BR112018012732B1

BR112018012732B1 - Dispositivo e kit para verificação de um pneu

Info

Publication number: BR112018012732B1
Application number: BR112018012732-9A
Authority: BR
Inventors: Alessandro HELD; Vincenzo Boffa; Daniele PECORARO; Valeriano BALLARDINI
Original assignee: Pirelli Tyre S.P.A.
Priority date: 2015-12-28
Filing date: 2016-12-28
Publication date: 2022-11-16
Also published as: KR20180100138A; CN108603812A; CN108603812B; JP6890594B2; EP3397936B1; RU2722779C2; US10488302B2; US20190017902A1; JP2019507323A; EP3397936A1; RU2018126763A3; WO2017115290A1; RU2018126763A; BR112018012732A2; MX2018007570A

Abstract

DISPOSITIVO, E, KIT PARA VERIFICAÇÃO DE UM PNEU. A invenção refere-se a um dispositivo (10) para verificação de um pneu em uma linha de produção de pneus compreendendo: um sistema de detecção (104) compreendendo uma câmera (105) tendo uma linha alvo (106) situada em um plano óptico (107) passando através de dita câmera (105); uma primeira fonte de luz (110), uma segunda fonte de luz (108) e uma terceira fonte de luz (109), dita segunda fonte de luz (108) e dita terceira fonte de luz (109) sendo dispostas em lados opostos com relação ao dito plano óptico (107) e simetricamente com relação à dita primeira fonte de luz (110); onde dita primeira fonte de luz (110) é adaptada para emitir uma primeira radiação de luz difusa na dita porção de superfície, e dita segunda fonte de luz (108) e terceira fonte de luz (109) são adaptadas para emitir uma segunda radiação de luz rasante e uma terceira radiação de luz rasante sobre uma porção de superfície de dito pneu (200) coincidindo com ou próxima de dita linha alvo (106); e um elemento refletor (150) definindo um plano refletor disposto perpendicular ao dito plano óptico (107), dito elemento refletor (150) sendo disposto entre dita segunda fonte de luz (108) e terceira fonte de luz (109), dito elemento refletor (150) sendo adaptado para refletir dita (...).

Description

[001] A presente invenção trata de um dispositivo para verificação de pneus, por exemplo, em uma linha de produção de pneus, em particular um dispositivo para verificação da possível presença de defeitos na, ou próximo da, superfície de um pneu, mais especificamente na, ou próximo da, superfície das paredes externas de um pneu.

[002] Tipicamente, um pneu tem uma estrutura substancialmente toroidal sobre um eixo geométrico de rotação do mesmo durante operação, e tem um plano médio axial perpendicular ao eixo geométrico de rotação, dito plano sendo tipicamente um plano de simetria geométrica (substancial), (por exemplo, ignorando possíveis pequenas assimetrias, como o padrão da banda de rodagem e/ou da estrutura interna).

[003] Duas porções do pneu são identificadas aqui: a coroa e as paredes externas. A coroa compreende a banda de rodagem, a cinta e a porção correspondente da estrutura da carcaça radialmente no interior dos mesmos.

[004] O termo “parede externa” é destinado a indicar uma das duas porções do pneu voltadas uma para a outra e que se estendem radialmente em lados opostos da coroa até os talões, isto é, até as duas bordas de extremidade radialmente internas do pneu, tendo extensão circular substancialmente perpendicular ao eixo geométrico de rotação; ditos talões sendo destinados a cada par com um aro de montagem respectivo. Cada parede externa assim compreende uma porção correspondente de estrutura de carcaça e, em uma posição axialmente fora da mesma, uma porção feita de material elastomérico apropriado, tipicamente chamada ‘parede lateral’.

[005] Tipicamente, a estrutura da carcaça compreende pelo menos uma lona de carcaça tendo, respectivamente, bordas de extremidade opostas engatadas com respectivas estruturas de reforço anulares, geralmente chamadas “núcleos de talão”, integradas nas áreas identificadas acima com o nome de talões. Nos pneus “sem câmara”, a lona da carcaça é totalmente revestida com uma camada de material elastomérico preferivelmente à base de butila, tipicamente chamada de “revestimento” tendo excelentes características de impermeabilidade ao ar e estendendo-se de um talão ao outro.

[006] A estrutura de uma parede externa também se destina a incluir completamente o assim chamado “ressalto”, isto é, a porção do pneu para unir entre a coroa e a porção radialmente interna da parede externa (em outras palavras, os dois ressaltos correspondem a duas ‘bordas’ circulares radialmente e axialmente externas do pneu). O ressalto tem extensão circular substancialmente perpendicular ao eixo geométrico de rotação.

[007] O termo “pneu” é destinado a indicar o pneu acabado, isto é, após as etapas de moldagem e vulcanização seguindo a etapa de construção. Alternativamente, o termo “pneu” se destina a indicar um pneu verde, isto é, antes de sua vulcanização.

[008] O termo “componente” do pneu é destinado a indicar qualquer elemento que realize uma função, ou uma porção da mesma.

[009] Os termos superfície externa ou interna do pneu se destinam, respectivamente, para indicar a superfície que permanece visível após o acoplamento do pneu com o seu aro de montagem e que já não é mais visível após dito acoplamento.

[0010] Os termos “óptico”, “luz” e similares referem-se a uma radiação eletromagnética usada que tem, pelo menos, uma porção do espectro dentro de uma faixa ampliada da banda óptica, e não necessariamente caindo estritamente dentro da banda ótica (em outras palavras, 400-700 nm), por exemplo, tal faixa ampliada da banda óptica pode se estender de ultravioleta para infravermelho (por exemplo, comprimentos de onda compreendidos entre cerca de 100 nm e cerca de 1 μm).

[0011] No presente pedido, um modelo de raio de radiação de luz é adotado, isto é, presume-se que radiação de luz incidente em um ponto de uma superfície e gerada por uma fonte de luz não apontada (nesse caso, haveria um único raio) corresponde a um conjunto de raios de luz incidente no ponto e tendo direção de propagação retilínea que conecta cada ponto da fonte de luz com dito ponto da superfície, onde cada um de tais raios tem uma fração associada da potência luminosa total incidente sobre o ponto.

[0012] O termo “radiação de luz direcional” incidente em um ponto de uma superfície é destinado a indicar radiação de luz para a qual existe um ângulo sólido, tendo o ponto como vértice, e amplitude menor do que ou igual a π/8 esterradiano, em que incide, pelo menos, 75% da potência luminosa total, preferivelmente pelo menos 90%, mais preferivelmente da potência luminosa completa.

[0013] O termo “radiação de luz difusa” é destinado a indicar uma radiação de luz não direcional.

[0014] O termo “radiação de luz rasante” incidente em um ponto de uma superfície é destinado a indicar uma radiação de luz em que pelo menos 75% da potência luminosa total da mesma, incidente sobre um ponto da superfície, formam um ângulo de incidência menor do que ou igual a 60° com um plano tangente à superfície em cada dito ponto.

[0015] As medições expressas entre fontes de luz e/ou subfontes e um ponto pertencente a um elemento fora das mesmas são relativas à distância entre um ponto central de ditas fontes de luz e/ou subfontes e o ponto acima mencionado.

[0016] O termo “imagem” ou como sinônimo “imagem digital” é destinado a indicar, em geral, um conjunto de dados, tipicamente contido em um arquivo de computador, em que cada coordenada (tipicamente bidimensional) de um conjunto finito (tipicamente bidimensional e do tipo matriz, isto é, N linhas x M colunas) de coordenadas espaciais (cada tipicamente correspondendo a um pixel) é associada com um conjunto correspondente de valores numéricos (que pode ser representativo de grandezas de um tipo diferente). Por exemplo, em imagens monocromáticas (como aquelas na “escala de cinza”), tal conjunto de valores coincide com um valor único em uma escala finita (tipicamente com 256 níveis ou tons), tal valor, por exemplo, sendo representativo do nível de luminosidade (ou intensidade) da respectiva coordenada espacial quando visualizada, enquanto que, nas imagens coloridas, o conjunto de valores representa o nível de luminosidade de várias cores, ou canais, tipicamente as cores primárias (por exemplo, no modelo de cores RGB vermelho, verde e azul, enquanto que, no modelo de cores CMYK, ciano, magenta, amarelo e preto). O termo ‘imagem’ não implica necessariamente a visualização real da mesma.

[0017] Cada referência a uma “imagem digital” específica (por exemplo, para uma imagem digital bidimensional adquirida inicialmente no pneu) cobre mais geralmente qualquer imagem digital que possa ser obtida através de uma ou mais operações de processamento digital de dita imagem digital específica (como, por exemplo, filtragem, equalização, “limiarização”, transformações morfológicas - “abertura”, etc., - cálculos de gradiente, “suavização”, etc.).

[0018] O termo “imagem bidimensional” é destinado a indicar uma imagem digital em que cada pixel possui uma informação associada representativa da refletividade/difusividade e/ou da cor da superfície, como as imagens detectadas por câmeras digitais comuns.

[0019] O termo “porção de superfície linear” é destinado a indicar a porção de superfície tendo um tamanho muito maior que o outro tamanho perpendicular à mesma, tipicamente maior por pelo menos duas ordens de grandeza. O menor tamanho da porção de superfície linear é tipicamente menor do que ou igual a 0,1 mm.

[0020] O termo “imagem linear” é destinado a indicar uma imagem digital tendo um número muito maior de colunas de pixels do que o número de linhas, tipicamente maior por pelo menos duas ordens de grandeza. Tipicamente, o número de linhas está entre 1 e 4 e o número de colunas é maior do que 1000. Os termos “linhas” e “colunas” são usados convencionalmente e são interpermutáveis.

[0021] O termo “tempo de ciclo” dentro de uma linha de produção compreendendo, pelo menos, uma estação de trabalho, preferivelmente uma pluralidade de estações de trabalho, e incluída em uma fábrica para produzir pneus, é destinado a indicar, em condições normais de operação, o tempo máximo de trânsito para um pneu sendo fabricado para passar por uma estação de trabalho em que pelo menos uma porção de um componente do próprio pneu em si é construída. Por exemplo, o tempo de ciclo pode estar compreendido entre cerca de 20 e cerca de 120 segundos.

