plus fortes tractions se rapportant aux bandes les plus minces et à plus forte limite élastique.
A cet effet, l'installation est équipée de dispositifs 22, 23, de mesure des tensions respectivement Te à l'entrée et Ts à la sortie, et les tensions mesurées sont affichées à l'entrée 82a d'un dispositif 82 de correction des consignes. En cas de dépassement par rapport à des valeurs prédéterminées, le système d'automatisme peut ainsi réagir, soit par alarme simple, soit par action directe sur tout ou partie des consignes qu'il élabore.
Les consignes d'imbrication P1, P2 ... P5 élaborées par le modèle mathématique 80 et ainsi corrigées, sont affichées, respectivement, sur les moyens de positionnement 71 à 75. Comme on l'a indiqué, le modèle mathématique tient compte des interactions entre les différents organes pour élaborer les consignes d'imbrication de façon que l'allongement imposé pour la correction de planéité soit réalisé pratiquement en totalité dans la planeuse 3 au moyen des deux unités de flexion 30, 30a, ou de l'une d'entre elles seulement, selon les cas.
Cependant, l'effet de traction-flexion appliqué sur le produit dépend des diamètres des cylindres et rouleaux et c'est pourquoi, avant d'être affichée sur chacun des moyens de positionnement 71 à 75, la consigne correspondante est corrigée dans un dispositif 84 associé à chaque moyen de positionnement pour corriger la consigne en fonction des diamètres réels des cylindres ou rouleaux de l'organe considéré, qui peuvent être mesurés, par exemple, à chaque arrêt de la machine.
Par ailleurs, l'opérateur peut aussi, comme on l'a indiqué, intervenir sur les réglages des différents organes de la machine au moyen des boutons poussoirs B1 à B5.
Bien entendu, de telles corrections ne peuvent être faites que par un opérateur habilité.
Grâce à ces dispositions, le système de réglage peut fonctionner entièrement de façon automatique, mais avec possibilité de correction des consignes sur intervention de l'opérateur pour ajustement des imbrications.
En effet, des dispositifs de mesure M1 à M5 sont associés à chaque organe et fournissent chacun un signal représentatif de la position réelle, à l'instant considéré, des cylindres ou rouleaux de l'organe correspondant. Ces signaux sont affichés sur l'entrée 85a d'un système d'auto-adaptation 85 qui, sur ordre de l'opérateur, peut intervenir sur le système d'automatisme pour corriger automatiquement les consignes d'imbrication de façon que celles-ci correspondent aux positions mesurées et que les corrections effectuées par l'opérateur soient maintenues jusqu'à la fin du déroulement de la bobine ainsi que pour les bobines suivantes de même type.
D'autre part, après validation par une autorité compétente sur une entrée 85c du système d'auto-adaptation 85, ce dernier peut intervenir sur le modèle mathématique 80 pour corriger certaines valeurs contenues dans les tables et recaler le modèle mathématique, en fonction des valeurs de réglage effectivement utilisées.
De même, l'allongement effectivement réalisé est mesuré et affiché sur l'entrée 85b du système d'auto-adaptation qui peut ainsi corriger, en fonction des effets constatés, la consigne d'allongement précédemment affichée sur le modèle mathématique 80.
Le système d'auto-adaptation 85 est un système informatique de classement et de gestion qui enregistre tous les réglages, classe les résultats et permet de choisir les valeurs optimales pour la bande en cours de traitement.
Cependant, tous ces réglages sont simplement gardés en réserve dans le système d'auto-adaptation, qui est verrouillé par un dispositif 87, l'installation restant pilotée par le modèle mathématique avec possibilité d'intervention manuelle de l'opérateur.
Ce dernier, s'il juge les corrections judicieuses, peut, à partir du pupitre 81, déverrouiller le système d'auto-adaptation au moyen d'une liaison 86 de dialogue homme/machine pour introduire dans le système d'automatisme les consignes corrigées qui seront ainsi utilisées pour la suite du déroulement de la bobine et pour les bobines suivantes de même type.
L'ensemble des corrections apportées restent en mémoire dans le système d'auto-adaptation jusqu'à vérification par une autorité compétente qui, par une commande 85c, peut ordonner la validation de certaines corrections et le recalage correspondant du modèle mathématique 80.
