CN108603814A - 用于检查轮胎的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于检查轮胎的设备，所述设备包括：支撑件，其适于接收搁置在其上的所述轮胎；变形系统，其构造成通过物理接触在所述轮胎上形成内表面的弹性变形部分和外表面的弹性变形部分；第一光源和第一相机，所述第一光源适于发射第一光辐射以利用漫射光辐射照射所述外表面的变形部分，所述第一相机适于检测所述外表面的被照射的变形部分的第一图像，并且适于产生代表检测到的所述第一图像的至少一个控制信号；第二光源和第二相机，所述第二光源适于发射第二光辐射以利用掠射光辐射照射所述内表面的变形部分，所述第二相机适于检测所述内表面的被照射的变形部分的至少一个第二图像，并且适于产生代表检测到的所述至少一个第二图像的至少一个控制信号；移动构件，其适于使所述支撑件相对于所述第一光源、所述第二光源以及所述变形系统围绕所述轮胎的旋转轴线相对旋转；和处理单元，其构造成使得当所述第一光源和所述第二光源照射所述外表面的变形部分和所述内表面的变形部分时，所述变形系统起作用并且所述移动构件赋予所述相对旋转。

Description

用于检查轮胎的设备和方法
技术领域
本发明涉及用于例如在轮胎生产线中检查轮胎的设备和方法，特别是用于检查在轮胎表面上或附近，更特别地，在轮胎外壁的内表面和外表面上或附近可能存在缺陷的设备和方法。
背景技术
通常，轮胎在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性，例如，胎面花纹和/或内部结构)。
本文识别轮胎的两个部分：胎冠和外壁。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“外壁”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延伸直抵胎圈，即，直到轮胎的两个内端边缘为止，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，每面外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增强结构接合的相应地相对的端部边缘，所述环形增强结构通常称为“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。
外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外壁的内侧部部分之间的部分(换句话说，两个胎肩对应于轮胎的两个轴向外圆形“边缘”)。胎肩具有基本垂直于旋转轴线的圆形延伸部。
术语“曲率半径”意指轮胎元件的表面在任何径向截面(即，包括所述旋转轴线(轮胎的径向截面通常在整个轮胎上不发生变化))上的局部曲率半径。
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。如果没有进一步说指定，则术语“光”和“光辐射”可互换使用。
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尺度(通常为256水平或色调)中的单个值构成，该值例如代表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，行数介于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会被投放市场和/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，该操作人员花费预定时间，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。
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。
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。
本申请人还已经观察到，为了能够在轮胎生产装备内“在线”使用检查，必须在更短的时间内以及在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以突出可能的缺陷来检查轮胎的方法和/或设备是优选的，其针对这种检查所耗费的时间段保持在上述有限的“循环时间”段内并且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的全局检查的方法是“并行地”寻找不同的缺陷，即，在同一时间段内：在这种情况下，提供多于一个装置可能是有利的，每个所述装置用于识别一个缺陷。然而，并行地提供多于一个装置增加了轮胎生产线在其关于实施检查的部分中的复杂性。此外，通过存在于多个装置中的光源提供轮胎的部分的“照射”可能导致通过一个光源执行的照射与通过不同光源执行的照射之间发生不期望的干扰。
然而，本申请人已经观察到，提供分别分析轮胎的内侧部分和外侧部分的两个装置使得装置本身之间发生相互作用的可能性最小化，无论是在照射的相互作用方面，还是在装置运动中发生物理相互作用的方面。
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，如轮胎的外壁的非平坦表面，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。在用于检查胎体的外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外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外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。
本申请人已经观察到，尽管在文献WO 2015/004587中教导了可以通过压缩轮胎的一部分并且在靠近变形区域的内侧和外侧都照射轮胎来同时检测轮胎的内表面和外表面中的缺陷，但是在所描述的构造中，并不总是能够识别轮胎中要检测的缺陷中的一些。本申请人确实已经理解的是只有当两种不同装置和能够由不同装置发射的两种不同类型的照射相互组合时才可以非常可靠地检测轮胎的内表面和外表面处的缺陷。实际上，使用相同的照射或使用不正确的照射类型来检查整个轮胎将导致检测不足或通过图像处理很难检测到某些缺陷并且尤其是某些二维缺陷，即，不涉及表面高度改变的缺陷，如例如匹配边缘处的切口。
因此，本申请人已经设定了设计用于检查轮胎的方法和设备的问题，该方法和设备能够在变形的条件下获取轮胎表面(内表面和外表面)的图像，特别是用于同时检测轮胎表面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具有这样的检测设备使得可以根据希望识别的缺陷类型以最合适的方式同时照射轮胎的变形表面的外侧部分和轮胎的变形表面的内侧部分并且可以在漫射光和掠射光两者中获取图像(这对于上述轮胎检查的目的是特别有用的)，该检测设备包括适于使轮胎的一部分变形的变形系统和与两个不同的相机相关联的至少两个相互不同的光源，其中，两个光源中的一个能够相对于另一个光源发射不同类型的光辐射。
更确切地说，本申请人已经最终发现了这样的方法和设备使得可以快速检查轮胎，同时以可靠和准确的方式检测甚至不同的缺陷，在所述方法和设备中，提供第一光源以用于针对轮胎的外表面的变形部分发射漫射光，所述第一光源与第一相机相关联，提供第二光源以用于针对轮胎的内表面的变形部分发射掠射光，因而获取第一图像和第二图像，内表面和外表面的部分可能通常具有不同的缺陷或者可能需要不同的照射以为了能够检测到这种缺陷。与表面的被照射部分或其至少一部分的变形同时地实施内部和外部的照射。
发明内容
根据第一方面，本发明涉及一种用于检查轮胎的设备。
优选地，提供适于在其上接收所述轮胎的支撑件。
优选地，提供变形系统，其构造成通过物理接触在所述轮胎上形成内表面的弹性变形部分和外表面的弹性变形部分。
优选地，该设备包括：第一光源，其适于发射第一光辐射以利用漫射光辐射照射所述外表面的变形部分；第一相机，其适于检测所述外表面的被照射的变形部分的第一图像，并且适于产生代表检测到的所述第一图像的至少一个控制信号；以及第一控制单元，其驱动所述第一光源和所述第一相机。
优选地，提供了：第二光源，其适于发射第二光辐射以利用掠射光辐射照射所述内表面的变形部分；第二相机，其适于检测所述内表面的被照射的变形部分的至少一个第二图像，并且适于产生代表检测到的所述至少一个第二图像的至少一个控制信号；以及第二控制单元，其驱动所述第二光源和所述第二相机。
优选地，提供移动构件，其适于使所述支撑件相对于所述第一光源、所述第二光源以及所述变形系统围绕轮胎的旋转轴线相对旋转。
优选地，提供处理单元，其构造成使得当所述第一光源和所述第二光源照射所述外表面的变形部分和所述内表面的变形部分时，所述变形系统起作用并且所述移动构件施予所述相对旋转。