[0022] Em processos para produção e construção de pneus para rodas de veículos, é necessário realizar controles de qualidade dos produtos fabricados, com o objetivo de evitar que pneus que são defeituosos ou, em qualquer caso, fora das especificações de projeto, possam ser disponibilizados no mercado, e/ou ajustar progressivamente os aparelhos e máquinas usados, de forma a melhorar e otimizar o desempenho das operações realizadas no processo de produção.

[0023] Tais controles de qualidade incluem, por exemplo, aqueles executados por operadores humanos que passam um período de tempo predeterminado, por exemplo, compreendido entre 30 s e 60 s, realizando um exame visual e tátil do pneu; se, à luz de sua experiência e sensibilidade, o operador suspeitar que o pneu não atende a determinados padrões de qualidade, o próprio pneu é submetido a verificações adicionais, através de um controle humano mais detalhado e/ou aparelhos apropriados, a fim de avaliar profundamente possíveis deficiências estruturais e/ou de qualidade.

[0024] US 2012/0134656 mostra um dispositivo de iluminação e um dispositivo de inspeção de um pneu, que podem facilmente detectar anomalias no formato do pneu. Porções fotográficas fotografam uma porção da superfície interna do pneu, enquanto uma porção de acionamento gira o pneu e uma porção de inspeção de um modo relativo em torno de um eixo geométrico do pneu, em um estado de irradiação de luz de uma unidade de fonte de luz disposta ao longo da superfície interna do pneu em direção circunferencial do pneu.

[0025] WO 2015/004587 para a mesma Requerente mostra um método e um aparelho relativo, para verificação de pneus em uma linha de produção, compreendendo: prover um pneu a ser verificado; deformar elasticamente uma porção da parede externa do pneu através de uma força de compressão sobre uma superfície de contato externa da porção da parede externa, a força de compressão tendo uma direção axial e indo em direção ao plano da linha do meio; iluminar uma superfície interna e/ou externa da porção da parede externa e detectar uma imagem da superfície iluminada; gerar um sinal de controle representativo da imagem detectada; e analisar o sinal de controle, a fim de detectar a possível presença de defeitos sobre a porção da parede externa.

[0026] EP 1120640 descreve um método e um aparelho para verificação da aparência e do formato de um objeto. Primeiros meios de fotografar tiram uma fotografia de uma porção linear de um objeto iluminado por uma primeira luz de fenda para obter dados sobre a aparência, segundos meios de fotografar tiram uma fotografia da mesma porção linear iluminada por uma segunda luz de fenda para obter dados sobre o formato, e a qualidade da aparência e do formato dos objetos é julgada com base nos dados de aparência e nos dados de formato.

[0027] No campo de verificações de pneus, a Requerente se colocou o problema de analisar a superfície, interna e/ou externa, do pneu, através de aquisição óptica de imagens digitais e de seu processamento subsequente, por exemplo, a fim de detectar a possível presença de defeitos visíveis na superfície. Os defeitos procurados podem ser, por exemplo, irregularidades em uma superfície de um pneu (composto não vulcanizado, alterações em formato, etc.), irregularidades estruturais, cortes, presença de corpos estranhos na superfície, etc.

[0028] A Requerente observou que, para que a verificação possa ser usada “on line” dentro de uma instalação de produção de pneus, é necessário que a verificação seja realizada em períodos curtos de tempo e com custos baixos.

[0029] A Requerente observou que nas imagens “tridimensionais” (isto é, em que cada pixel está associado com informações sobre a altura da superfície, por exemplo, as imagens obtidas com triangulação a laser) alguns defeitos bidimensionais (isto é, que não envolvem uma alteração da altura da superfície, como por exemplo cortes com bordas se casando) são difíceis de detectar, ou realmente não detectáveis, através de processamento de imagem.

[0030] Além disso, a resolução dimensional de imagens tridimensionais, em particular na direção da altura, às vezes não é suficientemente alta para detectar defeitos que não são muito pronunciados.

[0031] A Requerente, portanto, verificou que é vantajoso detectar e analisar imagens “bidimensionais” (além de ou como uma alternativa às imagens em 3D). Além disso, a Requerente concluiu que, para obter imagens digitais de porções da superfície interna do pneu, a provisão de uma superfície refletora que reflete uma linha alvo é vantajosa, uma vez que também torna possível a visualização de porções da superfície interna que, de outra forma, seriam difíceis ou impossíveis de visualizar na câmera, devido ao espaço limitado disponível para mover a câmera, que, portanto, não pode ser posicionada, como desejado. Pelo menos uma superfície refletora, portanto, direciona um trajeto óptico da luz quando desejado, para que possa, em cada caso, alcançar a uma câmera e, por exemplo, um sensor posicionado na mesma.

[0032] A Requerente notou que, nos aparelhos para verificação de pneus com aquisição óptica de imagens bidimensionais do tipo descrito em US 2012/0134656, a disposição das fontes de luz fixadas em uma extremidade de um espelho de dimensões maciças se traduz em um volume geral elevado do dispositivo o que resulta em uma distância mínima relativamente grande entre fontes de luz e superfície do pneu também no caso de uma aproximação máxima possível com o dispositivo para a superfície interna do pneu.

[0033] A Requerente também notou que aparelhos de verificação com aquisição óptica de imagens bidimensionais, do tipo descrito em EP 1120640, em que duas imagens de uma porção interna do pneu são adquiridas com uma câmera de projeção de imagem matriz e uma câmera linear, incluem uma estrutura e uma disposição das fontes de luz (ver o arco 6 de fontes de luz) que tornam o volume total do grupo de fontes de luz muito grande, além de evitar ficar mais próximo de uma certa distância da superfície do pneu. A luz emitida pelas fontes de luz tem um trajeto óptico, incluindo reflexões em um espelho 8, que é relativamente longo antes de alcançar a câmara linear. Além disso, a provisão de duas câmeras iluminando a mesma porção torna o aparelho muito complexo, volumoso e pouco versátil na aquisição de imagens em luz difusa e/ou rasante.

[0034] A Requerente também notou que o método e o aparelho para verificação com aquisição óptica de imagens bidimensionais do tipo descrito em WO 2015/004587 não são otimizados para a iluminação necessária na superfície interna do pneu, isto é, não são descritas fontes de luz capazes de gerar uma iluminação rasante e/ou difusa que a Requerente considera ótimas para a iluminação de porção de superfícies do pneu a fim de detectar defeitos no mesmo.

[0035] A Requerente, portanto, se colocou a tarefa de projetar um dispositivo para verificação de pneus capaz de adquirir imagens bidimensionais (em particular para detectar defeitos na superfície de pneus) da superfície de um pneu, que fosse apropriado para inserção on line, dentro de uma linha de produção de pneus, de uma instalação de produção, em outras palavras, apropriado para ser usado com tempos de operação e custos reduzidos, e capaz de prover resultados confiáveis. Em particular, a Requerente se colocou a tarefa de projetar um dispositivo capaz de adquirir imagens bidimensionais, em particular para a detecção de defeitos na superfície interna de um pneu, em que o “espaço de manobra”, em que o dispositivo pode ser movido, é muito pequeno e a iluminação de algumas porções de superfície é particularmente complexa devido aos rebaixos e convexidades presentes na superfície interna do próprio pneu. Esta configuração da superfície interna do pneu, adicionada à cor geralmente preta do mesmo, também requer uma iluminação elevada da porção de superfície a ser verificada. Isto pode ser obtido através de fontes de luz de alta potência ou por aproximação máxima possível das fontes de luz do próprio pneu.

[0036] A Requerente notou que, conseguindo associar uma câmera, um elemento refletor e pelo menos três fontes de luz, explorando a disposição geométrica de tais elementos, seria possível adquirir imagens tanto em luz difusa como em luz rasante a uma distância mais próxima particularmente útil para as finalidades de verificação acima mencionada do pneu.

[0037] Mais precisamente, a Requerente verificou finalmente que um dispositivo, compreendendo uma câmara tendo uma linha alvo, pelo menos três fontes de luz e um elemento refletor, a primeira fonte de luz e o elemento refletor estando dispostos entre a segunda fonte de luz e a terceira fonte de luz, é particularmente compacto e manobrável, pode ser aproximado de modo apropriado à superfície do pneu e/ou pode ser inserido dentro do próprio pneu. Além disso, ele se revelou particularmente versátil na aquisição de imagens com luz difusa de alta potência e/ou com ângulo sólido amplo de incidência e/ou na aquisição de imagens com luz rasante a partir de pelo menos um ou de ambos os lados da linha alvo, permitindo também a detecção de defeitos tridimensionais de imagens bidimensionais. Além disso, o dispositivo é capaz de se aproximar a uma distância relativamente curta da superfície interna do pneu, de modo a iluminar o mesmo com uma intensidade de luz adequada para iluminar o mesmo corretamente.

[0038] De acordo com um primeiro aspecto, a invenção refere-se a um dispositivo para verificação de um pneu em uma linha de produção de pneus.

[0039] Preferivelmente, um sistema de detecção é previsto compreendendo uma câmera tendo uma linha alvo situada em um plano óptico passando através da câmera.

[0040] Preferivelmente, uma primeira fonte de luz, uma segunda fonte de luz e uma terceira fonte de luz são previstas, dita segunda fonte de luz e dita terceira fonte de luz estando dispostas em lados opostos com relação a dito plano óptico e simetricamente com relação a dita primeira fonte de luz.

[0041] Preferivelmente, dita primeira fonte de luz é adaptada para emitir uma primeira radiação de luz difusa em dita porção de superfície, e dita segunda fonte de luz e terceira fonte de luz são adaptadas para emitir uma segunda radiação de luz rasante e uma terceira radiação de luz rasante sobre uma porção de superfície de dito pneu coincidindo com ou próxima de dita linha alvo.

[0042] Preferivelmente, um elemento refletor é previsto definindo um plano refletor disposto perpendicular a dito plano óptico, dito elemento refletor estando disposto entre dita segunda fonte de luz e terceira fonte de luz, dito elemento refletor sendo adaptado para refletir dita linha alvo por um ângulo compreendido entre cerca de 60° e cerca de 120° e em que uma distância mínima entre dito plano refletor e um plano de focalização de dita câmera passando através de dita linha alvo refletida é menor do que uma distância mínima entre uma de ditas primeira fonte de luz, segunda fonte de luz e terceira fonte de luz e dito plano de focalização.

