[go: up one dir, main page]

CN108603813B - 用于检查轮胎的设备 - Google Patents

用于检查轮胎的设备 Download PDF

Info

Publication number
CN108603813B
CN108603813B CN201680081202.0A CN201680081202A CN108603813B CN 108603813 B CN108603813 B CN 108603813B CN 201680081202 A CN201680081202 A CN 201680081202A CN 108603813 B CN108603813 B CN 108603813B
Authority
CN
China
Prior art keywords
tyre
light source
free wall
camera
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680081202.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108603813A (zh
Inventor
A·赫尔德
R·安托耶
M·马尔基尼
V·巴拉尔迪尼
G·卡萨迪奥·托齐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pirelli Tyre SpA
Original Assignee
Pirelli Tyre SpA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pirelli Tyre SpA filed Critical Pirelli Tyre SpA
Publication of CN108603813A publication Critical patent/CN108603813A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108603813B publication Critical patent/CN108603813B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/02—Tyres
    • G01M17/027—Tyres using light, e.g. infrared, ultraviolet or holographic techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/02—Tyres
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9515—Objects of complex shape, e.g. examined with use of a surface follower device
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/954—Inspecting the inner surface of hollow bodies, e.g. bores

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于检查轮胎(200)的设备(1)，所述设备包括：支撑件(102)，所述轮胎适于搁置在所述支撑件上，所述轮胎因此具有限定在轮胎中的搁置壁和自由壁，所述自由壁相对于所述支撑件布置在一定高度处；第一变形系统(130)，其构造成通过物理接触将压缩力施加在所述自由壁的第一部分的表面上，以便使所述第一部分弹性变形，从而形成自由壁的第一变形部分；第一定位致动器(132)，其可操作地与所述第一变形系统(130)相联，并且构造成使所述第一变形系统朝向和远离所述轮胎的自由壁的所述第一部分的所述表面移动，所述移动具有沿着与所述轮胎的旋转轴线(201)平行的第一轴线(X1)的至少一个分量；第二变形系统(300)，其构造成通过物理接触将压缩力施加在所述自由壁的第二部分的表面上，以便使所述第二部分弹性变形，从而形成自由壁的第二变形部分；第二定位致动器(332)，其可操作地与所述第二变形系统(300)相联，并且构造成使所述第二变形系统朝向和远离所述轮胎的自由壁的所述第二部分的所述表面移动，所述移动具有沿着与所述轮胎的所述旋转轴线(201)平行的第二轴线(X2)的至少一个分量；移动构件，用于使所述轮胎相对于所述第一变形系统(130)和所述第二变形系统(300)绕所述旋转轴线相对旋转；其中，穿过所述轮胎的所述旋转轴线(201)和所述第一轴线(X1)的第一平面与穿过所述轮胎的所述旋转轴线(201)和所述第二轴线(X2)的第二平面在它们之间形成介于约90°和约180°之间的角度。

