JP6998316B2 - タイヤをチェックする装置および方法 - Google Patents
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Description
Claims (36)
- タイヤをチェックする装置(1)であって、
- 支持フレーム(2)と、
- 前記支持フレームを前記装置の移動部材(102)に取り付けるために、前記支持フレームに固定されたフランジ(3)と、
- タイヤの面の3次元画像を取得するための取得システム(4)であって、前記取得システム(4)は、前記支持フレームに取り付けられ、
- 光軸(6)を有するマトリクスカメラ(5)と、
- 伝播面(8)および伝播軸(9)を有するリニアレーザビームを放射するように構成されたリニアレーザ源(7)と、
- 前記伝播軸(9)の第1の部分(16)および第2の部分(32)と、前記光軸(6)の第1の部分(14)および第2の部分(31)とをそれぞれ特定するように、前記伝播軸(9)および前記光軸(6)の両方に交差する反射面(12)を有する反射要素(11)と
を含む、取得システム(4)と
を含み、
前記伝播軸(9)の前記第1の部分(16)および前記第2の部分(32)は、それぞれの入射点で前記反射面(12)に入射する直線部分であり、前記伝播軸(9)の前記第1の部分(16)および前記第2の部分(32)は、前記それぞれの入射点における前記反射面(12)に垂直な線に関して互いに鏡像をなし、
前記光軸(6)の前記第1の部分(14)および前記第2の部分(31)は、それぞれの入射点で前記反射面(12)に入射する直線部分であり、前記光軸(6)の前記第1の部分(14)および前記第2の部分(31)は、前記それぞれの入射点における前記反射面(12)に垂直な線に関して互いに鏡像をなし、
前記第1の部分(14、16)は、前記それぞれの入射点に対してそれぞれ前記マトリクスカメラ(5)の側および前記リニアレーザ源(7)の側に位置し、
前記光軸(6)の前記第1の部分(14)と第2の部分(31)との間に形成される第1の角度(50)は鈍角であり、
前記伝播軸(9)の前記第1の部分(16)と第2の部分(32)との間に形成される第2の角度(51)は鈍角である、装置(1)。 - 前記光軸(6)の前記第1の部分(14)または第2の部分(31)において、前記光軸(6)と前記反射面(12)との間に形成される第3の角度(13)は40°以下であり、かつ20°以上である、請求項1に記載の装置。
- 前記伝播軸(9)の前記第1の部分(16)または第2の部分(32)において、前記伝播軸(9)と前記反射面(12)との間に形成される第4の角度(15)は40°以下であり、かつ20°以上である請求項1または2に記載の装置。
- 前記第3の角度(13)は30°以上であり、前記第4の角度(15)は30°以上である、請求項2に従属する場合の請求項3に記載の装置。
- 前記マトリクスカメラ(5)、前記リニアレーザ源(7)、および前記反射要素(11)は、前記支持フレーム(2)に対するそれぞれの固定位置で前記支持フレーム(2)に一体的に固定される、請求項1~4のいずれか一項に記載の装置。
- 前記支持フレーム(2)は、第1の方向(21)に沿った主展開部を有する細長い形状の直立材(20)を含み、前記直立材は、前記フランジ(3)が取り付けられた第1の端部(22)と、前記第1の方向(21)に沿って前記第1の端部(22)の反対側にある第2の端部(23)とを有する、請求項1~5のいずれか一項に記載の装置。
- 前記支持フレーム(2)は、第2の方向(25)に沿った主展開部を有する細長い形状の横材(24)を有し、前記横材は、前記直立材(20)の前記第2の端部(23)にある第1の端部(26)と、前記第2の方向(25)に沿って前記第1の端部(26)の反対側にある第2の端部(27)とを有し、前記第2の端部(27)は自由端であり、前記反射要素(11)は、前記横材の前記第2の端部(27)に取り付けられる、請求項6に記載の装置。
- 前記第1の方向(21)および前記第2の方向(25)は、互いに対して実質的に直角である、請求項7に記載の装置。
- 前記光軸(6)の前記第1の部分(14)は、前記第2の方向(25)に対して実質的に平行であるか、または前記伝播軸(9)の前記第1の部分(16)は、前記第2の方向に対して実質的に平行である、請求項7または8に記載の装置。
- 前記光軸(6)の前記第1の部分(14)は、前記第2の方向(25)に対して実質的に平行であり、かつ前記伝播軸(9)の前記第1の部分(16)は、前記第2の方向に対して実質的に平行である、請求項7または8に記載の装置。
- 前記伝播面(8)は、前記伝播軸(9)の少なくとも前記第1の部分(16)において、前記第1の方向(21)に対して実質的に平行である、請求項6~10のいずれか一項に記載の装置。
