FR2595815A1 - Method and device for locating surface evenness defects in a metal sheet - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention a pour objet un procédé et un dispositif de repérage des défauts de planéité d'une tôle. The subject of the invention is a method and a device for identifying flatness defects in a sheet.
Dans la production de tôles, par exemple par laminage, il est important de contrôler et decorriger si possible la planéité de la tôle produite qui comporte toujours des zones bombées ou en creux, appelées "poches". Or, la qualité de la tôle est liée à une planéité aussi parfaite que possible. Pour corriger les défauts de planéité, il existe de nombreux systèmes connus agissant par exemple sur le profil des cylindres de laminage. In the production of sheets, for example by rolling, it is important to check and correct, if possible, the flatness of the sheet produced, which always has curved or hollow areas, called "pockets". However, the quality of the sheet is linked to as flatness as possible. To correct flatness defects, there are many known systems acting, for example, on the profile of the rolling rolls.
Ces dispositifs de correction doivent être commandés en fonction de mesures effectuées sur les tôles en cours de production pour que la détection d'un défaut entraîne une correction presque immédiate. These correction devices must be ordered according to measurements made on the sheets during production so that the detection of a fault results in an almost immediate correction.
Ces mesures sont donc faites "au défilé" au moyen d'appareils appelés communément "mesureurs de planéité() qui comprennent des capteurs installés sur les laminoirs et mesurant, en différents endroits de la tôle, une grandeur physique dépendant de la planéité, normalement l'état de contrainte de la tôle. En effet, dans la plupart des cas, les défauts de planéité sont masqués par le fait que la tôle est laminée sous traction mais se traduisent par des variations de l'état de contrainte. These measurements are therefore made "on parade" by means of devices commonly called "flatness meters () which include sensors installed on the rolling mills and measuring, in different places on the sheet, a physical quantity depending on the flatness, normally l stress state of the sheet, in fact, in most cases, the flatness defects are masked by the fact that the sheet is rolled under tension but result in variations in the stress state.
I1 faut cependant établir une corrélation exacte entre la grandeur mesurée, c'est-à-dire l'état de contrainte, et le défaut réel de planéité et par conséquent, il est utile de réaliser un étalonnage et une vérification périodique des moyens de mesure. Cette opération est delicate et le moyen le plus simple est de comparer l'indication donnée par les capteur-s en cours de production avec la planéité réelle de la tôle produite, c'est-à-dire libérée des contraintes de traction. A cet effet, il est nécessaire de disposer d'un moyen de contrôle susceptible d'effectuer des mesures de pla néité sur une tôle découpée et posée à plat sur une table de support plane. It is however necessary to establish an exact correlation between the measured quantity, that is to say the state of stress, and the real defect of flatness and therefore, it is useful to carry out a calibration and a periodic verification of the measuring means. . This operation is delicate and the simplest way is to compare the indication given by the sensors during production with the real flatness of the sheet produced, that is to say released from tensile stresses. For this purpose, it is necessary to have a control means capable of carrying out flatness measurements on a cut sheet and laid flat on a flat support table.
Un moyen de contrôle de planéité utilisé récemment consiste à éclairer la tôle en lumière rasante de façon à projeter sur celle-ci une ligne qui, si la tôle avait une planéité parfaite, serait une ligne rectiligne transversale à la direction de laminage et correspondant à l'intersection du plan de projection avec la table de support mais qui, en pratique, présente des ondulations correspondant aux poches de la tôles. A means of flatness control recently used consists in lighting the sheet in grazing light so as to project on it a line which, if the sheet had perfect flatness, would be a straight line transverse to the direction of rolling and corresponding to the intersection of the projection plane with the support table but which, in practice, has undulations corresponding to the pockets of the sheets.
Dans un dispositif connu, par exemple, on projette sur la tôle l'ombre d'un fil tendu au-dessus de celle-ci et l'on mesure, sur la largeur de la tôle, les distances transversales entre le fil et le point correspondant de son ombre sur la tôle, et d'en déduire, à partir de l'inclinaison du faisceau, la cote du point de lecture. In a known device, for example, the shadow of a wire stretched over it is projected onto the sheet and the transverse distances between the wire and the point are measured over the width of the sheet. corresponding to its shadow on the sheet, and to deduce therefrom, from the inclination of the beam, the dimension of the reading point.
Dans un autre dispositif, on réalise des bandes rectilignes parallèles dont on analyse le reflet sur la tôle. In another device, parallel rectilinear strips are produced, the reflection of which is analyzed on the sheet.
