FR2579745A1

FR2579745A1 - Method and device for measuring the dimensions of a body of revolution and their applications

Info

Publication number: FR2579745A1
Application number: FR8504703A
Authority: FR
Inventors: Gilles Daniel Bouilly; Henri Fristot
Original assignee: USINOR SA
Current assignee: USINOR SA
Priority date: 1985-03-28
Filing date: 1985-03-28
Publication date: 1986-10-03
Anticipated expiration: 2005-03-28
Also published as: FR2579745B1

Abstract

This method consists in measuring, instantaneously and simultaneously, the positions of three points P1, P2, P3 on the periphery of the cylinder, which are situated in the same radial plane as the latter, and in calculating from the positions of these three points the desired dimensions and geometrical characteristics. A particularly important application may be found in mounting such a device on a machine for correcting the cylinders of a roll mill.

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif permettant de déterminer des dimensions et caractéristiques géométriques d'un corps de révolution, tel que. à titre d'exemple, un cylindre de laminoir. The present invention relates to a method and a device for determining dimensions and geometric characteristics of a body of revolution, such as. for example, a roll of rolling mill.

Dés leur première mise en service et ensuite périodiquement au cours de leur utilisation, les cylindres de laminoirs doivent entre rectifiés sur des machines-outils spécialisées et selon un processus d'usinage qui garantit la réalisation d'un profil de révolution. L'organisation de séquences automatiques de rectification suppose que soit réalisée, au cours du processus de rectification une triple fonction de métrologie dimensionnelle de la table du cylindre
- une mesure du diamètre de référence de la table,
- une mesure de la conicité de la table,
- une mesure du profil d'une génératrice de la table (bombé du cylindre).As soon as they are first put into service and then periodically during their use, the rolling mill rolls must be grinded on specialized machine tools and according to a machining process that guarantees the production of a revolution profile. The organization of automatic grinding sequences assumes that during the grinding process a triple function of dimensional metrology of the cylinder table is performed.
a measurement of the reference diameter of the table,
- a measure of the taper of the table,
- a measurement of the profile of a generator of the table (curved cylinder).

Sur les machines de fabrication ancienne, ces mesures s'effectuent manuellement et "en l'air" (c'est à dire en dehors de tout système de référence lié à la machine de rectification) par relevé du diamètre selon le principe du pied à coulisse et utilisation d'une règle pour déterminer le bombé. On old manufacturing machines, these measurements are carried out manually and "in the air" (that is to say outside any reference system related to the grinding machine) by measuring the diameter according to the principle of the foot to slide and use a ruler to determine the bulge.

Un tel procédé est nécessairement peu précis et nécessite des arréts fréquents du processus de rectification. C'est donc un procédé coûteux compte tenu des pertes de temps qu'il implique. Such a method is necessarily not very precise and requires frequent stops of the grinding process. It is therefore an expensive process considering the loss of time involved.

On connait également un autre procédé mis en oeuvre sur certaines machines de rectification utilisant les principes ci-dessus mais de façon automatique (Fig.l annexée). Selon ce procédé. on effectue une mesure du diamètre du cylindre à l'aide de deux tou ches disposées horizontalement et situées dans un plan diamètral de la table du cylindre. Cependant. la longueur de ces touches doit étre suffisante pour qu'elles soient effectivement en appui, respectivement sur la génératrice supérieure et la génératrice inférieure du cylindre. sur toute la gamme de diamètres de ce dernier.On a représenté. sur la Fig.1, en trait plein et en trait mixte et en exagérant les différences de cotes, ces deux positions extremes séparées d-une distance e. Le principe de ce capteur, au niveau de sa mise en oeuvre mécanique n'est pas compatible avec son installation dans le plan de la meule de rectification. Le capteur est donc installé sur le chariot porte-meule, d'un côté ou de l'autre de celleci. Du fait de cette disposition déportée et de son encombrement, le capteur doit étre écarté pendant les opérations de rectification afin de ne pas venir buter sur les accidents de géométrie du cylindre. de ses accessoires ou des touches d'appui.La encore, une telle mesure mécanique nécessite un arret de la machine, ce qui conduit à une double perte de temps : l'une directe. liée au temps réservé au cycle de métrologie ou de mesure. qui ne peut pas s'effectuer en temps masqué par rapport au cycled'usinage proprement dit, l'autre, indirecte par l'impossibilité de réagir en temps réel sur le processus de rectification en fonction des résultats de la mesure. There is also known another method used on certain grinding machines using the above principles but automatically (Fig.l appended). According to this method. the diameter of the cylinder is measured using two keys arranged horizontally and situated in a diametrical plane of the cylinder table. However. the length of these keys must be sufficient so that they are actually supported, respectively on the upper generatrix and the lower generatrix of the cylinder. over the entire range of diameters of the latter. in Fig.1, in solid lines and in mixed lines and exaggerating the differences in dimensions, these two extreme positions separated by a distance e. The principle of this sensor, in terms of its mechanical implementation is not compatible with its installation in the plane of the grinding wheel. The sensor is therefore installed on the wheel carriage, on one side or the other of it. Because of this remote arrangement and its size, the sensor must be discarded during grinding operations so as not to abut on the cylinder geometry crashes. However, such a mechanical measurement requires a stop of the machine, which leads to a double loss of time: the one direct. related to the time reserved for the metrology or measurement cycle. which can not be done in masked time compared to the actual machining cycle, the other, indirect by the impossibility to react in real time on the grinding process according to the results of the measurement.