根据第二方面，本发明涉及一种用于在轮胎生产线中检查轮胎的方法。
优选地，可以预见的是提供待检查的轮胎。
优选地，可以预见的是使所述轮胎的外表面的一部分变形，以便形成内表面的弹性变形部分和外表面的弹性变形部分。
优选地，可以预见的是与上述变形同时地，利用由第一光源发射的第一漫射光辐射照射所述外表面的变形部分。
优选地，可以预见的是通过第一相机获取所述外表面的变形和被照射的部分的第一图像。
优选地，可以预见的是与上述变形同时地，利用由第二光源发射的第二掠射光辐射照射所述内表面的变形部分。
优选地，可以预见的是通过第二相机获取所述内表面的变形和被照射的部分的至少一个第二图像。
优选地，可以预见的是在所述变形和照射期间，使所述轮胎相对于所述第一光源和所述第二光源围绕轮胎的旋转轴线相对旋转。
本申请人考虑提供这样的方法和设备，其中，同时存在三个装置，换句话说，同时存在变形系统、用于照射外表面的一部分并且与第一相机相关联的第一光源以及用于照射轮胎内表面的一部分并且与第二相机相关联的第二光源使得可以更快且更可靠地以低成本检查轮胎。以这种方式，实际上，当轮胎的一部分通过变形系统变形时，同时可以检测轮胎的两个不同位置中的两种类型的缺陷。本申请人确实认为已经研究并提供了这样的方法和设备，其中，可以使用第一光源组合第二光源来最小化通过压缩进行许多不同测量所需的时间，所述第一光源发射漫射光并且被优化以用于照射轮胎外表面的变形部分中的可见缺陷，所述第二光源用于以优化的方式照射轮胎的第二部分以检测另一种类型的缺陷。有利地，与照射同步地，通过第一相机和第二相机检测第一图像和第二图像。
在前述方面中的至少一个中，本发明还可以具有下文所述的优选特征中的一个或多个。
优选地，第二相机限定光学平面，并且所述第二光源包括：第三子光源，其适于发射光辐射以利用掠射光辐射照射所述内表面的变形部分；以及第四子光源，其适于发射光辐射以利用掠射光辐射照射所述内表面的变形部分，所述第三子光源和所述第四子光源相对于所述光学平面布置在相对的半平面上。
在第二光源包括第三子光源和第四子光源的该情况中，布置在检测系统的光学平面的两侧的光源的对称性允许更容易地比较在利用第三子光源或第四子光源的光辐射照射内表面的部分时由第二相机检测到的图像。这些照射在两种情况下都是掠射，但它们因其不同的——优选地镜面的——空间起源而不同。
更优选地，所述第三子光源和所述第四子光源相对于所述光学平面对称布置。
如上所述，子光源的对称性允许更容易地比较通过第三子光源和第四子光源交替照射所检测到的图像。
优选地，该设备包括第三光源，其适于发射第三光辐射，以利用漫射光辐射照射所述内表面的变形部分。
第三光源优选地发射这样的光辐射，所述光辐射在内表面的部分的高度处在内表面的变形部分上漫射，而第三子光源和/或第四子光源在表面的第二部分上发射这样的光辐射，所述光辐射在表面的第二部分的高度处掠射。有利地，通过利用两种不同类型的光辐射(掠射和漫射)获得变形内表面的许多图像以识别缺陷允许通过比较利用不同照射的图像来更容易地检测缺陷。
更优选地，所述第二相机限定光学平面，并且所述第三光源相对于所述光学平面对称布置。
有利地，如上所述，光源的对称性允许更简单地处理由被照射的表面部分检测到的图像。
优选地，所述第一控制单元和第二控制单元构造成驱动所述第三子光源、所述第四子光源和所述第三光源中的至少一个以及所述第一光源，使得同时发生所述外表面的变形部分和所述内表面的变形部分的照射。
有利地，两个表面部分(外表面和内表面)的变形和照射同时发生，以缩短用于检查轮胎的时间。在第一光源和/或第二光源包括多于一个子光源的情况下，通过第一光源的子光源中的至少一个子光源和第二光源的子光源中的至少一个子光源同时实施照射，所述子光源同时分别用漫射辐射和掠射辐射照射外表面和内表面。
优选地，该设备包括适于移动所述第一光源和所述第一相机的第一臂。
优选地，该设备包括第二机器人臂，其适于移动所述第二光源和所述第二相机。
优选地机器人化的臂允许第一相机和/或第二相机与相关联的光辐射源沿着所有空间方向最佳移动，以便以最佳方式定位在空间中以用于正确照射轮胎的外变形表面和/或内变形表面的部分。
优选地，所述第一光源与所述第一相机成一体。
优选地，所述第二光源与所述第二相机成一体。
优选地，所述第三光源与所述第二相机成一体。
有利地，第一相机与第一光源制成一体，并且类似优选地，第二相机也与第二光源和/或第三光源制成一体，使得优选地机器人化的臂可以使得它们以单一运动移动。因此，优选地，相机和各个光源之间的相对位置是固定的。
优选地，所述第一相机是线性相机。
优选地，所述第二相机是线性相机。
用于获取图像的一种类型的相机例如是限定目标线的线性相机，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，所述第二相机限定光学平面，并且其中所述设备包括反射元件，所述反射元件限定垂直于所述光学平面布置的反射平面。
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，将相机定位在光源“后面”以便直接检测由轮胎内表面反射的光将使得该装置不适于检查轮胎内表面的一些部分，特别是关于对应于侧壁和胎肩的内表面的部分，这是因为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相机之间的不同定位，以便获得非常紧凑的装置，特别是在一个方向上特别紧凑的装置。
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，所述反射平面和所述第二相机的至少部分地穿过所述内表面的变形部分的焦平面之间的最小距离小于所述第二光源和所述焦平面之间的最小距离。
本申请人认为，优选的是能够接近到距离轮胎内表面相对短的距离，以便以高光强度照射轮胎，而同时不使用会导致高散热的功率的光源。本申请人已经发现，由于优选地存在不同光源以具有对于检测缺陷而言最佳的不同类型的照射(掠射和漫射)以及在待照射的表面部分中的高光强度，这方面还涉及装置尺寸在一方向上相对“加宽”，所有这些光源都在该方向上定位在光学平面的侧部处。因此，本申请人认为，通过提供作为与要检查的表面“最接近”的元件的反射元件以及使光源保持更远允许最小化由光源发射的由轮胎的表面部分反射并且由第二相机检测的光的光路的距离，因此利用光源产生的整个光强度并且同时最小化装置和轮胎之间接触和导致损坏的风险。
优选地，所述处理单元构造成驱动所述变形系统，以在所述轮胎的胎肩的外表面的一部分上形成弹性变形部分。
优选地，所述处理单元、所述第一控制单元和所述第二控制单元构造成驱动所述第一光源以利用漫射光辐射照射所述轮胎的侧壁的外表面的变形部分，同时所述变形系统作用于所述胎肩的所述外表面并且所述移动构件赋予所述相对旋转。
优选地，所述处理单元、所述第一控制单元和所述第二控制单元构造成驱动所述第二光源以利用掠射光辐射照射所述轮胎的所述胎肩的内表面的变形部分，同时所述变形系统作用于所述胎肩的所述外表面并且所述移动构件赋予所述相对旋转。
优选地，所述处理单元构造成驱动所述变形系统，以在所述轮胎的侧壁的外表面的一部分上形成弹性变形部分。
优选地，所述处理单元、所述第一控制单元和所述第二控制单元构造成驱动所述第一光源以利用漫射光辐射照射所述轮胎的胎肩的外表面的变形部分，同时所述变形系统作用于所述侧壁的外表面并且所述移动构件赋予所述相对旋转。
优选地，所述处理单元、所述第一控制单元和所述第二控制单元构造成驱动所述第二光源以利用掠射光辐射照射所述轮胎的所述侧壁的内表面的变形部分，同时所述变形系统作用于所述侧壁的所述外表面并且所述移动构件赋予所述相对旋转。
本申请人认为，通过压缩和同时照射内表面和外表面的变形部分，在以下情况下关于检测到的缺陷方面获得最佳结果：胎肩的一部分被压缩并且同时从外部照射侧壁的一部分而从内部照射胎肩的一部分，或者侧壁的一部分被压缩并且同时从外部照射胎肩的一部分而从内部照射对应于侧壁的一部分。
优选地，所述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。优选地，轮胎被设定旋转并且辊的位置保持不变，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，所述推力辊包括沿着所述旋转轴线位于中央部分处的具有增大截面的部分以及沿着所述旋转轴线位于推力辊的一端处的具有减小截面的部分。具有增大截面的中央部分优选地定位在希望寻找缺陷的胎肩或侧壁区域。然而，在某些情况下，拥有大尺寸的中央部分在越过轮胎块体时可能产生振动。由于这个原因，因此辊本身的轴向端部逐渐变细是优选的，使得辊的压缩所涉及的表面面积受限并且可调节。
优选地，所述移动构件适于使所述支撑件相对于所述第一光源、所述第二光源和所述变形系统围绕所述轮胎的旋转轴线相对旋转，以用于围绕轮胎的所述旋转轴线旋转至少360°。