De la sorte, le modèle mathématique établi à partir d'équations et de considérations théoriques peut être adapté aux effets mesurés ou observés sur le produit.
En outre, le système d'auto-adaptation 85 permet, à partir d'un modèle mathématique établi pour certains produits, de trouver presque immédiatement les bons réglages pour des produits nouveaux ou bien d'adapter le système à des consignes nouvelles plus performantes.
En pratique, lorsqu'une nouvelle bobine est introduite dans l'installation, l'opérateur connait un certain nombre de paramètres propres au produit tels que ses différentes caractéristiques mécaniques et dimensionnelles, épaisseur, largeur, dureté, composition, etc... ainsi que sa destination et introduit ces paramètres, au moyen du pupitre 81, dans le modèle mathématique 80.
L'opérateur peut également connaítre les défauts de planéité à corriger, par exemple s'ils sont habituels à un type de produit. Mais il peut aussi les mesurer au moyen d'un dispositif placé en amont de l'installation. A partir de tables ou d'abaques, ou encore selon des consignes données par un système de calcul, l'opérateur détermine l'allongement qu'il y a lieu d'imposer dans la planeuse 3 pour corriger ces défauts. Cet allongement est affiché sur l'entrée 80c du modèle mathématique 80 qui, à partir des équations programmées, détermine la tension imposée par les blocs tensionneurs 2, 2', et les positions théoriques des équipages de planage 30, 30a, permettant de réaliser l'allongement imposé pour le planage. Le modèle mathématique calcule également les effets de cambrure transversale et longitudinale résultant, théoriquement, des actions effectuées pour le planage et choisit une combinaison entre les tensions et les flexions dans la planeuse permettant de minimiser les cambrures. Cependant, les effets résiduels sont calculés et corrigés dans l'ensemble multi-rouleaux 5 et, éventuellement, le dispositif anti-tuile 4, dont les imbrications sont déterminées par le modèle mathématique en tenant compte de toutes les interactions entre les éléments de l'installation et de façon que l'allongement supplémentaire réalisé dans l'ensemble multi-rouleaux ne dépasse pas 0,2 %, la contrainte de tension y étant à peine augmentée.
Le résultat du planage peut être vérifié par des tests effectués sur la bande sortant de l'installation et éventuellement découpée en bandelettes. Des mesures de la cambrure longitudinale ou transversale pourraient, éventuellement, être effectuées au cours du défilement de la bande. Enfin, l'opérateur peut également, par observation directe, constater des imperfections et des défauts résiduels de la bande.
Il peut ainsi décider de corriger certaines des consignes d'imbrication élaborées par le modèle mathématique et corriger lui-même certaines des imbrications calculées, grâce aux boutons-poussoirs B1 à B5.
Ces corrections étant faites en cours de défilement de la bande, l'opérateur agit, de préférence, sur les actionneurs les moins sensibles qui donnent une plus grande latitude de réglage. En particulier, il peut faire varier tout d'abord l'imbrication A2 à la sortie de l'ensemble multi-rouleaux pour augmenter ou diminuer le nombre et l'intensité des flexions dégressives et, en cas de besoin, agir sur l'imbrication A1 à l'entrée, ce réglage étant plus sensible.
Grâce aux larges possibilités de réglage données par l'ensemble multi-rouleaux, cette action manuelle de l'opérateur est essentielle pour la suppression de la cambrure longitudinale.
Cependant, l'opérateur peut aussi intervenir sur les planeuses 30, 30a, et, éventuellement, le dispositif anti-tuile 4, au moyen des boutons poussoirs B1 à B3, de façon à tenir compte des interactions entre les deux parties de l'installation et parfaire le planage en fonction des caractéristiques réelles et des propriétés de la bande en cours de déroulement.
Comme on l'a indiqué, les corrections effectuées sont enregistrées et optimisées dans le système d'auto-adaptation 85.
Si l'autorité compétente estime, après vérification, que les réglages effectués sont valables pour toutes les bandes du type en cours de déroulement, par exemple pour toutes les bandes de même épaisseur et classées dans une même catégorie, ces réglages sont validés par la commande 85c et, après déverrouillage du système d'auto-adaptation 85, les corrections précédemment effectuées et jugées optimales sont introduites dans la mémoire du modèle mathématique de façon que, par la suite, les consignes corrigées soient imposées aux autres bandes de la même catégorie.
