KR101697241B1 - 타이어 생산 라인에서 타이어를 제어하는 기기 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 회전축(201) 및 회전축에 수직한 중간선 평면(202)을 가지는 제어될 타이어(202)를 미리 배치시키는 단계; 물리적 접촉을 통하여, 측벽부에 속하는 외부 접촉면에, 회전축과 평행한 적어도 하나의 성분을 가지고 중간선 평면 쪽으로 향하는, 압축력을 가함으로써 상기 타이어의 측벽의 일부를 탄성적으로 변형시키는 단계; 상기 측벽부의 하나의 표면을 광 조사로 비추고 비춰진 표면의 이미지를 탐지하는 단계; 탐지된 이미지를 대표하는 적어도 하나의 제어 신호를 발생시키는 단계; 및 측벽부 상의 결함의 존재 가능성을 탐지하기 위해서 적어도 하나의 제어 신호를 분석하는 단계;를 포함하는 타이어 생산 라인에서 타이어를 제어하는 방법 및 관련 기기(100)에 관한 것이다.
Description
본 발명은 타이어 생산 라인에서 타이어를 제어하는 기기 및 방법, 특히 타이어 상의 또는 인접한 결함의 존재 가능성을 제어하기 위한 기기 및 방법, 보다 구체적으로 타이어의 측벽의 내부 및/또는 외부 표면상의 또는 인접한 결함의 존재 가능성을 제어하기 위한 기기 빛 방법에 관한 것이다.
"타이어(tyre)"는 제조 단계 다음의 몰딩 및 가황 단계 후 완성된 타이어를 말한다.
통상적으로, 타이어는 작업 동안에 회전축 주위로 실질적으로 도넛형 구조를 가지고 회전축에 수직한 축방향의 중간선 평면을 가지며, (예컨대, 트래드(tread) 및/또는 내부 구조의 디자인 같은 작은 가능한 비대칭을 무시하면) 상기 평면은 통상적으로 (실질적으로) 기하학적으로 대칭인 평면이다.
타이어의 두 부분은 여기서 크라운(crown) 및 측벽으로 정의된다.
크라운은 트래드 밴드, 벨트 및 상응하는 카카스 구조 부분을 포함하며, 카카스 구조는 트래드 밴드 및 벨트에 대하여 반경방향으로 더 내부에 있다.
"측벽(lateral wall)"은 회전축에 실질적으로 수직한 원형 연장부와 비드(bead)까지, 즉 타이어의 두 개의 반경방향의 내부 단부 모서리까지 크라운의 반대편 측면들 상에서 반경방향으로 연장하고 서로 마주보는 타이어 두 부분 중 한 부분을 말한다; 각각의 상기 비드는 각 설치 림과 결합되도록 설계된다. 그리하여 각 측벽은 상응하는 카카스 구조 부분, 및 축방향의 외부 위치에서, 통상적으로 "측벽(sidewall)"으로 불리는 적합한 탄성 물질로 만들어진 부분을 포함한다.
통상적으로, 카카스 구조는 비드(bead)라는 용어로 식별되는 지역에 통합된 통상적으로 "비드 코어(bead cores)"로 명명되는 각 보강 환형 구조와 결합한 개별 반대편 단부 플랩을 구비하는 적어도 하나의 카카스 플라이를 포함한다. "튜브없는(tubeless)"종류의 타이어에서, 카카스 플라이는 하나의 비드가 다른 비드로 연장되고 공기에 불투과성의 최적의 특징을 구비하는 통상적으로 "라이너(liner)"로 명명되는, 바람직하게는 부틸 기반의, 탄성 중합체 물질의 층에 의해서 내부적으로 덮인다.
또한, 소위 "숄더(shoulder)"는 측벽의 구조에 전체적으로 포함된 것을 말한다; 이러한 숄더는 크라운을 연결하는 타이어의 일부이며 측벽에서 반경방향으로 좀 더 내부 부분이다(다시 말해, 두 개의 숄더는 두 개의 타이어의 두 개의 반경방향 및 축방향의 외부 원형 "모서리"이다). 숄더는 회전축에 실질적으로 수직한 원형 연장부를 구비한다.
타이어의 균일한(homologous) 부분은 동일한 기하학적 구조를 구비하는 동일한 구성의 부분들을 말한다. 예컨대, 균일한 부분들은 측벽의 축방향의 외부의 다른 각도상 부분들, 원주방향의 연장부에서 숄더의 표면의 각도상 부분들, 몰딩 및 가황 동안에 몰드의 연장 주머지에 의해서 결정된 채널 또는 리브(lib) 내부의 상응하는 라이너 부분들, 등이다.
성분(component)은 타이어의 일부 또는 기능을 수행하는 임의의 일 요소를 말한다.
"곡률 반지름(radius of curvature)"은 (타이어의 반경지역은 전체 타이어에 걸쳐 통상적으로 변하지 않는 다는 것을 고려하면) 회전축을 포함하는 임의의 하나의 반경지역 평면에서 타이어 요소의 표면의 국부적인 곡률 반지름을 말한다.
타이어의 외부 또는 내부 표면은 타이어의 설치 림과 타이어의 결합 후 볼 수 있는 표면 및 상기 결합 후 더 이상 볼 수 없는 표면을 말한다.
"광학(optical)", "광(light)", 등과 같은 용어는 광폭의 확장된 지역 내에 속하는 스펙트럼의 적어도 일부를 가지는 사용된 전자기복사를 참조하며, 엄격하게 광폭(400nm-700nm) 내에 속하는 것이 필수적이지 않으며, 예컨대 광폭의 확정된 지역은 자외선으로부터 적외선까지 범위(예컨대, 약 100nm 내지 1um 사이의 파장)일 수 있다.
적어도 하나의 워크 스테이션, 바람직하게는 복수의 워크 스테이션을 포함하며 타이어 생산 설비에 삽입된 생산 라인에서 "주기 시간(cycle time)"은, 작동 조건에서, 타이어 성분의 적어도 일부가 제조되는 워크 스테이션을 가로지르기 위한 제조될 타이어의 최대 이송 시간을 말한다. 예컨대, 주기 시간은 약 20 내지 120초 사이일 수 있다.
차륜용 휠용 타이어를 제조 및 생산하는 과정의 분야에서, 결함 있는 타이어가 시장에 나가는 것을 방지하기 위한 목적으로 완성된 제품들의 품질 제어를 실행하는 것 및/또는 생산 과정에서 수행되는 작업들의 실행을 향상시키고 최적화 하기 위해서 사용되는 기계 및 기구들을 진보적으로 조절 하는 것의 필요성이 대두되었다.
예컨대 이러한 품질 제어는 타이어의 시각적 및 촉각적 시험을 위한 기설절된 시간, 예컨대 30 내지 60초 사이에 실행되는 인간 작업자에 의해서 실행되는 품질 제어를 포함한다; 만약 개인의 경험 및 느낌의 관점에서 타이어가 어떤 품질 규정을 충족하지 않는지를 작업자기 검사해야 한다면, 타이어는 가능한 치명적인 품질 및/또는 구조적 결함을 평가하기 위한 좀 더 자세한 사람의 제어 및/또는 적합한 장비를 통하여 추가적인 제어의 대상이 되어야 한다.
문서 US2004/0212795는 물체, 특히 타이어의 변형 및/또는 윤곽을 측정하기 위한 방법을 설명한다. 물체가 복사 광원에 의해서 방출된 광, 특히 간섭광 또는 부분적으로 간섭광으로 구성된 광, 특히 레이저에 의해서 비춰진다. 물체의 의해서 반사된 광은 이미지 센서가 있는 카메라에 의해서 수신된다.