Description

用于检查轮胎的设备
技术领域
本发明涉及一种用于例如在轮胎生产线中检查轮胎的设备，特别是用于检查在轮胎表面上或附近，更确切地说在轮胎内壁或轮胎外壁上或附近可能存在缺陷的设备。
背景技术
通常，轮胎在其操作期间具有围绕其旋转轴线的大体环面结构，并且具有垂直于旋转轴线的轴向中面，所述轴向中面典型地是基本几何对称的平面，例如，忽略任何可能微小的不对称，例如，胎面花纹和/或内部结构。
本文识别轮胎的两个部分：胎冠和壁。胎冠包括胎面带、带束和位于它们内部的胎体结构的对应部分。
术语“壁”是指轮胎的彼此面对的两个部分中的一个，所述两个部分在胎冠的相对侧上径向延伸直抵胎圈，即，直到轮胎的两个径向内端边缘为止，所述壁具有基本垂直于旋转轴线的圆形延伸部；所述胎圈旨在各自与相应的安装轮辋相联。因此，每面壁均包括胎体结构的对应部分并且在其轴向外侧的位置中包括由适当弹性体材料制成的部分，通常称为“侧壁”。
通常，胎体结构包括至少一个胎体帘布层，所述胎体帘布层具有与相应的环形加强结构接合的相应地相对的端部边缘，所述环形加强结构通常称为“胎圈芯”，其集成在上文称为胎圈的区域中。在“无内胎”轮胎中，胎体帘布层完全涂覆有弹性体材料层，优选地基于丁基的材料，该弹性体材料层通常称为“衬里”，所述衬里具有空气不可渗透性的卓越特征并且从一个胎圈延伸到另一个胎圈。
壁的结构也意味着完全包括所谓的“胎肩”，即，轮胎的用于连结在胎冠和壁的径向内部部分之间的部分(换句话说，两个胎肩对应于轮胎的两个径向和轴向外圆形“边缘”)。胎肩具有基本垂直于旋转轴线的圆形延伸部。
术语“轮胎”是指成品轮胎，即，在构造步骤之后的模制和硫化步骤之后的轮胎。
术语轮胎的外表面表示在轮胎与其安装轮辋联接之后保持可见的表面，术语轮胎的内表面表示在所述联接之后不再可见的表面。
术语“光学”、“光”等是指所使用的电磁辐射，所述电磁辐射具有落入光波带的扩大范围但是不一定严格落入该光波带(换句话说，400nm-700nm)内的光谱的至少一部分，例如光波带的这个扩大范围可以从紫外线到红外线范围(例如，介于约100nm和约1μm之间的波长)。
在本申请中，采用光辐射的射线模型，即，假设入射在表面的点上并由非点光源(在点光源的情况下将存在单个射线)产生的光辐射对应于入射在该点上并具有直线传播方向的一组光射线，该直线传播方向使得光源的每个点与表面的所述点相连，其中，每个这样的光射线均具有入射在该点上的总光功率的相关联部分。
术语入射在表面的点处的“定向光辐射”是指这样的光辐射，其具有立体角，所述立体角以该点作为顶点并且大小小于或等于π/8球面度，其中，至少75％的总光功率，优选地至少90％，更优选地整个光功率落入该立体角中。
术语“漫射光辐射”旨在表示非定向光辐射。
术语入射在表面点处的“掠射光辐射”意指这样的光辐射，其中，入射在表面的该点上的其总光功率的至少75％相对于在每个所述点处与该表面相切的平面形成小于或等于60°的入射角。
术语“图像”或等同的“数字图像”通常指的是典型地包含在计算机文件中的数据集，其中，空间坐标(每个空间坐标通常对应于一像素)的有限集(典型地，二维和矩阵类型，即N行×M列)的每个坐标(典型地，二维)与对应的数值集(其可以代表不同类型的幅值)相关联。例如，在单色图像中(如“灰度级”的那些)，例如这种数值集由有限级(通常为256水平或色调)中的单个值构成，该值例如代表在显示时相应空间坐标的亮度(或强度)水平，而在彩色图像中，数值集代表多个颜色或通道的亮度水平，通常为原色(例如，在RGB色彩模型中，原色为红色、绿色和蓝色，而在CMYK色彩模型中，原色为青色、品红色、黄色和黑色)。术语“图像”不必意味着图像的真实显示。
对特定“数字图像”(例如，在轮胎上初始获取的二维数字图像)的任何引用更一般地包括能够通过所述特定数字图像的一种或多种数字处理操作(如例如，滤波、均衡、“阈值化”、形态转换(开孔等等)、梯度计算、“平滑”等等)获得的任何数字图像。
术语“二维图像”旨在表示这样的数字图像，其每个像素均具有表示表面的反射率/漫射率和/或颜色的信息的相关联部分，例如由普通数码照相机检测的图像。
术语“线性表面部分”是指这样的表面部分，其一尺寸远大于垂直于其的另一尺寸，通常大至少两个数量级。线性表面部分的较小尺寸通常小于或等于0.1mm。
术语“线性图像”旨在表示这样的数字图像，其像素列的数量大于像素行的数量，通常大至少两个数量级。通常，行数在1和4之间，列数大于1000。术语“行”和“列”按常规使用并且可互换。
在包括至少一个工作站，优选地多个工作站并插入在用于生产轮胎的装备中的生产线内的术语“循环时间”意味着在正常操作条件下正在制造的轮胎穿过工作站的最大运输时间，在该工作站中构造轮胎本身的部件的至少一部分。例如，循环时间可以介于约20秒和约120秒之间。
在用于生产和构造用于车辆车轮的轮胎的处理中，适当的是对所制造的产品进行质量控制，目的是避免有缺陷的轮胎或在任何情况下超出设计规格的轮胎能够被投放市场和/或逐步调节所使用的设备和机器以便改进和优化在制造过程中实施的操作的执行。
这些质量控制包括例如由操作人员实施的质量控制，该操作人员使用预定时间，例如介于30秒和60秒之间的预定时间对轮胎实施视觉和触觉检查；如果操作人员根据自己的经验和敏感性怀疑轮胎不符合某些质量标准，则该轮胎本身将通过更详细的人工检查和/或通过适当的设备接受进一步的检查，以便深化评估可能的结构和/或质量缺陷。
US 2012/0134656示出了轮胎的照明装置和检查装置，其可以容易地检测轮胎形状的异常。在从沿着轮胎内表面布置的光源单元发射的光朝向轮胎的圆周方向照射的状态中，照相部分拍摄轮胎内表面的一部分，而致动器部分使轮胎和检查部分以相对方式围绕轮胎轴线旋转。
本申请人名下的WO 2015/004587示出了一种用于在生产线中检查轮胎的方法和相关设备，其包括：提供待检查的轮胎；通过作用在轮胎外壁的一部分的外接触表面上的压缩力使轮胎外壁的所述部分发生弹性变形，该压缩力沿着轴向方向并朝向中线平面；照射外壁的所述部分的内表面和/或外表面并检测被照射表面的图像；产生代表检测到的图像的控制信号；和分析控制信号以便检测外壁的所述部分上可能存在的缺陷。
本申请人名下的WO 2015/004587示出了一种用于在生产线中检查轮胎的方法和相关设备，其包括：提供待检查的轮胎；通过作用在轮胎外壁部分的外接触表面上的压缩力使轮胎外壁部分发生弹性变形，该压缩力沿着轴向方向并朝向中线平面；照射外壁部分的内表面和/或外表面并检测被照射表面的图像；产生代表检测到的图像的控制信号；和分析控制信号以便检测外壁部分上可能存在的缺陷。
本申请人名下的WO 2015/0079370示出了一种用于检查轮胎的方法和相关设备，其包括搁置平面，该搁置平面构造成接收具有平行于搁置平面的轴向中面的轮胎，所述轴向中面限定了搁置侧部分和相对于搁置平面布置在特定高度处的自由侧部分。推力元件构造成将指向搁置平面的力施加到自由侧部分的测量表面。定位致动器可操作地与推力元件相联并且构造成使推力元件以垂直于轮胎旋转轴线的至少一个运动分量移动。该设备还包括用于改变测量表面的角位置的装置。控制单元被编程以检测取决于沿着测量表面围绕旋转轴线的至少一整圈旋转保持基本恒定的第一输入数据值的测量表面的每个位置处的第一输出数据值并检测测量表面的每个位置处的第二输出数据值。第二输出数据值对应于第二输入数据值，该第二输入数据值沿着测量表面的至少一整圈旋转保持基本恒定。控制单元包括被编程以计算测量表面的每个位置处的第二输出数据值与第一输出数据值之间的差的模块。
在轮胎检查领域中，本申请人自己已经确立了这样的问题：通过光学获取轮胎的内外表面和/或外表面的图像(例如数字图像)以及后续对图像进行处理来分析轮胎的内外表面和/或外表面，以为了检测该表面上可能存在的可见缺陷，从而最小化由操作人员实施的检查。所寻找的缺陷例如可以是轮胎表面上的不规则部(未硫化的复合物、形状变化等)、结构不均匀性、切口、表面上存在异物等。在结构不均匀缺陷中，所谓的“胎体切口”特别关键，其罕见但可能是非常危险的缺陷并且在轮胎的具有不同化学-物理特征的两个部分(例如不同的复合物)之间的界面区域中产生。这种缺陷是小切口的形式(该小切口通常纵向延伸，即，它们遵循轮胎的圆形延伸部)，其特征在于完美匹配的边缘，在所述边缘之间不存在材料的去除或缺失，这是使它们特别难以识别的特征。胎体切口还可以涉及靠近轮胎表面，例如靠近内表面布置并且位于通常存在的衬里层下方的胎体结构。在这种情况下，通常衬里本身在切口中涉及，所述衬里在胎体切口处也存在撕裂，因此可以通过光学检查对其加以识别。
本申请人还注意到，相同光源的照射受到被照射物体的几何形状的影响：在非平坦表面上，如轮胎壁的非平坦表面，难以在整个表面上获得均匀照射并且需要寻找不同区域之间的折中情况，以便最小化过度曝光和/或曝光不足的区域。在用于检查胎体的壁的内表面的照射中这种困难尤为显著。
本申请人已经观察到，通过使待检查轮胎的壁的一部分适当变形，可以使变形部分的至少一个子部分的表面变平，从而通过变得更加均匀而增加视野深度并改善用于图像检测的照射条件。通过使得待检查轮胎的壁的一部分适当变形，可以减小变形部分的外曲率半径，从而突出可能的缺陷，特别是胎体切口和其他切口或孔，这是因为正常外凸的加重往往“打开”这些缺陷的边缘或周边，使得它们在随后的图像处理中更容易被识别。通过平坦化也可以在内凹表面上获得这种效果。
对于识别重要的另一个缺陷是所谓的“弱侧壁”，即，优选地布置旨在丢弃这样的轮胎的检查，在所述轮胎中，壁具有低刚度的部分，实际上称为“弱侧壁”，侧壁意指成品轮胎的轴向外部部分。本申请人已经观察到，可以通过压缩或变形力作用在自由壁的部分上以便检测可能表示不同刚度的压缩或变形的变化来检测这种缺陷。
本申请人还已经观察到，为了能够在轮胎生产装备内“在线”使用用于检测这些不同类型缺陷的检查，必须在更短的时间内和更低的成本条件下进行该检查本身。
因此，用于通过获取和分析轮胎图像来检查轮胎以突出可能缺陷或获取和分析与侧壁变形的变化相关的信号的设备优选地对于这种检查花费保持在上述受限的“循环时间”段内的时间段并同时确保以合理的低成本准确验证轮胎本身中缺陷的存在。
因此，本申请人已经观察到在短时间内完成轮胎总检查的方法是“并行地”寻找不同的缺陷，即，在相同的时间段内有利地预见多于一个的装置各自识别缺陷。然而，并行地提供多于一个的装置增加了轮胎生产线中关于检查的其部分的复杂性。此外，通过许多装置提供轮胎的不同部分的“压缩”或“变形”可能导致通过一个装置执行的压缩与通过不同装置执行的压缩之间发生不期望的干扰，即，轮胎的一部分中的被观察到的压缩可能是由于来自不同装置的两个力分量并且因此歪曲检查结果。此外，许多压缩装置的存在可以导致装置自身移动中的物理交互作用，结果造成损坏。
本申请人已经自身设定了这样的问题：设计一种用于检查轮胎的设备，该设备能够在变形的条件下获取轮胎表面的图像，特别是用于同时检测轮胎的壁上的多于一种类型的缺陷，这适合于在生产装备的轮胎生产线内在线应用，换句话说，适合于被使用以获得低的成本和操作时间并且能够提供可靠的结果。
本申请人已经认识到，通过使设备包括适于使轮胎的第一部分变形的第一变形系统和适于使轮胎的第二部分变形的第二变形系统使得可以根据希望识别的缺陷的类型以最适当的方式同时使轮胎壁的第一部分和第二部分变形并且避免两个变形之间发生干扰以及由于基本施加在轮胎的单个相对较小的部分上的过大力而可能推翻轮胎，两个系统都能够在具有沿着平行于轮胎的旋转轴线的第一轴线和第二轴线的至少一个分量的方向上朝向或远离轮胎壁移动，将两个轴线定位成相互成一定角度。
更确切地说，本申请人最终已经发现，使得穿过所述轮胎的所述旋转轴线和所述第一轴线的第一平面与穿过所述轮胎的所述旋转轴线和所述第二轴线的第二平面在它们之间形成介于约90°和约180°之间的角度的几何布置使得可以在第一变形部分处进行测量并且并行地，即，准确地说在相同时间段内在第二变形部分处进行测量。检查系统的正确布置使得可以在不损坏所述变形系统且不推翻相同轮胎的情况下检查轮胎。此外，两个变形系统之间的相对距离允许其安全运动，从而最小化发生意外碰撞的风险。
发明内容
根据一方面，本发明涉及一种用于检查轮胎的设备。
优选地，提供支撑件，所述轮胎适于搁置在所述支撑件上，因此在所述轮胎中限定了搁置壁和自由壁，所述自由壁相对于所述支撑件布置在一定高度处。
优选地，提供第一变形系统，其构造成通过物理接触将压缩力施加在所述自由壁的第一部分的表面上，以使其弹性变形，从而形成自由壁的第一变形部分。
优选地，提供第一定位致动器，其可操作地与所述第一变形系统相联，并且构造成使所述第一变形系统朝向和远离所述轮胎的自由壁的所述第一部分的所述表面移动，所述移动具有沿着平行于所述轮胎的旋转轴线的第一轴线的至少一个分量。
优选地，提供第二变形系统，其构造成通过物理接触将压缩力施加在所述自由壁的第二部分的表面上，以使其弹性变形，从而形成自由壁的第二变形部分。
优选地，提供第二定位致动器，其可操作地与所述第二变形系统相联，并且构造成使所述第二变形系统朝向和远离所述轮胎的自由壁的所述第二部分的所述表面移动，所述移动具有沿着平行于所述轮胎的所述旋转轴线的第二轴线的至少一个分量。
