DE202005002355U1

DE202005002355U1 - Laseranlage mit besonders hoher Ausbringung zur Kennzeichnung von Reifen

Info

Publication number: DE202005002355U1
Application number: DE200520002355
Authority: DE
Original assignee: JET LASER SYSTEME GES fur OBE; Jet Laser Systeme Gesellschaft fur Oberflachentechnik Mbh
Current assignee: 4JET Technologies GmbH
Priority date: 2005-02-11
Filing date: 2005-02-11
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2015-02-12

Abstract

Vorrichtung zur individuellen Markierung von Automobilreifen mittels Laser, bei der Reifen unterschiedlichen Typs auf einem Förderband liegen und ohne Stopp und schlupffrei durch die Vorrichtung transportiert werden, wobei zunächst mittels eines Laserscanners die Mittelpunktslagen der sich mit dem Band bewegenden Reifen ermittelt werden. Daraufhin wird ein an einem X,Y Achsensystem aufgehängter Schwenkbalken so über dem Reifen positioniert, dass die vertikale Drehachse des Schwenkbalkens synchron mit dem Reifenmittelpunkt durch die Anlage wandert. Auf dem Schwenkbalken ist ein Lichtschnittsensor montiert, mit dem durch Schwenken des Armes die Reliefstruktur der Seitenwand des Reifens als Höhenprofil aufgenommen und mit Referenzprofilen verglichen wird. So wird der Reifentyp erkannt und die Markierungsstelle festgelegt. Der Markierungslaser befindet sich ebenfalls auf dem Schwenkbalken und wird auf die Markierungsstelle ausgerichtet. Nachdem die Markierung durch den Laser eingebrannt ist, wird der Lichtschnittsensor über die Markierung geschwenkt, um diese zu überprüfen.

Description

Aufgabenstellung
Bei Automobilreifen besteht wegen deren Sicherheitsrelevanz zunehmend der Bedarf, diese individuell zu markieren, so dass im Schadensfall oder bei auftretenden Mängeln die Historie des Reifens bis zu einzelnen Produktionsschritten rückverfolgt werden kann. Diese Markierung aus einer Buchstaben und/oder Ziffernfolge muss in Klarschrift lesbar und bleibend, d.h. abriebfest, sein. Sie wird mittels Laserstrahlung in die Reifenseitenwand eingraviert, wobei die Markierungsstelle millimetergenau vorbestimmt ist.
Mit der Laseranlage, die in dem unter dem Aktz.. 202005000640.8 registrierten Gebrauchsmuster beschriebenen ist, kann diese Aufgabe gelöst werden. Bei dieser Anlage wird der Reifen über ein Förderband zugeführt und dann unabhängig von seiner Größe bezüglich eines vorgegebenen Punkts zentriert. Über dem Reifen befindet sich ein Schwenkarm, dessen Drehachse mit der Symmetrieachse des Reifens übereinstimmt. Auf dem Schwenkarm befindet sich ein Bilderkennungssystem, das die Reifenseitenwand beim Rotieren des Arms aufnimmt und danach mit Hilfe einer Bildverarbeitungssoftware den ebenfalls auf dem Schwenkarm montierten Laser auf die Markierungsstelle hin ausrichtet. Nachdem der Laser die Kennzeichnung in die Reifenseitenwand eingebrannt hat, schwenkt die Kamera wieder über diese Stelle und überprüft die Markierung. Allerdings wird zur Bilderkennung kein kamerabasiertes Videosystems benutzt sondern ein Lichtschnittsensor, der im Gegensatz zu Videosystemen, nicht auf Farbkontraste anspricht, sondern das Höhenprofil der reliefartigen Schwarz auf Schwarz-Symbole auf der Seitenwand aufnimmt und mit einem Referenzprofil vergleicht. Somit können der Typ des Reifens, seine Drehlage und auch die aufgebrachte Markierung unabhängig von Beleuchtung und Oberflächenqualität zuverlässig bestimmt werden. Die beschriebene Anlage arbeitet sehr zuverlässig und zeichnet sich durch geringen Platzbedarf und günstige Kosten aus.
Nachteilig bei dieser Anlage ist jedoch, dass sie sequentiell arbeitet d.h. die Schritte Zufuhr des Reifens, Zentrieren unter der Drehachse des Schwenkarms, Erkennen der Drehlage, Markieren mit dem Laser und Prüfung der Markierung erfolgen nacheinander. Daraus resultiert eine Taktzeit von ca. 15 s. D.h. pro Minute werden 4 Reifen markiert oder dem entsprechend ungefähr 5 500 pro Tag. Moderne Reifenwerken produzieren dagegen bis zu 60 000 Reifen pro Tag, Es ist daher von großer Bedeutung, die Taktzeit der Lasermarkierungsstation so weit als möglich zu reduzieren.
Prinzipieller Aufbau der Laserstation und Ablauf der Gravierung
Die Lösung der Aufgabe wird mit der im folgenden beschriebenen Anlage erzielt. In Bild 1 ist die Anlage schematisch dargestellt.
Der Reifen 1 wird schlupffrei mit einem Förderband 2 ohne Stopp durch die Anlage geführt. Dabei ist die Lage auf dem Förderband stochastisch.
Am Eingang der Anlage befindet sich ein Laserscanner 3, mit dem für jeden Reifen die Lage seines Mittelpunkts ermittelt wird.
In der nächsten Station der Anlage befindet sich ein Schwenkarm 4, auf dem sich ein Lichtschnitt-Sensor 5 befindet. Für die weitere Bearbeitung des Reifens muss die Drehachse des Schwenkarms mit der Symmetrieachse des Reifens übereinstimmen. Hierzu wird über ein x,y Achsensystem die den Schwenkarm beinhaltende Einheit entsprechend der Lageerkennung des Scanners 3 über dem Reifen positioniert und parallel zu dem Förderband synchron mit dem Reifen verfahren. Der Lichtschnittsensor nimmt die reliefartigen Symbole auf der Reifenseitenwand als Höhenprofil auf. Hierzu macht der Schwenkarm eine Umdrehung.
Dieses Höhenprofil wird mit dem hinterlegten Referenzprofil verglichen und daraus die vorgeschriebene Markierungsposition ermittelt.
Die Gravur wird in der dritten Station mit einem Laser 6 durchgeführt, der sich auf einem weiteren Schwenkarm 7 befindet. Auch dessen Drehachse muss mit der Symmetrieachse des Reifens übereinstimmen. Dementsprechend wird auch diese über ein x,y System ausgerichtet und synchron zum Reifen verfahren. Der Schwenkarm 7 positioniert den Laser 6 auf die mit dem Lichtschnittsensor 5 ermittelte Markierungsstelle. Das Eingravieren durch den Laserstrahl erfolgt mittels eines computergesteuerten Galvanometer-Scanners 8. Auf diese Weise lassen sich wählbare Zeichen, Ziffern und Buchstaben an definierter Stelle in den Reifen gravieren.
Nach Beendigung der Laserbearbeitung wird mit einem zweiten Lichtschnitt-Sensor 9, der wie der Laser 6 ebenfalls auf dem Schwenkarm 7 montiert ist, die Markierung überprüft, in dem das Profil der Markierung aufgenommen und mit dem vom Rechner erzeugten Sollprofil verglichen wird.
Anschließend wird der Reifen ausgeschleust, wobei die Anlagensteuerung einen n.i.O. Signalbit erhält, wenn die Seitenwand nicht identifiziert wurde oder wenn die Markierung fehlerhaft ist.
Da die Anlage zwei unabhängige Schwenkarme besitzt können gleichzeitig zwei Reifen bearbeitet werden, d.h. während unter dem Schwenkarm 7 ein Reifen „gelasert" wird, kann unter dem Schwenkarm 4 bereits am nächsten Reifen die Markierungsposition bestimmt werden. Beide Prozesse dauern in etwa mit 3 s gleichlang. Das Finden der Reifenmittelpunkte für die beiden Reifen und das Verfahren der Achsen benötigt ebenfalls 3 s. Innerhalb von 6 s werden somit zwei Reifen markiert. Das entspricht 3s Taktzeit oder ca. 28 000 Reifen pro Tag.
Die Laserstation ist umhaust und mit Zu- und Abfuhrschott versehen, um die Umgebung vor Streustrahlung und geruchsintensiven Dämpfen zu schützen. Dies ist hier nicht näher beschrieben und in den Abbildungen nur schematisch dargestellt.

