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KR20180100138A - 타이어 검사 장치 - Google Patents

타이어 검사 장치 Download PDF

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KR20180100138A
KR20180100138A KR1020187020860A KR20187020860A KR20180100138A KR 20180100138 A KR20180100138 A KR 20180100138A KR 1020187020860 A KR1020187020860 A KR 1020187020860A KR 20187020860 A KR20187020860 A KR 20187020860A KR 20180100138 A KR20180100138 A KR 20180100138A
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KR
South Korea
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light source
source
sub
tire
light
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KR1020187020860A
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KR102737407B1 (ko
Inventor
알레산드로 헬드
빈첸초 보파
다니엘 피코라로
발레리아노 발라르디니
Original Assignee
피렐리 타이어 소시에떼 퍼 아찌오니
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Publication date
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Abstract

본 발명은: 카메라(105)를 통과하는 광학면(107)에 놓인 타겟 라인(106)을 갖는 카메라(105)를 포함하는 검출 시스템(104); 제1 광원(110), 제2 광원(108) 및 제3 광원(109); 및 상기 광학면(107)에 수직으로 배열되는 반사면을 정의하는 반사 요소(150)를 포함하는 타이어 생산 라인에서 타이어(200)를 검사하는 장치(10)에 관한 것으로서, 상기 제2 광원(108)과 상기 제3 광원(109)은 상기 광학면(107)에 대해 맞은편에 배열되고 상기 제1 광원(110)에 대해 대칭적으로 배열되며, 상기 제1 광원(110)은 표면부에 제1 확산광 방사를 방출하도록 형성되고, 상기 제2 광원(108)과 제3 광원(109)은 상기 타겟 라인(106)과 일치하거나 근접한 상기 타이어(200)의 표면부에 제2 스침광 방사 및 제3 스침광 방사를 방출하도록 형성되며, 상기 반사 요소(150)는 상기 제2 광원(108)과 제3 광원(109) 사이에 배열되고, 상기 반사 요소(150)는 약 60°내지 약 120°의 각도로 상기 타겟 라인(106)을 반사하도록 형성되며, 상기 반사되는 타겟 라인을 통과하는 상기 카메라(105)의 초점면(121)과 상기 반사면 사이의 최소거리는 상기 제1 광원(110), 제2 광원(108) 및 제3 광원(109) 중 하나와 상기 초점면(121) 사이의 최소거리보다 작다.

Description

타이어 검사 장치
본 발명은 예컨대 타이어 생산 라인에서 타이어를 검사하는 장치에 관한 것이며, 특히 타이어의 표면 또는 그 근처, 더 상세하게는 타이어의 외벽의 표면 또는 그 근처의 가능한 결함의 존재를 검사하는 장치에 관한 것이다.
통상적으로, 타이어는 작동 중에 그 회전축에 대해 실질적으로 토로이드(toroidal) 구조를 가지고, 회전축에 직각인 축방향 중간-면(mid-plane)을 가지며, 상기 중간-면은 일반적으로 (실질적인) 기하학적 대칭면이다(예컨대, 가령 트레드 패턴 및/또는 내부 구조와 같은 가능한 작은 비대칭부분은 무시한다). 본 명세서에서 타이어의 두 부분, 즉 크라운 및 외벽이 식별된다. 크라운은 트레드 밴드, 벨트 및 이들의 반경 방향 내부의 카커스 구조(carcass structure)의 대응 부분을 포함한다.
"외벽(outer wall)"이라는 용어는 서로 마주하는 타이어의 2개 부분 중 하나를 나타내며, 크라운의 대향 측면에서 비드(beads)까지, 즉 타이어의 2개의 반경 방향 내측 단부 에지까지 반경 방향으로 연장되고, 회전축에 실질적으로 수직인 원형 연장부를 가지는 것을 말하며, 상기 비드는 각각의 장착 림과 각각 결합되도록 의도된다. 따라서, 각각의 외벽은 카커스 구조의 대응 부분을 포함하고, 그 축방향 외부의 위치에서, 일반적으로 '사이드월'이라 불리는 적절한 엘라스토머 재질로 된 부분을 포함한다.
통상적으로, 카커스 구조는 비드라는 명칭으로 앞서 식별된 영역에 통합되는, 일반적으로 "비드 코어(bead core)"라고 하는 각각의 환형 보강 구조와 맞물리는 대향 단부 에지를 각각 갖는 적어도 하나의 카커스 플라이(carcass ply)를 포함한다. "튜브리스(tubeless)" 타이어에서, 카커스 플라이는 공기에 대해 우수한 비투과성을 가지고 하나의 비드에서 다른 비드로 연장되는, 흔히 "라이너(liner)"라 하는, 바람직하게는 부틸 기반의 엘라스토머 재질의 층으로 전부 코팅된다.
또한, 외벽의 구조는 소위 "숄더(shoulder)", 즉 크라운과 외벽의 반경 방향 내측 부분을 결합하기 위한 타이어의 부분을 전부 포함한다(즉, 2개의 숄더는 타이어의 2개의 반경 방향 및 축 방향의 외측 원형 '에지'에 대응한다). 숄더는 회전축에 실질적으로 수직인 원형 연장부를 갖는다.
"타이어"라는 용어는, 즉 제작 단계 다음의 성형 및 가황(vulcanization) 단계 이후의 완성된 타이어를 나타낸다. 대안으로, "타이어"라는 용어는, 즉 가황 단계 이전의 생타이어(green tyre)를 나타낸다.
타이어의 "컴포넌트"라는 용어는 기능을 수행하는 임의의 구성요소 또는 그 일부를 나타낸다.
타이어의 외부면 또는 내부면이란 용어는 타이어가 장착 림과 결합한 후에 보이게 되는 표면 및 상기 결합 후에 더 이상 보이지 않는 표면을 각각 나타낸다.
"광학", "광" 및 이와 유사한 용어는 광학 대역의 확장 범위 내에 속하며 반드시 엄격하게 광학 대역(즉, 400 내지 700nm) 내에 속하는 것은 아닌 스펙트럼의 적어도 일부를 가지도록, 예컨대 광학 대역의 확장 범위가 자외선으로부터 적외선까지(예를 들어, 약 100nm와 약 1㎛ 사이에 포함되는 파장들) 이르도록 사용되는 전자기 방사를 말한다.
본 출원에서 광 방사의 광선 모델이 채택된다. 즉, 표면의 한 지점에 입사하고 비-지향 광원(이 경우 단일 광선이 있을 수 있음)에 의해 생성된 광선은 상기 지점에 입사하고 광원의 각 지점과 상기 표면의 지점을 연결하는 직진 전파 방향을 갖는 광선의 세트에 대응한다고 가정하며, 상기 광선 각각은 상기 지점에 입사하는 총 광 전력의 관련 분율을 갖는다.
표면의 한 지점에 입사하는 "지향성 광 방사"라는 용어는 그 지점을 꼭지점으로 하고 총 광 전력의 적어도 75%, 바람직하게는 적어도 90%, 더 바람직하게는 전체 광 출력이 쏠리는 π/8 스테라디안(steradians) 이하의 진폭을 가지는 입체각을 가지는 광 방사를 나타낸다.
"확산형 광 방사(diffused light radiation)"라는 용어는 비-지향성 광 방사를 나타낸다.
표면의 한 지점에 입사하는 "스침(grazing) 광 방사"이라는 용어는 표면의 한 지점에 입사하는 총 광 전력의 적어도 75%가 각각의 상기 지점의 표면에 접하는 평면과 60°이하의 입사각을 형성하는 광 방사를 나타낸다.
광원 및/또는 서브-소스와 이들 외부의 구성요소에 속하는 지점 사이에서 표현된 측정치는 상기 광원 및/또는 서브-소스의 중심점과 상기 언급된 지점 사이의 거리에 비례한다.
"이미지" 또는 동의어로 "디지털 이미지"라는 용어는 컴퓨터 파일에 일반적으로 포함된 데이터 세트를 일반적으로 나타내기 위한 것으로, (통상적으로 픽셀에 각각 대응하는) 공간 좌표의 유한 집합(일반적으로 2차원 행렬 타입, 즉 N행×M열)의 (일반적으로 2차원인) 각각의 좌표는 (서로 다른 타입의 크기를 나타낼 수 있는) 대응하는 수치 값 세트와 관련된다. 예를 들어, 단색 이미지(예컨대, '회색조(grayscale)'의 이미지)에서 값들의 세트는 유한 스케일의 단일 값(일반적으로 256 레벨 또는 톤)과 일치하며, 예를 들어 그 값은 시각화될 때 각각의 공간 좌표의 광도(또는 세기)의 레벨을 나타내는 한편, 컬러 이미지에서 값들의 세트는 다수의 색상 또는 채널, 일반적으로 기본 색상의 광도의 레벨을 나타낸다(예컨대, RGB 색상 모델에서는 적색, 녹색 및 청색인 반면, CMYK 컬러 모델에서는 청록색, 자홍색, 황색 및 흑색이다). '이미지'라는 용어는 반드시 그 실제의 시각화를 의미하는 것은 아니다.
특정 "디지털 이미지" (예를 들어, 타이어에서 초기에 획득된 2차원 디지털 이미지)에 대한 모든 언급은 더 일반적으로 그 특정 디지털 이미지의 하나 이상의 디지털 처리 동작(예컨대, 필터링, 등화(equalisation), "경계화(thresholding)", 형태 변환 - "오프닝(opening)" 등, - 기울기(gradient) 계산, "평활화(smoothing)" 등)을 통해 획득될 수 있는 임의의 디지털 이미지를 포괄한다.
"2차원 이미지"라는 용어는 각각의 픽셀이 일반적인 디지털 카메라에 의해 검출된 이미지와 같이 반사율/확산율 및/또는 표면 컬러를 나타내는 관련 정보 조각을 갖는 디지털 이미지를 나타낸다.
"선형 표면부"라는 용어는 하나의 치수가 그에 수직인 다른 치수보다 훨씬 더 큰, 일반적으로 적어도 두자릿수만큼 더 큰 표면부를 나타낸다. 선형 표면부의 더 작은 치수는 통상적으로 0.1mm보다 작거나 같다.
"선형 이미지"라는 용어는 행의 수보다 훨씬 많은 수의 픽셀의 열을 갖는 디지털 이미지를 나타내며, 일반적으로 그 수는 적어도 두자릿수 더 크다. 일반적으로, 행의 수는 1개에서 4개 사이이고 열의 수는 1000개 이상이다. "행" 및 "열"이라는 용어가 일반적으로 사용되며 상호 교환 가능하다.
적어도 하나의 작업 스테이션, 바람직하게는 복수의 작업 스테이션을 포함하고 타이어를 생산하기 위한 플랜트에 삽입되는 생산 라인 내 "사이클 시간"이라는 용어는 정상 작동 조건하에서 타이어의 컴포넌트의 적어도 한 부분 그 자체가 제조되는 작업 스테이션을 통과하여 타이어가 제조되는 최대 운송 시간을 나타낸다. 예를 들어, 사이클 시간은 약 20초 내지 약 120초 사이일 수 있다.
차량 바퀴용 타이어를 생산하고 제조하는 공정에서 결함이 있는 타이어 또는 임의의 경우 시장에서 출시될 수 있는 설계 사양을 벗어난 타이어를 차단할 목적 및/또는 생산 공정에서 수행되는 동작의 성능을 개선하고 최적화하도록 사용되는 기기 및 기계장치를 점차 조정할 목적으로 제조된 제품의 품질 관리를 실시할 필요가 있다.
이러한 품질 관리는 예를 들어 30초 내지 60초 사이의 소정의 시간을 소비하는 인간 조작자에 의해 수행되어 타이어의 시각 및 촉각 검사를 수행하는 것을 포함한다; 조작자가 조작자의 경험 및 민감성을 고려하여 타이어가 특정 품질 기준을 충족시키지 못한다고 의심한다면, 타이어 그 자체는 가능한 구조적 및/또는 품질 결함을 더 심도있게 평가하기 위해 더 자세한 사람의 점검 및/또는 적절한 기기를 통해 추가적인 점검을 받아야 한다.
US2012/0134656은 타이어 형상의 이상을 쉽게 검출할 수 있는 타이어의 조명 장치 및 검사 장치를 보여준다. 촬영부는 타이어의 내부면의 일부분을 촬영하는 반면, 타이어의 원주 방향을 통해 타이어의 내부면을 따라 배열되는 광원 유닛으로부터의 광의 방사 상태에서 작동부는 타이어의 축을 중심으로 상대적으로 타이어 및 검사부를 회전시킨다.