문서 EP0785421은 광 재현 기술을 이용하는 변형 가능한 물체에서 동적 변화의 관찰에 의해서 변형 가능한 물체에서 기형들을 탐지하기 위한 방법을 설명한다. 예컨대, 강화 고무로 만들어진 물체에서 압력이 변화할 때, 물체의 가장 약한 부분들은 물체를 감싸는 지역 보다 팽창한다. 이러한 변화들이 탐지되고 기록되며 분석된다.
타이어 제어 분야에서, 출원인은 측벽의 내부 및/또는 외부 표면 상의 또는 인접한 결함의 존재 가능성을 탐지하는 문제에 대하여 고심해왔다. 추구된 결함들은 예컨대 타이어 표면 상의 부정 (비가황된 성분, 폼 개조, 등), 구조적 비균일성, 표면 상의 이물질의 존재일 수 있다. 구조적 비균일서 중에서, 소위 "시프팅(shifting)"이 특히 치명적이다; 이것은 다른 물리-화학적 특성을 가지는 타이어의 두 부분들 (예컨대, 다른 성분들) 사이의 간섭 지역에서 발생되는 매우 위험할 수 있는 희귀한 결함이다. 이러한 결함은 완벽히 결합하는 플랩에 의해서 특징지어지는 (타이어의 원형 연장부를 따라서 세로방향 연장부에서) 작은 구멍으로서 스스로를 나타낸다. 카카스에서 시프팅은 통상적으로 존재하는 라이너층 아래에서, 타이어의 표면에 인접하게, 예컨대 내부 표면에 인접하게, 위치된 카카스의 구조에 영향을 줄 수 있다. 이러한 경우에, 통상적으로 라이너 자체는 시프팅과 연관되며, 이것은 카카스에서 시프팅이 있는 ??김이 쉬워지며, 그에 따라 가능한 광학 검사를 통한 식별을 하게한다.
출원인은 타이어 생산을 위한 설비 내에서 "생산 라인에" 사용 되어지는 제어를 위해서 이러한 제어는 상기한 주기 시간 이하의 감소된 시간 과 제한된 비용으로 실행되어질 필요성을 관찰 했다.
출원인은 US 2004/0212795 및/또는 EP 0785421에 설명된 이미지의 광학적 획득을 이용하는 타이어 제어 방법은 매우 비싸며 시간이 소비되기 때문에, 실질적으로 생산 주기에서 생산 라인 외부에서 실행되도록 설계되는 것을 실현했다.
보다 구체적으로, 출원인은 상기된 EP 0785421에 설명된 광학 제어 방법이 타이어가 림에 고정되고, 공기가 채워지고, 예컨대 타이어 주위 환경에 진공을 만들고, 또는 음향 진동을 사용함으로써, 또는 "RFV(Radial Force Variation)래디얼 포스 베리에이션"을 제어하는 사용의 기계를 사용함으로써, 기계적인 스트레스에 종속되는 것을 제공하는 것을 입증했다.
유사하게, US 2004/0212795에 설명된 방법은 타이어가 다양한 변형 상태에 종속되고, 상응하는 이미지들의 평균 값이 계속하여 얻어지는 것을 제공한다. 변형은 주변압력 또는 타이어의 온도를 변화시킴으로써 가해질 수 있다.
두 문서들은 추가적으로 레이저 광 및 간섭 측정의 기술의 사용을 제공하며, 모든 단점들은 이러한 기술의 복잡성으로부터 기인한다. 게다가, 출원인은 상당한 기계적 스트레스 없이 광학 방법들이 이하에 자세히 설명되었듯이 일부 결함의 종류들을 탐지될 수 없다는 것을 입증했다.
출원인은 사실상 상기한 광학 제어 방법들 및 기기들은 카카스에서 시프팅을 포함하는 타이어의 측벽의 내부 및/또는 외부 표면 상의 또는 인접한 결함의 존재 가능성을 탐지하는데 원하는 정밀성 및/또는 민감성을 보장할 수 있다는 것을 깨달았다.
보다 구체적으로, US 2004/0212795에 설명된 광학 검사 방법은 카카스의 플랩이 결합을 유지하도록 하는 경향이 있기 때문에 카카스에서 시프팅을 탐지하는데 충분한 신뢰성을 가지지 못한다.
최종적으로, 출원인은 (특히, 자동차용) 타이어의 측벽은 (실질적으로 대게 평평하거나 약간 볼록한) 크라운의 곡률 반지름 보다 작은 곡률 반지름에 의해서 통상적으로 특징지어지고 숄더는 크라운 및 측벽의 나머지의 내부 곡률 반지름 보다 작은 내부 곡률 반지름에 의해서 통상적으로 특징지어지는 것을 관찰했다.
따라서, 출원인은 적어도 일부 결함들, 특히 측벽의 표면 또는 근처-표면 영역에서 결함들의 인식을 위한 이미지의 광학적 획득에 기반한 타이어를 제어하는 기기 및 방법을 설계하는 문제에 대하여 다룰 것이다; 이러한 방법 및 기기는 생산 설비의 타이어 생산 라인 내에서 삽입되도록 설계되어, 주기 시간 이하의 작동 시간, 감소된 비용, 얻어진 결과에 관한 신뢰성, 쉬운 자동화, 및 이에 더하여 결함을 탐지하는데 큰 민감도(즉, 작은 결함 또는 어떠한 경우에도 탐지하기 어려움 결함일 지라도 탐지할 수 있는 능력)를 가진다.
출원인은 임의의 광학 이미지 획득 시스템에서, 최적 초점이 일치하는 영역의 깊이는 구경비의 증가와 함께 감소하며 정확한 노출은 구경비 및/또는 빛세기의 증가와 함께 감소하는 노출수를 요구하는 것을 입증했다. 출원인은 영역의 깊이가 제한된다면, 측벽의 표면들과 같은 볼록한 표면은 이용 가능한 영역의 깊이 내에 완벽히 속할 수 없으며, 결과적으로 획득될 이미지의 일부분들이 초점에서 벗어나는 위험에 처할 수 있다는 것을 증명했다. 그리하여, 출원인은 동일한 광원을 고려할 때 조도는 비춰진 물체의 기하학적 구조에 의해서 영향을 받는 것을 관찰했다; 타이어의 측벽과 같은 평평하지 않은 표면에서, 전체 표면에 걸쳐 균일한 조명을 얻는 것은 어려우며 더 노출되고 및/또는 덜 노출되는 지역을 최소화하기 위해서 다른 지역들 사이를 평균화하는 상황을 찾는 것이 필요하다는 것을 발견했다.
출원인은 제어될 타이어의 측벽의 일부를 적절하게 변형함으로써, 변형된 부분의 적어도 하나의 하위부분을 평탄화하여, 영역의 깊이를 증가시키고 이미지를 탐지하기 위한 조명 조건을 향상시키는 것(좀 더 일정하게 만드는 것)을 가능하게 하는 것을 발견했다. 이러한 방법으로, (구경비 및 영역의 깊이를 결정하는) 노출시간, (영역의 깊이의 증가와 함께 증가하는) 모든 단일 이미지를 위한 제어에 종속될 부분의 연장부, 및 이미지 자체의 (초점) 품질 사이의 이점적인 타협이 달성될 수 있다.
출원인은 또한 제어될 타이어의 측벽의 일부를 적절하게 변형함으로써, 변형된 부분의 (추가) 하위부분의 외부 곡률 반지름은 감소하며, 그리하여 추가로 가능한 결함들, 특히 카카스 구조에서 시프팅 및 다른 구멍이 강조되며, 일반적인 외부 볼록면의 강조는 이러한 결함들의 윤곽 또는 플랩을 "열리게" 하는 경향이 있기 때문에 결함들이 다음의 이미지 처리과정에서 식별하기 쉽게 하는 것을 가능하게 한다. 이러한 효과는 또한 평탄화를 통한 변형된 하부부분의 내부의 오목한 표면 상에서 달성될 수 있다. 따라서 탐지된 이미지들은 높은 품질을 가지며 및/또는 결함의 존재 가능성을 탐지하기 위한 목적을 위한 이미지의 다음의 자동 처리를 가능하게 하는 양과 질의 어떤 정보를 가지며, 이러한 목적을 위해 매우 효과적으로 결함의 자동 식별을 위한 알고리즘을 제공한다.
