CN105579825A

CN105579825A - 用于轮胎的视觉检查的支撑和旋转装置及相关方法

Info

Publication number: CN105579825A
Application number: CN201480052588.3A
Authority: CN
Inventors: J·沙拉; C·莱奥巴尔
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2034-09-24
Also published as: EP3049789B1; WO2015044195A2; FR3011077A1; WO2015044195A3; FR3011077B1; US20160231202A1; EP3049789A2; US9903791B2; CN105579825B

Abstract

本发明涉及用于支持和转动轮胎(12)的装置(10)，装置(10)包括：用于对轮胎的第一侧胎圈进行定心的装置(14)；用于将所述胎圈锁定在定心位置的装置(16)；用于使轮胎绕其轴线X-X’转动的装置；以及用于对轮胎的第二侧胎圈进行夹持和定心的至少一个模块(20)；所述模块(20)设置有：至少一个内部展开辊(22)、至少一个外部保持辊(24)和至少一个定心辊(28)；内部展开辊(22)压靠在第二侧胎圈的内表面而轴向地可接合；外部保持辊(24)靠在所述第二胎圈的相对外表面而轴向地可接合，其中，所述展开辊和所述保持辊大致径向地延伸；定心辊(28)靠在所述第二侧胎圈而径向地可接合并且大致轴向地延伸。

Description

用于轮胎的视觉检查的支撑和旋转装置及相关方法

技术领域

本发明涉及轮胎的视觉检查领域。

更具体而言，本发明涉及这样一种装置：其用于保持和转动轮胎以使得可以对该轮胎表面进行视觉检查操作。

背景技术

视觉检查在轮胎制造过程中被广泛使用，并且更普遍地依赖于负责检验确保没有轮胎表面的可见缺陷存在的操作者的技术，以便确保轮胎的柔性(conformité)。

然而，随着基于计算机的装置的计算机能力的进步，轮胎制造商正在研发自动检查装置来辅助负责视觉检查的操作者。为此，可以使用包括照明装置与照相机的检查装置，所述照明装置与照相机设置为扫描待检查的轮胎胎面的横向胎圈的内外区域。每个照相机的视场有角度限制。为了获得轮胎内部和外部的完整图像，轮胎必须相对于照明装置并相对于照相机绕其轴线转动。然后对获取的数字图像进行处理，并且与参考图像进行比较，以便确定轮胎中是否可能存在任何表面与外观异常。为了了解详情，可以参考例如专利申请EP-A2-1959227、EP-A1-2023078以及EP-A1-2172737。

为了实现这种检查，适合使用这样的装置：其在轮胎转动时对轮胎进行准确地保持。文献US2008/0066532公开了一种驱动装置，其包括多个成对的钩状物，所述多个成对的钩状物压在轮胎的横向胎圈的内表面上，以使得它们彼此间隔开来。钩状物可以在用于保持和转动轮胎的接合位置与用于引入和移除轮胎的折叠位置之间移动。

上述装置具有以下主要缺点：在钩状物所支撑的区域中，无法获取轮胎的横向胎圈的内表面的图像。因此，在没有相对于钩状物来对轮胎进行第一角度重新定位的情况下，无法检查这些隐藏区域。

为了克服这一缺点，申请人研发了一种保持和转动系统，其包括定心环、锁定钩、两个内部保持辊以及外部保持辊；所述定心环用于对轮胎的第一横向胎圈进行定心；所述锁定钩用于将所述胎圈锁定至环；所述内部保持辊安装为压靠在轮胎的第二横向胎圈的内表面；所述外部保持辊对周向位于内部保持辊之间的第二胎圈的外表面进行压靠。进一步的细节可以参考专利申请WO-A1-2011/113711。

内部保持辊和外部保持辊的使用使得可以获取具有高几何精度的轮胎内部图像。为了在图像采集操作期间使轮胎的第二横向胎圈的移动最小化，系统还包括举升辊，所述举升辊安装为压靠在第二胎圈的内表面，以在与内部保持辊和外部保持辊所占据的部分互补的圆周部分处将所述胎圈轴向地上调。