[0043] De acordo com um segundo aspecto, a invenção refere-se a um kit para verificação de um pneu.

[0044] Preferivelmente, o kit compreende um dispositivo de acordo com o primeiro aspecto.

[0045] Preferivelmente, o kit compreende um elemento de deformação configurado para formar uma porção elasticamente deformada em dito pneu através de contato físico.

[0046] De acordo com um terceiro aspecto, a invenção refere-se a uma linha de verificação de pneus.

[0047] Preferivelmente, um suporte para um pneu é previsto.

[0048] Preferivelmente, um braço robotizado é previsto.

[0049] Preferivelmente, um dispositivo de acordo com o primeiro aspecto é previsto acoplado a dito braço robotizado.

[0050] A Requerente considera que, para as finalidades de verificação da superfície de pneus, em particular sua superfície interna, a fim de detectar possíveis defeitos em dita superfície, através da aquisição e processamento de imagens ópticas digitais bidimensionais através de uma câmara, a disposição de pelo menos três fontes de luz, onde a primeira fonte de luz é adaptada para emitir luz difusa na porção do pneu a ser verificada e a segunda fonte de luz e a terceira fonte de luz são adaptadas para emitir radiação de luz rasante e estão situadas, respectivamente, em lados opostos do plano óptico definido pela câmera e a primeira fonte de luz está disposta entre a segunda e a terceira fonte de luz, oferece a possibilidade de iluminar a porção a ser verificada com dois tipos de radiação - rasante e difusa. Desta forma, é possível destacar, em uma análise subsequente das imagens obtidas, defeitos que podem, por exemplo, estar presentes em uma porção da superfície interna do pneu. Além disso, a interposição de um elemento refletor entre as fontes de luz torna possível visualizar porções de pneu, em particular porções da superfície interna do pneu, que de outra forma não poderiam ser visualizadas, pelas seguintes razões. Um pneu tem um diâmetro em geral muito maior do que a sua largura e, portanto, um dispositivo adaptado para, pelo menos parcialmente, entrar em um pneu e detectar defeitos do mesmo deve preferivelmente manter uma compacidade, em particular na extensão correspondendo à largura do pneu. Posicionar a câmera, portanto, “atrás” das fontes de luz de modo a diretamente detectar a luz refletida pela superfície iluminada tornaria o dispositivo inapropriado para examinar algumas porções da superfície interna do pneu, em particular com relação à superfície interna axialmente oposta à parede lateral e para a superfície interna do ressalto, uma vez que a extensão dada pela câmera e pelas fontes de luz, uma atrás da outra, é geralmente muito alta. A presença de um elemento refletor permite um posicionamento diferente entre fontes de luz e câmera de modo a obter um dispositivo muito compacto, em particular em uma direção, de modo que a luz refletida pela superfície iluminada pode ser enviada para a câmera através da superfície refletora tomando uma direção diferente com relação à “direta”. Além disso, fixação do ângulo de reflexão da linha alvo dentro da faixa de 60° - 120° é vantajosa, porque ela permite uma disposição relativa entre fontes de luz, elemento refletor e câmera, o que maximiza a compacidade do dispositivo.

[0051] A Requerente também considera que é preferível ser capaz de se aproximar de uma distância relativamente curta da superfície interna do pneu, de modo a iluminar o mesmo com uma alta intensidade de luz, sem usar fontes de luz de uma potência tal para causar uma elevada dispersão de calor. A Requerente também considera que, uma vez que a presença de diferentes fontes de luz é desejada para ter diferentes tipos de iluminação, rasante e difusa, ótimos para detectar defeitos, bem como para ter uma alta intensidade de luz na porção de superfície a ser iluminada, este aspecto também envolve uma “ampliação” relativa das dimensões do dispositivo na direção, no lado do plano óptico, em que todas essas fontes de luz estão posicionadas. A Requerente considera, portanto, que prever um elemento refletor que é o elemento “mais próximo” no dispositivo da superfície a ser verificada, mantendo as fontes de luz afastadas, permite uma minimização da distância do trajeto óptico da luz emitida pelas fontes de luz, refletidas pela porção de superfície do pneu e detectadas pela câmera, explorando, assim, toda a intensidade de luz produzida pelas fontes de luz, ao mesmo tempo minimizando os riscos de contato, com dano consequente, entre dispositivo e pneu.

[0052] A presente invenção, em um ou mais dos aspectos acima mencionados, também pode ter uma ou mais das características preferidas descritas a seguir.

[0053] Preferivelmente, dita câmera é uma câmera linear e dita porção de superfície é uma porção de superfície linear.

[0054] Preferivelmente, dita distância mínima entre dito plano refletor e dito plano de focalização de dita câmera passando através de dita linha alvo refletida é menor do que cada distância mínima entre dita primeira fonte de luz, segunda fonte de luz e terceira fonte de luz e dito plano de focalização.

[0055] Em outras palavras, o plano refletor é o elemento mais próximo do plano de focalização com relação a todas as fontes de luz.

[0056] Preferivelmente, dita primeira fonte de luz inclui uma primeira subfonte e uma segunda subfonte, dita primeira subfonte e dita segunda subfonte estando dispostas simetricamente com relação a dito plano óptico. Mais preferivelmente, dita primeira fonte de luz inclui uma terceira subfonte e uma quarta subfonte, dita terceira subfonte e dita quarta subfonte estando dispostas simetricamente com relação a dito plano óptico. Ainda mais preferivelmente, a primeira subfonte e a segunda subfonte estão dispostas simetricamente nos lados de dito elemento refletor. Ainda mais preferivelmente, a terceira subfonte e a quarta subfonte estão dispostas simetricamente nos lados de dito elemento refletor.

[0057] A primeira fonte de luz é responsável pela iluminação difusa da porção de superfície. Teoricamente, o maior número possível de tais fontes de luz difusas é desejado para obter uma iluminação ótima. No entanto, isto iria colidir com a exigência de compacidade do dispositivo, desejada uma vez que, por exemplo, é preferível que ele seja capaz de ser inserido dentro do pneu. A provisão de duas, e mais preferivelmente quatro, subfontes de acordo com a Requerente é o compromisso ótimo entre número de fontes de luz difusa e o tamanho final do dispositivo.

[0058] Além disso, a simetria das fontes de luz com relação ao plano óptico é preferida sendo preferivelmente mantida também pela disposição da primeira fonte de luz que preferivelmente inclui duas ou quatro subfontes posicionadas nos dois lados do plano óptico. A simetria das fontes de luz permite uma iluminação da porção de superfície do pneu que é substancialmente simétrica e, portanto, imagens com iluminação distinta são mais facilmente comparadas umas com as outras, simplificando os algoritmos de processamento das imagens detectadas pela câmera.

[0059] Preferivelmente, dita segunda fonte de luz e dita terceira fonte de luz compreendem, cada, uma única subfonte. Desta forma, elas produzem uma radiação direcional, preferivelmente rasante, respectiva.

[0060] Preferivelmente, dita primeira subfonte e dita segunda subfonte de dita primeira fonte de luz são coplanares e definem um plano substancialmente paralelo ao plano de focalização. Mais preferivelmente, uma distância entre dito plano de focalização e um plano passando através de dita primeira subfonte e dita segunda subfonte está compreendida entre cerca de 85 mm e cerca de 95 mm.

[0061] Preferivelmente, dita terceira subfonte e dita quarta subfonte são coplanares e definem um plano substancialmente paralelo ao plano de focalização. Mais preferivelmente, uma distância entre dito plano de focalização e um plano passando através de dita terceira subfonte e dita quarta subfonte está compreendida entre cerca de 75 mm e cerca de 85 mm.

[0062] Preferivelmente, dita segunda fonte de luz e dita terceira fonte de luz são coplanares e definem um plano substancialmente paralelo ao plano de focalização. Mais preferivelmente, uma distância entre um plano paralelo a dito plano de focalização e passando através de uma subfonte de dita primeira fonte de luz e um plano paralelo a dito plano de focalização e passando através de dita segunda fonte de luz e dita terceira fonte de luz está compreendida entre cerca de 10 mm e cerca de 40 mm.

[0063] Como o elemento refletor, a fim de refletir o trajeto óptico da radiação de luz, está em um certo ângulo com relação às fontes de luz, existe um tamanho mínimo do dispositivo em duas direções perpendiculares uma à outra e coplanares ao plano óptico, devido ao ângulo acima mencionado. Portanto, dispor as fontes de luz em diferentes planos desviados um do outro e nas distâncias preferidas indicadas não aumenta o tamanho do dispositivo, uma vez que elas estão “compreendidas dentro” das dimensões em duas direções perpendiculares dadas pelo ângulo do elemento refletor. A Requerente considera que a disposição em planos desviados é a disposição ótima para iluminar corretamente a porção de superfície do pneu com luz rasante e difusa.

[0064] Preferivelmente, uma distância entre dita primeira fonte de luz e dito plano de focalização é maior do que uma distância entre dita segunda fonte de luz e dito plano de focalização ou entre dita terceira fonte de luz e dito plano de focalização.

[0065] A primeira fonte de luz está preferivelmente substancialmente mais longe da superfície a ser iluminada precisamente para obter, no modo ótimo, uma luz difusa tendo uma alta intensidade, enquanto a segunda fonte de luz e a terceira fonte de luz, gerando a luz rasante, estão posicionadas mais próximas e em ângulo correto.

[0066] Preferivelmente, pelo menos uma de ditas subfontes de dita primeira fonte de luz ou de dita segunda fonte de luz ou de dita terceira fonte de luz define uma direção principal de extensão substancialmente paralela a dito plano óptico.

[0067] Mais preferivelmente, todas as subfontes de dita primeira fonte de luz, de dita segunda fonte de luz e de dita terceira fonte de luz definem uma direção principal de extensão substancialmente paralela a dito plano óptico.

[0068] A direção principal de extensão coincide preferivelmente com um eixo geométrico da fonte de luz em sua direção de maior extensão.

[0069] “Substancialmente paralelo” referindo-se à disposição de duas fontes de luz e, em particular, suas direções principais de extensão respectivas compreende todas as configurações em que duas fontes de luz distintas têm direções principais respectivas formando um ângulo cujo tamanho em radianos substancialmente coincide com o valor seno e tangente do mesmo. Isso ocorre para ângulos com um valor menor que 5°.

