CN110035885B - 用于检查轮胎的胎圈的形成的方法和相关站 - Google Patents

Abstract

用于检查轮胎(39)的胎圈(44)的成形的方法和相关站，包括：‑布置具有成形的胎圈(44)的胎体套筒(3)；‑在胎体套筒旋转的情况下，至少获取外表面的周向部分的图像，所述周向部分包括翻起的端部折片(50)的相应边缘(6)；‑处理图像以便确定每个边缘距轴向参考平面(11)的轴向距离(sx，dx)的周向趋势；‑根据所述趋势检测胎圈(44)的可能缺陷。

Description

用于检查轮胎的胎圈的形成的方法和相关站

技术领域

本发明涉及用于在轮胎生产线中检查轮胎的胎圈的形成的方法以及用于形成所述轮胎的胎圈的相关站。本发明还涉及用于生产轮胎的相关处理和装备。

背景技术

轮胎的生产周期规定在在一条或多条构造线中实现和/或组装轮胎本身的不同结构部件的构造处理之后执行模制和硫化处理，该处理通过弹性体组合物的交联确定轮胎的结构稳定性以及在所述轮胎上模制所需的胎面设计和最终独特的图形标志。

通常，成品轮胎在操作期间具有围绕该轮胎的旋转轴线的基本环形结构并且拥有与旋转轴线正交的轴向中面，所述轴向中面通常是(基本)几何对称的平面(例如，忽略可能存在的微小不对称性，例如胎面设计和/或内部结构)。

用于车辆车轮的成品轮胎通常包括基本环形的胎体结构，所述胎体结构包括至少一个胎体帘布层，所述胎体帘布层具有围绕相应环形锚固结构翻起的相应地相对的端部折片，所述环形锚固结构包括所谓的“胎圈芯”并且通常结合在称为“胎圈”的区域中。胎圈的内径基本上对应于轮胎在相应安装轮辋上的所谓“配合直径”。

带束结构可以联接到胎体结构的径向外部位置中，该带束结构包括一个或多个带束层，每个带束层相对于另一个带束层并且相对于胎体结构径向叠置地布置而且具有纺织或金属增强帘线。胎面带施加在带束结构的径向外部位置中，该胎面带如构成轮胎的其它半成品那样由弹性体材料制成。

由弹性体材料制成的相应“侧壁”进一步施加在胎体结构的侧表面上，每个侧表面从胎面带的侧边缘中的一个延伸到相应环形锚固结构。

通常，弹性体材料层(通常称为“衬里”)布置在相对于胎体帘布层的径向内部位置中，该弹性体材料层具有不透气特性并且从胎圈中的一个胎圈延伸到另一个胎圈。此外，称为“底层”的弹性体材料层可插入胎体帘布层和衬里层之间。胎圈可以至少部分地由所谓的“耐磨元件”覆盖，所述“耐磨元件”也由弹性体材料制成。

“成品轮胎”通常是指在构造、模塑和硫化步骤之后的轮胎。

“生轮胎”通常是指成品轮胎的半成品前体，该生轮胎具有管状或环形形状或与管状或环形形状相关，处于其构造的任何阶段中但无论如何在模制和硫化阶段之前。

“轮胎”通常取决于上下文指的是成品轮胎和/或生轮胎。

“胎体套筒”取决于上下文指的是在胎圈形成步骤之前和/或之后的管状半成品，该半成品包括至少胎体帘布层和稳定联接到胎体帘布层的其它可能的结构部件，诸如，例如衬里、底层、耐磨元件、环形锚固结构等中的一个或多个。

胎体套筒的“端部折片”通常是指胎体套筒的轴向相对的管状部分，其在翻起之后接合胎圈内的环形锚固结构。取决于上下文，所述术语通常指的是在翻起步骤之前和/或之后的端部折片(在后一种情况下，它们也被称为“胎圈翻起折片”)。

“翻起的端部折片的边缘”或“胎圈的翻起折片的边缘”是指在翻起之后端部折片的轴向端部边缘，即，在翻起之前构成端部折片的自由轴向端部并且在翻起之后附着在胎体套筒的轴向内部部分上的那些边缘。所述边缘在翻起之后位于胎圈翻起折片的轴向内侧并且与胎体套筒的轴向端部相对，所述轴向端部对应于胎圈翻起折片的弯曲部。

“胎圈形成”至少意味着环形锚固结构安装或构造在胎体套筒的端部折片上的步骤和所述端部折片被围绕环形锚固结构翻起的后续步骤的组合。胎圈形成还可以包括径向向下翻转端部折片和/或滚轧(roll over)翻起折片以便紧实胎圈的步骤。

术语“胎圈”是指在成品轮胎中或在胎体套筒的端部折片的翻起之后的生轮胎中的两个结构，其至少包括环形锚固结构和翻起的端部折片。

轮胎的“结构部件”是指适合于执行功能的轮胎的任何部件或其部分。因此，例如，结构部件是：衬里、底层、耐磨元件、环形锚固结构、方形织物(由包括嵌入弹性体材料层中的多个相互交叉的帘线的条状元件制成)、胎圈芯、胎圈填料、胎体帘布层/多个胎体帘布层、带束层/多个带束层、带束结构的底层、胎面带的底层、侧壁、侧壁插入件、胎面带、纺织或金属增强件、弹性体材料中的增强元件等。

“稳定联接”或“稳定联接的”是指在轮胎的构造或生产处理的不同阶段期间保留的联接。

术语“径向”和“轴向”以及表述“径向内部/外部”和“轴向内部/外部”取决于上下文参考胎体套筒或轮胎的径向方向(即，垂直于轮胎或胎体套筒的旋转轴线的方向)并且取决于上下文参照胎体套筒或轮胎的轴向方向(即，平行于轮胎或胎体套筒的旋转轴线的方向)使用。相反，术语“周向”和“周向地”取决于上下文参考胎体套筒或轮胎的环形发展部使用。