Ce décalage dans le temps des opérations de métrologie et de rectification peut également induire des défauts de rectification dûs à la recopie des imperfections mécaniques de la machine sur la table du cylindre. This time lag of the metrology and grinding operations can also induce grinding defects due to the copying of mechanical imperfections of the machine onto the cylinder table.

Un tel dispositif mécanique comportant des pièces mobiles offre par ailleurs un défaut de fiab lité. Such a mechanical device comprising moving parts also offers a reliability defect.

L'invention se propose donc de fournir un procédé et un dispositif de mesure des ou de certaines dimensions et caractéristiques géométriques d'un corps de révolution, qui ne présentent pas ces divers inconvénients, qui soient fiables et précis et permettent d'effectuer les mesures sans interrompre un éventuel processus d'usinage, de rectification ou de fonctionnement. The invention therefore proposes to provide a method and a device for measuring the or certain dimensions and geometric characteristics of a body of revolution, which do not have these various disadvantages, which are reliable and precise and make it possible to carry out measurements without interrupting any machining, grinding or operating process.

A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de mesure permettant de déterminer des dimensions ou caractéristiques géométriques d'un corps de révolution, tournant autour de son axe, caractérisé en ce qu'il consiste à relever instantanément et simulta nément les positions de trois points de la périphérie du corps situés dans un meme plan radial de ce dernier et à calculer en temps réel à partir des positions de ces trois points les dimensions et caractéristiques géométriques souhaitees. To this end, the subject of the invention is a measuring method for determining dimensions or geometrical characteristics of a body of revolution, rotating about its axis, characterized in that it consists in instantly and simultaneously recovering the positions three points of the periphery of the body located in the same radial plane of the latter and to calculate in real time from the positions of these three points the desired geometric dimensions and characteristics.

On peut réitérer ces opérations de proche en proche le long du cylindre pour déterminer son axe géométrique, la coaxialité de ses sections et le profil de ses génératrices. We can reiterate these operations step by step along the cylinder to determine its geometric axis, the coaxiality of its sections and the profile of its generators.

Pour effectuer ces opérations, on mesure la distance entre les trois points de la périphérie du corps et trois appareils de mesure de distance, puis on calcule la longueur des côtés du triangle formé par ces trois points. ainsi que le cosimus de l'angle de ce triangle ayant pour sommet le point intermédiaire, et l'on calcule le diamètre du corps par la formule

To perform these operations, the distance between the three points of the periphery of the body and three distance measuring devices is measured, and then the length of the sides of the triangle formed by these three points is calculated. as well as the cosimus of the angle of this triangle having for vertex the intermediate point, and one calculates the diameter of the body by the formula

Avantageusement, la durée de la mesure et des calculs est choisie en fonction de la vitesse de rotation et du diamètre du cylindre, de manière que sa périphérie paraisse sensiblement immobile pendant ladite durée.Advantageously, the duration of the measurement and calculations is chosen as a function of the speed of rotation and the diameter of the cylinder, so that its periphery appears substantially immobile during said duration.

L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé défini cidessus, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il -comprend trois appareils de mesure de distance disposés sur un meme support, le support et le corps rotatif pouvant être animés d'un mouvement relatif suivant une direction au moins à peu près parallèle à l'axe de révolution du corps, les trois appareils de mesure-de distance étant disposés dans un même plan radial et étant reliés à des moyens de calcul des dimensions et/ou des caractéristiques géométriques souhaitées. The invention also relates to a device for implementing the method defined above, this device being characterized in that it comprises three distance measuring devices arranged on the same support, the support and the rotating body being able to be with a relative movement in a direction at least approximately parallel to the axis of revolution of the body, the three distance-measuring devices being arranged in the same radial plane and being connected to means for calculating the dimensions and / or geometric characteristics desired.