보다 구체적으로 제1 양태에 따르면, 본 발명은 타이어 제조 라인에서 타이어 제어하는 방법에 관한 것이다.
바람직하게는, 회전축 및 회전축에 수직한 중간선 평면을 가지는 제어될 타이어를 미리 배치시키는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 물리적 접촉을 통하여, 측벽부에 속하는 외부 접촉면에, 회전축과 평행한 적어도 하나의 성분을 가지며 그리하여 중간선 평면 쪽으로 향하는, 압축력을 가함으로써 상기 타이어의 측벽의 일부를 탄성적으로 변형시키는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 측벽부의 하나의 표면을 광 조사로 비추고 비춰진 표면의 이미지를 탐지하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 탐지된 이미지를 대표하는 적어도 하나의 제어 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 측벽부 상의 결함의 존재 가능성을 탐지하기 위해서 적어도 하나의 제어 신호를 분석하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 본 발명은 타이어 생산 라인에서 타이어를 제어하는 기기에 관한 것이다.
바람직하게는, 타이어의 회전축 주위로 타이어를 회전하도록 설계된 지지대를 구비하는 이동부재를 포함한다.
측벽부를 탄성적으로 변형시키기 위해서, 타이어가 지지대에 의해서 지지될 때, 물리적 접촉을 통하여, 측벽부에 속하는 외부 접촉면 상에, 회전축과 평행한 적어도 하나의 성분을 가지며 그리하여 중간선 평면 쪽으로 향하는, 압축력을 가하도록 구성된 변형 시스템을 포함한다.
상기 측벽부의 표면을 비추기 위해 광 조사를 방출하도록 설계된 광원 및 상기 표면의 이미지를 탐지하고 탐지된 이미지를 대표하는 적어도 하나의 제어 신호를 발생하도록 설계된 탐지 시스템을 포함한다.
탐지 시스템으로부터 적어도 하나의 제어 신호를 수신하며; 결함의 존재 가능성을 탐지하기 위해서 상기 적어도 하나의 제어 신호를 분석하는 기능을 하도록 구성된 처리장치를 포함한다.
광학 이미지들의 처리 및 획득을 통하여 타이어의 측벽의 일부의 결함들을 탐지하기 위한 목적을 위해, 회전축과 평행한 적어도 하나의 성분을 포함하여 중간선 평면 쪽으로 향하는 압축력을 가하여, 측벽부에 속하는 외부 접촉면에 물리적으로 접촉함으로써,상기 측벽부를 변형하는 실용적인 이점을 입증했다; 이러한 방법에서, (적어도 상기 하위부분에서 타이어의 곡률 반지름을 증가시키면서) 변형된 부분의 적어도 하나의 하위부분의 표면을 평탄화하는 것이 가능하다. 추가로 또는 대안으로, 외부 접촉면 및 제어된 하위-측벽부 사이의 공간적 관계에 따라서, 변형된 부분의 적어도 하나의 (추가) 하위부분의 외부 곡률 반지름을 감소시키는 것이 가능하다. 그 결과, 얻어진 이미지 및 정보의 높은 품질과 함께, 생산 라인의 주기 시간 이하의 시간에서 실행되는 광학 이미지의 처리 및 획득을 통한 타이어의 측벽부의 제어가 가능하다: 그리하여 타이어의 제어는 빠르고, 신뢰되며, 정교하게 된다.
상기한 양태 중 적어도 하나에서, 본 발명은 이하에 설명된 선호되는 특징들 중 하나 이상을 또한 구비할 수 있다.
바람직하게는, 상기 분석은 상기 적어도 하나의 제어 신호와 적어도 하나의 상응하는 기준 신호의 비교를 포함한다.
바람직하게는, 알람 신호가 상기 비교 이후에 상기 제어 신호가 기정의된 임계 수준보다 많이 상기 기준 신호와 다른 경우 발생한다.
바람직하게는, 기준 신호는 본 발명의 방법으로 사전에 제어함으로써 발생된다.
바람직하게는, 기준 신호는 제어될 상기 타이어의 부분에서 균일한 부분을 비추고 각 균일한 부분의 각 이미지로부터 얻어진 신호들의 평균으로서 상기 기준 신호를 발생시킴으로써, 기준 신호가 상기 타이어의 제어 동안에 발생한다.
바람직하게는, 기준 신호는 탄성적으로 변형되는 부분을 앞서는 n개 균일한 부분에서 얻어진 제어 신호의 평균으로서 상기 타이어의 제어 동안에 발생하며, n은 1 이상이다.
출원인은 상기 제어 신호에 처리장치에 의해서 실행되는 적절한 알고리즘을 통한 결함들을 탐지하는 기준 신호의 사용 및 생성은 특히 효과적이고, 빠르고, 신뢰성 있으며, 정교하다고 여긴다.
바람직하게는, 제어될 타이어의 비드(bead)는 고정된다. 바람직하게는, 타이어를 위한 지지대는 비드를 고정하도록 구성된다. 이러한 방법에서, 압축력이 가해질 때 타이어는 우연히 움직이지 않는다.
바람직하게는, 제어될 타이어 내부의 압력은 외부의 압력과 동일하다.
바람직하게는, 제어될 타이어의 하나의 비드는 자유롭게 남아있다. 이러한 방법에서, 상기한 변형, 특히 반경방향으로 좀 더 내부 측벽부, 즉 축 방향에 가까운 변형이 허용되며, 게다가 타이어 내부의 접촉이 허용된다.
바람직하게는, 변형된 측벽부의 적어도 하나의 하위부분의 (내부 및/또는 외부) 표면을 평탄화하기 위해서, 상기 측벽부를 탄성적으로 변형한다.
외부 접촉면은 숄더에 속하거나 측벽의 반경방향의 중심부에 속한다.
바람직하게는, 상기 하위부분의 평탄화된 내부면은 내부면의 이미지를 탐지하기 위해서 비춰지며, 비춰진 내부면은 외부 접촉면의 반대편 측에 위치된다. 바람직하게는, 상기 하위부분의 평탄화된 외부면은 외부면의 이미지를 탐지하기 위해서 비춰지며, 비춰진 외부면은 측벽의 원형의 연장 방향에 대하여 외부 접촉면에 인접한 위치에 위치된다.
바람직하게는, 상기 측벽부의 적어도 하나의 하위부분의 외부 곡률 반지름을 감소시키기 위해서 상기 측벽부를 탄성적으로 변형시킨다.
바람직하게는, 상기 측벽부의 적어도 하나의 (추가) 하위부분의 외부 곡률 반지름을 감소시키기 위해서 상기 측벽부를 탄성적으로 변형시킨다.
바람직하게는, 상기 적어도 하나의 (추가) 하위부분의 외부면은 외부면의 이미지를 탐지하기 위해서 비춰지며, 상기 비춰진 외부면은 외부 접촉면에 대하여 반경방향으로 더 외부 위치된다.
바람직하게는, 외부 접촉면은 측벽의 반경방향의 중심부에 속하며 상기 (추가) 하위부분은 각 숄더에 위치된다.
바람직하게는, 외부 접촉면은 비드에 가까우며 (통상적으로 크라운 보다 비드에 더 가까우며) 상기 하위부분은 측벽의 반경방향의 중심부에 속한다.