优选地，提供移动构件，其用于使所述轮胎相对于所述第一变形系统和所述第二变形系统围绕所述旋转轴线相对旋转。
优选地，可以预见的是穿过所述轮胎的所述旋转轴线和所述第一轴线的第一平面与穿过所述轮胎的所述旋转轴线和所述第二轴线的第二平面在它们之间形成介于约90°和约180°之间的角度。
本申请人认为，为了通过形成至少两个变形部分来检测轮胎壁表面的多个部分中的缺陷，特别有利的是制造一种这样的设备，所述设备使得可以产生这两个变形部分，使得它们相对于作为中心的轮胎旋转轴线在它们之间形成介于约90°和约180°之间的角度。通过第一个变形系统和第二变形系统获得如此布置的两个变形部分，所述第一个变形系统和所述第二变形系统能够朝向和远离轮胎移动。特别地，通过在具有沿着平行于轮胎的旋转轴线的轴线的至少一个分量的方向上移动来获得轮胎壁的第一变形部分的表面和第二变形部分的表面。以这种方式，限定都平行于轮胎的旋转轴线的第一轴线和第二轴线，再次考虑作为旋转中心的轮胎的旋转轴线，所述第一轴线和所述第二轴线在它们之间形成介于约90°和约180°之间的角度。利用轮胎壁上的两个变形部分之间的这种相对较宽的角度，两个变形部之间发生相互作用的风险被最小化，换句话说，由第一变形系统变形的第一部分不受由第二变形系统实施的变形的影响，例如不会发生进一步变形。因此，特别地，第一变形部分基本上与轮胎壁的第二变形部分完全分离开。因此，可以快速获得两个正确的测量值，这是因为在相同的时间段内获得所述两个测量值，例如通过获取第一变形部分的图像获得一个测量值以及通过检测施加到第二变形部分的高度或力的变化获得一个测量值。此外，由于变形部分在轮胎壁的部分的上述角度范围内的正确定位，推翻轮胎的风险被最小化。
本发明还可以具有下文描述的优选特征中的一个或多个优选特征。
优选地，提供第一光源和第一照相机，所述第一光源适于发射光辐射以照射所述第一变形部分的所述表面，所述第一照相机适于检测所述第一变形部分的所述表面的图像，并且适于产生代表所检测的图像的至少一个信号。
第一变形部分突出了第一类型缺陷，例如由于压缩而使轮胎表面上的切口被“打开”并因此变得更加可见。可以通过获取表面的图像来检测如此突出显示的这种类型的缺陷，例如照射该表面并且优选地在照射期间通过照相机获取表面的变形和照射部分的图像。
优选地，图像是数字图像。
更优选地，图像是二维图像。
甚至更优选地，图像是线性图像。本申请人已经观察到这种类型的缺陷在照射要检查的表面期间获取的二维图像上更加可见并因此可以检测到。
优选地，提供适于移动所述第一光源和所述第一照相机的第一机器人臂。
机器人臂允许基本上将照相机和光源正确定位在三维空间中的任何位置处，以便在轮胎的任何位置处获取轮胎壁的第一部分的表面的图像。
优选地，所述第一定位致动器适于驱动所述第一变形系统，使得所述第一变形系统将基本恒定的力施加到自由壁的所述第一部分的所述表面上或者将自由壁的所述第一部分的所述表面定位在相对于所述支撑件的基本恒定的高度处。
为了检测从第一变形部分的表面获取的图像中的缺陷，通过以基本恒定的高度获取图像使得图像彼此之间更易于比较，这是因为相对于支撑件在相同的“Z”坐标(即，高度)中获取所述图像。然而，从构造压缩系统的观点来看，施加基本恒定的力更简单，因此根据检查的类型选择两种可能性中的一种。
优选地，所述第二定位致动器适于驱动所述第二变形系统，使得所述第二变形系统将基本恒定的力施加到所述自由壁的第二部分的所述表面或者将自由壁的所述第二部分定位在相对于所述支撑件的基本恒定的高度处。
优选地，所述移动构件适于改变自由壁的所述第一部分的表面和所述自由壁的所述第二部分的所述表面相对于轮胎的旋转轴线的角位置，并且所述设备包括处理单元，所述处理单元被编程以检测取决于输入数据的值的自由壁的所述第二部分的表面的每个角位置处的输出数据的值，所述输入数据的值沿着自由壁的第二部分的表面围绕所述旋转轴线的至少一整圈旋转保持基本恒定。
优选地，在所述输入数据是所述轮胎的自由壁的第二部分的表面在每个角位置处的高度的情况下，所述输出数据对应于所述力，或者在所述输入数据是施加在自由壁的第二部分的表面的每个位置处的力的情况下，所述输出数据对应于所述高度。
有利地，第二变形系统用于检测所谓的“弱侧壁”。同样在这种情况下，可以在使轮胎旋转的同时通过保持基本恒定的力并且例如测量第二变形部分的表面的高度的变化或者通过保持第二变形部分的表面的基本恒定高度并且测量用于保持相同高度的力的变化来检测该缺陷。
更优选地，所述处理单元被编程以检测取决于第一输入数据值的自由壁的所述第二部分的表面的每个位置处的第一输出数据值，所述第一输出数据值沿着自由壁的所述第二部分的表面围绕所述旋转轴线的至少一整圈旋转保持基本恒定。
优选地，在所述输入数据是自由壁的所述第二部分的表面在每个角位置处的高度的情况下，所述输出数据对应于所述力，或者在所述输入数据是施加在自由壁的所述第二部分的表面的每个位置处的力的情况下，所述输出数据对应于所述高度。
更优选地，所述处理单元被编程以检测自由壁的所述第二部分的表面的每个位置处的第二输出数据值，所述第二输出数据值对应于沿着自由壁的所述第二部分的表面围绕所述旋转轴线的至少一整圈旋转保持基本恒定的第二输入数据值。
优选地，所述处理单元包括一模块，所述模块被编程以计算在自由壁的所述第二部分的表面的每个位置处所述第二输出数据值和所述第一输出数据值之间的关系。
本申请人认为，通过根据关于待实施的检查的不变方式将待检查的轮胎布置在搁置平面上并且通过将具有不同大小的力作用在自由壁的第二部分上一相等或不等的时间，能够减少导致检查的不确定可重复性的所有因素。
轮胎在搁置平面上的布置以及在预定时间段内施加不同大小的至少两个力(或运动)使得可以限制影响检查结果的因素，从而使得其相对于施加单个力可靠且可重复。特别地，在不受每种不同类型的轮胎和测量的周长总是可能变化的条件约束的情况下，搁置平面限定了固定部件，该固定部件能够基本恒定地反作用于施加的力，并且控制单元被编程为获得关系，优选地是“差值”。
优选地，所述第一光源适于发射漫射光辐射以照射所述第一变形部分的所述表面，所述表面是属于所述轮胎的侧壁或胎肩的表面。
第一变形系统产生壁的第一变形部分，该壁又限定轮胎的内表面和外表面，从而界定所述第一变形部分。就外表面而言，它优选地属于轮胎的侧壁或胎肩，并且优选地仅需要漫射光来识别缺陷。本申请人确实已经发现能够通过压缩检测的缺陷主要位于轮胎的侧壁或胎肩中。
优选地，提供第二光源和第二照相机，所述第二光源适于发射光辐射以照射所述第一变形部分的另外表面，所述第二照相机适于检测所述第一变形部分的所述另外表面的至少一个另外图像，并且适于产生代表所检测的另外图像的至少一个信号。
更优选地，该另外表面是所述轮胎的内表面。如上所述，通过所述轮胎的自由壁的第一部分的变形，限定了变形外表面的一部分和变形内表面的一部分。
优选地，第一光源适于照射变形外表面的所述部分，而第二光源适于照射变形内表面的所述部分。以这种方式，可以并行检查内表面和外表面中的缺陷，从而缩短轮胎的总检查时间。
更优选地，提供适于移动所述第二光源和所述第二照相机的第二机器人臂。
类似于第一光源和第一照相机，优选的是将第二光源和第二照相机与机器人臂相联，以用于其在空间中的正确和精确的移动。
更优选地，所述第二光源适于发射掠射光辐射以照射所述第一变形部分的所述另外表面，所述另外表面是属于与所述轮胎的侧壁对应的内表面的表面。
优选地，通过掠射光辐射照射变形内表面，以为了检测其缺陷。
更优选地，提供第三光源，其适于发射光辐射以照射所述第一变形部分的所述另外表面，并且所述第二照相机适于检测所述第一变形部分的所述另外表面的至少一个第二另外图像，并且适于产生代表所检测的第二另外图像的至少一个信号。
优选地，第三光源对表面的第二部分发射漫射光辐射。变形的第二部分优选地需要具有两种不同类型(掠射和漫射光辐射)的照射，并且甚至更优选地需要两种类型的掠射光辐射，例如在第二照相机的光学平面的相对侧上，以便对于变形表面的相同的第二部分获取至少两个图像，更加优选地三个图像，每个所述图像均具有不同的照射并且能够相互比较以识别表面的第二部分上的缺陷。
为了利用多于一种的类型的照射获得内表面的变形部分的图像以使得可以比较具有不同照射的图像以便更好地检测可能存在的缺陷，优选地用一种或其他类型的光辐射交替照射，并在每次照射时通过第二照相机获取图像，所述光辐射可以全部是掠射但是来自不同的半平面。因此，优选地，第二照相机及其获取图像和接通第二光源或第三光源之间存在同步。
优选地，所述第一照相机限定光学平面，所述第一光源相对于所述光学平面对称地照射所述第一变形部分的所述表面。
在第一光源的这种情况中，光源中的对称性允许更容易地比较第一照相机检测到的图像。例如，可以通过提供布置在光学平面的相对侧并且更优选地与所述光学平面距离相同的第一光源的多个子光源以便获得镜面对称的构造来获得对称性。
优选地，所述第二照相机限定光学平面，所述第二光源相对于所述光学平面对称地照射所述第一变形部分的所述另外表面。
有利地，如上所述的对称照射允许更容易地对图像进行相互比较。因此，优选地，第二光源包括相对于由照相机限定的光学平面对称布置的许多子光源。
优选地，提供与所述第二照相机和所述第二光源相关联的反射表面，所述反射表面适于将所述第二照相机的目标线反射介于约60°和约120°之间的角度。
由于以下原因，反射元件的有利插入使得可以使轮胎的内表面的部分可视化，否则不可见。轮胎的直径通常远大于其宽度，因此适于至少部分地进入轮胎内并且用于检测轮胎缺陷的装置优选地必须保持基本紧凑，特别是在对应于轮胎宽度的延伸部中保持紧凑。因此，将照相机定位在光辐射源“后面”以便直接接收由轮胎内表面反射的光将使得该设备不适于检查轮胎内表面的部分，特别是关于侧壁和胎肩的内表面的部分，这是因为照相机和光源一个接一个的延伸部通常使得高度太高。反射元件的存在允许光源和照相机之间的不同定位，以便获得非常紧凑的设备，特别是在一个方向上特别紧凑的设备。
更优选地，所述反射元件相对于所述光学平面对称布置。以这种方式，来自轮胎的被照射内表面的光对称地反射在照相机上。
优选地，所述反射表面布置在所述第二光源和所述第三光源之间。
优选地，所述第一照相机是线性照相机。
优选地，所述第二照相机是线性照相机。
用于获取图像的一种类型的照相机例如是限定目标线的线性照相机，所述目标线在焦平面上与光学平面相交，当被照射时变形表面部分(内变形表面部分或外变形表面部分)优选地布置在所述焦平面中或其附近。因此，可以在靠近所述目标线处照射线性表面部分，并且由于轮胎的相对旋转，它们在时间上连续地“运行”。例如，通过使轮胎绕其旋转轴线旋转或者通过使轮胎周围的检测系统和光源旋转，可以获得这种连续的线性部分。优选地，执行360°的至少一次一整圈旋转。更优选地，进行大于360°的旋转以在轮胎的开始获取图像的初始部分和结束获取图像的结束部分(其必须匹配)之间具有正确的并置。
优选地，所述第一变形系统包括推力辊。
更优选地，推力辊安装成能够绕其自身轴线自由旋转。有利地，通过辊抵靠轮胎的表面部分进行压缩。能够旋转的辊在轮胎绕其旋转轴线旋转期间保持该部分被压缩，使得可以在任何角度位置检查同一表面。当轮胎被设定旋转时，辊的位置保持不变，从而由于与其接触的轮胎表面的旋转而绕其轴线旋转。
更优选地，推力辊的轴线位于穿过轮胎的旋转轴线并且穿过变形表面部分的径向方向的平面上。以这种方式，执行轮胎表面的最佳压缩。
优选地，所述推力辊的所述旋转轴线可以定位成与所述轮胎的旋转轴线成预定角度。以这种方式，可以通过辊的旋转轴线适当地倾斜以最佳方式“遵循”轮胎的表面的几何形状，使得施加正确的压力并且压力不因轮胎的几何形状而改变。
优选地，推力辊可以定位在两个不同的位置中。在第一位置中，辊的旋转轴线基本垂直于轮胎的旋转轴线。在第二位置中，辊的旋转轴线和轮胎的旋转轴线形成120°的角度。
优选地，提供处理单元，其被编程以处理所述图像，以便检测所述轮胎的所述表面或另外表面中的可能缺陷。
优选地，提供处理单元，其被编程以处理所述另外图像，以便检测所述轮胎的所述表面或另外表面中的可能缺陷。
附图说明
从根据本发明的用于检查轮胎的方法和设备的一些示例性但非排他性实施例的详细描述中，其他特征和优点将变得更加显而易见。在下文中将参考附图概述这样的描述，附图仅用于指示而非限制目的，其中：
-图1示出了用于在轮胎生产线中检查轮胎的设备的局部和示意性透视图；
-图2示出了在操作步骤中图1的根据本发明的用于检查轮胎的设备的局部和部分剖视侧视图；
-图3示出了不同的操作步骤中的图2的设备；
-图4以放大比例示出了图3的设备的细节；
-图5和6分别以示意性方式示出了图1-3的设备的其它细节的侧视图和透视图；
-图7示出了图5和6的细节的实施例的透视图；
-图8示出了图7的细节的实施例的俯视图；
-图9示出了图7或8的细节的示意性侧剖视图；
-图10示出了图2或3的设备的另一个其它细节的局部和示意性透视图；
-图11示出了图10的细节的示意性侧视图；
-图12示出了图9和10中所示细节的实施例的透视图；和
-图13示出了图12的实施例中的细节的另一个透视图。
具体实施方式