相对于几何元件(例如线、平面、表面等)“基本上正交”是指所述元件形成90°+/-15°的角度，优选90°+/-10°的角度。

相对于前述几何元件“基本上平行”是指所述元件形成0°+/-15°的角度，优选0°+/-10°的角度。

术语“光学”、“光”和类似术语指的是所使用的电磁辐射，所述电磁辐射的光谱的至少一部分落在光学波段的扩大区域内但不必严格落在光学波段(即400nm至700nm)内，例如，光学波段的所述扩大区域可以从紫外扩展至红外(例如，波长介于约100nm和约1μm之间)。

“数字图像”或等同的“图像”通常指的是典型地包含在电子文件中的数据集，其中空间坐标的n元组(每个n元组对应于“像素”)的有限集(典型地，二维和矩阵，即N行×M列)的每个n元组的坐标(典型地，每对坐标)与相应数值集(其可以代表不同类型的量)相关联。例如，在单色图像中(如，灰度水平)，所述数值集由有限级(通常为256水平或色调)中的单个值构成，所述单个值例如代表显示时相应n元组的空间坐标的亮度(或强度)水平。彩色图像代表另一示例，其中，数值集代表多个颜色或通道的亮度水平，所述颜色或通道典型地为原色(例如，在RGB编码中原色为红色、绿色和蓝色，而在CMYK编码中原色为青色、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，在胎体套筒上初始获取的数字图像)的每个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(例如，滤波、均衡、“平滑”、二值化、阈值化、形态转换(“开孔”等等)、导数或积分计算等等)获得的任何数字图像。

术语“二维图像”或“2D”表示这样的图像，所述图像的每个像素与代表反射率/漫射率和/或表面颜色的信息相关联，例如由普通数码相机(例如，CCD)检测到的图像。

术语“三维图像”或“3D”表示这样的图像，所述图像的每个像素与表面高度的信息相关联。

“数码相机”或简称“相机”是指适用于获取数字二维图像的光电装置，其包括数字图像传感器(或简称“传感器”)和透镜(假设为圆柱几何形状，虽然本发明不仅仅限于所述透镜)。

透镜的“光轴”是指透镜的旋转的对称线。

“矩阵相机”是指这样的相机，其传感器具有根据具有可比长度的两个维度的矩形矩阵排列的像素(例如，两个尺寸相差小于一个数量级，如规格4×3或3×2)。引申开来，“矩阵图像”是由矩阵相机获取的数字图像。

“具有线性激光束的激光源”或简称“线性激光源”是指适合于发射激光束(称为“线性激光束”)的激光源，所述激光束的与线性形状的传播方向正交的截面呈线性形状(通常具有其厚度)，所述线性形状通常是直段形状。

线性激光束的“传播平面”是指线性激光束在其中传播的平面(所述线位于传播平面上)。

“表面的线性部分”是指这样的表面部分，所述表面部分的一尺寸远大于与其正交的另一尺寸，通常大两个数量级。表面的线性部分的较小尺寸通常小于或等于0.1mm。

胎体结构和带束结构通常彼此分开制造并且随后相互组装在一起。

胎体结构的制造通常设想在通常基本上是圆柱形的用于形成胎体套筒的成形鼓上构造和/或施加一个或多个结构部件，所述一个或多个结构部件包括至少胎体帘布层以及衬里、底层和耐磨元件中的一个或多个。

例如，如属于相同申请人的WO 08/099236所示，衬里、底层和耐磨元件中的一个或多个可以通过提供弹性体材料的连续细长元件并且在成形鼓旋转的同时通过将所述元件按照通常并排和/或至少部分叠置的线圈敷设在成形鼓上而直接在成形鼓上构造。随后，所述至少胎体帘布层相对于先前构造的结构部件施加在径向外部位置，例如通过相互并排地敷设条状元件。

根据不同的制造示例，称为“复合体”或“复合衬里”的半成品可以以连续条带的形式制造并且包括衬里、底层和耐磨元件中的两个或更多个，它们相互稳定联接。所述复合体通常被缠围绕存储，随后以切割成一定尺寸的方式施加在成形鼓上。在相对于复合体的径向外部位置中，所述至少胎体帘布层例如通过将所述至少胎体帘布层供给到旋转的成形鼓来施加，所述至少胎体帘布层为同样切割成一定尺寸的连续条带的形状。所述制造示例例如在属于相同申请人的WO 2013/011396中示出。

为了形成胎圈，包括胎圈芯和可能的胎圈填料的胎圈环形锚固结构装配或构造在胎体套筒的相对的端部折片上的合适位置，所述端部折片随后围绕相同环形锚固结构翻起，以便将它们封闭在一种环形洞中。翻起步骤通常由可膨胀的囊体或由机械元件(例如辊或层状元件)来执行。

在一些实现技术中，在装配或构造环形锚固结构之前，端部折片朝向成形鼓的轴线径向向下翻转。

在各种构造处理中，如上文的WO 08/099236中所示，成形鼓至少在胎体套筒的构造阶段期间与两个辅助支撑件相联，所述两个辅助支撑件布置在成形鼓的轴向外部部分上并且与成形鼓同轴，以便与鼓一起形成外表面，该外表面通常基本上是圆柱形，在所述外表面上构造套筒。辅助支撑件可相对于成形鼓轴向移动，使得它们的移动分开允许导致相对的端部折片悬垂在成形鼓上，由此便于它们向下翻转和/或向上翻转。

发明内容

在轮胎生产处理的领域中，本申请人已经注意到，胎圈的形成是非常重要的步骤，这是因为胎圈与规定的规格的一致性水平在确定成品轮胎的性能和安全特性方面具有显著贡献并且在使用过程中对均匀性特征和/或其完整性产生直接影响。

本申请人已经注意到，可能发生不同种类的胎圈缺陷。

仍然，本申请人还已经注意到，许多因素可能有助于在胎圈中产生缺陷，这也取决于所应用的技术。

例如，在为了胎圈的形成而将所述辅助支撑件从成形鼓移开期间，可能发生两个端部折片中的一个被相应辅助支撑件轴向拖动，进而拖动整个胎体套筒。

根据本申请人，该问题尤其可以在如WO 08/099236中描述的处理中发生，该处理设想使用卷围绕成线圈的弹性体材料的连续细长元件用于构造各种部件。在这种情况下，实际上有利的是鼓的外表面的至少一部分与细长元件之间存在高附着性。