De même, des corrections peuvent être apportées, après validation, aux valeurs se trouvant dans le système d'auto-adaptation 85.
D'une façon analogue, si une nouvelle bobine ne correspond pas à un type connu, on peut, en fonction de certains paramètres tels que ses dimensions, la nature du métal et sa dureté, choisir, parmi les types connus, un ou plusieurs types de référence se rapprochant le plus de la nouvelle bobine et afficher sur le modèle mathématique soit les paramètres correspondant à un type très voisin, soit des paramètres obtenus par intrapolation ou extrapolation.
Le modèle mathématique 80 règle les tensions et les imbrications en fonction des paramètres affichés et l'on commande alors le déroulement de la bobine.
Au cours du déroulement, l'opérateur peut déterminer, par mesure ou par observation et à partir de son expérience propre, les corrections qu'il y a lieu d'apporter aux imbrications déterminées par le modèle mathématique. Si le résultat est satisfaisant, ces corrections sont validées par l'autorité compétente et mises en mémoire dans le modèle mathématique qui constitue ainsi un nouveau modèle applicable par la suite, à toutes les bobines du même type.
Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux détails du mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre de simple exemple et qui pourrait faire l'objet de variantes sans s'écarter du cadre des revendications.
En particulier, on a décrit une machine complète mais, dans certains cas, certains organes pourraient être inutiles.
On a déjà indiqué, par exemple, que la planeuse pouvait comporter un seul équipage de planage 30. Le second équipage peut être placé sur la machine et, simplement, mis hors service lorsqu'il est inutile. Mais on peut aussi, pour certains types de produits, utiliser une machine à un seul équipage.
De même, l'ensemble multi-rouleaux peut corriger le défaut de tuile et, dans certains cas, on pourrait donc supprimer le dispositif anti-tuile 4.
A cet égard, il faut noter que les dispositions respectives des équipages de planage 30, 30a et du dispositif antituile 4 par rapport à la bande 1, telles qu'elles ont été représentées sur les Figures 1 et 2, correspondent au cas le plus courant, mais pourraient éventuellement être inversées, le cylindre antituile 41 se trouvant alors au-dessus de la bande 1.
D'une façon générale, en effet, la disposition des différents organes ainsi que l'ordre et le nombre des rouleaux actifs de l'ensemble multi-rouleaux 5 seront déterminés en fonction des caractéristiques, notamment l'épaisseur et la dureté, de la gamme de produits à traiter, normalement, dans l'installation.
En particulier, la rangée de rouleaux supérieure 51 compte généralement un rouleau de moins que la rangée inférieure 51', comme indiqué sur les Figures 1 et 2, et le premier rouleau actif, sur lequel la bande est compltement tendue, est souvent le deuxime de la série, mais cette disposition pourrait être modifiée en fonction des déformations visées. Par exemple, les deux rangées pourraient présenter le même nombre de rouleaux, comme dans le cas de la Figure 3, ou bien la rangée la plus longue pourrait être la rangée supérieure.
Le rouleau déflecteur 45 situé juste après l'antituile peut aussi être interchangeable et/ou de plus petit diamètre, et réglable en hauteur de manière à le rendre plus ou moins actif comparé à un simple déflecteur.
Il est bien évident, d'autre part, que la configuration représentée peut être modifiée, certains déflecteurs peuvent être supprimés ou, au contraire, ajoutés à d'autres endroits de l'installation.
Par ailleurs, on a décrit une installation particulièrement perfectionnée dans laquelle tous les réglages sont élaborés à partir de tables et d'un modèle mathématique. Dans certains cas simples, cependant, on pourrait se servir uniquement de tables établies pour différents types de produit, à partir des opérations effectuées auparavant sur la même machine pour des produits analogues.
