FR2965912A1 - Dispositif de metrologie pour tracage de lignes de references sur la paroi interne d'un four rotatif - Google Patents

Abstract

Ensemble de métrologie (1) pour le traçage de lignes de référence (2), destiné à être employé lors d'une opération de construction d'un ouvrage de maçonnerie (3) présentant une direction privilégiée (4). Un tel ensemble de métrologie (1) présente, et comporte un dispositif d'émission laser (8) conçu pour émettre un rayonnement laser (9) incident selon une direction d'incidence et des moyens de déviation (10) conçus pour dévier le rayonnement laser (9) incident. L'ensemble de métrologie (1) comporte en outre des moyens de déplacement conçus pour déplacer le rayonnement laser (9) incident par rapport à la direction d'orientation (7) de sorte que la direction d'incidence décrive une portion d'un plan d'incidence. Les moyens de déviation (10) sont agencés pour dévier le rayonnement laser (9) incident dans au moins une direction de déviation (31, 32).

Description

L'invention concerne un ensemble de métrologie pour le traçage de lignes de référence. Lors de la construction d'un ouvrage de maçonnerie, tel qu'un four de cimenterie, dont la construction nécessite le placement d'éléments de construction, tels que des briques en matériau réfractaire, selon un placement précis, il est connu d'utiliser un ensemble de métrologie pour le traçage des lignes de référence selon lesquelles seront placer les éléments de construction. Un tel ensemble de métrologie, tel que celui décrit dans le brevet anglais GB 1 545 214, est généralement employé pour le traçage de lignes de référence dans un ouvrage de maçonnerie de forme cylindrique. Dans un tel ouvrage, le traçage de lignes référence est généralement réalisé pour matérialiser l'intersection entre un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'ouvrage de maçonnerie avec les parois de ce même ouvrage. Pour matérialiser cette intersection, l'ensemble de métrologie comporte un dispositif d'émission laser émettant un rayonnement laser incident et un dispositif de déviation du rayonnement laser, le dispositif de déviation comportant un prisme pour dévier le rayonnement laser incident dans une direction de déviation orthogonale à la direction d'incidence du rayonnement laser. Le prisme est monté mobile en rotation avec des moyens motorisés de manière à ce qu'il permette à la direction de déviation de décrire un plan de déviation orthogonal à la direction d'incidence du rayonnement laser. Ainsi, lors du traçage de lignes de référence dans un ouvrage de maçonnerie, le dispositif d'émission laser et le dispositif de déviation sont alignés dans la direction de l'axe longitudinal de l'ouvrage de maçonnerie, le rayonnement laser incident également émis selon ce même axe. De cette manière, le rayonnement laser incident est dévié par le dispositif de déviation selon un plan de déviation orthogonal à l'axe longitudinal, la projection sur la paroi du rayonnement laser dévié matérialisant la ligne de référence à tracer. Néanmoins, si un tel ensemble de métrologie permet de tracer des lignes de référence dans un ouvrage de maçonnerie, la déviation du rayonnement laser étant obtenue à partir d'un prisme mobile, cet ensemble de métrologie est sensible à tout écart d'alignement du prisme qui entrainerait une erreur significative dans le traçage des lignes de référence. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient.