然而，在胎圈与相关的侧壁变形太大的情况下，第二胎圈的这种朝向外侧的轴向上调会使得无法同时获取轮胎的外部图像。

因此，有必要提供一种额外的专用保持系统，其可以将轮胎保持于充气状态，以便获取具有良好的几何精度的轮胎外部图像。这显著地增加了用于对轮胎进行视觉检查的周期时间以及相关的成本。

发明内容

本发明致力于克服这些缺点。

更具体而言，本发明致力于提供一种用于保持和转动轮胎的装置，所述装置适合于可以同时获取轮胎的内部和外部的图像。

本发明还致力于提供一种这样的装置：其可以采用稳定、精确且可重复的方式来执行定心、保持与转动。

在一个实施方案中，所述装置旨在用于对包括胎面以及第一横向胎圈和第二横向胎圈的类型的轮胎进行保持与转动。所述装置包括定心装置、锁定装置、驱动装置以及至少一个用于轮胎的第二横向胎圈的夹持和定心模块，所述定心装置可以使得轮胎的第一横向胎圈定心；所述锁定装置可以将所述胎圈锁定在中心位置；所述驱动装置可以使轮胎绕其轴线转动。所述模块设置有至少一个内部间隔辊、至少一个外部保持辊以及至少一个定心辊；该内部间隔辊可以轴向地压靠在第二横向胎圈的内表面；所述外部保持辊可以轴向地支撑所述第二胎圈的相对外表面，所述间隔辊和所述保持辊大致径向地延伸；所述定心辊可以径向地支撑所述第二横向胎圈并且大致轴向地延伸。

借助所述装置，可以间隔并且轴向地保持与辊相关联的胎圈，同时保证所述胎圈准确地径向定心。借助一个或多个定心辊的存在来实现径向定心。此外，这种定心辊的存在意味着可以在轴向稍微间隔开并且封闭(fermée)稳定的位置处将轮胎的胎圈径向保持。因此，不需要像现有技术中那样计划轴向地上调胎圈，以便以稳定、精确并且可重复的方式来保持与转动。

因此，利用该装置，可以将轮胎保持在其外形近似于在充气状态下所得到的外形的位置处。这意味着可以在单个工作状态下同时获取轮胎的内部和外部的图像。

优选地，所述夹持和定心模块包括至少两个定心辊，所述定心辊可以周向地布置在内部间隔辊的每侧。

有利地，一个或多个定心辊可以径向地支撑轮胎的第二横向胎圈的孔。一个或多个定心辊可以为圆柱形。

优选地，所述模块的内部间隔辊可以相对于外部保持辊和定心辊而进行轴向平移运动。所述夹持和定心模块可以包括安装基座，在所述安装基座上安装有外部保持辊和定心辊，并且连杆可滑动地安装在所述基座并且支撑内部间隔辊。

在一个实施方案中，夹持和定心模块包括至少两个外部保持辊。优选地，外部保持辊周向地设置在内部间隔辊的每侧。内部间隔辊可以大致设置于由两个外部保持辊所划分的角扇区的中间。所述夹持和定心模块可以包括单个内部间隔辊。

