FR2548058A1 - Procede de compensation du frottement dans un laminoir muni d'une commande automatique du calibre - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN TRAIN DE LAMINOIR QUI COMPORTE DES CYLINDRES DE TRAVAIL 20, 24 ENTRE LESQUELS PASSE UNE PIECE 60 A LAMINER ET QUI COMPORTE DES MOYENS 44, 46, 48 POUR REGLER L'ECARTEMENT DES CYLINDRES ET DES MOYENS 50 POUR DETECTER LA FORCE DE SEPARATION DES CYLINDRES ENGENDREE PAR LE PASSAGE DE LA PIECE, DES MOYENS 51 POUR DETECTER LA POSITION DES CYLINDRES ET DES MOYENS DE COMMANDE AUTOMATIQUE DU CALIBRE QUI COMMANDENT LES MOYENS DE REGLAGE DE L'ECARTEMENT DES CYLINDRES EN FONCTION DE LA FORCE DE SEPARATION DES CYLINDRES. SELON L'INVENTION, ON ETABLIT UN SIGNAL DE FROTTEMENT QUI REPRESENTE LES FORCES DE FROTTEMENT EXISTANT DANS LA MACHINE AINSI QU'UN SIGNAL DE VITESSE DONT LE SENS ET LA GRANDEUR REPRESENTENT LA VITESSE DE CHANGEMENT DE L'ECARTEMENT DES CYLINDRES ET L'ON COMBINE CES DEUX SIGNAUX EN FONCTION DU SENS ET DE LA GRANDEUR DU SIGNAL DE VITESSE POUR FOURNIR UN SIGNAL DE FORCE COMPENSE QUI EST UTILISE PAR LES MOYENS DE COMMANDE DU CALIBRE.

Description

La présente invention se rapporte, d'une manière générale, aux laminoirs

et, plus particulièrement, a un procédé pour compenser le frottement dans un train de laminoir à métal qui est muni d'une commande automa5 tique pour commander l'épaisseur de sortie (calibre) d'un feuillard métallique ou d'une pièce en métal.

Un procédé bien connu pour commander le calibre d'une pièce est celui appelé couramment le système de commande automatique du calibre (CAC) à calibreur BISRA Dans ce système, la force liée à la présence de la pièce et engendrée par la pièce pendant qu'elle passe entre les cylindres de travail du train est détectée et combinée avec un signal proportionnel à la position des cylindres pour produire un signal représentatif de l'épaisseur de la pièce qui est utilisé dans un système en boucle fermée pour régler l'intervalle ou ouverture

entre les cylindres de travail en vis-à-vis.

Dans les applications dans lesquelles les variations de dureté et d'épaisseur sont moins importantes 20 que les irrégularités des cylindres du laminoir, telles que l'excentricité ou l'ovalisation, la stratégie de la commande d'épaisseur peut être basée sur le réglage de la force de laminage en admettant par hypothèse qu'une

force de laminage constante produira une épaisseur de 25 sortie constante.

En pratique, ces systèmes n'ont pas été aussi précis qu'on aurait pu l'escompter et l'une des principales causes d'imprécisions est le frottement Comme il est bien connu dans la technique, un frottement existe entre la cage du train de laminoir et les empoises qui portent les cylindres ainsi que dans certains éléments hydrauliques, tels que les vérins d'équilibrage qui sont utilisés pour maintenir en position les empoises 5 des cylindres et, dans le cas o il est utilisé, dans le mécanisme hydraulique de réglage de l'écartement des cylindres Etant donné que le calibreur et le système de commande de force utilisent tous deux un signal de réaction de force, il est évident que toutes les forces détectées par le détecteur de force en plus des forces produites par la réduction de section de la pièce ont tendance à porter atteinte à la précision de ce signal de force en tant que représentation exacte de la force de laminage effective On doit rappeler que, dans tous les systèmes de réglage du calibre, l'écartement des cylindres estconstamment modifié en vue d'essayer d'obtenir une épaisseur de sortie constante en

tant que fonction du signal de réaction de force.

On sait également dans la technique que les 20 forces de frottement qui existent à l'intérieur d'un train de laminoir sont additives par rapport à la force de laminage effective de la pièce pendant que les cylindres sont déplacés dans un premier sens et sont

soustractives lorsque les cylindres sont déplacés dans 25 le sens opposé Ceci produit ainsi une condition appelée généralement hystérésis.