以这种方式，完整地检查轮胎。
优选地，利用由第二光源发射的第二掠射光辐射照射所述内表面的变形部分包括利用来自相对于由所述第二相机限定的光学平面的对置半平面的第四掠射光辐射和第五掠射光辐射照射所述内表面的变形部分。
在第二照射包括在检测系统的光学平面的两侧处发射的第四光辐射和第五光辐射的情况中，照射的对称性允许更容易地比较在利用第四光辐射或第五光辐射照射内表面的部分时由第二相机检测的图像。这些照射再次为掠射，但它们因其不同的——优选地镜面的——起源而不同。
更优选地，可以预见的是在与利用所述第五掠射光辐射照射所述内表面的变形部分的不同时刻利用所述第四掠射光辐射照射所述内表面的变形部分。
为了利用多于一种类型的照射获得内表面的变形部分的图像，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，优选地交替地利用一种或另一种类型的光辐射(皆为掠射，但是来自不同的半平面)照射并在每次照射时通过第二相机获取图像。因此，优选地，在第二相机与其获取图像以及接通第三子光源或第四子光源之间提供同步。
优选地，与上述变形同时地，可以预见的是利用第三光源发射的第三漫射光辐射照射所述内表面的变形和被照射的部分。
以这种方式，有利地，利用两种不同类型的光辐射(漫射和掠射)照射内变形表面，以通过比较由两种不同光辐射获得的图像来更精确地突出缺陷。
优选地，可以预见的是在与利用所述第四掠射光辐射照射所述内表面的变形部分或利用所述第五掠射光辐射照射所述内表面的变形部分不同的时刻利用所述第三漫射光辐射照射所述内表面的变形部分。
为了利用多于一种类型的照射获得内表面的变形部分的图像，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，优选地交替地利用一种或另一种类型的光辐射(一种为漫射而一种为掠射)照射并在每次照射时通过第二相机获取图像。因此，优选地，在第二相机获取图像和接通第三光源或第三子光源或第四子光源之间预见同步。
优选地，可以预见的是与利用所述第三子光源、所述第四子光源和所述第三光源中的至少一个照射同时地利用所述第一光源照射，使得同时发生所述外表面的变形部分和所述内表面的变形部分的照射。
优选地，通过施加力执行所述变形。
更优选地，所述力包括沿着所述轮胎的旋转轴线的方向的分量。因此，轮胎沿其旋转轴线“被压缩”以突出显示缺陷，如例如可能沿着其侧壁或胎肩形成的切口。
更优选地，所述力的所述分量沿着朝向所述轮胎的中面的方向。有利地，轮胎从外侧朝向内侧被压缩，即，通过将力施加在其外表面的面向轮胎内侧的部分中来压缩轮胎。
优选地，可以预见的是将所述第一光源朝向所述外表面的变形部分带到与其相距介于约55mm和约75mm之间的距离。例如，所述距离可以等于65mm。
优选地，可以预见的是将所述第二光源朝向所述内表面的变形部分带到与其相距介于约50mm和约60mm之间的距离。
本申请人认为，光源和待照射表面(内表面或外表面)之间的这些距离范围是尽可能接近该表面以便在照射表面的过程中利用光源功率的所需距离和碰触轮胎的风险之间的最佳折衷。
优选地，可以预见的是从所述轮胎去除所述变形。
优选地，可以预见的是进一步使所述轮胎的外表面的不同部分变形，以便产生外变形表面的另外部分和内变形表面的另外部分。
优选地，可以预见的是与上述进一步变形同时地，利用所述第一漫射光辐射照射所述外表面的另外变形部分。
优选地，可以预见的是通过所述第一相机获取所述外表面的另外变形和被照射的部分的第三图像。
优选地，可以预见的是与上述进一步变形同时地，利用所述第二掠射光辐射照射所述内表面的另外变形部分。
优选地，可以预见的是通过所述第二相机获取所述内表面的另外变形和被照射的部分的至少一个第四图像。
优选地，可以预见的是在所述变形和照射期间，使所述轮胎相对于所述第一光源和所述第二光源围绕轮胎的旋转轴线相对旋转。
本申请人认为在轮胎的两个至少部分不同的部分中同时从内侧以及外侧压缩和照射轮胎是最佳的。因此，有利的是，例如通过使得外表面的第一部分变形并与此同时照射变形的内表面和外表面来实施第一次检查，然后通过将变形区域移动到外表面的至少部分与第一部分不同的第二部分中并通过内侧和外侧照射重复检查来实施第二次检查。优选地，第一部分是轮胎侧壁的一部分，而第二部分是轮胎胎肩的一部分。
附图说明
从根据本发明的用于检查轮胎的设备和方法的一些示例性但非排他性实施例的详细描述，其它特征和优势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，所述附图仅用于指示而非限制目的，在所述附图中：
-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)，其适于以侧壁支撑轮胎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竖直方向布置。支撑件102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。用于轮胎的支撑件可以可能地构造成锁定轮胎，例如锁定相应的搁置胎圈或外胎面带。因此，搁置在支撑件中的轮胎200限定了自由侧表面，该自由侧表面表示未搁置在支撑件上而在具有垂直于支撑件的平面的轴线Z的坐标轴系统中面向上的表面部分。
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中以虚直线表示)。轮胎由胎冠203和外壁204组成。继而，外壁各自由胎肩区域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包括例如由处理单元180(在图1中以示意性方式可见)移动的变形系统130，所述变形系统与轮胎接触，优选地与轮胎的外壁204接触，以使其一部分变形，例如，优选地通过将力施加在外壁204上，以便使其一部分变形，更优选地沿着中面202的方向变形。
优选地，变形系统130包括压缩构件131和定位致动器132，该定位致动器适于沿着压缩力的方向使得压缩构件移动。作为示例，定位致动器132可以是气动缸。因此，压缩构件131可以被带到与轮胎200接触或远离。优选地，压缩构件131包括推力辊。
优选地，推力辊可围绕其旋转轴线旋转，在图2和3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并且穿过外壁的承受变形的部分的径向方向的平面上。优选地，在没有力的情况下，换句话说在休止位置中，压缩辊的轴线119垂直于轮胎的轴线。在操作中，辊的轴线可以与垂直于轮胎的轴线的状态(例如，如图2中所示)不同，例如在与垂直状态偏离30°的范围内。
此外，在图4中详细可见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，变形系统130包括径向移动构件(未示出，例如用于引导径向移动的另外的电动机以及引导件和滑动块系统)，其适于使得变形构件和定位致动器成一体沿着轮胎的径向方向移动。因此，可以在不使用时将变形元件带离轮胎。
优选地，变形系统130适于使轮胎200的外壁的一部分弹性变形，优选地通过将上述推力辊按压在属于外壁的所述部分的外接触表面上，在该外接触表面上施加压缩力。沿着轮胎的旋转轴线在外接触表面上所施加的力或所赋予的运动是预定的并且取决于待检查的轮胎类型。根据类型和型号，轮胎200可以具有不同的弹性和可变形性，因此由变形系统130施加的力或赋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，由作用在轮胎外表面的一部分上的变形系统130产生的变形因此限定了轮胎外表面的变形部分和轮胎内表面的变形部分。
设备1包括第一臂220a，所述第一臂优选地是机器人臂，第一装置10a安装在所述第一臂上；特别地，第一装置10a包括用于与第一臂220a的端部相联的第一附接构件19a。第一臂220a仅在图2和3中非常示意性地表示。优选地，第一臂220a是拟人机器人臂，甚至更优选地，它是具有至少五根轴/自由度的拟人机器人臂。
第一装置10a适于照射和检测轮胎200的外表面上的图像，特别是推力辊使其变形的外表面部分上的图像。
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相机105a。相机105a优选地是线性相机，所述线性相机具有位于穿过第一线性相机105a的第一光学平面107a上的目标线106a。此外，第一相机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，第一相机105a的光学平面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)。