[0070] A Requerente considera que, a fim de verificar a superfície de pneus em uma linha de produção, em particular a fim de detectar possíveis defeitos em dita superfície, através da aquisição e processamento de imagens ópticas digitais bidimensionais, a disposição de, pelo menos, três fontes de luz com uma direção principal de extensão respectiva, substancialmente paralela ao plano óptico, em que a linha alvo da câmara se situa, em que a segunda fonte de luz e a terceira fonte de luz estão respectivamente situadas em lados opostos do plano óptico e a primeira fonte de luz está disposta entre a segunda e a terceira, dá uma compacidade e maneabilidade particulares ao aparelho, e/ou permite uma iluminação difusa da linha alvo com um ângulo sólido amplo e/ou permite que as imagens a serem adquiridas tanto em luz difusa como em luz rasante de um ou ambos lados da linha alvo.

[0071] Preferivelmente, dito plano refletor define uma direção principal de extensão substancialmente paralela a dito plano óptico.

[0072] A direção principal de extensão coincide preferivelmente com um eixo geométrico do plano refletor em sua direção de maior extensão.

[0073] Esta configuração aumenta a compacidade do dispositivo. Com vantagem, o plano refletor pode ser substancialmente retangular, e a direção principal de extensão é aquela definida por um lado mais longo do retângulo.

[0074] Preferivelmente, dita direção principal de dito plano refletor forma um ângulo com dita direção principal de dita primeira fonte de luz, ou de dita segunda fonte de luz, ou dita terceira fonte de luz, compreendida entre cerca de 30° e cerca de 60°.

[0075] Este ângulo é preferido para tornar possível tanto o uso do plano refletor para refletir a linha alvo do modo desejado, como para manter a compacidade do dispositivo.

[0076] Preferivelmente, ao longo de dita direção principal de extensão, dita primeira subfonte, dita segunda subfonte, dita terceira subfonte, ou dita quarta subfonte de dita primeira fonte de luz, ou dita segunda fonte de luz, ou dita terceira fonte de luz ou dito plano refletor, têm uma configuração substancialmente retilínea.

[0077] Desta forma, levando a mesma fonte de luz ou o plano refletor a ter tal extensão linear ou retilínea, a compacidade é simplificada e aumentada.

[0078] Preferivelmente, um comprimento ao longo da direção principal de extensão de dito plano refletor é maior do que um comprimento ao longo de dita direção principal de extensão de dita primeira subfonte, de dita segunda subfonte, de dita terceira subfonte, ou de dita quarta subfonte de dita primeira fonte de luz ou de dita segunda fonte de luz ou de dita terceira fonte de luz.

[0079] O fato de dito elemento refletor estar em ângulo com relação às fontes de luz torna possível ter um maior comprimento do plano refletor sem invalidar o tamanho máximo do dispositivo, uma vez que o ângulo compensa o comprimento grande.

[0080] Preferivelmente, o comprimento de uma dentre dita primeira subfonte, segunda subfonte, terceira subfonte e quarta subfonte de dita primeira fonte de luz e de dita segunda fonte de luz, ou o comprimento de uma dentre dita primeira subfonte, segunda subfonte, terceira subfonte e quarta subfonte de dita primeira fonte de luz e de dita terceira fonte de luz, é substancialmente igual.

[0081] Desta forma, o sistema é muito compacto e o tamanho máximo em uma direção é dado pelo tamanho máximo na direção principal de uma fonte de luz.

[0082] Preferivelmente, dita segunda fonte de luz e dita terceira fonte de luz estão dispostas simetricamente com relação a dito plano óptico.

[0083] Uma simetria nas fontes de luz, que estão dispostas nos dois lados do plano óptico do sistema de detecção, permite uma comparação mais fácil das imagens obtidas com os diferentes tipos de iluminação obtidos pela iluminação da segunda porção de superfície com a segunda radiação de luz ou a terceira radiação de luz.

[0084] Preferivelmente, ditas fontes de luz ou subfontes respectivas têm um tamanho, ao longo da direção principal de extensão, pelo menos o dobro, mais preferivelmente pelo menos de uma ordem de grandeza maior do que o tamanho perpendicular a dita direção principal de extensão.

[0085] Preferivelmente, cada uma de ditas fontes de luz ou subfontes tem uma dimensão ao longo de dita direção principal de extensão menor do que ou igual a 15 cm.

[0086] Preferivelmente, cada uma de ditas fontes de luz ou subfontes tem a dimensão ao longo de dita direção principal de extensão maior do que que ou igual a 5 cm.

[0087] Preferivelmente, cada uma de ditas fontes de luz ou subfontes tem o tamanho perpendicular a dita direção principal de extensão menor do que ou igual a 3 cm, mais preferivelmente maior do que ou igual a 2 cm. As dimensões acima mencionadas permitem que as subfontes sejam efetivamente conformadas para a linha alvo e reduzam o volume.

[0088] Preferivelmente, ditas fontes de luz respectivas ou subfontes são estruturalmente e/ou dimensionalmente iguais entre si. Desta forma, o grupo de fontes de luz é simplificado em estrutura, operação e manutenção.

[0089] Preferivelmente, uma primeira extremidade axial ao longo de dita direção principal de dita segunda fonte de luz, uma primeira extremidade axial ao longo de dita direção principal de dita terceira fonte de luz e uma primeira extremidade axial de uma dentre dita primeira subfonte, segunda subfonte, terceira subfonte e quarta subfonte de dita primeira fonte de luz são coplanares.

[0090] Mais preferivelmente, uma segunda extremidade axial ao longo de dita direção principal de dita segunda fonte de luz, uma segunda extremidade axial ao longo de dita direção principal de dita terceira fonte de luz e uma segunda extremidade axial de uma dentre dita primeira subfonte, segunda subfonte, terceira subfonte e quarta subfonte de dita primeira fonte de luz são coplanares.

[0091] Ao longo da direção principal, portanto, o tamanho do dispositivo é substancialmente dado pela dimensão das fontes de luz que é limitada entre dois planos substancialmente paralelos, em que as extremidades axiais opostas das fontes de luz repousam. A partir desses dois planos paralelos entre os quais as fontes de luz estão confinadas, o plano refletor pode se projetar, pois ele representa o elemento mais próximo do plano de focalização.

[0092] Preferivelmente, uma unidade de comando e de controle é prevista, configurada para ativar seletivamente pelo menos uma dentre dita primeira fonte de luz, segunda fonte de luz e terceira fonte de luz.

[0093] Preferivelmente, uma unidade de comando e de controle é prevista, configurada para ativar dita câmera para adquirir uma imagem bidimensional respectiva de dita porção de superfície em sincronia com a ativação de dita pelo menos uma dentre dita primeira fonte de luz, segunda fonte de luz e terceira fonte de luz.

[0094] A unidade de comando e de controle aciona, preferivelmente, uma ou mais fontes de luz e a câmera de modo a obter, para uma porção de superfície a ser examinada do pneu, preferivelmente uma porção de superfície interna, uma ou mais imagens, preferivelmente bidimensionais, da própria porção. Para cada porção da superfície, em que a iluminação ocorre através da primeira fonte de luz, a radiação proveniente de dita primeira fonte de luz é preferivelmente emitida em uma certa frequência para limitar a potência emitida pela primeira fonte de luz acima mencionada e, assim, também, a quantidade de calor dissipada. A imagem da porção iluminada é adquirida na iluminação da mesma, isto é, quando a primeira fonte de luz emite radiação. Para este propósito, uma sincronia de tempo é assim obtida entre a ligação da primeira fonte de luz e as aquisições das primeiras imagens. O mesmo ocorre, preferivelmente, na ativação da segunda fonte de luz ou da terceira fonte de luz, que emitem uma radiação rasante sobre a porção de superfície.

[0095] A ligação de cada fonte de luz, portanto, preferivelmente, ocorre em um momento distinto daquele em que ocorre a ligação das outras fontes de luz. Em outras palavras, em cada intervalo de tempo, apenas uma entre a primeira fonte de luz, a segunda fonte de luz ou a terceira fonte de luz é ligada. No caso das subfontes da primeira fonte de luz, elas ligam e desligam em uníssono, isto é, elas são sincronizadas umas com as outras ao ligar e desligar.

[0096] A possibilidade de ter, preferivelmente, pelo menos duas imagens distintas para cada porção obtida iluminando a porção alternadamente com a primeira fonte de luz, com a segunda fonte de luz ou com a terceira fonte de luz, permite uma comparação de diferentes imagens da mesma porção de superfície em diferentes condições de iluminações (difusa e rasante), a fim de detectar os defeitos da mesma.

[0097] Preferivelmente, dita unidade de comando e de controle é adaptada para acionar dito sistema de detecção de modo a adquirir três imagens distintas, cada imagem correspondendo à ligação de uma diferente fonte de luz dentre dita primeira fonte de luz, dita segunda fonte de luz e dita terceira fonte de luz.

[0098] A obtenção de três imagens em diferentes condições de iluminação, iluminação central difusa e rasante dos dois meio-espaços opostos ao plano óptico, permite processamento das três imagens, o que é ótimo para detectar defeitos.

[0099] Preferivelmente, prevê-se o processamento de dita primeira imagem ou segunda imagem ou terceira imagem, de modo a detectar possíveis defeitos em dita primeira porção de superfície ou segunda porção de superfície ou terceira porção de superfície de dito pneu.

[00100] Preferivelmente, dito elemento refletor é adaptado para refletir dita linha alvo por um ângulo de cerca de 90°. Nesta solução, a melhor disposição geométrica do dispositivo é alcançada, novamente com relação à compacidade, também preferivelmente implicando um ângulo do elemento refletor de 45°, com relação ao plano de focalização.

[00101] Preferivelmente, o elemento refletor inclui uma camada refletora definindo dito plano refletor, dita camada refletora sendo uma camada mais externa de dito elemento refletor em que um trajeto óptico de uma radiação de luz dirigida para dita câmera reflete. Com vantagem, não ocorrem reflexões adicionais e, portanto, alongamentos do trajeto óptico da radiação incidente no plano refletor, se a camada refletora for a primeira camada, a mais externa, que a radiação proveniente do pneu atinge diretamente.

[00102] Preferivelmente, um primeiro suporte é previsto ao qual dita câmara é fixada.

[00103] Preferivelmente, dita unidade de comando e de controle é fixada a dito primeiro suporte.