- 前記光軸(6)の前記第1の部分(14)は、前記マトリクスカメラ(5)から前記反射面(12)まで延びる、請求項1~11のいずれか一項に記載の装置。
- 前記伝播軸(9)の前記第1の部分(16)は、前記リニアレーザ源(7)から前記反射面(12)まで延びる、請求項1~12のいずれか一項に記載の装置。
- 前記リニアレーザ源(7)および前記マトリクスカメラ(5)は、前記直立材(20)の前記第2の端部(23)で前記支持フレーム(2)に取り付けられる、請求項6に記載の装置。
- 前記リニアレーザ源(7)および前記マトリクスカメラ(5)は隣接する、請求項1~14のいずれか一項に記載の装置。
- 前記光軸(6)の前記第1の部分(14)および前記伝播軸(9)の前記第1の部分(16)は、前記伝播面(8)に実質的に直角な共通平面に位置する、請求項1~15のいずれか一項に記載の装置。
- 前記光軸(6)の前記第2の部分(31)と前記伝播軸(9)の前記第2の部分(32)との間に形成される第5の角度(30)は5°以上であり、かつ40°以下である、請求項1~16のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第5の角度(30)は20°以下である、請求項17に記載の装置。
- 前記リニアビームの伝播方向における前記反射要素(11)の下流には、前記光軸(6)に沿って前記反射要素(11)より向こうに、または前記伝播軸(9)に沿って前記反射要素(11)より向こうに、さらなる反射要素はない、請求項1~18のいずれか一項に記載の装置。
- 前記リニアビームの伝播方向における前記反射要素(11)の下流には、前記光軸(6)に沿って前記反射要素(11)より向こうに、および前記伝播軸(9)に沿って前記反射要素(11)より向こうに、さらなる反射要素はない、請求項1~18のいずれか一項に記載の装置。
- 前記反射要素(11)は、ベース体(40)と、前記ベース体(40)に固定され、前記反射面(12)を有する光学要素(41)とを含む、請求項1~20のいずれか一項に記載の装置。
- 前記ベース体(40)は、前記横材(24)の前記第2の端部(27)に一体的に固定され、前記反射面(12)は単一の物理的な面であり、平坦である、請求項7に従属する場合の請求項21に記載の装置。
- 前記反射面(12)は、前記マトリクスカメラ(5)および前記リニアレーザ源(7)に面する前記光学要素(41)の外側面である、請求項21に記載の装置。
- 前記光学要素(41)は、前記マトリクスカメラ(5)または前記リニアレーザ源(7)を基準とする近位端から遠位端に向かって先細りになっている、請求項21に記載の装置。
- 前記反射面(12)は、前記マトリクスカメラ(5)または前記リニアレーザ源(7)を基準とする近位端から遠位端に向かって先細りになっている、請求項1~24のいずれか一項に記載の装置。
- 前記ベース体(40)は、前記マトリクスカメラ(5)または前記リニアレーザ源(7)を基準とする近位端から遠位端に向かって先細りになっている、請求項21に記載の装置。
- 前記マトリクスカメラ(5)は、画像面(29)を画定するセンサと、前記光軸(6)、焦点面(17)、および被写界深度を有する対物レンズ(28)とを含み、前記画像面(29)は、前記光軸に直角で前記対物レンズを通る基準面(33)と鋭角(34)をなし、前記鋭角(34)は、前記焦点面(17)が前記伝播面(8)と45°以下の角度をなすように、前記リニアレーザ源(7)が配置された側に頂点を有し、画像面(29)と基準面(33)との間の前記鋭角(34)は、20°以下であり、かつ5°以上である、請求項1~26のいずれか一項に記載の装置。
- 前記マトリクスカメラ(5)は、前記面の一部分のマトリクス画像を取得するように構成され、
- 前記マトリクス画像において、前記リニアレーザビームを用いて前記面部分の直線部分を照明することで生じるレーザ線を表す反射レーザ線を特定し、
- 前記面部分の前記直線部分の高さ輪郭に関する情報を含む3次元画像を取得するために、三角測量によって前記反射レーザ線を処理し、
- 前記マトリクス画像自体において、前記反射レーザ線に実質的に直角な方向に沿って、取得したマトリクス画像の部分画像を選択する
ように構成された処理ユニットを、機械本体(5a)に含み、前記レーザ線を特定し、三角測量によって前記反射レーザ線を処理する前記作業は、前記画像の部分画像に対して実施され、
前記取得した画像の前記部分画像を選択する前記作業の後、前記反射レーザ線に実質的に直角な前記方向に沿ったピクセル数は、200ピクセル以下である、請求項1~27のいずれか一項に記載の装置。 - タイヤをタイヤ生産ラインでチェックするためのステーション(100)であって、セットされるタイヤ(101)をサイドウォールを支えにして支持し、前記タイヤを前記タイヤの回転軸(140)のまわりに回転させるように構成された支持体(120)と、請求項1~28のいずれか一項に記載の、タイヤをチェックする装置(1)とを含み、前記装置(1)はその移動部材(102)に取り付けられる、ステーション(100)。