根据本发明的用于在轮胎生产线中检查轮胎的设备总体上用1表示并且在图1-3中示出。通常，相同的附图标记将用于类似元件的可能的变型实施例。
设备1包括支撑件102(在图1中可见)，其适于以壁支撑轮胎200并且用于使得轮胎围绕其旋转轴线201旋转，所述旋转轴线通常根据在图中用Z表示的竖直方向布置。支撑件102优选地位于水平面上并且通常由未进一步描述和示出的移动构件致动，这是因为所述移动构件可以例如是已知类型。用于轮胎200的支撑件102可以可能地构造成锁定轮胎，例如锁定相应的搁置胎圈。因此，搁置在支撑件中的轮胎200限定了自由壁，该自由壁表示未搁置在支撑件上而在具有垂直于所示支撑件的平面的轴线Z的坐标轴系统中面向上的部分。优选地，轴线Z平行于旋转轴线201。
参照图2和3，轮胎200具有围绕旋转轴线201的基本环面结构，并且具有垂直于旋转轴线201的轴向中面202(在图2和3中以虚线表示)。轮胎由胎冠203和壁204组成。进而，壁各自由胎肩区域205、胎圈区域206和布置在胎肩和胎圈之间的径向中央区域或侧壁207构成，如可以在图2和3中观察的那样。
设备1包括第一变形系统130，例如通过来自处理单元180(在图1中以示意性方式可见)的控制而移动的第一变形系统，所述第一变形系统与轮胎接触，优选地与轮胎的壁204接触，以使其一部分变形，例如，优选地通过将力施加在壁204上，以便使第一部分变形，更优选地沿着中面202的方向变形。
优选地，第一变形系统130包括第一变形元件131并且由第一定位致动器132移动，该第一定位致动器适于沿着压缩力的方向移动第一变形系统130。作为示例，第一定位致动器132可以是气动缸或包括多个气动缸。因此，第一变形元件131可以通过第一定位致动器132被带到与轮胎200接触或远离。优选地，第一变形元件131包括推力辊。
在朝向或远离轮胎200的方向上的运动中，优选地，第一定位致动器132确保第一变形元件131(在这种情况下为辊)执行至少一个基本上线性的运动，即，平移，其包括沿着第一轴线的分量，所述第一轴线在图中称为X1并且平行于轮胎200的旋转轴线201。优选地，该第一轴线X1也平行于竖直轴线Z。
更优选地，由于第一定位致动器132，变形元件131在朝向或远离轮胎200的方向上的运动基本上完全沿着第一轴线X1。定位致动器132可以例如包括多个滑动件(在图中不可见)，一个或多个所述滑动件适于使变形元件在平行于支撑件的平面中移动，并且另一个滑动件适于使变形元件竖直移动，即，沿着第一轴线移动。
因此，优选地，与第一变形系统130相联的第一定位致动器132包括径向移动构件，该径向移动构件包括适于沿着轮胎的径向方向稳固地(solidly)移动变形元件131的第一滑动件，使得第一变形元件可以在没有使用时移动离开轮胎。此外，第一定位致动器132适于使第一变形元件131沿着轴线X1朝向或远离轮胎的第一部分平移。
优选地，推力辊可绕其旋转轴线旋转，在图2、3和4中用119表示所述旋转轴线。推力辊的轴线119优选地位于穿过轮胎200的轴线201并穿过承受变形的壁的部分的径向方向的平面上。优选地，在没有作用力的情况下，换句话说在休止位置中，推力辊的轴线119垂直于轮胎201的轴线。在操作中，辊的轴线可以不同于这种垂直状态，其中，轮胎的轴线(如图2中所示)例如在约30°的范围内。
此外，在图4中可见细节的推力辊包括在垂直于旋转轴线119的平面中截取的截面，该截面基本上是圆形。该截面的直径优选地可变，从所述辊的第一端118a处和第二轴向相对端118b处的最小直径沿着旋转轴线119变成辊的中央区域中的最大直径。
优选地，第一变形系统130适于优选地通过将上述推力辊推压在属于壁的第一部分的外接触表面上而将压缩力施加在该外接触表面上，从而使轮胎200的壁的第一部分弹性变形。施加在外接触表面上的力或运动优选地包括沿着轴线X1的分量(即，沿着轮胎200的旋转轴线201的分量)，并且具有优选地预定并取决于待检查的轮胎的类型的值。根据类型和型号，轮胎200可以具有不同的弹性和可变形性，因此由第一变形系统130施加的力或施予的变形优选地取决于待检查的轮胎200的类型。变形涉及轮胎200的内表面和外表面两者，即，由作用在轮胎的壁的第一部分上的第一变形系统130产生的变形因此限定了轮胎的外表面的第一变形部分和轮胎200的内表面的第一变形部分。
设备1优选地包括第二变形系统300。第二变形系统300包括第二变形元件331并且通过第二定位致动器332移动，该第二定位致动器适于使第二变形系统300朝向和远离轮胎200移动。
第二变形元件331优选地包括推力元件，该推力元件构造成将朝向轴向中面202的力F施加到属于轮胎的第二部分的表面，优选地是自由壁的表面。
优选地，推力元件包括滚轮(cog)，所述滚轮布置有旋转轴线324，该旋转轴线优选地是水平的，即，平行于支撑件102，并且在使用中基本上根据搁置在支撑件102上的轮胎的径向方向取向。
推力元件与第二定位致动器332相联，所述第二定位致动器构造成沿着推力方向将其推靠在自由壁204上。通过第二定位致动器332将推力元件331在包括沿着平行于轮胎201的旋转轴线的第二轴线X2的至少一个分量的方向上带向轮胎的第二部分的表面。
因此，第二定位致动器332优选地适于将推力元件优选地沿着竖直方向带向轮胎200的自由壁204的第二部分。
第一定位致动器132和第二定位致动器332可以具有类似的构造，例如，上述致动器可以是任何类型(气动、油压、电动致动器等)，优选地是具有带有活动活塞的缸的类型。
优选地，设备1包括不可见的装置，如例如探头，用于确定轮胎200的自由壁相对于支撑件102的位置，例如高度，即，轮胎的自由壁沿着竖直方向的高度。替代地，从可以适当查阅的数据库中了解该位置或高度。
第一轴线X1和第二轴线X2彼此平行并且相对于轮胎的旋转轴线201平行而且在第一部分和第二部分中与轮胎的自由壁204相交，所述第一部分和第二部分分别因第一变形系统130和第二变形系统300施加的第一力和第二力而变形。在第一部分或第二部分的每个部分中的这种第一力或第二力使轮胎弹性变形，从而产生第一变形部分或第二变形部分。第一部分和第二部分的变形使得可以识别变形部分中的缺陷，如下文详述。
考虑到轮胎的旋转轴线201是对称中心，第一轴线X1与支撑件102的相交点和第二轴线X2与支撑件的相交点定位成介于约90°和约180°之间的角度。换句话说，考虑到包含第一轴线X1和轮胎的旋转轴线201两者的第一平面以及包含第二轴线X2和轮胎的旋转轴线201两者的第二平面，这两个平面形成介于约90°和约180°之间的角度。
以这种方式，自由壁的第一部分和第二部分基本上完全分离并且分别完全由于第一变形系统130施加的力和第二变形系统300施加的力，而两个力在自由壁的相同部分的变形过程中没有发生相互作用。
优选地通过图像的照射和检测来分析由第一变形系统130使其变形的第一部分，而因第二变形系统300变形的第二部分优选地用于识别所谓的“弱侧壁”。
设备1有利地包括第一机器人臂220a，第一装置10a安装在该第一机器人臂上；特别地，第一装置10a包括第一附接构件19a，用于与第一机器人臂220a的端部联接。第一机器人臂220a在图2和3中以非常示意性的方式表示。优选地，第一机器人臂220a是拟人类型。甚至更优选地，第一机器人臂220a是具有至少五根轴/自由度的拟人类型。
第一装置10a适于照射和检测轮胎200的外表面上的图像，并且特别是由第一变形系统130使其变形的外表面的第一部分。
现在参照图5和6，第一装置10a以简化形式表示，以清楚地识别其功能部件。优选地，第一装置10a包括第一检测系统104a，该第一检测系统包括第一照相机105a。第一照相机105a优选地是线性照相机，所述线性照相机具有位于穿过第一照相机本身的第一光学平面107a上的第一目标线106a。此外，第一照相机105a限定第一焦平面121a，轮胎外表面的待照射部分基本上聚焦在该第一焦平面上。优选地，第一照相机105a的第一光学平面107a和第一焦平面121a相互垂直(参见例如图5或6)。
第一装置10a还包括第一光源110，其适于发射第一光辐射以照射与第一目标线106a重合(例如当表面部分是平面时)或靠近第一目标线106a(由于轮胎表面的曲线形状)的所述轮胎200的外表面的线性部分212(在图1和6中可见)。外表面的线性部分212属于由第一变形系统130使其变形的第一部分。
第一检测系统104a适于获取由第一光源110照射的表面的线性部分的相应二维数字图像。
由第一光源110发射的第一光辐射在轮胎200的线性表面部分212上漫射。第一检测系统通过第一照相机105a适于获取由第一光辐射照射的线性表面部分212的相应第一二维数字图像。
优选地，第一光源110由两个子光源构成，所述两个子光源分别为第一子光源113a和第二子光源113b并且布置在第一光学平面107a的两侧而且相对于第一光学平面对称。更具体地，第一光源110的第一子光源113a和第二子光源113b相对于第一光学平面107a对称布置，并且更优选地与第一光学平面等距。
优选地，第一光源110的第一子光源113a和第二子光源113b与第一焦平面121的距离d1a和d1b相同(即，d1b＝d1a)。因此，当两个子光源通过称为P1的平面(参见图5)连结时，所述两个子光源限定了平面P1，所述平面基本上平行于第一线性照相机105a的第一焦平面121a并且与其相距介于约55mm和约75mm之间的值d1a。作为示例，该值可以是65mm。
第一光源110的每个子光源113a、113b均具有相应的主延伸方向(由图6中的虚线114表示)，其优选地基本上平行于第一光学平面107a延伸并因此平行于目标线106a延伸。因此，两个子光源113a、113b优选地沿着它们的最大延伸部114的尺寸彼此平行，即，对准。
作为示例，子光源113a、113b具有：沿着主延伸方向114的尺寸，该尺寸介于大约5cm和大约15cm之间；和沿着与主延伸方向114垂直的方向的尺寸，该尺寸介于大约2cm和大约3cm之间。
每个子光源113a、113b通常均包括沿着主延伸方向114对准布置的多个LED源169。优选地，每个子光源113a、113b均包括位于每个LED源169上方的会聚透镜170，所述会聚透镜适于将由LED源169发射的光束会聚约30°，如图9所示。因此，每个LED源169发射的光束优选地被限制到介于约20°和约40°之间的角度。
在图7和8中给出了在图5-6和9中以简化方式表示的第一装置10a的实施例的表示。
每个子光源113a、113b均包括优选地由铝制成的支撑件，LED源169固定在该支撑件上。附图中的支撑件均以168表示(参见图7和8)。优选地，LED源169通过热传导膏(在图中不可见)固定到相应的支撑件168。有利地，每个支撑件168还在不与LED源169接触的外表面中包括用于散热的散热片结构(在图中不可见)。
第一光源110的第一子光源113a和第二子光源113b定位在两块板11、12之间，所述两块板布置成基本上垂直于第一光源110的主延伸方向114并且基本上彼此平行。第一线性照相机105a也定位在两块板11、12之间，所述两块板沿着光的发射方向在第一光源的下游延伸。
第一光源110的两个子光源113a、113b被布置成使得在垂直于光学平面107a的视图中对于它们的整个延伸部而言，它们位于垂直于第一目标线106a的两个平面之间。换句话说，子光源113a、113b相对于主延伸方向114的所有第一端和第二端均位于垂直于第一目标线的相应平面上。
优选地，第一装置10a包括第一驱动和控制单元140a，其构造成激活所述第一光源110并优选地与激活所述第一子光源113a和第二子光源113b中的一个或多个子光源同步地激活第一线性照相机105a以获取线性表面部分212的相应二维数字图像(彩色或单色)。
优选地，第一驱动和控制单元140a固定到第一光源110和第一照相机105a的支撑板11、12，以便发送关于子光源113a，113b的控制的信号而不存在等待时间。
优选地，处理单元180适于驱动第一变形系统130和第一机器人臂220a，以使变形元件131朝向或远离轮胎200以使第一表面部分变形或不发生变形，而第一机器人臂220a将第一装置10a带到距待照射和待检查的轮胎的自由壁的第一部分的外表面的预定距离处，所述外表面已经发生变形。
此外，为了更好地散热，第一单元140a还包括散热片结构166(在图7中可见)。
设备1还优选地包括第二装置10b，其优选地通过处理单元180发送的控制信号经由第二机器人臂220b移动。第二装置10b优选地适于照射和检测轮胎200的内表面的部分的图像(参见图1)，并且更优选地适于照射和检测形成因第一变形系统130而变形的轮胎自由壁的第一部分的内表面的一部分的表面的部分的图像。因此，优选地检查限定变形自由壁的第一部分的轮胎的内表面和外表面。
现在参照图10和11，第二装置10b以简化形式表示，以清楚地识别其功能部件。优选地，第二装置10b包括第二检测系统104b，该第二检测系统包括第二照相机105b。第二照相机105b优选地是线性照相机，其具有位于穿过第二照相机本身的第二光学平面107b上的第二目标线106b。此外，第二照相机105b限定第二焦平面121b，轮胎表面的待照射部分聚焦在该第二焦平面上。优选地，第二光学平面107b和第二焦平面121b彼此垂直(参见例如图10或11)。