이러한 방법에서, 유리하게는, (본 명세서에서 크라운은 실질적으로 강성 행동을 가지기 때문에) 상기 외부 접촉면에 대하여 반경방향으로 좀 더 외부인 하위부분은 변형의 경첩으로서 역할하며, 그리하여 힘이 없는 경우 외부의 곡률 반지름의 감소를 겪는다. 이러한 통상의 외부 볼록면의 강화는 하위부분의 외부표면에 존재 가능한 구멍을 개방한다.
바람직하게는, 압축력은 회전축에 평행하다.
바람직하게는, 측벽의 적어도 하나의 추가 부분이 변형되지 않도록 유지하면서 상기 측벽부를 변형한다.
바람직하게는, 측벽부의 모든 지점 중에서, 힘이 없는 위치와 변형된 위치 사이의 이동된 최대 변위가 약 0.5cm이상 및 약 5cm이하가 되도록, 압축력이 상기 측벽부를 변형하며, 상기 변위는 압축력의 방향을 따라서 발생한다.
바람직하게는, 최대 변위는 1.5cm이상이다.
바람직하게는, 최대 변위는 5cm이하이다.
바람직하게는, 최대 변위는 3cm이하이다.
출원인은 이러한 값 간격들이 제어될 표면의 평탄화 및/또는 가능한 구멍의 개방에 유리하다는 것을 입증했다.
바람직하게는, 상기 압축력은 약 40N이상의 스칼라 값을 가진다.
바람직하게는, 상기 압축력은 50N이상이다.
바람직하게는, 상기 압축력은 80N이하이다.
바람직하게는, 상기 압축력은 70N이하이다.
출원인은 다른 타이어 모델들이 종속되는 및/또는, 동일한 모델에서 다른 반경방향의 측벽부가 종속되는 다른 변형들 중에서 좋은 절충을 보장한다는 것을 실험적으로 입증했다. 이러한 방법에서, 다양한 종류 또는 크기의 타이어를 위한 원하는 능력을 보장하도록 타이어의 단일 제어를 설계하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 상기 측벽부 이외에 복수의 추가 측벽부에서, 변형시키는 단계, 광 조사로 비추고 이미지를 탐지하는 단계, 제어 신호를 발생시키는 단계, 및 제어 신호를 분석하는 단계를 시간 순서로 반복하며, 상기 복수의 측벽부는 측벽의 원형 연장부를 따라서 분포된다.
바람직하게는, 타이어가 회전축 주위로 회전하도록 하기 위해서, 연속적인 측벽부에 상기 압축력이 유지된다.
바람직하게는, 상기 복수의 추가 측벽부는 서로 연속되며 상기 측벽부와 함께 전체 측벽을 구성한다.
바람직하게는, 압력축은 일정하게 유지된다.
바람직하게는, 측벽의 일부를 탄성적으로 변형시키는 단계 다음 및 이미지를 탐지하는 단계 전에,
상기 압축력을 유지하면서, 적어도 1/2 회전만큼 회전축 주위로 타이어를 회전시킨다.
좀 더 바람직하게는, 상기 압축력을 유지하면서, 3 회전만큼 회전축 주위로 타이어를 회전시킨다. 이러한 방법으로, 유리하게는, 가해진 힘에 타이어의 적응이 쉬어진다.
바람직하게는, 외부 접촉면에 기대어 원통형 압축 롤러을 누름으로써 압축력을 가하며, 원통형 압축 롤러는 회전축 주위로 자유롭게 회전할 수 있다.
바람직하게는, 변형 시스템은 압축 부재 및 압축력의 방향을 따라 압축력을 움직이도록 설계된 액추에이터 부재를 포함한다.
바람직하게는, 압축 부재는 액추에이터 부재의 단부에 설치된 골조 및 원통형 압축 롤러가 압축 롤러의 축 주위로 자유롭게 회전하는 방식으로 골조에 설치된 원통형 압축 롤러를 포함한다.
바람직하게는, 압축 롤러의 축(117)은 변형될 측벽부의 반경 방향(202) 및 타이어의 축(201)을 통과하는 평면에 놓인다.
바람직하게는, 압축 롤러의 축을 따른 롤러의 길이는 타이어 측벽(204)의 반경 길이보다 길다.
바람직하게는, 압축 롤러의 축을 따른 롤러의 길이는 5cm이하이다.
바람직하게는, 압축 롤러의 축을 따른 롤러의 길이는 25cm이하이다.
바람직하게는, 압축 롤러의 반지름은 약 1cm이상이다.
바람직하게는, 압축 롤러의 반지름은 약 4cm이하이다.
출원인은 이러한 압축 롤러의 방향 및/또는 형태가 자동 결함 탐지의 목적을 위한 측벽부의 적절한 변형을 주는 것을 발견했다.
바람직하게는, 골조는 원통형 압축 롤러가 자유롭게 회전하게 설치되는 브래킷을 포함하며, 상기 브래킷은 브래킷과 원통형 압축 롤러가 진동축 주위로 진동할 수 있는 방식으로 골조의 잔류 몸체상에서 경첩으로 움직인다.
바람직하게는, 진동축은 타이어의 축 및 변형될 측벽부의 반경 방향과 수직하다.
바람직하게는, 원통형 압축 롤러의 휴지 위치에서, 진동축은 타이어의 회전축에 평행한 수직 방향에 대하여 원통형 압축 롤러의 중간 부분 위에 위치된다.
바람직하게는, 작동 중인 압축 롤러의 축은 ±60°간격 내로 타이어의 축에 수직한 조건에서 벗어난다.
바람직하게는, 두 개의 스프링이 진동에 기결정된 저항을 발생시키기 위해서 진동축(119)의 반대편 측면 상의 골조의 잔류 몸체 및 브래킷 사이에 끼워진다.
출원인은 유리하게는 상기한 것처럼 압축 롤러가 측벽부에 압축력을 가하여 측벽부의 기울이도록 하며, 결과적으로 변형되도록 하는 것을 발견했다.
바람직하게는, 압축 시스템이 타이어의 반경방향을 따라 액추에이터 부재 및 압축 부재를 통항적으로 이동하도록 설계된 반경방향의 이동부재를 포함한다.
바람직하게는, 광 조사 복사는 광대역이다. 바람직하게는, 광 복사는 간섭 백색광이다.
바람직하게는, 탐지 시스템은 디지털 광학 센서 및 힘 축이 있는 광학 물체를 구비하는 카메라를 포함한다.
바람직하게는, 카메라는 반경방향을 따라 정렬되는, 선형 종류의 카메라이다.
이러한 방법에서, 유리하게는 반경방향의 표면부의 이미지를 획득하는 것이 가능하다.
탐지 시스템은 바람직하게는 내부 표면의 이미지의 탐지 및/또는 조도를 허용하는 거울을 포함한다.
바람직하게는 기기는 상기 탐지 시스템 및 광원이 단부에 설치되는 적어도 하나의 로봇 암을 포함한다.
바람직하게는, 비취진 표면의 탐지된 이미지는 복수의 픽셀로 구성된 디지털 이미지이며, 각 픽셀은 유한 크기를 가지는 표면의 작은 하위부분(sub-portion)과 일치한다.
바람직하게는, 디지털 이미지의 각 필셀을 위해, 이미지를 탐지 및/또는 제어 신호를 발생 및/또는 제어 신호를 분석하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 처리장치는 상기 기기를 제어 및 명령하도록 구성된다.
바람직하게는, 기정의된 시간 간격에 복수의 n개의 타이어를 제어한다.
바람직하게는, 상기 시간 간격은 생산 라인의 주기 시간의 n배와 일치한다. 이러한 방법으로, 생산 동안에 각 타이어의 제어를 유지하고 제어가 생산 라인 외부에서 실행되어야만 하는 것을 방지할 수 있다.