동일한 출원인의 WO2015/004587은 생산 라인에서 타이어를 검사하는 방법 및 관련 기기를 보여주며, 그 방법은 검사될 타이어를 제공하는 단계; 축방향을 가지고 중간선의 평면을 향하는 압축력을 통해 타이어의 외벽의 한 부분을 외벽의 그 부분의 외부 접촉면에서 탄성 변형시키는 단계; 외벽의 그 부분의 내부면 및/또는 외부면을 조명하고 조명되는 면의 이미지를 검출하는 단계; 검출되는 이미지를 나타내는 제어 신호를 생성하는 단계; 및 외벽의 그 부분의 결함의 가능한 존재를 검출하기 위해 제어 신호를 분석하는 단계를 포함한다.
유럽특허 제1120640호는 물체의 외관 및 형태를 검사하는 방법 및 기기를 개시한다. 사진을 촬영하는 제1 수단은 제1 슬릿광에 의해 조명된 물체의 선형 부분을 촬영하여 외관의 데이터를 획득하고, 사진을 촬영하는 제2 수단은 제2 슬릿광에 의해 조명된 동일한 선형 부분을 촬영하여 형태의 데이터를 획득하며, 물체의 외관 및 형태의 품질은 외관 데이터 및 형태 데이터에 기초하여 판단된다.
타이어 검사 분야에서, 본 출원인은 예컨대 표면에서 보이는 가능한 결함의 존재를 검출하기 위해 타이어의 표면, 내부 및/또는 외부를 그 디지털 이미지의 광학적 획득 및 후속 공정을 통해 분석하는 과제를 자체 설정했다. 예를 들어, 찾는 결함은 타이어 표면의 불규칙성(미가황 화합물, 형태의 변형 등), 구조적 불균일성, 절단, 표면에의 이물질 존재 등일 수 있다.
본 출원인은 검사가 타이어 생산 공장 내에서 "온라인"으로 사용될 수 있도록 검사 그 자체는 단기간 내 저비용으로 수행될 필요가 있음을 관찰했다.
본 출원인은 (즉, 각각의 픽셀이 표면의 높이에 관한 정보, 예를 들어 레이저 삼각측량으로 얻은 이미지와 관련되는) "3차원" 이미지에서 (즉, 예컨대 일치하는 에지를 갖는 절단부와 같은 표면의 높이의 변경을 포함하지 않는) 일부의 2차원적 결함이 이미지 처리를 통해 검출하기 어렵거나 실제로 검출할 수 없음을 관찰했다.
게다가, 특히 높이 방향에서 3차원 이미지의 치수 분해능은 매우 확연하지 않은 결함을 검출할 만큼 충분히 높지 않을 때도 있다.　
따라서, 본 출원인은 (3D 이미지에 추가하여 또는 그 대신) "2차원" 이미지를 검출하고 분석하는 것이 유리하다는 점을 알아냈다. 더욱이, 본 출원인은 타이어의 내부 표면의 부분들의 디지털 이미지를 얻기 위해, 타겟 라인을 반사하는 반 사면을 제공하는 것이 유리한데, 그 이유는 또한 내부 표면의 일부를 다른 방식으로 시각화하는 것을 가능하게 하기 때문이며, 그렇지 않으면 카메라를 움직일 수 있는 제한된 공간으로 인해 카메라에서 시각화하기가 어렵거나 불가능하므로 원하는 위치에 배치할 수 없다. 따라서, 적어도 하나의 반사면은 원하는 위치에 광의 광 경로를 향하므로, 어떠한 경우에도 카메라, 예를 들어 카메라에 위치한 센서에 도달할 수 있다.
본 출원인은 US2012/0134656에 기술된 유형의 2차원 이미지의 광학적 획득으로 타이어를 검사하는 기기에서 거대한 치수의 거울의 한 단부에 고정된 광원의 배치가 타이어의 내부면과 장치가 가능한 한 최대로 접근한 경우에도 광원과 타이어의 표면 사이의 상대적으로 큰 최소거리를 야기하는 높은 전체 크기의 장치로 변환할 수 있음을 알았다.
또한, 본 출원인은 타이어의 내부면의 2개의 이미지가 매트릭스 이미지 투영 카메라 및 선형 카메라로 획득되는 EP1120640에 기술된 유형의 2차원 이미지의 광학적 획득으로 검사하는 기기가 타이어의 표면과의 일정 거리보다 더 가까워지는 것을 방지할 뿐 아니라 광원 그룹의 총 크기를 매우 높게 만드는 광원의 구조 및 배열(광원의 원호(6)를 참조)을 포함한다는 것을 알았다. 광원에 의해 방출된 광은 선형 카메라에 도달하기 전에 비교적 긴 거울(8) 상의 반사를 포함하는 광 경로를 갖는다. 더욱이, 동일한 부분을 조명하는 2개의 카메라를 제공하면 기기는 매우 복잡해지고, 부피가 커지며, 확산 광 및/또는 스침 광의 이미지를 획득하는데 그다지 유용하지 않다.
또한, 본 출원인은 WO2015/004587호에 기술된 유형의 2차원 이미지의 광학적 획득으로 검사하는 방법 및 기기가 타이어의 내부면에서 필요한 조명에 대해 최적화되지 않았음을 알았다. 즉, 그들은 타이어의 결함을 검출하기 위해 타이어의 표면부의 조명에 대해 최적이고 본 출원인이 고려하는 스침 및/또는 확산 조명을 생성할 수 있는 광원을 설명하고 있지 않다.
따라서, 본 출원인은 생산 공장의 타이어 생산 라인 내부에 온라인 삽입용으로 적합한, 즉 작동 시간과 비용을 감소시키는데 사용하기 위해 적합하고 신뢰성 있는 결과를 제공할 수 있는, 타이어 표면의 2차원 이미지를 획득할 수 있도록 타이어를 검사하는(특히, 타이어의 표면상의 결함을 검출하는) 장치를 고안하는 과제를 자체 설정했다. 특히, 본 출원인은 특히 타이어의 내부면의 결함의 검출을 위해 2차원 이미지를 획득할 수 있는 장치를 고안하는 과제를 자체 설정했는데, 이때 장치가 이동될 수 있는 "기동 공간(manoeuvring space)"은 매우 작고 일부 표면부의 조명은 타이어 그 자체의 내부면에 존재하는 언더컷(undercuts) 및 볼록부로 인해 특히 복잡하다. 타이어의 내부면의 이러한 구성은 일반적으로 타이어의 흑색에 추가되어 검사될 표면부에 높은 조명을 필요로 한다. 이것은 고출력 광원을 통해 또는 타이어 그 자체를 가능한 한 광원에 근접하게 함으로써 얻어질 수 있다.
본 출원인은 카메라, 반사 요소 및 적어도 3개의 광원을 연관시켜 상기 요소들의 기하학적 배열을 이용하면 확산 광과 스침 광 모두에서의 이미지를 더 가까운 거리에서 획득할 수 있고 특히 상술한 타이어 검사를 위해 유용하다는 점을 인식했다.
더 정확하게, 본 출원인은 최종적으로, 타겟 라인을 갖는 카메라, 적어도 3개의 광원 및 반사 요소를 갖는 카메라를 포함하고, 제1 광원 및 반사 요소가 제2 광원과 제3 광원 사이에 배치되는 장치가 특히 콤팩트하고 조작하기 쉬우며, 타이어의 표면에 충분히 근접하게 가져갈 수 있고/있거나 타이어 자체 내부에 삽입될 수 있다는 점을 알았다.
게다가, 고출력 확산 광 및/또는 광범위한 입사 입체각으로 이미지를 획득하고/하거나 타겟 라인의 적어도 한 측면 또는 양 측면으로부터 스침 광으로 이미지를 획득하여, 2차원 이미지로부터 3차원 결함의 검출을 가능하게 할 수 있는 다용성이 입증된다. 더욱이, 장치는 적절한 광 세기로 조명하여 정확히 조명하도록 타이어의 내부면에서 비교적 짧은 거리로 접근할 수 있다.
제1 태양에 따르면, 본 발명은 타이어 생산 라인에서 타이어를 검사하는 장치에 관한 것이다.
바람직하기로, 카메라를 통과하는 광학면에 놓인 타겟 라인을 갖는 카메라를 포함하는 검출 시스템이 제공된다.
바람직하기로, 제1 광원, 제2 광원 및 제3 광원이 제공되며, 상기 제2 광원과 상기 제3 광원은 상기 광학면에 대해 맞은편에 배열되고 상기 제1 광원에 대해 대칭적으로 배열된다.
바람직하기로, 상기 제1 광원은 표면부에 제1 확산광 방사를 방출하도록 형성되고, 상기 제2 광원과 제3 광원은 상기 타겟 라인과 일치하거나 근접한 상기 타이어의 표면부에 제2 스침광 방사 및 제3 스침광 방사를 방출하도록 형성된다.
바람직하기로, 상기 광학면에 수직으로 배열되는 반사면을 정의하는 반사 요소가 제공되며, 상기 반사 요소는 상기 제2 광원과 제3 광원 사이에 배열되고, 상기 반사 요소는 약 60°내지 약 120°의 각도로 상기 타겟 라인을 반사하도록 형성되며, 상기 반사되는 타겟 라인을 통과하는 상기 카메라의 초점면과 상기 반사면 사이의 최소거리는 상기 제1 광원, 제2 광원 및 제3 광원 중 하나와 상기 초점면 사이의 최소거리보다 작다.
제2 태양에 따르면, 본 발명은 타이어를 검사하는 키트에 관한 것이다.
바람직하기로, 키트는 제1 태양에 따른 장치를 포함한다.
바람직하기로, 키트는 물리적 접촉을 통해 상기 타이어에 탄성 변형된 부분을 형성하도록 구성되는 변형 요소를 포함한다.
제3 태양에 따르면, 본 발명은 타이어 검사 라인에 관한 것이다.
바람직하기로, 타이어용 지지부가 제공된다.
바람직하기로, 로봇형 암이 제공된다.
바람직하기로, 상기 로봇형 암과 결합된 제1 태양에 따른 장치가 제공된다.
본 출원인은 타이어의 표면, 특히 내부 표면을 검사할 목적으로 상기 표면상의 가능한 결함을 검출하기 위해 카메라를 통한 2차원 디지털 광학 이미지의 획득 및 처리를 통해 적어도 3개의 광원의 배열은 2개의 타입의 방사 - 스침 방사 및 확산 방사로 검사될 부분을 조명할 가능성을 제공한다는 점을 고려하는데, 여기서 제1 광원은 검사될 타이어의 부분에 확산 광을 방출하도록 형성되고 제2 광원과 제3 광원은 스침 광 방사를 방출하도록 형성되고 카메라에 의해 정의된 광학면의 맞은편에 각각 놓이며 제1 광원은 제2 광원과 제3 광원 사이에 배열된다. 이러한 방식으로, 획득된 이미지의 후속 분석에서 예를 들어 타이어의 내면의 일부에 존재할 수 있는 결함을 하이라이팅하는 것이 가능하다. 또한, 광원들 사이에 반사 요소를 개재시킴으로써, 다음의 이유로, 타이어의 일부, 특히 가시화될 수 없는 타이어의 내부 표면의 부분을 시각화하는 것이 가능하다. 타이어는 일반적으로 그 폭보다 훨씬 큰 직경을 가지며, 따라서 타이어에 적어도 부분적으로 진입하여 그 결함을 검출하도록 형성된 장치는 바람직하게 타이어의 폭에 상응하는 연장부에서 특히 소형을 유지해야 한다. 따라서, 조명된 표면에 의해 반사된 광을 직접 검출하도록 광원의 "뒤"에 카메라를 위치시킴으로써, 장치는 특히 사이드월과 축 방향으로 대향하는 내부면에 비해 그리고 숄더의 내부면에 비해 타이어의 내부면의 일부분을 검사하기에 부적합할 수 있는데, 이는 나란히 카메라와 광원에 의해 주어진 연장부가 일반적으로 너무 높기 때문이다. 반사 요소의 존재는 특히 한 방향으로 매우 집약된 장치를 획득하도록 광원과 카메라 사이의 서로 다른 위치결정을 가능하게 하며, 따라서 조명된 표면에 의해 반사된 광은 "일직선(direct)" 방향에 대하여 다른 방향을 취하는 반사 표면을 통해 카메라로 송신될 수 있다. 게다가, 타겟 라인의 반사각을 60°내지 120°의 범위 내로 고정하는 것은 장치의 집약화를 최대화하는 광원, 반사 요소 및 카메라 사이의 상대적인 배치를 가능하게 하기 때문에 유리하다.