第二装置10b还包括第二光源108和第三光源109，所述第二光源和第三光源适于分别发射第二光辐射和第三光辐射以照射所述轮胎200的与第二目标线106b重合(例如，当表面部分是平面时)或靠近第二目标线106b(由于轮胎表面的曲线形状)的内线性表面部分213(在图1和10中可见)。
第二检测系统104b适于获取由第二光源108和第三光源109中的至少一个照射并且由第一变形系统130使其变形的线性表面部分的相应二维数字图像。
由第二光源108发射的第二光辐射掠射在轮胎200的线性表面部分213上，而由第三光源109发射的第三光辐射漫射在轮胎200的表面部分213上。
第二检测系统104b通过第二照相机105b适于获取由第二光辐射和第三光辐射中的至少一个照射的线性表面部分213的相应二维数字图像。
优选地，第二光源108由两个子光源：第三子光源111a和第四子光源111b构成，所述两个子光源111a、111b相对于光学平面107a对称地定位。优选地，两个子光源111a和111b分别位于相对于第二光学平面107b的相对侧并且与第二光学平面等距，使得来自相对于第二照相机105b的第二光学平面107b的相对半空间的掠射辐射到达内线性表面部分213。
优选地，第二光源108的子光源111a、111b与第二聚焦平面121b相距的距离d2a和d2b相同(即，d2a＝d2b)。因此，形成连结两个子光源111a和111b的平面P3，其基本上平行于第二线性照相机105b的第二焦平面121b并且优选地与其相距介于约55mm和约65mm之间的值。在图11中示意性地表示平面P3及其与第二焦平面121b相距的称为d2a(其与d2b相等)的距离。
优选地，第三光源109由四个子光源构成，分别为第五子光源112a、第六子光源112b、第七子光源112c和第八子光源112d，所述四个子光源成对分布在第二光学平面107b的两侧上并且相对于第二光学平面对称。更具体地，第三光源109的第五子光源112a和第六子光源112b相对于第二光学平面107b对称布置并且更优选地与第二光学平面等距，第七子光源112c和第八子光源112d相对于第二光学平面107b对称布置并且更优选地与第二光学平面等距。
优选地，第三光源109的第五子光源112a和第六子光源112b与第二焦平面121b相距的距离d3a和d3b相同(即，d3b＝d3a)。因此，当两个子光源通过平面连结时(再次参见图11)，它们限定平面P2，所述平面基本上平行于第二线性照相机105b的第二焦平面121b并且与其相距介于约85mm和约95mm之间的值d1a。类似地，第三光源109的第七子光源112c和第八子光源112d与第二焦平面121b相距的距离d3c和d3d相同(即，d3c＝d3d)。因此，当两个子光源112c和112d由平面连结时，它们限定平面P4，所述平面基本上平行于第二线性照相机105b的第二焦平面121b并且与其相距介于约75mm和约85mm之间的值。
优选地，第二线性照相机105b的第五子光源112a与焦平面121b之间以及第六子光源112b与第二焦平面121b之间的距离d3a＝d3b大于第二光源108与焦平面121b之间的距离d2。更优选地，第七子光源112c与第二焦平面121b之间或第八子光源112d与第二焦平面121b之间的距离d3c＝d3d介于第五子光源112a、第六子光源112b和第二焦平面121b的距离与第二光源108和第二焦平面121b的距离之间。结果，漫射光的第三光源109相对于第二光源108更远离轮胎200的待照射的线性表面部分213，而产生掠射光的第二光源108被定位地更近。以这种方式，可以利用第二装置10b的正确几何结构获得掠射光。
每个子光源111a、111b、112a、112b、112c、112d具有各自的主延伸方向(由图10中的虚线115表示)，所述主延伸方向优选地基本上平行于第二光学平面107b延伸并因此平行于第二目标线106b延伸。因此，所有子光源111a、111b、112a、112b、112c、112d优选地沿着它们的最大延伸部彼此平行，即，对准。
作为示例，子光源111a、111b、112a、112b、112c、112d具有：沿着主延伸方向114的尺寸，该尺寸介于约5cm和约15cm之间；以及沿着垂直于主延伸方向115的方向的尺寸，该尺寸介于约2cm和约3cm之间。
每个子光源111a、111b、112a、112b、112c、112d通常包括沿着主延伸方向115对准布置的多个LED源169。优选地，如图9所示，每个子光源111a、111b、112a、112b、112c、112d在每个LED源169上方均包括会聚透镜170，所述会聚透镜适于将由LED源169发射的光束会聚约30°。因此，由每个LED源169发射的光束优选地被限制等于约20°和约40°之间的角度。优选地，子光源111a、111b、112a、112b、112c、112d以与第一装置10a的子光源113a、113b类似的方式制成。
在图12和13中给出了在图10-11中以简化方式表示的第二装置10b的实施例的图示。
特别参照图12和13，所述第二光源108或第三光源109中的每一个还包括支撑件168，该支撑件优选地由铝制成，LED源169固定在该支撑件上。优选地，LED源169通过热传导膏(在图中不可见)固定到相应的支撑件168。有利地，每个支撑件168还在不与LED源169接触的外表面中包括用于散热的散热片结构167。
通常，第二装置10b通过附接件19b与第二机器人臂220b(在图2、3和13中示意性地表示)相联，第二光源108和第三光源109以及检测系统104b安装在所述第二装置上。优选地，第二机器人臂220b是拟人类型。甚至更优选地，第二机器人臂220a是具有至少五根轴/自由度的拟人类型。
更特别地，第二装置10b包括第一支撑件161和第二支撑件162，第二线性照相机105b固定到该第一支撑件，第二光源108和第三光源109固定到该第二支撑件。第一支撑件161和第二支撑件162通过连接臂164彼此形成为一体。
第二支撑件162包括两块等距板11b和12b，第二光源108和第三光源109布置在该两块等距板之间。因此，每个子光源111a、111b、112a、112b、112c、112d的第一轴向端均连接到第一板11b而其第二轴向端连接到第二板12b。以这种方式，沿着主延伸方向115，子光源111a、111b、112a、112b、112c、112d优选地具有相同的长度，所述长度基本上限制在两个相互平行的平面之间。
优选地，因此第二照相机105b、第二光源108和第三光源109彼此形成为一体，并且在第二装置10b的组装步骤中限定它们的相对距离并且保持该相对距离固定。
优选地，第二装置10b包括第二驱动和控制单元140b，所述第二驱动和控制单元被构造为选择性地激活所述第二光源108和第三光源109中的一个或多个以照射所述内线性表面部分213并优选地与所述第二光源108和第三光源109中的一个或多个的激活同步地激活第二线性照相机105b以获取内线性表面部分213的相应二维数字图像(彩色或单色)。
优选地，第二驱动和控制单元140b安装成与第二照相机105b、第二光源108和第三光源109形成为一体，特别地其固定到第二装置10b的第一支撑件161。此外，优选地，第二驱动和控制单元140b包括散热片结构142，用于更大程度地散热。
第二装置10b还包括镜子150，该镜子限定垂直于光学平面107b布置的反射平面。镜子150布置在第二光源108的两个子光源111a和111b之间，以便将目标线反射介于约60°和约120°之间的角度。优选地，镜子150被与其中线相交的光学平面107b分成两个半部。因此，优选地，镜子150不仅布置在第二光源108的子光源111a-111b之间，而且在空间位置的顺序中介于在第二光学平面107b的一侧上的第七子光源112c、第五子光源112a与在第二光源平面107b的另一侧上的第六子光源112b和第八子光源112d中间。
镜子150还限定了在图10中用118表示的主延伸方向。主延伸方向是属于第二光学平面107b的直线。镜子的该主延伸方向118相对于子光源111a、111b、112a、112b、112c、112d的主延伸方向115倾斜。如前所述，优选地，子光源111a、111b、112a、112b、112c、112d共享基本上共同的主延伸方向，从而彼此平行。子光源的这个共同的主延伸方向115优选地与镜子150的主延伸方向118形成介于30°和60°之间的角度。更优选地，其形成大约45°的角度。
此外，镜子150与第二线性照相机105b的穿过所反射的第二目标线106b的第二焦平面121b之间的最小距离d(再次参见图11)小于第二光源108或第三光源109中的任意一个与第二焦平面121b之间的最小距离。在图11中，由于子光源111a、111b、112a、112b、112c、112d基本上平行于第二焦平面121b布置，因此子光源与第二焦平面的最小距离等于穿过子光源的平面与第二焦平面121b的距离。
优选地，镜子150沿着其主延伸方向118的长度L大于任何子光源111a、111b、112a、112b、112c、112d沿着其主延伸方向115的长度ls。更优选地，在两个方向115和118之间形成的角度为α，得到Lcosα>ls。
以这种方式，如从图10和11中可以更清晰看见，镜子150是至少相对于光源最靠近第二焦平面121b延伸的元件，特别地其端部150a至少相对于光源最靠近第二焦平面延伸，该端部沿着其主延伸方向118。换句话说，镜子的端部150a相对于子光源111a、111b、112a、112b、112c、112d的轴向端在第二焦平面121b的方向上突出。
参照图1至3，现在将详细描述设备1的操作。
在轮胎的外表面中选择待检查的第一表面部分，即，针对其希望检查表面部分(优选为内表面部分和外表面部分两者)的轮胎的自由壁的第一部分。优选但非排他地，该第一部分属于轮胎200的胎肩或侧壁。
第一变形系统130适于使轮胎200的壁的第一选定部分变形，以便更好地识别在其对应的内表面和外表面中存在的缺陷。所寻找的缺陷例如可以是轮胎表面上的不规则部(未硫化复合物，形状改变等)、结构不均匀、表面上存在异物。在结构不均匀缺陷中，所谓的“胎体切口”尤为关键，其虽罕见但可能是非常危险的缺陷并且在具有不同化学-物理特性的轮胎的两个部分，如例如不同的复合物之间的界面区域中产生。
这种缺陷是小切口的形式，该小切口通常纵向延伸，即，它们遵循轮胎的圆形延伸部，其特征在于完美匹配的边缘，在所述边缘之间不存在材料的去除或缺失，这是使它们特别难以识别的特征。胎体切口还可以涉及靠近轮胎表面，例如靠近内表面布置并且位于通常存在的衬里层下方的胎体结构。在这种情况下，通常衬里本身在切口中涉及，所述衬里在胎体切口处也存在撕裂，因此可以通过光学检查对其加以识别。
通过适当地使待检查轮胎的自由壁的一部分变形，可以减小轮胎的变形表面部分的外曲率半径和内曲率半径，从而突出可能的缺陷，特别是胎体切口和其他切口或孔，这是因为正常外部凸起的加重往往“打开”这些缺陷的边缘或周边，使得它们在随后的图像处理中更容易被识别。
对于这种充分压缩的表面部分检测的图像因此具有高质量和/或包含数字和质量的信息，以便允许后续对信息进行自动处理，以为了检测存在的可能缺陷，从而使得用于此目的的用于自动检测缺陷的算法高效。
为了正确识别，这种类型的缺陷需要相对高功率并且靠近轮胎的变形部分的照射，即，装置定位成非常靠近变形元件131，否则由变形元件打开的切口在从发生变形的区域到达一定距离后马上“闭合”。
由于这个原因，漫射光并且优选地具有相对高功率的漫射光是用于突出轮胎的变形自由壁的第一部分的外表面中的这种缺陷的最佳解决方案，所述漫射光来自包括第一光源110的第一装置10a。
在自由壁的第一变形部分的对应内表面中，再次由于压缩而增加了内表面的凹度，存在的可能缺陷(例如可能的切口)被“打开”。为了变得更加可见，这些缺陷需要特定的照射，其中，光辐射从切口本身的“侧面”到达，优选地从“两侧”到达，即，它们需要通过掠射照射进行照射。此外，甚至更优选地，优选的照射是掠射和漫射辐射的组合，如来自第二装置10b的辐射。
以下文描述的方式在变形期间同时提供用于识别变形壁的内部部分和外部部分两者中的缺陷的最佳光辐射。
处理单元180驱动第一变形系统130利用具有沿着第一轴线X1的至少一个分量的运动与轮胎接触，优选地在其自由壁204的第一部分处与轮胎接触，以便将力施加在轮胎上并且使得其内表面和外表面两者变形，如能够在图2中看见的那样。第一变形系统130与轮胎200的第一部分的外表面的一部分接触并且其压缩作用产生外表面的第一变形部分和内表面的对应变形部分。优选地，如图2所示，变形系统130作用在其上的表面部分是轮胎200的胎肩205的外表面的一部分。优选地，轮胎200的壁204的整个剩余部分保持不变形。作为示例，压缩力使得壁204的第一部分变形，使得对于壁的所述部分的所有点，在没有力的位置和变形位置之间取得的最大偏移等于介于约0mm和约-30mm之间的值(零固定在自由外表面上)，所述偏移沿着压缩力方向取得。