바람직하게는, 상기한 제어 신호의 함수로서, 동일한 기정된 시간 간격에서, 생산 라인에서 k개(k≤n)의 타이어를 유지하며, 상기 생산 라인 외부로 n-k개 타이어를 이송한다. 출원인은 상기 방법으로, 수용할 수 있는 시간 기간에 및 정확하고 신뢰성 있는 방법으로, 생산 라인에서 타이어의 품질 제어를 위해 유리하게 사용될 수 있는 타이어의 표면의 제어를 달성할 수 있다는 것을 생각했다.
바람직하게는, 생산 라인에서 외부로 보내진 n-k개 타이어 각각은 상기 타이어에 적어도 하나의 추가 테스트를 수행하는 검사 스테이션으로 이송된다. 상기 방법에서, 각 타이어가 구비한 문제를 더 정확하게 결정하고, 그리하여 이러한 타이어들이 버려질지 말지를 더 신뢰성 있는 방법으로 결정하는 것을 가능하게 한다.
바람직하게는, 타이어 생산 라인은 적어도 하나의 워크 스테이션, 적어도 하나의 몰딩 및 가황 스테이션, 및 본 발명의 제2 양태에 따른 타이어를 제어하는 기기를 포함하는 적어도 하나의 제어 스테이션을 포함한다.
바람직하게는, 타이어 제어 스테이션은 지지대에 놓인 측벽의 반대편으로 타이어를 배열하도록 설계된 타이어 전조 기계를 포함한다.
바람직하게는, 타이어 제어 스테이션은 본 발명에 따른 한 쌍의 타이어 제어 기기 및 생산 흐름에 대하여 두 개의 기기 사이에 끼워진 상기 전조 기계를 포함한다.
본 명세서에 포함되어 있음.
추가적인 특징 및 이점은 본 발명에 따른 타이어 생산 라인에서 타이어 제어하는 기기 및 방법의 비-제한적인 실시예지만 몇몇의 예시의 자세한 설명으로부터 분명해질 것이다. 이러한 설명은 예시적이고 따라서 비-제한적인 목적들을 위해서 제공되는 첨부된 도면들을 참조하여 이하로부터 시작할 것이다:
도 1은 본 발명에 따른 생산 라인을 기능 블록으로 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 타이어 제어 기기의 일부 및 개략적인 사시도를, 부분적으로 기능 블록의 면에서 및 부분적으로 단면도로, 도시한다.
도 3, 4 및 5는 본 발명의 방법에 따른 다른 개별의 작업 구성에서 도 2의 기기의 몇몇의 측면도 및 부분도를, 부분적인 구역에서, 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 제어 스테이션의 개략적인 다이어그램을 기능 블록으로 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 타이어 생산 과정의 흐름도를 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 생산 라인을 기능 블록으로 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 타이어 제어 기기의 일부 및 개략적인 사시도를, 부분적으로 기능 블록의 면에서 및 부분적으로 단면도로, 도시한다.
도 3, 4 및 5는 본 발명의 방법에 따른 다른 개별의 작업 구성에서 도 2의 기기의 몇몇의 측면도 및 부분도를, 부분적인 구역에서, 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 제어 스테이션의 개략적인 다이어그램을 기능 블록으로 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 타이어 생산 과정의 흐름도를 도시한다.
도면들을 참조하면, 도면부호 1은 일반적으로 본 발명에 따른 기기 및/또는 방법을 통하여 실행되는 제어가 수행되는 생산 라인을 가리킨다. 통상적으로, 동일한 도면부호는 변형된 실시예들에서도 동일한 요소들을 위해 사용된다.
(도 1에서 점선으로 가리켜진) 생산 라인(1)은 적어도 하나의 워크 스테이션(10), 적어도 하나의 가황 스테이션(vulcanization station)(20) 및 가황 스테이션(20)의 하류의 적어도 하나의 제어 스테이션(30)을 포함한다. 생산 라인(1)은 본 명세서에 도시되지 않은 추가적인 스테이션들을 또한 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 타이어들을 생산하기 위한 프로세스(200)의 흐름도는 도 7에 개략적으로 도시된다.
프로세스(200)는 (통상적으로 상기한 워크 스테이션(10)에서 수행되는) 그린 타이어를 제조하는 적어도 하나의 작업(210), (통상적으로 제조 작업(210)에 이어서 상기한 가황 스테이션(20)에서 수행되는) 그린 타이어(220)를 몰딩 및 가황 작업(220) 및 (통상적으로 몰딩 및 가황 작업(220) 다음에 상기한 제어 스테이션(30)에서 수행되는) 몰딩되고 가황된 타이어들을 제어하는 작업(230)을 포함한다.
타이어 제어 작업(230)은, 예컨대 대략 n번 주기 시간과 동일한, 기정의된 시간 간격에 n개 타이어를 제어하는 것이 가능하다. 예컨대, 기정의된 시간 간격에서, n개 타이어의 흐름은 제어 스테이션(30)의 입구로 공급된다.
바람직하게는, n개 타이어는 제어 스테이션(30)에 존재하는 동일한 장치들에 의해서 하나씩 연속적으로 제조될 것이다.
제어 스테이션(30)은 본 발명의 방법에 따른 생산 라인에서 타이어들을 제어하는 적어도 하나의 기기(100)를 포함한다. 도 6에 도시되었듯이, 타이어 제어 스테이션(30)은 생산 라인에서 상기한 타이어 제어하는 한 쌍의 기기(100), 및 생산 흐름에서 두 개의 기기 사이에 끼인 (도 6에서 왼쪽에 있는) 제1 기기(100)의 지지대 상에 놓인 반대편 측벽에 타이어를 설정하도록 설계된 타이어 전도(overturning) 기계(50)를 포함할 수 있다. 이러한 방법에서, 두 개의 기기(100) 각각에서 타이어의 두 개의 측벽을 연속적으로 제어하는 것이 가능하다.
각 기기(100)에 의한 단일 타이어 각각에 실행되는 제어 작업은 본 발명에 따른 방법을 사용하는 것을 가능하게 한다.
각 타이어를 위해 발생된 제어 신호의 함수로서, 제어 스테이션(30)은 입구에서 수용된 n개 타이어를 어떻게 진행할지 설정한다:
- k개 타이어는 적합하다고 여겨지기 때문에, k개 타이어(k≤n)가 생산 라인 내에 유지된다(예컨대, k개 타이어는 추가 테스트 및/또는 검사 스테이션으로 보내지거나 라벨링, 저장, 등의 작업에 종속된다).
- n-k개 타이어는 적어도 사전에 적합하지 않다고 여겨지기 때문에, n-k개 타이어는 생산 라인 외부로 보내진다.
바람직하게는, 생산 라인에 k개 타이어의 유지 및 생산 라인 외부로 n-k개 타이어의 전송은 상기한 기정의된 시간 간격과 동일한 시간에 실행된다.
바람직하게는 생산 라인 외부로 보내진 n-k개 타이어는 (생산 라인 외부의) 체크 스테이션(40)으로 보내지며, 여기서 타이어들이 명확하게 버려져야 하는지를 입증하기 위한 좀 더 자세한 분석이 수행될 수 있다. 결과적으로, 생산 프로세스는 적어도 사전에 적합하지 않다고 여겨지는 n-k개 타이어에만 수행되는 제어 작업 후 (체크 스테이션(40)에서 실행되는) 추가 가황의 (생산 라인 외부의) 작업(240)을 수행하는 것이 가능하다. 예컨대, 상기 가황의 결과는, 생산 라인에서 검사 및 결함의 분류에 따라, "양호한" 타이어, "재가공되어야 하지만 양호한" 타이어, "버려질 결함 있는" 타이어일 수 있다.
기기(100)는 통상적으로 수직한 회전축(201) 주위로 타이어를 회전하도록 설계된 지지대(102)를 가지는 타이어(200)를 위한 이동부재(101)를 포함한다. 도면들에서, 이동부재(101)는 예컨대 알려진 종류일 수 있기 때문에, 타이어를 위한 이동부재(101)는 지지대(102)에 대하여만 도시된다. 바람직하게는 타이어를 위한 지지대는 예컨대 반경방향으로 이동 가능한 적합한 클램프(clamp)(103)에 의해서, 비드(bead)를 고정하도록 구성된다.