[00104] Dada a alta frequência preferida em que as fontes de luz são alternadamente ativadas, a Requerente considera que os atrasos nos sinais de controle podem ser minimizados por posicionamento das unidades de comando e de controle substancialmente “próximas” às fontes de luz e câmera.

[00105] Preferivelmente, um segundo suporte é previsto, ao qual dita primeira fonte de luz, dita segunda fonte de luz e dita terceira fonte de luz e dito elemento refletor são fixadas.

[00106] Mais preferivelmente, dito primeiro suporte e dito segundo suporte são conectados e levados a formar uma unidade por um braço de conexão. O dispositivo é substancialmente um elemento único que é inserido preferivelmente dentro do pneu. Assim, os vários elementos do dispositivo, isto é, fontes de luz, câmera e elemento refletor, formam uma unidade um com o outro.

[00107] Mais preferivelmente, dito segundo suporte compreende duas chapas equidistantes entre as quais dita primeira fonte de luz, dita segunda fonte de luz e dita terceira fonte de luz estão dispostas. Desta forma, as fontes de luz formam uma unidade única.

[00108] Preferivelmente, dita primeira fonte de luz, ou dita segunda fonte de luz ou dita terceira fonte de luz são fixadas a dito segundo suporte através de uma pasta termocondutora.

[00109] Preferivelmente, dito primeiro suporte ou dito segundo suporte é feito pelo menos parcialmente de alumínio.

[00110] Preferivelmente, dito primeiro suporte ou dito segundo suporte compreende uma disposição de aletas para dispersão de calor.

[00111] Considerando que, em um pneu, a fim de detectar defeitos na superfície, com frequência se nota a necessidade de iluminar porções de superfície sombreadas ou rebaixadas e, em qualquer caso, que são com frequência de cor preta, as fontes de luz precisam gerar uma grande quantidade de luz o que acarreta um efeito lateral negativo - a geração de calor com temperaturas relativamente altas. Por esta razão, preferivelmente, pelo menos uma fonte de luz e, preferivelmente, todas as fontes de luz incluem um suporte. Com vantagem, cada suporte é feito de alumínio devido à sua leveza e condutividade térmica, e preferivelmente inclui uma disposição com aletas para resfriamento. Além disso, a fim de maximizar a transferência de calor, uma pasta termocondutora, tipicamente usada em chips, também é usada para obter uma área com grande superfície de troca de calor entre duas superfícies de contato no dispositivo.

[00112] Preferivelmente, dita primeira fonte de luz ou dita segunda fonte de luz ou dita terceira fonte de luz inclui um ou mais diodos emissores de luz (LEDs). Mais preferivelmente, dita primeira fonte de luz ou dita segunda fonte de luz ou dita terceira fonte de luz inclui um número de diodos maior ou igual a 6.

[00113] Os LEDs garantem uma alta eficiência e, portanto, uma economia de energia relativa com relação a outras fontes de radiação de luz, e essa alta eficiência também é vantajosa devido à baixa geração de calor.

[00114] Com vantagem, os LEDs também têm um longo tempo de operação: são menos delicados e, em qualquer caso, as fontes de luz usadas preferivelmente não incluem um único LED, mas uma pluralidade de LEDs, e, portanto, são permitidos defeitos em um ou mais LEDs, o que não é possível com tipos diferentes de fontes de radiação de luz. Os LEDs finalmente garantem, de modo vantajoso, uma rápida comutação de ligar e desligar.

[00115] Preferivelmente, dita primeira fonte de luz ou dita segunda fonte de luz ou dita terceira fonte de luz inclui uma lente convergente adaptada para estreitar um ângulo de campo de emissão de dita primeira radiação de luz ou de dita segunda radiação de luz ou de dita terceira radiação de luz a um valor compreendido entre cerca de 15° e cerca de 45°.

[00116] Mais preferivelmente, cada uma das ditas primeira fonte de luz, dita segunda fonte de luz e dita terceira fonte de luz incluem uma lente convergente adaptada para estreitar um ângulo de campo de emissão de dita primeira radiação de luz, de dita segunda radiação de luz e de dita terceira radiação de luz a um valor compreendido entre cerca de 15° e cerca de 25°.

[00117] A escolha do ângulo de emissão de luz pela fonte de luz influencia o resultado da intensidade da luz final. Para a mesma intensidade efetiva do LED, quanto maior o ângulo de emissão, melhor distribuída é a radiação emitida na porção de superfície, mas, por outro lado, pior a intensidade da luz.

[00118] Uma vez que as fontes de luz estão relativamente próximas das porções de superfície a serem examinadas e iluminadas, a Requerente considera vantajoso usar uma (ou mais) lentes apropriadamente projetadas com a finalidade de concentrar o feixe de radiação de luz de modo a aumentar consideravelmente a intensidade da luz da mesma na porção de superfície a ser iluminada. Um ângulo de emissão compreendido entre cerca de 15° e cerca de 25° permite um ótimo compromisso entre uma radiação uniforme e uma intensidade suficiente na porção de superfície do pneu a ser iluminado.

[00119] Preferivelmente, um ângulo respectivo formado entre dito plano de focalização e qualquer plano passando através de dita linha alvo e qualquer ponto respectivamente de dita segunda fonte de luz ou terceira fonte de luz é menor do que ou igual a 60°. Desta forma, um ângulo sólido amplo da luz difusa é obtido.

[00120] Preferivelmente, dita porção de superfície pertence a uma porção de superfície de um ressalto de dito pneu.

[00121] Preferivelmente, dita porção de superfície corresponde, dentro do pneu, a uma porção de superfície de uma parede lateral de dito pneu.

[00122] Preferivelmente, dita porção de superfície pertence a uma porção de superfície de talão de dito pneu.

[00123] Devido às características de compacidade e iluminação, o dispositivo da invenção é usado com vantagem dentro do pneu para detectar defeitos na superfície interna do mesmo.

[00124] Preferivelmente, dito elemento de deformação é adaptado para aplicar uma deformação a dito pneu como uma função de um tipo de pneu a ser verificado.

[00125] Nem todos os pneus têm as mesmas características de tamanho e flexibilidade. Assim, a força aplicada pelo elemento de deformação está preferivelmente correlacionada com o tipo e, portanto, com as características do pneu a ser verificado.

[00126] Com vantagem, dita superfície deformada inclui, pelo menos em parte, dita porção de superfície.

[00127] A deformação de uma porção de superfície do pneu realça defeitos, como, por exemplo, cortes, que geralmente não são visíveis de outra forma. Assim, é preferido realizar isto para uma iluminação de uma porção de superfície que também é deformada, isto é, forma parte da superfície a ser verificada

[00128] Preferivelmente, a distância entre dita primeira fonte de luz e dita superfície deformada por dito elemento de deformação está compreendida entre cerca de 85 mm e cerca de 95 mm.

[00129] Preferivelmente, a linha de produção inclui um sistema de rotação adaptado para ajustar dito pneu e dito braço robotizado em rotação relativa um com relação ao outro, de modo a modificar uma posição angular de dita porção de superfície de dito pneu com relação a dito braço robotizado. Mais preferivelmente, dito pneu é fixado em rotação com relação a dito braço robotizado.

[00130] A rotação relativa entre pneu e braço robotizado permite uma verificação de 360° do próprio pneu. Com vantagem, o pneu é girado, em vez do sistema de detecção, uma vez que a primeira operação é mais simples: a rotação do sistema de detecção pode resultar em danos ou uma aquisição imprecisa das imagens devido às vibrações induzidas por movimento contínuo.

[00131] Com vantagem, a linha de produção inclui um elemento de deformação configurado para aplicar uma força a uma superfície a ser verificada de dito pneu.

[00132] Preferivelmente, dita unidade de comando e de controle é configurada para acionar dito sistema de detecção para adquirir uma pluralidade de imagens de dita porção de superfície em intervalos de tempo predeterminados durante uma rotação de 360° de dito pneu realizada por dito sistema de rotação.

[00133] Desta forma, o pneu é verificado em sua totalidade.

[00134] Com vantagem, dito elemento de deformação é adaptado para gerar uma deformação elástica em uma superfície formando parte de um ressalto externo ou de uma parede lateral de dito pneu.

[00135] A Requerente verificou que os defeitos mais realçados através de compressão estão geralmente presentes no ressalto externo ou na parede lateral do pneu, e na porção de superfície interna deformada correspondente, e, portanto, com vantagem, pressão ou empurrão pelo elemento de deformação é exercido em uma ou ambas as áreas.

[00136] Outras características e vantagens se tornarão mais evidentes a partir da descrição detalhada de algumas modalidades de exemplo, mas não exclusivas, de um dispositivo e de um kit para verificação de um pneu em uma linha de produção de pneu, de acordo com a presente invenção. Tal descrição será apresentada a seguir com referência às figuras em anexo, providos apenas para fins de indicação e, portanto, não limitativas, em que: - Figura 1 mostra uma vista em perspectiva frontal de um dispositivo para verificação de um pneu de acordo com a presente invenção; - Figura 2 mostra uma vista em perspectiva de trás do dispositivo para verificação de um pneu da Figura 1; - Figura 3 mostra uma vista frontal do dispositivo da Figura 1; - Figura 4 mostra uma vista de cima do dispositivo da Figura 1; - Figura 5 mostra uma vista em perspectiva parcial e esquemática de um dispositivo para verificação de um pneu, de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção; - Figura 6 mostra uma vista em perspectiva parcial e esquemática em forma simplificada de um detalhe do dispositivo da Figura 1; - Figura 7 mostra uma vista lateral parcial e esquemática em forma simplificada de um detalhe do dispositivo da Figura 1; - Figura 8 mostra uma vista lateral, em seção e esquemática, de um detalhe do dispositivo da Figura 1; e - Figuras 9 a 12 mostram uma vista em perspectiva, parcial e esquemática, de um kit para verificação de um pneu em diferentes etapas de operação.

[00137] Com referência às figuras, o número de referência 10 geralmente indica um dispositivo para verificação de um pneu 200, de acordo com a presente invenção.