该变形是弹性变形，换句话说，当移除变形系统130时，壁的第一变形部分恢复成其在第一变形系统130实施变形之前的初始构造和形状。
分别承载装置10a和10b的第一机器人臂220a和第二机器人臂220b被分别带向外表面和内表面的第一变形部分。
由于其非常紧凑的构造，第一装置10a可以基本上靠近第一变形系统130(再次参见图2)，以照射和获取轮胎200的外表面的属于由第一变形系统130使其变形的第一部分的部分的图像。处理单元180驱动机器人臂220a以使第一光源110朝向轮胎200的表面的第一变形外部部分，使得第一外部变形部分内的表面的线性部分212至少部分地与第一焦平面121a中的目标线重合或接近。优选地，第一变形系统130，特别是推力辊131与第一装置10a之间的距离介于约30mm和约50mm之间。优选地，如果第一变形部分是胎肩部分，如图2所示，则变形和照射的外表面的第一部分是侧壁的一部分。
以基本类似的方式，选择自由壁的第二部分，第二变形系统300利用包括沿着第二轴线X2的至少一个分量的运动朝向该第二部分移动，从而产生自由壁的第二变形部分。
因此，处理单元180驱动支撑件102的移动构件以使轮胎200旋转。
第一变形系统130和第二变形系统300将相应的推力辊或滚轮保持抵靠轮胎的相应部分，该第一变形系统和第二变形系统优选地保持它们的位置并且推力辊或滚轮在自由壁204上旋转。
由第二变形系统300施加的力F引起的变形可以例如如本申请人的专利申请WO2015/0079370中所述那样进行检查，以便确定所谓的“弱侧壁”的缺陷。
由于使轮胎的一部分变形的第二变形系统300，通过测量自由壁204的第二部分的外表面的力或高度的变化来检查“弱侧壁”的缺陷，与此同时，优选地，还分析了由第一变形系统130使其变形的轮胎自由壁的第一部分。根据由编码器接收的角位置信号，随着轮胎的旋转进行，第一装置10a的第一驱动和控制单元140a以快速顺序循环地激活第一光源110并与第一光源110的激活同步地激活第一线性照相机105a以获取相应外线性表面部分的相应二维数字图像(彩色或单色)。第一控制单元140a将并行地驱动两个子光源113a、113b的接通，所述两个子光源彼此同步地并且与第一线性照相机105a同步地工作。因此，同时接通两个子光源113a、113b。
更优选地，第一驱动和控制单元140a驱动第一光源110以例如在预定频率下对轮胎200的外表面的第一部分212发射漫射光辐射。这种频闪频率例如等于0.1ms。第一驱动和控制单元140a还控制第一照相机105a以与第一光源的照射同步地获取由第一光源110照射的变形外表面部分的图像。因此，每当接通利用漫射光辐射照射轮胎200的表面部分的第一光源110时，第一照相机105a获取被照射的所述部分的多个“第一图像”。
因此，每当接通第一光源110时都获取属于第一变形部分的轮胎外表面部分的第一图像。随着轮胎的旋转，获取多个线性图像或第一图像，针对轮胎的每个角位置获取一个图像。
一旦已经执行轮胎200的期望旋转以检查期望的表面部分，优选地至少一整圈旋转，以获取整个圆形延伸部，就获得轮胎“环”的数字图像，其由每个均用第一光源照射的线性部分的序列的全部第一数字图像制成。对于完整的360°图像，例如使用25,000个单线性图像。
根据本发明，与第一变形系统130实施压缩和照射外表面的部分(例如属于轮胎200的侧壁207)同时地，在轮胎200的内表面中检查表面部分。如果根据图2，胎肩205的一部分被压缩，则优选但非排他地，待检查的内表面的该部分属于轮胎200的胎肩205。
对于该检查，例如，如图2所示，第二装置10b部分地插入轮胎200内部并且通过机器人臂220b更靠近胎肩205的内部部分。第二装置10b被拉近直到内表面的一部分213基本上位于其第二焦平面121b处。
第二光源108和第三光源109由第二驱动和控制单元140b驱动，以对轮胎200的内线性表面部分213发射光辐射。第二光源108对线性表面部分213发射来自相对于第二光学平面107b的相对半空间的掠射光辐射，而第三光源109对线性部分213发射漫射辐射。优选地，两个光源皆在预定频率下发射光辐射。然而，每个光源的照射交替发生：换句话说，对于每个时间段，仅接通第二光源108或第三光源109中的一个，而两个光源中的另一个保持断开。优选地，第三光源109的四个子光源112a、112b、112c、112d被一起接通，即，在给定时间段内全部四个被接通或全部四个被断开。这种频闪频率例如等于0.064ms。不同地，第二光源108的两个子光源111a、111b被交替地接通，即，一个或另一个，使得变形内表面部分被来自光学平面107b右边或其左边的掠射光照射。
来自第二光源108或来自第三光源109的光被已经照射的轮胎的胎肩205的内表面反射并且通过镜子150被重新引导朝向第二照相机105b。镜子150使光束的轨迹偏转介于约60°和约120°之间的角度，更优选地约90°。
第二驱动和控制单元140b优选地控制第二照相机105b，以便与光源的照射同步地获取由第二光源108的第三子光源111a或第四子光源111b或由第三光源109照射的内表面部分的图像。因此，有利地，第二照相机105b：每当接通利用来自第二光学平面107b的一侧的掠射光照射部分的第二光源108的第三子光源111a时获取轮胎200的被照射的内表面部分的图像，每当接通利用来自第二光学平面107b的另一侧的掠射光照射部分的第二光源108的第四子光源111b时获取轮胎200的被照射的表面部分的图像，以及每当接通利用漫射光照射部分的第三光源109时获取轮胎200的被照射的表面部分的图像。以这种方式，有利地，对于每个内表面部分213，获取三个待处理的不同图像，其中，用具有不同特征的辐射照射相同部分。以这种方式，可以获得相同表面部分的在漫射光中的图像和在掠射光中的两个图像。这三个图像还可以形成单个二维图像的不同部分，其中，利用漫射光获得第一部分，利用来自光学平面的第一方向(例如，来自右侧)的掠射光获得第二部分并且利用来自光学平面的第二相反方向(例如，来自左侧)的掠射光获得第三部分。
有利地，在图1-3中所示的每个操作位置中，在轮胎自身的检查期间，轮胎定位在其中的支撑件102(参见图1)被设定为旋转。如上所述，第二驱动和控制单元140b优选地控制第二照相机105b，以便与上述照相机105b的激活同步地获取由第二光源108或第三光源109照射的内表面部分的图像。
优选地，如前所述，该设备包括用于检测支撑件的角位置的编码器(未示出)，该第二驱动和控制单元140b被构造成根据编码器发送的支撑件的角位置信号激活所述第二光源108和所述第三光源109并驱动检测系统。
然而，由于轮胎优选地在获取这三个不同图像的同时旋转，因此它们不完全是轮胎的相同内线性表面部分的图像，原因在于轮胎在接通和断开光源的过程中旋转。
作为示例，获取第一线性图像和第二线性图像之间以及第二线性图像和第三线性图像之间，然后循环地第一线性图像和第三线性图像之间的时间差小于0.2毫秒。因此，在该非常有限的时间段内，运动“相对较小”并且因此仍然可以说，对于基本上相同的表面部分，获得三个线性图像，每个线性图像均具有不同的照射。
表述“基本上相同的表面部分”意味着第一光源110、第二光源108和第三光源109照射三个相应的表面部分，这三个表面部分可以在空间上彼此偏移但是根据本发明是可比较的，即，它们显示基本上处于相同的位置的相同的元件。例如，三个表面可以在表面本身的平面上偏移小于0.2mm的距离，优选地小于或等于0.1mm的距离。有利地，在检测系统包括线性照相机的情况下，所述距离小于或等于与像素相关联的线性表面尺寸(作为示例，其等于0.1mm)。换句话说，第一线性图像的每个像素示出的微表面部分与第二线性图像的对应于每个所述像素的像素示出的微表面部分相距小于0.2mm的距离。
换句话说，三个图像可以逐像素地基本重叠，但是由于在此期间轮胎旋转，因此对于三个图像而言与单个线性图像相关联的真实线性表面部分并不完全一致。然而，选择图像的获取频率和旋转速度使得三个图像交错并且因此可逐个像素地比较。有利地，除了与像素相关联的线性表面尺寸之外，第一(或第二或第三)图像的每个像素示出的微表面部分不同于第二(或相应的第三或第一)图像的对应于所述每个像素的像素所示的表面微部分，作为示例，空间偏移等于一像素的约三分之一。以这种方式，三个图像彼此交错，并且在轮胎已经旋转了等于一像素的部分(作为示例，等于约0.1mm)的时间段中获取三个线性图像。
一旦执行了轮胎的期望旋转以检查期望的表面部分，优选地至少一整圈旋转以获得整个圆形延伸部，就获得单个数字图像，该单个数字图像由一系列线性部分的所有数字图像组成，用相应的光源照射每个线性部分。处理单元180从检测系统接收这样的图像并从中提取整个期望表面部分的对应的第一图像、第二图像和第三图像。
在如上所述获取由利用漫射光[A]的部分、利用掠射光dx[B]的部分和利用掠射光sx[C]的部分形成的单个图像的情况中，获取了重复直到整个轮胎的系列，获得了通过序列ABCABCABCABCABCABCABCABCABC...形成的整体图像。在处理中，此图像分为三个有效图像，从而获得AAAAAAAA...、BBBBBBBB...、CCCCCCCC...。
优选地，处理单元180还被构造成用于以下功能：接收从第二线性照相机105b获取的图像；处理图像以检查表面部分。处理单元180包括例如PC或服务器。优选地，处理单元适于通过比较利用掠射光获得的待处理的第二图像和第三图像来处理它们，以便获得关于表面部分的高度轮廓的信息。优选地，待处理的第二图像和第三图像之间的比较包括计算差异图像，其中，每个像素均与表示与待处理的第二图像和第三图像中的对应像素相关联的值之间的差异的值相关联。
优选地，在比较都处于掠射光中的待处理的第二图像和第三图像之前，可以预见均衡待处理的第二图像和第三图像，例如全部或局部均衡其平均亮度。优选地，处理单元180使用通过上述待处理的第二图像和第三图像之间的比较获得的信息来处理处于漫射光中的待处理的第一图像，以检测表面部分上可能存在的缺陷。
优选地，处理单元180被构造成计算处于掠射光中的第二图像和第三图像之间的差异，以便获得关于线性表面部分的高度轮廓(例如，可能存在或不存在凸起和/或凹陷)的信息。
优选地，计算第二图像和第三图像之间的差异包括计算差异图像，其中，每个像素均与表示与第二图像和第三图像中的对应像素相关联的值之间的差异的值相关联。以这种方式，可以使用从第二图像和第三图像之间的差异获得的图像来突出显示三维元素(例如轮胎内表面上凸起的斑蚀或凸起的书写)并且在处理漫射光中的图像中考虑这些信息以寻找缺陷。
可选地，选择轮胎表面的另外部分，优选但不一定总是属于其外表面的壁204，但是至少部分地与第一部分不同。从图3中可以看出，从在图2中先前已被选择作为执行变形的位置的胎肩205，在图3中选择轮胎的侧壁207的外表面部分。因此，第一变形系统130可以优选地再次通过处理单元180定位在轮胎200的侧壁207的部分处，以使轮胎的第三表面部分变形，如图3所示。以这种方式，可以进行新的检查：使第一装置10a朝向轮胎200，以便获得轮胎的另外变形的外表面部分的照射，所述外表面部分优选地对应于轮胎的胎肩205的外表面部分，并且使第二装置10b朝向轮胎200，以便照射变形的内表面部分，所述内表面部分优选地对应于侧壁207。参见例如图2中和图3中的变形元件130的位置之间的差异以及因此两个图中的装置10a、10b的不同位置：在图2中，第一光源110照射轮胎的壁204的中央外表面部分或侧壁207，而在图3中，第一光源110照射轮胎200的胎肩205的外表面部分。此外，在图2中，第二光源108和第三光源109照射胎肩205的内表面部分，而在图3中，第二光源108和第三光源109照射对应于侧壁207的内表面部分。此外，在图2中，位于胎肩205处的推力辊的旋转轴线119相对于由轮胎200的支撑件限定的平面倾斜，而在图3中推力辊的旋转轴线119基本上垂直于轮胎200的旋转轴线201。
以类似于针对图2所描述的方式通过第一照相机105a和第二照相机105b获取另外的外变形表面和内变形表面的图像。
除了上文详述的内容之外，取决于所寻求的缺陷以及缺陷本身的内部或外部位置的正确照射更加密切相关，这是因为在上述照射和通过照相机获取相应的图像期间，当分别照射外变形表面和内变形表面时，轮胎与三个装置(变形系统、第一光源与相关联的照相机和第二光源与相关联的照相机)之间存在相对旋转。轮胎围绕其旋转轴线的相对旋转有利地允许在快速时间内快速检查轮胎的整个环形部分。然而，由于优选地以相对高的速度相对旋转进一步缩短时间意味着以高频率获取由照相机获取的图像并且因此曝光时间非常短。在短的曝光时间内，所提供的照射类型对于获得高质量的数字图像不可或缺，以便能够在后续处理中识别轮胎200的缺陷。
在分析图像的同时，还分析了“弱侧壁”。因此，可以在变形壁的两个不同部分处同时检测三种类型的缺陷。这两种变形不会导致轮胎的可能倾覆，这是因为它们相对于轮胎本身在角度上远离。两个变形系统也间隔开，以便在运动中不会相互干扰。

