CA2517803C - Dispositif et procede de calibrage d'une planeuse a rouleaux par barre instrumentee - Google Patents
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Abstract
Dispositif de calibrage d'une planeuse à rouleaux comportant au moins un ensemble de deux séries de rouleaux inférieure et supérieure disposées de manière à imbriquer les rouleaux d'une série dans ceux de l'autre, les séries de rouleaux étant agencés sensiblement parallèlement entre elles et perpendiculairement à la direction de défilement de la bande à planer. Le dispositif comporte une barre rigide de mesure, de longueur suffisante pour être mise en position dans la direction de planage entre l'ensemble des rouleaux supérieurs et inférieurs, en s'étendant sur tous les rouleaux, des plots rigides intégrés à la barre reproduisant, lorsqu'ils viennent à être placés à l'aplomb des rouleaux inférieurs, l'action des rouleaux inférieurs et leurs caractéristiques mécaniques, et une fine lame métallique reposant sur ces plots en étant fixée sur l'un d'entre eux vers le milieu de la barre et comportant des extensomètres pour mesurer ses déformations élastique.
Description
Dispositif et procédé de calibrage d'une glaneuse à rouleaux par barre instrumentée La présente invention, qui s'inscrit dans le domaine de la métallurgie, et plus particulièrement de la fabrication de tôles, notamment en acier, concerne le calibrage d'une glaneuse à rouleaux, à l'exception des glaneuses dites multi-rouleaux sous traction.
On sait que les glaneuses sont destinées à corriger ou à diminuer considérablement des défauts, provenant de divers stades de fabrication (laminage, bobinage, traitemenfis thermiques), des t~les métalliques. On citera par exemple les défauts développables (cintre initial, « tuile ») ou non développables (défauts de « bord long » ou de « centre long »).
15 On rappelle que, schématiquement, le principe du planage à froid consiste à
transformer un défaut géométrique en un système de contraintes résiduelles variables dans l'épaisseur au moyen de flexions alternées. La tôle ou la bande à planer passe ainsi au sein d'une cage constituée d'un ensemble comprenant au moins deux séries de roulea~aa~ inférieurs et supérieurs ~o disposés l'une au regard de l'autre. Les deux séries sont agencées sensiblement parallèlement entre elles, et perpendiculaires à la direction de défilement de la bande. Lors de son passage entre ces rouleaux, la t~le subit une déformation plastique partielle en flexion dans un sens, puis dans le sens opposé. L'amplitude de la flexion décroîfi progressivement, du fait que 25 l'imbrication des rouleaux est décroissante en allant vers la sortie de la glaneuse. De la sorte, il est possible de fabriquer des produits présentant une excellente planéité et un très faible niveau de contraintes résiduelles, aptes à
satisfaire certaines applications dans le domaine du mobilier métallique, de l'électro-ménager, de l'industrie automobile.
so Les tolérances de plus en plus serrées sur les produits en termes de planéité
ou de niveau de contraintes résiduelles, demandées par les utilisateurs, nécessitent une maîtrise sans cesse accrue du comportement mécanique
On sait que les glaneuses sont destinées à corriger ou à diminuer considérablement des défauts, provenant de divers stades de fabrication (laminage, bobinage, traitemenfis thermiques), des t~les métalliques. On citera par exemple les défauts développables (cintre initial, « tuile ») ou non développables (défauts de « bord long » ou de « centre long »).
15 On rappelle que, schématiquement, le principe du planage à froid consiste à
transformer un défaut géométrique en un système de contraintes résiduelles variables dans l'épaisseur au moyen de flexions alternées. La tôle ou la bande à planer passe ainsi au sein d'une cage constituée d'un ensemble comprenant au moins deux séries de roulea~aa~ inférieurs et supérieurs ~o disposés l'une au regard de l'autre. Les deux séries sont agencées sensiblement parallèlement entre elles, et perpendiculaires à la direction de défilement de la bande. Lors de son passage entre ces rouleaux, la t~le subit une déformation plastique partielle en flexion dans un sens, puis dans le sens opposé. L'amplitude de la flexion décroîfi progressivement, du fait que 25 l'imbrication des rouleaux est décroissante en allant vers la sortie de la glaneuse. De la sorte, il est possible de fabriquer des produits présentant une excellente planéité et un très faible niveau de contraintes résiduelles, aptes à
satisfaire certaines applications dans le domaine du mobilier métallique, de l'électro-ménager, de l'industrie automobile.
so Les tolérances de plus en plus serrées sur les produits en termes de planéité
ou de niveau de contraintes résiduelles, demandées par les utilisateurs, nécessitent une maîtrise sans cesse accrue du comportement mécanique
2 des planeuses, sans laquelle leur fonctionnement demeure incertain. A ce stade de l'exposé, il semble utile, pour mieux comprendre les différents paramètres de réglage, de décrire les principaux éléments constitutifs d'une planeuse à rouleaux.
s Sur la figure 1, on a représenté à cet effet une coupe longitudinale schématique d'une glaneuse classique : on distingue une série de rouleaux inférieurs 11 (repérés de « 11a » à «11 n ») au nombre de dix dans ce cas particulier) et une série de rouleaux supérieurs 12 repérés de « 12a » à
« 12m », portées respectivement par un sommier inférieur 13 et un sommier supérieur 14. La bande métallique 10 est entraînée dans le sens de la flèche F dans la glaneuse. Les rouleaux 11 et 12 sont imbriqués les uns dans les autres de manière décroissante dans le sens de défilement de la bande ainsi la bande est déformée d'une quantité significative par flexion entre les rouleaux d'entrée 11 a, 12a, 11 b, mais très peu dans les rouleaux de sortie 11 m, 12m, 11 n de la none de sortie de la glaneuse. ~e la sorte, les défauts géométriques initiaux de la bande sont transformés par plastification en un système de contraintes résiduelles dont l'amplitude décroît avec celle de la flexion imposée par les rouleaux.
La figure 2 présente schématiquement des moyens connus permettant de régler l'imbrication des rouleau3e : le e< basculement » caractérise l'inclinaison du sommier supérieur 14 par rapport au sommier inférieur 13 dans le sens de défilemenfi de la bande. Le sommier inférieur est considéré
comme un plan de référence. Le sommier 14 est soutenu sur un bâti supérieur 15 par des ensembles de réglage 16a, 16b, 16c et 16d, par 25 exemple du type vis-écrou avec renvoi d'angle ou d'autres technologies.
Les ensembles de réglage suivant l'exemple précité de type vis-écrou sont actionnés par les moteurs 19a et 19b au moyen des arbres d'entraînement 17a et 17b. Les accouplements 18a et 18b permettent de désaccoupler temporairement les ensembles de réglages qu'ils relient, de façon à pouvoir so régler le parallélisme transversal (ou « déhanchement ») entre les rouleaux inférieurs et supérieurs, en entrée comme en sortie de glaneuse. Le réglage des imbrications des rouleaux est ensuite effectué au moyen des moteurs qui entraînent simultanément les ensembles de réglage en entrée ou en sortie de
s Sur la figure 1, on a représenté à cet effet une coupe longitudinale schématique d'une glaneuse classique : on distingue une série de rouleaux inférieurs 11 (repérés de « 11a » à «11 n ») au nombre de dix dans ce cas particulier) et une série de rouleaux supérieurs 12 repérés de « 12a » à
« 12m », portées respectivement par un sommier inférieur 13 et un sommier supérieur 14. La bande métallique 10 est entraînée dans le sens de la flèche F dans la glaneuse. Les rouleaux 11 et 12 sont imbriqués les uns dans les autres de manière décroissante dans le sens de défilement de la bande ainsi la bande est déformée d'une quantité significative par flexion entre les rouleaux d'entrée 11 a, 12a, 11 b, mais très peu dans les rouleaux de sortie 11 m, 12m, 11 n de la none de sortie de la glaneuse. ~e la sorte, les défauts géométriques initiaux de la bande sont transformés par plastification en un système de contraintes résiduelles dont l'amplitude décroît avec celle de la flexion imposée par les rouleaux.
La figure 2 présente schématiquement des moyens connus permettant de régler l'imbrication des rouleau3e : le e< basculement » caractérise l'inclinaison du sommier supérieur 14 par rapport au sommier inférieur 13 dans le sens de défilemenfi de la bande. Le sommier inférieur est considéré
comme un plan de référence. Le sommier 14 est soutenu sur un bâti supérieur 15 par des ensembles de réglage 16a, 16b, 16c et 16d, par 25 exemple du type vis-écrou avec renvoi d'angle ou d'autres technologies.
