Устройство и способ анализа шин - RU2018120316A

1. Устройство (1) для анализа шин, содержащее:

опорную раму (2) и фланец (3) для крепления опорной рамы к элементу для обеспечения перемещения устройства;

первую систему (4) получения изображений для получения изображений поверхности шины, при этом первая система (4) получения изображений смонтирована на опорной раме и содержит:

- первую камеру (5), имеющую первую оптическую ось (6), первую фокальную плоскость (7) и первую глубину резкости, и

- первую осветительную систему (10), выполненную с возможностью освещения окрестности первой фокальной точки (F1), которая находится в точке пересечения между первой оптической осью и первой фокальной плоскостью;

вторую систему (11) получения изображений для получения изображений указанной поверхности, причем вторая система (11) получения изображений смонтирована на опорной раме и содержит

- вторую камеру (12) и вторую осветительную систему (13),

при этом вторая камера имеет вторую оптическую ось (16), вторую фокальную плоскость (17) и вторую глубину резкости,

причем имеется, по меньшей мере, одна плоскость (22) поступательного перемещения, проходящая через первую фокальную точку (F1), по существу ортогональная к первой оптической оси (6) и также проходящая через первую зону (23а) пересечения между второй оптической осью и второй глубиной резкости.

2. Устройство по п.1, в котором первая система (4) получения изображений выполнена с возможностью получения двумерных изображений, а вторая система (11) получения изображений выполнена с возможностью получения трехмерных изображений, при этом вторая камера (12) представляет собой матричную камеру, причем вторая осветительная система (13) содержит лазерный источник (20), выполненный с возможностью излучения линейного пучка, имеющего плоскость (21) распространения, при этом вторая оптическая ось имеет наклон относительно указанной плоскости распространения.

3. Устройство по п.2, в котором указанная плоскость (22) поступательного перемещения также проходит через вторую зону (23b) пересечения между указанной плоскостью (21) распространения и второй глубиной резкости.

4. Устройство по пп.1, или 2, или 3, в котором имеется пучок плоскостей поступательного перемещения, проходящих через первую фокальную точку (F1) и по существу ортогональных к первой оптической оси, также проходящих через первую зону (23а) пересечения и через вторую зону (23b) пересечения.

5. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором указанная, по меньшей мере, одна плоскость (22) поступательного перемещения представляет собой плоскость, ортогональную к первой оптической оси (6), и совпадает с первой фокальной плоскостью (7).

6. Устройство по п.2, в котором указанная, по меньшей мере, одна плоскость (22) поступательного перемещения проходит через вторую фокальную точку (F2), которая находится в точке пересечения между плоскостью (21) распространения, второй фокальной плоскостью (17) и второй оптической осью (16).

7. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором первая камера является линейной и имеет линию (25) объектива, лежащую на пересечении между первой фокальной плоскостью (17) и оптической плоскостью (26), проходящей через первую оптическую ось (6), и линейный датчик линейной камеры.

8. Устройство по п.2 и 7, в котором указанная линия объектива и линия (27) пересечения между плоскостью (22) поступательного перемещения и плоскостью (21) распространения параллельны друг другу и выровнены относительно направления (28) поступательного перемещения, ортогонального к ним и принадлежащего плоскости поступательного перемещения.

9. Устройство по п.2, в котором вторая камера (12) расположена со стороны, противоположной по отношению к первой камере (5) относительно лазерного источника (20).

10. Устройство по п.7, в котором плоскость (21) распространения параллельна оптической плоскости (26) первой камеры, при этом вторая фокальная плоскость (17) имеет наклон относительно плоскости (22) поступательного перемещения.

11. Устройство по любому из предшествующих пунктов, также содержащее непрозрачный разделитель (50), расположенный между первой осветительной системой и первой зоной (23а) пересечения.

12. Устройство по п.2, в котором первая осветительная система (10) выполнена с возможностью излучения в первом оптическом диапазоне, и второй лазерный источник выполнен с возможностью излучения во втором оптическом диапазоне, по существу отделенном от первого оптического диапазона, при этом вторая система получения изображений содержит оптический фильтр, оптически расположенный перед объективом второй камеры и выполненный с возможностью пропускания излученияво втором оптическом диапазоне и с возможностью по существу блокирования излучения в первом оптическом диапазоне.

13. Устройство по любому из предшествующих пунктов, содержащее вспомогательную опорную раму (40), на которой жестко смонтирована первая осветительная система, при этом указанная вспомогательная опорная рама установлена на опорной раме с возможностью поступательного прямолинейного перемещения вдоль направления, по существу параллельного первой оптической оси, из положения, проксимального по отношению к первой камере, в положение, дистальное по отношению к указанной первой камере.