타이어는 회전축(201) 주의로 실질적으로 도넛형(toroidal) 구조를 구비하며, (도 3, 4 및 5에 파선으로 구역으로 나타내진) 회전축에 수직한 축방향의 중간선 평면(202)를 가진다. 타이어는 크라운(203) 및 측벽(204)으로 구성된다. 결국, 측벽(204)은 숄더 영역(205), 비드 영역(206) 및 숄더 및 비드 영역 사이에 끼인 반경방향의 중간 영역(207)으로 구성된다.
기기는, 측벽이 측벽 부분을 탄성적으로 변형하기 위해서 지지대에 의해서 지지될 때, 타이어의 측벽의 일부에 속하는 외부 접촉면에 물리적 접촉을 통하여 압축력을 가하도록 구성된다. 선호되는 구성에서, 예컨대 도면에 도시되었듯이, (도 3에서 수직한 화살표로 가리켜진) 압축력은 회전축과 비슷한 방향으로 향한다.그러나, 출원인에 따르면 본 발명은 압축력이 회전축에 평행한 적어도 하나의 성분을 가지는 경우를 포함한다. 이러한 목적을 위해, 바람직한 변형 효과들은 회전축에 평행한 방향으로부터 ±60°이상 벗어나지 않는 압축력의 방향으로 달성될 수 있다는 것을 출원인은 생각했다. 압축력은 또한 중간선 평면(202) 쪽으로 향한다.
바람직하게는 변형 시스템(110)은 압축부재(111) 및 (예컨대, 도 2의 양방향 화살표로 가리켜진) 압축력의 방향을 따라서 압축부재를 움직이도록 설계된 액추에이터 부재(112)를 포함한다. 예컨대, 액추에이터 부재(112)는 (도면들에 도시되었듯이) 공압식 실린더일 수 있다. 예컨대, 변형 시스템(110)은 (공압식 실린더의 반대편에 배열되고 공압식 실린더와 통합된) 한 쌍의 슬라이드 가이드(113) 및 각 작업 조건에서 압축부재를 안정시키기 위해서 압축 부재(111)에 통합되고 압축력의 방향을 따라 가이드(113) 내에서 미끄러질 수 있는 한 쌍의 샤프트(114)를 포함한다.
바람직하게는, 압축부재(111)는 공압식 실린더의 피스톤의 단부에 통합적으로 설치된 골조(115) 및 골조의 축(117)을 자유롭게 회전할 수 있는 방식으로 골조에 설치된 원통형 압축 롤러(116)을 포함한다. 예컨대, 축(117)을 따른 압축 롤러의 길이는 대략 20cm이며 롤러의 반경은 약 1.5cm이다.
바람직하게는, 골조(115)는 압축 롤러가 회전 가능하게 설치되는 브래킷(118)을 포함하며, 상기 브래킷은 브래킷 및 롤러가 (도 2에서 파선으로 가리켜진) 진동축(119) 진동할 수 있는 방식으로 (공압식 피스톤과 엄격하게 통합된) 골조의 잔류 몸체에서 경첩으로 움직인다.
바람직하게는 진동축(119)은 타이어의 축(201)과 수직하며 변형되는 측벽부의 반경방향(예컨대, 도 4의 선(202)과 일치하는 반경방향)에 수직하다. 도 3에서, D는, 압축력이 없는 롤러의 휴지 위치에서, 롤러의 회전 축으로부터 진동 축의 수직 거리를 나타낸다.
바람직하게는 두 개의 스프링(120)이 진동에 기결정된 저항을 발생시키기 위해서 진동축(119)의 반대편 측면 상의 골조(115)의 잔류 몸체 및 브래킷(118) 사이에 끼워진다.
바람직하게는 압축 롤러의 축(117)은 변형의 대상이 되는 측벽 부분의 반경방향 및 타이어의 축을 통과하는 평면상에 항상 놓여있다(예컨대, 도 3, 4 및 5의 놓인 평면). 바람직하게는, 힘없이, 즉 휴지 위치에서, 압축 롤러의 축(117)은 타이어의 축과 수직하다. (도 4 및 5에 예로서 도시된 것처럼) 작업 중 진동으로 인한 롤러의 축은 ±60°간격 내에서 타이어의 축과 수직한 상태로부터 벗어날 수 있다.
기기(100)는 변형된 측벽부의 내부 및/또는 외부 표면을 비추기 위한 광조사(light radiation)을 방출하도록 설계된 광원(125) 및 상기 표면의 이미지를 탐지하고, 탐지된 이미지를 대표하는 적어도 하나의 제어 신호를 발생시키기 위한 탐지 시스템(130)을 포함한다.
바람직하게는, 조명 조사는 비간섭성 백색광이다. 대안적으로, 광조사는 좁은 폭을 가진 (간섭성) 광, 예컨대 레이저광일 수 있다.
바람직하게는, 탐지 시스템(130)은, (예컨대 (coupled charged device)CCD형의) 디지털 광센서, 백색, 흑색, 또는 다른 통상적인 색, (예컨대, 대물 렌즈의 베리센터축) 힘축이 있는 광학 물체를 가진, 2차원(2D) 또는 3차원(3D)일 수 있는 선형 카메라(131)를 포함한다.
탐지 시스템(130)은 바람직하게는 내부 표면의 이미지의 탐지를 가능하게 하는 거울(132)을 포함한다.
바람직하게는 기기는 로봇암(133)을 포함하며, 상기 탐지 시스템(130) 및 상기 광원(125)이 로봇암의 자유단에 설치된다.
기기는 제어 신호를 탐지 시스템(130)으로부터 수신하고 가능한 결함의 존재를 탐지하기 위해서 제어 신호를 분석하도록 구성된 처리장치(processing unit)(150)를 포함한다.
바람직하게는 처리장치(150)는 또한 기기(100)를 명령 및 제어하도록 구성된다. 이러한 목적을 위해서, (도 2에서 연결선에 의해서 개략적으로 가리켜지듯이) 처리장치는 카메라(131), 광원(125), 액추에이터 부재(112), 가능한 반경방향의 이동부재 및 타이어를 위한 이동부재(101)와 작동하게 연결된다.
작동 중, 기기(100)는 본 발명의 방법을 실행함으로써 각각의 단일 타이어를 제어할 수 있다. 이어지는 설명은 단일 타이어에 대한 것이다. 이러한 설명은 다가오는 흐름을 구성하는 n개 타이어의 각각에 또한 적용될 수 있다.
작동 중, (예컨대, 미도시된 로봇암에 의해서) 타이어(200)는 지지대(102)에 기대어 인접된다. 바람직하게는, 제어될 타이어의 내부의 압력은 외부의 압력과 동일하다(즉, 타이어는 공기가 빠진 상태이다). 바람직하게는 타이어의 하부 비드는 클램프(103)에 의해서 고정되며 반대편 또는 상부 비드는 자유롭게 남아있다(즉, 설치 림(mounting rim)이 이용되지 않는다).
외부 접촉면 상에 상기한 압축 롤러를 누름으로써, 측벽의 일부는 측벽부에 포함되는 외부 접촉면 상에 압축력을 가함으로써 탄성적으로 변형된다.
바람직하게는 측벽의 전체 잔류부분은 변형되지 않은 상태로 남아있다. 대안의 실시예에서, 추가 광원 및 추가 탐지 시스템과 결합된, 하나의 (또는 심지어 복수의) 추가 변형 시스템은 상기한 변형된 측벽부의 정 반대편의 타이어의 부분에서 명세서에 설명된 동일한 작업을 타이어에 수행한다. 복수의 변형 시스템의 경우에, 상기 변형 시스템은 서로 동일한 각도로 떨어진다. 이러한 방법으로, 이미지의 획득 시간은 절반이 된다(또는 더 감소된다). 어떠한 경우에도 적어도 하나의 추가 측벽부는 변형되지 않은 상태로 남아있다.