또한, 본 출원인은 높은 열 확산을 야기하는 전력의 광원을 사용하지 않고 타이어의 내부면으로부터 비교적 짧은 거리에 접근하여 높은 광 세기로 그것을 조사할 수 있는 것이 바람직하다고 생각한다. 또한, 본 출원인은 서로 다른 광원의 존재가 결함을 검출하는데 최적의 상이한 유형의 조명, 스침 및 확산을 가질 뿐 아니라 조명될 표면 부분에서 높은 광 세기를 갖는 것이 바람직하기 때문에 이러한 태양은 또한 광학면의 측면에서 이들 광원 모두가 위치되는 방향으로 장치의 치수의 상대적 "확대"를 포함하다고 생각한다. 따라서, 본 출원인은 검사되는 표면에 장치의 "가장 가까운" 요소인 반사 요소를 제공하여 광원을 더 멀리 유지함으로써 타이어의 표면부에 의해 반사되고 카메라에 의해 검출되는 광원에 의해 방출된 광의 광 경로의 거리를 최소화할 수 있으므로, 광원에 의해 생성된 전체 광 세기를 이용함과 동시에 장치와 타이어 사이의 후속 손상의 접촉 위험을 최소화할 수 있다고 생각한다.
또한, 상술한 태양들 중 하나 이상에서 본 발명은 이하에서 설명되는 하나 이상의 바람직한 특성을 가질 수 있다.
바람직하게는, 상기 카메라는 선형 카메라이고, 상기 표면부는 선형 표면부이다.
바람직하게는, 상기 반사된 타겟 라인을 통과하는 상기 카메라의 상기 초점면과 상기 반사면 사이의 상기 최소 거리는 상기 제1 광원, 제2 광원 및 제3 광원과 상기 초점면 사이의 각각의 최소 거리보다 작다.
즉, 반사면은 모든 광원에 대해 초점면과 가장 근접한 요소이다.
바람직하게는, 상기 제1 광원은 제1 서브-소스 및 제2 서브-소스를 포함하고, 상기 제1 서브-소스 및 상기 제2 서브-소스는 상기 광학면에 대해 대칭적으로 배치된다. 더 바람직하게는, 상기 제1 광원은 제3 서브-소스 및 제4 서브-소스를 포함하고, 상기 제3 서브-소스 및 상기 제4 서브-소스는 상기 광학면에 대해 대칭적으로 배치된다. 훨씬 더 바람직하게는, 제1 서브-소스 및 제2 서브-소스는 상기 반사 요소의 측면에 대칭적으로 배치된다. 훨씬 더 바람직하게는, 제3 서브-소스 및 제4 서브-소스는 상기 반사 요소의 측면에 대칭적으로 배치된다.
제1 광원은 표면부의 확산형 조명을 담당한다. 이론적으로, 최적의 조명을 얻기 위해서는 가능한 많은 수의 그러한 확산형 광원이 바람직하다. 그러나, 이는 예를 들어 바람직하기로 타이어 내부에 삽입될 수 있기 때문에 원하는 장치의 집약화에 대한 요구와 충돌할 것이다. 본 출원인에 따른 2개, 더 바람직하게는 4개의 서브-소스의 제공은 확산형 광원의 수와 장치의 최종 크기 사이의 최적의 절충이다.
게다가, 광학면에 대한 광원의 대칭성이 바람직하며, 바람직하게는 광학면의 두 측면에 위치한 2개 또는 4개의 서브-소스를 포함하는 제1 광원의 배열에 의해 또한 유지된다. 광원들의 대칭성은 실질적으로 대칭인 타이어의 표면부의 조명을 가능하게 하고, 따라서 별개의 조명을 갖는 이미지들은 서로 더 용이하게 비교되어 카메라에 의해 검출된 이미지의 프로세싱 알고리즘을 단순화시킨다.
바람직하게는, 상기 제2 광원 및 상기 제3 광원은 각각 하나의 서브-소스를 포함한다. 이러한 방식으로, 이들은 바람직하기로 각각 스침 지향 방사를 생성한다.
바람직하게는, 상기 제1 광원의 상기 제1 서브-소스 및 상기 제2 서브-소스는 동일 평면상에 있고 상기 초점면에 실질적으로 평행한 평면을 정의한다. 더 바람직하게, 상기 초점면과 상기 제1 서브-소스 및 상기 제2 서브-소스를 통과하는 평면 사이의 거리는 약 85mm 내지 약 95mm로 구성된다.
바람직하게는, 상기 제3 서브-소스 및 상기 제4 서브-소스는 동일 평면상에 있고 초점면에 실질적으로 평행한 평면을 정의한다. 더 바람직하게는, 상기 초점면과 상기 제3 서브-소스 및 상기 제4 서브-소스를 통과하는 평면 사이의 거리는 약 75mm와 약 85mm 사이에 포함된다.
바람직하게는, 상기 제2 광원 및 상기 제3 광원은 동일 평면상에 있으며, 상기 초점면과 실질적으로 평행한 평면을 정의한다. 더 바람직하게는, 상기 초점면과 평행하고 상기 제1 광원의 서브-소스를 통과하는 평면과 상기 초점면에 평행하고 상기 제2 광원 및 상기 제3 광원을 통과하는 평면 사이의 거리는 약 10mm 내지 약 40㎜이다.
반사 요소는 광 방사의 광 경로를 반사하기 위해 광원에 대해 일정한 각도를 이루기 때문에 상기 각도로 인해 서로 수직이고 광학면과 동일 평면에 있는 2개의 방향에서 장치의 크기가 최소이다. 따라서, 표시된 선호되는 거리에서 서로에 대해 상쇄되는 서로 다른 평면에 광원을 배치하면 장치의 크기는 증가하지 않는데, 이는 그들이 반사 요소의 각도에 의해 주어진 2개의 수직 방향의 치수 내에 "포함되어" 있기 때문이다. 본 출원인은 오프셋 면의 배치가 스침 광 및 확산 광으로 타이어의 표면부를 정확히 조명하기 위한 최적의 배치라고 생각한다.
바람직하게는, 상기 제1 광원과 상기 초점면 사이의 거리는 상기 제2 광원과 상기 초점면 사이 또는 상기 제3 광원과 상기 초점면 사이의 거리보다 크다.
바람직하게는, 제1 광원은 조명될 표면으로부터 실질적으로 더 멀리 떨어져서 높은 세기의 확산 광을 최적의 방식으로 획득하는 반면, 스침 광을 발생시키는 제2 광원 및 제3 광원은 더 가깝고 위치하고 정확히 각도가 맞춰져 있다.
바람직하게는, 상기 제1 광원 또는 상기 제2 광원 또는 상기 제3 광원의 상기 서브-소스 중 적어도 하나는 상기 광학면에 실질적으로 평행한 연장부의 주 방향을 정의한다.
더 바람직하게는, 상기 제1 광원, 상기 제2 광원 및 상기 제3 광원의 모든 서브-소스는 상기 광학면에 실질적으로 평행한 연장부의 주 방향을 정의한다.
연장부의 주 방향은 바람직하기로 가장 큰 연장 방향으로 광원의 축과 일치한다.
2개의 광원의 배치, 특히 연장부의 그 각각의 주 방향을 언급하는 "실질적으로 평행한"은 2개의 별개의 광원이 사인값과 접선값과 실질적으로 일치하는 라디안으로 된 크기로 각도를 형성하는 각각의 주 방향을 갖는 모든 구성을 포함한다. 이것은 5°미만의 값을 갖는 각도에서 발생하다.
본 출원인은, 생산 라인에서 타이어의 표면을 검사하기 위해, 특히 상기 표면의 가능한 결함을 검출하기 위해, 2차원 디지털 광학 이미지의 획득 및 처리를 통해, 상기 표면상의 가능한 결함을 검출하기 위해, 생산 라인에서 타이어의 표면을 검사하기 위해, 카메라의 타겟 라인이 놓이는 광학면에 실질적으로 평행인 연장부의 각각의 주 방향을 갖는 적어도 3개의 광원의 배열이 기기에 특정한 집약성 및 기동성을 제공하고/하며 광범위한 입체각으로 타겟 라인의 확산 조명을 가능하게 하고/하거나 이미지가 타겟 라인의 한 측면 또는 양 측면으로부터 확산 광 및 스침 광 모두에서 획득되게 할 수 있음을 고려하는데, 이때 제2 광원 및 제3 광원은 광학면의 대향 측면 상에 각각 놓이고, 제1 광원은 제2 광원과 제3 광원 사이에 배치된다.
바람직하게는, 상기 반사면은 상기 광학면에 실질적으로 평행한 연장부의 주 방향을 정의한다.
연장부의 주 방향은 바람직하기로 가장 큰 연장 방향에서 반사면의 축과 일치한다.
이 구성은 장치의 집약성을 증가시킨다. 바람직하게는, 상기 반사면은 실질적으로 직사각형일 수 있고, 연장부의 주 방향은 그 직사각형의 긴 변에 의해 정의된다.
바람직하게는, 상기 반사면의 주 방향은 약 30°내지 약 60°의 상기 제1 광원, 또는 상기 제2 광원, 또는 상기 제3 광원의 상기 주 방향과 각도를 형성한다.
이 각도는 원하는 방식으로 타겟 라인을 반사하기 위해 반사면을 사용하고 장치의 집약성을 유지하는 것이 모두 가능하도록 하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 제1 광원의 상기 제1 서브-소스, 상기 제2 서브-소스, 상기 제3 서브-소스, 또는 상기 제4 서브-소스, 또는 상기 제2 광원, 또는 상기 제3 광원 또는 상기 반사면은 상기 주 연장 방향을 따라 실질적으로 직선 구성을 갖는다.
이러한 방식으로, 이와 같은 선형 또는 직선 연장부를 갖는 동일한 광원 또는 반사면을 만드는 것이 단순화되고 집약화를 증가시킨다.
바람직하게는, 상기 반사면의 주 연장 방향에 따른 길이는 상기 제1 광원의 상기 제1 서브 소스, 상기 제2 서브 소스, 상기 제3 서브 소스 또는 상기 제4 서브 소스, 또는 상기 제2 광원, 또는 상기 제3 광원의 상기 주 연장 방향에 따른 길이보다 길다.
상기 반사 요소가 광원에 대해 기울어진 점이 그 각이 큰 길이를 보상하기 때문에 장치의 최대 크기를 무효화하지 않으면서 반사면의 길이를 더 크게 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2 광원 및 상기 제1 광원의 상기 제1 서브-소스, 제2 서브-소스, 제3 서브-소스 및 제4 서브-소스 중 하나의 길이 또는 상기 제3 광원 및 상기 제1 광원의 상기 제1 서브-소스, 제2 서브-소스, 제3 서브-소스 및 제4 서브-소스 중 하나의 길이는 실질적으로 동일하다.
이러한 방식으로, 시스템은 매우 콤팩트하며, 한 방향의 최대 크기는 광원의 주 방향의 최대 크기로 주어진다.
바람직하게는, 상기 제2 광원 및 상기 제3 광원은 상기 광학면에 대하여 대칭으로 배치된다.
검출 시스템의 광학면의 양측에 배치된 광원에서의 대칭성을 통해 제2 광 방사 또는 제3 광 방사로 제2 표면부를 조사하여 획득된 서로 다른 타입의 조명으로 획득된 이미지의 비교가 더 용이해질 수 있다.
바람직하게는, 상기 각각의 광원들 또는 서브-소스들은 상기 주 연장 방향에 수직인 크기보다 적어도 2배, 더 바람직하게 적어도 한 자릿수 더 큰 주 연장 방향에 따른 크기를 가진다.
바람직하게는, 상기 광원들 또는 서브-소스들 각각은 15cm 미만의 상기 주 연장 방향에 따른 크기를 갖는다.
바람직하게는, 상기 광원들 또는 서브 소스들 각각은 5cm 미만인 상기 주 연장 방향에 따른 크기를 갖는다.
바람직하게는, 상기 광원들 또는 서브-소스들 각각은 3cm 미만, 더 바람직하게는 2cm 초과의 상기 주 연장 방향에 수직인 크기를 갖는다. 상술한 치수는 서브-소스가 타겟 라인에 효과적으로 형성되어 벌크를 감소시킬 수 있게 한다.
바람직하게는, 상기 각각의 광원 또는 서브-소스는 구조적으로 및/또는 치수적으로 서로 동일하다. 이러한 방식으로, 광원 그룹은 구조, 동작 및 유지보수를 간략화한다.
바람직하게는, 상기 제2 광원의 상기 주 방향을 따르는 제1 축방향 단부, 상기 제3 광원의 상기 주 방향을 따르는 제1 축방향 단부 및 상기 제1 광원의 상기 제1 서브 소스, 제2 서브 소스, 제3 서브 소스 및 제4 서브 소스는 동일 평면상에 있다.
더 바람직하게는, 상기 제2 광원의 상기 주 방향을 따르는 제2 축방향 단부, 상기 제3 광원의 주 방향을 따르는 제2 축방향 단부, 및 상기 제1 광원의 상기 제1 서브 소스, 제2 서브 소스, 제3 서브 소스 및 제4 서브 소스는 동일 평면상에 있다.