[00138] Com particular referência à figura 5, um suporte 102 é adaptado para suportar o pneu 200 em uma parede lateral e para girar o mesmo sobre o seu eixo geométrico de rotação 201, tipicamente disposto de acordo com a vertical. O suporte 102 é tipicamente acionado por um elemento de movimento, não descrito e ilustrado, uma vez que ele pode ser, por exemplo, do tipo conhecido. O suporte 102 para o pneu pode ser possivelmente configurado para bloquear o mesmo, por exemplo, o talão suportado respectivo.

[00139] O pneu 200 tem uma estrutura substancialmente toroidal em torno do eixo geométrico de rotação 201, e tem um plano médio axial 202 (representado em seção por uma linha reta rompida, em figuras 9, 10, 11 e 12) perpendicular ao eixo geométrico de rotação 201. O pneu é feito de uma coroa 203 e paredes externas 204. Por sua vez, estas últimas são feitas por uma área de ressalto 205, uma área de talão 206 e uma área radialmente central ou parede lateral 207 disposta entre o ressalto e o talão, como pode ser visto nas figuras 9 e 11.

[00140] Com referência agora às figuras 6 e 7, o dispositivo 10 é representado de forma simplificada para indicar claramente as partes funcionais do mesmo. Preferivelmente, o dispositivo 10 compreende um sistema de detecção 104 compreendendo uma câmera 105, preferivelmente do tipo linear, tendo uma linha alvo 106 situada em um plano óptico 107 passando através da câmera acima mencionada 105. Além disso, a câmara 105 define um plano focal 121 no qual uma porção a ser iluminada da superfície do pneu é focalizada. Preferivelmente, o plano óptico 107 e o plano focal 121 são perpendiculares um ao outro (ver, por exemplo, figuras 6 ou 7).

[00141] O dispositivo 10 também compreende uma primeira fonte de luz 110, uma segunda fonte de luz 108 e uma terceira fonte de luz 109 adaptadas para emitir, respectivamente, uma primeira radiação de luz, uma segunda radiação de luz e uma terceira radiação de luz para iluminar uma porção de superfície 212, também preferivelmente linear (visível na figura 5), de dito pneu 200 coincidente com a linha de alvo 106 (por exemplo, quando a porção de superfície é planar) ou próxima da linha alvo 106 (devido ao formato curvilíneo da superfície do pneu).

[00142] O sistema de detecção 104 é adaptado para adquirir uma imagem digital bidimensional respectiva da porção de superfície linear 212 iluminada por, pelo menos, uma dentre a primeira fonte de luz, a segunda fonte de luz e a terceira fonte de luz.

[00143] A primeira radiação de luz emitida pela primeira fonte de luz 110 é difundida na porção de superfície linear 212 do pneu 200, enquanto a segunda radiação de luz e a terceira radiação de luz emitidas, respectivamente, pela segunda fonte de luz 108 e pela terceira fonte de luz 109 são rasantes na porção de superfície 212 do pneu 200.

[00144] O sistema de detecção, através de câmera 105, é adaptado para a aquisição de uma imagem digital bidimensional da porção de superfície linear 212 iluminada por, pelo menos, uma dentre a primeira fonte de luz 110, a segunda fonte de luz 108 e a terceira fonte de luz 109.

[00145] Preferivelmente, a segunda fonte de luz 108 e a terceira fonte de luz 109 compreendem, cada, pelo menos uma subfonte respectiva. Ainda mais preferivelmente a segunda fonte de luz 108 e a terceira fonte de luz 109 compreendem, cada, uma única subfonte respectiva 111, 112, as duas subfontes sendo posicionadas simetricamente com relação ao plano óptico 107. Preferivelmente, as duas subfontes 111 e 112, respectivamente, estão situadas em lados opostos com relação ao plano óptico 107 e estão equidistantes do mesmo.

[00146] Preferivelmente, as subfontes 111, 112, da segunda fonte de luz 108 e da terceira fonte de luz 109, respectivamente, estão na mesma distância d2 e d3 do plano de focalização 121 (isto é, d2=d3). Portanto, um plano P3, que une as duas subfontes 111 e 112, é substancialmente paralelo ao plano de focalização 121 da câmera linear 105 estando preferivelmente distante do mesmo em um valor compreendido entre cerca de 55 mm e cerca de 65 mm. O plano P3 e sua distância do plano de focalização 121, chamado d2 (que como especificado é igual a d3), é esquematicamente representado na figura 7.

[00147] Preferivelmente, a primeira fonte de luz 110 consiste em quatro subfontes, uma primeira subfonte 113a, uma segunda subfonte 113b, uma terceira subfonte 113c e uma quarta subfonte 113d, respectivamente, distribuídas em pares em ambos os lados do plano óptico 107 e simetricamente com relação a tal plano. Mais especificamente, a primeira subfonte 113a e a segunda subfonte 113b da primeira fonte de luz 110 estão dispostas simetricamente com relação ao plano óptico 107 e estão, mais preferivelmente, equidistantes do mesmo, e a terceira subfonte 111c e a quarta subfonte 111d estão dispostas simetricamente com relação ao plano óptico 107 e mais preferivelmente estão equidistantes do mesmo.

[00148] Preferivelmente, a primeira subfonte 113a e a segunda subfonte 113b da primeira fonte de luz 110 estão na mesma distância d1a e d1b do plano de focalização 121 (isto é, d1b=d1a). Portanto, as duas subfontes são unidas por um plano, chamado P1 (ver novamente figura 7), substancialmente paralelo ao plano de focalização 121 da câmera linear 105 e distante do mesmo por um valor d1a compreendido entre cerca de 85 mm e cerca de 95 mm. Similarmente, a terceira subfonte 113c e a quarta subfonte 113d da primeira fonte de luz 110 estão na mesma distância d1c e d1d do plano de focalização 121 (isto é, d1c=d1d). Portanto, as duas subfontes 113c e 113d são unidas por um plano P2, substancialmente paralelo ao plano de focalização 121 da câmera linear 105 e distante do mesmo por um valor compreendido entre cerca de 75 mm e cerca de 85 mm.

[00149] Preferivelmente, a distância d1a = d1b entre a primeira subfonte 113a e o plano de focalização 121 e entre a segunda subfonte 113b e o plano de focalização 121 da câmera linear 105 é maior do que a distância d2 entre a segunda fonte de luz 108 e o plano de focalização 121 ou então a distância d3 entre a terceira fonte de luz e o plano de focalização 121. Mais preferivelmente, a distância d1c=d1d entre a terceira subfonte 113c e o plano de focalização 121 ou entre a quarta subfonte 113d e o plano de focalização 121 é intermediária entre a distância da primeira subfonte 113a e da segunda subfonte 113b e o plano de focalização 121 e a distância da segunda fonte de luz 108 e da terceira fonte de luz 109 e o plano de focalização 121. Como resultado, a primeira fonte de luz difusa 110 está mais afastada da porção de superfície linear 212 do pneu 200 a ser iluminada com relação à segunda fonte de luz 108 e à terceira fonte de luz 109, a segunda fonte de luz 108 e a terceira fonte de luz 109 gerando luz rasante estando, assim, posicionadas mais próximas da porção de superfície linear 212 acima mencionada. Desta forma, é possível obter uma luz rasante com uma geometria correta do dispositivo 10.

[00150] Cada subfonte 111, 112, 113a-d tem uma direção principal de extensão respectiva (linha rompida 114 na figura 6) que preferivelmente se estende substancialmente paralela ao plano óptico 107 e, assim, à linha alvo 106. Assim, todas as fontes de luz ou as subfontes são preferivelmente paralelas umas às outras, isto é, alinhadas, ao longo de sua dimensão de maior extensão.

[00151] Preferivelmente, as subfontes 111, 112, 113a-d tem uma dimensão ao longo da direção principal de extensão 114 compreendida entre cerca de 5 cm e cerca de 15 cm e uma dimensão ao longo da direção perpendicular à direção principal de extensão 114 compreendida entre cerca de 2 cm e cerca de 3 cm.

[00152] Como um exemplo, as subfontes 111, 112, 113a-d têm uma dimensão ao longo da direção principal de extensão 114 igual a cerca de 6 cm e uma dimensão ao longo da direção perpendicular à direção principal de extensão 114 igual a cerca de 2,5 cm.

[00153] Cada subfonte 111, 112, 113a-d tipicamente compreende uma pluralidade de fontes de LED 169 dispostas alinhadas ao longo da direção principal de extensão 114. Preferivelmente, cada subfonte 111, 112, 113a-d compreende, posicionada acima de cada fonte de LED 169, uma lente convergente 170, adaptada para convergir por cerca de 30° o feixe de luz emitido pela fonte de LED 169, como representado na figura 8. O feixe de luz emitido por cada fonte de LED 169 é, portanto, restringido, preferivelmente, a um ângulo compreendido entre cerca de 20° e cerca de 40°.

[00154] Uma representação de uma modalidade de exemplo do dispositivo representada de forma simplificada nas figuras 6 a 8 é apresentada nas figuras 1 a 4.

[00155] Com referência particular às figuras 1 e 2, cada fonte de luz 110, 108, 109, também inclui um suporte 168, preferivelmente feito de alumínio, em que as fontes de LED 169 são fixadas. Preferivelmente, as fontes de LED 169 são fixadas no respectivo suporte 168 através de uma pasta termocondutora (não visível nas figuras). Com vantagem, cada suporte 168 também inclui, em uma superfície externa não em contato com as fontes de LED 169, uma disposição de aletas 167 para a dissipação de calor.

[00156] Tipicamente, o dispositivo 10 compreende um braço robotizado 160 (apenas esquematicamente representado na figura 1) em que a primeira fonte de luz 110, a segunda fonte de luz 108 e a terceira fonte de luz 109, bem como o sistema de detecção 104, estão montados. O dispositivo 10 inclui um acessório 19 para fixação no braço robotizado 160.

[00157] Preferivelmente, o braço robotizado 160 é do tipo antropomorfo. Ainda mais preferivelmente, o braço robotizado 160 é do tipo antropomorfo com, pelo menos, cinco eixos geométricos.

[00158] Mais em particular, o dispositivo 10 compreende um primeiro suporte 161, ao qual a câmera linear 105 é fixada e um segundo suporte 162 ao qual a primeira fonte de luz 110, a segunda fonte de luz 108 e a terceira fonte de luz 109 são fixadas. O primeiro suporte 161 e o segundo suporte 162 são feitos para formar uma unidade por um braço de conexão 164.