所述装置可以进一步包括固定板，所述夹持和定心模块安装在所述固定板并且具有径向平移性。

在一个优选的实施方案中，所述装置包括多个彼此一致的、用于轮胎的第二横向胎圈的夹持和定心模块，所述夹持和定心模块可以有利地沿着圆周方向均匀地间隔开。

在一个优选的实施方案中，用于对轮胎的第一横向胎圈进行定心的定心装置包括环，并且锁定装置包括安装于所述环的可回缩钩状物。

本发明还涉及用于使用上述装置检查包括胎面以及第一横向胎圈和第二横向胎圈类型的轮胎的方法，所述方法包括以下步骤，在这些步骤期间：

-将轮胎的第一横向胎圈定心并且锁定于定心装置，

-在轮胎与内部间隔辊之间进行相对轴向运动，以便将所述辊轴向地设置于与轮胎的第二横向胎圈的内表面的高度不同的高度处，同时位于轮胎的内部空间，

-夹持和定心模块径向地展开，以使得定心辊的尺寸小于轮胎座，

-使轮胎旋转驱动进行工作，

-在轮胎与内部间隔辊之间进行相对轴向运动，以便在内部间隔辊与外部保持辊之间对轮胎的第二横向胎圈进行轴向挤压，

-夹持和定心模块径向地展开，以便使定心辊以对应于轮胎座的尺寸来径向地支撑第二横向胎圈，并且

-设置内部图像采集装置和外部图像采集装置，以获取轮胎内外表面的角度区域的图像。

附图说明

通过阅读由完全非限制性的示例呈现并且由以下附图所表示的一个实施方案的详细说明将更好地理解本发明，其中：

图1为根据本发明的一个实施方案的轮胎保持与转动装置的上部分的横截面示意图，

图2为图1的装置的下部分的局部立体图，并且

图3为图1的装置的下部分的立体图。

具体实施方案

图1至图3描述了整体由附图标记10表示的装置的示例性实施方案，其旨在用于保持与转动轮胎12。在所示出的示例性实施方案中，在假定轮胎12的轴线X-X’竖直的状态下，轮胎12绕其轴线转动。环形的轮胎12包括延伸至第一和第二相对侧壁的圆柱形胎面12a，所述第一和第二相对侧壁分别包括横向胎圈12b、12c。

装置10包括定心环14、钩状物16以及固定板18；轮胎的第一横向胎圈12b安装于定心环14；钩状物16用于将所述胎圈锁定于环；固定板18支撑用于轮胎的第二横向胎圈12c的多个夹持和定心模块20。

如图1中所示，与轮胎的轴线X-X’同轴的定心环14总体为环形，这适合于接收轮胎的第一横向胎圈12b。定心环14经由滚动轴承而连接至框架(未示出)，以通过由电机驱动的小齿轮与设置于环的周缘的齿条的啮合(所述齿条和所述小齿轮均未示出)来使得定心环14绕轴线X-X’转动。

钩状物16分布于定心环14的孔并且分别安装于所述环，钩状物16在非锁定位置(该非锁定位置使得轮胎可以装配或者移除)与锁定位置(在该锁定位置，钩状物16轴向地压靠在第一横向胎圈12b的内表面上，以便将钩状物16轴向地压靠在环上)之间绕轴线16a枢转。在锁定位置，第一横向胎圈12b在钩状物16与定心环14之间轴向地被挤压。在非锁定位置，钩状物16朝着轴线X-X’而径向向内地枢转。为了更详细地了解环14和钩状物16的设计与动力学特性，可以参考专利申请WO-A1-2011/113711。

当第一胎圈12b定心并锁定于环14时，通过在环的齿条上作用的、由电机驱动的小齿轮的致动而使轮胎12绕轴线X-X’转动。由电机驱动的小齿轮和齿条形成旋转驱动装置。假设轮胎的第一胎圈12b借助钩状物16而轴向地保持在定心环14上，则无论借助夹持和定心模块20而在第二胎圈12c上执行何种轴向与径向运动，所述轮胎的轴线X-X’与环的轴线都保持一致。

如图2和图3所示，夹持和定心模块20彼此相同，并且以均匀的圆周间隔设置在板18。在此情况下，模块20的数量为六个。板18为环形并且固定至桌台(未示出)。

在所示出的实施方案中，每个模块20包括内部伸展或间隔辊22、两个外部保持辊24、26以及两个定心辊28、30，其分别用来与轮胎的第二横向胎圈12c协作。每个模块20还设置有共同的安装基座32、连杆34以及框架36；外部保持辊和定心辊24至30安装在共同的安装基座32并且关于平移固定；连杆34安装为可以沿着轴向方向而在所述基座上滑动，并且支撑内部间隔辊22；基座32固定于框架36。成组的联接连杆(其不可见)安装于框架36，以使得连杆34可以轴向移动。辊22可以在靠近辊24至30的位置与远端或展开位置之间轴向地移动。