따라서 주 방향을 따라, 장치의 크기는 실질적으로 광원의 대향 축방향 단부가 놓이는 2개의 실질적으로 평행한 평면들 사이에 제한되는 광원의 치수로 주어진다. 광원이 제한되는 이 2개의 평행한 평면 사이에서, 반사면은 초점면에 가장 가까운 요소를 나타내기 때문에 투영할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 광원, 제2 광원 및 제3 광원 중 적어도 하나를 선택적으로 작동시키도록 구성된 구동 및 제어 유닛이 제공된다.
바람직하게는, 상기 제1 광원, 제2 광원 및 제3 광원 중 상기 적어도 하나의 활성화와 동시에 상기 표면부의 각각의 2차원 이미지를 획득하도록 상기 카메라를 작동시키도록 구성된 구동 및 제어 유닛이 제공된다.
구동 및 제어 유닛은 바람직하기로 검사될 타이어의 표면부에 대해, 바람직하게는 내면 표면부에 대해, 바람직하기로 그 부분 자체의 2차원의 하나 이상의 이미지를 얻기 위해 하나 이상의 광원 및 카메라 모두를 구동한다. 조명이 제1 광원을 통해 발생하는 각 표면부에 대해, 상기 제1 광원으로부터 나오는 방사는 바람직하기로 상기 제1 광원에 의해 방출된 전력, 따라서 열 방출량도 제한하기 위해 특정 주파수로 방출된다. 조명된 부분의 이미지는 그 조명에서, 즉 제1 광원이 방사를 방출할 때 획득된다. 이를 위해, 제1 광원의 스위치온과 제1 이미지의 획득 사이에 시간 동기화가 얻어진다. 바람직하기로, 제2 광원 또는 제3 광원의 활성화시에 표면부에 스침 방사를 방출하는 것이 발생할 수 있다.
따라서, 각각의 광원의 스위치온은 바람직하기로 다른 광원의 스위치온이 발생하는 것과 별개의 시간에 발생한다. 즉, 각각의 시간 간격에서, 제1 광원, 제2 광원 또는 제3 광원 중 단지 하나가 스위치온된다. 제1 광원의 서브-소스의 경우, 그들은 일제히 온 및 오프 스위칭한다. 즉, 그들은 스위치 온 및 오프시에 서로 동기화된다.
바람직하기로 제1 광원, 제2 광원 또는 제3 광원으로 교대로 각각의 부분을 조명함으로써 얻어진 상기 부분에 대한 적어도 2개의 별개의 이미지를 가질 수 있음으로써 그 결함을 검출하기 위해 서로 다른 조명 조건(확산 및 스침)에서 동일한 표면부의 서로 다른 이미지가 비교될 수 있다.
바람직하게는, 상기 구동 및 제어 유닛은 상기 제1 광원, 상기 제2 광원 및 상기 제3 광원 중 다른 광원의 스위치온에 각각 대응하는 3개의 별개의 이미지를 획득하도록 상기 검출 시스템을 구동하도록 형성된다.
광학면에 대해 2개의 대향하는 반-공간으로부터의 확산형 중앙 조명 및 스침형의 서로 다른 조명 조건에서 3개의 이미지를 획득함으로써 결함을 검출하는데 최적화되는 3개의 이미지가 처리될 수 있다.
바람직하게는, 상기 타이어의 상기 제1 표면부 또는 제2 표면부 또는 제3 표면부의 가능한 결함을 검출하도록 상기 제1 이미지 또는 제2 이미지 또는 제3 이미지를 처리하는 것이 예상된다.
바람직하게는, 상기 반사 요소는 상기 타겟 라인을 약 90°의 각도로 반사하도록 형성된다. 이 해결책으로 다시 집약화에 대해 상기 장치의 가장 좋은 기하학적 배열이 달성되며, 또한, 바람직하기로 초점면에 대하여 45°의 반사 요소의 각을 수반한다.
바람직하게는, 반사 요소는 상기 반사면을 정의하는 반사층을 포함하고, 상기 반사층은 상기 카메라로 향하는 광 방사의 광 경로가 반사되는 상기 반사 요소의 최외각층이다. 이점적으로, 반사층이 타이어로부터 나오는 방사선이 직접 닿는 첫번째, 최외각층인 경우 반사면에 입사하는 방사선의 광 경로의 더 이상의 반사 및 그에 따른 연장이 없다.
바람직하게는, 상기 카메라가 고정되는 제1 지지부가 제공된다.
바람직하게는, 상기 구동 및 제어 유닛은 상기 제1 지지부에 고정된다.
광원이 교대로 활성화되는 바람직한 고주파수를 고려하면, 본 출원인은 제어 신호의 지연이 광원 및 카메라에 실질적으로 "근접"한 구동 및 제어 유닛을 위치시킴으로써 최소화될 수 있음을 고려한다.
바람직하게는, 상기 제1 광원, 상기 제2 광원 및 상기 제3 광원, 및 상기 반사 요소가 고정되는 제2 지지부가 제공된다.
더 바람직하게는, 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부는 연결암에 의해 연결되어 일체화되어 있다. 장치는 바람직하기로 타이어 내부에 삽입되는 실질적으로 단일 요소이다. 따라서, 장치의 다양한 요소, 즉 광원, 카메라 및 반사 요소는 서로 일체화되어 있다.
더 바람직하게는, 상기 제2 지지부는 상기 제1 광원, 상기 제2 광원 및 상기 제3 광원이 그 사이에 배치되는 2개의 등거리의 플레이트를 포함한다. 이러한 방식으로, 광원은 일체로 형성된다.
바람직하게는, 상기 제1 광원, 또는 상기 제2 광원 또는 상기 제3 광원은 열전 도전성 페이스트를 통해 상기 제2 지지부에 고정된다.
바람직하게는, 상기 제1 지지부 또는 상기 제2 지지부는 적어도 부분적으로 알루미늄으로 제조된다.
바람직하게는, 상기 제1 지지부 또는 상기 제2 지지부는 열 분산 핀 배열을 포함한다.
타이어에서, 표면의 결함을 검출하기 위해, 종종 음영 또는 언더컷 표면부를 조명할 필요가 있고, 어떤 경우에는 종종 색상이 흑색인 것으로 고려하면, 광원은 부정적인 부작용을 수반하는 많은 양의 광을 생성, 상대적으로 높은 온도로 열을 생성할 필요가 있다. 이러한 이유로, 바람직하게는 적어도 하나의 광원 및 바람직하게는 모든 광원이 지지부를 포함한다. 이점적으로, 각각의 지지부는 그 경도 및 열전도성으로 인해 알루미늄으로 제조되고, 바람직하게는 냉각을 위한 핀형 배열을 포함한다. 게다가, 열 전달을 극대화하기 위해, 일반적으로 칩에 사용되는 열전 도전성 페이스트는 또한 장치의 임의의 2개의 접촉면들 사이의 큰 열교환 표면을 갖는 영역을 획득하는데 사용된다.
바람직하게는, 상기 제1 광원 또는 상기 제2 광원 또는 상기 제3 광원은 하나 이상의 발광 다이오드(LED)를 포함한다. 더 바람직하게는, 상기 제1 광원 또는 상기 제2 광원 또는 상기 제3 광원은 6개 이상의 다이오드를 포함한다.
LED는 고효율을 보장하고, 따라서 다른 광 방사원에 대해 상대적인 에너지 절약을 보장하며, 이러한 고효율은 또한 열 발생이 적기 때문에 유리하다.
이점적으로, LED는 또한 작동 시간이 길다: LED는 더 견고하며, 임의의 경우 바람직하기로 사용되는 광원은 하나의 LED가 아니라 복수의 LED를 포함할 수 있고, 따라서 하나 이상의 LED의 오작동이 허용되는데, 서로 다른 유형의 광 방사원으로는 불가능하다. 마지막으로, LED는 이점적으로 신속하게 스위치 온오프될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 광원 또는 상기 제2 광원 또는 상기 제3 광원은 상기 제1 광 방사 또는 상기 제2 광 방사 또는 상기 제3 광 방사의 방출 필드각을 약 15°내지 약 45°의 값으로 좁히도록 형성되는 수렴 렌즈를 포함한다.
더 바람직하게는, 상기 제1 광원, 상기 제2 광원 및 상기 제3 광원 각각은 상기 제1 광 방사, 상기 제2 광 방사 및 상기 제3 광 방사의 방출 필드각을 약 15°내지 약 25°의 값으로 좁히도록 형성되는 수렴 렌즈를 포함한다.
광원에 의한 발광 각도의 선택은 최종 광 세기의 결과에 영향을 미친다. LED의 동일한 유효 세기에 대해, 방출 각보다 클수록 표면부 상에 방출되는 방사선이 더 잘 분배되지만, 광도는 더 나쁘다.
광원이 검사되고 조명되는 표면부에 상대적으로 가깝기 때문에, 본 출원인은 조명되는 표면부의 그 광 세기를 상당히 증가시키도록 광 방사의 빔을 집중시킬 목적으로 적절하게 설계된 하나 (또는 그 이상의) 렌즈를 사용하는 것이 유리하다고 고려한다. 약 15°내지 약 25°의 방출 각도는 조명되는 타이어의 표면부의 충분한 세기와 균일한 방사 사이의 최적의 절충을 가능하게 한다.
바람직하게는, 상기 초점면과 상기 타겟 라인을 통해 통과하는 임의의 평면 및 상기 제2 광원 또는 제3 광원의 각각의 임의의 지점 사이에 형성되는 각각의 각도는 60°이하이다. 이러한 방식으로, 확산형 광의 광범위한 입체각이 얻어진다.
바람직하게는, 상기 표면부는 상기 타이어의 숄더의 표면부에 속한다.
바람직하게는, 상기 표면부는 타이어 내부에서 상기 타이어의 사이드월의 표면부에 대응한다.
바람직하게는, 상기 표면부는 상기 타이어의 비드 표면부에 속한다.
집약화 및 조명의 특성으로 인해, 본 발명의 장치는 그 내부 표면의 결함을 검출하기 위해 타이어 내부에서 유리하게 사용된다.
바람직하게는, 상기 변형 요소는 검사될 타이어의 유형의 함수로서 상기 타이어에 변형을 가하도록 형성된다.
모든 타이어가 동일한 크기와 유연성을 지니고 있는 것은 아니다. 따라서, 변형 요소에 의해 가해지는 힘은 바람직하기로 검사될 타이어의 유형 및 그에 따른 특성에 상관된다.
이점적으로, 상기 변형된 표면은 적어도 부분적으로 상기 표면부를 포함한다.
타이어의 표면부의 변형은 예를 들어 절단과 같이 일반적으로 보이지 않는 결함을 하이라이팅한다. 따라서, 변형될 표면부, 즉 조사될 표면의 일부를 형성하는 조명이 실행되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 제1 광원과 상기 변형 요소에 의해 변형된 상기 표면 사이의 거리는 약 85mm와 약 95mm 사이에 포함된다.
바람직하게는, 생산 라인은 상기 로봇형 암에 대해 상기 타이어의 상기 표면부의 각도 위치를 변경하도록 서로에 대해 상기 타이어와 상기 로봇형 암을 상대적으로 회전하도록 설정하는 회전 시스템을 포함한다. 더 바람직하게는, 상기 타이어는 상기 로봇형 암에 대해 회전하도록 설정된다.
타이어와 로봇형 암의 상대적인 회전은 타이어 자체의 360°검사를 허용한다. 이점적으로, 제1 작동이 더 간단하기 때문에, 검출 시스템 대신에 타이어가 회전된다: 검출 시스템의 회전은 연속 운동에 의해 유도되는 진동으로 인한 이미지의 손상 또는 부정확한 획득을 야기할 수 있다.
바람직하게는, 생산 라인은 상기 타이어의 검사될 표면에 힘을 가하도록 구성된 변형 요소를 포함한다.
바람직하게는, 상기 구동 및 제어 유닛은 상기 회전 시스템에 의해 수행된 상기 타이어의 360°의 회전 동안 기결정된 시간 간격에서 상기 표면부의 복수의 이미지를 획득하도록 상기 검출 시스템을 구동하도록 구성된다.
이러한 방식으로, 타이어가 전체적으로 검사된다.
이점적으로, 상기 변형 요소는 상기 타이어의 외부 숄더 또는 사이드월의 일부를 형성하는 표면상에 탄성 변형을 생성하도록 형성된다.
본 출원인은 압축을 통해 가장 하이라이팅된 결함이 일반적으로 타이어의 외부 숄더 또는 타이어의 사이드월 및 대응하는 변형된 내부 표면부에 존재하므로, 변형 요소에 의한 압축 또는 가압이 이들 영역 중 하나 또는 둘 모두에 가해진다는 점을 발견했다.