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并且布置在光学平面107a的两侧而且相对于所述光学平面对称。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，所述平面P1基本上平行于第一线性相机105a的焦平面121a并且与其相距介于约55mm和约75mm之间的值d1a，作为示例，该值等于约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(图6中的虚线114)，其优选地基本上平行于光学平面107a延伸并因此平行于第一目标线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；和沿着垂直于主延伸方向114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°(图9)。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装置的实施例的表示。
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目标线106a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相机105a以获取线性表面部分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适于驱动变形元件130和第一臂220a，以使变形元件130朝向或远离轮胎200以使表面的一部分变形或不发生变形，而第一臂220a将第一装置10a带到距待照射和待检查的轮胎的外表面的预定距离处。
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优选机器人臂220b移动。优选地，第二臂220b是拟人机器人臂，甚至更优选地其是具有至少五根轴/自由度的拟人机器人臂。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内表面的因变形系统130变形的部分。
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相机105b。第二相机105b优选地是线性相机，其具有位于穿过同一相机105b的光学平面107b上的第二目标线106b。此外，第二相机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，光学平面107b和焦平面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的与目标线106b重合(例如，当表面部分是平面时)或靠近目标线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分别位于相对于光学平面107b的相对侧并且与所述光学平面等距，使得来自相对于第二相机105b的光学平面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相机105b的焦平面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光学平面107b的两侧上并且相对于该第二平面对称。更具体地，第三光源109的第五子光源112a和第六子光源112b相对于光学平面107b对称布置并且更优选地与所述光学平面等距，第七子光源112c和第八子光源112d相对于光学平面107b对称布置并且更优选地与所述光学平面等距。
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，当两个子光源通过称为P2的平面连结时(图11)，它们限定平面P2，所述平面基本上平行于第二线性相机105b的焦平面121b并且与其相距介于约85mm和约95mm之间的值d3a。类似地，第三光源109的第七子光源112c和第八子光源112d与焦平面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相机105b的焦平面121b并且与其相距介于约75mm和约85mm之间的值。
优选地，第五子光源112a与焦平面121b之间以及第六子光源112b与第二线性相机105b的焦平面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d2a＝d2b。更优选地，第七子光源112c与焦平面121b之间或第八照射子光源112d与焦平面121b之间的距离d3c＝d3d介于第五子光源112a、第六子光源112b和焦平面121b的距离与第二光源108和焦平面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更加远离轮胎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(图10中的虚线115)，所述主延伸方向优选地基本上平行于光学平面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尺寸彼此平行，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114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与第二臂220b(仅在图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。
更特别地，装置10b包括第一支撑件161和第二支撑件162，第二线性相机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中的一个或多个的上述激活同步地激活第二线性相机105b以获取线性表面部分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安装成与第二相机105b、光源108和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与第二线性相机105b的穿过所反射的目标线的焦平面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基本上平行于焦平面121b布置，因此子光源与焦平面的最小距离等于穿过子光源的平面与焦平面121b的距离。
优选地，镜子沿着其主延伸方向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，镜子是至少相对于光源最靠近焦平面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的轴向端在焦平面121b的方向上突出。
优选地，镜子包括限定所述反射平面的反射层，所述反射层是所述镜子的最外层，在所述镜子的最外层上反射指向所述相机105的光辐射的光路。
参照图1至3，现在将详细描述设备1的操作。
在轮胎的表面中选择待检查的表面部分，即，针对其希望检查表面部分(内表面部分和外表面部分两者)的轮胎外壁的一部分。优选但非排他地，该部分属于轮胎200的胎肩或侧壁。
变形系统130适于使轮胎200的表面部分变形，以便更好地识别在内表面和外表面两者中存在的缺陷。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外壁的一部分变形，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，从而使得它们在随后的图像处理中更容易被识别。
这种充分压缩的表面部分的检测到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，这种类型的缺陷要求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，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外表面中的这种缺陷的最佳解决方案。
在外壁的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，它们要求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光辐射的组合。
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侧部分和外侧部分两者中的缺陷的最佳光辐射。