Si l'on dispose des appareillages nécessaires, on peut aussi compléter l'installation par un ensemble 9 de moyens de mesure placés en aval du bloc tensionneur de sortie 2' et comportant, par exemple, un dispositif 91 de mesure des défauts résiduels de planéité, par exemple à partir des contraintes de tension, un dispositif 92 de mesure de tuile, par exemple par laser, et un dispositif 93 de mesure du défaut de cambrure longitudinale ou "cintre", les mesures effectuées étant affichées sur le système d'auto-adaptation 85 qui détermine des consignes de correction éventuelles. Par exemple, la mesure de planéité effectuée en 91 peut déterminer une correction sur l'allongement imposé. La détection de défauts de tuile ou de cambrure longitudinale peut entraíner une correction des imbrications, en priorité sur l'imbrication A2 à l'aval de l'ensemble multi-rouleaux 5 et, en cas de besoin, sur l'imbrication A1 à l'entrée ou sur l'imbrication du dispositif anti-tuile 4 lorsque celui-ci est utilisé.
La tension de la bande peut aussi être mesurée à l'extérieur de l'installation par des tensiomètres 94, 95, placés respectivement en amont du bloc tensionneur d'entrée 2 et en aval du bloc de sortie 2'. A partir de ces mesures des tensions extérieures, le système d'automatisme 8 peut modifier les consignes d'allongement si les coefficients multiplicateurs des blocs tensionneurs deviennent trop importants. Des actions sur les tractions extérieures peuvent aussi être envisagées dans le système, en fonction des contingences de production et des capacités de régulation des paramètres à l'extérieur de l'installation. Une mesure éventuelle de la tension intermédiaire, par exemple en 96, en amont de l'ensemble multi-rouleaux 5, peut éventuellement être utilisée pour corriger les imbrications des équipages de planage 30, 30a.
Les signes de référence, insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée.

Claims (15)

  1. Procédé de planage sous traction d'une bande métallique mince (1) dans une installation comprenant une planeuse (3) par traction-flexion comportant au moins une unité de flexion (30) à deux équipages de planage (31, 32) décalés en hauteur et un ensemble de dressage à multi-rouleaux (5) comportant deux châssis, respectivement supérieur (6) et inférieur (6'), portant chacun une rangée de rouleaux (51, 51') à axes parallèles, décalés longitudinalement et en hauteur de façon à déterminer, par imbrication des rouleaux, un trajet ondulé de la bande avec flexions alternées, des moyens de réglage de l'imbrication des équipages de planage (31, 32), des moyens d'application d'une contrainte de traction sur la bande (1) et des moyens de réglage de l'imbrication des rouleaux (51, 51') de l'ensemble de dressage (5), par basculement d'une rangée (51') par rapport à l'autre (51), de façon à déterminer, entre l'entrée et la sortie de l'ensemble multi-rouleaux (5), des imbrications dégressives des rouleaux provoquant des effets de flexions alternées progressivement décroissants, susceptibles de corriger au moins le défaut de cambrure longitudinale dû au passage dans la planeuse par traction-flexion (3),
    caractérisé par le fait que la contrainte de traction est appliquée par deux blocs tensionneurs (2, 2') placés respectivement en amont de la planeuse par traction-flexion (3) et en aval de l'ensemble de dressage à multi-rouleaux (5), en maintenant, entre lesdits blocs tensionneurs amont (2) et aval (2'), une différence de vitesse de défilement correspondant à un allongement imposé de la bande pour la correction de planéité, et que les vitesses de défilement dans les deux blocs tensionneurs (2, 2'), l'imbrication des équipages de planage (31, 32) de la planeuse (3) et les imbrications dégressives des rouleaux (51, 51') de l'ensemble de dressage (5) sont réglées par un système d'automatisme (8) associé à un modèle mathématique (80) prenant en compte les principales caractéristiques dimensionnelles, structurelles et qualitatives du produit (1), les diamètres connus des cylindres actifs, les tensions appliquées sur la bande pour obtenir l'allongement imposé et les interactions entre les différents organes de l'installation, de façon que ledit allongement imposé soit pratiquement réalisé dès la sortie de la planeuse par traction-flexion (3) et que le défaut de cambrure longitudinale soit corrigé dans l'ensemble multi-rouleaux (5) sans augmentation sensible de l'allongement déjà réalisé dans la planeuse par traction-flexion (3).
  2. Procédé de planage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la correction de tuile peut être effectuée, en même temps que la correction de cambrure longitudinale, dans l'ensemble multi-rouleaux (5).