Suivant un mode de réalisation particulier:
- les trois apparei-ls de mesure de distance sont disposés dans un secteur d'angle au centre inférieur à 180 et de préférence au plus égal à 120';
- les trois appareils de mesure de distance sont orientés à peu près radialement par rapport à l'axe de rotation du corps;
- dans l'application à une machine-outil, par exemple une machine de rectification de cylindres, les trois appareils de mesure de distance sont disposes dans le même plan radial que l'outil de rectification et sont portés par le même chariot.According to a particular embodiment:
the three distance measuring apparatuses are arranged in a sector of central angle less than 180 and preferably at most equal to 120 ';
the three distance measuring devices are oriented approximately radially with respect to the axis of rotation of the body;
- In the application to a machine tool, for example a cylinder grinding machine, the three distance measuring devices are arranged in the same radial plane as the grinding tool and are carried by the same carriage.

En variante, les trois appareils de mesure de distance sont portés par un support mobile le long d'un organe de guidage parallèle mais distinct des moyens de guidage du chariot porte-outil, ce support étant entrainé en synchronisme avec le chariot porteoutil. In a variant, the three distance measuring devices are carried by a mobile support along a guide member parallel to but distinct from the guide means of the tool carriage, this support being driven in synchronism with the tool carriage.

- Avantageusement, le temps de calcul des caractéristiques dimensionnelles est court par rapport à la vitesse de translation de l'outil, de manière à pouvoir corriger en temps réel la trajectoire de cet outil. Advantageously, the calculation time of the dimensional characteristics is short compared to the speed of translation of the tool, so as to be able to correct in real time the trajectory of this tool.

- De préférence, les appareils de mesure effectuent des mesures sans contact. - Preferably, measuring devices perform non-contact measurements.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels
- la Fig.l comme déjà indiqué précédemment, illustre le principe d'un procédé connu de mesure de diamètre d'un cylindre;
- les Fig.2a,2b,2c sont des schémas de principe illustrant le procédé suivant l'invention;
- la Fig.3 est un organigramme fonctionnel indiquant certaines opérations effectuées dans un calculateur associé au dispositif suivant 1' inven- tion pour la détermination d'un diamètre;
- la Fig.4 est une vue en élévation latérale et en coupe partielle d'une machine de rectification équipée d'un dispositif suivant l'invention.The invention will be better understood from the following description, given solely by way of example and with reference to the accompanying drawings, in which:
FIG. 1, as already indicated above, illustrates the principle of a known method for measuring the diameter of a cylinder;
FIGS. 2a, 2b, 2c are schematic diagrams illustrating the method according to the invention;
FIG. 3 is a functional flowchart indicating certain operations performed in a computer associated with the device according to the invention for the determination of a diameter;
- Figure 4 is a side elevational view in partial section of a grinding machine equipped with a device according to the invention.

On ne reviendra pas sur le schéma de la
Fig.1 qui illustre la technique antérieure et a fait l'objet d'un bref commentaire dans le préambule de la présente description.We will not go back to the diagram of the
Fig.1 which illustrates the prior art and was the subject of a brief comment in the preamble of the present description.

Tel que représenté sur la Fig.2a, le procédé suivant l'invention consiste à utiliser trois dispositifs de mesure de distance appelés encore " proximé- tres" et désignés par les références 1,2,3, ces trois appareils étant portés par un meme support 10. Dans une application qui correspond au dessin de la Fig.4, ce support 10 est solidaire du chariot porte-meule 11 d'une machine de rectification de cylindres. Dans une telle machine, le cylindre 12 est porté de façon à pouvoir être entrainé en rotation autour de son axe
X-X et le chariot porte-meule est supporté par un bàti 13 et peut se déplacer suivant une direction parallèle à l'axe de rotation du cylindre et à l'axe Y-Y de rotation de la meule 14.Cette dernière peut par ailleurs effectuer, par rapport au chariot 11, un mouvement d'approche en direction du cylindre, c'est à dire suivant une direction horizontale perpendiculaire à son axe et à celui du cylindre.As shown in FIG. 2a, the method according to the invention consists in using three distance measuring devices called "proximal" and designated by the references 1, 2, 3, these three devices being carried by a single member. 10. In an application that corresponds to the drawing of FIG. 4, this support 10 is integral with the grinding carriage 11 of a cylinder grinding machine. In such a machine, the cylinder 12 is carried so as to be rotated about its axis
XX and the wheel carriage is supported by a frame 13 and can move in a direction parallel to the axis of rotation of the cylinder and the YY axis of rotation of the wheel 14.This latter can also perform, by relative to the carriage 11, an approaching movement in the direction of the cylinder, ie in a horizontal direction perpendicular to its axis and that of the cylinder.