Parmi ces procédés connus certains, comme celui qui utilise l'ombre d'un fil, nécessitent une installation compliquée et fragile et d'autres, agissant par réflexion, ne sont ut-ilisables que pour des tôles assez brillantes. En outre, les opérations de mesure et de calcul pour la détermination du profil d'une tôle soit toujours assez ongues et peuvent par exemple durer de 2 à 3 heures, parfois plus. Enfin, la précision de lecture peut être insuffisante pour déterminer le profil exact de la tôle car, généralement, on obtient seulement la cote du point de lecture, sans indication directe sur le profil de la tôle. Among these known processes, some, such as that which uses the shadow of a wire, require a complicated and fragile installation and others, acting by reflection, are only usable for fairly shiny sheets. In addition, the measurement and calculation operations for determining the profile of a sheet are always fairly smooth and can, for example, last from 2 to 3 hours, sometimes more. Finally, the reading accuracy may be insufficient to determine the exact profile of the sheet because, generally, only the dimension of the reading point is obtained, without direct indication on the profile of the sheet.
L'invention a, au contraire, pour objet un procédé et un dispositif de mesure permettant de réaliser des mesures a la fois rapides et précises et de connaitre-très rapidement sans étalonnage préalable, et avec une bonne précision, le- profil de planéité de la tôle découpée, de façon à apporter les corrections nécessaires au mesureur de planéité au défilé. The invention, on the contrary, relates to a method and a measuring device making it possible to carry out measurements that are both rapid and precise and to know-very quickly without prior calibration, and with good precision, the flatness profile of the cut sheet, so as to make the necessary corrections to the flatness meter at the parade.
Conformément à l'invention, on projette sur la tôle un faisceau de lumière laser d'épaisseur constante, susceptible de couvrir un plan incliné par rapport au support plan et coupant respectivement ledit support suivant une ligne théorique rectiligne transversale à l'axe longitudinal de laminage et la tôle suivant une ligne ondulée, et l'on fait défiler au-dessus de la ligne ondulée, parallèlement à la ligne théorique, un dispositif de lecture susceptible de mesure, en une pluralité de points de lecture répartis le long de la ligne ondulée, l'écart transversal par rapport à la ligne théorique de la tache lumineuse en ce point et le rapport de la largeur de cette tache à l'épaisseur du faisceau et, au moyen d'un calculateur associe au dispositif de lecture, on détermine à partir de ces deux mesures, en chaque point de lecture, la cote de la tôle et l'angle d'inclinaison de son plan tangent par rapport au support plan. According to the invention, a laser light beam of constant thickness is projected onto the sheet metal, capable of covering an inclined plane with respect to the flat support and respectively cutting said support along a theoretical straight line transverse to the longitudinal rolling axis. and the sheet along a wavy line, and a reading device capable of measuring is scrolled above the wavy line, parallel to the theoretical line, at a plurality of reading points distributed along the wavy line , the transverse deviation from the theoretical line of the light spot at this point and the ratio of the width of this spot to the thickness of the beam and, by means of a computer associated with the reading device, it is determined to from these two measurements, at each reading point, the dimension of the sheet and the angle of inclination of its tangent plane relative to the plane support.
Dans un premier mode de réalisation, on projette la lumière de façon à balayer plusieurs plans décalés coupant le support plan suivant une série de lignes de référence parallèles écartées les unes des autres et l'on réalise les mesures en faisant déplacer le dispositif de lecture successivement le long de chaque ligne de référence. In a first embodiment, the light is projected so as to scan several offset planes cutting the planar support along a series of parallel reference lines spaced from each other and the measurements are made by moving the reading device successively along each reference line.
Dans un autre mode de réalisation, on divise la lumière en plusieurs nappes planes éclairant simultanément la tôle suivant plusieurs plans inclinés par rapport au support, et l'on fait défiler successivement le dispositif de lecture le long de chaque ligne ondulée correspondant à chacun des plans. Dans le cas, cependant, ou le dispositif de lecture peut couvrir un champ important, on réalise simulta nément les lectures des écarts latéraux et des inclinaisons sur plusieurs lignes au cours d'un seul déplacement transversal. In another embodiment, the light is divided into several flat layers simultaneously lighting the sheet in several planes inclined relative to the support, and the reading device is scrolled successively along each wavy line corresponding to each of the planes . In the case, however, where the reading device can cover a large field, readings of the lateral deviations and of the inclinations on several lines are carried out simultaneously during a single transverse movement.
D'une façon particulièrement avantageuse, on réalise les mesures le long de chaque ligne de référence en des points situés à des distances prédéterminees d'un plan vertical parallèle à l'axe de laminage et, après avoir effectué les mesures successivement le long de chaque ligne, on associe ensuite les cotes et les angles d'inclinaison des points situés aux mêmes distances du plan de référence de façon à reconstituer le profil de planéité de la tôle le long de directions parallèles à l'axe de laminage. In a particularly advantageous manner, the measurements are carried out along each reference line at points situated at predetermined distances from a vertical plane parallel to the rolling axis and, after having carried out the measurements successively along each line, we then associate the dimensions and the angles of inclination of the points located at the same distances from the reference plane so as to reconstitute the flatness profile of the sheet along directions parallel to the rolling axis.