  3. Procédé de planage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la correction de tuile est effectuée, au moins partiellement, dans un dispositif anti-tuile (4) placé entre la planeuse (3) et l'ensemble multi-rouleaux (5) pour corriger au moins partiellement la tuile avant l'entrée dans l'ensemble multi-rouleaux (5).
  4. Procédé de planage selon l'une des revendications 1, 2, 3, caractérisé par le fait que l'on règle les entraxes des équipages de planage (31, 32) en tenant compte des caractéristiques dimensionnelles et structurelles de la bande (1) de façon à réaliser dans la planeuse (3) l'allongement imposé pour la correction de planéité en maintenant la contrainte de traction appliquée sur la bande au-dessous de 60 % environ de la limite élastique du métal.
  5. Procédé de planage selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'on règle les imbrications, respectivement à l'entrée et à la sortie de l'ensemble multi-rouleaux (5) pour corriger les défauts de cambrure en limitant l'augmentation de la traction de telle sorte que l'allongement supplémentaire réalisé dans l'ensemble multi-rouleaux (5) ne dépasse pas 0,2 %.
  6. Procédé de planage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le système d'automatisme (8) est associé à des tables et à un modèle mathématique (80) sur lequel sont affichées, avant le traitement d'une bobine, l'ensemble des caractéristiques propres au produit (1) à traiter et propres à l'installation, ledit modèle mathématique (80) élaborant les consignes d'imbrication des différents organes à partir d'équations programmées et en tenant compte des indications obtenues par mesure ou par observation des défauts résiduels de planéité et de cambrure longitudinale et transversale au cours du traitement d'une bande de nature et de dimensions analogues.
  7. Procédé de planage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le système d'automatisme (8) détermine les imbrications des différents organes à partir de tables établies, pour chaque type de produit, en tenant compte des caractéristiques propres à la machine et des indications obtenues précédemment par mesure ou par observation des défauts résiduels de planéité et de cambrure longitudinale et transversale au cours du traitement d'une bande de nature et de dimensions analogues.
  8. Procédé de planage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'opérateur peut à tout instant corriger manuellement chacun des réglages commandés par le système d'automatisme (8) en fonction de mesures ou d'observations effectuées sur le produit (1) pendant et/ou après le traitement.
  9. Procédé de planage selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les corrections manuelles ainsi effectuées sont enregistrées, classées et optimisées dans un système d'auto-adaptation (85) qui les mémorise et, après déverrouillage par l'opérateur, introduit les modifications nécessaires dans le système d'automatisme (8) de façon que, par la suite, les consignes d'imbrication ainsi corrigées soient imposées aux différents organes au cours du déroulement de la bande et pour les bandes suivantes de même type lorsque les mêmes conditions se représentent.
  10. Procédé de planage selon la revendication 9, caractérisé par le fait que, après vérification par une autorité compétente, au moins certaines des corrections enregistrées dans le système d'auto-adaptation (85) peuvent être validées et introduites dans le modèle mathématique (80) qui est recalé de façon que les consignes élaborées correspondent aux imbrications préalablement corrigées.
  11. Procédé de planage selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisé par le fait que, pour le traitement d'une bobine dont les caractéristiques ne correspondent pas à celles de l'une des bobines déjà traitées, on choisit parmi celles-ci un ou plusieurs types de référence se rapprochant le plus de la nouvelle bobine et l'on affiche sur le système d'automatisme, soit les paramètres correspondant au type le plus voisin, soit des paramètres interpolés ou extrapolés de façon à déterminer, en fonction du ou des types de référence, les consignes de tension et d'imbrication des différents organes pour la nouvelle bobine, puis l'on commande le déroulement de la bobine et l'opérateur corrige manuellement les consignes déterminées par le système d'automatisme (8) en fonction des effets obtenus sur la bande en cours de déroulement, les corrections ainsi apportées étant enregistrées dans le système d'auto-adaptation (85) et introduites, sur ordre de l'opérateur, dans le système d'automatisme (8), de façon à corriger les consignes élaborées pour la suite du déroulement de la bobine et pour les bobines analogues.
  12. Procédé de planage selon la revendication 11, caractérisé par le fait qu'au moins certaines des corrections apportées manuellement sont validées par une autorité compétente et introduites dans le modèle mathématique pour recaler celui-ci et constituer un nouveau modèle adapté à toutes les bobines analogues.
  13. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant une planeuse (3) par traction-flexion comportant au moins une unité de flexion (30) à deux équipages de planage (31, 32) décalés en hauteur, des moyens (36') de réglage de l'imbrication des équipages de planage (31, 32), un ensemble de dressage à multi-rouleaux (5) comportant deux rangées de rouleaux (51, 51') décalées longitudinalement et en hauteur de façon à déterminer, par imbrication des rouleaux, un trajet ondulé de la bande avec flexions alternées et des moyens de réglage de l'imbrication et des niveaux relatifs des deux rangées de rouleaux (51, 51'), au moins l'une (51') desdites rangées de rouleaux étant portée par un berceau (6') monté basculant autour d'un axe horizontal parallèle aux axes des rouleaux et associée à des moyens (63, 64, 66) de déplacement vertical et de basculement du berceau (6') pour le réglage des imbrications des rouleaux des deux rangées (51, 51'), par modification des entraxes, respectivement A1 à l'entrée et A2 à la sortie de l'ensemble multirouleaux (5), de façon à déterminer, dans le sens de défilement, des imbrications dégressives des rouleaux provoquant des effets de flexions alternées progressivement décroissants et des moyens d'application d'une contrainte de traction sur la bande (1),
    caractérisée par le fait que les moyens d'application de la contrainte de traction sont constitués par deux blocs tensionneurs (2, 2') placés respectivement en amont de la planeuse par traction-flexion (3) et en aval de l'ensemble de dressage à multi-rouleaux (5) et associés à des moyens (21) de réglage des vitesses de défilement dans lesdits blocs tensionneurs (2, 2') permettant de déterminer un allongement imposé de la bande (1) pour la correction de planéité, que l'installation comprend des moyens de positionnement (71 à 75) associés respectivement aux moyens (36') de réglage de l'imbrication des équipages de planage (31, 32) et aux moyens (63, 64, 66) de réglage des imbrications de l'ensemble multi-rouleaux (5) et un système (8) de commande automatique desdits moyens de positionnement (71 à 75), comprenant un modèle mathématique (80) sur lequel peuvent être affichés, au moyen d'un pupitre (81), les paramètres propres, respectivement, à la machine et au produit à traiter et susceptible d'élaborer des consignes d'imbrication, respectivement, des équipages de planage (31, 32) et de l'ensemble de dressage à multi-rouleaux (5) et que lesdits moyens de positionnement (71 à 75) constituent chacun un moyen de régulation recevant, sur une première entrée (71a à 75a) un ordre de positionnement élaboré par le modèle mathématique (80) et, sur une seconde entrée (71b à 75b), un signal de mesure de la position réelle de l'organe correspondant, lesdits moyens de positionnement (71 à 75) commandant respectivement les moyens correspondants (36', 63, 64, 66) de réglage des imbrications pour adapter la position mesurée à la consigne d'imbrication correspondante.
  14. Installation de planage selon la revendication 13, caractérisée par le fait que les moyens (21) de réglage des vitesses de défilement des blocs tensionneurs (2, 2') sont associés à un dispositif de réglage (76) qui détermine la différence de vitesse entre lesdits blocs tensionneurs correspondant à une consigne d'allongement élaborée par le modèle mathématique (80), ladite consigne pouvant être corrigée en fonction du diamètre connu des rouleaux des blocs tensionneurs (2, 2').
  15. Installation de planage selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens (B1 à B5) de réglage manuel des imbrications des différents organes (30, 4, 5) et un système d'auto-adaptation (85) susceptible de classer et de mémoriser les corrections effectuées manuellement, ledit système d'auto-adaptation (85) étant relié au modèle mathématique (80) par une liaison munie d'un système de verrouillage (87) et dont le déverrouillement peut être commandé par une liaison homme/machine (86) de façon à introduire et, après validation éventuelle, à mémoriser dans le modèle mathématique (80) les corrections correspondant à un type de produit et optimisées par le système d'auto-adaptation (85).
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