L'importance d'une telle hystérésis est une fonction des positions relatives des axes géométriques des cylindres de travail et d'appui, que l'on appelle 30 le "décalage" des cylindres, du niveau des forces de laminage, des forces de traction exercées sur la pièce et agissant vers l'avant et vers l'arrière, de la lubrification des paliers des cylindres d'appui, des

conditions de surface et de la lubrification des empoi35 ses portant les paliers et du cadre de la cage de lami-

noir et de l'état des joints d'étanchéité des vérins d'équilibrage des cylindres Toutes ces conditions sont sujettes à des changements, en particulier en cas de changement de position des empoises portant les paliers, ce qui rend très diffile de prédire les forces de frottement. Du fait de ces forces de frottement, en l'absence d'une quelconque forme de compensation des frottements, le système CAC est, au mieux, imprécis et dans le cas le plus défavorable, il est instable Un exemple d'un fonctionnement instable est celui qui résulte des forces de frottement dans les systèmes à calibreur dans lesquels le détecteur de force et le dispositif de manoeuvre sont situés du même côté de la région de serrage des cylindres Dans un tel agencement, la force de frottement provoque un dépassement de la position des cylindres dans les deux sens de déplacement Il en résulte que de nombreux opérateurs de tels systèmes ont eu recours à une pratique qui consiste à "désaccorder" la commande de façon à produire une correction moindre qu'une correction totale des erreurs de calibre détectées Ceci améliore la stabilité mais diminue la précision. Bien qu'il soit évident qu'il existe une position recommandée du détecteur de force par rapport au 25 dispositif de manoeuvres des moyens de positionnement des cylindres pour une stratégie de commande du calibre donnée, le choix peut être compliqué dans le cas o les deux modes de réglage par calibreur et à force constante sont utilisés La position recommandée du détecteur 30 de force pour un mode produira un fonctionnement instable dans l'autre mode en présence d'un frottement important Même lorsque le détecteur est disposé à l'emplacement recommandé, des quantités importantes de frottement ont pour effet que le système de commande d'épaisseur effectue une correction insuffisante, ce qui entraîne un

fonctionnement imprécis, quoique stable.

Comme précédemment indiqué, les forces de frottement et leur effet d'hystérésis sont bien connus dans la technique et pour une description plus complè5 te on renverra aux deux articles ci-après:

(a) "Mill modulus variation and hysteresis Their effet on hot strip mill AGC" (Variation et hystérésis du module d'un laminoir Leur effet sur la CAC d'un laminoir à chaud de feuillards) par G E Wood et autres, Iron and Steel Engineer Yearbook, 1977, pages 33 à 39, et (b) "Force sensing in rolling mills" (Détection des forces dans les laminoirs) par A Zeltkalns et autres,

Iron and Steel Engineer Yearbook, 1977, pages 40 à 46.

Par conséquent, l'un des buts de la présente 15 invention est de proposer un procédé pour compenser le frottement dans un train de laminoir.

Un autre but de l'invention est d'appliquer, dans un laminoir utilisant un système de commande automatique du calibre, un procédé de compensation des 20 frottement pour accroître ainsi la précision et la

stabilité d'un système de commande du calibre.

Encore un autre but de la présente invention est d'appliquer, dans un laminoir utilisant un système de commande automatique du calibre, un procédé de com25 pensation des frottements, qui tienne compte des changements du frottement attribuables aux variations de la charge des cylindres et de la tension de la pièce

qui est laminée.

Les buts ci-dessus ainsi que d'autres sont atteints en réalisant un train de laminoir qui comporte des cylindres servant à réduire l'épaisseur d'une pièce introduite entre eux, des moyens pour régler l'écartement des cylindres et des moyens supplémentaires pour détecter la force de séparation des cylindres provoquée 35 par le passage de la pièce entre les cylindres et des moyens pour détecter la position des cylindres A ce train de laminoir sont associés, conformément à la présente invention, des moyens de commande automatiques du calibre, tels qu'un système calibreur BISRA, pour commander l'écartement des cylindres en fonction de la force de séparation des cylindres Le signal de force qui est appliqué au système de calibrage automatique conformément à la présente invention est obtenu en détectant la force de laminage apparente et en compensant 10 cette valeur détectée pour tenir compte des forces de frottement à l'intérieur du train de laminoir qui se produisent pendant le déplacement des cylindres La valeur compensée, une fois calculée, est combinée par addition avec le signal de force apparent ou détecté 15 lorsque les cylindres sont déplacés dans un premier sens et en est soustraite lorsque les cylindres sont

déplacés dans un second sens.

L'invention envisage également la compensation des frottements qui sont fonction de la charge des 20 cylindres; c'est-à-dire de la force appliquée à la pièce.

La suite de la description se réfère aux figures annexées qui représentent respectivement:

Figure 1: une vue schématique en bout d'un 25 train de laminoir typique utile pour la compréhension de la présente invention; Figure 2: une vue schématique d'une partie d'un train de laminoir dont certaines caractéristiques et effets ont été exagérés aux fins de l'illustration 30 dans le but de faciliter l'explication de la présente invention; Figure 3: un graphique qui illustre l'effet d'hystérésis du frottement dans un train de laminoir; et Figure 4: un schéma logique montrant le

système de compensation de la présente invention.