内部间隔辊22和外部保持辊24、26分别沿着径向方向的轴线延伸，并且安装为具有绕它们各自轴线的旋转的自由度。径向地延伸的辊22设计为用来轴向地支撑在轮胎的第二横向胎圈12c的内表面。径向延伸的辊24、26旨在轴向地支撑在轮胎的第二横向胎圈12c并且轴向地位于辊22的相对侧。辊24、26轴向紧紧地压靠在第二胎圈12c的外部面。辊24、26相对于辊22而轴向地向板18偏移(即，向下偏移)，并且周向地设置于所述辊的每侧。辊22大体设置在由辊24、26划分的角部分的中间。“角部分”表示由穿过轮胎的轴线X-X’并且连接辊24、26的轴线的半径所形成的角度。辊22的轴线大体设置于穿过角部分的平分线的径向平面。

在所示出的示例性实施方案中，内部间隔辊22具有截头圆锥形的外表面，所述外表面的顶点指向为径向向外。这在不造成损害的情况下可以对轮胎的第二胎圈12c的间隔与轴向保持进行支持。外部保持辊24、26具有圆形的外表面。

定心辊28、30分别沿着轴向方向的轴线延伸，并且安装有绕它们各自的轴线旋转的自由度。辊28、30具有圆柱形的外表面，并且设计为用来径向地支撑在轮胎的第二横向胎圈12c的孔。每个辊28、30的轴向外表面形成胎圈12c的径向邻接表面。轴向延伸的辊28、30周向地设置于辊22的每侧。分别位于辊22的同一侧的辊24和28以及26和30位于穿过轴线X-X’的同一个径向平面。

支撑每个模块20的框架36安装为可以在板18上进行径向平移移动。为此，在面向轮胎12的板18的面上形成有多个槽38，以使得框架可以滑动。这种滑动可以通过任何合适的方式来进行，例如通过齿条或者通过作动筒(vérins)来进行。对于每个夹持和定心模块20，辊22至30可以在折叠或缩回位置(在该位置，辊22至30布置为使得可以装配或移除轮胎12)与径向向外展开的位置(在该位置，辊22至30与轮胎的第二胎圈12c接触)之间沿着径向方向共同地移动。此外，借助于连杆34的滑动，辊22可以相对于模块20的其他辊24至30进行轴向移动。

如同下文将描述的，装置10还包括用于对轮胎12进行视觉检查的内部图像采集装置和外部图像采集装置(未示出)。每个采集装置可以包括激光器或者缝隙灯类型的照明装置和一个或多个照相机(例如面阵照相机)；所述照明装置形成光平面，并且与轮胎12的会合形成直线；所述照相机可以获取从轮胎12反射出来的光线。例如，内部图像采集装置和外部图像采集装置的数量可以分别为三个。

为了利用装置10来检查轮胎12，进行如下过程。在第一步骤，定心环14使得轮胎的第一横向胎圈12b保持水平，以便在环上将所述胎圈定心。接下来，在第二步骤，钩状物16从未锁定位置移动至锁定位置，以便在钩状物16与环14之间使轮胎的第一径向胎圈12b轴向地被挤压。

在第三步骤，支撑轮胎12的定心环14朝着板18而轴向降低，以使得内部间隔辊22位于比第二横向胎圈12c的内面更高的高度，并且使得外部保持辊24、26位于比胎圈的外部面更低的高度。在该操作期间，相对于模块的辊14至30，每个模块20的辊22处于展开的轴向位置。此外，在该操作期间，每个模块20的辊22至30处于朝向轮胎的轴线X-X’缩回的径向位置，以使得内部间隔辊22和定心辊28、30可以在第二横向胎圈12c的高度处穿过轮胎12的内部空间。

在随后的第四步骤，框架36的整体径向向外移出，直到定心辊28、30紧邻轮胎的第二横向胎圈12c的孔，同时框架36与第二横向胎圈12c的孔保持距离。辊28、30移动直到预定的径向尺寸小于轮胎12的座，例如，比所述座小五毫米。“轮胎的座”指的是轮胎安装于相关的轮缘处的内径。在辊接近阶段的最后，内部间隔辊22位于轮胎12的内部空间，同时径向和轴向地位于第二横向胎圈12c的内表面之上，并且外部保持辊24、26位于该内部空间之外，并且径向和轴向地位于胎圈的外部面之下。在辊22至30的所述辊接近阶段，轮胎12绕其轴线X-X’旋转。