处理单元180驱动变形系统130与轮胎接触，优选地在其外壁204处与轮胎接触，以便将力施加在轮胎上并且使得其表面部分变形，该表面部分包括轮胎200的被选定部分，如能够在图2中看见的那样。变形系统130与轮胎200的外表面的一部分接触并且其压缩作用产生外表面的变形部分和内表面的对应部分。优选地，如图2所示，变形系统130作用在其上的表面的部分是轮胎200的胎肩205的外表面的一部分。优选地，轮胎200的外壁204的整个剩余部分保持不变形。作为示例，压缩力使得外壁204的所述部分变形，使得对于外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大约+/-20mm之间的值，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，变形的外壁恢复成其在因系统130实施变形之前的初始构造和形状。
承载装置10a和10b的第一臂220a和第二臂220b随后被分别带向外表面和内表面的变形部分。
由于其非常紧凑的构造，第一装置10a可以基本上靠近变形系统130(再次参见图2)，以照射并且获取由变形元件130使其变形的轮胎200的外表面的所述部分的图像。处理单元180驱动臂220a以使第一光源110朝向轮胎200的表面的外变形部分，使得外变形部分内的表面的线性部分212至少部分地与焦平面121a中的目标线重合或接近。优选地，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所述部分是侧壁的一部分。
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。
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照射的变形外线性表面部分的图像。因此，每当接通利用漫射光照射轮胎200的表面部分的第一光源110时，第一相机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时都获取轮胎的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个单个线性图像。根据本发明，与变形系统130实施压缩和照射属于侧壁207的变形外表面的部分同时地，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内部并且通过臂220b更靠近胎肩205的内侧部分。第二装置10b被带得更近直到内表面的线性部分213基本上位于其焦平面121b处为止。
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110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，在给定时间段内或接通全部四个子光源或断开全部四个子光源。这种频闪频率例如等于0.064ms。不同地，交替地接通第二光源108的两个子光源111a、111b，即，一个或另一个，使得变形的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优选地控制第二相机105b，以便与光源的照射同步地获取由第三子光源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，第二相机105b：每当接通利用来自光学平面107b的一侧的掠射光照射该部分的第三子光源111a时获取轮胎200的被照射的内表面部分的图像，每当接通利用来自光学平面107b的另一侧的掠射光照射该部分的第四子光源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该部分的第三光源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，用具有不同特征的光辐射照射相同部分。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而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，在检查轮胎自身期间，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优选地控制第二相机105b，以便与光源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。
如上所述，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获取第二线性图像之间以及获取第二线性图像和获取第三线性图像之间，然后循环地获取第一线性图像和获取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，在检测系统包括相机(例如矩阵相机或线性相机)的情况下，所述距离小于或等于与像素相关联的表面的线性尺寸(作为示例，其等于0.1mm)。换句话说，第一图像的每个像素示出的微表面部分与由第二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。
一旦已经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线性图像、第二线性图像和第三线性图像。
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还构造成用于以下功能：接收从第二线性相机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180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，要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的值相关联。
优选地，在比较都处于掠射光中的要处理的第二图像和第三图像之前，可以预见的是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使用通过上述要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的过程中考虑该信息，以寻找缺陷。
可选地，选择轮胎表面的另外部分，另外部分优选但不一定总是属于其外表面的外壁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，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的侧壁的外侧部分处，以使轮胎的第二表面部分变形，如图3所示。以这种方式，可以进行新的测量，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照射轮胎的外壁204的径向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的胎肩区域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。
在图3所示的操作步骤中，以类似于针对图2所描述的方式通过第一相机105a和第二相机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靠内或靠外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相机获取对应的图像期间，鉴于分别照射外变形表面和内变形表面，轮胎与三个装置之间存在相对旋转：变形系统、第一光源与相关联的相机和第二光源与相关联的相机。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而进一步缩短时间意味着以高频率获取由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因此非常重要，以便能够对在后续处理中识别缺陷有用。

Claims (32)

1.一种用于检查轮胎(200)的设备(1)，该设备包括：
○支撑件(102)，其适于接收搁置在其上的所述轮胎；
○变形系统(130)，其构造成通过物理接触在所述轮胎上形成内表面的弹性变形部分(213)和外表面的弹性变形部分(212)；
○第一光源(110)、第一相机(105a)以及第一控制单元(140a)，所述第一光源适于发射第一光辐射以利用漫射光辐射照射所述外表面的变形部分(212)，所述第一相机适于检测所述外表面的被照射的变形部分的第一图像，并且适于产生代表检测到的所述第一图像的至少一个控制信号，所述第一控制单元驱动所述第一光源(110)和所述第一相机(105a)；
○第二光源(108)、第二相机(105b)以及第二控制单元(140b)，所述第二光源适于发射第二光辐射以利用掠射光辐射照射所述内表面的变形部分，所述第二相机适于检测所述内表面的被照射的变形部分的至少一个第二图像，并且适于产生代表检测到的所述至少一个第二图像的至少一个控制信号，所述第二控制单元驱动所述第二光源(110)和所述第二相机(105b)；