On se référera maintenant à la Figure 1 qui représente sous une forme schématique une vue en bout d'un train de laminoir quarto Comme représenté, le train comporte une cage 10 agencée pour contenir les éléments du train qui comprennent un cylindre d'appui supérieur 12 qui est monté à rotation dans des empoises appropriées 14 Un cylindre d'appui inférieur 16 est de même, monté à rotation dans des empoises 18 Deux cy10 lindres de travail 20 et 24 sont montés à rotation dans des empoises respectives Deux paires de vérins d'équilibrage servent à supporter les empoises supérieures par rapport à la cage du laminoir Ainsi, la première paire de vérins d'équilibrage 28 et 30 est positionnée 15 entre la cage et l'empoise 14 support du cylindre d'appui supérieur Les vérins 36 et 38 d'équilibrage des cylindres de travail supportent l'empoise 22 du cylindre de travail supérieur Des empoises et des vérins

semblables sont prévus naturellement à l'autre extrémi20 té du train.

Comme il est habituel, un mécanisme à vis approprié 44, agissant par l'intermédiaire d'un écrou 46, sert à assurer un dimensionnement grossier de l'espace (intervalle) entre les deux cylindres de travail 20 et 25 24 entre lesquels est introduite une pièce 60 Dans le présent exemple, le train comporte, en outre, immédiatement au-dessous de la vis 44, un système hydraulique 48 qui est essentiellement constitué par un piston monté dans un cylindre (appelé ci-après "le cylindre") qui 30 sert, comme il est bien connu dans la technique, à effectuer un réglage conformément aux signaux du système de commande automatique de calibre (CAC) On sait également que l'on peut supprimer le cylindre 48 et faire agir le système CAC directement sur la vis 44 La vis 35 44 et le cylindre 48 agissent sur l'empoise 14 par

l'intermédiaire d'une cellule indicatrice de charge 50.

La cellule de charge, comme il est bien connu dans la technique, fournit un signal de sortie de force (Fs ligne 56) qui est proportionnel à la force de laminage qui résulte du passage de la pièce 60 entre les cylindres de travail 20 et 24 telle que modifiée par les forces de frottement que l'on étudiera ci-après (On a représenté en traits interrompus, à la base du train, entre l'empoise 18 du cylindre d'appui inférieur et la cage, une cellule de charge 50 ' Cette représentation est destinée à montrer un autre emplacement de la

cellule de charge qui est quelquefois utilisé).

Deux dispositifs détecteurs 51 et 53 sont associés au cylindre 48, ces dispositifs étant habituelle15 ment fournis avec le cylindre Le dispositif détecteur 51 fournit, sur une ligne 52, un signal de sortie (SO) qui indique la position du piston à l'intérieur du cylindre et est, par conséquent, une indication de l'écartement des cylindres Le détecteur 53 est un détecteur 20 de pression qui détecte la pression interne du cylindre 48 et fournit, sur une ligne de sortie, 54 un signal de pression (Fs') qui peut être également utilisé en tant qu'indication de la force du laminage Du fluide hydraulique est fourni au cylindre 48 par une pompe appropriée 25 sous la commande du système CAC et, par l'intermédiaire

d'un conduit approprié 58, comme on le décrira plus complètement en se référant à la Figure 4.

Une caractéristique finale à mentionner en ce qui concerne la Figure 1 est le fait que, comme précé30 demment indiqué, les centres des cylindres de travail sont décalés par rapport aux centres des cylindres d'appui d'une petite distance, par exemple de l'ordre de 6,35 mm, pour donner de la stabilité à l'ensemble du train de laminoir L'agencement général représenté sur 35 la Figure 1 est très courant dans la technique et est

bien connu des spécialistes.

Les forces de frottement qui intéressent la présente invention ont leur origine dans deux secteurs généraux Le premier de ces secteurs est celui des systèmes hydrauliques; c'est-à-dire le cylindre 48 et les vérins d'équilibrage qui supportent les empoises des cylindres d'appui et de travail Ces vérins sont normalement des vérins hydrauliques et, comme le cylindre 48, ils comportent chacun un piston qui coopère avec un joint d'étanchéité Compte-tenu des pressions qui sont nécessaires dans l'ensemble du système, le frottement entre le piston et le joint peut être très élevé En outre, un frottement, qui a probablement un effet encore plus important, est le frottement des em15 poises portant les cylindres lorsqu'elles se déplacent le long des montants intérieurs (le cadre) de la cage de laminoir On comprendra mieux ces dernières forces

de frottement en se reportant à la Figure 2.