而且，连续细长元件的残余张力可在鼓上产生“带”效应，从而增加相互附着。此外，细长元件的相对高的敷设温度可以增加对鼓的附着性。特别地，这些问题中的一个或多个可以精确地出现在通常参照耐磨元件的两个辅助支撑件处，所述耐磨元件往往以与两个插入件不同的方式在其轴向运动中跟随辅助支撑件。

为了避免或限制所述不愿意的拖动问题，可以处理辅助支撑件的径向外表面的至少一部分以降低附着性，如例如在相同申请人的文献WO 2010/064084中所示。然而，本申请人已经注意到，在这种情况下，处理过的表面可以随着时间和/或长期使用而缺乏不粘特性，并且现在还在预防性维护控制的程序的情况下难以预见和/或检测所述功能劣化。在这种情况下，本申请人已经注意到，上述拖动问题会突然和不可预测地发生。

在端部折片的向下翻转组与相对的端部折片的向下翻转组不充分同步的情况下，可以发生轮胎体套筒朝向其运动较早获得的向下翻转组的轴向运动。根据本申请人，这尤其可以在如WO 2013/011396中所示的那些处理中发生，所述处理设想使用前述复合体，所述复合体通常显示出对成形鼓的低附着性。

在上述情况下，本申请人已经注意到，在胎圈的自动形成处理中，紧接在施加环形锚固结构之前的整个胎体套筒相对于成形鼓的轴向运动导致胎体套筒相对于环形锚固结构本身的轴向误差，由此导致胎圈的几何不对称，例如胎圈翻起部的轴向长度的差异。除了轮胎性能的恶化之外，这种缺陷还意味着失去轮胎完整性的可能性。

除了翻起部的不对称之外，本申请人还已经注意到其它类型的胎圈缺陷，所述缺陷也可以独立于所应用的技术。

例如，胎圈的可能缺陷在于还当翻起折片是对称的时胎圈翻起折片的长度与规格不一致。这可能是由于遗漏或错误放置胎圈芯或不符合规格(例如尺寸)地放置胎圈芯所造成。

胎圈的另一个可能缺陷是在翻起的端部折片的边缘处在胎体套筒中形成开口。通常具有基本上轴向发展的所述开口是由于胎体套筒的裂口，特别是胎体帘布层的裂口，所述裂口响应于对在翻起期间由胎圈翻起折片所承受的更大直径的强制而从翻起的端部边缘开始，并且所述开口可能是由于帘布层的结构缺陷(例如，复合体的构件之间的接头的缺陷等)所造成。

胎圈的另外可能缺陷还在于胎圈翻起折片的边缘处存在折叠。换句话说，胎圈翻起折片的边缘自身折叠，从而形成边缘的端线的轴向移位和/或胎圈翻起折片的局部提升。

本申请人认为，在成品轮胎上检测所述缺陷中的一个或多个很困难(如果不是不可能的话)，首先是因为它们位于轮胎的主体内部，因此从外部看不到它们。实际上，在翻起之后，胎圈翻起折片(包括它们的边缘)被另外的结构部件(例如侧壁)覆盖。此外，包括在胎圈翻起折片中的胎体帘布层的纺织性质不允许方便地使用已知技术，例如X射线或错位散斑干涉法。

US2007/0023122A1描述了一种用于在生产轮胎的处理中检查胎圈的方法，其通过测量金属胎圈芯与相应传感器相距的径向和轴向距离来进行，以用于检测胎圈芯的径向偏心率。

JP2013231612A描述了一种方法，该方法用于在环形鼓上形成生轮胎期间通过在不设想胎体套筒的端部折片的翻起的情况下施加钢缆的线圈来检查胎圈芯的糊状物的状态。特别地，胎圈芯的线圈的高度轮廓通过将其与参考轮廓进行比较来测量。

根据本申请人，限制针对胎圈芯的检查的两种上述已知技术都不能检测上述胎圈缺陷中的一个或多个，例如翻起折片中的开口或者折叠或由于套筒的轴向移位而造成翻起折片的轴向不对称。

本申请人已经注意到，为了在用于生产轮胎的装备中“在线”检查胎圈缺陷，建议检查本身在短时间内自动地并且以有限的成本和/或妨碍进行。

本申请人已经面临在生产线中和优选地对所有生产的轮胎而且不延长生产时间地检查胎圈形成的质量从而寻找多种胎圈缺陷的问题。

本申请人还已经认识到，在继续轮胎的完成之前，使用紧接在胎圈翻起折片构造的结束之后实施的胎圈翻起折片的图像分析可以适当地满足上述约束条件。

本申请人最终已经发现，上述问题的解决方案包括在端部折片的翻起之后获取胎体套筒的径向外表面的图像以及随后处理图像本身以便检测胎圈翻起折片的边缘的轴向位置的周向趋势并由此开始检测胎圈缺陷的可能存在。

根据一方面，本发明涉及一种用于在轮胎生产线中检查轮胎的胎圈的形成的方法。

优选地，布置胎体套筒，所述胎体套筒具有端部折片，所述端部折片围绕相应环形锚固结构翻起，以便形成相应胎圈。

优选地，使所述胎体套筒围绕其轴线旋转。

优选地，在所述旋转期间，获取代表所述胎体套筒的径向外表面的至少周向部分的至少一个图像，所述至少周向部分包括翻起的所述端部折片的相应边缘。

优选地，处理所述至少一个图像，以便确定每个边缘与所述胎体套筒上与所述轴线正交的参考平面的轴向距离的周向趋势。

优选地，根据所述趋势检测所述胎圈的可能缺陷。

根据另一方面，本发明涉及一种用于形成轮胎的胎圈的站。

优选地，设置有成形鼓和用于使鼓围绕其轴线旋转的旋转构件。

优选地，设置有用于在布置在所述成形鼓上的胎体套筒的相对的端部折片上装配或构造环形锚固结构的构件。

优选地，设置有用于使所述端部折片围绕所述环形锚固结构翻起的翻起构件。

优选地，设置有图像获取系统，该图像获取系统被构造成用于获取至少一个图像，该图像代表布置在所述成形鼓上的所述胎体套筒的径向外表面的至少周向部分，所述至少周向部分包括翻起的所述端部折片的相应边缘。