Les trois appareils de mesure sont disposés de telle façon que leurs axes soient à peu près dirigés radialement par rapport à l'axe X-X du cylindre et que les axes des deux appareils extrêmes forment entre eux un angle au plus égal à 120'. Cette valeur est choisie pour limiter l'encombrement du dispositif de mesure autour de la périphérie du cylindre et ne pas gêner les opérations de mise en place et d'enlève- ment de ce cylindre. non plus que les opérations de rectification. En tout état de cause, pour répondre à ces dernières conditions, les deux appareils extrêmes doivent être agencés de façon à laisser libre vers le haut un angle de 180'. The three measuring devices are arranged in such a way that their axes are approximately directed radially with respect to the axis X-X of the cylinder and that the axes of the two end devices form between them an angle at most equal to 120 '. This value is chosen to limit the size of the measuring device around the periphery of the cylinder and not to impede the operations of setting up and removing this cylinder. neither are the rectification operations. In any case, to meet these last conditions, the two extreme devices must be arranged to leave free up an angle of 180 '.

Revenant au schéma de la Fig.2a, le support 10 peut être considéré comme rigide dans toute la gamme d'utilisation quelles que soient les contraintes thermiques ou dynamiques. Il est lié à un système d'axes de coordonnées Ox-Oy. Les positions des appareils de mesure 1,2 et 3 sont déterminées par les angles A B C que forment entre eux les axes de ces trois appareils de mesure et par les distances Di entre chaque appareil de mesure et le point d'intersection Ij de son axe avec les axes des deux autres appareils de mesure. Ces différentes valeurs d'angles et de distances sont reportées sur le schéma de la
Fig.2a.Returning to the diagram of Fig.2a, the support 10 can be considered rigid throughout the range of use regardless of thermal or dynamic stresses. It is linked to an Ox-Oy coordinate system. The positions of the measuring apparatuses 1, 2 and 3 are determined by the angles ABC which form between them the axes of these three measuring apparatuses and by the distances Di between each measuring apparatus and the point of intersection Ij of its axis with the axes of the other two measuring devices. These different values of angles and distances are plotted on the diagram of the
Fig.2a.

Chacun des trois appareils de mesure 1,2,3 est relié à un micro-ordinateur 4 qui, d'une part, assure la gestion et la commande des séquences de mesure et, d'autre part, effectue les calculs nécessaires. Un tel calcul permettant de déterminer le diamètre d'un cylindre ou d'un corps de révolution ayant une forme à peu près cylindrique est explicité ci-dessous et illustré sur le schéma de la Fig.3. Each of the three measuring devices 1,2,3 is connected to a microcomputer 4 which, on the one hand, manages and controls the measurement sequences and, on the other hand, performs the necessary calculations. Such a calculation making it possible to determine the diameter of a cylinder or of a body of revolution having a roughly cylindrical shape is explained below and illustrated in the diagram of FIG.

Les trois appareils de mesure 1,2,3 fournissent chacun au calculateur 4 un signal représentatif de la distance d1,d2, d3 mesurée entre chacun de ces appareils et les trois points P1. -P2, P3 du cylindre adjacent. Compte tenu de la rapidité avec laquelle sont effectuées ces mesures, le cylindre apparait comme pratiquement immobile vis-å-vis des appareils de mesure, ce qui permet d'affirmer que les mesures sont effectuées instantanément et simultanément pour les trois appareils. The three measuring devices 1,2,3 each provide the computer 4 with a signal representative of the distance d1, d2, d3 measured between each of these devices and the three points P1. -P2, P3 of the adjacent cylinder. Given the speed with which these measurements are made, the cylinder appears as virtually immobile vis-à-vis the measuring devices, which assures that the measurements are made instantly and simultaneously for the three devices.

Détermination du diamètre
Les opérations successives correspondant à l'organigramme de calcul représenté à la Fig.3 sont les suivantes, étant entendu que d'autres méthodes peuvent être utilisées pour déterminer le diamètre du cylindre à partir des mesures effectuées des trois distances d1, d2, d3.Diameter determination
The successive operations corresponding to the calculation flow chart shown in FIG. 3 are the following, it being understood that other methods can be used to determine the diameter of the cylinder from the measurements made of the three distances d1, d2, d3.

A partir de ces trois distances d1, d2, d3, et connaissant les distances Di,j on calcule par soustraction les valeurs ai, j = D i,j-di. From these three distances d1, d2, d3, and knowing the distances Di, we calculate by subtraction the values ai, j = D i, j-di.