Claims

Vorrichtung zur individuellen Markierung von Automobilreifen mittels Laser, bei der Reifen unterschiedlichen Typs auf einem Förderband liegen und ohne Stopp und schlupffrei durch die Vorrichtung transportiert werden, wobei zunächst mittels eines Laserscanners die Mittelpunktslagen der sich mit dem Band bewegenden Reifen ermittelt werden. Daraufhin wird ein an einem X,Y Achsensystem aufgehängter Schwenkbalken so über dem Reifen positioniert, dass die vertikale Drehachse des Schwenkbalkens synchron mit dem Reifenmittelpunkt durch die Anlage wandert. Auf dem Schwenkbalken ist ein Lichtschnittsensor montiert, mit dem durch Schwenken des Armes die Reliefstruktur der Seitenwand des Reifens als Höhenprofil aufgenommen und mit Referenzprofilen verglichen wird. So wird der Reifentyp erkannt und die Markierungsstelle festgelegt. Der Markierungslaser befindet sich ebenfalls auf dem Schwenkbalken und wird auf die Markierungsstelle ausgerichtet. Nachdem die Markierung durch den Laser eingebrannt ist, wird der Lichtschnittsensor über die Markierung geschwenkt, um diese zu überprüfen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtschnittsensor zur Bestimmung der Markierungsstelle und der Laser zur Durchführung der Markierung auf zwei verschiedenen Schwenkbalken angeordnet sind, die unabhängig von einander jeweils auf die Mittelpunkte von aufeinander folgenden Reifen ausgerichtet sind und synchron mit diesen bewegt werden, so dass Erkennung und Markierung gleichzeitig erfolgen können, wobei zur Überprüfung der Markierung auf dem zweiten Schwenkarm ein zusätzlicher Lichtschnittsensor installiert ist.