优选地，设置有处理单元，该处理单元被构造成且编程为用于处理所述至少一个图像，以便确定每个边缘与所述胎体套筒上与所述轴线正交的参考平面的轴向距离的周向趋势，并根据所述趋势检测所述胎圈的可能缺陷。

根据再一方面，本发明涉及一种用于在轮胎生产线中形成轮胎的胎圈的处理。

优选地，在成形鼓上布置包括至少胎体帘布层的胎体套筒，使得胎体套筒的相对的端部折片轴向悬垂在成形鼓上。

优选地，在相对于每个端部折片的径向外部位置中在每个端部折片上轴向地装配或构造环形锚固结构。

优选地，围绕相应环形锚固结构翻起端部折片，以便形成相应胎圈。

优选地，在所述成形鼓上的所述胎体套筒上执行根据本发明的用于检查胎圈的形成的方法，以便检测所述胎圈的可能缺陷，所述胎体套筒具有翻起的端部折片。

根据又一方面，本发明涉及一种轮胎生产处理。

优选地，在成形鼓上构造胎体套筒，其中成形鼓与布置在成形鼓的轴向外侧的两个辅助支撑件相联，并且其中胎体套筒包括至少胎体帘布层。

优选地，使两个辅助支撑件从成形鼓轴向移开，以便使胎体套筒的相对的端部折片轴向悬垂在成形鼓上。

优选地，按照根据本发明的用于形成胎圈的处理形成胎圈。

优选地，在用于形成胎圈的所述处理之后，在翻起的所述端部折片上方在径向外部位置中施加另外的结构部件。

优选地，将所述胎体套筒与胎冠结构相联，以便实现完整的生轮胎。

优选地，模制和硫化所述完整的生轮胎，以便生产成品轮胎。

根据本申请人，上述特征，特别是在翻起之后获取包括两个端部折片的周向边缘的至少一个数字图像和处理图像以确定每个边缘与胎体套筒上的相应轴向参考平面相距的轴向距离的周向趋势并且根据这种趋势检测胎圈的可能缺陷，允许以快速和自动的方式检查胎圈的一系列类型的缺陷的可能存在，所述缺陷包括如上所述的胎圈翻起折片的几何不对称、胎圈翻起折片的错误轴向长度、胎圈翻起折片的边缘处胎体套筒中的开口以及胎圈翻起折片的折叠。事实上，本申请人已经意识到，所述缺陷可通过胎圈翻起折片的边缘的轴向位置沿着周向发展的周向趋势来检测。例如，如果边缘的轴向位置沿着周向发展的平均值与目标值的差值大于阈值，则意味着相应胎圈翻起折片轴向太长或太短(例如，因相应胎圈芯的错误定位，或相应胎圈芯的错误直径，或者在相对的胎圈翻起折片上的相应缺陷的情况下，因由于套筒的轴向滑动而引起胎体套筒相对于两个胎圈芯的错误轴向定心)。

因此，所述快速和自动检查原则上可以在生产线内实施并且在100％的轮胎生产中执行，同时优选地未延长生产时间。因此，可以几乎实时地检测可能的胎圈缺陷，即在胎圈形成之后立即检测胎圈缺陷，从而允许：

-在早期生产步骤中废弃有缺陷的胎体套筒(与废弃完整的生轮胎或甚至成品轮胎相比)，

-对在胎圈形成的处理/站中的问题实时发出警报(例如，不粘涂层的功能的丧失)，从而可以在所述问题确定生产一系列有缺陷的胎体套筒/轮胎之前停止该处理并解决该问题，

-可以将关于胎圈翻起折片的边缘获得的数据与处理参数和/或轮胎的质量检查数据(例如均匀性数据)相关联。

此外，就根据本发明的站和胎圈形成处理而言，检查在其上已形成胎圈的相同成形鼓上的胎圈形成的事实允许优化空间和/或总体生产时间，从而利用胎圈形成的周期内可能的停机时间。

而且，在根据本发明的轮胎的生产的处理中，在其上已经构造有胎体套筒的成形鼓上的形成和检查胎圈的事实允许优化空间和/或总体生产时间。

在一个或多个前述方面中，本发明可以进一步包括下文描述的一个或多个优选特征。

优选地，获取所述至少一个图像包括在所述旋转期间获取两个图像，每个图像代表所述胎体套筒的径向外表面的相应周向部分，每个所述相应周向部分包括翻起的所述端部折片的所述边缘中的一个相应边缘。

优选地，所述两个图像由图像获取系统获取，该图像获取系统包括两个获取装置，其中，两个获取装置中的每一个获取所述图像中的一个相应图像。

优选地，处理所述至少一个图像包括处理所述两个图像，以便确定每个边缘的轴向距离的所述周向趋势。

优选地，图像获取系统包括两个获取装置，每个获取装置被构造成用于获取代表所述胎体套筒的径向外表面的相应周向部分的相应图像，每个相应周向部分包括翻起的所述端部折片的所述边缘中的一个相应边缘，并且所述处理单元被构造成且编程为用于处理所述两个图像，以便确定每个边缘的轴向距离的所述周向趋势。

以这种方式，有利地可以独立地检查每个单个边缘，从而增加灵活性和/或精度。

优选地，每个获取装置可独立于另一个获取装置沿着轴向方向移动。以这种方式，可以针对不同尺寸的胎体套筒调整获取系统。

优选地，径向外表面的每个相应周向部分的轴向宽度大于或等于约20mm，更优选地大于或等于约50mm，和/或小于或等于约200mm，更优选地小于或等于约150mm。以这种方式，它包括了具有其起伏波动部的边缘。