일 예로써, 압축력은 60N과 동일하다.
바람직하게는, 압축 부재가 가압되는 것을 유지하면서, 타이어는 적어도 1/2 회전만큼 축 주위로 사전에 회전된다.
그 뒤, 측벽부의 내부 및/또는 외부 표면은 광 조사로 비춰지며 비춰진 표면의 이미지가 탐지된다. 바람직하게는, 이미지는 복수의 픽셀로 구성된 디지털 이미지이며, 각 픽셀은 유한 크기를 가지는 표면의 작은 하위부분(sub-portion)과 일치한다.
다음으로, 탐지된 이미지를 대표하는 적어도 하나의 제어 신호가 발생된다.
다음으로, 제어 신호는 측벽부 상의 결함(예컨대, 표면상의 또는 인접한 이물질 및/또는 불균일)의 존재 가능성을 탐지하기 위해서 분석된다.
바람직하게는, 상기 분석은 적어도 기준 신호와 제어 신호의 비교를 포함한다.
바람직하게는, 알람 신호는 상기 비교 후 제어 신호가 기정의된 임계 수준과차이가 많이 난다면 발생한다.
바람직하게는, 기준 신호는 모델 타이어를 미리 제어함으로써 발생된다.
바람직하게는, 제어될 타이어의 부분의 균일한 부분을 비추고 균일한 부분의 각 이미지로부터 얻어진 신호의 평균으로서 기준 신호를 발생시킴으로써, 기준 신호는 동일한 제어될 타이어의 제어 동안에 발생된다.
바람직하게는, 기준 신호는 탄성적으로 변형되는 부분을 나아가는 n개 균일한 부분에서 얻어진 제어 신호의 평균에 의해서 제어될 동일한 타이어의 제어 동안에 발생되며, n은 1 이상이다.
바람직하게는, 변형 시스템은 정지되고 다음의 측벽 상에 압축력은 일정하게 유지되면서, 타이어는 타이어의 축 주위로 회전된다. 일 실시예에서, 변형 시스템, 광원, 및 탐지 시스템은, (타이어가 정지 또는 회전하면서) 측벽을 따라서, 축 주위로 회전할 수 있다. 이러한 방법에서, 상기한 행동: 상기 측벽부에 더하여 복수의 추가 측벽부에서 시간 순서로 변형, 빛추기, 이미지 탐지, 제어신호의 발생 및 분석하는 단계가 반복되며, 상기 복수의 추가 측벽부는 전체 측벽부를 제어하기 위해서 측벽의 원형 연장부를 따라서 분포된다.
도 3, 4 및 5는 각기 다른 작동 구성을 예시하는 기기(100)를 도시하며, 각 작동 구성은 본 발명의 제어 방법을 실행하기 위한 각 모드에 상응한다. 도 3 및 4는 변형된 측벽부의 적어도 하나의 하위부분의 내부 및/또는 외부 표면을 평탄화하기 위한 측벽부의 탄성 변형의 예를 도시한다. 도 4에서, 외부 접촉면은 숄더(205)에 속하는 반면, 도 3에서 외부 접촉면은 측벽의 반경방향의 중심부(207)에 속한다. 도 3 및 4에서, 하위부분의 평탄화된 내부면은 내부면의 이미지를 탐지하기 위해서 예시적으로 비춰지며, 상기 평탄화된 내부면은 외부 접촉면의 반대편 측면에 위치된다. 이러한 조도 및 이미지 탐지에 더하여 또는 대안으로, 도 3 및 4에 도시된 변형의 경우에서, 평탄화된 외부면이 바람직하게는 비춰질 수 있다(미도시); 외부면은 타이어(200) 및 원통형 압축 롤러(116) 사이의 상대적으로 나아간 위치에서 측벽의 원형 연장부 방향에 대하여 외부 접촉면에 인접한 위치에 위치된다.
도 5는 변형된 측벽부의 적어도 하나의 하위부분의 외부 곡률 반지름을 감소시키기 위한 측벽부의 탄성 변형의 예를 도시한다. 이러한 경우에, 하위부분의 외부면은 외부면의 이미지를 탐지하기 위해서 비춰진다. 도시를 단순화하기 위해서, 도 5에서 조도 및 탐지 시스템은 기능 블록들로만 개략적으로 도시되었다; 어떠한 경우에도, 조도 및 탐지 시스템은 타이어 상부 및 외부에 제공된다. 도 5의 변형의 경우에, 외부 접촉면은 자유 비드(206)에 가깝고 제어된 하위부분은 측벽의 반경방향의 중간부에 속한다.
또한 도 3에 도시된 탄성 변형은 변형된 측벽부의 적어도 하나의 하위부분의 외부 곡률 반지름을 감소시키기 위한 측벽부의 탄성 변형의 예를 구성할 수 있다. 이러한 경우에, 외부 접촉면은 측벽부의 반경방향의 중심부(207)에 속하고 제어된 하위부분은 각 숄더(205)에 위치된다. 도 3에서 조도 및 탐지 시스템은 (상기한) 내부면의 이미지를 얻기 위한 위치에 도시되는 반면 (미도시) 본 경우에서 조도 및 탐지 시스템은 도 5에 도시된 것처럼 타이어의 외부에 위치되어야만 하는 것이 관찰된다.
두 가지 상기한 경우 모두에서, 제어된 하위부분은 외부 접촉면에 대하여 반경방향으로 좀 더 외부이다.