14. Устройство по любому из пп.1-12, содержащее вспомогательную опорную раму (40), на которой жестко смонтирована первая осветительная система, при этом первая и вторая камеры и вторая осветительная система жестко смонтированы на опорной раме вблизи первого конца (43) устройства, и вспомогательная опорная рама (40) жестко прикреплена к указанной опорной раме (2) вблизи второго конца (44) устройства, противоположного в продольном направлении по отношению к первому концу, причем расстояние вдоль первой оптической оси между наружной оптической поверхностью первой камеры и первой фокальной точкой (F1) больше или равно 250 мм.

15. Устройство по п.7 или по любому из пп.8-14 при зависимости от п.7, в котором первая осветительная система (10) содержит первый источник (51) света, второй источник (52) света и третий источник (53) света, выполненные с возможностью излучения соответственно первого светового излучения, второго светового излучения и третьего светового излучения для освещения указанной линии (25) объектива, при этом первый источник света и второй источник света расположены соответственно с противоположных сторон по отношению к оптической плоскости (26) и зеркально по отношению к оптической плоскости (26), причем третий источник света расположен между первым источником света и вторым источником света, при этом каждый из первого источника света и второго источника света выполнен с возможностью освещения линии (25) объектива соответствующим светом, падающим под скользящим углом, и третий источник света выполнен с возможностью освещения линии (25) объектива рассеянным светом.

16. Устройство по п.15, в котором каждый из первого источника света, второго источника света и третьего источника света содержит один или более соответствующих подысточников (54), каждый из которых имеет соответствующее основное направление (55) протяженности, по существу параллельное линии (25) объектива, при этом третий источник света содержит множество соответствующих подысточников, распределенных симметрично относительно указанной оптической плоскости, причем каждый из первого источника света и второго источника света содержит только один подысточник (54), при этом подысточники первого источника света, второго источника света и третьего источника света расположены вдоль линии (56), которая лежит в плоскости, ортогональной к линии объектива, представляет собой дугу окружности и имеет вогнутость по направлению к линии объектива, причем каждый подысточник (54) содержит опорный элемент и один или более элементарных источников света, при этом каждый опорный элемент имеет поперечное сечение с круглой формой.

17. Устройство по любому из предшествующих пунктов, содержащее вспомогательную опорную раму (40), на которой жестко смонтирована первая осветительная система, при этом первая осветительная система (10) содержит один или более опорных элементов и один или более элементарных источников света, причем вспомогательная опорная рама образована двумя боковыми стенками (57), которые противоположны друг другу, и нижней стенкой (58), расположенной между боковыми стенками, при этом боковые стенки прикреплены к нижней стенке, причем термоклей размещен между каждой боковой стенкой и нижней стенкой в контакте с ними, при этом опорные элементы расположены между боковыми стенками и прикреплены к ним, причем термоклей размещен между опорными элементами и боковыми стенками (57) в контакте с ними.

18. Устройство по п.17, в котором вспомогательная опорная рама и опорные элементы выполнены из алюминия, причем опорные элементы и нижняя стенка (58) выполнены с ребрами (59), расположенными так, чтобы они были расположены вертикально во время использования.

19. Устройство по любому из предшествующих пунктов, содержащее блок (70) привода и управления для указанных первой системы получения изображений и второй системы получения изображений, смонтированный на указанной опорной раме (2), при этом блок (70) привода и управления выполнен с возможностью включения первой осветительной системы и второй осветительной системы и приведения в действие первой камеры и второй камеры одновременно с включением соответствующих осветительных систем.

20. Станция (100) для анализа шин на линии по производству шин, содержащая опору (120), выполненную с возможностью обеспечения опоры для шины (101), установленной на боковине, и с возможностью поворота шины вокруг ее оси (140) вращения, устройство (1) по любому из предшествующих пунктов и элемент (102) для обеспечения перемещения указанного устройства, на котором указанное устройство смонтировано посредством фланца (3).

21. Станция по п.20, в которой элемент (102) для обеспечения перемещения устройства представляет собой роботизированную руку, причем устройство содержит одну систему определения углового положения указанной опоры, при этом блок (70) привода и управления выполнен с возможностью включения первой осветительной системы и второй осветительной системы и приведения в действие первой камеры и второй камеры в зависимости от одного сигнала углового положения опоры (120), передаваемого одной системой определения углового положения.

22. Способ анализа шин посредством устройства (1) по любому из пп.1-19, в котором зону поверхности шины поступательно перемещают относительно устройства (1), при этом она остается находящейся в или вблизи указанной, по меньшей мере, одной плоскости (22) поступательного перемещения в, по меньшей мере, указанной первой фокальной точке (F1), причем первую систему (4) получения изображений и вторую систему (11) получения изображений приводят в действие во время поступательного перемещения для параллельного получения соответствующей последовательности изображений одной и той же последовательности различных участков указанной зоны поверхности.

23. Способ по п.22, при котором указанные различные участки указанной зоны представляют собой линейные участки поверхности.