优选地，将所述胎体套筒布置在成形鼓上。这是为了便于在图像获取期间使其旋转并将检查方法与生产处理集成。

优选地，用于边缘中的一个或两个的所述参考平面位于胎体套筒的轴向中心的位置，更优选地也位于成形鼓的轴向中心的位置。事实上，所述参考容易确定，例如指的是获取系统相对于鼓的轴向中心的轴向位置。

优选地，胎体套筒的径向外表面的所述至少周向部分还包括所述胎体套筒的相应末端，并且处理所述至少一个图像，以便确定所述边缘与所述相应末端相距的轴向距离沿着周向发展的趋势。

优选地，获取所述至少一个图像包括：在所述胎体套筒的旋转期间相继地获取至少一系列图像，所述至少一系列图像代表胎体套筒的径向外表面的所述至少周向部分的至少一系列不同线性部分；和获得所述至少一个图像，其组合所述至少一系列图像。通过表面的线性部分获取的方法非常好地适应被检查物体的管状或环形形状。

优选地，所述至少一个图像是三维图像。本申请人事实上已经证实，与其它类型的图像(诸如，例如2D图像)相比，获取和分析胎体套筒的表面的三维图像在信息的准确性、可靠性和/或完整性方面提供了最佳结果(按照本发明的设想)。例如，由于与其相关联的高度间隙，因此在3D图像中精确地检测翻起折片的边缘。

优选地，获取所述至少一个三维图像包括利用至少线性激光束相继地照射胎体套筒的径向外表面的所述至少周向部分的至少一系列线性部分并沿着光轴获取至少一系列二维和矩阵图像，所述至少一系列二维和矩阵图像分别代表径向外表面的至少一系列相应部分，每个部分包括所述线性部分中的一个相应线性部分。

优选地，所述二维和矩阵图像中的每一个包括相应反射激光线，反射激光线代表由表面的所述至少周向部分的所述线性部分中的一个相应线性部分反射的所述至少线性激光束。

优选地，在所述二维和矩阵图像中的每一个内识别所述相应反射激光线并且通过三角测量处理所述反射激光线以便获得表面的相应线性部分的相应三维图像，其包括与表面的所述相应线性部分的高度轮廓有关的信息。

优选地，所述获取系统至少包括三角测量3D传感器，更优选地包括激光三角测量3D传感器，还更优选地包括线性激光束三角测量3D传感器。

优选地，每个获取装置是三角测量3D传感器，更优选地是激光三角测量3D传感器，还更优选地是线性激光束三角测量3D传感器。

通常，每个3D传感器包括：矩阵相机，所述矩阵相机具有光轴并适于获取矩阵和二维图像；和被构造成发射具有传播方向的线性激光束的线性激光源。

优选地，所述相机包括处理单元，所述处理单元被构造成用于在获取的每个矩阵和二维图像内识别由所述矩阵和二维图像中包括的表面的线性部分反射的激光线并且用于通过三角测量处理所述反射激光线以便获得包括与表面的所述线性部分的高度轮廓相关的信息的三维图像。

通常，在所述光轴和所述线性激光束的传播方向之间形成的锐角大于或等于5°且小于或等于45°。

根据本申请人，通过反射线性激光线的三角测量的方法获得的3D图像是全面(就信息方面而言)、准确、快速且成本有效地获取的。根据本申请人，由于商业上可获得的装置的紧凑性以及与胎体套筒的减小的操作距离，因此所述技术很好地适合于用于自动胎圈形成的当前装备。此外，所述技术足以容忍引起亮度变化的所分析材料的反射特性的可变性以及翻起之后的几何方面。

优选地，所述线性激光束的传播方向平行于所述胎体套筒或所述鼓的径向方向。以这种方式，所获得的3D图像的质量是最佳的。

优选地，所述两个获取装置的激光束的相应传播方向在获取期间相互平行地布置。更优选地，所述两个获取装置的线性激光束的相应传播平面在获取期间相互共面地布置。以这种方式，获取系统就在两个边缘上获取图像而言是自一致的。

优选地，所述两个获取装置的线性激光束的相应传播平面在获取期间基本上平行于所述轴线布置。以这种方式，激光线基本垂直于边缘，因此减少了它们的阴影。

优选地，每个线性激光束的相应传播方向在获取期间撞击在相应边缘处。以这种方式，边缘大致位于获取装置的操作区域的中心处。

优选地，设置有支撑框架，所述获取系统安装在所述支撑框架上，其中所述支撑框架可相对于所述成形鼓沿着径向方向移动。以这种方式，可以针对鼓/胎体套筒的不同尺寸调整检查(调整获取系统与胎体套筒相距的径向距离)并且可以将获取系统从鼓移开以限制其阻碍和/或用于对其进行维护。

优选地，处理所述至少一个图像包括计算以下量中的一个或多个：距离沿着周向发展的平均值、距离沿着周向发展的标准偏差、距离沿着周向发展的最小和最大位移、距离沿着周向发展的位移正弦曲线的幅度和相位。根据本申请人，所述量与所寻求的缺陷和/或成品轮胎的均匀性参数显著相关。

优选地，检测所述胎圈的可能缺陷包括检测以下缺陷中的一种或多种：翻起的端部折片的轴向长度的不对称、翻起的端部折片的错误轴向长度、翻起的端部折片上的开口和翻起的端部折片中的折叠。