接下来，在第五步骤，在借助定心环14的移动而使轮胎沿着轴向方向轻微地上升的同时，辊22朝着轮胎的第二横向胎圈12c轴向地降低，从而使得辊22轴向地压靠在第二横向胎圈12c的内面，并且使所述胎圈朝着外部轴向地分离，即，朝着第一胎圈12b的相对侧而轴向地分离。在该位置下，辊24、26通过轴向地压靠在第二胎圈12c的外部面而保持第二胎圈12c。在该位置下，辊24、26仅仅靠着胎圈12c的内面来轴向地进行按压，而不与所述胎圈的孔进行径向接触。

在随后的第六步骤，框架36进一步径向向外移动，以使得定心辊28、30径向地支撑在轮胎的第二横向胎圈12c的孔。辊28、30向外径向地展开至对应于轮胎12的座的径向尺寸。

在第七步骤，轮胎12的旋转停止，并且将内部图像采集装置引入至轮胎，以获取轮胎内表面的预定角度的角区域的图像。优选地借助由环形板18来划分的中央通道而引入内部采集装置，并且采用用来检查轮胎12的内部空间的一部分(该部分位于轮胎的对称平面与第二横向胎圈12c之间并且完全没有辊22至30的存在)的方式设置内部采集装置。在该步骤期间，外部图像采集装置也设置在轮胎12的外部，并且具有获取轮胎12的外表面的角区域(该区域优选地位于轮胎的对称平面与第二胎圈12c之间)的图像的视野。

接下来，在第八步骤，轮胎12旋转以使得轮胎12绕其轴线X-X’旋转通过360°，从而使得固定的图像采集装置获取全部的图像，这些图像使得可以形成位于轮胎的对称平面与第二横向胎圈12c之间的、轮胎12的内表面的第一半部分的图像和相应的外表面的图像。

最后，在最后的第九步骤，轮胎12的转动停止，内部图像采集装置和外部图像采集装置被移除，辊22轴向上升，然后框架36向内径向地返回至缩回位置，然后使得轮胎12可以被移除。

然后，可以翻转轮胎12，以使得可以重复如上所述的顺序操作，以便获取轮胎的内表面的第二半部分的图像和外表面的图像。随后，在把所获得的第一图像和第二图像并置时得到轮胎12的完整图像。

当轮胎12绕其轴线X-X’转动时，与夹持和定心模块20相关联的胎圈使辊22至30(辊22至30通过所述辊而被轴向地夹持和径向地保持于内部)滚转。通过压靠内部侧，辊22可以使得胎圈轴向分离，并且辊24、26在外部提供胎圈的轴向邻接与保持。辊28、30将胎圈定心，并且径向地保持胎圈。从而，在借助轮胎的其他胎圈而执行旋转驱动期间，采用稳定、精确并且可重复的方式来轴向和径向地保持侧壁和相关的胎圈。与夹持和定心模块20相关联的胎圈保持在稳定位置(该稳定位置在排气状态封闭)并且轴向地分开一点，使得可以同时获取轮胎12的内部和外部的图像。

在所示出的示例性实施方案中，每个保持与定心模块包括单个间隔辊22、处于展开位置的两个保持辊24、26以及两个定心辊28、30。在不脱离本发明的范围的情况下，对于这些辊类型中的每一种和/或不同的相对布置，也可以提供不同数量的辊。

在所示出的示例性实施方案中，装置包括多个用于轮胎的第二横向胎圈的保持与定心模块。保持与定心模块的数量与打算使用的图像采集装置的数量有关。作为选择，当只打算使用一个图像采集装置时，可以利用单个模块，以实现被检查的轮胎的角区域的轮胎胎圈的良好定心。