Claims (19)

1.一种用于检查轮胎(200)的设备(1)，所述设备包括：
·支撑件(102)，所述轮胎适于搁置在所述支撑件上，所述轮胎因此具有限定在轮胎中的搁置壁和自由壁，所述自由壁相对于所述支撑件布置在一定高度处；
·第一变形系统(130)，其构造成通过物理接触将压缩力施加在所述自由壁的第一部分的表面上，以便使所述第一部分弹性变形，从而形成自由壁的第一变形部分；
·第一定位致动器(132)，其可操作地与所述第一变形系统(130)相联，并且构造成使所述第一变形系统朝向和远离所述轮胎的自由壁的所述第一部分的所述表面移动，所述移动具有沿着与所述轮胎的旋转轴线(201)平行的第一轴线(X1)的至少一个分量；
·第一光源(110)和第一照相机(105a)，所述第一光源适于发射光辐射以照射所述第一变形部分的所述表面，所述第一照相机适于检测所述第一变形部分的所述表面的图像，并且适于产生代表所检测的图像的至少一个信号；
·第二变形系统(300)，其构造成通过物理接触将压缩力施加在所述自由壁的第二部分的表面上，以便使所述第二部分弹性变形，从而形成自由壁的第二变形部分；
·第二定位致动器(332)，其可操作地与所述第二变形系统(300)相联，并且构造成使所述第二变形系统朝向和远离所述轮胎的自由壁的所述第二部分的所述表面移动，所述移动具有沿着与所述轮胎的所述旋转轴线(201)平行的第二轴线(X2)的至少一个分量；
·第二光源(108)和第二照相机(105b)，所述第二光源适于发射光辐射以照射所述第一变形部分的另外表面，所述第二照相机适于检测所述第一变形部分的所述另外表面的至少一个另外图像，并且适于产生代表所检测的另外图像的至少一个信号；
·移动构件，用于使所述轮胎相对于所述第一变形系统(130)和所述第二变形系统(300)绕所述旋转轴线相对旋转；
·其中，穿过所述轮胎的所述旋转轴线(201)和所述第一轴线(X1)的第一平面与穿过所述轮胎的所述旋转轴线(201)和所述第二轴线(X2)的第二平面在它们之间形成介于90°和180°之间的角度。
2.根据权利要求1所述的用于检查轮胎的设备(1)，其包括适于移动所述第一光源(110)和所述第一照相机(105a)的第一机器人臂(220a)。
3.根据权利要求1所述的用于检查轮胎的设备(1)，其中，所述第一定位致动器(132)适于驱动所述第一变形系统(130)，使得所述第一变形系统将基本恒定的力施加在自由壁的所述第一部分的所述表面上或者将自由壁的所述第一部分的所述表面相对于所述支撑件定位在基本恒定的高度处。
4.根据权利要求1所述的用于检查轮胎的设备(1)，其中，所述第二定位致动器(332)适于驱动所述第二变形系统(300)，使得所述第二变形系统将基本恒定的力施加在自由壁的所述第二部分的所述表面上或者将自由壁的所述第二部分相对于所述支撑件定位在基本恒定的高度处。
5.根据权利要求1所述的设备(1)，其中，所述移动构件适于改变自由壁的所述第一部分的表面和所述自由壁的所述第二部分的所述表面相对于轮胎(200)的旋转轴线(201)的角位置，并且所述设备包括处理单元(180)，所述处理单元被编程以检测取决于输入数据的值的自由壁的所述第二部分的表面的每个角位置处的输出数据的值，所述输入数据的值沿着自由壁的第二部分的表面围绕所述旋转轴线(201)的至少一整圈旋转保持基本恒定，在所述输入数据是所述轮胎的自由壁的第二部分的表面在其每个角位置处的高度的情况下，所述输出数据对应于力，或者在所述输入数据是施加在自由壁的第二部分的表面的每个位置处的力的情况下，所述输出数据对应于高度。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述处理单元被编程以
·检测取决于输入数据的第一值的自由壁的所述第二部分的表面的每个位置处的输出数据的第一值，所述输入数据的第一值沿着自由壁的所述第二部分的表面围绕所述旋转轴线(201)的至少一整圈旋转保持基本恒定，在所述输入数据是自由壁的所述第二部分的表面在每个角位置处的高度的情况下，所述输出数据对应于力，或者在所述输入数据是施加在自由壁的所述第二部分的表面的每个位置处的力的情况下，所述输出数据对应于高度；
·检测自由壁的所述第二部分的表面的每个位置处的输出数据的第二值，所述输出数据的第二值对应于输入数据的第二值，所述输入数据的第二值沿着自由壁的所述第二部分的表面围绕所述旋转轴线(201)的至少一整圈旋转保持基本恒定；
并且其中，所述处理单元包括一模块，所述模块被编程以计算自由壁的所述第二部分的表面的每个位置处的所述输出数据的第二值与所述输出数据的第一值之间的关系。
7.根据权利要求1所述的设备(1)，其中，所述第一光源(110)适于发射漫射光辐射以照射所述第一变形部分的所述表面，所述表面是属于所述轮胎(200)的侧壁(207)或胎肩(205)的表面。
8.根据权利要求1所述的设备(1)，其包括适于移动所述第二光源(108)和所述第二照相机(105b)的第二机器人臂(220b)。
9.根据权利要求1或8所述的设备(1)，其中，所述第二光源(108)适于发射掠射光辐射以照射所述第一变形部分的所述另外表面，所述另外表面是属于对应于所述轮胎(200)的侧壁(207)的内表面的表面。
10.根据权利要求1或8所述的设备(1)，其包括第三光源(109)，所述第三光源适于发射光辐射以照射所述第一变形部分的所述另外表面，所述第二照相机(105b)适于检测所述第一变形部分的所述另外表面的至少一个第二另外图像，并且适于产生代表所检测的第二另外图像的至少一个信号。
11.根据权利要求1所述的设备(1)，其中，所述第一照相机(105a)限定光学平面(107a)，所述第一光源(110)相对于所述光学平面(107a)对称地照射所述第一变形部分的所述表面。
12.根据权利要求10所述的设备(1)，其中，所述第二照相机(105b)限定光学平面(107b)，所述第二光源(108)相对于所述光学平面(107b)对称地照射所述第一变形部分的所述另外表面。
13.根据权利要求10所述的设备(1)，其包括与所述第二照相机(105b)和所述第二光源(108)相关联的反射表面(150)，所述反射表面(150)适于将所述第二照相机(105b)的目标线(106b)反射介于60°和120°之间的角度。
14.根据权利要求13所述的设备(1)，其中，所述反射表面(150)布置在所述第二光源(108)和所述第三光源(109)之间。
15.根据权利要求1所述的设备(1)，其中，所述第一照相机(105a)和所述第二照相机(105b)是线性照相机。
16.根据权利要求1所述的设备(1)，其中，所述第一变形系统(130)包括推力辊。
17.根据权利要求16所述的设备(1)，其中，所述推力辊安装成能够绕其自身的旋转轴线(119)自由旋转。
18.根据权利要求16或17所述的设备(1)，其中，所述推力辊的所述旋转轴线(119)能够定位成与所述轮胎(200)的所述旋转轴线(201)成预定角度。
19.根据权利要求1所述的设备(1)，其包括处理单元(180)，所述处理单元被编程为处理所述图像和所述另外图像，以便检测所述轮胎的所述表面和所述另外表面中的可能缺陷。
CN201680081202.0A 2015-12-28 2016-12-28 用于检查轮胎的设备 Active CN108603813B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITUB2015A009603 2015-12-28
ITUB20159603 2015-12-28
PCT/IB2016/058036 WO2017141094A1 (en) 2015-12-28 2016-12-28 Apparatus for checking tyres