본 발명에 따라, 추가적인 특성 및 이점은 몇몇 예의 상세한 설명으로부터 더 명백해지지만, 장치 및 타이어 제조 라인에서 타이어를 점검하기 위한 키트의 실시예들이 배타적인 것은 아니다.
본 발명의 내용 중에 포함되어 있다.
이러한 설명은 단지 지시 목적을 위해 제공된 첨부도면을 참조하여 이하 개략적으로 설명될 것이므로, 이에 한정되는 것은 아니다:
도 1은 본 발명에 따른 타이어 검사 장치의 정면 사시도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 타이어 검사 장치의 후면 사시도를 나타낸다.
도 3은 도 1의 장치의 정면도를 나타낸다.
도 4는 도 1의 장치의 상면도 나타낸다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 타이어 검사 장치의 부분 사시도 및 개략도를 나타낸다.
도 6은 도 1의 장치의 세부사항의 간소화된 부분 사시도 및 개략도를 나타낸다.
도 7은 도 1의 장치의 세부사항의 간소화된 부분 측면도 및 개략도를 나타낸다.
도 8은 도 1의 장치의 세부사항의 단면 측면도 및 개략도를 나타낸다.
도 9 내지 도 12는 상이한 동작 단계에서의 타이어 검사 키트의 사시도, 부분도 및 개략도를 나타낸다.
도면들을 참조하면, 참조번호 10은 일반적으로 본 발명에 따라 타이어(200)를 검사하는 장치를 표시한다.
특히 도 5를 참조하면, 지지부(102)는 타이어(200)를 사이드월에 지지하고, 통상 수직으로 배열되는 그 회전축(201)을 중심으로 타이어를 회전시키기도록 형성된다. 지지부(102)는 예를 들어 공지된 유형일 수 있기 때문에 더 이상 설명되고 도시되지 않은 이동 부재에 의해 통상적으로 작동된다. 타이어용 지지부(102)는 예를 들어 각각의 지지형 비드와 같이 그것을 고정시키도록 구성될 수 있다.
타이어(200)는 회전축(201)을 중심으로 실질적으로 토로이드(toroidal) 구조를 가지며, 회전축(201)에 수직인 축방향 중간면(202)(도 9, 도 10, 도 11 및 도 12에서 파선으로 도시됨)을 갖는다. 타이어는 크라운(203)과 외벽(204)으로 구성된다. 결국, 도 9 및 도 11에서 알 수 있는 바와 같이, 후자는 숄더 영역(205), 비드 영역(206) 및 숄더와 비드 사이에 배치된 방사상 중앙 영역 또는 사이드월(207)으로 각각 구성된다.
이제 도 6 및 도 7을 참조하면, 장치(10)는 그 기능적 부분을 명확하게 나타 내기 위해 간략화된 형태로 표현된다. 바람직하게는, 장치(10)는 카메라(105)를 통과하는 광학면(107) 상에 놓이는 타겟 라인(106)을 갖는 바람직하기로 선형 타입의 상기 카메라(105)를 포함하는 검출 시스템(104)을 포함한다. 또한, 카메라(105)는 타이어면의 조명되는 부분에 초점을 맞추는 초점면(121)을 정의한다. 바람직하게는, 광학면(107) 및 초점면(121)은 서로 수직이다(예를 들어, 도 6 또는 도 7 참조).
또한, 장치(10)는 타겟 라인(106)과 일치하거나(예컨대, 표면부가 평면인 경우), (타이어의 표면의 곡선 형태로 인해) 타겟 라인(106)에 근접한 타이어(200)의 (또한, 바람직하기로 선형의(도 5에 도시됨)) 표면부(212)를 조명하도록 제1 광 방사, 제2 광 방사 및 제3 광 방사를 각각 방출하도록 형성되는 제1 광원(110), 제2 광원(108) 및 제3 광원(109)을 포함한다.
검출 시스템(104)은 제1 광원, 제2 광원 및 제3 광원 중 적어도 하나에 의해 조명되는 선형 표면부(212)의 각각의 2차원 디지털 이미지를 획득하도록 형성된다.
제1 광원(110)에 의해 방출된 제1 광 방사는 타이어(200)의 선형 표면부(212) 상에 확산되는 반면, 제2 광원(108) 및 제3 광원(109)에 의해 각각 방출되는 제2 광 방사 및 제3 광 방사는 타이어(200)의 표면부(212)를 스쳐 지나고 있다.
카메라(105)를 통한 검출 시스템은 제1 광원(110), 제2 광원(108) 및 제3 광원(109) 중 적어도 하나에 의해 조명되는 선형 표면부(212)의 각각의 2차원 디지털 이미지를 획득하도록 형성된다.
바람직하게는, 제2 광원(108) 및 제3 광원(109) 각각은 적어도 하나의 각각의 서브-소스를 포함한다. 더 바람직하게는, 제2 광원(108) 및 제3 광원(109) 각각은 광학면(107)에 대하여 대칭으로 위치한 단일의 서브-소스(111, 112)를 각각 포함한다. 바람직하게는, 2개의 서브-소스(111 및 112)는 각각 광학면(107)에 대해 대향 측에 놓이며, 광학면으로부터 등거리이다.
바람직하게는, 제2 광원(108) 및 제3 광원(109)의 서브-소스(111, 112)는 각각 초점면(121)으로부터 동일한 거리(d2 및 d3)(즉, d2 = d3)에 있다. 따라서, 2개의 서브-소스(111 및 112)를 결합하는 평면(P3)은 선형 카메라(105)의 초점면(121)에 실질적으로 평행하고, 바람직하기로 약 55mm 내지 약 65mm 사이의 값만큼 떨어져 있다. 평면(P3) 및 (언급된 바대로 d3와 동일한) d2라고 하는 초점면(121)으로부터의 그 거리는 도 7에 개략적으로 도시된다.
바람직하게는, 제1 광원(110)은 4개의 서브-소스들, 즉 제1 서브-소스(113a), 제2 서브-소스(113b), 제3 서브-소스(113c) 및 제4 서브-소스(113d)로 구성되며, 각각은 광학면(107)의 양 측면에서 쌍으로 분포되고 이런 평면에 대해 대칭이다. 더 구체적으로, 제1 광원(110)의 제1 서브-소스(113a)와 제2 서브-소스(113b)는 광학면(107)에 대해 대칭으로 배치되고, 더 바람직하게는 등거리이며, 제3 서브-소스(111c) 및 제4 서브-소스(111d)는 광학면(107)에 대해 대칭으로 배열되고, 더 바람직하게는 등거리이다.
바람직하게는, 제1 광원(110)의 제1 서브-소스(113a)와 제2 서브-소스(113b) 는 초점면(121)으로부터 동일한 거리(d1a 및 d1b)(즉, d1b = d1a)에 있다. 그러므로, 2개의 서브-소스는 선형 카메라(105)의 초점면(121)에 실질적으로 평행한 P1(다시 도 7 참조)이라고 하는 평면에 의해 결합되고 약 85mm 내지 약 95mm의 값(d1a)만큼 떨어져 있다. 마찬가지로, 제1 광원(110)의 제3 서브-소스(113c)와 제4 서브-소스(113d)는 초점면(121)으로부터 동일한 거리(d1c 및 d1d)(즉, d1c = d1d)에 있다. 따라서, 2개의 서브-소스(113c 및 113d)는 선형 카메라(105)의 초점면(121)에 실질적으로 평행한 평면(P2)에 의해 결합되고 약 75mm 내지 약 85mm 사이의 값만큼 떨어져 있다.
바람직하게는, 제1 서브-소스(113a)와 초점면(121) 사이 그리고 제2 서브-소스(113b)와 선형 카메라(105)의 초점면(121) 사이의 거리(d1a = d1b)는 제2 광원(108)과 초점면(121) 사이의 거리(d2) 또는 제3 광원과 초점면(121) 사이의 거리(d3)보다 크다. 더 바람직하게는, 제3 서브-소스(113c)와 초점면(121) 사이 또는 제4 서브-소스(113d)와 초점면(121) 사이의 거리(d1c = d1d)는 제1 서브-소스(113a)와 제2 서브-소브(113b) 및 초점면(121)의 거리와 제2 광원(108)과 제3 광원(109) 및 초점면(121)의 거리 사이의 중간이다. 그 결과, 제1 확산 광원(110)은 제2 광원(108) 및 제3 광원(109)에 대하여 조명되는 타이어(200)의 선형 표면부(212)로부터 더 멀리 있고, 따라서 스침 광을 생성하는 제2 광원(108) 및 제3 광원(109)은 상술한 선형 표면부(212)에 더 근접하게 위치한다. 이러한 방식으로, 장치(10)의 정확한 기하학적 형태를 갖는 스침 광을 얻을 수 있다.
각각의 서브-소스(111, 112, 113a-d)는 바람직하게는 광학면(107)에 실질적으로 평행하게 그리고 그에 따라 타겟 라인(106)에 실질적으로 평행하게 뻗어있는 연장부의 각각의 주 방향(도 6의 점선(114))을 갖는다. 따라서, 모든 광원 또는 서브-소스는 바람직하게는 서로 평행하고, 즉 더 큰 연장부의 치수를 따라 정렬된다.
바람직하게는, 서브-소스(111, 112, 113a-d)는 약 5cm 내지 약 15cm의 연장부(114)의 주 방향에 따른 치수를 가지며, 약 2cm 내지 약 3cm의 연장부(114)의 주 방향에 수직인 방향에 따른 치수를 가진다.
예로서, 서브-소스(111, 112, 113a-d)는 약 6cm와 동일한 연장부(114)의 주 방향에 따른 치수를 가지며, 약 2.5cm와 동일한 연장부(114)의 주 방향에 수직인 방향에 따른 치수를 갖는다.
각각의 서브-소스(111, 112, 113a-d)는 통상적으로 연장부(114)의 주 방향에 따라 정렬된 복수의 LED 소스(169)를 포함한다. 바람직하게는, 각각의 LED 소스(169) 위에 위치한 각각의 서브-소스(111, 112, 113a-d)는 도 8에 도시된 바와 같이 LED 소스(169)에 의해 방출된 광 빔을 약 30°만큼 수렴시키기도록 형성된 수렴 렌즈(170)를 포함한다. 따라서, 각각의 LED 소스(169)에 의해 방출된 광 빔은 바람직하기로 약 20°내지 약 40°의 각도로 제한된다.
도 6 내지 도 8의 간략화된 방식으로 표현된 장치의 예시적인 실시예의 표현이 도 1 내지 도 4에 나타난다.
특히 도 1 및 도 2를 참조하면, 각각의 광원(110, 108, 109)은 또한 LED 소스(169)가 고정되고 바람직하게는 알루미늄으로 제조되는 지지부(168)를 포함한다. 바람직하게는, LED 소스(169)는 열-전도성 페이스트(도면에는 보이지 않음)를 통해 각각의 지지부(168)에 고정된다. 이점적으로, 각각의 지지부(168)는 또한 LED 소스(169)와 접촉하지 않는 외부 표면에 열 소산을 위한 핀 배열(167)을 포함한다.
통상적으로, 장치(10)는 제1 광원(110), 제2 광원(108) 및 제3 광원(109)뿐만 아니라 검출 시스템(104)이 장착되는 로봇형 암(160)(도 1에 개략적으로 도시 됨)을 포함한다. 장치(10)는 로봇형 암(160)에 고정하기 위한 부착물(19)을 포함한다.
바람직하게는, 로봇형 암(160)은 인체형(anthropomorphous) 타입이다. 더 바람직하게는, 로봇형 암(160)은 적어도 5개의 축을 갖는 인체형 타입이다.
더 구체적으로, 장치(10)는 선형 카메라(105)가 고정되는 제1 지지부(161) 및 제1 광원(110), 제2 광원(108) 및 제3 광원(109)이 고정되는 제2 지지부(162)를 포함한다. 제1 지지부(161) 및 제2 지지부(162)는 연결 암(164)과 일체로 만들어진다.
제2 지지부(162)는 제1 광원(110), 제2 광원(108) 및 제3 광원(109)이 그 사이에 배치되는 2개의 등거리 플레이트(11, 12)를 포함한다. 따라서, 각각의 광원 또는 서브-소스는 제1 축방향 단부로 제1 플레이트(11)에 연결되고 제2 축방향 단부로 제2 플레이트(12)에 연결된다. 이러한 방식으로, 연장부(114)의 주 방향을 따라, 광원들 및/또는 서브-소스들은 바람직하기로 2개의 상호 평행한 평면들 사이에 실질적으로 한정된 동일한 길이이다.
따라서, 바람직하게는 카메라(105)와 광원(110, 108, 109)이 서로 일체로 형성하고, 그 상대적 거리가 장치(10)의 장착 단계에서 정의되고 고정된다.