Puis, a,b,c et A1, 81, C1, désignant les longueurs des côtés et les angles du triangle P P P 2 calcule les valeurs a2,b2,c2 on calcule les valeurs a , b , c , suivant les for-mules suivantes

Then, a, b, c and A1, 81, C1, denoting the lengths of the sides and the angles of the triangle PPP 2 calculates the values a2, b2, c2 the values a, b, c are calculated according to the following for-mules

La connaissance des valeurs a2, b2 , c2 permet de déterminer le cosinus de l'angle B1 en utilisant la formule suivante
2 2
b2 = a + c - 2 ac cos. B1
b2 et cos B1 le cos
Connaissant b2 et cos B1, le diamètre D du cylindre est détermine en calculant D2

puis en calculant la racine carrée de D2. Knowing the values a2, b2, c2 makes it possible to determine the cosine of the angle B1 by using the following formula
2 2
b2 = a + c - 2 ac cos. B1
b2 and cos B1 the cos
Knowing b2 and cos B1, the diameter D of the cylinder is determined by calculating D2

then calculating the square root of D2.

La connaissance des paramètres de construction (distances D1,D2,D3 et angles A,B,C) peut résulter soit d'une métrologie directe après construction de l'appareil, soit d'une détermination indirecte par auto-étalonnage à partir de la mesure des diamètres préalablement connus de surfaces cylindriques de ré référence
Détermination de la Dosition du centre:
La position du centre C de la section du cylindre sur laquelle est effectuée la mesure est déterminée par le calcul des coordonnées de ce point (voir Fig.2b),
On a reporté sur cette Fig. le point M1 du capteur 1, les points P1,P2, l'axe Mlxl du capteur 1 et l'on a désigne par C le centre de la section.L'axe M1#1 et 1 axe M1y1 perpendiculaire constituent un repère orthogonal lié au capteur 1, passant par M1.The knowledge of the construction parameters (distances D1, D2, D3 and angles A, B, C) can result either from a direct metrology after construction of the apparatus, or from an indirect determination by self-calibration from the measuring previously known diameters of reference cylindrical surfaces
Determining the Dosition of the center:
The position of the center C of the section of the cylinder on which the measurement is made is determined by the calculation of the coordinates of this point (see Fig.2b),
It is reported in this FIG. the point M1 of the sensor 1, the points P1, P2, the axis Mlx1 of the sensor 1 and C is designated as the center of the section. The axis M1 # 1 and 1 perpendicular axis M1y1 constitute a bound orthogonal coordinate system at sensor 1, passing through M1.

On designera par Cxi et Cy1, les coordonnées de C dans ce repère,

a2,1 et al 1,2 sont des variables de construction; a a déjà été calculé (voir formule (1) ci-dessus). On déduit donc de (2),
puis

We will designate by Cxi and Cy1, the coordinates of C in this reference,

a2,1 and al 1,2 are construction variables; has already been calculated (see formula (1) above). We therefore deduce from (2),
then

On peut alors calculer les coordonnées de C dans le repère (M1#1, M1y1) par les formules

We can then calculate the coordinates of C in the frame (M1 # 1, M1y1) by the formulas

Connaissant la position et l'orientation du repère (M1X1, M1y1) lié au capteur 1 dans un repère de référence (Ox.Oy) il suffit d'appliquer aux coordonnées Cx1, C une formule de changement de coordonnées pour obtenir les coordonnées du point C dans ce repère. Knowing the position and the orientation of the reference (M1X1, M1y1) linked to the sensor 1 in a reference reference (Ox.Oy) it suffices to apply to the coordinates Cx1, C a coordinate change formula to obtain the coordinates of the point C in this reference.

Les valeurs calculées sont mises en mémoire dans l'ordinateur et l'ensemble des mesures effectuées sur toute la longueur du cylindre permet, grâce à un traitement approprié, de déterminer, par exemple, le bombé du cylindre et sa conicité. The calculated values are stored in the computer and the set of measurements made over the entire length of the cylinder makes it possible, by appropriate treatment, to determine, for example, the cylinder crown and its conicity.

On suppose que le capteur se déplace selon un chemin rectiligne le long de l'axe général du cylindre. It is assumed that the sensor moves in a straight path along the general axis of the cylinder.

La Fig.2c représente une vue de dessus schématique du cylindre et du capteur. Ce dernier se déplace suivant un axe Oz parallèle à l'axe de déplacement du chariot porte-outillage;. il effectue une mesure de diamètre de la section circulaire du cylindre au droit de laquelle il se trouve, dans un plan perpendiculaire à l'axe de déplacement Oz. Fig.2c shows a schematic top view of the cylinder and the sensor. The latter moves along an axis Oz parallel to the axis of movement of the tool carriage. it carries out a measurement of diameter of the circular section of the cylinder to the right of which it is located, in a plane perpendicular to the axis of displacement Oz.