La Figure 2 représente une partie des éléments 20 de la Figure 1 et montre certaines caractéristiques exa gérées dans un but d'illustration Comme on peut le voir sur la Figure 2, lorsqu'une pièce 60 est placée entre les cylindres de travail 20 et 24, les empoises des cylindres ont tendance à quitter leur alignement et à s'incliner par rapport à la cage du laminoir de sorte que des contacts ponctuels A à H ont tendance à se produire entre ces empoises et la cage A partir de cette illustration, on peut voir que, lorsqu'il se produit un mouvement quelconque des empoises contre la cage, par 30 exemple lorsque la position des cylindres est modifiée à des fins de commande du calibre, des forces de frottement sont engendrées qui sont détectées par les détecteurs de force, par exemple par la cellule de charge 50 (ou 50 ') ou par le détecteur de pression 53 (Fi35 gure 1) Le signal du détecteur est le signal qui est

utilisé dans le système CAC, comme il est bien connu.

Ces forces de frottement peuvent être considérables, souvent de l'ordre de 1,0 à 5,0 pour cent de la force totale détectée par les dispositifs détecteurs et elles peuvent porter sérieusement atteinte aux performances globales du système CAC Comme précédemment noté, ces

forces de frottement ne sont pas constantes étant donné qu'elles dépendent de la condition du cadre (montants) de la cage du laminoir et des empoises des cy10 lindres, du degré de lubrification et d'autres facteurs.

Comme on l'a également précédemment noté, les forces de frottement agissent par rapport à la force globale détectée dans des directions différentes selon la position des moyens détecteurs de force et selon le 15 sens de déplacement des empoises ou cylindres Lorsque les moyens détecteurs de force et les moyens servant à régler l'intervalle ou ouverture entre les cylindres sont situés du même côté de l'intervalle entre les cylindres, les forces de frottement dues aux contacts des 20 empoises avec la cage du laminoir, celles dues aux vérins d'équilibrage et celles dues au cylindre s'ajoutent à la force effective de séparation des cylindres, telle que détectée, lorsque l'écartement des cylindres du laminoir est diminué et sont soustraites de la force 25 effective lorsque l'intervalle est accru Inversement, lorsque le détecteur est disposé du côté de l'intervalle entre les cylindres opposé à celui o sont situés les moyens de réglage de l'intervalle, comme représenté sur la Figure I dans le cas de la cellule de charge 50 ', 30 seules les forces de frottement dues aux empoises des cylindres inférieurs doivent être prises en considération et ces forces sont soustraites à la force effective lorsque le laminoir se ferme et s'ajoutent à la force

effective lorsque le laminoir s'ouvre.

Mathématiquement, dans le premier cas expli-

que, le cas o le détecteur est du même côté de l'intervalle entre les cylindres que les moyens de réglage de l'écartement des cylindres et o le laminoir est en train de se fermer, la force détectée peut être exprim 5 née par la formule: F = F +f f f + f FS FR + fbrb wrb + c + fh dans laquelle FS = force totale détectée par le détecteur 50 10 (ou par le détecteur 53) FR = force de séparation effective des cylindres par la pièce située entre les cylindres fbrb= force de frottement des vérins d'équilibrage des cylindres d'appui 15 f force de frottement des vérins d'équilibrawrb =ge des cylindres de travail f = force de frottement du cylindre 48 fc

fh = force de frottement engendrée par les empoises des cylindres supérieurs en se dépla20 çant contre la cage du train de laminoir.

Dans le cas du train de laminoir ci-dessus, lorsque l'intervalle entre les cylindres est en train de s'accroître, la relation est: FS = FR fbrb fwrb fc fh Dans le cas d'un train de laminoir dans lequel le détecteur est disposé du côté de l'ouverture entre les cylindres opposé à celui o sont disposés les moyens de réglage, la relation est réduite à: FS = FR flh (fermeture, et 30 FS = FR + flh (ouverture) dans laquelle:

flh = force de frottement engendrée par les empoises des cylindres inférieurs en se déplaçant 35 contre la cage du train de laminoir.

On doit reconnaître que les relations ci-dessus ne sont applicables qu'aux conditions dynamiques dans lesquelles l'écartement des cylindres est changé à une certaine vitesse supérieure à une certaine vites5 se prédéterminée minimale calculée empiriquement Aux très faibles vitesses de changement de l'écartement des cylindres, les vibrations à l'intérieur du train pendant que la pièce est laminée rendent les forces de frottement sans effet au moins dans la mesure o elles sont détectées par les dispositifs détecteurs de force Dans des conditions stationnaires, naturellement, il n'y a pas de forces de frottement Ces forces de frottement deviennent significatives au-dessus d'une certaine vitesse prédéterminée, normalement dans la plage de 0,0254 mm/s mais qui, en fait, dépend de la source de

frottement et du degré de vibration du laminoir.