如图中所示的装置10，使得轮胎12可以轴向保持、径向定心以及周向转动的装置10布置有如下方向：其具有竖直轴线，并且布置为锁定轮胎的上胎圈，并对下胎圈进行保持和定心。作为选择，可以设想相对轴向的布置。在另一种可选形式中，还可以使用如下定向的装置：其轴线为水平的或者轴线为倾斜的。

Claims

1.一种用于保持与转动包括胎面以及第一横向胎圈和第二横向胎圈的类型的轮胎的装置，所述装置包括定心装置(14)、锁定装置(16)以及驱动装置，所述定心装置(14)能够将轮胎的第一横向胎圈定心；所述锁定装置(16)能够将所述胎圈锁定在定心位置；所述驱动装置能够使轮胎绕其轴线(X-X’)转动，其特征在于，所述装置进一步包括至少一个用于轮胎的第二横向胎圈的夹持和定心模块(20)，所述夹持和定心模块(20)设置有至少一个内部间隔辊(22)、至少一个外部保持辊(24)以及至少一个定心辊(28)；所述内部间隔辊(22)能够轴向地压靠第二横向胎圈的内面；所述外部保持辊(24)能够轴向地支撑所述第二胎圈的相对外部面，所述间隔辊和所述保持辊大致径向地延伸；所述定心辊(28)能够径向地支撑所述第二横向胎圈并且大致轴向地延伸。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述夹持和定心模块(20)包括至少两个定心辊(28、30)。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，定心辊(28、30)周向地布置在内部间隔辊(22)的每侧。

4.根据前述权利要求的任一项所述的装置，其中，一个或多个定心辊(28、30)能够径向地支撑轮胎的第二横向胎圈的孔。

5.根据前述权利要求的任一项所述的装置，其中，一个或多个定心辊(28、30)为圆柱形。

6.根据前述权利要求的任一项所述的装置，其中，相对于外部保持辊(24)和定心辊(28)，所述模块的内部间隔辊(22)轴向地能够移动。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述夹持和定心模块(20)包括安装基座(32)，在所述安装基座(32)上安装有外部保持辊(24)和定心辊(28)，并且连杆(34)能够滑动地安装在所述基座并且支撑内部间隔辊(22)。

8.根据前述权利要求的任一项所述的装置，其中，夹持和定心模块(20)包括至少两个外部保持辊(24、26)。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，外部保持辊(24、26)周向地设置在内部间隔辊(22)的每侧。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其中，内部间隔辊(22)大致设置于由两个外部保持辊(24、26)所划分的角扇区的中间。

11.根据前述权利要求的任一项所述的装置，其中，所述夹持和定心模块(20)包括单个内部间隔辊(22)。

12.根据前述权利要求的任一项所述的装置，包括固定板(18)，所述夹持和定心模块(20)安装在所述固定板(18)并且具有径向平移性。

13.根据前述权利要求的任一项所述的装置，包括多个用于轮胎的第二横向胎圈的彼此相同的夹持和定心模块(20)。

14.根据权利要求13所述的装置，其中，夹持和定心模块沿着圆周方向均匀地间隔开。

15.一种使用根据权利要求1至14中任一项所述的装置而用于检查包括胎面以及第一横向胎圈和第二横向胎圈的类型的轮胎的方法，所述方法包括以下步骤，在这些步骤中：

-对轮胎的第一横向胎圈进行定心并且锁定在定心装置，

-使得在轮胎与内部间隔辊之间进行相对轴向运动，以便在所述辊位于轮胎的内部空间的同时，将所述辊轴向地设置在与轮胎的第二横向胎圈的内表面的高度不同的高度处，

-径向地展开夹持和定心模块，以使得定心辊的尺寸小于轮胎的座，

-激活轮胎旋转驱动，

-在轮胎与内部间隔辊之间进行相对轴向运动，以便使轮胎的第二横向胎圈在内部间隔辊与外部保持辊之间轴向地被挤压，

-径向地展开夹持和定心模块，以便使定心辊以对应于轮胎的座的尺寸来径向地支撑第二横向胎圈，并且

-设置内部图像采集装置和外部图像采集装置，以获取轮胎内外表面的角区域的图像。