바람직하게는, 장치(10)는 제1 광원(110), 제2 광원(108) 및 제3 광원(109)의 하나 이상을 선택적으로 활성화하고, 바람직하기로 제1 광원(110), 제2 광원(108) 및 제3 광원(109)의 하나 이상의 활성화와 동시에 선형 표면부의 2차원 디지털 이미지(컬러 또는 단색)를 각각 획득하도록 선형 카메라(105)를 활성화하도록 구성되는 구동 및 제어 유닛(140)을 포함한다.
바람직하게는, 구동 및 제어 유닛(140)은 카메라(105) 및 광원(110, 108 및 109)과 일체로 형성하도록 장착되고, 특히 장치(10)의 제1 지지부(161)에 고정된다. 더욱이, 바람직하기로, 구동 및 제어 유닛(140)은 열의 더 큰 방산을 위해 핀 배열(142)을 포함한다.
또한, 장치(10)는 광학면(107)에 수직으로 배치된 반사면을 정의하는 미러(150)와 같은 반사 요소를 포함한다. 거울(150)은 또한 제2 광원(108)과 제3 광원(109) 사이에 배치되어 타겟 라인을 약 60°내지 약 120°의 각도만큼 반사시킨다. 바람직하게는, 미러(150)는 그 중간 라인을 통과하는 광학면(107)에 의해 2개의 절반으로 분할된다. 따라서, 바람직하게는, 미러(150)는 제2 광원과 제3 광원 사이뿐만 아니라 공간 위치 순서로 광학면(107)의 한 측면에서 제2 광원(108), 제3 서브-소스(113c), 제1 서브-소스(113a) 및 광학면(107)의 다른 측면에서 제2 서브-소스(113b), 제4 서브-소스(113d) 및 제3 광원(109) 사이에 배열된다.
또한, 미러(150)는 도 6에서 118로 표시된 연장부의 주 방향을 정의한다. 연장부의 주 방향은 광학면(107)에 속하는 직선이다. 미러(150)의 연장부(118)의 주 방향은 광원 및/또는 서브-소스의 연장부(114)의 주 방향에 대해 경사져있다. 상술한 바와 같이, 바람직하게는, 광원 및 서브-소스는 서로 평행한 그들과 실질적으로 공통인 연장부의 주 방향을 갖는다. 광원 및 서브-소스의 연장부(114)의 공통된 주 방향은 바람직하기로 미러(150)의 연장부(118)의 주 방향과 30°내지 60°의 각을 형성한다. 더 바람직하게는 약 45°의 각을 형성한다.
게다가, 미러(150)와 (반사된 타겟 라인을 통과하는) 선형 카메라(105)의 초점면(121) 사이의 최소 거리(d)(다시 도 7 참조)는 제1 광원(110), 제2 광원(108), 또는 제3 광원(109) 중 임의의 하나와 초점면(121) 사이의 최소 거리 미만이다. 도 7에서, 광원 및 서브-소스의 최소 거리는 광원 또는 서브-소스가 초점면(121)과 실질적으로 평행하게 배열되기 때문에 광원 및 초점면(121)을 통과하는 평면의 거리와 동일하다.
바람직하게는, 연장부(118)의 주 방향에 따른 미러(L)의 길이는 연장부(114)의 주 방향에 따른 임의의 광원 또는 서브-소스의 길이(ls)보다 크다. 더 바람직하게는, 두 방향(114, 118) 사이에 형성된 각도를 호출하면, Lcosα > ls가 된다.
이러한 방식으로, 도 6 및 도 7에서 더 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 미러는 적어도 광원에 대해 특히 그 연장부(118)의 주 방향에 따른 그 단부(150a)에서 초점면(121)에 가장 근접하게 뻗어있는 요소이다. 즉, 미러의 단부(150a)는 초점면(121)의 방향으로 광원 및 서브-소스의 축방향 단부에 대해 돌출된다.
바람직하게는, 미러(150)는 반사면을 정의하는 반사층을 포함하며, 상기 반사층은 카메라(105)에 지향되는 광 방사의 광 경로가 반사되는 상기 미러(150)의 최외곽층이다.
도 9 내지 도 12를 참조하면, 장치(10)의 동작이 이제 상세히 설명될 것이다.
타이어(200)의 내부 표면에서 검사될 제1 표면부(212로 표시됨)가 선택된다. 바람직하기로 배타적이지 않게, 이 부분은 숄더(205), 비드(206)에 속하거나 타이어(200)의 사이드월(207)에 내부적으로 대응한다. 예를 들어, 도 9에서, 장치(10)는 타이어(200) 내부에 일부 삽입되고 - 도시되지 않은 로봇형 암 통해 - 비드(206)의 제1 내면부에 더 근접하게 된다.
제1 광원(110), 제2 광원(108) 및 제3 광원(109)은 구동 및 제어 유닛(140)에 의해 구동되어 타이어(200)의 제1 내면부(212) 상에 방사선을 방출한다. 제1 광원(110)은 제1 표면부 상에 확산된 방사선을 방출하는 반면, 제2 광원(108) 및 제3 광원(109)은 광학면(107)에 대해 대향하는 반-공간으로부터 나온 스침 방사선을 상기 제1 표면부 상에 방출한다. 바람직하게는, 3개의 광원 모두가 예를 들어 소정의 주파수로 타이어의 제1 내부 표면부를 조명하기 위해 광선을 방출한다. 그러나, 각각의 광원에 대한 조명은 교대로 발생한다: 즉, 각 시간주기 동안, 제1 광원(110), 제2 광원(108) 또는 제3 광원(109) 중 하나만이 스위치온되고, 다른 2개는 스위치오픈된 채로 유지된다. 바람직하게는, 제1 광원(110)의 4개의 서브-소스(113a-d)는 함께 스위치온된다. 즉, 소정의 시간 주기에서 4개의 스위치가 모두 온되거나 4개의 스위치가 모두 오프된다. 이러한 스트로보스코프(stroboscopic) 주파수는 예를 들어 0.064ms와 같다.
제1 광원(110), 제2 광원(108) 또는 제3 광원(109)으로부터 오는 광은 조명된 타이어의 비드(206)의 제1 내부면에 의해 반사되며, 미러(150)를 통해 카메라(105)를 향하여 재지향된다. 미러(150)에 의해 광 빔의 궤적은 약 60°내지 약 120°, 더 바람직하게는 약 90°의 각만큼 편향된다.
바람직하게는, 구동 및 제어 유닛(140)은 그 조명과 동기화하여 제1 광원(110) 또는 제2 광원(108) 또는 제3 광원(109)에 의해 조명된 제1 내면부의 이미지를 획득하도록 카메라(105)를 더 제어한다. 따라서, 이점적으로, 카메라(105)는 확산 광으로 내면부를 조명하는 제1 광원(110)이 스위치온될 때마다 조명되는 타이어(200)의 내면부의 이미지를 취득하고, 광학면(107)의 한 측면으로부터 그 부분을 스침 광으로 조명하는 제2 광원(108)이 스위치온될 때마다 조명되는 타이어(200)의 내부면의 이미지를 취득하며, 광학면(107)의 다른 측면으로부터 그 부분을 스침 광으로 조명하는 제3 광원(109)이 스위치온될 때마다 조명되는 타이어(200)의 내부면의 이미지를 취득한다. 이러한 방식으로, 바람직하게는, 각각의 내면부에 대해 처리될 3개의 다른 이미지가 획득되며 동일한 부분은 별개의 특성을 갖는 광선으로 조명된다. 이런 방식으로, 확산 광으로의 이미지 및 동일한 표면부의 스침 광으로의 2개의 이미지 모두를 획득할 수 있다. 또한, 이들 3개의 이미지는 하나의 2차원 이미지의 별개의 부분들을 형성할 수 있는데, 제1 부분은 스침 광으로 획득되고, 제2 부분은 광학면의 제1 방향으로부터(예컨대 우측으로부터) 스침 광으로 획득되며, 제3 부분은 광학면의 마주하는 제2 방향으로부터(예컨대 좌측으로부터) 스침 광으로 획득된다.
또한, 장치(10)는 조명되고 획득될 선형 표면부의 적어도 일부를 포함하는 타이어의 표면부를 변형시키도록 형성된 변형 요소를 포함하는 키트로 측정하는 경우에 특히 유리하다. 검색된 결함은 예를 들어 타이어 표면의 불규칙성(미가황 화합물, 형상 변형 등), 구조적 불균일성, 표면에 이물질의 존재 등일 수 있다. 구조상의 불균일한 결함 중에서, 소위 "카커스 크리프(carcass creep)"는 희귀하지만 잠재적으로 매우 위험한 결함으로 특히 중요하며, 예를 들어 상이한 화합물과 같은 상이한 화학적-물리적 특성을 갖는 타이어의 두 부분들 사이의 경계 영역에서 생성된다.
이러한 결함은 통상 길이방향으로 연장되는 작은 커트의 형태이며, 즉 타이어의 원형 연장을 따라가며 완벽하게 매칭되는 에지를 특징으로 하는데, 그 사이에는 재료의 제거 또는 부족이 없기 때문에 이들을 식별하는데 특히 어려움이 있는 특징을 가진다. 카커스 크리프는 또한 통상적으로 존재하는 라이너 층 아래에서 예컨대 내부면에 가까운 타이어의 표면 가까이에 배열된 카커스의 구조를 포함할 수 있다. 이 경우, 일반적으로, 라이너 자체는 카커스 크리프에 열상을 가지며 따라서 가능한 광학 검사를 통해 식별할 수 있게 주행에 관여된다.
검사할 타이어의 외벽의 일부를 적절하게 변형시킴으로써, 타이어의 변형된 표면부의 외측 및 내측 곡률 반경을 감소시켜서, 가능한 결함, 특히 카커스 크리프 및 다른 절단부 또는 구멍을 하이라이팅할 수 있으며, 정상적인 외부 볼록부의 강조는 이러한 결함의 가장자리 또는 둘레를 '오픈'하는 경향이 있으므로 후속 이미지 처리에서 식별하기가 더 쉬울 수 있다.
따라서, 적절하게 압축된 표면부의 검출된 이미지는 현존하는 가능한 결함을 검출하기 위해 후속 자동 처리를 가능하게 하는 것과 같이 고품질을 가지고/가지거나 개수 및 품질의 정보를 포함하여, 이런 목적으로 사용되는 자동 결함 검출용 알고리즘을 매우 효과적으로 만든다.
이러한 유형의 결함은 적절히 식별되기 위해 상대적으로 높은 출력을 타이어의 변형된 부분에 가까이 조명할 필요가 있다. 즉, 검사 장치의 위치는 변형 요소에 매우 가까워야 하며, 그렇지 않으면 변형 요소에 의해 오픈된 절단부는 변형이 일어난 영역으로부터의 거리에 도달하자마자 "닫힌다(close)".
이러한 유형의 결함은 적절하게 식별하기 위해 상대적으로 높은 출력을 타이어의 변형된 부분에 근접하여 조명할 필요가 있다. 즉, 검사 장치의 위치는 변형 요소에 매우 가까워야 하며, 그렇지 않으면 변형 요소에 의해 오픈된 절단부는 변형이 일어난 영역으로부터 멀리 이동되자마자 "닫힌다".
이 경우에, 변형 요소(130)는 예를 들어 가공 유닛(도시되지 않음)에 의해 이동되고, 바람직하기로 타이어에 대해 힘을 가하고 외벽(204)의 일부를 변형하도록, 타이어, 바람직하게는 타이어의 상기 외벽(204)과 접촉한다.
바람직하게는, 변형 요소(130)는 압축 부재(131) 및 압축력의 방향을 따라 압축 부재를 이동시키도록 형성된 위치설정 작동기(132)를 포함한다. 예로서, 위치설정 작동기(132)는 공압 실린더일 수 있다. 따라서, 압축 부재는 타이어(200)와 접촉 또는 이격될 수 있다. 바람직하게는, 압축 부재(131)는 스러스트 롤러(thrusting roller)를 포함한다.
바람직하게는, 스러스트 롤러는 도 10, 도 11 및 도 12에서 119로 표시된 회전축을 중심으로 회전될 수 있다. 스러스트 롤러의 축(119)은 항상 타이어(200)의 축(201)을 통과하고 변형을 받는 외벽부의 반경 방향을 통과하는 평면상에 놓인다. 바람직하게는, 압축 롤러의 축(119)은 힘이 없는 상태, 즉 정지 위치에 있을 때 타이어의 축과 수직이다. 작동중인 롤러의 축은 예를 들어 수직 상태로부터 30°의 측정 내에서 (예컨대 도 10에 도시된 바와 같이) 타이어의 축과의 수직 상태와 다를 수 있다.
바람직하게는, 변형 요소(130)는 변형 부재 및 위치설정 작동기를 타이어의 반경방향을 따라 일체로 이동시키도록 형성된 반경방향 이동 부재(도시되지 않았지만, 예를 들어, 추가적인 전기 모터 및 반경 방향 이동을 안내하는 가이드 및 슬라이딩 블록의 시스템)를 포함한다. 따라서, 변형 요소는 사용되지 않을 때 타이어로부터 멀리 이동될 수 있다.