○移动构件，其适于使所述支撑件(102)相对于所述第一光源(110)、所述第二光源(108)以及所述变形系统(130)围绕所述轮胎(200)的旋转轴线(201)相对旋转；和
○处理单元(180)，其构造成使得当所述第一光源(110)和所述第二光源(109)照射所述外表面的变形部分和所述内表面的变形部分时，所述变形系统(130)起作用并且所述移动构件赋予所述相对旋转。
2.根据权利要求1所述的设备(1)，其中，所述第二相机(105b)限定光学平面(107b)，并且所述第二光源(108)包括：第三子光源(111a)，其适于发射光辐射以利用掠射光辐射照射所述内表面的变形部分；和第四子光源(111b)，其适于发射光辐射以利用掠射光辐射照射所述内表面的变形部分，所述第三子光源(111a)和所述第四子光源(111b)相对于所述光学平面(107b)布置在相对的半平面上。
3.根据权利要求2所述的设备(1)，其中，所述第三子光源(111a)和所述第四子光源(111b)相对于所述光学平面(107b)对称布置。
4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备(1)，其包括第三光源(109)，所述第三光源适于发射第三光辐射以利用漫射光辐射照射所述内表面的变形部分。
5.根据权利要求4所述的设备(1)，其中，所述第二相机(107b)限定光学平面(107b)，并且所述第三光源(109)相对于所述光学平面对称布置。
6.根据当从属于权利要求2或4时的前述权利要求中的一项或多项所述的设备(1)，其中，所述第一控制单元(140a)和所述第二控制单元(140b)构造成驱动所述第三子光源(111a)、所述第四子光源(111b)和所述第三光源(109)中的至少一个以及所述第一光源(110)，使得同时发生所述外表面的变形部分和所述内表面的变形部分的照射。
7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备(1)，其包括适于移动所述第一光源(110)和所述第一相机(105a)的第一臂(220a)以及适用于移动所述第二光源(108)和所述第二相机(105b)的第二臂(220b)。
8.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备(1)，其中，所述第一光源(110)与所述第一相机(105a)成一体。
9.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备(1)，其中，所述第二光源(108)和所述第三光源(109)与所述第二相机(105b)成一体。
10.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备(1)，其中，所述第一相机(105a)和所述第二相机(105a，105b)是线性相机。
11.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备(1)，其中，所述第二相机(105b)限定光学平面(107b)，并且其中，所述设备包括反射元件，所述反射元件限定垂直于所述光学平面布置的反射平面(150)。
12.根据权利要求11所述的设备(1)，其中，所述反射元件相对于所述光学平面(107b)对称布置。
13.根据权利要求11或12所述的设备(1)，其中，所述反射平面(150)与所述第二相机(105b)的至少部分地穿过所述内表面的变形部分的焦平面(121b)之间的最小距离(d)小于所述第二光源(108)与所述焦平面(121b)之间的最小距离(d2a，d2b)。
14.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备(1)，其中，所述处理单元(180)、第一控制单元(140a)和第二控制单元(140b)构造成：
○驱动所述变形系统(130)，以在所述轮胎(200)的胎肩(205)的外表面的一部分上形成弹性变形部分；
○驱动所述第一光源(110)，以利用漫射光辐射照射所述轮胎(200)的侧壁(207)的外表面的变形部分，而所述变形系统(130)作用在所述胎肩(205)的所述外表面上并且所述移动构件赋予所述相对旋转；和
○驱动所述第二光源(108)，以利用掠射光辐射照射所述轮胎(200)的所述胎肩(205)的内表面的变形部分，而所述变形系统(130)作用在所述胎肩(205)的所述外表面上并且所述移动构件赋予所述相对旋转。
15.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备(1)，其中，所述处理单元(180)、第一控制单元(140a)和第二控制单元(140b)构造成：
○驱动所述变形系统(130)，以在所述轮胎(200)的侧壁(207)的外表面的一部分上形成弹性变形部分；
○驱动所述第一光源(110)，以利用漫射光辐射照射所述轮胎的胎肩(205)的外表面的变形部分，而所述变形系统(130)作用在所述侧壁的所述外表面上并且所述移动构件赋予所述相对旋转；和
○驱动所述第二光源(108)，以利用掠射光辐射照射所述轮胎的所述侧壁的内表面的变形部分，而所述变形系统(130)作用在所述侧壁(207)的所述外表面上并且所述移动构件赋予所述相对旋转。
16.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备(1)，其中，所述变形系统(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，所述推力辊的旋转轴线(119)能够定位成与所述轮胎的旋转轴线(201)成预定角度。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的设备(1)，其中，所述推力辊包括沿着其旋转轴线位于中央部分处的具有增大截面的部分和沿着所述旋转轴线(119)位于推力辊的端部(118a，118b)处的具有减小截面的部分。
20.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其中，所述移动构件适于使所述支撑件(102)相对于所述第一光源(110)、所述第二光源(108)和所述变形系统(130)围绕所述轮胎(200)的旋转轴线(201)相对旋转，以用于围绕所述轮胎的旋转轴线旋转至少360°。
21.一种用于在轮胎生产线中检查轮胎(200)的方法，其包括：
○提供待检查的轮胎(200)；
○使所述轮胎的外表面的一部分变形，以形成内表面的弹性变形部分(213)和外表面的弹性变形部分(212)；
○与上述变形同时地，利用由第一光源(110)发射的第一漫射光辐射照射所述外表面的变形部分；
○通过第一相机(105a)获取所述外表面的变形和被照射的部分的第一图像；
○与上述变形同时地，利用由第二光源(108)发射的第二掠射光辐射照射所述内表面的变形部分；
○通过第二相机(105b)获取所述内表面的变形和被照射的部分的至少一个第二图像；和
○在所述变形和照射期间，使所述轮胎相对于所述第一光源(110)和所述第二光源(108)围绕轮胎(200)的旋转轴线(201)相对旋转。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，利用由第二光源(108)发射的第二掠射光辐射照射所述内表面的变形部分包括利用来自相对于由所述第二相机(105b)限定的光学平面(107b)的相对半平面的第四掠射光辐射和第五掠射光辐射照射所述内表面的变形部分。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，在与利用所述第五掠射光辐射照射所述内表面的变形部分不同的时间利用所述第四掠射光辐射照射所述内表面的变形部分。
24.根据权利要求21至23之一所述的方法，其包括：
○与上述变形同时地，利用由第三光源(109)发射的第三漫射光辐射照射所述内表面的变形和被照射的部分。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，在与利用所述第四掠射光辐射照射所述内表面的变形部分或利用所述第五掠射光辐射照射所述内表面的变形部分不同的时间利用所述第三漫射光辐射照射所述内表面的变形部分。
26.根据权利要求21至25中的一项或多项所述的方法，其包括在利用所述第三子光源、所述第四子光源和所述第三光源(109)中的至少一个照射的同时利用所述第一光源(110)照射，使得同时发生所述外表面的变形部分和所述内表面的变形部分的照射。
27.根据权利要求21至26中的一项或多项所述的方法，其中，通过施加力来执行所述变形。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述力包括沿着所述轮胎的旋转轴线(201)的方向的分量。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述力的所述分量具有指向所述轮胎(200)的中面(202)的方向。