L'enregistrement de ces mesures dans la mémoire du calculateur, permet de connaitre la fonction
R(z). Le graphe de cette fonction représente le profil d'une génératrice et définit les deux grandeurs recherchées : la conicité et le bombé.The recording of these measurements in the memory of the computer, allows to know the function
R (z). The graph of this function represents the profile of a generator and defines the two desired magnitudes: taper and bulge.

Supposons que le graphe soit rectiligne
La conicité oQ est définie à partir de la différence des deux diamètres D1, D2 aux deux extrémités du cylindre tgd(,: =
2 L
Le bombé est la flèche dûe à la courbure de la génératrice
si Rbî est le rayon théorique incluant la conicité et déduit de D1,D2 : Rbl = 1/4 (D1 < D1 + D2) et,
si R b2 est le rayon mesuré au centre du cylindre, le bombé B = Rb2 R Rb1,
Le capteur permettrait également de mesurer le faux rond d'une section à partir de n mesures de la position du centre pendant une rotation.Suppose the graph is straight
The taper oQ is defined from the difference of the two diameters D1, D2 at both ends of the cylinder tgd (, =
2 L
The bulge is the arrow due to the curvature of the generator
if RbI is the theoretical radius including the taper and deduced from D1, D2: Rbl = 1/4 (D1 <D1 + D2) and,
if R b2 is the radius measured at the center of the cylinder, the curvature B = Rb2 R Rb1,
The sensor would also measure the false round of a section from n measurements of the position of the center during a rotation.

D'une façon générale, la disposition de mesure en trois points et le déplacement de ce capteur selon un axe rectiligne parallèle à l'axe du cylindre permet d'effectuer une métrologie complète de la surface cylindrique. In general, the measurement arrangement in three points and the displacement of this sensor along a straight axis parallel to the axis of the cylinder makes it possible to perform a complete metrology of the cylindrical surface.

Les appareils de mesure de distance qui sont utilisés dans un tel dispositif peuvent être par exemple du type optique, ou du type à ulta-sons. L'inté- rêt du choix de ces techniques re##de dans le fait qu'elles permettent l'une et l'autre des mesures sans contact, d'une part, et rapides d'autre part. Dans le premier cas, on peut utiliser des proximétres optiques construits par la Société DIGITAL DESIGN, par exemple des appareils utilisant des caméras dites " CYCLOPE" et un système de mesure associe dit " VISIONIX". The distance measuring devices which are used in such a device can be for example of the optical type, or of the ulta-son type. The interest of the choice of these techniques re ## in the fact that they allow one and the other of the measurements without contact, on the one hand, and fast on the other hand. In the first case, we can use optical proximétres built by DIGITAL DESIGN Company, for example cameras using cameras called "CYCLOPE" and a measurement system called "VISIONIX".

Ces appareils utilisent le- repérage du point d'impact d'un faisceau laser sur la surface du cylindre. L'image de la tache de diffusion du faisceau sur la surface est repérée par une camera linéaire. Un microprocesseur couplé à la caméra effectue un calcul de triangulation permettant de repérer la position du point à plus ou moins un micron près, dans le système de référence du capteur. Le temps d'exposition et de prise de position est de l'ordre de 250 microsecondes, le temps de traitement global étant de 1 millîseconde. These devices use the location of the point of impact of a laser beam on the surface of the cylinder. The image of the scattering spot of the beam on the surface is identified by a linear camera. A microprocessor coupled to the camera performs a triangulation calculation to locate the position of the point within plus or minus one micron, in the reference system of the sensor. The exposure and position time is of the order of 250 microseconds, the overall processing time being 1 millisecond.

On peut également utiliser un appareil de mesure à ultra-sons, par exemple un appareil de type
MESUS fabriqué par la société INTERCONTROLE et fonctionnant suivant le principe suivant
L'appareil émet des impulsions acoustiques ultra-sonores qui se propagent dans une colonne d'eau.It is also possible to use an ultrasonic measuring device, for example a device of the type
MESUS manufactured by INTERCONTROLE and operating according to the following principle
The device emits ultrasonic acoustic pulses that propagate in a water column.

L'impulsion rebondit sur la surface cylindrique. L'appareil mesure le temps de trajet aller-retour de l'impulsion depuis- l'émetteur jusqu'à son point de rebond. La mesure de temps est convertie en mesure de distance par référence à des mesures secondaires obtenies sur des obstacles de référence placés dans la colonne d'eau sur le trajet de l'impulsion.The pulse bounces off the cylindrical surface. The apparatus measures the round trip travel time of the pulse from the transmitter to its rebound point. The time measurement is converted to distance measurement by reference to secondary measurements obtained on reference obstacles placed in the water column in the path of the pulse.