Les ensembles de réglage suivant l'exemple précité de type vis-écrou sont actionnés par les moteurs 19a et 19b au moyen des arbres d'entraînement 17a et 17b. Les accouplements 18a et 18b permettent de désaccoupler temporairement les ensembles de réglages qu'ils relient, de façon à pouvoir so régler le parallélisme transversal (ou « déhanchement ») entre les rouleaux inférieurs et supérieurs, en entrée comme en sortie de glaneuse. Le réglage des imbrications des rouleaux est ensuite effectué au moyen des moteurs qui entraînent simultanément les ensembles de réglage en entrée ou en sortie de
3 planeuse.
Le déhanchement doit être éliminé par des interventions importantes sur la machine. Le basculement est réglé de façon courante pour modifier les imbrications des rouleaux, en particulier en fonction des caractéristiques des s bandes planées.
La figure 3 présente schématiquement une glaneuse classique en vue frontale, qui illustre les mojrens disponibles pour compenser la flexion des rouleaux sous charge. En effet, les efforts de réaction lors du planage de la bande se traduisent par des déformations des rouleaux. Pour compenser celles-ci, les rouleaux de planage sont supportés par des étages de rouleaux, rampes ou de galets de soutien et de contre appui. Cet ensemble est monté
dans un châssis appelé « cassette » posé sur un ensemble de e< rampes de contre-appui » indépendantes et réglables en hauteur, réparties dans le sens transversal de la glaneuse. La figure 3 illustre un exemple de onze rangées 15 de contre-appuis 21 permettant de compenser la flexion des rouleaux 11. Le mouvement latéral des rouleaux est limité par les paliers 20. La position verticale de ces rampes peut être ajustée par exemple au moyen de cales biaises 22 réglables.
La figure 4 présente, de maniére volontairement exagérée, les 2o déformations créées par ces rampes de contre-appuis sur les rouleaux inférieurs au moyen d'un déplacement vertical plus ou moins important des rampes. Les déformations peuvent être réalisées sur les rouleaux à vide et en charge.
La figure 5 présente un exemple connu oû la hauteur.de ces contre 2s appuis est réglable au moyen de cales biaises 23 interposées entre les rouleaux de support 11 et un bâti inférieur rigide 15'. Le déplacement relatif des cales biaises est assuré par un vérin 24, et peut être mesuré par exemple par un capteur de position 25.
Dans le cas de glaneuse comportant 5 à 6 niveaux de rouleaux so superposés (cas non représenté ici), on trouve également la présence de galets excentriques s'appuyant sur des rouleaux intermédiaires et permettant de régler le serrage des rouleaux d'entrée 12a et de sortie 12m.
Le déhanchement doit être éliminé par des interventions importantes sur la machine. Le basculement est réglé de façon courante pour modifier les imbrications des rouleaux, en particulier en fonction des caractéristiques des s bandes planées.
La figure 3 présente schématiquement une glaneuse classique en vue frontale, qui illustre les mojrens disponibles pour compenser la flexion des rouleaux sous charge. En effet, les efforts de réaction lors du planage de la bande se traduisent par des déformations des rouleaux. Pour compenser celles-ci, les rouleaux de planage sont supportés par des étages de rouleaux, rampes ou de galets de soutien et de contre appui. Cet ensemble est monté
dans un châssis appelé « cassette » posé sur un ensemble de e< rampes de contre-appui » indépendantes et réglables en hauteur, réparties dans le sens transversal de la glaneuse. La figure 3 illustre un exemple de onze rangées 15 de contre-appuis 21 permettant de compenser la flexion des rouleaux 11. Le mouvement latéral des rouleaux est limité par les paliers 20. La position verticale de ces rampes peut être ajustée par exemple au moyen de cales biaises 22 réglables.
La figure 4 présente, de maniére volontairement exagérée, les 2o déformations créées par ces rampes de contre-appuis sur les rouleaux inférieurs au moyen d'un déplacement vertical plus ou moins important des rampes. Les déformations peuvent être réalisées sur les rouleaux à vide et en charge.
La figure 5 présente un exemple connu oû la hauteur.de ces contre 2s appuis est réglable au moyen de cales biaises 23 interposées entre les rouleaux de support 11 et un bâti inférieur rigide 15'. Le déplacement relatif des cales biaises est assuré par un vérin 24, et peut être mesuré par exemple par un capteur de position 25.
Dans le cas de glaneuse comportant 5 à 6 niveaux de rouleaux so superposés (cas non représenté ici), on trouve également la présence de galets excentriques s'appuyant sur des rouleaux intermédiaires et permettant de régler le serrage des rouleaux d'entrée 12a et de sortie 12m.
4 Ainsi, le réglage global d'une glaneuse comporte de nombreux paramètres, et notamment - Le réglage du déhanchement (parallélisme transversal entre les rouleaux supérieurs et inférieurs), par exemple effectué par des ensembles de réglage vis-écrou, les rampes de contre-appui.
- Le réglage de l'imbrication des rouleaux en entrée et en sortie de glaneuse par basculement du sommier.
- Le réglage des contre-appuis pour compenser la flexion des rouleaux sous charge ~o - La traction de la bande.
Pour pouvoir régler les glaneuses en fonction des caractéristiques des bandes, il est donc nécessaire de calibrer ou d'initialiser celles-ci. Ceci revient à déterminer les réglages de base de la glaneuse adaptés pour obtenir l'effet visé. II est également souhaitable de connaître les valeurs de réglage ~5 contr~lables par les moyens disponibles (notamment réglage des imbrications, réglage de hauteur des galets de confire-appui) ainsi que la valeur des jeux et cédages, de la flexion des rouleaux en cours de planage.
De la sorte, il est possible de tenir compte de ces paramètres dans le réglage de la glaneuse.
L'obtention d'une bonne planéité sur les produits nécessite donc - de calibrer précisément l'entrefer en entrée et en sortie de glaneuse, par exemple à ~ 0,05mm - de vérifier l'absence de déhanchement ou de basculement parasite à
sommiers théoriquement parallèles du point de vue de l'opérateur.
25 - de calibrer précisément la hauteur des contre-appuis, par exemple à
~0,02 mm.
Or, à l'heure actuelle, les opérations de planage, et en particulier le calibrage, relèvent d'un certain empirisme, pour plusieurs raisons - les abaques ou les consignes de pré-réglage indiqués par les so constructeurs peuvent se révéler inadaptés.
- la vérification régulière du calibrage des glaneuses est souvent réalisée par les opérateurs en utilisant une barre rectifiée ou un rond de diamètre calibré introduit dans l'entrefer pour en vérifier la valeur lorsque les rouleaux planeurs viennent en contact sur cette barre. Réalisée en l'absence de charge, cette opération ne garantit donc pas un entrefer précis lors de la mise sous charge de la planeuse (serrage sur produit) puisque les jeux et le s cédage de la machine ne sont pas pris en compte dans cette méthode. La précision de cette méthode de calibrage est difficile à quantifier, car évidemment liée à la sensibilité et à l'expérience des opérateurs, et sa reproductibilité n'est pas garantie.
On a proposé par ailleurs (« Modeling of the leveling process and applications to heavy plate mills and strie finishing mills », METEC, Düsseldorf, 1994) une méthode pour caractériser les glaneuses sous charge dynamique, et permettant leur calibrage. Cette méthode repose sur l'utilisation de tôles de référence de différents formats comportant des jauges de déformation placées au droit de chaque contre-appui.
Si cette méthode utilisant des tôles instrumentées est parfaitement adaptée pour défiinir les réglages initiaux d'une glaneuse, elle est en revanche peu apte à surveiller réguliérement sa bonne marche. En effet, sa mise en oeuvre nécessite l'arrêt de la machine pendant plusieurs heures, ainsi que l'intervention de personnel qualifié et de moyens de mesure performants, ce qui pénalise lourdement la productivité. ~e plus, dans le cas de glaneuse de grandes dimensions, l'encombrement de telles tôles et leur difficulté de manipulation deviennent un problème non négligeable.
II existe donc un besoin important de disposer d'une méthode facile à mettre en aeuvre, qui permettrait:
- de détecter d'éventuels défauts mécaniques d'une glaneuse - de vérifier le calibrage d'une machine en cas de doute - de vérifier que les réglages définis initialement n'ont pas dérivé dans le temps.
- d'effectuer ce calibrage beaucoup plus rapidement que par la méthode 3o des tôles instrumentées, et avec une précision et une reproductibilité très supérieure à la méthode manuelle actuelle utilisant les barres calibrées.
- de régler avec précision le serrage des rouleaux d'entrée et de sortie en agissant sur des excentriques ou moyen équivalent.
La présente invention a pour but de répondre à ces besoins. Elle vise ainsi en particulier à déterminer avec précision et simplicité les caractéristiques d'une glaneuse en effectuant un calibrage en charge, reproductible et sous des efforts connus.
s Elle vise également à déterminer la position des réglages de contre-appui, de manière à pouvoir corriger la flexion des rouleaux planeurs.