[00159] O segundo suporte 162 compreende duas chapas equidistantes 11 e 12, entre as quais a primeira fonte de luz 110, a segunda fonte de luz 108 e a terceira fonte de luz 109 estão dispostas. Portanto, cada fonte de luz ou subfonte é conectada com uma primeira extremidade axial da mesma para a primeira chapa 11 e com uma segunda extremidade axial da mesma para a segunda chapa 12. Desta forma, ao longo da direção principal de extensão 114, as fontes de luz e/ou subfontes são preferivelmente de mesmo comprimento, ao serem substancialmente confinadas entre dois planos mutuamente paralelos.

[00160] Preferivelmente, assim, câmera 105 e fontes de luz 110, 108 e 109 formam uma unidade entre si e a sua distância relativa é definida na etapa de montagem do dispositivo 10, sendo mantida fixa.

[00161] Preferivelmente, o dispositivo 10 compreende uma unidade de comando e de controle 140 configurada para ativar seletivamente uma ou mais dentre dita primeira fonte de luz 110, segunda fonte de luz 108 e terceira fonte de luz 109, e para ativar a câmera linear 105 de modo a adquirir uma imagem digital bidimensional respectiva (colorida ou monocromática) da porção de superfície linear, preferivelmente em sincronia com a ativação de uma ou mais dentre dita primeira fonte de luz 110, segunda fonte de luz 108 e terceira fonte de luz 109.

[00162] Preferivelmente, a unidade de comando e de controle 140 é montada de modo a formar uma unidade com a câmara 105 e as fontes de luz 110, 108 e 109, em particular ela é fixada ao primeiro suporte 161 do dispositivo 10. Além disso, preferivelmente, a unidade de comando e de controle 140 compreende uma disposição de aletas 142, para maior dissipação de calor.

[00163] O dispositivo 10 também compreende um elemento refletor, como um espelho 150, definindo um plano refletor disposto perpendicular ao plano óptico 107. O espelho 150 está também disposto entre a segunda fonte de luz 108 e a terceira fonte de luz 109, de modo a refletir a linha alvo por um ângulo compreendido entre cerca de 60° e cerca de 120°. Preferivelmente, o espelho 150 é dividido em duas metades pelo plano óptico 107 que passa através de uma linha do meio do mesmo. Preferivelmente, portanto, o espelho 150 está disposto não somente entre a segunda fonte de luz e a terceira fonte de luz, mas está entre as mesmas, em sequência de posição espacial, a segunda fonte de luz 108, a terceira subfonte 113c, a primeira subfonte 113a de um lado do plano óptico 107, e a segunda subfonte 113b, a quarta subfonte 113d e a terceira fonte de luz 109 do outro lado do plano óptico 107.

[00164] O espelho 150 também define uma direção principal de extensão indicado com 118 na figura 6. A direção principal de extensão é uma linha reta que pertence ao plano óptico 107. Essa direção principal de extensão 118 do espelho 150 é inclinada com relação à direção principal de extensão 114 das fontes de luz e/ou subfontes. Como especificado acima, preferivelmente as fontes de luz e as subfontes tem uma direção principal de extensão substancialmente comum às mesmas, sendo paralelas umas às outras. Esta direção principal de extensão comum 114 das fontes de luz e subfontes preferivelmente forma um ângulo compreendido entre 30° e 60° com a direção principal de extensão 118 do espelho 150. Mais preferivelmente, ela forma um ângulo de cerca de 45°.

[00165] Além disso, uma distância mínima d (ver novamente figura 7) entre o espelho 150 e o plano de focalização 121 da câmera linear 105 (passando através da linha alvo refletida) é menor do que uma distância mínima entre qualquer uma dentre a primeira fonte de luz 110, a segunda fonte de luz 108 ou a terceira fonte de luz 109 e o plano de focalização 121. Na figura 7, as distâncias mínimas das fontes de luz e das subfontes são iguais à distância do plano passando através das fontes de luz e o plano de focalização 121, uma vez que as fontes de luz ou as subfontes estão substancialmente dispostas paralelas ao plano de focalização 121.

[00166] Preferivelmente, o comprimento do espelho L ao longo de sua direção principal de extensão 118 é maior do que o comprimento ls de qualquer uma das fontes de luz ou subfontes ao longo de sua direção principal de extensão 114. Mais preferivelmente, chamar o ângulo formado entre as duas direções 114 e 118 a, dá Lcosa > ls.

[00167] Desta forma, como pode ser visto mais claramente nas figuras 6 e 7, o espelho é o elemento que se estende, pelo menos com relação às fontes de luz, o mais próximo do plano de focalização 121, em particular com uma extremidade do mesmo 150a, a extremidade ao longo de sua direção principal de extensão 118. Em outras palavras, a extremidade 150a do espelho fica saliente com relação às extremidades axiais das fontes de luz e das subfontes na direção do plano de focalização 121.

[00168] Preferivelmente, o espelho 150 inclui uma camada refletora definindo dito plano refletor, dita camada refletora sendo uma camada mais externa de dito espelho 150 em que um trajeto óptico de uma radiação de luz dirigida para dita câmera 105 reflete.

[00169] Com referência às figuras 9 a 12, a operação do dispositivo 10 será agora descrita em detalhes.

[00170] Uma primeira porção de superfície a ser verificada (indicada com 212) é selecionada na superfície interna do pneu 200. Preferivelmente, mas não exclusivamente, essa porção pertence ao ressalto 205, ao talão 206 ou corresponde internamente à parede lateral 207 do pneu 200. Por exemplo, na figura 9, o dispositivo 10 é parcialmente inserido dentro do pneu 200 e levado mais perto - através do braço robotizado, que não é mostrado - de uma primeira porção de superfície interna do talão 206.

[00171] A primeira fonte de luz 110, a segunda fonte de luz 108, e a terceira fonte de luz 109 são acionadas pela unidade de comando e de controle 140 para emitir uma radiação na primeira porção de superfície interna 212 do pneu 200. A primeira fonte 110 emite radiação difusa em dita primeira porção de superfície, enquanto que a segunda fonte de luz 108 e a terceira fonte de luz 109 emitem radiação rasante, proveniente de metades de espaços opostos com relação ao plano óptico 107, em dita primeira porção de superfície. Preferivelmente, todas as três dentre as fontes de luz emitem radiação de luz para iluminar a primeira porção de superfície interna de pneu, por exemplo, a uma frequência predeterminada. A iluminação com cada fonte de luz, no entanto, ocorre alternadamente: em outras palavras, para cada período de tempo, somente uma dentre a primeira fonte de luz 110, a segunda fonte de luz 108 ou a terceira fonte de luz 109 está ligada, enquanto que as outras duas permanecem desligadas. Preferivelmente, as quatro subfontes 113a-d da primeira fonte de luz 110 são ligadas juntas, isto é, em um dado período de tempo, todas as quatro estão ligadas ou todas as quatro estão desligadas. Tal frequência estroboscópica é, por exemplo, igual a 0,064 ms.

[00172] A luz proveniente da primeira fonte de luz 110, da segunda fonte de luz 108, ou da terceira fonte de luz 109, é refletida pela primeira superfície interna do talão 206 do pneu, que foi iluminada, e é redirecionada através do espelho 150 em direção à câmera 105. O espelho 150 provoca uma deflexão da trajetória dos feixes de luz por um ângulo compreendido entre cerca de 60° e cerca de 120°, mais preferivelmente por cerca de 90°.

[00173] Preferivelmente, a unidade de comando e de controle 140 ainda controla a câmera 105 de modo a adquirir uma imagem da primeira porção de superfície interna iluminada pela primeira fonte de luz 110, ou pela segunda fonte de luz 108, ou pela terceira fonte de luz 109, em sincronia com a iluminação da mesma. Portanto, com vantagem, a câmera 105 adquire uma imagem da porção da superfície interna do pneu 200 iluminada cada vez que a primeira fonte de luz 110, que ilumina a porção com a luz difusa, é ligada, uma imagem da porção de superfície interna do pneu 200 iluminada cada vez que a segunda fonte de luz 108, que ilumina a porção com luz rasante de um lado do plano óptico 107, é ligada e uma imagem da porção de superfície interna do pneu 200 iluminada cada vez que a terceira fonte de luz 109, que ilumina a porção com luz rasante do outro lado do plano óptico 107, é ligada. Desta forma, com vantagem, para cada porção da superfície interna, três imagens distintas, a serem processadas, são adquiridas, em que a mesma porção é iluminada com uma radiação com características distintas. Deste modo, é possível adquirir tanto uma imagem em luz difusa como duas imagens em luz rasante da mesma porção de superfície. Essas três imagens também podem formar porções distintas de uma única imagem bidimensional, em que uma primeira porção é obtida com a luz rasante, uma segunda porção com luz rasante de uma primeira direção do plano óptico (por exemplo, da direita) e uma terceira porção com luz rasante a partir de uma segunda direção oposta do plano óptico (por exemplo da esquerda).

[00174] O dispositivo 10 também é particularmente vantajoso no caso da medição com um kit incluindo um elemento de deformação adaptado para deformar uma porção de superfície do pneu que compreende, pelo menos em parte, uma porção de superfície linear a ser iluminada e a ser adquirida. Os defeitos buscados podem, por exemplo, ser irregularidades sobre a superfície de um pneu (composto não vulcanizado, alterações em formato, etc.), desníveis estruturais, presença de corpos estranhos na superfície. Entre os defeitos de irregularidades estruturais, assim chamados “deformação plástica permanente da carcaça” são particularmente críticos, que são defeitos raros, mas potencialmente muito perigosos, gerados na região de interface entre duas porções do pneu tendo diferentes características físico-químicas, como, por exemplo, compostos diferentes.

[00175] Tais defeitos estão na forma de cortes pequenos, tipicamente estendendo-se longitudinalmente, isto é, eles seguem a extensão circular do pneu, distinguido por bordas perfeitamente casadas - entre as quais não há remoção ou falta de material, esta sendo uma característica que os torna particularmente difíceis de identificar. A deformação plástica permanente da carcaça também pode envolver estruturas da carcaça dispostas próximas à superfície do pneu, por exemplo, próximas à superfície interna, sob a camada de revestimento tipicamente presente. Neste caso, tipicamente, o próprio revestimento está envolvido na rodagem, também tendo uma laceração na deformação da carcaça e, assim, tornando possível identificar a mesma através de inspeção ótica.