30.根据前述权利要求21至29中的一项或多项所述的方法，其包括：
○将所述第一光源(110)朝向所述外表面的变形部分带到与其相距介于约55mm和约75mm之间的距离。
31.根据前述权利要求21至30中的一项或多项所述的方法，其包括：
○将所述第二光源(108)朝向所述内表面的变形部分带到与其相距介于约50mm和约60mm之间的距离。
32.根据前述权利要求21至31中的一项或多项所述的方法，其包括：
○从所述轮胎(200)去除所述变形；
○进一步使所述轮胎的外表面的不同部分变形，以便产生外变形表面的另外部分和内变形表面的另外部分；
○与上述进一步变形同时地，利用所述第一漫射光辐射照射所述外表面的另外变形部分；
○通过所述第一相机(105a)获取所述外表面的另外变形和被照射的部分的第三图像；
○与上述进一步变形同时地，利用所述第二掠射光辐射照射所述内表面的另外变形部分；
○通过所述第二相机(105b)获取所述内表面的另外变形和被照射的部分的至少一个第四图像；和
○在所述变形和照射期间，使所述轮胎相对于所述第一光源(110)和所述第二光源(108)围绕所述轮胎的旋转轴线(201)相对旋转。
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WO (1) WO2017115300A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109269566A (zh) * 2018-10-22 2019-01-25 上海易清智觉自动化科技有限公司 轮胎检测系统
CN109374648A (zh) * 2018-11-24 2019-02-22 慧伯特（上海）智能科技有限责任公司 齿轮表面缺陷检测装置
CN112781524A (zh) * 2021-01-25 2021-05-11 成都铁安科技有限责任公司 一种落轮式车轮检测系统
CN113167687A (zh) * 2018-12-21 2021-07-23 倍耐力轮胎股份公司 用于检查轮胎的方法和站
CN114062367A (zh) * 2020-08-07 2022-02-18 华晨宝马汽车有限公司 用于对零件上的数据矩阵码进行等级评定的设备和方法

Families Citing this family (10)

* 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
US10697857B2 (en) 2014-12-22 2020-06-30 Pirelli Tyre S.P.A. Method and apparatus for checking tyres in a production line
JP6789292B2 (ja) 2015-12-16 2020-11-25 ピレリ・タイヤ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ タイヤを検査する方法および装置
KR102595037B1 (ko) * 2015-12-16 2023-10-27 피렐리 타이어 소시에떼 퍼 아찌오니 타이어를 검사하는 장치 및 방법
EP3391015B1 (en) * 2015-12-16 2020-10-14 Pirelli Tyre S.p.A. Device and method for the analysis of tyres
EP3397938B1 (en) 2015-12-28 2019-08-28 Pirelli Tyre S.p.A. Apparatus for checking tyres
JP6732027B2 (ja) 2015-12-28 2020-07-29 ピレリ・タイヤ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ タイヤを検査するための装置および方法
JP2019045330A (ja) * 2017-09-04 2019-03-22 日本電産コパル株式会社 外観検査装置及び製品製造システム
CN113865521B (zh) * 2021-09-10 2023-09-22 中国十七冶集团有限公司 一种检测模板内侧平整度的装置及操作方法
CN117571736B (zh) * 2024-01-15 2024-05-10 中路慧能检测认证科技有限公司 一种轮胎检测系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1030173A1 (en) * 1999-02-18 2000-08-23 Spectra-Physics VisionTech Oy Arrangement and method for inspection of surface quality
CN1624420A (zh) * 2003-09-04 2005-06-08 施耐宝仪器股份有限公司 用于光学扫描车轮的充气轮胎的方法和装置
WO2008053742A1 (fr) * 2006-11-02 2008-05-08 Bridgestone Corporation Procédé et dispositif pour inspecter une surface de pneu
WO2010024254A1 (ja) * 2008-08-26 2010-03-04 株式会社ブリヂストン 被検体の凹凸検出方法とその装置
CN101672627A (zh) * 2008-09-08 2010-03-17 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
CN102053042A (zh) * 2009-11-10 2011-05-11 韩国轮胎株式会社 轮胎磨耗测定装置
CN102478527A (zh) * 2010-11-25 2012-05-30 东洋橡胶工业株式会社 照明装置以及轮胎检测装置
WO2015004587A1 (en) * 2013-07-10 2015-01-15 Pirelli Tyre S.P.A. Method and apparatus for controlling tyres in a tyre production line

Family Cites Families (54)

* 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
DE2721215C3 (de) * 1977-05-11 1981-02-05 Opto-Produkte Ag, Zuerich (Schweiz) Reifenprüfgerät zur zerstörungsfreien holographischen Werkstoffprüfung von Fahr- und Flugzeugreifen auf Fehlstellen
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
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
AU9517901A (en) 2000-04-12 2001-11-07 Pirelli Pneumatici S.P.A. Tyre testing method and apparatus
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
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
US7187437B2 (en) 2003-09-10 2007-03-06 Shearographics, Llc Plurality of light sources for 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
DE102007009040C5 (de) 2007-02-16 2013-05-08 Bernward Mähner Vorrichtung und Verfahren zum Prüfen eines Reifens, insbesondere mittels eines interferometrischen Messverfahrens
JP5046688B2 (ja) * 2007-03-08 2012-10-10 株式会社神戸製鋼所 タイヤ形状検出装置，タイヤ形状検出方法
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