Elle vise encore à corriger le « déhanchement » de la glaneuse, ainsi que contrôler son « basculement » à sommiers parallèles.
Elle vise aussi notamment à s'assurer que les réglages initiaux n'ont pas évolué dans le temps.
Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un dispositif de calibrage d'une glaneuse à rouleaux pour planer une bande métallique, comportant au moins un ensemble consfiitué. par deux séries de rouleaux inférieure et supérieure, disposées l'une en regard de l'autre de manière à imbriquer les rouleaux d'une série dans ceux de l'autre, ces séries de rouleaux étanfi agencées sensiblement parallèlement entre elles et perpendiculairement à la direction de défilement de la bande à planer, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte en outre une barre rigide de mesure, de longueur suffisante pour être mise en position dans la direction de planage entre ledit ensemble des rouleaua~ supérieurs et inférieurs, en s'étendani sur tous les roulea~ax9 des plots rigides intégrés à la barre reproduisant, lorsqu'ils viennent à être placés à l'aplomb des rouleaux inférieurs, l'action des dits rouleaux inférieurs et leurs caractéristiques mécaniques, et une fine lame métallique reposant sur ces plots en étant fixée sur l'un d'entre eux vers le milieu de la barre et 25 comportant des exfiensomètres pour mesurer ses déformations élastiques.
Selon une caractéristique préférée de l'invention, la longueur de la lame mince instrumentée est supérieure à la distance séparant le premier et le dernier rouleau de la glaneuse, sa largeur étant préférentiellement inférieure à celle d'une rampe ou d'un galet de contre-appui so Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les caractéristiques géométriques et mécaniques de ladite lame mince sont choisies de telle façon que, lorsque cette lame mince est soumise à un effort correspondant au planage de bandes d'épaisseur, de limite et module d'élasticité les plus faibles traitées sur la planeuse, celles-ci conduisent à
une déformation dans le domaine élastique du matériau de la lame.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les extensomètres peuvent être des jauges de déformation à variation de s résistance ou des extensomètres à fibre optique mesurant la variation de longueur d'une cavité de Fabry-Perot, ou tout autre moyen permettant de mesurer la flèche locale de ladite lame mince.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la barre comprend un plot de centrage s'intercalant entre deux rouleaux inférieurs pour positionner d'une ~o manière précise et reproductible ladite barre dans le sens longitudinal de ladite glaneuse.
Selon une autre caractéristique de l'invention, au moins deux extensométres sont positionnés au centre et sur la partie inférieure de la lame de façon à ce que, la barre instrumentée une fois en place dans la glaneuse, les extensométres soient situés au droit du quatriéme rouleau à partir de l'entrée de la glaneuse et du N-3~~me rouleau de sortie de la glaneuse, ladite glaneuse comportant au total N rouleaux.
Avantageusement, au moins deux extensomètres sont positionnés au centre et sur la partie inférieure de la lame de façon à ce que, la barre 2o instrumentée pane finis en place dans la glaneuse, lesdits extensométres soient situés au droit du second rouleau à partir de l'entrée de la glaneuse et du N-1 ème rouleau de sortie de la glaneuse, ladite glaneuse comportant au total N rouleaux Selon une autre caractéristique de l'invention, la barre comprend 25 avantageusement une exfiension pour sa manipulation aisée au sein de la glaneuse.
L'invention a aussi pour objet un procédé de calibrage d'une glaneuse à rouleaux utilisant le dispositif à barre instrumentée défini précédemment, caractérisé en ce qu'on place deux telles barres de mesure comportant une so lame mince instrumentée, à proximité des paliers dans la glaneuse, les rampes de contre appuis étant totalement baissées, on rapproche les séries de rouleaux inférieurs et supérieurs l'une de l'autre par action sur les moyens de commande de serrage de manière à exercer un effort sur lesdites barres de mesure, cet effort de référence correspondant au planage de bandes d'épaisseur, de limite et de module d'élasticité les plus faibles suscepfiibles d'étre traitées sur la planeuse, ladite lame étant dans un état de déformation élastique. Une fois cet effort atteint, on mesure au moyen des dits s extensomètres les déformations des barres pour en déduire un entrefer de référence, le déhanchement et le basculement de ladite planeuse, et le cas échéant, apporter des corrections en fonction de ces résultats.
Selon une variante préférée de mise en oeuvre, on effectue l'étape de calibrage définie ci-dessus, puis, dans une étape ultérieure, on positionne les deux barres de mesure comportant une lame instrumentée à l'aplomb des rampes de contre-appui les plus proches des paliers et l'on rapproche les deux séries de rouleaux inférieurs et supérieurs l'une de l'autre par action sur les moyens de commande de serrage pour les mettre à l'entrefer de référence mesuré à l'étape précédente, on agit alors sur le déplacement des deux rampes de contre-appui précitées pour obtenir un effort identique à
l'effort de référence, mesuré à parïir des déformations de la lame mince instrumentée, et par déplacement latéral des barres à l'aplomb des autres rampes de contre-appui, on répète cette opération autant de fois que nécessaire jusqu'à calibration de l'intégralité des contre-appuis.
20 conformément à une autre variante de mise cen ouvre, on dispose d'autant de barres de mesure comportant une lame mince instrumentée et définies précédemment, que de rampes de contre-appui, on positionne à
proximité des paliers dans la planeuse deux dites barres de mesure, on rapproche les deux séries de rouleaux l'une de l'autre par action sur les 2s moyens de commande de serrage de manière à exercer un effort de référence sur les barres de mesure, ledit efforfi correspondant au planage de bandes d'épaisseur, de limite et de module d'élasticité les plus faibles traitées sur ladite planeuse, et, la lame étant dans un état de déformation élastique, on mesure au moyen des extensomètres les déformations subies par les so lames pour en déduire l'entrefer de référence et corriger le cas échéant le déhanchement et le basculement de ladite planeuse, puis on dispose la totalité des barres de mesure dans la planeuse, positionnées respectivement au droit de chaque rampe de contre-appui, on rapproche les deux séries de rouleaux l'une de l'autre par action sur les moyens de commande de serrage pour obtenir l'entrefer de référence, on agit sur le déplacement des contre-appuis pour obtenir l'effort de référence, et on mesure au moyen des extensomètres les déformations subies par les lames pour en déduire s l'entrefer et l'effort de serrage appliqué par les rouleaux et, le cas échéant, on apporte des corrections au calibrage en fonction des résultats ainsi obtenus.
Avantageusement, les procédés de calibrage décrits précédemment sont mis en oeuvre grâce à des barres comportant un plot de centrage que l'on intercale entre deux des rouleaux inférieurs pour positionner d'une façon précise et reproductible chaque barre dans le sens longitudinal de la glaneuse, de telle sorte que les plots rigides reproduisant l'action des rouleaux inférieurs soient disposés à l'aplomb de ces rouleaux.
L'invention va maintenant étre décrite de façon plus précise, mais non limitative, en se rapportant aux planches de dessins en annexe dans 15 lesquelles - les figures 1 à 5, qui illusfirent le principe et la constitution d'une glaneuse à rouleaux connus, ont déjà été commentées précédemment.
- la figure 6 présente un dispositif à barre instrumentée conforme à
l'invention et son positionnement dans une glaneuse à rouleaux.
20 - la figure ~ illustre un mode de fixation de la lame mince sur un plot de la barre instrumentée.
- la figure 8 illustre le serrage mesuré sur une glaneuse au moyen de l'invention, les rampes de contre-flexion étant totalement baissées.
- la figure 9 illustre le serrage mesuré sur une glaneuse. au moyen de 25 l'invention, après homogénéisation dans le sens longitudinal et transversal.
Le dispositif représenté sur la figure 6 est constitué en premier lieu d'une barre rigide 8, par exemple en acier, de longueur supérieure à celle de la glaneuse. Cette barre rigide comporte des plots fixes 81, également rigides, so dont l'espacement reproduit fidèlement l'entraxe des rouleaux 11 du sommier inférieur de la glaneuse. La géométrie de ces plots est choisie de préférence de façon à créer un contact linéique avec une lame de fine épaisseur qui repose sur ceux-ci. On choisit par exemple des plots cylindriques dont le diamètre est voisin de celui des rouleaux de la planeuse. Le dimensionnement général de la barre est effectué à partir des conditions de planage de la gamme des produits qui nécessitent le moins d'effort (flexion minimale des rouleaux planeurs) s Une lame de fine épaisseur 82 repose sur les plots 81. La présence de cette lame simule celle d'un produit mince en contact linéique avec des plots d'une dureté comparable à celle des rouleaux planeurs. La longueur totale de cette lame est supérieure à la distance séparant l'axe du premier et du dernier rouleau. La largeur de la lame, définie en sorte que l'ensemble support ait une rigidité suffisante, n'excède pas la largeur d'un contre-appui. La lame mince est solidaire de la barre par fixation sur un plot central unique de la barre, ceci afin de permettre une déformation libre de la lame de part et d'autre du point de fixation lors du serrage. Cette lame est fixe par une vis 86, comme illustré à la figure 7, ou par tout autre systéme équivalent.
75 Les caracfiéristiques de Bette lame métallique sont choisies en fonction des points suivanfis : ~n a vu que les sollicitations de cette lame sont celles définies par les conditions de planage de la gamme des produits qui nécessitent le moins d'effort. Par définition, ces conditions conduisent à
déformer plastiquement les produits planés. Les caractéristiques de la lame 2o doivent éfire par c~ntre choisies de telle sorte que ces mémes condifiions se traduisent par sa déformafiion uniquement dans le domaine élastique. Ceci signifie que l'une au moins des caractéristiques suivantes de la lame : limite d'élasticité, épaisseur, module d'élasticité, doit être supérieure à celles des produits planés.
25 Le dispositif inclut avantageusement une extension 85 qui permet sa manipulation aisée, par exemple pour déplacer celui-ci transversalement au sein de la planeuse. Cette extension sert également pour assurer les connexions électriques des jauges de déformation.
Sur la figure 6, on a représenté le dispositif reposant sur la série inférieure 3o des rouleaux 11 de la planeuse. Afin de s'assurer de son exact positionnement longitudinal par rapport aux rouleaux sous-jacents, il est utile d'employer un système de positionnement : celui-ci est par exemple un plot de centrage 84 solidaire de la barre, qui vient s'intercaler entre deux rouleaux inférieurs 11 de la planeuse. De la sorte, la barre est positionnée longitudinalement de façon précise et reproductible, les plots rigides reproduisant l'action des rouleaux inférieurs étant parfaitement disposés à
l'aplomb de ces rouleaux. II est cependant bien entendu que des moyens s équivalents de positionnement peuvent être mis en oeuvre pourvu qu'ils satisfassent à une précision comparable.
Comme on le voit, deux extensomètres 83a et 83b (par exemple jauges d'extensométrie, jauges à fibres optiques de déformation mesurant la variation de longueur d'une cavité de Fabry-Perot, ou tout autre moyen permettant. de mesurer la flèche locale de la lame mince) sont fixés sur la partie inférieure de la lame mince. Leur localisation précise correspond aux données suivantes - Les deux extensométres sont placés le plus près possible des extrémités de la planeuse (entrée et sortie), ceci afin de mesurer par différence le basculement de la machine avec la plus grande précision possible.
- Afn d'obtenir la plus grande précision possible, les extensoméires sont placés dans une none fortement sollicitée en flexion. Ainsi, une localisation à
mi-distance de deux rouleaux supérieur et inférieur (déformation nulle) ne saurait convenir au but recherché.
20 - Les extensométres sont positionnés avantageusement sur une partie de la lame mince sollicitée en traction. f~éme si leur localisation est théoriquement possible sur une partie sollicitée en compression, les difficultés de positionnement sur une surface directement en contact avec les rouleaux rendent cette éventualité sensiblement plus difficile.
25 - II convient par ailleurs de localiser les extensoméfires à un endroit considéré comme totalement encastré, dont les conditions limifies sont uniquement définies par les positions des rouleaux. Cette condition n'est pas satisfaite au droit des rouleaux « 12a » et «12m » de la figure 6, puisque la tôle est libre au delà des rouleaux « 11 a » et « 11 n ». Cette so condition est par confire remplie au droit des rouleaux « 12b » et « 12 I
».
Plus généralement, si l'on désigne par N le nombre total de rouleaux de la planeuse (soit m+n, somme du nombre de rouleaux de la série supérieure et inférieure), 1 désignant le rouleau d'entrée, et N le rouleau de sortie, les extensomètres sont localisés préférentiellement sur la face en extension de la lame mince au droit du quatrième rouleau (donc du côté entrée de la glaneuse) et du N-3'ème rouleau (côté sortie de la glaneuse). Les extensomètres sont placés au centre de la lame, au droit des deux rouleaux mentionnés ci-dessus, pour mesurer l'extremum local de déformation par flexion.
- Cependant, il peut être également avantageux de disposer des extensomètres dans des zones où le serrage doit être contrôlé de façon plus particulièrement rigoureuse, et où l'on dispose de moyens spécifiques pour agir : c'est le cas en entrée ou en sortie de glaneuse, où
le serrage peut être modifié notamment par un excentrique agissant indirectement sur les rouleaux 12a et 12 m. Dans ce cas, on peut disposer avantageusement des extensomètres au centre de la lame, au droit des deux rouleaux mentionnés ci-dessus (83c et 83d, figure 6) pour mesurer 1s la déformation locale: Si celle-ci est significativement différente de celle mesurée en un autre point longitudinal de la barre à l'aplomb d'un rouleau (par exemple au niveau des rouleaux 12b efi 12 I), on en conclura à des réglages imparfaits (par exemple : sur-serrage) de l'excentrique qu'il faudra modifier.
2o L'épaisseur totale du dispositif (barre-~plot-~lame-~système de centrage) est suffisamment importante pour garantir la rigidité de l'ensemble, tout en restant compatible avec l'ouverture maximale disponible sur la glaneuse.
Pour effectuer une mesure, on place la barre 8 entre les rouleaux inférieurs et les rouleaux supérieurs de la glaneuse. La butée 84 (ou un système de 25 positionnement équivalent) positionne la barre par rapport à ces rouleaux, et assure ainsi que l'intégralité de la barre est bien disposée longitudinalement par rapport à la glaneuse. Le positionnement transversal d'une barre par rapport à une rampe de contre appui n'étant pas critique, il peut être fait en plaçant la barre dans l'axe du contre appui à l'aide d'un dispositif métreur 3o usuel ou d'un système équivalent.
La procédure qui suit décrit une première étape destinée à connaître et corriger le déhanchement et le basculement d'une glaneuse Deux barres de mesure 8 avec lame instrumentée sont placées dans la planeuse, positionnées au plus près des paliers 20, rampes de contre appui 21 totalement baissées. Dans un premier temps, on rapproche les deux séries de rouleaux 11 et 12 l'une de l'autre par action sur les moyens de commande de serrage (moteurs 19a et 19b) de manière à exercer un effort de planage. Afin d'assurer la plus grande précision à la méthode de calibrage, cet effort de planage de référence est choisi de manière à
reproduire l'effort le plus faible dans la gamme d'application industrielle de la planeuse, celui correspondant au planage des produits les plus minces, au module et à la limite d'élasticité les plus faibles. Les déformations mesurées ~o sur les barres 8 permettent d'en déduire une valeur de l'entrefer (que l'on qualifie d'entrefer de référence) Par examen et comparaison des valeurs d'entrefer de référence mesures dans le sens longitudinal et transversal de la glaneuse, il est possible de corriger le déhanchement et le basculement de la glaneuse par exemple au moyen de réglages 16 a, 16b, 16c, 16d du type 15 vis-écrous ou de dispositifs équivalents.
La procédure qui suit décrit une étape ultérieure visant à
déterminer l'entrefer et l'effort de serrage appliqué par les rouleaux au droit des contre-appuis Deux barres de mesure 8 sont positionnées à l'aplomb des premières et 2o dernières rampes de contre-appui 21 a et 21 Ic, les plus proches des paliers.
~n rapproche les deux séries de rouleaux inférieurs 11 et supérieurs 12 l'une de l'autre par action sur les moyens de commande de serrage pour les mettre à l'entrefer de référence mesuré à l'étape précédente. ~n agit sur le déplacement des contre-appuis 21 a et 21 k concernés de façon à obtenir 25 l'effort de référence, la mesure étant réalisée à partir des déformations de la lame mince instrumente 82 des barres 8. ~n recommence cette étape en déplaçant latéralement les barres au droit de deux autres contre-appuis 21, autant de fois que nécessaire, jusqu'à calibration de l'intégralité des contre appuis 21.
3o Dans le but d'effectuer le calibrage et les réglages plus rapidement, il est aussi possible de disposer d'autant de barres de mesure 8 comportant une lame mince instrumentée 82 que de rampes de contre-appui 21. La première étape reste identique à celle décrite ci dessus, alors que l'étape suivante consiste à disposer une barre 8 sous chaque rampe 21.
A titre d'exemple, les résultats suivants illustrent l'invention : le dispositif et la méthode ont été mis en oeuvre afin de caractériser une glaneuse à rouleaux : Les repères 1 et 9 de la figure 8 correspondent à
l'aplomb des premières et dernières rampes de contre-appui de cette glaneuse, le repère 5 indique l'axe longitudinal de la glaneuse. La figure 8 illustre la variation transversale du serrage mesuré en entrée (E) et en sortie (S) de cette glaneuse au moyen de barres avec lame instrumentée, les rampes de contre-flexion étant totalement baissées. Cette première étape ~o permet d'identifier une flexion des rouleaux sous charge, ainsi qu'un vrillage de la cassette de la glaneuse.
La figure 9 illustre le serrage mesuré sur la méme glaneuse, après correction effectuée sur les contre-appuis en tenant compte des indications de l'étape de caractérisation précédente: la flexion des rouleaux, l'entrefer de la machine sous charge, ont été homogénéisés. Le serrage sur les barres insfirumentées après cette opération de calibrage est de 0,5mm +/- 0,1 mm.
II va de soi que l'invention ne se limite pas aux exemples décrits ci-dessus, mais s'étend à de multiples variantes d'équivalents dans la mesure où est reproduite sa définition donnée dans les revendications qui suivent.
2o Ainsi, l'invention décrite permet d'identifier et de corriger rapidement d'éventuels défauts de réglage des glaneuses à rouleaux. Simple d'utilisation pour l'opérateur, elle permet d'établir un diagnostic des dérives éventuelles et d'augmenter de façon importante la qualité des produits planés, par une meilleure planéité et une régularité accrue.
- Le réglage de l'imbrication des rouleaux en entrée et en sortie de glaneuse par basculement du sommier.
- Le réglage des contre-appuis pour compenser la flexion des rouleaux sous charge ~o - La traction de la bande.
Pour pouvoir régler les glaneuses en fonction des caractéristiques des bandes, il est donc nécessaire de calibrer ou d'initialiser celles-ci. Ceci revient à déterminer les réglages de base de la glaneuse adaptés pour obtenir l'effet visé. II est également souhaitable de connaître les valeurs de réglage ~5 contr~lables par les moyens disponibles (notamment réglage des imbrications, réglage de hauteur des galets de confire-appui) ainsi que la valeur des jeux et cédages, de la flexion des rouleaux en cours de planage.
De la sorte, il est possible de tenir compte de ces paramètres dans le réglage de la glaneuse.
L'obtention d'une bonne planéité sur les produits nécessite donc - de calibrer précisément l'entrefer en entrée et en sortie de glaneuse, par exemple à ~ 0,05mm - de vérifier l'absence de déhanchement ou de basculement parasite à
sommiers théoriquement parallèles du point de vue de l'opérateur.
25 - de calibrer précisément la hauteur des contre-appuis, par exemple à
~0,02 mm.
Or, à l'heure actuelle, les opérations de planage, et en particulier le calibrage, relèvent d'un certain empirisme, pour plusieurs raisons - les abaques ou les consignes de pré-réglage indiqués par les so constructeurs peuvent se révéler inadaptés.
- la vérification régulière du calibrage des glaneuses est souvent réalisée par les opérateurs en utilisant une barre rectifiée ou un rond de diamètre calibré introduit dans l'entrefer pour en vérifier la valeur lorsque les rouleaux planeurs viennent en contact sur cette barre. Réalisée en l'absence de charge, cette opération ne garantit donc pas un entrefer précis lors de la mise sous charge de la planeuse (serrage sur produit) puisque les jeux et le s cédage de la machine ne sont pas pris en compte dans cette méthode. La précision de cette méthode de calibrage est difficile à quantifier, car évidemment liée à la sensibilité et à l'expérience des opérateurs, et sa reproductibilité n'est pas garantie.
On a proposé par ailleurs (« Modeling of the leveling process and applications to heavy plate mills and strie finishing mills », METEC, Düsseldorf, 1994) une méthode pour caractériser les glaneuses sous charge dynamique, et permettant leur calibrage. Cette méthode repose sur l'utilisation de tôles de référence de différents formats comportant des jauges de déformation placées au droit de chaque contre-appui.
Si cette méthode utilisant des tôles instrumentées est parfaitement adaptée pour défiinir les réglages initiaux d'une glaneuse, elle est en revanche peu apte à surveiller réguliérement sa bonne marche. En effet, sa mise en oeuvre nécessite l'arrêt de la machine pendant plusieurs heures, ainsi que l'intervention de personnel qualifié et de moyens de mesure performants, ce qui pénalise lourdement la productivité. ~e plus, dans le cas de glaneuse de grandes dimensions, l'encombrement de telles tôles et leur difficulté de manipulation deviennent un problème non négligeable.
II existe donc un besoin important de disposer d'une méthode facile à mettre en aeuvre, qui permettrait:
- de détecter d'éventuels défauts mécaniques d'une glaneuse - de vérifier le calibrage d'une machine en cas de doute - de vérifier que les réglages définis initialement n'ont pas dérivé dans le temps.
- d'effectuer ce calibrage beaucoup plus rapidement que par la méthode 3o des tôles instrumentées, et avec une précision et une reproductibilité très supérieure à la méthode manuelle actuelle utilisant les barres calibrées.
- de régler avec précision le serrage des rouleaux d'entrée et de sortie en agissant sur des excentriques ou moyen équivalent.
La présente invention a pour but de répondre à ces besoins. Elle vise ainsi en particulier à déterminer avec précision et simplicité les caractéristiques d'une glaneuse en effectuant un calibrage en charge, reproductible et sous des efforts connus.
s Elle vise également à déterminer la position des réglages de contre-appui, de manière à pouvoir corriger la flexion des rouleaux planeurs.
Elle vise encore à corriger le « déhanchement » de la glaneuse, ainsi que contrôler son « basculement » à sommiers parallèles.
Elle vise aussi notamment à s'assurer que les réglages initiaux n'ont pas évolué dans le temps.
Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un dispositif de calibrage d'une glaneuse à rouleaux pour planer une bande métallique, comportant au moins un ensemble consfiitué. par deux séries de rouleaux inférieure et supérieure, disposées l'une en regard de l'autre de manière à imbriquer les rouleaux d'une série dans ceux de l'autre, ces séries de rouleaux étanfi agencées sensiblement parallèlement entre elles et perpendiculairement à la direction de défilement de la bande à planer, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte en outre une barre rigide de mesure, de longueur suffisante pour être mise en position dans la direction de planage entre ledit ensemble des rouleaua~ supérieurs et inférieurs, en s'étendani sur tous les roulea~ax9 des plots rigides intégrés à la barre reproduisant, lorsqu'ils viennent à être placés à l'aplomb des rouleaux inférieurs, l'action des dits rouleaux inférieurs et leurs caractéristiques mécaniques, et une fine lame métallique reposant sur ces plots en étant fixée sur l'un d'entre eux vers le milieu de la barre et 25 comportant des exfiensomètres pour mesurer ses déformations élastiques.
Selon une caractéristique préférée de l'invention, la longueur de la lame mince instrumentée est supérieure à la distance séparant le premier et le dernier rouleau de la glaneuse, sa largeur étant préférentiellement inférieure à celle d'une rampe ou d'un galet de contre-appui so Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les caractéristiques géométriques et mécaniques de ladite lame mince sont choisies de telle façon que, lorsque cette lame mince est soumise à un effort correspondant au planage de bandes d'épaisseur, de limite et module d'élasticité les plus faibles traitées sur la planeuse, celles-ci conduisent à
une déformation dans le domaine élastique du matériau de la lame.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les extensomètres peuvent être des jauges de déformation à variation de s résistance ou des extensomètres à fibre optique mesurant la variation de longueur d'une cavité de Fabry-Perot, ou tout autre moyen permettant de mesurer la flèche locale de ladite lame mince.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la barre comprend un plot de centrage s'intercalant entre deux rouleaux inférieurs pour positionner d'une ~o manière précise et reproductible ladite barre dans le sens longitudinal de ladite glaneuse.
Selon une autre caractéristique de l'invention, au moins deux extensométres sont positionnés au centre et sur la partie inférieure de la lame de façon à ce que, la barre instrumentée une fois en place dans la glaneuse, les extensométres soient situés au droit du quatriéme rouleau à partir de l'entrée de la glaneuse et du N-3~~me rouleau de sortie de la glaneuse, ladite glaneuse comportant au total N rouleaux.
Avantageusement, au moins deux extensomètres sont positionnés au centre et sur la partie inférieure de la lame de façon à ce que, la barre 2o instrumentée pane finis en place dans la glaneuse, lesdits extensométres soient situés au droit du second rouleau à partir de l'entrée de la glaneuse et du N-1 ème rouleau de sortie de la glaneuse, ladite glaneuse comportant au total N rouleaux Selon une autre caractéristique de l'invention, la barre comprend 25 avantageusement une exfiension pour sa manipulation aisée au sein de la glaneuse.
L'invention a aussi pour objet un procédé de calibrage d'une glaneuse à rouleaux utilisant le dispositif à barre instrumentée défini précédemment, caractérisé en ce qu'on place deux telles barres de mesure comportant une so lame mince instrumentée, à proximité des paliers dans la glaneuse, les rampes de contre appuis étant totalement baissées, on rapproche les séries de rouleaux inférieurs et supérieurs l'une de l'autre par action sur les moyens de commande de serrage de manière à exercer un effort sur lesdites barres de mesure, cet effort de référence correspondant au planage de bandes d'épaisseur, de limite et de module d'élasticité les plus faibles suscepfiibles d'étre traitées sur la planeuse, ladite lame étant dans un état de déformation élastique. Une fois cet effort atteint, on mesure au moyen des dits s extensomètres les déformations des barres pour en déduire un entrefer de référence, le déhanchement et le basculement de ladite planeuse, et le cas échéant, apporter des corrections en fonction de ces résultats.
Selon une variante préférée de mise en oeuvre, on effectue l'étape de calibrage définie ci-dessus, puis, dans une étape ultérieure, on positionne les deux barres de mesure comportant une lame instrumentée à l'aplomb des rampes de contre-appui les plus proches des paliers et l'on rapproche les deux séries de rouleaux inférieurs et supérieurs l'une de l'autre par action sur les moyens de commande de serrage pour les mettre à l'entrefer de référence mesuré à l'étape précédente, on agit alors sur le déplacement des deux rampes de contre-appui précitées pour obtenir un effort identique à
l'effort de référence, mesuré à parïir des déformations de la lame mince instrumentée, et par déplacement latéral des barres à l'aplomb des autres rampes de contre-appui, on répète cette opération autant de fois que nécessaire jusqu'à calibration de l'intégralité des contre-appuis.
20 conformément à une autre variante de mise cen ouvre, on dispose d'autant de barres de mesure comportant une lame mince instrumentée et définies précédemment, que de rampes de contre-appui, on positionne à
proximité des paliers dans la planeuse deux dites barres de mesure, on rapproche les deux séries de rouleaux l'une de l'autre par action sur les 2s moyens de commande de serrage de manière à exercer un effort de référence sur les barres de mesure, ledit efforfi correspondant au planage de bandes d'épaisseur, de limite et de module d'élasticité les plus faibles traitées sur ladite planeuse, et, la lame étant dans un état de déformation élastique, on mesure au moyen des extensomètres les déformations subies par les so lames pour en déduire l'entrefer de référence et corriger le cas échéant le déhanchement et le basculement de ladite planeuse, puis on dispose la totalité des barres de mesure dans la planeuse, positionnées respectivement au droit de chaque rampe de contre-appui, on rapproche les deux séries de rouleaux l'une de l'autre par action sur les moyens de commande de serrage pour obtenir l'entrefer de référence, on agit sur le déplacement des contre-appuis pour obtenir l'effort de référence, et on mesure au moyen des extensomètres les déformations subies par les lames pour en déduire s l'entrefer et l'effort de serrage appliqué par les rouleaux et, le cas échéant, on apporte des corrections au calibrage en fonction des résultats ainsi obtenus.
Avantageusement, les procédés de calibrage décrits précédemment sont mis en oeuvre grâce à des barres comportant un plot de centrage que l'on intercale entre deux des rouleaux inférieurs pour positionner d'une façon précise et reproductible chaque barre dans le sens longitudinal de la glaneuse, de telle sorte que les plots rigides reproduisant l'action des rouleaux inférieurs soient disposés à l'aplomb de ces rouleaux.
L'invention va maintenant étre décrite de façon plus précise, mais non limitative, en se rapportant aux planches de dessins en annexe dans 15 lesquelles - les figures 1 à 5, qui illusfirent le principe et la constitution d'une glaneuse à rouleaux connus, ont déjà été commentées précédemment.
- la figure 6 présente un dispositif à barre instrumentée conforme à
l'invention et son positionnement dans une glaneuse à rouleaux.
20 - la figure ~ illustre un mode de fixation de la lame mince sur un plot de la barre instrumentée.
- la figure 8 illustre le serrage mesuré sur une glaneuse au moyen de l'invention, les rampes de contre-flexion étant totalement baissées.
- la figure 9 illustre le serrage mesuré sur une glaneuse. au moyen de 25 l'invention, après homogénéisation dans le sens longitudinal et transversal.
Le dispositif représenté sur la figure 6 est constitué en premier lieu d'une barre rigide 8, par exemple en acier, de longueur supérieure à celle de la glaneuse. Cette barre rigide comporte des plots fixes 81, également rigides, so dont l'espacement reproduit fidèlement l'entraxe des rouleaux 11 du sommier inférieur de la glaneuse. La géométrie de ces plots est choisie de préférence de façon à créer un contact linéique avec une lame de fine épaisseur qui repose sur ceux-ci. On choisit par exemple des plots cylindriques dont le diamètre est voisin de celui des rouleaux de la planeuse. Le dimensionnement général de la barre est effectué à partir des conditions de planage de la gamme des produits qui nécessitent le moins d'effort (flexion minimale des rouleaux planeurs) s Une lame de fine épaisseur 82 repose sur les plots 81. La présence de cette lame simule celle d'un produit mince en contact linéique avec des plots d'une dureté comparable à celle des rouleaux planeurs. La longueur totale de cette lame est supérieure à la distance séparant l'axe du premier et du dernier rouleau. La largeur de la lame, définie en sorte que l'ensemble support ait une rigidité suffisante, n'excède pas la largeur d'un contre-appui. La lame mince est solidaire de la barre par fixation sur un plot central unique de la barre, ceci afin de permettre une déformation libre de la lame de part et d'autre du point de fixation lors du serrage. Cette lame est fixe par une vis 86, comme illustré à la figure 7, ou par tout autre systéme équivalent.
75 Les caracfiéristiques de Bette lame métallique sont choisies en fonction des points suivanfis : ~n a vu que les sollicitations de cette lame sont celles définies par les conditions de planage de la gamme des produits qui nécessitent le moins d'effort. Par définition, ces conditions conduisent à
déformer plastiquement les produits planés. Les caractéristiques de la lame 2o doivent éfire par c~ntre choisies de telle sorte que ces mémes condifiions se traduisent par sa déformafiion uniquement dans le domaine élastique. Ceci signifie que l'une au moins des caractéristiques suivantes de la lame : limite d'élasticité, épaisseur, module d'élasticité, doit être supérieure à celles des produits planés.
25 Le dispositif inclut avantageusement une extension 85 qui permet sa manipulation aisée, par exemple pour déplacer celui-ci transversalement au sein de la planeuse. Cette extension sert également pour assurer les connexions électriques des jauges de déformation.
Sur la figure 6, on a représenté le dispositif reposant sur la série inférieure 3o des rouleaux 11 de la planeuse. Afin de s'assurer de son exact positionnement longitudinal par rapport aux rouleaux sous-jacents, il est utile d'employer un système de positionnement : celui-ci est par exemple un plot de centrage 84 solidaire de la barre, qui vient s'intercaler entre deux rouleaux inférieurs 11 de la planeuse. De la sorte, la barre est positionnée longitudinalement de façon précise et reproductible, les plots rigides reproduisant l'action des rouleaux inférieurs étant parfaitement disposés à
l'aplomb de ces rouleaux. II est cependant bien entendu que des moyens s équivalents de positionnement peuvent être mis en oeuvre pourvu qu'ils satisfassent à une précision comparable.
Comme on le voit, deux extensomètres 83a et 83b (par exemple jauges d'extensométrie, jauges à fibres optiques de déformation mesurant la variation de longueur d'une cavité de Fabry-Perot, ou tout autre moyen permettant. de mesurer la flèche locale de la lame mince) sont fixés sur la partie inférieure de la lame mince. Leur localisation précise correspond aux données suivantes - Les deux extensométres sont placés le plus près possible des extrémités de la planeuse (entrée et sortie), ceci afin de mesurer par différence le basculement de la machine avec la plus grande précision possible.
- Afn d'obtenir la plus grande précision possible, les extensoméires sont placés dans une none fortement sollicitée en flexion. Ainsi, une localisation à
mi-distance de deux rouleaux supérieur et inférieur (déformation nulle) ne saurait convenir au but recherché.
20 - Les extensométres sont positionnés avantageusement sur une partie de la lame mince sollicitée en traction. f~éme si leur localisation est théoriquement possible sur une partie sollicitée en compression, les difficultés de positionnement sur une surface directement en contact avec les rouleaux rendent cette éventualité sensiblement plus difficile.
25 - II convient par ailleurs de localiser les extensoméfires à un endroit considéré comme totalement encastré, dont les conditions limifies sont uniquement définies par les positions des rouleaux. Cette condition n'est pas satisfaite au droit des rouleaux « 12a » et «12m » de la figure 6, puisque la tôle est libre au delà des rouleaux « 11 a » et « 11 n ». Cette so condition est par confire remplie au droit des rouleaux « 12b » et « 12 I
».