La Figure 3 représente l'effet d'hystérésis que l'on a précédemment mentionné et qui est exprimé par les paires d'équations ci-dessus indiquées La Fi20 gure 3 représente la courbe de la force de laminage détectée par rapport au changement de l'écartement des cylindres, obtenue au cours d'un essai réel sur un laminoir et on voit que, comme le démontrent les deux

équations, la force de laminage au cours de l'ouvertu25 re diffère de la force de laminage au cours de la fermeture.

Des facteurs précédemment mentionnés mais que l'on a pas encore examinés sont les effets du frottement dans les paliers des cylindres d'appui et de la tension de la pièce Bien que ces facteurs ne modifient pas beaucoup la valeur des forces de frottement dues aux vérins d'équilibrage, ils ont des effets sur les forces de frottement qui sont engendrées par le déplacement des empoises contre la cage du train de laminoir. 35 L'orientation effective prise par les empoises des cylindres d'appui et de travail dépend des grandeurs relatives des forces de traction dirigées vers l'avant et vers l'arrière exercées sur la pièce, du couple produit par la force de laminage agissant par l'intermé5 diaire du décalage des cylindres et du couple requis

pour faire tourner le cylindre d'appui dans ses paliers.

Les changements de cette orientation, ainsi que de la

grandeur des forces de traction et de la force de laminage, ont des effets sur le frottement effectif dans 10 le laminoir.

Il résulte clairement de l'analyse qui précede que les forces de frottement peuvent porter sérieusement atteinte à la précision et à la validité de tout signal de force détecté pour être utilisé dans un systè15 me de calibrage automatique Le problème de base est ainsi d'établir une représentation des forces de frottement qui interviennent et d'utiliser cette représentation pour améliorer le signal de force détecté Un moyen pour établir cette représentation consiste à faire fonc20 tionner le train de laminoir un certain nombre de fois sans aucune pièce entre les cylindres et à mesurer les forces observées Bien que cette mesure fournisse une certaine valeur des forces de frottement, elle ne prend pas en considération les effets décrits ci-dessus de la 25 charge du laminoir et de la tension de la pièce Le mode de réalisation recommandé, par conséquent, consiste à mesurer une moyenne des forces de frottement dans des conditions de fonctionnement effectives, c'est-à-dire au cours d'un nombre choisi d'opérations d'ouverture et 30 de fermeture du train de laminoir et d'en établir la moyenne Mathématiquement, ceci peut être exprimé par l'équation suivante: i=Nd iw N 2 fi' F F. Nd i Nw i i:1 v<-VT i:1 v>+VT dans laquelle: fi = signal de frottement Nd = nombre d'analyses dans le sens de fermeture Nw nombre d'analyses dans le sens d'ouverture Fi = valeurs du signal de force détecté v = vitesse de changement de l'intervalle VT = seuil de vitesse du changement d'intervalle Etant donné que la valeur de f 1 obtenue conformément à ce dernier procédé est calculée à partir des conditions de fonctionnement effectives, elle représente 15 une meilleure évaluation des forces de frottement que le premier procédé décrit On pense qu'il est évident que le calcul défini par la formule indiquée immédiatement ci-des sus pourrait être effectué par des moyens analogiques De préférence, cependant, ce calcul est effectué 20 dans un microprocesseur ou tout autre type d'appareil

de traitement de l'information.

La relation donnée ci-dessus définissant f 1 est en unités de force Un mode d'expression plus pratique dans certaines applications telles que celle décrite 25 ci-après en se référant à la Figure 4 est en valeurs par rapport à l'unité Un moyen de calculer une telle valeur par rapport à l'unité est d'obtenir une valeur de force moyenne (Favg) et de calculer, à partir d'elle, une vaavg) leur de force par rapport à l'unité (f) conformément 30 aux relations suivantes: i=Nd + Nw Fi, et Favg Nd + Nw i = 1 f = avg fi f = F avg En supposant qu'une force de frottement par rapport à l'unité f, qui est représentative des forces de frottement actuelles effectives associées au train de laminoir, a été déterminée, le problème restant est d'utiliser ce signal pour ajuster le signal de force détecté et produire un signal de force effectif destiné à être utilisé par le système CAC du 10 laminoir pour commander les moyens de réglage de l'écartement des cylindres Un procédé au moyen duquel ce résultat peut être obtenu a été représenté sur la Figure 4 Les signes indiqués sur la Figure 4 représentent la situation dans laquelle les dispositifs dé15 tecteurs de force et les moyens de réglage de l'écartement des cylindres sont situés du même côté de l'intervalle entre les cylindres On doit noter que, dans le cas o le détecteur de force serait situé du côté de l'intervalle entre les cylindres opposé à celui o sont 20 disposés les moyens de réglage de l'écartement des cylindres, comme représenté par la cellule de charge 50 ' sur la Figure 1, les relations mathématiques indiquées

dans les rectangles 114 et 116 seraient interverties.

Sur cette Figure 4 à laquelle on se référe25 ra maintenant, on peut voir que le signal SO, c'est-àdire le signal de position émis par le détecteur 51 du cylindre 48 de la Figure 1, est appliqué à un étage de différentiation 100 qui fournit, à sa sortie, un signal qui est indicatif de la vitesse de changement de posi30 tion des cylindres et qui a une polarité, positive ou négative, selon le sens du changement de l'écartement des cylindres Ce signal désigné (_) v est appliqué à deux étages logiques 102 et 104 qui déterminent respectivement si le signal de vitesse v est inférieur à 35 une certaine vitesse maximale négative -VT (étape 102)

ou supérieure à la valeur positive de VT (étage 104).

Si la décision logique des deux étages 102 et 104 est "Non", la force détectée est la force effectivement utilisée et ce signal est alors appliqué, comme indi5 qué dans le rectangle 106, à un système CAC 108 Le système CAC, à son tour, applique un signal à une commande 110 de pompe pour commander une pompe 112 qui fournit une pression au cylindre 48 (Figure 1) au moyen de la conduite 58 Si l'on suppose que le signal de sortie de l'étape 100, le signal v, a une valeur négative inférieure à VT (l'écartement des cylindres est en train de diminuer) alors, comme indiqué dans le rectangle 114, le signal de force effectif F à fournir au système CAC est égal à la force détectée (Fs) multipliée par la quantité 1-f L'autre condition pour cet ensemble particulier de circonstances est que le signal de vitesse v est supérieur à +VTW (l'écartement des cylindres s'accroît) Dans ce cas, comme indiqué dans le rectangle 116, le signal de force à fournir par le système CAC 20 est égal à la force détectée effective multipliée par la quantité ( 1 +f) Etant donné que f est une quantité par rapport à l'unité, la variation de la force de frottement en fonction du niveau de force de laminage

est automatiquement corrigée par ce procédé.

Pour plus de clarté, la logique relative à l'application et à la suppression du signal de frottement, f, a été représentée sur la Figure 4 sous sa forme utilisable la plus simple Un mode de réalisation modifié permettrait au signal de frottement, f, de di30 minuer exponentiellement à partir du niveau existant lorsque le signal de vitesse v tombe au- dessous du seuil VT dans l'un ou l'autre sens Ceci se rapproche plus étroitement de la diminution effective du frottement dans les éléments du laminoir La constante de 35 temps de persistance peut être estimée à partir de simples essais sur place et elle est typiquement de l'ordre de 0,3 à 1,0 secondes Un procédé pour réaliser ce mode de réalisation modifié consiste à utiliser un signal de frottement par rapport à l'unité qui est défini par les relations: f =fmax lorsque v > v T; et f max I t/T f = fmax e t/T lorsque v l < j VT|; opérations dans lesquelles fmax = valeur maximale du signal de frottement par 10 unité v = vitesse de changement de l'intervalle VT = seuil de vitesse de changement de l'intervalle t = temps écoulé depuis que Iv I est tombé au-dessous de j VTI T = constante de temps de persistance du frottement f = signal de frottement par rapport à l'unité

e = constante mathématique.

Bien que des changements dans la tension appliquée provoquent des changements dans la valeur de 20 f 1 et, par conséquent, dans celle de f, on peut, en général, ignorer sans problème les changements de tension en laissant au processus d'estimation en ligne-le soin d'apporter les réglages nécessaires pour tenir compte

des effets de changement de tension.

La Figure 4, comme on l'a précédemment indiqué, est une description logique des opérations qui

doivent être effectuées conformément à la présente invention Il apparaîtra immédiatement aux spécialistes de la technique que ces fonctions pourraient être exé30 cutées soit par des circuits analogiques, soit par un équipement de traitement de données avec des résultats comparables On pense, cependant, que dans l'état actuel de la technique, le système detraitement de données ou système numérique serait préférable, auquel cas 35 il est évident que les deux signaux SO et FS ainsi que les signaux de frottement, f, devraient être convertis

en numérique.