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108603813A CN108603813A (zh) 2018-09-28
CN108603813B true CN108603813B (zh) 2020-10-27

Family

ID=55795063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680081202.0A Active CN108603813B (zh) 2015-12-28 2016-12-28 用于检查轮胎的设备

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10883898B2 (zh)
EP (1) EP3397938B1 (zh)
CN (1) CN108603813B (zh)
BR (1) BR112018012635B1 (zh)
WO (1) WO2017141094A1 (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10697762B2 (en) * 2014-12-22 2020-06-30 Pirelli Tyre S.P.A. Apparatus for controlling tyres in a production line
MX2017007772A (es) 2014-12-22 2017-10-02 Pirelli Metodo y aparato para revisar llantas en una linea de produccion.
RU2732671C2 (ru) * 2015-12-16 2020-09-21 Пирелли Тайр С.П.А. Способ и устройство контроля шин
MX2018006046A (es) 2015-12-16 2018-09-12 Pirelli Metodo y aparato para revisar neumaticos.
CN108369159B (zh) 2015-12-16 2021-05-25 倍耐力轮胎股份公司 用于分析轮胎的装置和方法
RU2722984C2 (ru) 2015-12-28 2020-06-05 Пирелли Тайр С.П.А. Установка и способ контроля шин
RU2019103996A (ru) * 2016-07-21 2020-08-21 Пирелли Тайр С.П.А. Способ и установка для контроля шин
IT201700119150A1 (it) * 2017-10-20 2019-04-20 Pirelli Metodo ed apparato per controllare pneumatici
US11320385B2 (en) * 2018-10-16 2022-05-03 Seagate Technology Llc Intelligent defect identification system
IT201800020686A1 (it) * 2018-12-21 2020-06-21 Pirelli Procedimento ed apparato per il controllo visivo di pneumatici
EP3899483B1 (en) * 2018-12-21 2024-04-17 Pirelli Tyre S.p.A. Method and station for checking tyres
JP7363217B2 (ja) * 2019-09-03 2023-10-18 住友ゴム工業株式会社 外観検査装置
CN111795645A (zh) * 2020-07-17 2020-10-20 山东玲珑轮胎股份有限公司 一种精确的轮胎断面束缚方法
CN113406108B (zh) * 2021-08-19 2021-10-26 东营市方兴橡胶有限责任公司 一种轮胎缺陷检测装置及其使用方法

Family Cites Families (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3722270A (en) * 1965-10-24 1973-03-27 L Sperberg Non-destructive method of determining tire life
US4506981A (en) 1982-10-14 1985-03-26 The B. F. Goodrich Company Method for detection of blown beads in pneumatic tires
DE4231578C2 (de) 1992-09-21 1995-06-29 Nova C O R D Ag Verfahren zur Ermittlung von Verformungen an einem Prüfobjekt mit diffus streuender Oberfläche, insbesondere an Reifen, sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US6327374B1 (en) 1999-02-18 2001-12-04 Thermo Radiometrie Oy Arrangement and method for inspection of surface quality
EP1043578B1 (de) 1999-04-09 2004-10-13 Steinbichler Optotechnik Gmbh Optisches Prüfgerät für Reifen
JP4514007B2 (ja) 1999-12-28 2010-07-28 株式会社ブリヂストン 被検体の外観形状検査方法及び装置
DE60140242D1 (de) 2000-04-12 2009-12-03 Pirelli VERFAHREN UND EINRICHTUNG ZUR REIFENPRüFUNG
JP4589555B2 (ja) 2001-03-23 2010-12-01 株式会社ブリヂストン 照明装置
JP2003240521A (ja) 2002-02-21 2003-08-27 Bridgestone Corp 被検体の外観・形状検査方法とその装置、及び、被検体の外観・形状検出装置
DE10319099B4 (de) 2003-04-28 2005-09-08 Steinbichler Optotechnik Gmbh Verfahren zur Interferenzmessung eines Objektes, insbesondere eines Reifens
ATE301828T1 (de) 2003-09-04 2005-08-15 Snap On Equip Srl Unico Socio Punktweises optisches abtasten der beschaffenheit eines luftreifens eines fahrzeugrades (an radauswuchtmaschine)
US7187437B2 (en) 2003-09-10 2007-03-06 Shearographics, Llc Plurality of light sources for inspection apparatus and method
US7436504B2 (en) * 2003-09-10 2008-10-14 Shear Graphics, Llc Non-destructive testing and imaging
US6934018B2 (en) 2003-09-10 2005-08-23 Shearographics, Llc Tire inspection apparatus and method
JP2005164254A (ja) 2003-11-28 2005-06-23 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ故障検知方法及びタイヤ故障検知システム
JP4679073B2 (ja) 2004-05-18 2011-04-27 株式会社ブリヂストン タイヤ凹凸図形の検査方法、および、タイヤ凹凸図形検査装置
US7369956B2 (en) * 2005-10-25 2008-05-06 Commercial Time Sharing, Inc. System for testing tire sidewall irregularities and related methods
DE102006014070B4 (de) 2006-03-27 2008-02-07 Mähner, Bernward Vorrichtung und Verfahren zum Prüfen eines Reifens, insbesondere mittels eines interferometrischen Messverfahrens
DE102006015123B4 (de) 2006-03-31 2008-03-20 Mähner, Bernward Vorrichtung und Verfahren zum Prüfen eines Reifens, insbesondere mittels eines interferometrischen Messverfahrens
JP5019849B2 (ja) 2006-11-02 2012-09-05 株式会社ブリヂストン タイヤの表面検査方法および装置
DE102007009040C5 (de) 2007-02-16 2013-05-08 Bernward Mähner Vorrichtung und Verfahren zum Prüfen eines Reifens, insbesondere mittels eines interferometrischen Messverfahrens
JP5176517B2 (ja) 2007-12-07 2013-04-03 横浜ゴム株式会社 タイヤ踏面測定装置
FR2925706B1 (fr) 2007-12-19 2010-01-15 Soc Tech Michelin Dispositif d'evaluation de la surface d'un pneumatique.
US8284393B2 (en) 2008-06-04 2012-10-09 Kobe Steel, Ltd. Tire shape inspection method and tire shape inspection device
MX2011002160A (es) 2008-08-26 2011-04-05 Bridgestone Corp Metodo y aparato para detectar la irregularidad superficial de un objeto bajo inspeccion.
CN101672627B (zh) 2008-09-08 2014-03-19 株式会社神户制钢所 轮胎形状检测装置及轮胎形状检测方法
FR2938330A1 (fr) 2008-11-07 2010-05-14 Michelin Soc Tech Evaluation du relief de la surface d'un pneumatique par stereovision active
JP5318657B2 (ja) 2009-05-13 2013-10-16 株式会社ブリヂストン タイヤの検査装置
JP5477550B2 (ja) 2009-08-11 2014-04-23 横浜ゴム株式会社 タイヤ外観検査用補助装置
KR101108250B1 (ko) 2009-11-10 2012-02-09 한국타이어 주식회사 타이어 마모 측정 장치
JP5371848B2 (ja) 2009-12-07 2013-12-18 株式会社神戸製鋼所 タイヤ形状検査方法、及びタイヤ形状検査装置
JP5373676B2 (ja) 2010-03-18 2013-12-18 株式会社ブリヂストン タイヤの形状測定方法および形状測定装置
JP5518571B2 (ja) 2010-05-24 2014-06-11 株式会社ブリヂストン タイヤの外観検査装置及び外観検査方法
CN102313749B (zh) 2010-06-30 2013-03-06 软控股份有限公司 工程机械轮胎激光散斑检测装置及其方法
DE102010017749A1 (de) 2010-07-05 2012-01-05 Ssb Wind Systems Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur optischen Messung der Biegung eines Rotorblatts einer Windkraftanlage
US8824878B2 (en) * 2010-11-25 2014-09-02 Toyo Tire & Rubber Co., Ltd. Illumination device and inspection device of tire
JP2013242256A (ja) 2012-05-22 2013-12-05 Ricoh Elemex Corp 検査データ取得方法及び外観検査装置
EP2880415B1 (en) 2012-07-31 2020-11-18 Pirelli Tyre S.p.A. Method for segmenting the surface of a tyre and apparatus operating according to said method
JP6078286B2 (ja) 2012-10-03 2017-02-08 リコーエレメックス株式会社 外観検査装置および外観検査方法
CN203011704U (zh) 2012-12-31 2013-06-19 澳利国际贸易（天津）有限公司 3d全自动四轮定位仪
DE102013010402A1 (de) 2013-06-21 2014-12-24 Steinbichler Optotechnik Gmbh Reifenprüfgerät, Reifenprüfanlage und Verfahren zur Reifenprüfung
ITMI20131157A1 (it) * 2013-07-10 2015-01-11 Pirelli Metodo e apparato per controllare pneumatici in una linea di produzione
FR3011080B1 (fr) 2013-09-26 2017-01-20 Michelin & Cie Dispositif d'acquisition d'images destine a l'inspection visuelle de la surface interieure d'un pneumatique et procede associe
US9333817B2 (en) 2013-11-06 2016-05-10 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire comprising a hydraulic engine
ITMI20131988A1 (it) * 2013-11-28 2015-05-29 Pirelli Metodo e apparato per controllare pneumatici
KR101601217B1 (ko) 2014-09-22 2016-03-08 현대자동차 주식회사 타이어 검사장치 및 검사방법
RU2709152C2 (ru) * 2014-12-05 2019-12-16 Пирелли Тайр С.П.А. Способ и устройство для контроля шин в технологическом процессе и в установке для изготовления шин для колес транспортных средств
CN107532971B (zh) * 2015-04-30 2020-04-10 倍耐力轮胎股份公司 用于在制造车辆车轮的轮胎的工艺和装备中控制轮胎的工艺和设备
WO2017001970A1 (en) 2015-06-30 2017-01-05 Pirelli Tyre S.P.A. Method and apparatus for detecting defects on the surface of tyres
GB201517926D0 (en) 2015-10-09 2015-11-25 Wheelright Ltd Tyre condition analysis
ITUB20155721A1 (it) 2015-11-19 2017-05-19 Pirelli Metodo e linea di controllo di pneumatici per ruote di veicoli
RU2732671C2 (ru) 2015-12-16 2020-09-21 Пирелли Тайр С.П.А. Способ и устройство контроля шин
CN108369159B (zh) 2015-12-16 2021-05-25 倍耐力轮胎股份公司 用于分析轮胎的装置和方法
MX2018006046A (es) * 2015-12-16 2018-09-12 Pirelli Metodo y aparato para revisar neumaticos.
RU2722984C2 (ru) 2015-12-28 2020-06-05 Пирелли Тайр С.П.А. Установка и способ контроля шин
US10488302B2 (en) 2015-12-28 2019-11-26 Pirelli Tyre S.P.A. Device for checking tyres

Also Published As

Publication number Publication date
BR112018012635B1 (pt) 2022-11-08
EP3397938A1 (en) 2018-11-07
US20180372592A1 (en) 2018-12-27
US10883898B2 (en) 2021-01-05
EP3397938B1 (en) 2019-08-28
BR112018012635A2 (pt) 2018-12-04
WO2017141094A1 (en) 2017-08-24
CN108603813A (zh) 2018-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108603813B (zh) 用于检查轮胎的设备
US11359998B2 (en) Method for checking tyres in a tyre production line
US10935467B2 (en) Apparatus for checking tyres
US11029236B2 (en) Method and device for checking tyres
KR102737407B1 (ko) 타이어 검사 장치
CN107278261B (zh) 用于检查生产线中的轮胎的方法和设备
CN113167687A (zh) 用于检查轮胎的方法和站

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant