WO2005049257A1

WO2005049257A1 - Procede et dispositif de coupe des extremites d'ebauches avant laminage a chaud de finition

Info

Publication number: WO2005049257A1
Application number: PCT/FR2004/002816
Authority: WO
Inventors: Michel Henryon; Alain Bacher
Original assignee: Usinor
Priority date: 2003-11-12
Filing date: 2004-11-03
Publication date: 2005-06-02
Also published as: FR2862011B1; FR2862011A1

Abstract

Procédé de coupe d'une extrémité d'ébauche métallique en mouvement, consistant à acquérir des images successives des extrémités de l'ébauche, régler le seuil de luminosité grâce à un système de traitement d'images pour distinguer du milieu environnant le profil, déterminer la ligne de coupe idéale pour éliminer complètement et strictement l'extrémité, déterminer la vitesse et l'accélération des produits de façon à évaluer la loi de déplacement, déterminer l'instant ultérieur auquel la ligne de coupe idéale arrive à la hauteur d'un dispositif de coupe, et déclencher la coupe en fonction de cet instant ultérieur.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE COUPE DES EXTREMITES D'EBAUCHES AVANT LAMINAGE A CHAUD DE FINITION

L'invention concerne le laminage à chaud d'ébauches métalliques, notamment d'acier, et plus particulièrement l'amélioration de la précision de coupe d'extrémités d'ébauches se déplaçant linéairement sur une ligne sidérurgique avant laminage à chaud de finition. Un atelier de laminage à chaud, par exemple un train à bandes, est destiné à la fabrication de tôles à partir de brames issues de coulée continue ou parfois, de coulée en lingots. Les brames sont laminées à chaud en premier lieu sur un laminoir réversible ou dégrossisseur suivi de cages finisseuses. Dans une usine sidérurgique, les brames de 200 mm d'épaisseur initiale environ sont amenées par dégrossissage à l'état d'ébauches d'environ 30mm d'épaisseur. Les extrémités de cette ébauche, en début et fin de bande, se déforment de façon peu contrôlable, en fonction de la rhéologie du métal et du schéma de réduction. Ces déformations prennent généralement l'aspect de deux « cornes », qui sont des protubérances par rapport aux sections de début et de fin de bande, ou d'un bombé. Ces parties dont la déformation est différente du reste de la bande (appelées dans la suite du texte plus simplement : « extrémités ») doivent être éliminées pour les raisons suivantes :

- Il existe un risque de rupture au laminage lié à la géométrie particulière des extrémités, mal adaptée à l'engagement dans les cylindres de laminoirs.

- Ces parties déformées rendent impossible le bobinage ultérieur des bandes. On élimine donc ces extrémités au moyen d'une cisaille rotative, installée entre le laminoir réversible et l'une des cages finisseuses. La cisaille coupe le produit à la volée, et il est nécessaire que la localisation de la coupe soit définie avec précision : - Une coupe de longueur insuffisante n'ôte pas totalement les extrémités, ce qui présente les risques évoqués ci-dessus. - Une coupe de longueur excessive élimine inutilement du métal exempt de défaut : Les parties chutées peuvent représenter plus de 15 points de mise au mille, ce qui diminue significativement le rendement de l'unité de production. Il existe actuellement deux méthodes pour résoudre ce problème de localisation de coupe : Dans une première méthode, un capteur photosensible détectant la radiation du produit est placé entre le laminoir réversible et l'une des cages finisseuses. La détection de l'extrémité du produit devant ce capteur constitue un premier événement de référence. A partir de la vitesse théorique de déplacement du produit sur la ligne, on peut calculer à quel moment la même extrémité du produit (début ou fin d'ébauche) passera devant un autre point situé en aval, avant l'engagement dans les cages finisseuses ultérieures. Il est alors possible de faire exécuter par la cisaille volante une coupe d'une longueur estimée sur la base d'une hypothèse d'une géométrie de défauts d'extrémité. La coupe de fin de bande tient compte en outre d'une correction à disposition d'un opérateur qui fait intervenir son expérience dans les diverses conditions de marche. Cette technique est cependant peu précise. Elle ne tient pas compte des particularités des extrémités déformées propres à chaque produit, et repose sur un choix de localisation de la coupe allant dans le sens de la sécurité, qui revient à se baser sur la longueur maximale observée d'extrémités. Cette méthode de coupe entraîne donc d'inutiles pertes de métal. Dans une seconde méthode, une caméra est placée au-dessus de la ligne, également entre le laminoir réversible et l'une des cages finisseuses. Le champ de vision de cette caméra est tel que la largeur du produit est perçue dans son intégralité. Les images du début et de la fin de bande vue de dessus sont enregistrées et traitées grâce à un système de reconnaissance de forme. Comme dans le cas de la technique précédente, le passage du produit à l'aplomb de la caméra constitue un premier événement de référence, à partir duquel il est possible, connaissant la vitesse théorique de déplacement du produit sur la ligne d'une part, et en choisissant une longueur de chute d'autre part, de déclencher ultérieurement le début d'une coupe par une cisaille volante. La position de ce trait de coupe tient compte de la géométrie d'extrémité de l'ébauche (désignée dans la suite par le terme « profil d'extrémité ») telle qu'elle a été enregistrée par le système de reconnaissance de forme. Bien que constituant un progrès par rapport à la première méthode évoquée, cette seconde technique présente cependant des inconvénients :

- La position du trait de coupe est calculée à partir de la vitesse théorique de déplacement du produit, qui peut ne pas être identique à la vitesse réelle : la vitesse théorique calculée à partir de la vitesse de rotation des cylindres ne prend pas en compte des glissements non mesurables et une déformation du produit entre les cylindres de laminage. On peut constater un écart allant jusqu'à 15% entre la vitesse théorique et la vitesse réelle.

- L'intensité de rayonnement de l'ébauche à haute température influe sur la reconnaissance du profil d'extrémité : l'incertitude plus ou moins grande avec laquelle celle-ci est effectuée influence directement la précision de la coupe ultérieure.

Par rapport à une situation où l'opérateur pourrait choisir de façon optimale et précise la position de coupe, ces différentes imprécisions peuvent entraîner une perte significative de mise au mille : par exemple, dans le cas d'un produit de 30mm d'épaisseur, de 1800mm de largeur, se déplaçant à une vitesse moyenne de 1m/s, la distance à parcourir entre la détection et la coupe étant de 3 m, une erreur commise sur la vitesse exacte cause une diminution d'environ 2 points de perte de mise au mille. La présente invention a pour but de résoudre les problèmes évoqués ci- dessus. Elle vise en particulier à mettre à disposition un dispositif et un procédé simple de coupe d'extrémités d'ébauches pour réduire la chute de métal exempt de défaut, tout en garantissant une élimination précise et complète de ces extrémités. Elle vise à déclencher le début d'une coupe par un dispositif de coupe volant, sur un produit en mouvement, de façon à satisfaire un critère choisi par l'opérateur de la ligne de production: par exemple la minimisation de la chute de métal ou la sécurité de fonctionnement de la ligne en évitant absolument l'engagement d'ébauches dont l'extrémité n'aurait pas été totalement éliminée. Elle vise encore à proposer un dispositif de détection d'extrémités d'ébauches, fiable, indépendant des perturbations de l'environnement, de la vitesse et des caractéristiques du produit.

Compte tenu de la faible durée disponible entre la détection et la coupe, elle vise également à mettre à disposition un procédé alliant un temps de réaction rapide à une grande précision.

Dans ce but, l'invention a pour objet un procédé de coupe d'au moins une extrémité d'ébauche métallique animée d'un déplacement linéaire, comprenant les étapes consistant à placer, à une position fixe à l'aplomb de la ligne de déplacement de ladite ébauche, un dispositif d'acquisition d'images numériques de telle sorte que le profil de l'au moins une extrémité soit visible entièrement dans au moins une des images, les images comprenant un ensemble de n lignes successives (Li, Lj, L_n) de direction parallèle à la direction de défilement (D) de ladite ébauche. On règle le seuil de luminosité grâce à un système d'analyse d'images de façon à distinguer du milieu environnant ledit profil, on forme, à l'aide du dispositif d'acquisition, des images numériques de l'au moins une extrémité à des instants différents, on analyse ces images par un système de reconnaissance de forme, de façon à localiser la position de points (X-ι, Xi, X_n) situés sur le profil de l'au moins une extrémité de l'ébauche à l'intersection avec les lignes (Lj, , L_n) On détermine, sur les images de l'au moins une extrémité, la proportion f occupée par le milieu environnant, le long d'une ligne (AB) perpendiculaire à ladite ébauche, interceptant celle-ci et limitée à la largeur de celle-ci, en fonction de la position (x) de ladite ligne (AB). On détermine la position (x-i) d'une ligne (1) satisfaisant simultanément aux conditions f(xι)=0 et f(x₂)≠0, (X₂) désignant toute valeur relative à une position différente de (x-j) et s'étendant de (x-i) à l'extension ultime de l'ébauche.

On détermine la vitesse et l'accélération linéaire des points (Xi, Xj, X_n) à partir des positions occupées à des instants successifs par les points respectivement sur les lignes (L|, Lj, L_n),

On détermine l'instant ultérieur auquel la ligne (1) arrive à hauteur d'un dispositif de coupe situé à proximité de la dite ligne de déplacement de ladite ébauche et l'on déclenche, en fonction de cet instant ultérieur, la coupe de l'ébauche au moyen du dispositif de coupe.

Selon un mode de réalisation de l'invention, on sélectionne au sein des images numériques de l'extrémité acquises, au moins une zone comprenant une région de l'au moins une extrémité d'ébauche et une région du milieu environnant, et l'on règle le seuil de luminosité au sein de l'au moins une zone de telle sorte que le contraste entre lesdites deux régions définisse le profil avec la meilleure netteté.

Préférentiellement, on règle continûment, durant le déplacement de l'ébauche à l'aplomb du système d'acquisition, la luminosité des images de telle sorte que le contraste définisse le profil avec la meilleure netteté Préférentiellement encore, on calcule la valeur de la vitesse (Vi, Vj, V_n) des points (Xi, Xj, X_n), on définit un ensemble discret de classes (Cv₀₎ CVJ, Cv_max) de vitesses ordonnées, de telle sorte que toutes les valeurs (V-i, Vj, V_n) puissent être réparties au sein de cet ensemble de classes, on comptabilise le nombre des valeurs réparties au sein de chacune de ces classes, on sélectionne la classe (Cv ) relative à la vitesse (V_m), comptabilisant le plus grand nombre (NV_m) de ces valeurs, ainsi que les classes (C_Vm-ι) et (C_Vm+ι) correspondant respectivement aux vitesses immédiatement inférieure et supérieure à (V_m), comptabilisant respectivement (NVm-i) et (NV_m+ι) valeurs, et l'on détermine la vitesse de l'ébauche par la moyenne des vitesses (Vm-i), (Vm), (V_m+ι) pondérées respectivement par le nombre des valeurs (NVm-i), (NVm), (NVm+i) relativement au nombre de valeurs (NV_m-ι+ NVm+ NV_m+ι) Selon un mode préféré, on calcule la valeur de l'accélération (γi, γj, γ_n) des points (Xi, X,, X_n), on définit un ensemble discret de classes (Cγo, Oyj, Cγ_maχ) d'accélérations ordonnées, de telle sorte que toutes les valeurs (γi, γ,, γ_n) puissent être réparties au sein de cet ensemble de classes, que l'on comptabilise le nombre des valeurs réparties au sein de chacune de ces classes, on sélectionne la classe (C_γm)_, relative à l'accélération (γ_m) comptabilisant le plus grand nombre (Nγ_m) de ces valeurs, ainsi que les classes (Cγ_m-ι) et (C_γm+ι) correspondant respectivement aux accélérations immédiatement inférieure et supérieure à (γ_m), comptabilisant respectivement (Nγ_m-ι) et (Nγ_m+ι) valeurs, et que l'on détermine l'accélération de l'ébauche par la moyenne des accélérations (γ_m-ι), (γm). (Ym+ι) pondérées respectivement par le nombre desdites valeurs (Nγ_m-ι), (Nγ_m), (Nγ_m+ι) relativement au nombre de valeurs (Nγ_m-ι+ Nγm+ Nγ_m+ι) L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en œuvre d'un procédé de coupe d'au moins une extrémité d'ébauche selon les modes de réalisation du procédé ci-dessus, comprenant :

- un dispositif d'acquisition d'images,

- un système de traitement d'images comprenant : un système de seuillage des images sur le plan de la luminosité, un système de reconnaissance du profil de l'au moins une extrémité d'ébauches à partir des images seuillées, un système de calcul de la proportion occupée par le milieu environnant le long d'une ligne perpendiculaire à cette ébauche, interceptant celle-ci et limitée à la largeur de celle-ci - un système de calcul de la loi d'avance de l'au moins une extrémité d'ébauche à partir des positions successives du profil - un dispositif de coupe linéaire à la volée de l'au moins une extrémité d'ébauche, dont le déclenchement est piloté par le système de calcul de la vitesse et de l'accélération.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description ci-dessous, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux figures annexées suivantes :

- La figure 1 présente schématiquement un exemple d'extrémité d'ébauche comportant des déformations caractéristiques dues au laminage. La partie inférieure de cette figure représente la proportion occupée par le milieu environnant sur des lignes perpendiculaires à celle-ci, et limitées à sa largeur.

- La figure 2 illustre schématiquement deux positions successives d'une extrémité d'ébauche comportant des déformations.

- La figure 3 présente une distribution schématique des vitesses de déplacement de différents points de l'extrémité. Comme le montre la figure 1 , l'écoulement du métal des extrémités de l'ébauche, peut prendre un aspect irrégulier ici représenté sous forme de deux cornes, qui doivent être éliminées. La flèche D indique le sens de déplacement de l'ébauche sur la ligne de production. Une coupe optimale pour éliminer les extrémités est représentée par la ligne 1 de cette figure. Par contraste, la ligne 2 figure une position de coupe éliminant inutilement du métal de l'ébauche. La ligne 3 illustre le cas d'une coupe également non satisfaisante, dans laquelle les parties déformées ont été insuffisamment éliminées. La ligne 4 indique l'extension ultime de l'ébauche. Un écart par rapport à la coupe optimale peut être dû : - A une mauvaise connaissance de la géométrie d'extrémité - A une mauvaise connaissance de la vitesse réelle du produit - A un choix volontaire allant dans le sens de la sécurité, pouvant résulter d'un des précédents facteurs ou de leur combinaison.

Le procédé selon l'invention vise notamment à déterminer le plus exactement possible la ligne de coupe 1 pour que la coupe volante puisse se dérouler dans les meilleures conditions. Selon l'invention, on place dans une position fixe un dispositif d'acquisition d'images connu en lui-même à l'aplomb de la ligne sur laquelle se déplacent les ébauches. Ce dispositif peut avantageusement comprendre une caméra ou un dispositif d'acquisition d'images numériques possédant un capteur d'au moins 500 pixels x500 pixels de résolution, une électronique à temps d'intégration paramétrable équipée d'un objectif atténuant le rayonnement infra-rouge du produit et protégé contre ce même rayonnement. Ce dispositif est installé à une position telle que la totalité du profil des extrémités des ébauches soit visible lors du passage de celles-ci. Il convient également de ne pas placer celui-ci à une distance trop importante, sous peine que la visualisation du profil des ébauches par le dispositif ne présente une précision suffisante.

Comme le montre la figure 2, les images formées au moyen du dispositif d'images numériques comprennent un ensemble de n lignes successives (Li, L, L_n), i désignant l'indice d'un point courant, dont la direction est parallèle à la direction de défilement (D) de l'ébauche. L'intersection de ces lignes avec le profil de l'extrémité définit n points (Xi, Xj, X_n). Les positions successives d'un point courant Xj, par exemple aux instants t, t+Δt, sont notés X,(t), Xι(t+Δt). Compte tenu de la nature numérique de l'image, les déplacements (par exemple Xj(t+Δt)- Xj(t)) se traduisent par un nombre entier de pixels sur l'image.

Le dispositif d'acquisition d'images, telle qu'une caméra mentionnée ci- dessus, est complété par un système de traitement de ces images numériques, ce traitement comportant les étapes suivantes : - un réglage du seuil de luminosité grâce au système de traitement d'images, dans le but de distinguer du milieu environnant l'extrémité des ébauches, c'est à dire d'obtenir une définition précise du profil des extrémités. Sur une ligne de production, l'acquisition des images des ébauches est en effet réalisée dans des conditions difficiles et changeantes : produit environné de vapeur d'eau, température élevée de l'ébauche, reflets des rouleaux d'entraînement supportant l'ébauche, éclairage ambiant parasite, vibrations du dispositif d'acquisition d'images, poussières.

Selon l'invention, on sélectionne, au sein des images acquises du profil, une ou plusieurs zones comprenant une portion d'une extrémité d'ébauche et une portion du milieu environnant. Ces deux portions possèdent une luminosité très différente : après seuillage, c'est à dire après réglage du seuil de luminosité au sein de cette zone, l'image obtenue fait apparaître, sur un fond uniforme, l'ébauche environnée d'un certain nombre de points lumineux, qui constituent des artefacts par rapport au contour réel de l'ébauche. Grâce à une méthode logicielle connue en elle-même, on minimise ce « halo » de points entourant la forme nette de l'ébauche grâce à un seuil de luminosité adapté. De cette façon, le seuil retenu se trouve proche de la valeur de la luminosité des bords de l'ébauche.

On peut avantageusement régler la luminosité d'une façon continue en modifiant le temps d'exposition du capteur de la caméra. Cette modification continue du réglage présente par exemple un grand intérêt dans le cas d'une détection de début et de fin d'ébauche : en raison du refroidissement naturel, la température de la fin d'ébauche peut être inférieure de 80°C à celle du début. Si le contraste lumineux est suffisant en début d'ébauche pour une détection fidèle du contour, il devient par contre trop faible en fin d'ébauche, ce qui limite les possibilités de réduction du « halo » par le seuillage. En réglant en continu le réglage du temps d'exposition, on conserve le contraste de l'image dans une plage de valeurs exploitables.

- Le seuillage de luminosité étant réalisé pour les différentes images, on traite celles-ci par un système de reconnaissance de forme connu en lui-même, de façon à obtenir le profil des extrémités d'ébauche. De cette façon, on localise, à un instant donné, la position des points (Xi, Xj, X_n) situés sur le profil des extrémités d'ébauche.

- Comme l'illustre la figure 1 , on définit la ligne de coupe optimale de la manière suivante : on considère une ligne AB perpendiculaire à l'ébauche, et limitée à la largeur de celle-ci. Cette ligne peut intercepter en partie l'ébauche et être située en partie dans le milieu environnant celle-ci. Grâce à un système d'analyse d'images, connu en lui-même, on peut évaluer la proportion occupée par le milieu environnant l'ébauche le long de cette ligne AB. Cette fraction, dépendant de la position x de la ligne AB le long de l'abscisse, est désignée par f(x). La partie inférieure de la figure 1 illustre la variation de f en partant de l'ébauche pleine (position définie par :f(x) =0%) jusqu'à l'extension ultime de l'ébauche, soit la ligne 4 (f(x=100%)). On définit la position x-i de la ligne 1 , de telle sorte que les deux conditions suivantes soient simultanément remplies :

- f(xι) = 0

- f(x₂) ≠ 0, x désignant toute valeur strictement différente de x- et relative à une position s'étendant de Xi à l'extension ultime de l'ébauche.

Ces deux conditions déterminent exactement la position de la ligne 1 , ligne de coupe idéale de l'extrémité d'ébauche

Par ailleurs, il convient d'évaluer de façon précise la loi de déplacement, en fonction du temps, de cette ligne de coupe idéale, afin de définir l'intervention du dispositif de coupe en fonction de la position de cette ligne à un instant donné. La figure 2 illustre schématiquement les positions successives de deux profils d'extrémité d'une ébauche, l'une étant enregistrée à l'instant t, l'autre à l'instant (t+Δt). Les positions précises de tous les points du profil sont donc parfaitement connues grâce au dispositif mis en œuvre selon l'invention : ainsi, le point situé à la position X1(t) à l'instant t, se situe à la position X1(t+Δt) à l'instant (t+Δt).

L'ébauche effectuant un mouvement d'ensemble linéaire, la détermination de sa loi de déplacement pourrait, en première approche, être effectuée à partir de l'évolution d'un seul point : En effet, la détermination de la vitesse d'un point (si l'ébauche est animée d'un mouvement linéaire uniforme), de son accélération (s'il s'agit d'un mouvement uniformément accéléré), devrait par exemple permettre de prévoir le déplacement ultérieur de l'ébauche dans son ensemble. Ceci n'est pratiquement pas souhaitable pour les raisons suivantes :

- Comme on l'a mentionné précédemment, l'acquisition numérique du profil peut présenter un certain nombre de difficultés en raison de l'environnement (vapeur, reflets, mouvements parasites de l'ébauche sur le passage des rouleaux). Une erreur commise sur la localisation d'un point seul aura donc d'importantes conséquences sur la détermination précise de la loi de déplacement de l'ébauche.

- Pratiquement, la détermination du déplacement d'un point se traduit par une longueur exprimée en un nombre entier de pixels sur l'image numérique. En réalité, le déplacement d'un point peut être différent de ce nombre entier. Selon un mode de réalisation de l'invention, on détermine avec précision la loi de déplacement selon le procédé suivant : on considère les points (Xi, Xj, X_n) situés sur le profil de l'extrémité de l'ébauche à l'intersection avec les lignes (Lι, Lj, L_n). Le nombre n de points considérés doit être suffisamment important pour être représentatif de l'extrémité de l'ébauche, et donc garantir une bonne précision, tout en restant compatible avec la nécessité d'un faible temps de calcul et d'un temps de réaction rapide, qualités requises dans la mesure où la vitesse de défilement de la bande est située typiquement entre 20 et 80m/mn en début d'ébauche et peut atteindre 240 m/mn en fin d'ébauche.

On détermine ensuite la vitesse ou l'accélération par le procédé suivant : En ce qui concerne la vitesse, on calcule la valeur de la vitesse respective (V-i, Vj, V_n) des points (X-i, Xj, X_n) : On détermine le déplacement d'un point courant i par comparaison des images numériques correspondant aux positions successives de ce point aux instants t et t+Δt. Le déplacement, déterminé à partir d'un nombre entier de pixels sur les images numériques, est converti en longueur, et ne peut donc prendre que des valeurs discrètes, ainsi que la vitesse correspondante calculée par rapport à la base de temps Δt, soit Vj=Xj(t+Δt)-Xj(t))/Δt. On définit un ensemble discret de classes (Cvo, C J, Cv_max) de vitesses ordonnées, c'est à dire classées par ordre de vitesse croissante. La classe Cv₀ correspond à une vitesse où V=Vo=0, la classe Cv_ma à une vitesse où V=V_maχ, V_maχ désignant la valeur maximale de la vitesse dans l'ensemble (Vj, Vj, V_n). L'ensemble (Cvo, CVJ, Cv_max) désigne l'ensemble de toutes les classes correspondant aux valeurs discrètes que peut prendre la vitesse entre Vo et V_max. De la sorte, toutes les valeurs (Vi, Vj, V_n) peuvent être réparties au sein de ces classes. La classe CVJ regroupe donc par exemple l'ensemble des points où l'on a relevé une vitesse égale à Vj. On comptabilise le nombre des valeurs réparties au sein de chacune de ces classes, comme illustré à la figure 3, qui présente un histogramme de répartition des vitesses au sein des différentes classes. On sélectionne la classe (Cvm) relative à la vitesse (Vm)_, comptabilisant le plus grand nombre (NV_m) de valeurs, ainsi que les classes (Cy_m-ι) et (C_Vm+ι) correspondant respectivement aux vitesses immédiatement inférieure et supérieure à (V_m), et qui comptabilisent respectivement (NV_m--ι) et (NV_m+ι) valeurs. On détermine la vitesse de l'ébauche par la moyenne des vitesses (V_m-1), (Vm), (V_m+ι) pondérées respectivement par le nombre des valeurs (NV_m-ι), (NV_m), (NV_m+ι), relativement au nombre de valeurs (NV_m-ι+ NV_m+ NV_m+ι). Ce procédé élimine les artefacts indésirables : Comme indiqué à la figure 3, ceci est par exemple le cas des valeurs comptabilisées dans la classe Cvι_<, manifestement très éloignées d'une valeur de vitesse moyenne, et qui peuvent traduire par exemple des reflets parasites. On détermine ainsi la vitesse moyenne de façon plus précise et plus réaliste que si l'on avait estimé la vitesse de l'ébauche par la simple moyenne arithmétique de l'ensemble des valeurs. A titre d'exemple, une détermination satisfaisante de la loi de déplacement d'une extrémité d'ébauche est obtenue grâce à une caméra placée à une hauteur de 5 mètres, ayant un champ de vision de 2 x1 ,5 m², un système de traitement d'images mis en œuvre au moyen d'un ordinateur cadencé à 800 Méga-Hertz et possédant une mémoire de 128 Méga-octets. L'analyse de la position de l'extrémité de l'ébauche est réalisée tous les 80 millisecondes, sur un ensemble de n=620 points (Xi, Xj, X_n) représentant le profil de l'extrémité, situés sur des lignes (Lj, Lj, L_π). De la sorte, ce nombre de points et cette fréquence d'analyse constituent un compromis pour assurer à la fois la rapidité de traitement et la précision de mesure.

Naturellement, le procédé exposé pour la vitesse est également applicable à la détermination de l'accélération, ou aux autres éléments constitutifs de la loi d'avance de l'ébauche calculables à partir des déplacements des points (Xi,

Xi, X_n).

A partir de la détermination de ces valeurs, if est aisé de connaître la loi de déplacement du produit sur la ligne, c'est à dire prévoir la position de tout point de l'ébauche à un instant ultérieur donné.

Connaissant en particulier avec précision la position de la ligne de coupe idéale lors du passage sous le point fixe que constitue le dispositif d'acquisition d'images, et connaissant exactement la loi de déplacement, on peut déterminer l'instant précis auquel la ligne de coupe idéale arrive à la hauteur d'un dispositif de coupe situé en aval.

On déclenche alors la coupe grâce au procédé d'évaluation de la ligne de coupe idéale et de la loi d'avance de l'ébauche.

La position de la coupe par rapport à la ligne de coupe idéale dépend alors du choix de l'opérateur de la ligne : Dans un but de minimisation absolue des chutes de métal sur ébauche, celui-ci peut choisir une position de coupe correspondant exactement à la ligne de coupe idéale.

Tenant compte de certaines possibilités de dérive dans le temps (par exemple : pollution optique du dispositif, dérive des composants électroniques), l'opérateur peut choisir de déclencher la coupe avec un certain écart par rapport à la situation de coupe idéale. De la sorte, cet écart choisi correspond à une stratégie visant à éviter absolument tout incident sur la ligne.

Ainsi, l'invention décrite permet de caractériser et d'éliminer très précisément les défauts d'extrémité d'ébauches. Par rapport aux autres méthodes existantes, un gain de 2 à 4 points de mise au mille peut être réalisé, et une grande sécurité de fonctionnement des installations de laminage est obtenue. Le dispositif selon l'invention est simple à mettre en œuvre, et à faible coût de maintenance.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de coupe d'au moins une extrémité d'ébauche métallique animée d'un déplacement linéaire, comprenant les étapes consistant à - placer, à une position fixe à l'aplomb de la ligne de déplacement de ladite ébauche, un dispositif d'acquisition d'images numériques de telle sorte que le profil de l'au moins une extrémité soit visible entièrement dans au moins une des dites images, lesdites images comprenant un ensemble de n lignes successives (Lι, U, L_n) de direction parallèle à la direction de défilement (D) de ladite ébauche, - régler le seuil de luminosité grâce à un système d'analyse d'images, de façon à distinguer du milieu environnant ledit profil - former, à l'aide dudit dispositif d'acquisition, des images numériques de l'au moins une extrémité à des instants différents, - analyser lesdites images par un système de reconnaissance de forme, de façon à localiser la position de points (Xi, Xj, X_n) situés sur ledit profil de l'au moins une extrémité de l'ébauche à l'intersection avec lesdites lignes

- déterminer sur lesdites images de l'au moins une extrémité la proportion f occupée par le milieu environnant, le long d'une ligne (AB) perpendiculaire à ladite ébauche, interceptant celle-ci et limitée à la largeur de celle-ci, en fonction de la position (x) de ladite ligne (AB), puis déterminer la position (xi) d'une ligne (1) satisfaisant simultanément aux conditions f(xι)=0 et f(x₂)≠0, (X₂) désignant toute valeur relative à une position différente de (x-j) et s'étendant de (x-j) à l'extension ultime de ladite ébauche, - déterminer la vitesse et l'accélération linéaire desdits points (Xi, X;, X_n) à partir des positions occupées à des instants successifs par lesdits points respectivement sur lesdites lignes (L₁, Lj, L_n), - déterminer l'instant ultérieur auquel ladite ligne (1 ) arrive à hauteur d'un dispositif de coupe situé à proximité de la dite ligne de déplacement de ladite ébauche, - déclencher, en fonction dudit instant ultérieur, ladite coupe de ladite ébauche au moyen dudit dispositif de coupe.

2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on sélectionne, au sein des dites images numériques de l'extrémité acquises, au moins une zone comprenant une région de l'au moins une extrémité d'ébauche et une région du milieu environnant, et que l'on règle le seuil de luminosité au sein de ladite au moins une zone de telle sorte que le contraste entre lesdites deux régions définisse ledit profil avec la meilleure netteté

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on règle continûment, durant le déplacement de l'ébauche à l'aplomb dudit système d'acquisition, la luminosité des dites images de telle sorte que ledit contraste définisse ledit profil avec la meilleure netteté

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on l'on calcule la valeur de la vitesse (Vi, Vj, V_n) desdits points (X-ι, Xi, X_n), que l'on définit un ensemble discret de classes (Cvo, CVJ, Cv_maχ) de vitesses ordonnées, de telle sorte que toutes les valeurs (V-i, Vj, V_n) puissent être réparties au sein dudit ensemble de classes, que l'on comptabilise le nombre desdites valeurs réparties au sein de chacune des dites classes, que l'on sélectionne la classe (Cv_m) relative à la vitesse (V_m), comptabilisant le plus grand nombre (NV_m) desdites valeurs, ainsi que les classes (Cvm-i) et (Cv_m+ι) correspondant respectivement aux vitesses immédiatement inférieure et supérieure à (Vm), comptabilisant respectivement (NV_m-ι) et (NV_m+ι) valeurs, et que l'on détermine la vitesse de l'ébauche par la moyenne desdites vitesses (V_m-ι), (V_m), (V_m+ι) pondérées respectivement par le nombre desdites valeurs (NV_m-ι), (NV_m), (NV_m+ι) relativement au nombre de valeurs (NV_m-ι+ NV_m+ NV_m+ι)

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on l'on calcule la valeur de l'accélération (γ-i, γi, γ_n) desdits points (X_{1 f} Xi, Xn) , que l'on définit un ensemble discret de classes (Cγo, C , Cγ_maχ) d'accélérations ordonnées, de telle sorte que toutes les valeurs (γ_π, γj, γ_n) puissent être réparties au sein dudit ensemble de classes, que l'on comptabilise le nombre desdites valeurs réparties au sein de chacune des dites classes, que l'on sélectionne la classe (C_γm)_, relative à l'accélération (γ_m) comptabilisant le plus grand nombre (Nγ_m) desdites valeurs, ainsi que les classes (C_γm-ι) et (C_γm+ι) correspondant respectivement aux accélérations immédiatement inférieure et supérieure à (γ_m), comptabilisant respectivement (Nγ_m-ι) et (Nγ_m+ι) valeurs, et que l'on détermine l'accélération de l'ébauche par la moyenne desdites accélérations (γ_m-ι), (γm), (γm+ι) pondérées respectivement par le nombre desdites valeurs (Nγ_m- ι)_> (Nγ_m), (Nγ_m+ι) relativement au nombre de valeurs (Nγ_m-ι+ Nγ_m+ Nγ_m+ι)

6. Dispositif pour la mise en œuvre d'un procédé de coupe d'au moins une extrémité d'ébauche selon les revendications 1 à 4, comprenant : - Un dispositif d'acquisition d'images, - Un système de traitement d'images comprenant : Un système de seuillage des dites images sur le plan de la luminosité, Un système de reconnaissance du profil de l'au moins une extrémité d'ébauches à partir des dites images seuillées, Un système de calcul de la proportion occupée par le milieu environnant le long d'une ligne perpendiculaire à la dite ébauche, interceptant celle-ci et limitée à la largeur de celle-ci - Un système de calcul de la loi d'avance de l'au moins une extrémité d'ébauche à partir des positions successives dudit profil - Un dispositif de coupe linéaire à la volée de ladite au moins une extrémité d'ébauche, dont le déclenchement est piloté par ledit système de calcul de la vitesse et de l'accélération.