Bien qu'on ait décrit et représenté ce que l'on considère actuellement comme étant les modes de réalisation préférés de la présente invention, des modifications susceptibles de leur être apportées viendront immédiatement à l'esprit des spécialistes de la technique Il est, par conséquent, bien entendu que la présente invention ne doit pas être considérée comme limitée 10 aux modes de réalisation décrits et représentés et que

les revendications annexées sont destinées à couvrir

toutes les modifications qui entrent dans le cadre et

l'esprit véritables de l'invention.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1 Procédé de compensation des forces de frottement qui se produisent par suite du déplacement des cylindres dans un train de laminoir comportant des cylindres de travail ( 20, 24) pour réduire l'épaisseur d'une pièce ( 60) introduite entre eux, des moyens ( 44, 46, 48) pour régler l'écartement des cylindres, des moyens ( 50, 50 ', 53) pour détecter la force de séparation des cylindres engendrée par le passage de la pièce 10 entre les cylindres, des moyens ( 51) pour détecter la position des cylindres et des moyens ( 108, Figure 4) de commande automatique du calibre pour commander les moyens servant à régler l'intervalle entre les cylindres en fonction de la force de séparation des cylindres procédé de compensation en vue d'améliorer la stabilité et la précision de la commande automatique du calibre, caractérisé en ce qu'il consiste à: a) établir un signal de frottement représentatif des forces de frottement; b) engendrer un signal de force détecté représentant la force de séparation des cylindres détectée produite par le passage d'une pièce entre les cylindres; c) engendrer un signal de vitesse ayant un sens et une grandeur représentant la vitesse du changement de 25 l'écartement des cylindres; et d) combiner le signal de frottement et le signal de force détecté en fonction du sens et de la grandeur du signal de vitesse pour fournir un signal de force

compensée destiné à être utilisé par les moyens de com30 mande automatique du calibre pour commander l'écartement des cylindres.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape qui consiste à combiner le signal de frottement au signal de force détecté n'est exécutée que lorsque le signal de vitesse a une grandeur

supérieure à une certaine valeur prédéterminée.

3 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que, dans un

train de laminoir dans lequel les moyens ( 44, 46, 48) servant à régler l'écartement des cylindres ( 20, 24) et les moyens ( 50) servant à détecter la force de séparation des cylindres sont situés du même côté de l'intervalle entre les cylindres, l'étape de combinaison consiste à soustraire le signal de frottement du signal 10 de force détecté lorsque l'écartement des cylindres est en train d'être diminué et à ajouter le signal de frottement au signal de force détecté lorsque l'écartement

des cylindres est en train d'être augmenté.

4 Procédé selon l'une quelconque des re15 vendications 1 et 2, caractérisé en ce que, dans un train de laminoir dans lequel les moyens ( 44, 46, 48) servant à régler l'écartement des cylindres ( 20, 24) et les moyens ( 50 ') servant à détecter la force de séparation des cylindres sont situés sur les côtés oppo20 sés de l'intervalle entre les cylindres, l'étape de combinaison consiste à ajouter le signal de frottement au signal de force détecté lorsque l'écartement des cylindres est en train d'être diminué et à soustraire le signal de frottement du signal de force détecté lorsque

l'écartement des cylindres est en train d'être augmenté.

Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on établit le signal de frottement en calculant la moyenne de la différence des signaux de force de séparation obtenus lors de l'ouverture et de 30 la fermeture de l'intervalle entre les cylindres à une vitesse supérieure à une grandeur prédéterminée alors

qu'aucune pièce n'est disposée entre les cylindres.

6 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on établit le signal de frottement en 35 combinant la moyenne des signaux de force détectés ob-

tenus pendant que l'intervalle entre les cylindres se ferme à une vitesse supérieure à une grandeur déterminée avec la moyenne des signaux de force détectés obtenus pendant que l'intervalle entre les cylindres s'ou5 vre à une vitesse supérieure à une grandeur prédéterminée, pendant une période de temps prédéterminée pendant

qu'une pièce est en train d'être laminée.

7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on établit le signal de frottement con10 formément à la relation suivante: i-N i=N 2 'f = 1 Nd i w Nd Fi J N > F 1 v = 1 av< VT i 1 V> VT dans laquelle f 1 = signal de frottement Nd = nombre d'analyses dans le sens de fermeture N = nombre d'analyses dans le sens d'ouverture W Fi = valeurs du signal de force détecté i v = vitesse de changement de l'intervalle

VT = seuil de vitesse du changement d'intervalle.

8 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de frottement comporte une valeur attribuable au niveau de la force de séparation

des cylindres détectée.

9 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le signal de frottement est défini comme étant le produit de la moyenne des signaux de

force détectés calculée pour ladite période de temps prédéterminée par rapport à l'unité et de la moyenne 30 des signaux de force détectés.

Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que, dans un train de laminoir dans lequel les moyens ( 44, 46, 48) servant à régler l'écartement des cylindres ( 20, 24) et les moyens ( 50) servant 35 à détecter la force de séparation des cylindres sont situés du même côté de l'intervalle entre les cylindres, l'étape de combinaison consiste à soustraire le signal de frottement du signal de force détecté lorsque l'écartement des cylindres est en train d'être 5 diminué et à ajouter le signal de frottement au signal de force détecté lorsque l'écartement des cylindres est

en train d'être augmenté.

11 Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que, dans un train de laminoir dans lequel 10 les moyens ( 44, 46, 48) servant à régler l'écartement des cylindres ( 20, 24) et les moyens ( 50 ') servant à détecter la force de séparation des cylindres sont situés sur les côtés opposés de l'intervalle entre les cylindres, l'étape de combinaison consiste à ajouter le 15 signal de frottement au signal de force détecté lorsque l'écartement des cylindres est en train d'être diminué et à soustraire le signal de frottement du signal de force détecté lorsque l'écartement des cylindres est en

train d'être augmenté.

12 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le signal de frottement est déterminé conformément aux relations suivantes: i=Nd i=Nw i_ 1 Fi= 1 _ Fi i= 1 v <-VT iv > +VT i=Nd+N F _N 1 'N \ F et Favg Nd + w i 1 fi f=, dans lesquelles: avg fl= signal de frottement Nd= nombre d'analyses dans le sens de fermeture Nw= nombre d'analyses dans le sens d'ouverture 35 Fi= valeurs du signal de force détecté v = vitesse de changement de l'intervalle VT = seuil de vitesse du changement d'intervalle Favg = moyenne des signaux de force détectés avg

f = signal de frottement par rapport à l'unité.

13 Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le signal de frottement est déterminé conformément aux relations suivantes: i=Nd i=Nw 2 f 1 i N i - "Il w i= 1 i 1 v > +V T i=Nd+N Favg Nd + NW Fi, et F., et i= F F avg dans lesquelles: = signal de frottement Nd = Nombre d'analyses dans le sens de fermeture Nw =nombre d'analyses dans le sens d'ouverture Nw F = valeurs du signal de force détecté v =vitesse du changement de l'intervalle VT = seuil de vitesse du changement d'intervalle 25 Favg = moyenne des signaux de force détecté

f = signal de frottement par rapport à l'unité.

14 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de frottement a une valeur

établie en fonction du signal de vitesse.

15 Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la relation entre le signal de frottement et le signal de vitesse est régie par les relation suivantes: f = fmax lorsque v > VT;et f =fmmax e l| v|< VT; quations dansvt Max, lorsqu v < VT; équations dans lesquelles: fmax = valeur maximale du signal de frottement par unité v = vitesse de changement d'intervalle VT = seuil de vitesse de changement d'intervalle t t = temps écoulé depuis que |v est tombé au-dessous de |VTI T = constante de temps de persistance du frottement

f = signal de frottement par rapport à l'unité 10 e = constante mathématique.

16 Procédé selon la revendication 15; caractérisé en ce que le signal de frottement est déterminé conformément aux relations suivantes: i=Nd i=Nw

1 = F.

21 i -N 2 fi =d 1 i= 1 |v<-V' = V > +V Jv-T v+T i=Nd +NW F, et Favg Nd + Nw i i=t f 1 f max, dans lesquelles: avg f 1 signal de frottement Nd = nombre d'analyses dans le sens de fermeture Nw =nombre d'analyses dans le sens d'ouverture Fi = valeurs du signal de force détecté v = vitesse du changement de l'intervalle VT = seuil de vitesse du changement d'intervalle 30 Favg = moyenne des signaux de force détectés fmax = valeur maximale du signal de frottement par Max

rapport à l'unité.

17 Procédé seloh la revendication 14, caractérisé en ce que, dans un train de laminoir dans

lequel les moyens ( 44, 46, 48) servant à régler l'écar-

tement des cylindres ( 20, 24) et les moyens ( 50) servant à détecter la force de séparation des cylindres sont situés du même côté de l'intervalle entre les cylindres, l'étape de combinaison consiste à soustraire le signal de frottement du signal de force détecté lorsque l'écartement des cylindres est en train d'être diminué et à ajouter le signal de frottement au signal de force détecté lorsque l'écartement des cylindres est en train

d'être augmenté.

18 Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que dans un train de laminoir dans lequel les moyens ( 44, 46, 48) servant à régler l'écartement des cylindres ( 20, 24) et les moyens ( 50 ') servant à détecter la force de séparation des cylindres sont situés sur les côtés opposés de l'intervalle entre les cylindres, l'étape de combinaison consiste à ajouter le signal de frottement au signal de force détecté lorsque l'écartement des cylindres est en train d'être diminué et à soustraire le signal de frottement du signal 20 de force détecté lorsque l'écartement des cylindres est

en train d'être augmenté.