Claims (36)
- 회전축(201) 및 회전축에 수직한 중간선 평면(202)을 가지는 제어될 타이어(202)를 미리 배치시키는 단계;
물리적 접촉을 통하여, 측벽부에 속하는 외부 접촉면에 압축력을 가함으로써 상기 타이어의 측벽의 일부를 탄성적으로 변형시키는 단계;
상기 측벽부의 하나의 표면을 광 조사로 비추고 비춰진 표면의 이미지를 탐지하는 단계;
탐지된 이미지를 대표하는 적어도 하나의 제어 신호를 발생시키는 단계; 및
측벽부상의 결함의 존재 가능성을 탐지하기 위해서 적어도 하나의 제어 신호를 분석하는 단계; 를 포함하는 타이어 생산 라인에서 타이어를 제어하는 방법으로서,
상기 압축력은 회전축과 평행한 적어도 하나의 성분을 가지고 중간선 평면 쪽으로 향하는 타이어를 제어하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 분석은 상기 적어도 하나의 제어 신호와 적어도 하나의 상응하는 기준 신호의 비교를 포함하는 타이어를 제어하는 방법. - 제 2 항에 있어서,
알람 신호가 상기 비교 이후에 상기 제어 신호가 기정의된 임계 수준 이상으로 상기 기준 신호와 다른 경우 발생하는 타이어를 제어하는 방법. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
기준 신호는 사전에 제어하는 모델 타이어에 의해서 발생되는 타이어를 제어하는 방법. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
기준신호는 타이어의 제어 동안에 생성되며, 제어될 상기 타이어의 부분 중 균일한(homologous) 부분을 비추어, 각 균일한 부분의 각 이미지로부터 얻어진 신호들의 평균으로서 상기 기준 신호가 생성되는 타이어를 제어하는 방법. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
기준 신호는 탄성적으로 변형되는 부분을 앞서는 n개 균일한 부분에서 얻어진 제어 신호의 평균으로 상기 타이어의 제어 동안에 발생되며, n은 1 이상인 타이어를 제어하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
제어될 타이어의 비드(205)는 고정되는 타이어를 제어하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
제어될 타이어 내부의 압력은 외부의 압력과 동일하며, 제어될 타이어의 하나의 비드(205)는 자유롭게 남아있는 타이어를 제어하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
변형된 측벽부의 적어도 하나의 하위부분의 내부면 및 외부면 중 적어도 하나를 평탄화하기 위해서, 상기 측벽부를 탄성적으로 변형하는 타이어를 제어하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
외부 접촉면은 숄더(205)에 속하거나 측벽의 반경방향의 중심부(207)에 속하는 타이어를 제어하는 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 하위부분의 평탄화된 내부면은 내부면의 이미지를 탐지하기 위해서 비춰지며, 비춰진 내부면은 외부 접촉면의 반대편 측에 위치되는 타이어를 제어하는 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 하위부분의 평탄화된 외부면은 외부면의 이미지를 탐지하기 위해서 비춰지며, 비춰진 외부면은 측벽의 원형의 연장 방향에 대하여 외부 접촉면에 인접한 위치에 위치되는 타이어를 제어하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 측벽부의 적어도 하나의 하위부분의 외부 곡률 반지름을 감소시키기 위해서 상기 측벽부를 탄성적으로 변형시키는 타이어를 제어하는 방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 하위부분의 외부면은 외부면의 이미지를 탐지하기 위해서 비춰지며, 상기 비춰진 외부면은 외부 접촉면에 대하여 반경방향으로 더 외부 위치되는 타이어를 제어하는 방법. - 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
외부 접촉면은 측벽의 반경방향의 중심부(207)에 속하며 상기 하위부분은 각 숄더(205)에 위치되는 타이어를 제어하는 방법. - 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
외부 접촉면은 크라운보다 비드에 가까우며 상기 하위부분은 측벽의 반경방향의 중심부에 속하는 타이어를 제어하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
압축력은 회전축과 평행한 타이어를 제어하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
측벽의 적어도 하나의 추가 부분이 변형되지 않도록 유지하면서 상기 측벽부를 변형하는 타이어를 제어하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
측벽부의 모든 지점에서, 힘이 없는 위치와 변형된 위치 사이의 이동된 최대 변위가 0.5cm 이상 및 5cm 이하가 되도록, 압축력이 상기 측벽부를 변형하며,상기 변위는 압축력의 방향을 따라서 발생하는 타이어를 제어하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 압축력은 40N이상 및 80N이하의 스칼라 값을 가지는 타이어를 제어하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 측벽부 옆에 복수의 추가 측벽부에서, 변형시키는 단계, 광 조사로 비추고 이미지를 탐지하는 단계, 제어 신호를 발생시키는 단계, 및 제어 신호를 분석하는 단계를 시간 순서로 반복하며,
상기 복수의 추가 측벽부는, 상기 측벽부와 함께, 전체 측벽을 구성하고 서로 연속되는 타이어를 제어하는 방법. - 제 21 항에 있어서,
압축력은 일정하게 유지되는 타이어를 제어하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
측벽의 일부를 탄성적으로 변형시키는 단계 후, 이미지를 탐지하는 단계 전에,
상기 압축력을 유지하면서, 적어도 1/2 회전만큼 회전축 주위로 타이어를 회전하는 타이어를 제어하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
외부 접촉면에 기대어 원통형 압축 롤러(116)을 누름으로써 압축력을 가하며, 원통형 압축 롤러는 회전축 주위로 자유럽게 회전할 수 있는 타이어를 제어하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
기정의된 시간 간격에서 복수의 n개의 타이어를 제어하며,
상기 시간 간격은 생산 라인의 주기 시간의 n배와 일치하는 타이어를 제어하는 방법. - 제 25 항에 있어서,
상기한 제어 신호의 함수로서, 동일한 기정된 시간 간격에서, 생산 라인에서 k개(k≤n)의 타이어를 유지하며, 상기 생산 라인 외부로 n-k개 타이어를 이송하는 타이어를 제어하는 방법. - 제 26 항에 있어서,
생산 라인에서 외부로 보내진 n-k개 타이어 각각은 상기 타이어에 적어도 하나의 추가 테스트를 수행하는 검사 스테이션으로 이송되는 타이어를 제어하는 방법. - 타이어의 회전축(201) 주위로 타이어를 회전하도록 설계된 지지대(102)를 구비하는 이동부재(101);
측벽부를 탄성적으로 변형시키기 위해서, 타이어가 지지대에 의해서 지지될 때, 물리적 접촉을 통하여, 측벽부에 속하는 외부 접촉면 상에 압축력을 가하도록 구성된 변형 시스템(110);
상기 측벽부의 표면을 비추기 위해 광 조사를 방출하도록 설계된 광원(125) 및 상기 표면의 이미지를 탐지하고 탐지된 이미지를 대표하는 적어도 하나의 제어 신호를 발생하도록 설계된 탐지 시스템(130); 및
탐지 시스템으로부터 적어도 하나의 제어 신호를 수신하며; 결함의 존재 가능성을 탐지하기 위해서 상기 적어도 하나의 제어 신호를 분석하는 기능을 하도록 구성된 처리장치(150);를 포함하는 타이어 생산 라인에서 타이어(200)를 제어하는 기기(100)로서,
상기 압축력은 회전축과 평행한 적어도 하나의 성분을 가지고 타이어(200)의 중간선 평면(202) 쪽으로 향하는 타이어를 제어하는 기기. - 제 28 항에 있어서,
변형 시스템(110)은 압축 부재(111) 및 압축력의 방향을 따라서 압축 부재를 움직이도록 설계된 액추에이터 부재(112)를 포함하는 타이어를 제어하는 기기. - 제 29 항에 있어서,
압축 부재는 액추에이터 부재의 단부에 설치된 골조(115) 및 원통형 압축 롤러가 압축 롤러의 축(117) 주위로 자유롭게 회전하는 방식으로 골조에 설치된 원통형 압축 롤러(116)를 포함하는 타이어를 제어하는 기기. - 제 30 항에 있어서,
압축 롤러의 축(117)은 변형될 측벽부의 반경 방향(202) 및 타이어의 축(201)을 통과하는 평면에 놓이는 타이어를 제어하는 기기. - 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
압축 롤러의 축을 따른 롤러의 길이는 타이어 측벽(204)의 반경 길이보다 큰 타이어를 제어하는 기기. - 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
골조(115)는 원통형 압축 롤러(116)가 자유롭게 회전하게 설치되는 브래킷(118)을 포함하며,
상기 브래킷은 브래킷과 원통형 압축 롤러(116)가 진동축(119) 주위로 진동할 수 있는 방식으로 골조의 잔류 몸체 상에서 경첩으로 움직이며,
진동축은 타이어의 축(201) 및 변형될 측벽부의 반경 방향(202)과 수직한 타이어를 제어하는 기기. - 제 33 항에 있어서,
원통형 압축 롤러(116)의 휴지 위치에서, 진동축은 타이어의 회전축에 평행한 수직 방향에 대하여 원통형 압축 롤러(116)의 중간 부분 위에 위치되는 타이어를 제어하는 기기. - 적어도 하나의 워크 스테이션(10), 적어도 하나의 몰딩 및 가황 스테이션(20), 및 청구항 28 내지 31 중 어느 한 항에 청구된 타이어를 제어하는 기기(100)를 포함하는 적어도 하나의 제어 스테이션(30)을 포함하는 타이어 생산 장치.
- 제 35 항에 있어서,
타이어 제어 스테이션은 타이어를 제어하는 제1 기기 및 제2 기기(100) 및 생산 흐름에서 두 개의 기기 사이에 끼인 제1 기기의 지지대에 놓인 측벽의 반대편이 제2 기기의 지지대에 놓이도록 타이어를 배열하게 설계된 타이어 전조 기계(50)를 포함하는 타이어 생산 장치.
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