L'invention couvre également le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, comprenant des moyens de projection sur la tôle d'un faisceau de lumière laser d'épaisseur constante, formant sur la tôle une tache lumineuse décrivant, par balayage d'un plan incliné par rapport au support, une ligne ondulée autour d'une direction moyenne parallèle à la ligne de référence constituée par l'intersection du plan du faisceau avec le support de la tôle, un dispositif de-lecture susceptible d'être déplacé au-dessus de la tôle suivant une direction parallèle à la ligne de référence et comprenant des moyens de mesure de l'écart transversal entre le centre de la tache lumineuse et la ligne de référence et de la longueur de la tache lumineuse suivant une direction parallèle à l'axe de laminage, les mesures étant effectuées en une pluralité de points répartis le long de la ligne ondulée sur la largeur de la tôle, et des moyens de calcul, à partir des mesures effectuées, de la cote de la tôle par rapport au support et de l'angle d'inclinaison de son plan tangent en chaque point de lecture. The invention also covers the device for implementing the method, comprising means for projecting onto the sheet of a laser light beam of constant thickness, forming on the sheet a light spot describing, by scanning a plane inclined with respect to the support, a wavy line around a mean direction parallel to the reference line formed by the intersection of the plane of the beam with the support of the sheet, a reading device capable of being moved above of the sheet in a direction parallel to the reference line and comprising means for measuring the transverse deviation between the center of the light spot and the reference line and the length of the light spot in a direction parallel to the rolling axis, the measurements being carried out at a plurality of points distributed along the wavy line over the width of the sheet, and means for calculating, from the measurements made, the dimension of the sheet by comparison t to the support and the angle of inclination of its tangent plane at each reading point.
De préférence, le dispositif de lecture est une caméra à couplage de charge. Preferably, the reading device is a charge coupled camera.
Pour réaliser les mesures sur l'ensemble de la tôle selon deux directions perpendiculaires, le dispositif de lecture est fixé sur un chariot monté coulissant sur un guide perpendiculaire à l'axe de laminage et porté lui-même par un châssis monté mobile sur des rails fixes parallèles à l'axe de laminage et placés sur le support, de part et d'autre de la tôle. To carry out the measurements on the whole sheet in two perpendicular directions, the reading device is fixed on a carriage mounted to slide on a guide perpendicular to the rolling axis and carried itself by a chassis mounted movable on rails. fixed parallel to the rolling axis and placed on the support, on both sides of the sheet.
Dans un premier mode de réalisation, les moyens de projection du faisceau laser réalisent un pinceau de faible section formant une tache isolée sur la tôle et sont fixés sur le même chariot que le dispositif de lecture de telle sorte que ce dernier se déplace avec la tache lumineuse pour balayer la tôle par lignes successives parallèles. In a first embodiment, the means for projecting the laser beam produce a brush of small section forming an isolated spot on the sheet and are fixed on the same carriage as the reading device so that the latter moves with the spot luminous to sweep the sheet by successive parallel lines.
Dans un second mode de réalisation, les moyens de projection du faisceau laser comprennent un organe de formation d'un faisceau en nappe tel qu'une lentille cylindrique, éclairée par une source laser fixe et projetant la lumière émise suivant une nappe située dans un plan incliné par rapport à la tôle. Dans ce cas, un dispositif diviseur de lumière peut projeter la lumière suivant plusieurs nappes dans des plans inclinés par rapport au support et coupant ce dernier suivant une série de lignes de référence parallèles. In a second embodiment, the means for projecting the laser beam comprise a member for forming a sheet beam such as a cylindrical lens, illuminated by a fixed laser source and projecting the light emitted along a sheet situated in a plane inclined with respect to the sheet. In this case, a light dividing device can project the light along several layers in planes inclined relative to the support and cutting the latter along a series of parallel reference lines.
Mais l'invention sera mieux comprise par la description d'un mode de réalisation preférentiel et de ses variantes, donnés à titre d'exemple, et représentés sur les dessins annexés. However, the invention will be better understood by the description of a preferred embodiment and of its variants, given by way of example, and represented in the appended drawings.
- La figure 1 est un schéma de principe du système de mesure selon l'invention;
- La figure 2 est une vue schématique partiellement en perspective, de l'ensemble du dispositif de mesure;
- La figure 3 est une vue partielle schématique du dispositif de projection et de lecture;
- La figure 4 est une vue schématique d'un autre mode de réalisation;
- La figure 5 représente une variante du dispositif de la figure 4.- Figure 1 is a block diagram of the measurement system according to the invention;
- Figure 2 is a schematic view partially in perspective, of the entire measuring device;
- Figure 3 is a partial schematic view of the projection and reading device;
- Figure 4 is a schematic view of another embodiment;
- Figure 5 shows a variant of the device of Figure 4.