Un tel appareil est notamment décrit dans le brevet français 76 09 081 (2 346 683). Such an apparatus is in particular described in French patent 76 09 081 (2 346 683).

A titre de variante, et bien que les appareils optiques ou à ultra-sons soient préférés, on pourrait également utiliser des appareils de type mécanique, par exemple MT60 ou CT60 de la Société Dr. Alternatively, and although optical or ultrasonic devices are preferred, mechanical devices such as MT60 or CT60 from the Dr. Company could also be used.

Johannes Heidenhain GmbH.Johannes Heidenhain GmbH.

Par ailleurs, tout en étant situé dans le même plan que l'outil, le capteur pourrait également être guidé par un moyen différent de celui qui assure le guidage du chariot porte-outil. Moreover, while being located in the same plane as the tool, the sensor could also be guided by a different means from that which guides the tool carriage.

Dans l application à une rectification de cylindres, les séquences de métrologie sont enclenchées après l'opération d'alignement du cylindre, avant et pendant la rectification. In the application to cylinder grinding, the metrology sequences are engaged after the cylinder alignment operation, before and during grinding.

Les défauts de la table sont
- un manque de conformité des genératrices avec leur courbe théorique en particulier en sortie de laminoir,
- une mauvaise circularité de la table dans chaque plan du cylindre,
Ce second défaut est considéré à priori comme secondaire par rapport au premier dans la majorité des cas. Il est éliminé lors des phases d'ébauche de la rectification. C'est donc essentiellement le repérage du point le plus bas et du point le plus haut de la génératrice par rapport à la courbe devant être atteinte en fin de rectification qui sont utiles pour conduire les séquences de rectification.The defects of the table are
a lack of conformity of the generatrices with their theoretical curve, in particular at the exit of the rolling mill,
- bad circularity of the table in each plane of the cylinder,
This second defect is considered a priori as secondary compared to the first in most cases. It is eliminated during the drafting phases of the rectification. It is therefore essentially the identification of the lowest point and the highest point of the generator with respect to the curve to be reached at the end of grinding which are useful for conducting the grinding sequences.

Cette dernière comporte deux séquences prin cipales. The latter has two main sequences.

- une première séquence de dégrossissage, la localisation des passes et leur nombre sont déterminés par la métrologie de la table avant rectification, l'intérêt du couplage des deux opérations réside dans le gain de temps obtenu lors de l'enlèvement de matie- re et dans le masquage des durées des deux opérations l'une par rapport à l'autre. ce qui permet de gagner 25Z du temps global d'une opération machine sur un cylindre;
- une deuxième séquence de finition après métrologie en fin de dégrossissage et examen visuel de l'aspect de la table;
- une séquence finale de contrôle et retou che éventuelle de finition sous contrôle opérateur le cas échéant.- A first roughing sequence, the location of the passes and their number are determined by the metrology of the table before rectification, the interest of the coupling of the two operations lies in the time saving obtained during the removal of material and in masking the durations of the two operations relative to each other. which saves 25Z of the overall time of a machine operation on a cylinder;
- a second finishing sequence after metrology at the end of roughing and visual examination of the appearance of the table;
- a final control sequence and possibly final finishing under operator control if necessary.

Les avantages qu'offre le dispositif suivant l'invention sont les suivants
- ce principe de mesure ne nécessite aucune précision particulière du positionnement et du guidage de l'ensemble capteur constitué par les trois appareils de mesure de distance montés sur un même support. La mesure est en effet absolue et indépendante de la précision du bâti de la machine sur laquelle le dispositif est monté; (sauf pour la mesure du bombé, bien entendu);
- le dispositif permet le repérage de la position du cylindre dans le système de référence de la machine, ce repérage étant utile pour assurer un alignement approximatif du cylindre et des conditions de rectification correctes;
- la mesure est effectuée sans qu'il soit nécessaire d'arrêter le processus de rectification ou de fonctionnement du cylindre, On peut donc réaliser une métrologie en cours d'usinage ou de rectification ou bien en cours de fonctionnement, alors que le cylindre se trouve monté dans une cage de laminoir;
- la-mesure étant effectuée en cours d'usinage, tout défaut détecté peut etre immédiatement cor rigé, de sorte que l'on peut obtenir des conditions optimales de rectification et réduire ainsi les pertes de matière. L'économie ainsi réalisée est tout à fait significative.The advantages offered by the device according to the invention are as follows
this measurement principle does not require any particular precision of the positioning and guidance of the sensor assembly constituted by the three distance measuring devices mounted on the same support. The measurement is in fact absolute and independent of the accuracy of the frame of the machine on which the device is mounted; (except for the measurement of the bulge, of course);
the device makes it possible to locate the position of the cylinder in the reference system of the machine, this marking being useful for ensuring an approximate alignment of the cylinder and the correct grinding conditions;
the measurement is carried out without it being necessary to stop the process of rectification or operation of the cylinder. It is therefore possible to carry out a metrology during machining or grinding or during operation, while the cylinder is is mounted in a rolling mill cage;
the measurement being carried out during machining, any detected defect can be immediately corrected, so that optimum grinding conditions can be obtained and thus reduce material losses. The savings thus achieved is quite significant.