바람직하게는, 변형 요소(130)는 타이어(200)의 외벽(204)의 일부분을 탄성 변형시키고 외벽부에 속하는 외측 접촉면에 압축력을 가하여 외측 접촉면에서 상기 스러스트 롤러를 가압하도록 형성된다. 롤러의 위치, 적용된 힘 또는 타이어의 회전축을 따라 외부 접촉면에 부과된 움직임은 기결정되며 검사될 타이어의 유형에 의존한다. 타이어(200)는 유형 및 모델에 따라 상이한 탄성 및 변형가능성을 가질 수 있으므로, 적용되는 힘 또는 변형 요소(130)에 의해 부과된 변형은 바람직하기로 검사될 타이어(200)의 유형에 의존한다. 변형은 타이어(200)의 내부면 및 외부면 모두에 관여한다.
그러므로, 본 발명에 따르면, 변형될 타이어의 표면부를 선택하면, 장치(10)는 도 10에서 볼 수 있는 바와 같이 내부면의 뒤따르는 변형된 부분 쪽으로 이동된다. 바람직하게는, 도 10에 도시된 바와 같이, 검사될 내부 변형 부분은 타이어(200)의 숄더(205)의 일부이다. 바람직하기로, 타이어(200)의, 즉 숄더(205)의 외벽(204)의 나머지 부분 전체는 변형되지 않은 채로 남아있다. 예로서, 압축력은 외벽 (204)의 일부분을 변형시켜 외벽 일부분의 모든 지점 사이, 힘이 없는 위치와 변형된 위치 사이에서 행해진 최대 편위(excursion)가 압축력의 방향을 따라 약 20mm 내지 약 -20mm의 값과 동일하다.
처리 유닛은 로봇형 암(160)을 구동시켜 광원(110, 108, 109)을 타이어(200)의 표면으로 가져와서, 제1 변형부 내부의 내부 선형 표면부가 적어도 부분적으로 초점면(121)의 타겟 라인과 일치하거나 근접한다.
광원 및 카메라를 통한 숄더(205)의 내부 표면부의 이미지의 검출은 비드를 참조하여 전술한 것과 유사한 방식으로 발생하며, 따라서 3개의 광원(110, 108, 109)은 교대로 스위치온되며 각각의 별개의 조명에 대하여 선형 카메라(105)를 통해 선형 이미지가 획득된다.
선택적으로, 타이어 표면의 2개 이상의 부분이 선택되고, 바람직하게는 반드시 외주면의 외벽(204)에 속하는 것은 아니지만, 대응하는 변형된 내부면의 변형 및 그에 따른 검사가 수행된다. 이들 2개의 추가 부분을 검사하기 위한 장치(10)의 위치는 도 11 및 도 12에 나타난다. 도 11 및 도 12에서 검사된 내부면의 부분들 모두는 타이어(200)의 사이드월(207)에 축 방향으로 대응한다. 특히 큰 크기의 타이어에 대한 이들 표면부의 검사는 이 경우 사이드월에 축 방향으로 대응하는 전체 내부면을 조명할 수 있도록 2개의 별개의 위치에서 장치의 이동을 필요로 할 수 있으며, 단일 위치에서 이미지의 조명 및 획득을 통해 검출될 수 없다. 따라서, 변형 요소(130)는 바람직하기로 타이어의 제2 및 제3 표면부를 변형시키도록 타이어(200)의 2개의 별개의 표면부에서 장치의 처리 유닛을 통해 다시 위치될 수 있다. 이러한 방식으로, 2개의 새로운 측정이 이루어지며 타이어의 또 다른 변형된 내면부의 조명을 얻을 수 있도록 장치(10)를 새로운 위치로 더 가까이 놓는다. 예를 들어, 도 10, 11 및 12에서의 변형 요소(130)의 위치와 그에 따른 3개의 도면에서 장치(10)의 상이한 위치 사이의 차이를 참조하라. 또한, 도 10에서, 숄더(205)에 위치된 스러스트 롤러의 회전축(119)은 타이어(200)의 지지부에 의해 정의된 평면에 대해 경사져 있는 반면, 도 11 및 도 12에서 스러스트 롤러의 회전축(119)은 타이어(200)의 회전축(201)에 실질적으로 수직이다.
광원(110, 108, 109) 및 선형 카메라(105)를 통한 이미지의 조명 및 획득은 도 9 및 도 10을 참조하여 설명된 것에 따라 이루어진다.
이점적으로, 도 9 내지 도 12에 나타낸 각각의 위치에서, 타이어가 위치되는 지지부(102)(도 5 참조)는 타이어 자체의 점검 중에 회전하도록 설정된다. 상술한 바와 같이, 구동 및 제어 유닛(140)은 바람직하기로 제1 광원(110) 또는 제2 광원(108) 또는 제3 광원(109)에 의해 그 활성화에 동기화하여 조명되는 내부면의 이미지를 획득하도록 카메라(105)를 제어한다.
바람직하게는, 기기는 지지부의 각도 위치를 검출하기 위한 인코더(미도시)를 포함하고, 구동 및 제어 유닛은 제1 광원, 제2 광원 및 바람직하게는 제3 광원을 작동시키고 검출 시스템을 인코더에 의해 전송된 지지부의 각도 위치 신호의 함수로서 구동하도록 구성된다.
그러나, 바람직하기로 이들 3개의 별도의 이미지가 획득되는 동안 타이어는 회전하고 있기 때문에, 이는 정확히 타이어의 동일한 내부 선형 표면부의 이미지가 아닌데, 이는 광원의 스위치 온오프 동안 회전되기 때문이다.
예로서, 제1 선형 이미지와 제2 선형 이미지의 획득 사이의 시간차, 제2 선형 이미지와 제3 선형 이미지 사이의 시간차, 그리고 제1 선형 이미지와 제3 선형 이미지 사이의 주기적인 차이는 0.2 밀리초 미만이다. 따라서, 이런 매우 제한된 시간 주기에서, 움직임은 "상대적으로 작으며", 따라서 실질적으로 동일한 표면부에 대해 각각 다른 조명을 갖는 3개의 선형 이미지가 획득된다고 말하는 것이 여전히 가능하다.
"실질적으로 동일한 표면부"라는 표현은 제1 광원, 제2 광원 및 제3 광원이 서로 공간적으로 오프셋될 수 있지만 본 발명에 따라 비교 가능한 3개의 각각의 표면부를 조명한다는 것을 의미한다. 즉 동일한 요소는 실질적으로 동일한 위치에 있음을 나타낸다. 예를 들어, 3개의 표면은 표면 자체의 평면에서 0.2 mm 미만, 바람직하게는 0.1mm 이하의 거리만큼 오프셋될 수 있다. 이점적으로, 상기 거리는 픽셀과 관련된 선형 표면 치수 이하이며(예로서 0.1mm와 같음), 이 경우 검출 시스템은 예컨대 매트릭스 또는 선형 카메라와 같은 카메라를 포함한다. 즉, 제1 이미지의 각각의 픽셀은 상기 각각의 픽셀에 대응하는 제2 이미지의 픽셀에 의해 도시된 마이크로-표면부에서 0.2mm 미만 떨어진 마이크로-표면부를 나타낸다.
즉, 3개의 이미지는 그 사이에 발생된 타이어의 회전으로 인해 하나의 선형 이미지와 관련된 실제 선형 표면부가 3개의 이미지와 정확히 일치하지 않지만 픽셀 단위로 실질적으로 나란히 배치될 수 있다. 그러나, 이미지의 획득 빈도 및 회전 속도의 선택은 3개의 이미지가 인터레이스(interlaced)되어 픽셀 단위로 비교할 수 있도록 한다. 이점적으로, 제1 (또는 제2 또는 제3) 이미지의 각 픽셀은 픽셀과 관련된 선형 표면 치수로부터 떨어져 있는 상기 각 픽셀에 대응하는 제2 (또는 제3 또는 제1 각각) 이미지의 픽셀에 의해 나타난 표면 마이크로-부분과 다른 표면 마이크로-부분을 나타내며, 예로서 공간상의 다이버전스(divergence)는 대략 픽셀의 1/3과 같다. 이러한 방식으로, 3개의 이미지는 서로 인터레이스(interlaced)되고, 3개의 선형 이미지의 획득은 타이어가 1 픽셀(예를 들어, 대략 0.1mm와 같음)과 동일한 부분만큼 회전하는 시간주기에서 발생한다.
타이어의 원하는 회전, 바람직하게는 전체 원형 연장부를 얻기 위한 적어도 하나의 완전한 회전이 원하는 표면부를 점검하도록 수행되었다면, 개별 광원으로 각각 조명되는 일련의 선형 부분들의 모든 디지털 이미지로 구성되는 하나의 디지털 이미지가 획득된다. 처리 유닛은 검출 시스템으로부터 이런 이미지를 수신하고 이로부터 원하는 전체 표면부의 대응하는 제1 이미지, 제2 이미지 및 제3 이미지를 추출한다.
확산 광[A]의 부분, 스침 광 dx [B]의 부분 및 스침 광 sx [C]의 부분으로부터 상술한 바와 같이 형성되는 하나의 이미지가 획득되는 경우, 전체 타이어가 획득될 때까지 연속하여 반복되고, 전체 이미지는 ABCABCABCABCABCABCABCABCABCABC ...의 순서로 형성되어 획득된다. 처리중 이런 이미지는 3개의 유효 이미지로 분할되어 AAAAAAAA ... BBBBBBBB ... CCCCCCCC ...를 얻는다.
바람직하게는, 처리 유닛은 또한 선형 카메라로부터 획득된 이미지들을 수신하는 기능; 및 표면부를 검사하기 위해 이미지들을 처리하는 기능으로 구성된다. 처리 유닛은 예를 들어 PC 또는 서버를 포함한다. 바람직하게는, 처리 유닛은 스침 광으로 획득되는 처리될 제2 이미지 및 제3 이미지를 처리하여 표면부의 고도계 프로파일에 관한 정보를 얻기 위해 그들을 비교하도록 형성된다. 바람직하게는, 처리될 제2 이미지와 제3 이미지 간의 비교는 각각의 픽셀이 처리될 제2 이미지 및 제3 이미지의 대응하는 픽셀과 관련된 값들 사이의 차이를 나타내는 값과 관련되는 차이 이미지를 계산하는 것을 포함한다.
바람직하게는, 처리될 제2 이미지와 제3 이미지를 비교하기 전에, 처리될 제2 이미지와 제3 이미지를 동일하게 하는 것, 예컨대 전역적으로 또는 국부적으로 평균 광도를 동일하게 하는 것이 예상된다.
바람직하게는, 처리 유닛은 처리될 제2 이미지와 제3 이미지 사이의 상술한 비교에 의해 얻어진 정보를 사용하여, 확산 광으로 처리될 제1 이미지를 처리하여 표면부의 가능한 결함의 존재를 검출한다.
바람직하게는, 처리 유닛은 선형 표면부의 고도계 프로파일의 정보(예를 들어, 돌출부 및/또는 오목부의 가능한 유무)를 얻기 위해 제2 이미지와 제3 이미지 간의 차이를 계산하도록 구성된다.
바람직하게는, 제2 이미지와 제3 이미지 간의 차이를 계산하는 단계는 각 픽셀이 제2 이미지와 제3 이미지의 대응하는 픽셀과 관련된 값들 간의 차이를 나타내는 값과 관련되는 차이 이미지를 계산하는 단계를 포함한다. 이러한 방식으로, 제2 이미지와 제3 이미지 간의 차이에 의해 얻어진 이미지를 사용하여 3차원 요소(예를 들어, 타이어의 외부면의 융기된 피팅(pitting) 또는 융기된 라이팅(writing))를 하이라이팅하고 결함을 찾기 위해 확산 광의 이미지 처리에 이런 정보를 참작할 수 있다.　