通常，所述胎体套筒包括至少胎体帘布层和稳固地联接到胎体帘布层并且位于胎体帘布层的径向内部的位置中的以下结构部件中的一个或多个：衬里、底层、耐磨元件。

优选地，在轴向地装配或构造所述环形锚固结构之前，设想径向向下翻转所述端部折片。

优选地，在用于形成胎圈的所述处理之后并且在另外的结构部件的所述施加之前，设想在翻起的所述端部折片上滚轧。以这种方式，胎圈结构变得紧凑。

通常，弹性体化合物的所述另外的结构部件包括侧壁。

在本发明的若干示例性但非排他性实施例的详细描述中，其它特征和优点将更加明显。

附图说明

所述描述将在下文中参考附图给出，附图提供成仅用于指示目的，因此是非限制性的，在所述附图中：

-图1示意性地示出了沿着径向平面的半剖面的轮胎；

-图2示出了根据本发明的站的示意图和逻辑单元视图；

-图3a示出了胎体套筒的2D图片，其中胎体帘布层具有一些开口；和

-图3b示出了如本发明的获取系统所获得的对应于图3a的胎体套筒的表面部分的灰度级3D图像。

具体实施方式

图1示出了成品轮胎39的一个示例，可以根据本发明在其生产期间对其进行检查。

轮胎39基本上包括胎体结构40，所述胎体结构符合基本环形构造，所述胎体结构包括至少胎体帘布层41a、41b。防水弹性体材料的层或衬里42施加在胎体帘布层/多个胎体帘布层41a、41b的径向内部位置。两个环形锚固结构43(每个环形锚固结构包括承载胎圈填料43b的所谓的胎圈芯43a)接合到胎体帘布层/多个胎体帘布层41a、41b的相应端部部分。环形锚固结构43布置在通常用术语“胎圈”44标识的区域附近，在该区域处通常发生轮胎39和相应安装轮辋(未示出)之间的接合。

通常，胎圈外部涂有耐磨元件(未示出)。

包括许多带束层45a、45b的带束结构45围绕胎体帘布层/多个胎体帘布层41a、41b周向地施加在相对于胎体帘布层/多个胎体帘布层的径向外部位置，并且胎面带46在相对于带束结构的径向外部位置中周向地重叠到带束结构45。

所谓的“带束下插入件”47可以与带束结构45相联，每个带束下插入件收集在胎体帘布层/多个胎体帘布层41a、41b和带束结构45的轴向相对的末端边缘之一之间。两面侧壁48施加在胎体帘布层/多个胎体帘布层41a、41b的侧向相对位置处，每面侧壁从相应胎圈44延伸到胎面带46的相应侧边缘。

总体上用附图标记50表示胎体套筒的端部折片(在它们翻起后的图中)。

在图2中，示意性地示出了用于形成轮胎39的胎圈44的站1。

该站包括成形鼓2(图中未示出，因为在操作期间它被胎体套筒3精确地覆盖，如图2所示)和鼓围绕轴线2a旋转的旋转构件(未示出)。通常，该站包括将环形锚固结构43装配或者构造在胎体套筒3的相对的端部折片50上的装配或构造构件和使端部折片围绕环形锚固结构翻起的翻起构件。因为装配和翻起构件可以例如为已知类型，所以未详细示出或描述它们。

优选地，站1包括图像获取系统4。

在所示的示例中，图像获取系统4包括两个获取装置5，每个获取装置被构造成用于获取代表胎体套筒3的径向外表面的相应周向部分的相应图像，每个相应周向部分包括翻起的相应端部折片50的边缘6。

优选地，每个获取装置5可以独立于另一个获取装置沿着轴向方向7移动。

优选地，站1包括支撑框架8，在该支撑框架上安装有获取系统4，该支撑框架可相对于鼓2沿着径向方向9移动。

优选地，站1包括处理单元10，该处理单元被构造成且编程为用于处理由获取系统4获取的图像，以便确定每个边缘与胎体套筒上与轴线2a正交的参考平面11相距的轴向距离(sx，dx)的周向趋势并且根据所述趋势检测所述胎圈的可能缺陷。

示例性的参考平面11位于相对于鼓2的轴向中心位置并且因此该套筒在胎体套筒的轴向中心位置中居中位于鼓上。然而，本发明包括确定边缘距任何参考平面的距离，例如分别与胎体套筒的轴向端部位于其上的平面的距离(在这种情况下，能够确定胎圈翻起折片50的对应于套筒的外表面的部分的轴向长度，所述部分是在图2中示出的部分)。

在优选的实现形式中，如图2所示，每个获取装置5是线性激光三角测量3D传感器并且包括具有光轴的矩阵相机(未示出)和适于发射具有传播方向12的线性激光束13的线性激光源(未示出)。优选地，每个相机包括处理单元(未示出)，该处理单元被构造成用于在由相机获取的每个二维和矩阵图像内识别由包括在二维和矩阵图像内的表面的线性部分反射的激光线以及用于通过三角测量处理反射激光线以便获得三维图像，该三维图像包括与由激光束照耀的表面的线性部分的高度轮廓有关的信息。

例如，每个获取装置5可以是由LMI Technologies Inc销售的激光三角测量3D传感器Gocator 2330。

本发明还包括获取代表胎体套筒的径向外表面的图像的其它解决方案(未示出)。

例如，可以通过基于非相干光的三角测量和/或利用以比单线更复杂的机制(例如平行线机制或网格机制)构造的光来获取3D图像。

替代地，可以使用其它已知技术(例如飞行时间扫描仪)来获取3D图像。

而且，在实现形式(未示出)中，单个3D传感器(例如，如前所述的激光三角测量传感器)而不是所示示例的两个传感器5获取包括两个边缘6的表面的周向部分。

此外，本发明包括获取胎体套筒的径向外表面的周向部分的一个或多个2D矩阵图像(例如，共同的数字图像)以及利用已知算法对它们进行后续处理(而且不需要表面的3D重建)，例如用于边缘识别。2D图像的获取还可以与适当的照射组合，例如散射光或掠射光(例如，光线方向主要是轴向的掠射光，因此边缘产生可由算法容易识别的阴影)。

在操作期间，站1适于实施根据本发明的用于在轮胎的生产线内检查轮胎的胎圈的形成的示例性方法。

优选地，所述方法在形成胎圈的相同站内实施，因此它可以是如下的胎圈形成处理的一部分。

首先，在成形鼓2上构造包括至少胎体帘布层41a、41b的胎体套筒3，使得胎体套筒的相对的端部折片50(更准确地说，它们的翻起部分)轴向悬垂在鼓上。

通常，成形鼓2在胎体套筒的构造期间联接到布置在成形鼓的轴向外侧上的两个辅助支撑件(未示出)。两个辅助支撑件通常轴向地从成形鼓2移开，以便使端部折片轴向悬垂在鼓2上。