Le problème technique à la base de l'invention consiste donc à fournir un ensemble de métrologie pour le traçage de lignes de référence utilisant des moyens de déviation du rayonnement laser qui soit de conception simple et qui présente des risques d'écarts d'alignements réduits des pièces le constituant. A cet effet, l'invention concerne un ensemble de métrologie pour le traçage de lignes de référence, destiné à être employé lors d'une opération de construction d'un ouvrage de maçonnerie présentant une direction privilégiée, un tel ensemble de métrologie présentant une direction d'orientation pour permettre l'orientation de l'ensemble de métrologie par rapport à la direction privilégiée, et comportant : - un dispositif d'émission laser conçu pour émettre un rayonnement laser incident selon une direction d'incidence, - des moyens de déviation conçus pour dévier le rayonnement laser incident, l'ensemble de métrologie comportant en outre des moyens de déplacement conçus pour déplacer le rayonnement laser incident par rapport à la direction d'orientation de sorte que la direction d'incidence décrive une portion d'un plan d'incidence et les moyens de déviation étant agencés pour dévier le rayonnement laser incident dans au moins une direction de déviation de sorte que chaque direction de déviation décrive une portion d'un plan de déviation lorsque le rayonnement incident est déplacé dans la portion du plan d'incidence, le plan déviation présentant une orientation prédéterminée par rapport à la direction d'orientation. De tels moyens de déplacement permettent de déplacer le rayonnement laser incident par rapport à la direction d'orientation avant que le rayonnement laser incident soit dévié par les moyens de déviation. On supprime ainsi la nécessité d'avoir des moyens de déplacement au niveau des moyens de déviation. Il est donc possible d'utiliser des moyens de déviation simplifiés, puisque ne nécessitant pas de pièce mobile pour déplacer le rayonnement incident, et qui présentent donc des risques réduits de désalignement des pièces constitutives des moyens de déviation. Avantageusement, le plan de déviation est transversal à la direction d'orientation, préférentiellement sensiblement perpendiculaire. Une telle orientation du plan de déviation permet, pour un traçage de lignes de référence transversales à la direction privilégiée, un placement de l'ensemble selon la direction privilégiée puisque le rayonnement laser est dévié selon une direction de déviation transversale à la direction d'orientation.

Préférentiellement, l'ensemble de métrologie comporte en outre une platine support supportant de manière amovible le dispositif d'émission laser et/ou les moyens de déflexion. Une telle platine support permet un positionnement adéquat des 5 moyens de déviation vis-à-vis du dispositif d'émission laser. De manière avantageuse, la platine support matérialise la direction d'orientation. La platine support supportant les moyens de déviation et/ou le dispositif d'émission laser, le fait qu'elle matérialise la direction d'orientation 10 permet une orientation aisée de la platine et donc des moyens de déviation et/ou d'orientation. Avantageusement, l'ensemble de métrologie comprend en outre des moyens d'orientation des moyens de déviation conçus pour orienter les moyens de déviation par rapport à la platine support. 15 Ces moyens d'orientation permettent d'ajuster finement le placement des moyens de déviation vis-à-vis de la platine et donc du dispositif d'émission laser. Préférentiellement, les moyens de déviation sont agencés pour dévier une première partie du rayonnement laser dans une première direction 20 de déviation selon une portion d'un premier plan de déviation et une deuxième partie du rayonnement laser dans une deuxième direction de déviation selon une portion d'un deuxième plan de déviation. Une telle déviation du rayonnement laser en deux parties déviées chacune selon une portion d'un premier et d'un deuxième plans de déviation 25 permet de projeter le rayonnement laser sur plusieurs parois de l'ouvrage de maçonnerie de manière à tracer une ligne de référence sur chacune de ces parois. De manière avantageuse, les moyens de déviation comprennent au moins un miroir, préférentiellement deux miroirs. 30 Un tel miroir constitue des moyens de déviation qui soient simples et qui présentent des risques de désalignement réduits. Avantageusement, les moyens de déviation comprennent un premier et un second miroirs positionnés sensiblement bord à bord selon un angle sensiblement rectangle avec ménagement d'une fente entre eux.