Claims (38)

  1. 카메라(105)를 통과하는 광학면(107)에 놓인 타겟 라인(106)을 갖는 카메라(105)를 포함하는 검출 시스템(104);
    제1 광원(110), 제2 광원(108) 및 제3 광원(109); 및
    상기 광학면(107)에 수직으로 배열되는 반사면을 정의하는 반사 요소(150)를 포함하는 타이어 생산 라인에서 타이어(200)를 검사하는 장치(10)로서,
    상기 제2 광원(108)과 상기 제3 광원(109)은 상기 광학면(107)에 대해 맞은편에 배열되고 상기 제1 광원(110)에 대해 대칭적으로 배열되며,
    상기 제1 광원(110)은 표면부에 제1 확산광 방사를 방출하도록 형성되고, 상기 제2 광원(108)과 제3 광원(109)은 상기 타겟 라인(106)과 일치하거나 근접한 상기 타이어(200)의 표면부에 제2 스침광 방사 및 제3 스침광 방사를 방출하도록 형성되며,
    상기 반사 요소(150)는 상기 제2 광원(108)과 제3 광원(109) 사이에 배열되고, 상기 반사 요소(150)는 약 60°내지 약 120°의 각도로 상기 타겟 라인(106)을 반사하도록 형성되며, 상기 반사되는 타겟 라인을 통과하는 상기 카메라(105)의 초점면(121)과 상기 반사면 사이의 최소거리는 상기 제1 광원(110), 제2 광원(108) 및 제3 광원(109) 중 하나와 상기 초점면(121) 사이의 최소거리보다 작은, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사되는 타겟 라인을 통과하는 상기 카메라(105)의 초점면(121)과 상기 반사면 사이의 최소거리는 상기 제1 광원(110), 제2 광원(108) 및 제3 광원(109) 중 하나와 상기 초점면 사이의 각각의 최소거리보다 작은, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 광원(110)은 제1 서브-소스(113a) 및 제2 서브-소스(113b)를 포함하며, 상기 제1 서브-소스와 상기 제2 서브-소스는 상기 광학면(107)에 대해 대칭적으로 배열되는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 광원(108)과 상기 제3 광원(109)은 하나의 서브-소스(111; 112)를 각각 포함하는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 광원(110)의 상기 제1 서브-소스(113a)와 상기 제2 서브-소스(113b)는 동일 평면상에 있고 초점면(121)에 실질적으로 평행한 평면(P1)을 정의하는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 서브-소스(113a) 및 상기 제2 서브-소스(113b)를 통과하는 평면(P1)과 상기 초점면(121) 사이의 거리(d1a, d1b)는 약 85mm 내지 약 95mm인 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 광원(110)은 제3 서브-소스(113c) 및 제4 서브-소스(113d)를 포함하고, 상기 제3 서브-소스와 상기 제4 서브-소스는 상기 광학면(107)에 대해 대칭적으로 배열되는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제3 서브-소스(113c)와 상기 제4 서브-소스(113d)는 동일 평면상에 있고 초점면(121)에 실질적으로 평행한 평면(P2)을 정의하는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제3 서브-소스(113c) 및 상기 제4 서브-소스(113d)를 통과하는 평면(P2)과 상기 초점면(121) 사이의 거리(d1c, d1d)는 약 75mm 내지 약 85mm인 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 광원(110)과 상기 초점면(121) 사이의 거리는 상기 제2 광원(108)과 상기 초점면 사이의 거리 또는 상기 제3 광원(109)과 상기 초점면 사이의 거리보다 더 큰, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 광원(108)과 상기 제3 광원(109)은 동일 평면상에 있고 초점면(121)에 실질적으로 평행한 평면(P3)을 정의하는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 초점면(121)에 평행하고 상기 제1 광원(110)의 서브-소스(113a, 113b, 113c, 113d)를 통과하는 평면(P1, P2)과 상기 초점면(121)에 평행하고 상기 제2 광원(108)과 상기 제3 광원(109)을 통과하는 평면(P3) 사이의 거리는 약 10mm 내지 약 40mm인 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  13. 제 3 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 광원(110) 또는 상기 제2 광원(108) 또는 상기 제3 광원(109)의 상기 서브-소스(113a, 113b, 113c, 113d; 111; 112)의 적어도 하나는 상기 광학면(107)에 실질적으로 평행한 연장부(114)의 주 방향을 정의하는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 광원(110), 상기 제2 광원(108) 및 상기 제3 광원(109)의 서브-소스(113a, 113b, 113c, 113d; 111; 112) 모두가 상기 광학면(107)에 실질적으로 평행한 연장부(114)의 주 방향을 정의하는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사면(150)은 상기 광학면(107)에 실질적으로 평행한 연장부(119)의 주 방향을 정의하는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연장부(114)의 주 방향을 따라 상기 제2 광원(108), 또는 상기 제3 광원(109), 또는 상기 반사면, 또는 제1 광원(110)의 상기 제1 서브-소스(113a), 상기 제2 서브-소스(113b), 상기 제3 서브-소스(113c) 또는 상기 제4 서브-소스(113d)는 실질적으로 직선으로 된 구성을 가지는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 반사면의 연장부(119)의 주 방향을 따르는 길이(L)는 상기 제2 광원(108), 또는 상기 제3 광원(109), 또는 상기 제1 광원(110)의 상기 제1 서브-소스(113a), 상기 제2 서브-소스(113b), 상기 제3 서브-소스(113c) 또는 상기 제4 서브-소스(113d)의 연장부(114)의 주 방향에 따르는 길이(ls)보다 더 큰, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  18. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 광원(108) 및 상기 제1 광원(110)의 상기 제1 서브-소스(113a), 상기 제2 서브-소스(113b), 상기 제3 서브-소스(113c) 및 상기 제4 서브-소스(113d) 중 하나의 길이(ls) 또는 상기 제3 광원(109) 및 상기 제1 광원(110)의 상기 제1 서브-소스(113a), 상기 제2 서브-소스(113b), 상기 제3 서브-소스(113c) 및 상기 제4 서브-소스(113d) 중 하나의 길이는 실질적으로 동일한, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 광원(108)과 상기 제3 광원(109)은 상기 광학면(107)에 대해 대칭적으로 배열되는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 광원(110), 제2 광원(108) 및 제3 광원(109) 중 적어도 하나를 선택적으로 활성화하고,
    상기 제1 광원(110), 제2 광원(108) 및 제3 광원(109) 중 적어도 하나의 활성화와 동기화하여 상기 표면부(212)의 각각의 2차원 이미지를 획득하도록 상기 카메라(105)를 활성화하도록 구성되는 구동 및 제어 유닛(140)을 포함하는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 구동 및 제어 유닛(140)은 상기 제1 광원(110), 상기 제2 광원(108) 및 상기 제3 광원(109) 중 서로 다른 광원의 스위치온에 각각 대응하는 3개의 별개의 이미지를 획득하도록 상기 검출 시스템(104)을 제어하도록 형성되는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사 요소(150)는 약 90°의 각도로 상기 타겟 라인을 반사하도록 형성되는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  23. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사 요소(150)는 상기 반사면을 정의하는 반사층을 포함하고,
    상기 반사층은 상기 카메라(105)로 향하는 광 방사의 광 경로가 반사하는 상기 반사 요소의 최외각 층인, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  24. 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카메라(105)가 고정되는 제1 지지부(161)를 포함하는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  25. 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동 및 제어 유닛(140)은 상기 제1 지지부(161)에 고정되는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  26. 제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 광원(110), 상기 제2 광원(108) 및 상기 제3 광원(109), 및 상기 반사 요소(150)가 고정되는 제2 지지부(162)를 포함하는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  27. 제 24 항 또는 제 26 항에 있어서,
    상기 제1 지지부(161) 및 상기 제2 지지부(162)가 연결되고 연결암(164)으로 서로 통합되는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  28. 제 26 항 또는 제 27 항에 있어서,
    상기 제2 지지부(162)는 상기 제1 광원(110), 상기 제2 광원(108) 및 상기 제3 광원(109)이 배열되는 등거리의 2개의 플레이트(11, 12)를 포함하는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  29. 제 1 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 광원(110) 또는 상기 제2 광원(108) 또는 상기 제3 광원(109)은 상기 제1 광 방사 또는 상기 제2 광 방사 또는 상기 제3 광 방사의 방출 필드 각을 약 15°내지 약 45°의 값으로 제한하도록 형성되는 수렴 렌즈(170)를 포함하는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  30. 제 1 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 광원(110) 또는 상기 제2 광원(108) 또는 상기 제3 광원(109)은 하나 이상의 발광 다이오드(LED)(169)를 포함하는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  31. 제 1 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 광원(108) 또는 제3 광원(109) 각각의 임의의 지점 및 상기 타겟 라인(106)을 통과하는 임의의 평면과 상기 초점면(121) 사이에 형성되는 각각의 각은 60°이하인, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  32. 제 1 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면부(212)는 상기 타이어(200)의 숄더면(205)의 한 부분에 속하는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  33. 제 1 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면부(212)는 타이어 내부의 상기 타이어(200)의 사이드월(207)의 표면부에 대응하는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  34. 제 1 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면부(212)는 상기 타이어(200)의 비드 표면부(206)에 속하는, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  35. 제 1 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카메라(105)는 선형 카메라이고, 상기 표면부(212)는 선형 표면부인, 타이어(200)를 검사하는 장치(10).
  36. 타이어(200)를 검사하는 키트로서,
    상기 키트는:
    제 1 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 따른 장치(10); 및
    물리적 접촉을 통해 상기 타이어(200)에 탄성 변형된 부분을 형성하도록 구성되는 변형 요소(130)를 포함하는, 타이어(200)를 검사하는 키트.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 변형된 표면은 상기 표면부(212)를 적어도 일부 포함하는, 타이어(200)를 검사하는 키트.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 변형 요소(130)에 의해 변형된 상기 표면과 상기 제1 광원(110) 사이의 거리는 약 85mm 내지 약 95mm인 타이어(200)를 검사하는 키트.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3237834B1 (en) * 2014-12-22 2020-02-19 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
CN108369159B (zh) 2015-12-16 2021-05-25 倍耐力轮胎股份公司 用于分析轮胎的装置和方法
MX380029B (es) 2015-12-16 2025-03-11 Pirelli Metodo y dispositivo para verificar neumaticos.
US10605698B2 (en) 2015-12-16 2020-03-31 Pirelli Tyre S.P.A. Method and apparatus for checking tyres
RU2722984C2 (ru) * 2015-12-28 2020-06-05 Пирелли Тайр С.П.А. Установка и способ контроля шин
BR112018012635B1 (pt) 2015-12-28 2022-11-08 Pirelli Tyre S.P.A Aparelho para verificação de pneus
CN110678726B (zh) * 2017-06-12 2022-02-25 倍耐力轮胎股份公司 用于检查轮胎的方法
KR102754265B1 (ko) * 2018-10-11 2025-01-10 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 멀티 소스 조명 유닛 및 그 작동 방법
DE102019217183A1 (de) 2019-11-07 2021-05-12 Continental Reifen Deutschland Gmbh Reifenprüfeinrichtung
CN111552136A (zh) * 2020-06-01 2020-08-18 北京创源微致软件有限公司 一种补光组件、拍摄组件及镭雕设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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 (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JPH10185832A (ja) * 1996-12-24 1998-07-14 Matsushita Electric Works Ltd 外観検査方法及び外観検査装置
US6327374B1 (en) * 1999-02-18 2001-12-04 Thermo Radiometrie Oy Arrangement and method for inspection of surface quality
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
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
ES2247467T3 (es) * 2003-09-04 2006-03-01 Snap-On Equipment Srl A Unico Socio. Exploracion optica por puntos del estado de un neumatico de una rueda de un vehiculo (con dispositivo de equilibrado de rueda).
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
DE102005031957B4 (de) * 2005-07-08 2007-03-22 Koenig & Bauer Ag Vorrichtung zur Inspektion eines Bedruckstoffes mit uneinheitlich reflektierenden Oberflächen
JP5019849B2 (ja) 2006-11-02 2012-09-05 株式会社ブリヂストン タイヤの表面検査方法および装置
DE102007002106B3 (de) * 2007-01-09 2008-07-03 Wolfgang Weinhold Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung eines Gegenstandes
JP5089286B2 (ja) * 2007-08-06 2012-12-05 株式会社神戸製鋼所 形状測定装置，形状測定方法
FR2925706B1 (fr) 2007-12-19 2010-01-15 Soc Tech Michelin Dispositif d'evaluation de la surface d'un pneumatique.
EP2322899B1 (en) * 2008-08-26 2022-03-16 Kabushiki Kaisha Bridgestone Specimen roughness detecting method, and apparatus for the method
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
US8824878B2 (en) 2010-11-25 2014-09-02 Toyo Tire & Rubber Co., Ltd. Illumination device and inspection device of tire
WO2014020485A1 (en) * 2012-07-31 2014-02-06 Pirelli Tyre S.P.A. Method for segmenting the surface of a tyre and apparatus operating according to said method
DE102013108457A1 (de) * 2012-10-05 2014-04-10 Werth Messtechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Beleuchtung und Messung eines Objektes
WO2014097133A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Pirelli Tyre S.P.A. Method and apparatus for controlling tyres or related semi-finished products in a production line
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
ITMI20131988A1 (it) 2013-11-28 2015-05-29 Pirelli Metodo e apparato per controllare pneumatici

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015004587A1 (en) * 2013-07-10 2015-01-15 Pirelli Tyre S.P.A. Method and apparatus for controlling tyres in a tyre production line

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Publication number Publication date
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