在这个阶段，设想将环形锚固结构43在每个端部折片的径向外部位置中在每个端部折片50上轴向地装配或直接地构造就位。

根据一些构造技术，在轴向地装配或构造环形锚固结构之前，端部折片径向向下翻转。

因此，端部折片50围绕相应环形锚固结构翻起，以便形成相应胎圈44。

在这个阶段，在放置在鼓上并且具有翻起的端部折片50的胎体套筒上进行根据本发明的用于检查轮胎的胎圈的形成的方法(通常利用站1的停机时间)。

首先，使成形鼓2并且因此胎体套筒3围绕公共轴线2a旋转。

在开始旋转之前，或者优选地在鼓达到期望的速度的同时，获取系统4相对于胎体套筒适当地放置。

在所示的示例中，基于线性激光三角测量，最佳放置设想框架8沿着径向方向9移动，以便将装置5设置在距套筒的径向外表面的正确的径向距离处。

此外，两个装置的线性激光束13的传播方向12沿着径向方向保持，并且两个传播平面保持相互共面并平行于轴线2a。

优选地，每个线性激光束13的传播方向12撞击在相应边缘6处。换句话说，边缘优选地放置在获取装置4的获取区域的中心。

在这个阶段，每个获取装置4在旋转期间获取代表胎体套筒的径向外表面的相应周向部分并且包括相应边缘6的相应图像。

径向外表面的示例性每个周向部分具有等于约80mm的轴向宽度，该轴向宽度大致对应于激光线的宽度。

优选地，逐线地(by lines)进行图像获取。为此目的，每个装置4在胎体套筒3的旋转期间相继地获取相应一系列线性3D图像，所述一系列线性3D图像代表胎体套筒的径向外表面的相应周向部分的一系列连续线性部分。通过组合所述一系列线性图像获得整个周向部分的整体图像。

优选地，每个装置4用线性激光束13相继地照射上述一系列线性部分并获取相应一系列二维和矩形图像，所述一系列二维和矩形图像分别代表径向外表面的一系列相应部分，每个部分包括相应线性部分，其中每个二维和矩阵图像包括相应反射激光线，所述反射激光线代表由表面的相应线性部分反射的线性激光束。

优选地，每个装置4在每个二维和矩阵图像内识别相应反射激光线并通过三角测量处理反射激光线以便获得表面的相应线性部分的相应三维图像，所述三维图像包括与表面的相应线性部分的高度轮廓有关的信息。

一旦获得包括相应边缘6的两个整个周向部分的两个整体三维图像之后，处理单元10便处理它们以便检测可能的胎圈缺陷，例如：翻起的端部折片的轴向长度的不对称、翻起的端部折片的错误轴向长度、翻起的端部折片中的开口和翻起的端部折片中的折叠。

所述处理例如基于边缘与所述参考平面相距的轴向距离sx、dx沿着胎体套筒3的圆周的趋势。在距离沿着圆周的统计是异常的情况下，处理单元10可以向操作者发送警报信号并且从生产线移除胎体套筒。例如，距离dx或sx沿着整个圆周的平均值可以与规格值相差一个值，所述值的模数值(modulus)大于阈值。对于具体示例，如果将阈值固定为2mm，距离dx的平均值比规格值大5mm，因此比阈值大3mm，并且距离sx的平均值比规定值小4mm，因此比阈值小2mm，则可能已经发生了胎体套筒相对于鼓的轴向偏移。

如果例如距离的最大偏移太高，这可能与太高的标准偏差相关，则可能已经发生了帘布层中的开口20(图3a和3b)。

对于其它示例，处理单元10还可以处理三维图像，以便相对于胎圈翻起端部的预期周向趋势识别丢失或多余材料的可能体积，以便突出可能的折叠或开口。通常，在胎圈的形成之后，滚轧翻起的端部折片。

如此检查的胎体套筒被送到随后的轮胎生产步骤中，其中通常设想在翻起的端部折片上方在径向外部位置中施加侧壁。

Claims (21)

1.一种用于在轮胎生产线中检查轮胎(39)的胎圈(44)的形成的方法，所述方法包括：

-布置胎体套筒(3)，所述胎体套筒具有端部折片(50)，所述端部折片围绕相应环形锚固结构(43)翻起，以形成相应胎圈(44)；

-使所述胎体套筒围绕其轴线(2a)旋转；

-在所述旋转期间，获取代表所述胎体套筒(3)的径向外表面的至少周向部分的至少一个图像，所述至少周向部分包括翻起的所述端部折片(50)的相应边缘(6)；

-处理所述至少一个图像，以便确定每个边缘与所述胎体套筒(3)上的与所述轴线(2a)正交的参考平面(11)相距的轴向距离(sx，dx)的周向趋势；

-根据所述趋势检测所述胎圈(44)的可能缺陷。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，获取所述至少一个图像包括在所述旋转期间获取两个图像，每个图像代表所述胎体套筒(3)的径向外表面的相应周向部分，所述相应周向部分中的每一个包括翻起的所述端部折片(50)的所述边缘(6)中的一个相应边缘，其中，所述两个图像由图像获取系统(4)获取，所述图像获取系统包括两个获取装置(5)，其中，所述获取装置中的每一个获取所述图像中的一个相应图像，并且其中，处理所述至少一个图像包括处理所述两个图像以便确定每个边缘(6)的所述轴向距离(sx，dx)的所述周向趋势。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，径向外表面的每个相应周向部分的轴向宽度大于或等于20mm，并且小于或等于200mm。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，布置所述胎体套筒包括将胎体套筒布置在成形鼓(2)上，并且其中，用于边缘(6)中的一个或两个的所述参考平面(11)位于胎体套筒(3)的轴向中心的位置并且位于成形鼓(2)的轴向中心的位置。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，获取所述至少一个图像包括：在胎体套筒(3)的旋转期间相继地获取至少一系列图像，所述至少一系列图像代表胎体套筒(3)的径向外表面的所述至少周向部分的至少一系列不同线性部分；和获得所述至少一个图像，其组合所述至少一系列图像。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个图像是三维图像。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，获取三维的所述至少一个图像包括：利用至少线性激光束(13)相继地照射胎体套筒(3)的径向外表面的所述至少周向部分的至少一系列线性部分；和沿着光轴获取至少一系列二维和矩阵图像，所述至少一系列二维和矩阵图像分别代表径向外表面的至少一系列相应部分，每个部分包括所述线性部分中的一个相应线性部分，其中，所述二维和矩阵图像中的每一个包括相应反射激光线，所述反射激光线表示由表面的所述至少周向部分的所述线性部分中的一个相应线性部分反射的所述至少线性激光束，并且其中，所述方法包括在所述二维和矩阵图像中的每一个内识别所述相应反射激光线，并且通过三角测量处理所述反射激光线，以便获得表面的相应线性部分的相应三维图像，所述三维图像包括与表面的所述相应线性部分的高度轮廓相关的信息。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述线性激光束(13)的传播方向(12)平行于所述胎体套筒的径向方向。

9.根据权利要求2所述的方法，其中，所述至少一个图像是三维图像，并且其中，每个获取装置(5)是线性激光束三角测量3D传感器(13)，其中，所述两个获取装置的线性激光束(13)的相应传播方向(12)在获取期间相互平行地布置，并且其中，所述两个获取装置的线性激光束(13)的相应传播平面在获取期间相互共面地布置。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述两个获取装置的线性激光束(13)的相应传播平面在获取期间与所述轴线(2a)基本平行地布置，并且其中，每个线性激光束(13)的相应传播方向(12)在获取期间撞击在相应边缘(6)处。

11.根据权利要求1或2所述的方法，其中，处理所述至少一个图像包括计算以下量中的一个或多个：距离沿着周向发展的平均值、距离沿着周向发展的标准偏差、距离沿着周向发展的最大和最小位移、距离沿着周向发展的位移正弦曲线的幅度和相位。

12.根据权利要求1或2所述的方法，其中，检测所述胎圈的可能缺陷包括检测以下缺陷中的一种或多种：翻起的端部折片的轴向长度的不对称、翻起的端部折片的错误轴向长度、翻起的端部折片上的开口和翻起的端部折片中的折叠。

13.一种用于在轮胎生产线中形成轮胎(39)的胎圈(44)的处理，所述处理包括：

-在成形鼓(2)上布置包括至少胎体帘布层(41a，41b)的胎体套筒(3)，使得胎体套筒的相对的端部折片(50)轴向悬垂在成形鼓上；

-在相对于每个端部折片的径向外部位置中在每个端部折片(50)上轴向地装配或构造环形锚固结构(43)；

-围绕相应环形锚固结构(43)翻起端部折片(50)，以便形成相应胎圈(44)；

-在所述成形鼓(2)上的所述胎体套筒(3)上执行根据权利要求1所述的用于检查胎圈的形成的方法，以便检测所述胎圈的可能缺陷，所述胎体套筒(3)具有翻起的端部折片(50)。

14.根据权利要求13所述的处理，所述处理包括在轴向地装配或构造所述环形锚固结构(43)之前径向向下翻转所述端部折片(50)。

15.一种轮胎(39)生产处理，包括：

-在成形鼓上构造胎体套筒(3)，其中，成形鼓与布置在成形鼓的轴向外侧处的两个辅助支撑件相联，并且其中，胎体套筒包括至少胎体帘布层(41a，41b)；

-使两个辅助支撑件从成形鼓轴向移开，以便使胎体套筒的相对的端部折片(50)轴向悬垂在成形鼓上；

-按照根据权利要求13或14所述的用于形成胎圈的处理来形成胎圈；

-在用于形成胎圈的所述处理之后，在翻起的所述端部折片(50)上方在径向外部位置中施加另外的结构部件(48)；

-将所述胎体套筒(3)与胎冠结构相联，以实现完整的生轮胎；

-模制和硫化所述完整的生轮胎，以便生产成品轮胎(39)。

16.根据权利要求15所述的处理，所述处理包括在用于形成胎圈的所述处理之后并且在由弹性体化合物制成的另外的结构部件的所述施加之前，滚轧翻起的所述端部折片，其中，所述另外的结构部件(48)包括侧壁。

17.一种用于形成轮胎(39)的胎圈(44)的站(1)，所述站包括：

-成形鼓(2)和用于使成形鼓围绕其轴线(2a)旋转的旋转构件；

-用于在布置在所述成形鼓(2)上的胎体套筒(3)的相对的端部折片(50)上装配或构造环形锚固结构(43)的构件；

-翻起构件，其用于围绕所述环形锚固结构(53)翻起所述端部折片(50)；

-图像获取系统(4)，其被构造成用于获取代表布置在所述成形鼓(2)上的所述胎体套筒(3)的径向外表面的至少周向部分的至少一个图像，所述至少周向部分包括翻起的所述端部折片(50)的相应边缘(6)；

-处理单元(10)，其被构造成且编程为用于处理所述至少一个图像，以便确定每个边缘(6)与所述胎体套筒(3)上的与所述轴线(2a)正交的参考平面(11)相距的轴向距离(dx，sx)的周向趋势并且根据所述趋势检测所述胎圈(44)的可能缺陷。

18.根据权利要求17所述的站(1)，其中，图像获取系统(4)包括两个获取装置(5)，每个获取装置被构造成用于获取代表所述胎体套筒(3)的径向外表面的相应周向部分的相应图像，每个相应周向部分包括翻起的所述端部折片(50)的所述边缘(6)中的一个相应边缘，并且所述处理单元(10)被构造成且编程为用于处理由所述两个获取装置(5)获取的所述相应图像，以便确定每个边缘(6)的所述轴向距离(sx，dx)的所述周向趋势。

19.根据权利要求18所述的站(1)，其中，每个获取装置能够独立于另一个获取装置沿着轴向方向(7)移动。

20.根据权利要求17或18或19所述的站(1)，其中，所述获取系统包括至少线性激光束三角测量3D传感器。

21.根据权利要求17至19中任一项所述的站(1)，所述站包括支撑框架(8)，所述获取系统(4)安装在所述支撑框架上，其中，所述支撑框架能够相对于所述成形鼓(2)沿着径向方向移动。

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