Sur la figure 1, on a représenté schématiquement une partie d'une tôle 1 qui est posée sur une table de support plane 2 formant marbre. La tôle 1 comporte des ondula-tions dont l'amplitude a été exagérée sur la figure. In Figure 1, there is shown schematically a part of a sheet 1 which is placed on a flat support table 2 forming marble. The sheet 1 has undulations whose amplitudes have been exaggerated in the figure.
Le principe de l'invention consiste à éclairer la tôle l-par un faisceau laser d'apais-seur constante-et situé dans un plan P incliné d'un angle A par rapport à la table horizontale 2. Le plan P coupe la table 2 selon une ligne transversale 21 indiquée en vue de dessus sur la partie inférieure de la figure 1. The principle of the invention consists in illuminating the sheet l-by a laser beam of constant appeasement-and located in a plane P inclined by an angle A with respect to the horizontal table 2. The plane P cuts the table 2 along a transverse line 21 indicated in top view on the lower part of FIG. 1.
Dans l'exemple représenté sur les figures 1 à 3,
le faisceau laser est un pinceau cylindrique de diamètre,
placé dans un plan vertical perpendiculaire à la ligne 21
en un point XI définissant une position de lecture. Si la
tôle n'existait pas, le faisceau laser 3 projetterait donc
sur la table 2 une tache lumineuse 41 de forme ovale centrée
sur la ligne 21. Cependant, le faisceau laser est intercepté
par la tôle 1 sur laquelle il projette une tache lumineuse
4 placée dans le plan tangent P' à la tôle 1 et qui, en pro
jection horizontale, représentée sur la partie inférieure de
la figure, a une forme ovale 40 de largeur e et de longueur
d.Si l'on fait balayer l'ensemble du plan P au faisceau la
ser 3, ce dernier coupe la tôle 1 suivant une ligne 42 qui
présente des ondulations autour d'une direction parallèle
A la ligne de référence 21, dont la forme, en amplitude et
longueur d'onde, dépend de l'importance de la position des
poches 12.In the example shown in Figures 1 to 3,
the laser beam is a cylindrical brush of diameter,
placed in a vertical plane perpendicular to line 21
at a point XI defining a reading position. If the
sheet metal did not exist, the laser beam 3 would therefore project
on the table 2 a light spot 41 of centered oval shape
on line 21. However, the laser beam is intercepted
by sheet 1 on which it projects a light spot
4 placed in the tangent plane P 'to the sheet 1 and which, in pro
horizontal jection, shown on the lower part of
the figure has an oval shape 40 of width e and length
d.If the beam is swept across the entire plane P
ser 3, the latter cuts the sheet 1 along a line 42 which
has ripples around a parallel direction
At reference line 21, the shape of which, in amplitude and
wavelength, depends on the importance of the position of
pockets 12.
Le principe de la mesure consiste à déterminer
la position et la forme de la tache lumineuse en chaque
point de lecture. A cet effet, on-utilise un dispositif de
lecture constitué, de façon particulièrement avantageuse,
par une caméra linéaire à couplage de charge. Cet appareil
de type connu permet de balayer une direction parallèle à
un axe et pouvant par conséquent être perpendiculaire à la
ligne 21. Cet appareil détecte les changements d'intensité
lumineuse, et, en émettant une impulsion à chaque front de
lumière, permet de déterminer les distances horizontales
transversales L1 et L2 des deux bords de la tache lumineuse
par rapport à la ligne de référence 21.A partir des mesures
L1 et L2, un calculateur associé au dispositif de lecture
permet de déterminer facilement la distance horizontale D
du centre de la tache 4 par rapport à la ligne 21 et sa lon tueur d en projection horizontale.The principle of measurement is to determine
the position and shape of the light spot in each
reading point. For this purpose, we use a
particularly advantageous reading,
by a charge coupled linear camera. This device
of known type allows to sweep a direction parallel to
an axis and can therefore be perpendicular to the
line 21. This device detects changes in intensity
luminous, and, by emitting a pulse at each front of
light, determines horizontal distances
transverse L1 and L2 of the two edges of the light spot
relative to the reference line 21. From the measurements
L1 and L2, a computer associated with the reading device
allows easy determination of the horizontal distance D
from the center of spot 4 with respect to line 21 and its long killer in horizontal projection.
Connaissant l'angle A d'inclinaison du rayon 3
par rapport au support 2, la mesure due D permet de détermi
ner la hauteur ou cote h du centre de la tache 4 par rapport à la table de support. Un autre calcul trigonométrique simple, permet, à partir du rapport entre la longueur d de la projection 40 de la tache 4 et l'épaisseur e du rayon, de déterminer l'angle B d'inclinaison du plan tangent P' par rapport à l'horizontale.Knowing the angle A of inclination of radius 3
relative to support 2, the measurement due D makes it possible to determine
ner the height or dimension h of the center of spot 4 in relation to the support table. Another simple trigonometric calculation makes it possible, from the ratio between the length d of the projection 40 of the spot 4 and the thickness e of the radius, to determine the angle B of inclination of the tangent plane P 'relative to l 'horizontal.
I1 est ainsi possible, en chaque point de lecture, de déterminer la cote du point et l'inclinaison de son plan tangent. It is thus possible, at each reading point, to determine the dimension of the point and the inclination of its tangent plane.
Si l'on déplace le rayon 3 et le dispositif de lecture transversalement à l'axe de laminage, de façonque le rayon 3 balaye le plan P, on pourra faire une série de lectures en une pluralité de points 01, 02,...etc... répartis sur la largeur de la tôle. On voit donc qu'il est possible à cet effet, soit de déplacer un pinceau lumineux cylindrique dans le plan P, soit d'utiliser un faisceau en forme de nappe d'épaisseur constante e qui coupera la tôle 1 suivant une ligne lumineuse ondulée 42 dépendant de la forme de la tôle mais sensiblement parallèle à la ligne de référence 21 correspondant à l'intersection du plan P avec le support 2. If the ray 3 and the reading device are moved transversely to the rolling axis, so that the ray 3 scans the plane P, it will be possible to make a series of readings at a plurality of points 01, 02, ... etc ... distributed over the width of the sheet. We therefore see that it is possible for this purpose, either to move a cylindrical light brush in the plane P, or to use a beam in the form of a sheet of constant thickness e which will cut the sheet 1 along a wavy light line 42 depending on the shape of the sheet but substantially parallel to the reference line 21 corresponding to the intersection of the plane P with the support 2.
Sur la figure 2, on a représenté, à titre d'exemple, et schématiquement, un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. In Figure 2, there is shown, by way of example, and schematically, a device for implementing the method.
Un laminoir 11, qui peut être de tout type connu et muni des perfectionnements classiques, notamment pour la régulation de planéité, produit une tôle sous forme d'une bande allongée centrée sur un axe 10 de laminage. Un dispositif de coupe non représente permet de débiter la bande produite en tôle de longueur déterminée. La tôle à vérifier, est posée sur -une table de support horizontale 2 placée en aval du laminoir. Pour simplier le dessin, on a représenté la table 2 dans l'alignement du laminoir mais, se trouvant après la coupe de la tôle 1, elle pourrait évidemment être placée à tout endroit convenable, notamment pour dégager la zone aval du laminoir 11. A rolling mill 11, which can be of any known type and provided with conventional improvements, in particular for regulating flatness, produces a sheet in the form of an elongated strip centered on a rolling axis 10. A cutting device, not shown, enables the strip produced to be cut into sheet metal of determined length. The sheet to be checked is placed on a horizontal support table 2 placed downstream from the rolling mill. To simplify the drawing, the table 2 is shown in alignment with the rolling mill but, being located after the sheet 1 has been cut, it could obviously be placed at any suitable location, in particular for clearing the downstream zone of the rolling mill 11.
Les mesures indiquées précédemment sont effectuées par un dispositif de lecture 5, par exemple un caméra linéaire à couplage de charge, qui est fixée sur un chariot 50. Ce dernier est monté coulissant sur des rails 51 paralleles à l'axe 10 de laminage de façon à pouvoir se déplacer parallèlement à celui-ci en effectuant les mesures par séries successives le long de lignes de références parallèles 211, 212... The measurements indicated above are carried out by a reading device 5, for example a linear camera with charge coupling, which is fixed on a carriage 50. The latter is slidably mounted on rails 51 parallel to the rolling axis 10 so to be able to move parallel to it by carrying out the measurements in successive series along parallel reference lines 211, 212 ...
Les rails 51 sont portés par un support 51 en deux parties montées coulissantes le long de rails transversaux 53 ménagés sur un châssis 54 perpendiculairement à l'axe de laminage 10. Le déplacement du chariot 50 sur les rails 51 et du support 52 sur les rails 53 peut être assuré par tout moyen connu, par exemple des vis sans fin ou des enrouleurs-dérouleurs, respectivement 55 et 56, reliés par des câbles au chariot 50 et à au moins l'un des deux supports 52. The rails 51 are carried by a support 51 in two parts slidably mounted along transverse rails 53 formed on a frame 54 perpendicular to the rolling axis 10. The movement of the carriage 50 on the rails 51 and of the support 52 on the rails 53 can be ensured by any known means, for example worms or winder-unwinders, respectively 55 and 56, connected by cables to the carriage 50 and to at least one of the two supports 52.
Dans l'exemple représenté sur la figure 2, le chariot 50 de support du dispositif de lecture 5 porte également les moyens 30 de projection du faisceau laser 3. L'ensemble a été représenté plus en détail sur le schéma de la figure 3 qui représente, en coupe transversale, le chariot 50 sur lequel est fixé le dispositif de lecture 5 constitué par une caméra à couplage de charge dont l'axe optique est vertical. Au-dessus de la caméra 5 est placé un projecteur 30 d'un faisceau laser cylindrique 3 diamètre e. Dans l'exemple représenté, l'axe optique du projecteur 30 est horizontal et le faisceau laser est dévié par des miroirs 31 et 32 fixés sur le chariot 50 de façon à produire un faisceau incliné de l'angle A et coupant-le support 2 suivant la ligne 10 vue de bout sur la figure. Les miroirs sont réglés de telle sorte que l'axe optique de l-a caméra 5 se trouve entre la ligne de référence- 21 et la tache lumineuse 4, le-champ de la caméra étant suffisant pour englober tous les écarts transversaux de la tache qui dépendent du profil de la tôle 1. I1 est inutile de décrire en détail le fonctionnement de la caméra à couplage de charge qui se trouve dans le commerce, et qui, comme on l'a indi qué, peut lire d'une part la distance D du centre la tache à la ligne de référence 21 et d'autre part le rapport de la longueur d de la tache à sa largeur e. In the example shown in FIG. 2, the carriage 50 for supporting the reading device 5 also carries the means 30 for projecting the laser beam 3. The assembly has been shown in more detail in the diagram in FIG. 3 which represents , in cross section, the carriage 50 on which is fixed the reading device 5 consisting of a charge coupled camera whose optical axis is vertical. Above the camera 5 is placed a projector 30 of a cylindrical laser beam 3 diameter e. In the example shown, the optical axis of the projector 30 is horizontal and the laser beam is deflected by mirrors 31 and 32 fixed on the carriage 50 so as to produce an inclined beam of angle A and cutting the support 2 along line 10 end view in the figure. The mirrors are adjusted so that the optical axis of the camera 5 is between the reference line 21 and the light spot 4, the field of view of the camera being sufficient to encompass all the transverse deviations of the spot which depend of the profile of the sheet 1. It is unnecessary to describe in detail the operation of the charge-coupled camera which is commercially available, and which, as indicated, can read the distance D on the one hand from the center the spot to the reference line 21 and on the other hand the ratio of the length d of the spot to its width e.
Comme on l'a représenté schématiquement sur la figure 2, l'installation comprend un système général de commande 6 relié au chariot 50 et au moteur de déplacement 55, 56 pour alimenter en énergie le dispositif de lecture 5 et le projecteur laser 3 et commander les déplacements du chariot 50 dans les deux directions X et Y respectivement parallèles et perpendiculaires à l'axe de laminage 10. Par ailleurs, le système de commande'6 est associé à une unité de calcul 7 telle qu'un mini-ordinateur comprenant une console de commande 71 et qui, à partir des signaux reçus de la caméra 5 par une ligne de transfert 72 élabore et traite les informations correspondantes et détermine le profil de la tôle qui peut être vi sualisé par exemple sur un écran vidéo 73 ou un enregistreur à bande. As shown diagrammatically in FIG. 2, the installation comprises a general control system 6 connected to the carriage 50 and to the displacement motor 55, 56 for supplying energy to the reading device 5 and the laser projector 3 and controlling the movements of the carriage 50 in the two directions X and Y respectively parallel and perpendicular to the rolling axis 10. Furthermore, the control system 6 is associated with a calculation unit 7 such as a mini-computer comprising a control console 71 and which, on the basis of the signals received from the camera 5 by a transfer line 72 elaborates and processes the corresponding information and determines the profile of the sheet which can be viewed for example on a video screen 73 or a recorder belt.
De la sorte, ayant fixé la position du chariot 50 sur les rails 51, on peut commander un déplacement de ce dernier parallèlement à-la ligne de référence 21 et effectuer les mesures en une pluralité de points 01, 02,... répartis sur la largeur de la tôle. Comme on l'a indiqué, les mesures effectuées permettent de déterminer en chaque point la cote h et l'inclinaison du plan tangent par rapport à la table de support 2. I1 est facile de programmer l'unité de traitement 7, par exemple en regroupant les mesures effectuées pour des positions 01, 02... situées à la même distance y1, y2 ...., d'un plan vertical de référence Po parallèle à l'axe de.lami- nage.On pourra, ainsi faire apparaitre sur l'écran vidéo 64 le profil de planéité de la tôle le long de directions parallèles à l'axe de laminage 10. Or il existe une relation- con- nue entre la longueur des fibres et les dimensions, hauteur et longueur d'onde, des poches 12 observées sur la tôle. L'unité de traitement 7 permet donc de calculer la longueur des fibres dans différents plans parallèles à la direction de la minage, de comparer ces défauts à ceux mesurés au défilé par le mesureur de planéité et d'en déduire les corrections à apporter à son étalonnage. Gracie aux dispositions selon l'invention, le calcul et la visualisation du profil de planéité seront effectués pratiquement en même temps que la mesure c'est-à-dire à la vitesse de celle-ci.Or, le déplacement du dispositif de lecture au-dessus d'un ensemble de points de lecture en nombre suffisant pour couvrir l'ensemble de la t- le est relativement rapide et peut se faire en quelques minutes. I1 est donc possible, au début d'une opération de laminage, de couper la tôle, de la mau < et et d'étalonner très rapidement le mesureur de planéité au défilé. In this way, having fixed the position of the carriage 50 on the rails 51, it is possible to order a displacement of the latter parallel to the reference line 21 and to carry out the measurements at a plurality of points 01, 02, ... distributed over the width of the sheet. As indicated, the measurements carried out make it possible to determine at each point the dimension h and the inclination of the tangent plane relative to the support table 2. It is easy to program the processing unit 7, for example by grouping the measurements made for positions 01, 02 ... located at the same distance y1, y2 ...., from a vertical reference plane Po parallel to the axis of rolling. appear on the video screen 64 the flatness profile of the sheet along directions parallel to the rolling axis 10. Now there is a known relationship between the length of the fibers and the dimensions, height and length of wave, pockets 12 observed on the sheet. The processing unit 7 therefore makes it possible to calculate the length of the fibers in different planes parallel to the direction of the mining, to compare these defects with those measured on parade by the flatness meter and to deduce therefrom the corrections to be made to its calibration. Thanks to the arrangements according to the invention, the calculation and the visualization of the flatness profile will be carried out practically at the same time as the measurement, that is to say at the speed thereof. However, the displacement of the reading device at -over a set of reading points in sufficient number to cover the whole of the sheet is relatively fast and can be done in a few minutes. It is therefore possible, at the start of a rolling operation, to cut the sheet metal, slag and and to calibrate the flatness meter very quickly in the process.
Un autre avantage du procédé réside dans le fait qu'au moyen d'un dispositif fiable, on peut visualiser par exemple sur des bandes enregistreuses, le profil d'une tôle de référence ce qui permet de contrôler facilement et rapidement la qualité d'une production et d'en fournir la preuve à l'acheteur. Another advantage of the method resides in the fact that, by means of a reliable device, it is possible to visualize, for example on recording tapes, the profile of a reference sheet, which makes it possible to easily and quickly control the quality of production and provide proof to the buyer.
Bien entendu, l'invention ne couvre pas seulement l'installation qui vient d'être décrite en détail à titre de simple exemple et qui pourrait faire l'objet de variantes entrant également dans le cadre de protection des revendications. Of course, the invention does not only cover the installation which has just been described in detail by way of a simple example and which could be subject to variants also falling within the scope of protection of the claims.
C'est ainsi que, dans l'exemple représenté, on utilise un faisceau en forme pinceau cylindrique de faible épaisseur qui doit se déplacer en même temps que le dispositif de lecture. Mais on peut aussi, comme on l'a représenté schématiquement sur la figure 4, utiliser une autre disposition permettant, par un système connu, par exemple une lentille cylindrique 33, de réaliser, à partir du faisceau 3 produit par le projecteur 30, une nappe plane 34 susceptible de couvrir toute la largeur de la tôle. Dans ce cas, la nappe volumineuse 34 projette sur la tôle une ligne lumineuse continue et ondulée 421 mais le principe de l'invention reste conservé.En effet, la caméra 5 détecte, comme précédemment, les fronts de lumière dans un plan passant par l'axe optique et perpendiculaire à la ligne de référence 211 et mesure dans ce plan, la distance transversale D du centre de la ligne lumineuse 421 par rapport à la ligne de référence 10 et la largeur d de cette ligne pour en déduire, l'inclinaison du plan tangent par comparaison avec l'épaisseur e de la nappe. Thus, in the example shown, a beam in the form of a cylindrical brush of small thickness is used which must move at the same time as the reading device. However, it is also possible, as shown diagrammatically in FIG. 4, to use another arrangement allowing, by a known system, for example a cylindrical lens 33, to produce, from the beam 3 produced by the projector 30, a flat sheet 34 capable of covering the entire width of the sheet. In this case, the bulky sheet 34 projects onto the sheet a continuous and wavy light line 421 but the principle of the invention remains preserved. Indeed, the camera 5 detects, as before, the light fronts in a plane passing through the optical axis and perpendicular to the reference line 211 and measures in this plane, the transverse distance D from the center of the light line 421 relative to the reference line 10 and the width d of this line to deduce therefrom, the inclination of the tangent plane by comparison with the thickness e of the sheet.
Le dispositif de lecture 5 est monté, comme précédemment, sur un chariot qui lui permet de se déplacer dans les deux directions X et Y respectivement parallèle et perpendiculaire à la direction de laminage 10. Pour chaque position de la nappe 34, on effectue donc les mesures en une pluralité de points 01, 02... répartis le long de la ligne 421 correspondante. I1 est alors possible de déplacer le projecteur 30 selon la direction X de façon à ce que le plan de la nappe lumineuse coupe le support 2 suivant une nouvelle ligne de ré férence 212 et la tôle 1 suivant une ligne lumineuse 422 le long de laquelle sera de nouveau effectuée la mesure, l'angle 1 d'inclinaison du plan de la nappe étant conservé. Ainsi, de proche en proche, on pourra réaliser les mesures tout le long de la tôle. The reading device 5 is mounted, as before, on a carriage which allows it to move in the two directions X and Y respectively parallel and perpendicular to the rolling direction 10. For each position of the ply 34, the measurements at a plurality of points 01, 02 ... distributed along the corresponding line 421. I1 is then possible to move the projector 30 in the direction X so that the plane of the light sheet cuts the support 2 along a new reference line 212 and the sheet 1 along a light line 422 along which will be again carried out the measurement, the angle 1 of inclination of the plane of the sheet being preserved. Thus, step by step, the measurements can be made all along the sheet.
Cependant, le déplacement de la nappe lumineuse 34 pourrait également être effectué par rotation du projecteur laser 30, l'unité de traitement 7 étant alors programmée de façon à tenir compte de l'angle d'inclinaison A correspondant à chaque position de la nappe lumineuse 34. However, the displacement of the light sheet 34 could also be effected by rotation of the laser projector 30, the processing unit 7 then being programmed so as to take account of the angle of inclination A corresponding to each position of the light sheet 34.
Dans une autre variante représentée schématiquement sur la figure 5, on utilise plusieurs sources laser superposées 301, 302... associées chacune à une lentille cylindrique, ou bien une source laser puissante associée à des lames diviseuses, de façon à produire simultanément une série de nappes 341, 342, 343,... qui coupent le support 2 suivant des lignes théoriques 211, 212... et la tôle 1 suivant des lignes ondulées 421, 422.... I1 est alors possible de déplacer la caméra 5 successivement au-dessus de toutes les lianes ondulées 421, 422... ou bien, si l'on utilise une caméra à grand champ, de placer celle-ci sensiblement au milieu de la tôle de façon à couvrir toute la longueur de celle-ci, par exemple 1 à 2 m ou, en tout cas, un certain nombre de lignes ondulées.Une source laser particulière ou bien une lame diviseuse pourrait projeter sur le support 2 un trait de référence 210 à partir duquel serient effectuées toutes les mesures ainsi que, éventuellement, le contrôle du positionnement de la caméra. In another variant shown diagrammatically in FIG. 5, several superimposed laser sources 301, 302, etc. are used, each associated with a cylindrical lens, or else a powerful laser source associated with dividing blades, so as to simultaneously produce a series of layers 341, 342, 343, ... which cut the support 2 along theoretical lines 211, 212 ... and the sheet 1 along wavy lines 421, 422 .... I1 is then possible to move the camera 5 successively above all the wavy vines 421, 422 ... or else, if a wide field camera is used, place it substantially in the middle of the sheet so as to cover the entire length of the latter , for example 1 to 2 m or, in any case, a certain number of wavy lines. A particular laser source or a dividing blade could project onto the support 2 a reference line 210 from which all the measurements would be made as well as , possibly, the control of the position camera.
D'une façon générale, l'invention ne se limite pas aux détails des seuls modes de réalisation qui viennent d'être décrits, les moyens de projection et de lecture, pouvant notamment être modifiés ou remplacés par d'autres moyens équivalents sans s'écarter du cadre de protection défini par les revendications. D'autre part, il est bien évident que si, dans les exemples décrits, le-plan du faisceau laser ou de la nappe lumineuse est perpendiculaire à la direction de laminage, la mesure étant d'abord effectuée selon une direction transversale, la disposition schématique représentée sur la figure 2 pourrait être inversée, le faisceau laser étant projeté dans des plans parallèles à la direction de laminage
D'ailleurs, s'il semble normal, pour agir ensuite sur le laminoir, d'effectuer les mesures perpendiculairement et parallèlement à l'axe de laminage 10, on pourrait, dans certains cas, répartir les points de lecture d'une autre façon. In general, the invention is not limited to the details of the only embodiments which have just been described, the projection and reading means, which can in particular be modified or replaced by other equivalent means without deviate from the protective framework defined by the claims. On the other hand, it is quite obvious that if, in the examples described, the plane of the laser beam or of the light sheet is perpendicular to the rolling direction, the measurement being first carried out in a transverse direction, the arrangement schematic shown in Figure 2 could be reversed, the laser beam being projected in planes parallel to the rolling direction
Moreover, if it seems normal, to act then on the rolling mill, to make the measurements perpendicular and parallel to the rolling axis 10, one could, in some cases, distribute the reading points in another way .
Claims (13)
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