- タイヤをチェックする方法であって、
- チェックされるタイヤ(101)を用意することと、
- 請求項1~28のいずれか一項に記載の、タイヤをチェックする装置(1)を用意することと、
- 少なくとも前記反射要素(11)を前記タイヤの内部空間に挿入することと、
- レーザ線を発生させるように、前記タイヤの内側面の直線部分を前記リニアレーザビームで照明することと、
- 内側面の前記直線部分を含む内側面部分のマトリクス画像を取得し、前記マトリクス画像は、前記レーザ線を表す反射レーザ線を含むことと、
- 前記マトリクス画像において、前記反射レーザ線を特定することと、
- 前記直線部分の高さ輪郭に関する情報を含む前記直線部分の3次元画像を取得するために、三角測量によって前記反射レーザ線を処理することと
を含む方法。 - 前記マトリクス画像自体において、前記反射レーザ線に実質的に直角な方向に沿って、前記取得したマトリクス画像の部分画像を選択することを含み、前記反射レーザ線を特定し、三角測量によって前記反射レーザ線を処理する前記作業は、前記画像の部分画像に対して実施される、請求項30に記載の方法。
- - 前記タイヤの第1の内側面領域の一連の異なる直線部分が、少なくとも前記伝播面(8)において、前記マトリクスカメラ(5)の被写界深度内に連続して位置するように、前記第1の内側面領域を前記装置に対して並進させることであって、前記取得システム(4)は、前記リニアレーザビームで照明する前記作業を連続的に繰り返すために、前記並進中に連続して動作し、前記第1の内側面領域の前記一連の異なる直線部分のそれぞれの一連の3次元画像を取得するために、前記それぞれのマトリクス画像を取得し、前記それぞれの反射レーザ線を特定し、前記それぞれの反射レーザ線を処理し、それぞれの3次元画像を取得し、前記一連の直線内側面部分で得られた前記一連の3次元画像を組み合わせることで、前記第1の内側面領域の完全な3次元画像が得られることを含み、
前記第1の内側面領域は、前記タイヤのショルダ部(104)の内側面領域である、請求項30または31に記載の方法。 - - 前記タイヤの第2の内側面領域の一連の異なる直線部分が、少なくとも前記伝播面において、前記マトリクスカメラ(5)の前記被写界深度内に連続して位置するように、前記第2の内側面領域を前記装置に対して並進させることであって、前記取得システムは、前記リニアレーザビームで照明する前記作業を連続的に繰り返すために、前記並進中に連続して動作し、前記第2の内側面領域の前記一連の異なる直線部分のそれぞれの一連の3次元画像を取得するために、前記それぞれのマトリクス画像を取得し、前記それぞれの反射レーザ線を特定し、前記それぞれの反射レーザ線を処理し、それぞれの3次元画像を取得し、前記一連の直線内側面部分で得られた前記一連の3次元画像を組み合わせることで、前記第2の内側面領域の完全な3次元画像が得られることを含み、
前記第2の内側面領域は、前記タイヤのサイドウォール(105)の内側面領域である、請求項32に記載の方法。 - - 前記タイヤの第3の内側面領域の一連の異なる直線部分が、少なくとも前記伝播面において、前記マトリクスカメラ(5)の前記被写界深度内に連続して位置するように、前記第3の内側面領域を前記装置に対して並進させることであって、前記取得システムは、前記リニアレーザビームで照明する前記作業を連続的に繰り返すために、前記並進中に連続して動作し、前記第3の内側面領域の前記一連の異なる直線部分のそれぞれの一連の3次元画像を取得するために、前記それぞれのマトリクス画像を取得し、前記それぞれの反射レーザ線を特定し、前記それぞれの反射レーザ線を処理し、それぞれの3次元画像を取得し、前記一連の直線内側面部分で得られた前記一連の3次元画像を組み合わせることで、前記第3の内側面領域の完全な3次元画像が得られることを含み、
前記第3の内側面領域は、前記タイヤのビード部(106)の内側面領域である、請求項33に記載の方法。 - チェックされる前記タイヤは、サイドウォールを支えにして水平にセットして配置され、少なくとも前記反射要素(11)を前記タイヤの前記内部空間に挿入する前記動作は、上部から行われる、請求項30~34のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の内側面領域、前記第2の内側面領域、および前記第3の内側面領域の中の少なくとも1つは、中央線平面を基準に前記タイヤの上側半分に属する、請求項34に従属する場合の請求項35に記載の方法。
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