- le capteur constitué par les trois appareils de mesure montés sur le meme support peut être entièrement rigide et ne comporte aucune pièce mobile, ce qui garantit une robustesse et une fiabilité accrues par rapport aux systémes mécaniques de l'état de la technique;
- la profondeur du champ de mesure des capteurs (supérieure à 40 mm) permet de couvrir avec une précision constante l'ensemble des cas de figure, entre le cylindre neuf et le cylindre le plus usé;
- ce dispositif procure une très grande précision de mesure qui peut être de l'ordre de plus ou moins 6 microns pour un diamètre de l'ordre de 700 mm environ. the sensor constituted by the three measuring devices mounted on the same support can be entirely rigid and has no moving parts, which guarantees greater robustness and reliability compared to the mechanical systems of the state of the art;
- the depth of the measuring field of the sensors (greater than 40 mm) allows to cover with a constant precision all the cases, between the new cylinder and the most worn cylinder;
- This device provides a very high measurement accuracy which can be of the order of plus or minus 6 microns for a diameter of about 700 mm.

Claims

1. Measuring method for determining dimensions or geometric characteristics of a body (12) of revolution, rotating about its axis, characterized in that it consists in instantly and simultaneously recovering the positions of three points (P1, P2 , P3) of the periphery of the body. located in the same radial plane of the latter and to calculate in real time from the positions of these three points the desired geometric dimensions and characteristics.

2. Method according to claim 1, characterized in that it repeats these operations step by step along the body of revolution to determine its geometric axis, the coaxiality of its sections and the profile of its generators.

3. Method according to one of claims 1 and 2, characterized in that the distance between the three points 1 'P2, P 3) of the periphery of the body (12) and three distance measuring devices (1 , 2,3), then we calculate the length (a, b, c) of the sides of the triangle formed by these three points, as well as the cosine of the angle (B1) of this triangle having for vertex the point (P2) intermediate, and the diameter of the body (12) is calculated by the formula

4. Method according to one of claims 1 and 2, characterized in that the duration of the measurement and calculations is chosen such that given the rotational speed and the diameter of the body, the periphery of this body appears substantially stationary during said duration.

5. A method of controlling a machining process of a body of revolution, characterized in that the measuring method according to any one of claims 1 to i is used. to act in real time on the control of the tool.

6. A metrology device for determining dimensions or geometric characteristics of a body (12) of revolution, rotating about its axis, characterized in that it comprises three distance measuring devices (1,2,3 ) disposed on the same support (10), the support and the rotating body (12) being able to be moved in a direction at least approximately parallel to the axis of revolution of the body, the three measuring devices distance being arranged in the same radial plane and being connected to means (4) for calculating the desired dimensions and / or geometrical characteristics.

7. Device according to claim 6, characterized in that the three distance measuring devices (1, 2, 3) are arranged in a center angle sector less than 180 'and, preferably at most equal to 120' -

8. Device according to one of claims 6 and 7, characterized in that the three distance measuring devices (1,2,3) are oriented approximately radially with respect to the axis of rotation of the body (12) .

9. Device according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the measuring devices are adapted to perform non-contact measurements.

10. Machine tool for machining a body of revolution, comprising a workpiece holder for driving the body to be machined in rotation about its axis and a tool holder movable along the body to be machined, parallel to the axis of the latter, characterized in that it is provided with a metrology device according to any one of claims 6 to 8, the three distance measuring devices (1,2, 3) are arranged in the same radial plane as the tool (14).

Machine tool according to Claim 10, characterized in that the three distance measuring devices (1, 2, 3) are carried by the same carriage (11) as the tool (14).

Machine tool according to claim 10, characterized in that the three measuring devices are carried by a separate support of the tool carriage (11) and guided parallel to the axis of the body to be machined.

13. Machine tool according to any one of claims 10 to 12, characterized in that the metrology device is associated with a control device of the machining process operating in real time.