Plus généralement, si l'on désigne par N le nombre total de rouleaux de la planeuse (soit m+n, somme du nombre de rouleaux de la série supérieure et inférieure), 1 désignant le rouleau d'entrée, et N le rouleau de sortie, les extensomètres sont localisés préférentiellement sur la face en extension de la lame mince au droit du quatrième rouleau (donc du côté entrée de la glaneuse) et du N-3'ème rouleau (côté sortie de la glaneuse). Les extensomètres sont placés au centre de la lame, au droit des deux rouleaux mentionnés ci-dessus, pour mesurer l'extremum local de déformation par flexion.
- Cependant, il peut être également avantageux de disposer des extensomètres dans des zones où le serrage doit être contrôlé de façon plus particulièrement rigoureuse, et où l'on dispose de moyens spécifiques pour agir : c'est le cas en entrée ou en sortie de glaneuse, où
le serrage peut être modifié notamment par un excentrique agissant indirectement sur les rouleaux 12a et 12 m. Dans ce cas, on peut disposer avantageusement des extensomètres au centre de la lame, au droit des deux rouleaux mentionnés ci-dessus (83c et 83d, figure 6) pour mesurer 1s la déformation locale: Si celle-ci est significativement différente de celle mesurée en un autre point longitudinal de la barre à l'aplomb d'un rouleau (par exemple au niveau des rouleaux 12b efi 12 I), on en conclura à des réglages imparfaits (par exemple : sur-serrage) de l'excentrique qu'il faudra modifier.
2o L'épaisseur totale du dispositif (barre-~plot-~lame-~système de centrage) est suffisamment importante pour garantir la rigidité de l'ensemble, tout en restant compatible avec l'ouverture maximale disponible sur la glaneuse.
Pour effectuer une mesure, on place la barre 8 entre les rouleaux inférieurs et les rouleaux supérieurs de la glaneuse. La butée 84 (ou un système de 25 positionnement équivalent) positionne la barre par rapport à ces rouleaux, et assure ainsi que l'intégralité de la barre est bien disposée longitudinalement par rapport à la glaneuse. Le positionnement transversal d'une barre par rapport à une rampe de contre appui n'étant pas critique, il peut être fait en plaçant la barre dans l'axe du contre appui à l'aide d'un dispositif métreur 3o usuel ou d'un système équivalent.
La procédure qui suit décrit une première étape destinée à connaître et corriger le déhanchement et le basculement d'une glaneuse Deux barres de mesure 8 avec lame instrumentée sont placées dans la planeuse, positionnées au plus près des paliers 20, rampes de contre appui 21 totalement baissées. Dans un premier temps, on rapproche les deux séries de rouleaux 11 et 12 l'une de l'autre par action sur les moyens de commande de serrage (moteurs 19a et 19b) de manière à exercer un effort de planage. Afin d'assurer la plus grande précision à la méthode de calibrage, cet effort de planage de référence est choisi de manière à
reproduire l'effort le plus faible dans la gamme d'application industrielle de la planeuse, celui correspondant au planage des produits les plus minces, au module et à la limite d'élasticité les plus faibles. Les déformations mesurées ~o sur les barres 8 permettent d'en déduire une valeur de l'entrefer (que l'on qualifie d'entrefer de référence) Par examen et comparaison des valeurs d'entrefer de référence mesures dans le sens longitudinal et transversal de la glaneuse, il est possible de corriger le déhanchement et le basculement de la glaneuse par exemple au moyen de réglages 16 a, 16b, 16c, 16d du type 15 vis-écrous ou de dispositifs équivalents.
La procédure qui suit décrit une étape ultérieure visant à
déterminer l'entrefer et l'effort de serrage appliqué par les rouleaux au droit des contre-appuis Deux barres de mesure 8 sont positionnées à l'aplomb des premières et 2o dernières rampes de contre-appui 21 a et 21 Ic, les plus proches des paliers.
~n rapproche les deux séries de rouleaux inférieurs 11 et supérieurs 12 l'une de l'autre par action sur les moyens de commande de serrage pour les mettre à l'entrefer de référence mesuré à l'étape précédente. ~n agit sur le déplacement des contre-appuis 21 a et 21 k concernés de façon à obtenir 25 l'effort de référence, la mesure étant réalisée à partir des déformations de la lame mince instrumente 82 des barres 8. ~n recommence cette étape en déplaçant latéralement les barres au droit de deux autres contre-appuis 21, autant de fois que nécessaire, jusqu'à calibration de l'intégralité des contre appuis 21.
3o Dans le but d'effectuer le calibrage et les réglages plus rapidement, il est aussi possible de disposer d'autant de barres de mesure 8 comportant une lame mince instrumentée 82 que de rampes de contre-appui 21. La première étape reste identique à celle décrite ci dessus, alors que l'étape suivante consiste à disposer une barre 8 sous chaque rampe 21.
A titre d'exemple, les résultats suivants illustrent l'invention : le dispositif et la méthode ont été mis en oeuvre afin de caractériser une glaneuse à rouleaux : Les repères 1 et 9 de la figure 8 correspondent à
l'aplomb des premières et dernières rampes de contre-appui de cette glaneuse, le repère 5 indique l'axe longitudinal de la glaneuse. La figure 8 illustre la variation transversale du serrage mesuré en entrée (E) et en sortie (S) de cette glaneuse au moyen de barres avec lame instrumentée, les rampes de contre-flexion étant totalement baissées. Cette première étape ~o permet d'identifier une flexion des rouleaux sous charge, ainsi qu'un vrillage de la cassette de la glaneuse.
La figure 9 illustre le serrage mesuré sur la méme glaneuse, après correction effectuée sur les contre-appuis en tenant compte des indications de l'étape de caractérisation précédente: la flexion des rouleaux, l'entrefer de la machine sous charge, ont été homogénéisés. Le serrage sur les barres insfirumentées après cette opération de calibrage est de 0,5mm +/- 0,1 mm.
II va de soi que l'invention ne se limite pas aux exemples décrits ci-dessus, mais s'étend à de multiples variantes d'équivalents dans la mesure où est reproduite sa définition donnée dans les revendications qui suivent.
2o Ainsi, l'invention décrite permet d'identifier et de corriger rapidement d'éventuels défauts de réglage des glaneuses à rouleaux. Simple d'utilisation pour l'opérateur, elle permet d'établir un diagnostic des dérives éventuelles et d'augmenter de façon importante la qualité des produits planés, par une meilleure planéité et une régularité accrue.
Claims (13)
1. Dispositif de calibrage d'une planeuse à rouleaux pour planer une bande métallique, comportant au moins un ensemble constitué par deux séries de rouleaux inférieure et supérieure disposées l'une en regard de l'autre de manière à
imbriquer les rouleaux d'une série dans ceux de l'autre, ces dites séries de rouleaux étant agencés sensiblement parallèlement entre elles et perpendiculairement à
la direction de défilement de la bande à planer, une barre rigide de mesure, de longueur suffisante pour être mise en position dans ladite direction de planage entre ledit ensemble desdits rouleaux supérieurs et inférieurs, en s'étendant sur tous les rouleaux, des plots rigides intégrés à la barre reproduisant, lorsqu'ils viennent à être placés à
l'aplomb des rouleaux inférieurs, l'action des dits rouleaux inférieurs et leurs caractéristiques mécaniques, et une fine lame métallique reposant sur ces plots en étant fixée sur l'un d'entre eux vers le milieu de la barre et comportant des extensomètres pour mesurer ses déformations élastiques.
imbriquer les rouleaux d'une série dans ceux de l'autre, ces dites séries de rouleaux étant agencés sensiblement parallèlement entre elles et perpendiculairement à
la direction de défilement de la bande à planer, une barre rigide de mesure, de longueur suffisante pour être mise en position dans ladite direction de planage entre ledit ensemble desdits rouleaux supérieurs et inférieurs, en s'étendant sur tous les rouleaux, des plots rigides intégrés à la barre reproduisant, lorsqu'ils viennent à être placés à
l'aplomb des rouleaux inférieurs, l'action des dits rouleaux inférieurs et leurs caractéristiques mécaniques, et une fine lame métallique reposant sur ces plots en étant fixée sur l'un d'entre eux vers le milieu de la barre et comportant des extensomètres pour mesurer ses déformations élastiques.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur de ladite fine lame métallique est supérieure à la distance séparant l'axe du premier et du dernier rouleau de ladite planeuse, et la largeur de ladite lame inférieure à
celle d'une rampe ou d'un galet de contre-appui.
celle d'une rampe ou d'un galet de contre-appui.
3. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les caractéristiques géométriques et mécaniques de ladite lame, sont choisies de telle façon que, lorsque cette lame est soumise à un effort correspondant au planage de bandes d'épaisseur, de limite et de module d'élasticité les plus faibles traitées sur ladite planeuse, celles-ci conduisent à une déformation dans le domaine élastique du matériau de ladite lame.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé
en ce que lesdits extensomètres sont des jauges de déformation à variation de résistance ou des extensomètres à fibre optique mesurant la variation de longueur d'une cavité de Fabry-Perot, des moyens de mesure de la flèche locale de ladite lame.
en ce que lesdits extensomètres sont des jauges de déformation à variation de résistance ou des extensomètres à fibre optique mesurant la variation de longueur d'une cavité de Fabry-Perot, des moyens de mesure de la flèche locale de ladite lame.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé
en ce que ladite barre comprend un plot de centrage s'intercalant entre deux des dits rouleaux inférieurs pour positionner d'une façon précise et reproductible ladite barre dans le sens longitudinal de ladite planeuse.
en ce que ladite barre comprend un plot de centrage s'intercalant entre deux des dits rouleaux inférieurs pour positionner d'une façon précise et reproductible ladite barre dans le sens longitudinal de ladite planeuse.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé
en ce qu'au moins deux desdits extensomètres sont positionnés au centre et sur la partie inférieure de la lame, de façon à ce que, la barre instrumentée une fois en place dans la planeuse, lesdits extensomètres soient situés au droit du quatrième rouleau à
partir de l'entrée de la planeuse et du N-3ième rouleau de sortie de la planeuse, ladite planeuse comportant au total N rouleaux.
en ce qu'au moins deux desdits extensomètres sont positionnés au centre et sur la partie inférieure de la lame, de façon à ce que, la barre instrumentée une fois en place dans la planeuse, lesdits extensomètres soient situés au droit du quatrième rouleau à
partir de l'entrée de la planeuse et du N-3ième rouleau de sortie de la planeuse, ladite planeuse comportant au total N rouleaux.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé
en ce qu'au moins deux desdits extensomètres sont positionnés au centre et sur la partie inférieure de la lame, de façon à ce que, la barre instrumentée une fois en place dans la planeuse, lesdits extensomètres soient situés au droit du second rouleau à
partir de l'entrée de la planeuse et du N-1ème rouleau de sortie de la planeuse, ladite planeuse comportant au total N rouleaux.
en ce qu'au moins deux desdits extensomètres sont positionnés au centre et sur la partie inférieure de la lame, de façon à ce que, la barre instrumentée une fois en place dans la planeuse, lesdits extensomètres soient situés au droit du second rouleau à
partir de l'entrée de la planeuse et du N-1ème rouleau de sortie de la planeuse, ladite planeuse comportant au total N rouleaux.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé
en ce que ladite barre rigide comprend une extension pour sa manipulation au sein de ladite planeuse.
en ce que ladite barre rigide comprend une extension pour sa manipulation au sein de ladite planeuse.
9. Procédé de calibrage d'une planeuse à rouleaux, utilisant le dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on positionne à proximité de paliers dans ladite planeuse deux dites barres de mesure comportant une lame mince instrumentée, le dispositif incluant des rampes de contre-appui étant totalement baissées, on rapproche les séries de rouleaux inférieurs et supérieurs l'une de l'autre par action sur des moyens de commande de serrage de manière à exercer un effort de référence sur lesdites barres de mesure, ledit effort de référence correspondant au planage de bandes d'épaisseur, de limite et de module d'élasticité les plus faibles susceptibles d'être traitées sur ladite planeuse, ladite lame étant dans un état de déformation élastique, puis, une fois cet effort atteint, on mesure les déformations des barres au moyen des dits extensomètres pour en déduire un entrefer de référence, le déhanchement et le basculement de ladite planeuse, on détermine si des corrections sont nécessaires en fonction de ces résultats, et on apporte les corrections nécessaires.
10. Procédé de calibrage d'une planeuse à rouleaux, utilisant le dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce qu'on positionne à
proximité de paliers dans ladite planeuse deux dites barres de mesure comportant une fine lame instrumentée, les rampes de contre-appui étant totalement baissées, on rapproche les séries de rouleaux inférieurs et supérieurs l'une de l'autre par action sur des moyens de commande de serrage de manière à exercer un effort de référence sur lesdites barres de mesure, ledit effort de référence correspondant au planage de bandes d'épaisseur, de limite et de module d'élasticité les plus faibles susceptibles d'être traitées sur ladite planeuse, ladite lame étant dans un état de déformation élastique, puis, une fois cet effort atteint, on mesure les déformations des barres au moyen des dits extensomètres pour en déduire un entrefer de référence, le déhanchement et le basculement de ladite planeuse, on détermine si des corrections sont nécessaires en fonction de ces résultats, et on apporte les corrections nécessaires.
proximité de paliers dans ladite planeuse deux dites barres de mesure comportant une fine lame instrumentée, les rampes de contre-appui étant totalement baissées, on rapproche les séries de rouleaux inférieurs et supérieurs l'une de l'autre par action sur des moyens de commande de serrage de manière à exercer un effort de référence sur lesdites barres de mesure, ledit effort de référence correspondant au planage de bandes d'épaisseur, de limite et de module d'élasticité les plus faibles susceptibles d'être traitées sur ladite planeuse, ladite lame étant dans un état de déformation élastique, puis, une fois cet effort atteint, on mesure les déformations des barres au moyen des dits extensomètres pour en déduire un entrefer de référence, le déhanchement et le basculement de ladite planeuse, on détermine si des corrections sont nécessaires en fonction de ces résultats, et on apporte les corrections nécessaires.
11. Procédé de calibrage d'une planeuse selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que l'on positionne dans une étape ultérieure deux dites barres de mesure comportant une lame instrumentée dans ladite planeuse, transversalement à
l'aplomb des rampes de contre-appui les plus proches des paliers, on rapproche les deux séries de rouleaux inférieurs et supérieurs l'une de l'autre par action sur les moyens de commande de serrage jusqu'à l'obtention dudit entrefer de référence, on agit respectivement sur le déplacement des rampes de contre-appui les plus proches des paliers de façon à obtenir ledit effort de référence mesuré à partir des déformations de la lame, on déplace latéralement lesdites barres sous les autres rampes de contre-appui, et en appliquant ledit effort, on détermine l'entrefer et l'effort de serrage applique par les rouleaux au droit de chaque dite rampe de contre-appui de la planeuse.
l'aplomb des rampes de contre-appui les plus proches des paliers, on rapproche les deux séries de rouleaux inférieurs et supérieurs l'une de l'autre par action sur les moyens de commande de serrage jusqu'à l'obtention dudit entrefer de référence, on agit respectivement sur le déplacement des rampes de contre-appui les plus proches des paliers de façon à obtenir ledit effort de référence mesuré à partir des déformations de la lame, on déplace latéralement lesdites barres sous les autres rampes de contre-appui, et en appliquant ledit effort, on détermine l'entrefer et l'effort de serrage applique par les rouleaux au droit de chaque dite rampe de contre-appui de la planeuse.
12. Procédé de calibrage d'une planeuse à rouleaux, caractérisé en ce qu'on dispose d'autant de dites barres de mesure comportant une fine lame instrumentée que de rampes de contre-appui, qu'on positionne à proximité des paliers dans ladite planeuse deux dites barres de mesure comportant une fine lame instrumentée on rapproche les deux séries de rouleaux l'une de l'autre par action sur les moyens de commande de serrage de manière à exercer un effort de référence sur lesdites barres de mesure, ledit effort correspondant au planage de bandes d'épaisseur, de limite et de module d'élasticité les plus faibles traitées sur ladite planeuse, ladite lame étant dans un état de déformation élastique, on mesure au moyen des dits extensomètres les déformations subies par lesdites lames pour en déduire l'entrefer de référence, et corriger le déhanchement et le basculement de ladite planeuse, puis on dispose la totalité desdites barres de mesure dans la planeuse, positionnées respectivement au droit de chaque rampe de contre-appui, on rapproche les deux séries de rouleaux l'une de l'autre par action sur les moyens de commande de serrage pour obtenir ledit entrefer de référence, on agit sur le déplacement des contre-appuis pour obtenir ledit effort de référence, on mesure au moyen desdits extensomètres les déformations subies par lesdites lames pour en déduire l'entrefer et l'effort de serrage appliqué par les rouleaux, on détermine si des corrections au calibrage sont nécessaires en fonction des résultats ainsi obtenus et on apporte les corrections nécessaires au calibrage.
13. Procédé de calibrage d'une planeuse selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que l'on intercale un plot central de ladite barre entre deux des dits rouleaux inférieurs pour positionner grâce au plot de centrage d'une façon précise et reproductible la dite barre dans le sens longitudinal de ladite planeuse et de telle sorte que les plots rigides reproduisant l'action des rouleaux inférieurs soient disposés à l'aplomb de ces rouleaux.
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