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
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
EP2353890A1 (en) 2010-01-29 2011-08-10 Snap-on Equipment Srl a unico socio Apparatus and method of determing geometrical dimensions of a tyre with optical sensors
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
JP5443435B2 (ja) 2011-05-17 2014-03-19 シャープ株式会社 タイヤの欠陥検出方法
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
US9835524B2 (en) 2012-07-31 2017-12-05 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
DE102012224260A1 (de) 2012-12-21 2014-06-26 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Messung der Profiltiefe eines Reifens
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
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
JP6651520B2 (ja) 2014-12-05 2020-02-19 ピレリ・タイヤ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ 車両ホイール用のタイヤを製造するプロセスおよびプラントにおいてタイヤを検査する方法および装置
US10458883B2 (en) 2015-04-30 2019-10-29 Pirelli Tyre S.P.A. Process and apparatus for controlling tyres, in a process and plant for manufacturing tyres for vehicle wheels
CN108337900B (zh) 2015-06-30 2020-04-07 倍耐力轮胎股份公司 用于检测轮胎的表面上的缺陷的方法和设备
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
EP3391015B1 (en) 2015-12-16 2020-10-14 Pirelli Tyre S.p.A. Device and method for the analysis of tyres
KR102595037B1 (ko) * 2015-12-16 2023-10-27 피렐리 타이어 소시에떼 퍼 아찌오니 타이어를 검사하는 장치 및 방법
JP6789292B2 (ja) 2015-12-16 2020-11-25 ピレリ・タイヤ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ タイヤを検査する方法および装置
BR112018012732B1 (pt) 2015-12-28 2022-11-16 Pirelli Tyre S.P.A. Dispositivo e kit para verificação de um pneu
JP6732027B2 (ja) 2015-12-28 2020-07-29 ピレリ・タイヤ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ タイヤを検査するための装置および方法
EP3397938B1 (en) 2015-12-28 2019-08-28 Pirelli Tyre S.p.A. Apparatus for checking tyres

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1030173A1 (en) * 1999-02-18 2000-08-23 Spectra-Physics VisionTech Oy Arrangement and method for inspection of surface quality
CN1624420A (zh) * 2003-09-04 2005-06-08 施耐宝仪器股份有限公司 用于光学扫描车轮的充气轮胎的方法和装置
WO2008053742A1 (fr) * 2006-11-02 2008-05-08 Bridgestone Corporation Procédé et dispositif pour inspecter une surface de pneu
WO2010024254A1 (ja) * 2008-08-26 2010-03-04 株式会社ブリヂストン 被検体の凹凸検出方法とその装置
CN101672627A (zh) * 2008-09-08 2010-03-17 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
CN102053042A (zh) * 2009-11-10 2011-05-11 韩国轮胎株式会社 轮胎磨耗测定装置
CN102478527A (zh) * 2010-11-25 2012-05-30 东洋橡胶工业株式会社 照明装置以及轮胎检测装置
WO2015004587A1 (en) * 2013-07-10 2015-01-15 Pirelli Tyre S.P.A. Method and apparatus for controlling tyres in a tyre production line

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109269566A (zh) * 2018-10-22 2019-01-25 上海易清智觉自动化科技有限公司 轮胎检测系统
CN109269566B (zh) * 2018-10-22 2024-05-10 上海易清智觉自动化科技有限公司 轮胎检测系统
CN109374648A (zh) * 2018-11-24 2019-02-22 慧伯特（上海）智能科技有限责任公司 齿轮表面缺陷检测装置
CN113167687A (zh) * 2018-12-21 2021-07-23 倍耐力轮胎股份公司 用于检查轮胎的方法和站
CN114062367A (zh) * 2020-08-07 2022-02-18 华晨宝马汽车有限公司 用于对零件上的数据矩阵码进行等级评定的设备和方法
CN112781524A (zh) * 2021-01-25 2021-05-11 成都铁安科技有限责任公司 一种落轮式车轮检测系统
CN112781524B (zh) * 2021-01-25 2023-03-24 成都铁安科技有限责任公司 一种落轮式车轮检测系统

Also Published As

Publication number Publication date
US11359998B2 (en) 2022-06-14
RU2722984C2 (ru) 2020-06-05
BR112018012692A2 (pt) 2018-12-04
JP6732027B2 (ja) 2020-07-29
RU2018126561A (ru) 2020-01-30
CN108603814B (zh) 2020-09-22
EP3397937A1 (en) 2018-11-07
MX2018008102A (es) 2018-12-17
JP2019505777A (ja) 2019-02-28
WO2017115300A1 (en) 2017-07-06
US10809158B2 (en) 2020-10-20
KR102425871B1 (ko) 2022-07-27
RU2018126561A3 (zh) 2020-03-27
US20200363297A1 (en) 2020-11-19
US20180372590A1 (en) 2018-12-27
EP3397937B1 (en) 2019-09-04
BR112018012692B1 (pt) 2022-09-20
KR20180096746A (ko) 2018-08-29

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