Un tel positionnement des miroirs permet une déviation du rayonnement laser selon deux directions de déviation comprissent dans un même plan de déviation. Préférentiellement, les moyens de déplacement sont conçus pour permettre également une émission laser dans une direction d'incidence prédéfinie comprise dans le plan d'émission et le dispositif laser est positionné sur la platine support de manière à présenter la direction d'incidence prédéfinie selon la direction d'orientation. Une telle direction d'incidence prédéfinie selon la direction d'orientation permet d'utiliser cette direction pour faire un réglage fin de la direction d'orientation de l'ensemble de métrologie vis-à-vis de la direction privilégiée de l'ouvrage de maçonnerie. L'invention se rapporte également à un procédé de traçage de lignes de référence, destiné à être mis en oeuvre dans un ouvrage de maçonnerie, le procédé mettant en oeuvre un ensemble de métrologie selon l'invention et comportant les étapes suivantes : - positionner l'ensemble de métrologie dans l'ouvrage de maçonnerie, la direction d'orientation étant approximativement orientée par rapport à la direction privilégiée, - procéder à l'alignement de l'ensemble de métrologie de manière à orienter la direction d'orientation par rapport à la direction privilégiée, - mettre en oeuvre le dispositif d'émission laser pour émettre un rayonnement laser dans la direction d'incidence, - mettre en oeuvre les moyens de déplacement pour que la 25 direction d'incidence décrive la portion du plan d'incidence, - tracer des lignes de référence selon une projection sur l'ouvrage de maçonnerie du rayonnement laser dévié par les moyens de déviation. Un tel procédé permet un traçage précis de lignes de référence dans un ouvrage de maçonnerie présentant une direction privilégiée. 30 De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cet ensemble de métrologie pour le traçage de lignes de référence. La figure 1 est une vue en situation de l'ensemble de métrologie ; 35 la figure 2 en est une vue de coté ; la figure 3 en est une vue de dessus ; la figure 4 est une vue de dessus du disposition de déviation. La figure 1 illustre un ensemble de métrologie 1 pour le traçage de lignes de référence 2 en situation dans un four de cimenterie 3 lors du traçage de lignes de référence 2 pour matérialiser l'intersection entre un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal 4 du four de cimenterie 3 et les parois 5 du four de cimenterie 3. Un tel ensemble de métrologie 1 comprend : - une platine 6 support, matérialisant une direction d'orientation 7, - un dispositif d'émission 8 d'un rayonnement laser 9 disposé sur 10 la platine 6 support, - un dispositif de déviation 10 du rayonnement laser 9 disposé sur la platine 6 support, L'ensemble de métrologie 1 comporte, en outre, un capteur d'alignement 11, ou cible laser, un tel capteur d'alignement 11 permettant par 15 la présence d'un point de visée (non représenté) un alignement de la direction d'orientation 7 de l'ensemble avec l'axe longitudinal 5 du four de cimenterie 3. La platine 6 comprend, comme illustré sur les figures 2 et 3, une embase métallique 12 sensiblement plane de forme générale parallélépipédique rectangle dont deux angles 13 successifs sont tronqués. Les 20 bords longitudinaux 14 et une rainure 15 matérialisent la direction d'orientation 7 de la platine 6 et donc de l'ensemble de métrologie 1. Les angles 13 tronqués, ménagés sur la platine sur les angles 13 d'un côté 16 de la platine 6, matérialisent le sens d'installation de la platine 6, les angles 13 tronqués étant positionnés à l'arrière de la platine 6. 25 On entend donc par avant et arrière de la platine 6, le côté 17 ne présentant pas d'angle tronqué et le côté 16 présentant les angles 13 tronqués. La platine 6 est supportée par trois pieds à vis micrométriques 18. Les pieds à vis micrométriques 18 permettent un réglage de la pente de la platine 6 vis-à-vis du support, sur la figure 1, le fond du four de cimenterie 3, 30 sur lequel la platine 6 est disposée. Pour permettre le placement du dispositif de déviation 10 sur la platine 6, la platine 6 comporte trois cavités 19 ménagées sur la surface de la platine 6. Les trois cavités 19, de formes sensiblement circulaires, possèdent un diamètre dont les dimensions permettent un déplacement du dispositif de 35 déviation 10 pour le réglage de son orientation vis-à-vis du dispositif d'émission laser.

La platine 6 comporte également à l'arrière une pièce support 20 du dispositif d'émission laser 8. Pour permettre un montage amovible du dispositif d'émission laser 8, la pièce support 20 comporte une vis de montage 21 de celui-ci.

L e dispositif d'émission laser 8 comprend une source du rayonnement laser, non représentée, telle qu'une diode laser ou un laser. La source laser émet un rayonnement laser 9 rectiligne selon une direction d'incidence. Le dispositif d'émission laser 8 comprend également des moyens de déplacement du rayonnement laser 9. Ces moyens de déplacement, non illustrés, sont agencés pour déplacer le rayonnement laser 9. Les moyens de déplacement comportent un premier et un deuxième modes de fonctionnement. Le premier mode de fonctionnement est un mode de fonctionnement dans lequel les moyens de déplacement ne déplacent pas le rayonnement laser 9, le rayonnement laser 9 étant dirigé selon une direction d'incidence prédéfinie (non représentée). La direction d'incidence prédéfinie est telle qu'elle est sensiblement selon la direction d'orientation 7 de l'ensemble de métrologie 1 lorsque le dispositif d'émission 8 laser est positionné sur la platine 6. Dans le deuxième mode de fonctionnement, les moyens de déplacement déplacent le rayonnement laser 9 par rapport à la direction d'orientation 7 de sorte que la direction d'incidence décrive une portion d'un premier plan d'incidence. Le premier plan d'incidence comprend la direction d'incidence prédéfinie. Ce premier plan d'incidence est perpendiculaire à la platine 6 lorsque le dispositif d'émission laser 8 est positionné sur la platine 6, Selon une possibilité préférée de l'invention, les moyens de déplacement comportent en outre un troisième mode de fonctionnement. Dans ce troisième mode de fonctionnement, les moyens de déplacement déplacent le rayonnement laser 9 par rapport à la direction d'orientation 7 de sorte que la direction d'incidence décrive une portion d'un second plan d'incidence. Le second plan d'incidence comprend la direction d'incidence prédéfinie et est sensiblement orthogonal au premier plan d'incidence. De tels moyens de déplacement sont connus et décrits par ailleurs 35 et notamment par le brevet US 6067148. Ils ne sont donc pas décrits plus en avant dans le reste de ce document.

Le dispositif de déviation 10 du rayonnement laser 9 est illustré sur la figure 4. Un tel dispositif de déviation 10 comporte une embase 22 et une partie supérieure 23 reliées l'une à l'autre par deux montants 24. L'embase 22 et la partie supérieure 23 présentent chacune un axe de symétrie longitudinal 25. L'embase 22 comporte trois pieds 26 agencés pour être positionnés dans les cavités 19 de la platine 6 lorsque le dispositif de déviation 10 est placé sur la platine 6. Au moins un des pieds 26 du dispositif de déviation 10 permet, comme montré sur la figure 2, de régler l'inclinaison du dispositif de déviation 10 par rapport à la platine 6. Les pieds 25 du dispositif de déviation 10 et les cavités 19 de la platine 6 forment des moyens d'orientation 19, 25 du dispositif de déviation 10. Le dispositif de déviation10 comporte en outre un premier et un second miroirs 27, 28 plans supportés par l'embase 23 et la partie supérieure 24. Les miroirs 27, 28 sont positionnés sur la platine 6 de manière à présenter chacun une surface de réflexion 29 perpendiculaire à l'embase 23. Les miroirs 27, 28 sont disposés bord à bord et symétriquement par rapport à un plan de symétrie passant par les axes de symétrie longitudinaux 25 de l'embase 22 et de la partie supérieure 23. L'angle entre les deux miroirs 27, 28 est sensiblement orthogonal.

Selon une caractéristique du dispositif de déviation 10, pour permettre un contrôle de l'alignement lors de l'utilisation du dispositif de déviation 10, une fente 30 est ménagée entre les deux miroirs 27, 28 selon le plan de symétrie. Un tel dispositif de déviation 10 forme des moyens de déviation du 25 rayonnement laser 10. Lors de l'utilisation d'un tel ensemble de métrologie 1 pour le traçage de lignes de référence dans un four de cimenterie 3, l'ensemble de métrologie 1 est mis en oeuvre selon un procédé comportant les étapes consistant à : 30 - positionner l'ensemble de métrologie 1 dans le four de cimenterie 3, la direction d'orientation 7 étant approximativement orientée par rapport à l'axe longitudinal 4 du four de cimenterie 3, le dispositif de déviation étant retiré de la platine 6 support, - procéder à l'alignement de l'ensemble de métrologie 1 de 35 manière à orienter la direction d'orientation 7 par rapport à l'axe longitudinal 5, - mettre en oeuvre le dispositif d'émission laser 8 pour émettre un rayonnement laser 9 dans la direction d'incidence, - mettre en oeuvre les moyens de déplacement selon le deuxième mode de fonctionnement pour que la direction d'incidence du rayonnement laser 9 décrive la portion du premier plan d'incidence, ce plan étant orthogonal à la platine 6 et contenant l'axe longitudinal 4 du four de cimenterie 3, - positionner et aligner le dispositif de déviation 10 avec le dispositif d'émission laser 8 de manière à ce qu'une partie du rayonnement laser 9 soit déviée par le premier miroir 27 selon une première direction de déviation 31 et une seconde partie du rayonnement soit déviée par le second miroir 28 selon une deuxième direction de déviation 32, la première et la seconde directions 31, 32 de déviation étant orthogonales à la direction d'incidence du rayonnement laser 9, - tracer des lignes de référence 2 selon une projection sur les 15 parois 5 du four de cimenterie 3 du rayonnement laser 9 dévié selon le plan de déviation par le dispositif de déviation 10. Pour un ensemble de métrologie 1 comportant un capteur d'alignement 11 et des moyens de déplacement comportant le troisième mode de fonctionnement, l'étape d'alignement comporte les sous-étapes consistant 20 à : - positionner le dispositif d'émission laser 8 dans le four de cimenterie 3 selon l'axe longitudinal 4 du four de cimenterie 3, - mettre en oeuvre le dispositif d'émission laser 8, - mettre en oeuvre les moyens de déplacement selon le troisième 25 mode de fonctionnement - tracer des lignes de référence correspondant aux intersections entre le rayonnement laser 9 et les parois 5 du four de cimenterie 3 pour matérialiser le plan décrit par le déplacement du rayonnement laser 9, - positionner le capteur laser 11 à distance du dispositif de 30 rayonnement laser 8 à égale distance des lignes de référence tracées, - si ce n'est déjà fait, positionner la platine 6 sur l'emplacement du dispositif d'émission laser 8 et positionner le dispositif d'émission laser 8 sur la platine 6, - régler avec les pieds à vis micrométriques 18 la pente de la 35 platine 6 de manière à ce que la direction d'orientation 7 soit orientée selon l'axe longitudinal 4 du four de cimenterie 2, - mettre en oeuvre les moyens de déplacement selon le premier ou le deuxième mode de fonctionnement, - orienter précisément la platine 6 pour faire coïncider le rayonnement laser 9 avec le point de visée du capteur laser 11.

Si un tel ensemble de métrologie 1 est particulièrement adapté pour tracer des lignes de référence 2 dans un four de cimenterie 3, il peut être également utilisé pour tracer des lignes de référence 2 dans tout autre ouvrage de maçonnerie comportant une direction privilégiée, tel que par exemple, un tunnel ou tout autre local nécessitant le placement d'éléments de construction selon des lignes de référence. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cet ensemble de métrologie pour tracer des lignes de référence, décrite ci-dessus à titre d'exemple, elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation. C'est ainsi que les moyens de déplacement du rayonnement pourraient être positionnés sur la platine support au lieu d'équiper le dispositif d'émission laser.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Ensemble de métrologie (1) pour le traçage de lignes de référence (2), destiné à être employé lors d'une opération de construction d'un ouvrage de maçonnerie (3) présentant une direction privilégiée (4), un tel ensemble de métrologie (1) présentant une direction d'orientation (7) pour permettre l'orientation de l'ensemble de métrologie (1) par rapport à la direction privilégiée (4), et comportant : - un dispositif d'émission laser (8) conçu pour émettre un 10 rayonnement laser (9) incident selon une direction d'incidence, - des moyens de déviation (10) conçus pour dévier le rayonnement laser (9) incident, l'ensemble de métrologie (1) étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de déplacement conçus pour déplacer le 15 rayonnement laser (9) incident par rapport à la direction d'orientation (7) de sorte que la direction d'incidence décrive une portion d'un plan d'incidence et en ce que les moyens de déviation (10) sont agencés pour dévier le rayonnement laser (9) incident dans au moins une direction de déviation (31, 32) de sorte que chaque direction de déviation (31, 32) décrive une portion 20 d'un plan de déviation lorsque le rayonnement incident (9) est déplacé dans la portion du plan d'incidence, le plan déviation présentant une orientation prédéterminée par rapport à la direction d'orientation (7).
2. 2. Ensemble de métrologie (1) selon la revendication 1, 25 caractérisé en ce que le plan de déviation est transversal à la direction d'orientation (7), préférentiellement sensiblement perpendiculaire.
3. 3. Ensemble de métrologie (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une platine (6) support supportant de 30 manière amovible le dispositif d'émission laser (9) et/ou les moyens de déviation (10).
4. 4. Ensemble de métrologie (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la platine (6) support matérialise la direction d'orientation 35 (7).
5. 5. Ensemble de métrologie (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens d'orientation (19, 25) des moyens de déviation (10) conçus pour orienter les moyens de déviation (10) par rapport à la platine (6) support.
6. 6. Ensemble de métrologie (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de déviation (10) sont agencés pour dévier une première partie du rayonnement laser (9) dans une première direction de déviation (31) selon une portion d'un premier plan de déviation et une deuxième partie du rayonnement laser (9) dans une deuxième direction de déviation (32) selon une portion d'un deuxième plan de déviation.
7. 7. Ensemble de métrologie (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de déviation (10) comprennent au 15 moins un miroir (27), préférentiellement deux miroirs (27, 28).
8. 8. Ensemble de métrologie (1) selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les moyens de déviation (10) comprennent un premier et un second miroirs (27, 28) positionnés sensiblement bord à bord selon un 20 angle sensiblement rectangle avec ménagement d'une fente (30) entre eux.
9. 9. Ensemble de métrologie (1) selon la revendication 4 ou l'une des revendications 5 à 8 en combinaison avec la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de déplacement sont conçus pour également 25 permettre une émission laser (9) dans une direction d'incidence prédéfinie comprise dans le plan d'émission et en ce que le dispositif d'émission laser (8) est positionné sur la platine (6) support de manière à présenter la direction d'incidence prédéfinie selon la direction d'orientation (7). 30
10. 10. Procédé de traçage de lignes de référence (2) destiné à être mis en oeuvre dans un ouvrage de maçonnerie (3), caractérisé en ce qu'il met en oeuvre un ensemble de métrologie (1) selon l'une des revendications 1 à 9 et en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - positionner l'ensemble de métrologie (1) dans l'ouvrage de 35 maçonnerie (3), la direction d'orientation (7) étant approximativement orientée par rapport à la direction privilégiée (4),- procéder à l'alignement de l'ensemble de métrologie (1) de manière à orienter la direction d'orientation (7) par rapport à la direction privilégiée (4), - mettre en oeuvre le dispositif d'émission laser (8) pour émettre un 5 rayonnement laser (9) dans la direction d'incidence, - mettre en oeuvre les moyens de déplacement pour que la direction d'incidence décrive la portion du plan d'incidence, - tracer des lignes de référence (2) selon une projection sur l'ouvrage de maçonnerie (3) du rayonnement laser (9) dévié par les moyens de 10 déviation (10).