[00176] Ao deformar apropriadamente uma porção da parede externa de um pneu a ser verificado, é possível diminuir o raio externo e interno de curvatura de uma porção da superfície deformada do pneu, assim realçando possíveis defeitos, em particular a deformação plástica permanente da carcaça e outros cortes ou furos, já que a acentuação da convexidade externa normal tende a ‘abrir’ as bordas ou perímetros de tais defeitos, tornando-os mais fáceis de identificar no processamento de imagem subsequente.

[00177] As imagens detectadas desta porção de superfície apropriadamente comprimida têm, assim, uma qualidade elevada e/ou contêm informação em número e qualidade de modo a permitir um processamento automático subsequente destas últimas a fim de detectar possíveis defeitos existentes, tornando os algoritmos para detectar automaticamente defeitos, usados para este efeito, altamente eficazes.

[00178] Este tipo de defeito, a fim de ser devidamente identificado, requer uma iluminação de alta potência relativa e próxima da porção deformada do pneu, isto é, posicionamento do dispositivo de verificação muito próximo ao elemento de deformação, caso contrário o corte aberto pelo elemento de deformação “fecha” assim que uma distância é alcançada da área em que a deformação ocorre.

[00179] Este tipo de defeito, a fim de ser devidamente identificado, requer uma iluminação de alta potência relativa e uma abordagem próxima à porção deformada do pneu, isto é, posicionamento do dispositivo de verificação muito próximo ao elemento de deformação, caso contrário, o corte aberto pelo elemento de deformação “fecha” assim que ele se afastou da área em que a deformação ocorre.

[00180] Nesse caso, um elemento de deformação 130 é, portanto, previsto, por exemplo, movido por uma unidade de processamento (não mostrada), que entra em contato com o pneu, preferivelmente na parede externa do mesmo 204, de modo a preferivelmente aplicar uma força contra o mesmo e deformar uma porção da parede externa 204 acima mencionada

[00181] Preferivelmente, o elemento de deformação 130 compreende um elemento de compressão 131 e um atuador de posicionamento 132 adaptados para movimentar o elemento de compressão ao longo da direção da força de compressão. Como um exemplo, o atuador de posicionamento 132 pode ser um cilindro pneumático. Assim, o elemento de compressão pode ser colocado em contato com ou afastado do pneu 200. Preferivelmente, o elemento de compressão 131 compreende um rolete propulsor.

[00182] Preferivelmente, o rolete propulsor pode ser girado em torno de um eixo geométrico de rotação do mesmo, indicado com 119 nas figuras 10, 11 e 12. O eixo geométrico 119 do rolete propulsor está sempre situado em um plano passando através do eixo geométrico 201 do pneu 200 e através da direção radial da porção da parede externa submetida à deformação. Preferivelmente, o eixo geométrico 119 do rolo de compressão, na ausência de forças, isto é, em posição de repouso, é perpendicular ao eixo geométrico do pneu. O eixo geométrico do rolete, em operação, pode diferir de tal condição perpendicular com o eixo geométrico do pneu (como, por exemplo, mostrado na figura 10) por exemplo, dentro de uma medição de 30° da condição perpendicular.

[00183] Preferivelmente, o elemento de deformação 130 compreende um elemento do movimento radial (não mostrado, por exemplo, um motor elétrico adicional e um sistema de guias e blocos deslizantes para guiar o movimento radial) adaptado para movimentar o elemento de deformação e o atuador de posicionamento como uma unidade ao longo da direção radial do pneu. Portanto, o elemento de deformação pode ser afastado do pneu quando não estiver em uso.

[00184] Preferivelmente, o elemento de deformação 130 é adaptado para deformar elasticamente uma porção de uma parede externa 204 do pneu 200, aplicando uma força de compressão em uma superfície de contato externa pertencendo à porção da parede externa, pressionando o rolete propulsor acima mencionado na superfície de contato externa. A posição do rolete, a força aplicada ou o movimento imposto na superfície de contato externa, ao longo de um eixo geométrico de rotação do pneu, são predeterminados e dependem do tipo de pneu a ser verificado. Os pneus 200 podem ter uma elasticidade e deformabilidade diferentes de acordo com o tipo e modelo e, portanto, a força aplicada ou a deformação imposta pelo elemento de deformação 130 é preferivelmente dependente do tipo de pneu 200 a ser verificado. A deformação envolve tanto a superfície interna como a superfície externa do pneu 200.

[00185] Assim, de acordo com a invenção, tendo selecionado uma porção de superfície do pneu a ser deformada, o dispositivo 10 é levado em direção à porção deformada consequente da superfície interna, como pode ser visto na figura 10. Preferivelmente, como representado na figura 10, a porção deformada interna a ser verificada é uma porção do ressalto 205 do pneu 200. Preferivelmente, toda a porção restante da parede externa 204, isto é, do ressalto 205, do pneu 200, permanece não deformada. Como um exemplo, a força de compressão é tal para deformar a porção da parede externa 204, de modo que a excursão máxima, tomada entre todos os pontos de dita porção da parede externa, entre a posição na ausência de forças e a posição deformada, a excursão sendo tomada ao longo da direção da força de compressão, é igual a um valor compreendido entre cerca de 20 e cerca de -20 mm.

[00186] Uma unidade de processamento aciona o braço robotizado 160 para levar as fontes de luz 110, 108, 109 em direção à superfície do pneu 200, de modo que uma porção de superfície interna linear, dentro da primeira porção deformada pelo menos parcialmente, coincide com a, ou está próxima da, linha alvo no plano de focalização 121.

[00187] A detecção de uma imagem da porção de superfície interna do ressalto 205 através das fontes de luz e da câmera ocorre em um modo análogo ao descrito acima com referência ao talão e, portanto, as três fontes de luz 110, 108, 109 são ligadas alternadamente e, para cada iluminação distinta, uma imagem linear é adquirida através da câmera linear 105.

[00188] Opcionalmente, mais duas porções da superfície do pneu são selecionadas, preferivelmente, mas não necessariamente, pertencendo novamente à parede externa 204 da superfície externa do mesmo, onde uma deformação e consequente verificação das correspondentes superfícies internas deformadas devem ser realizadas. O posicionamento do dispositivo 10 para verificação destas duas outras porções é representado em figuras 11 e 12. Ambas as porções da superfície interna verificadas nas figuras 11 e 12 correspondem axialmente à parede lateral 207 do pneu 200. O exame dessas porções de superfície, em particular para pneus de tamanho grande, pode, como neste caso, requerer o movimento do dispositivo em duas posições distintas, de modo a poder iluminar toda a superfície interna axialmente correspondendo à parede lateral, o que não poderia ser detectado através da iluminação e aquisição de imagens em uma única posição. O elemento de deformação 130 pode assim estar posicionado, preferivelmente novamente através da unidade de processamento do aparelho, em duas porções distintas de superfície do pneu 200, de modo a deformar uma segunda e uma terceira porção de superfície do pneu. Desta forma, duas novas medições podem ser feitas, levando o dispositivo 10 mais próximo das novas posições, de modo a obter uma iluminação das outras porções de superfície interna deformadas do pneu. Ver, por exemplo, a diferença entre a posição do elemento de deformação 130 nas figuras 10, 11 e 12 e a consequente posição diferente do dispositivo 10 nas três figuras. Além disso, na figura 10, o eixo geométrico de rotação 119 do rolete propulsor, posicionado no ressalto 205, está inclinado com relação ao plano definido pelo suporte do pneu 200, enquanto que, nas figuras 11 e 12, o eixo geométrico de rotação 119 do rolete propulsor é substancialmente perpendicular ao eixo geométrico de rotação 201 do pneu 200.

[00189] A iluminação e a aquisição das imagens através das fontes de luz 110, 108 e 109 e da câmera linear 105 ocorrem de acordo com o que foi descrito com referência às figuras 9 e 10.

[00190] Com vantagem, em cada uma das posições representadas nas figuras 9-12, o suporte 102 em que o pneu está posicionado (ver figura 5) é colocado em rotação durante a verificação do próprio pneu. Como afirmado acima, a unidade de comando e de controle 140 controla preferivelmente a câmara 105 de modo a adquirir uma imagem da porção de superfície interna iluminada pela primeira fonte de luz 110 ou pela segunda fonte de luz 108 ou pela terceira fonte de luz 109 em sincronia com a ativação da mesma.

[00191] Preferivelmente, o aparelho compreende um codificador (não mostrado) para detectar a posição angular do suporte, a unidade de acionamento e controle sendo configurada para ativar dita primeira fonte de luz, segunda fonte de luz e, preferivelmente, terceira fonte de luz e acionar o sistema de detecção em função de um sinal de posição angular do suporte enviado pelo codificador.

[00192] No entanto, como o pneu está preferivelmente em rotação enquanto essas três imagens distintas são adquiridas, elas não são exatamente a imagem da mesma porção de superfície linear interna do pneu, uma vez que a última é girada durante a comutação ligar e desligar das fontes de luz.

[00193] Como um exemplo, a diferença de tempo entre a aquisição da primeira imagem linear e da segunda imagem linear, bem como entre a segunda imagem linear e a terceira imagem linear e, então, ciclicamente entre a primeira imagem linear e a terceira imagem linear, é menor do que 0,2 milissegundos. Assim, neste período de tempo muito limitado, o movimento é “relativamente pequeno” e, portanto, ainda é possível afirmar que, para substancialmente a mesma porção de superfície, três imagens lineares são obtidas, cada com uma iluminação diferente.

[00194] A expressão “substancialmente a mesma porção de superfície” significa que a primeira fonte de luz, a segunda fonte de luz e a terceira fonte de luz iluminam três porções respectivas de superfície que podem estar espacialmente deslocadas uma das outras, mas são comparáveis de acordo com a presente invenção, isto é, elas mostram os mesmos elementos substancialmente na mesma posição. Por exemplo, as três superfícies podem ser desviadas, no plano da própria superfície, por uma distância inferior a 0,2 mm, preferivelmente inferior ou igual a 0,1 mm. De modo vantajoso, dita distância é menor do que ou igual à dimensão da superfície linear associada com um pixel (o último, como um exemplo, sendo igual a 0,1 mm), no caso em que o sistema de detecção inclui uma câmara, por exemplo, uma matriz ou câmera linear. Em outras palavras, cada pixel da primeira imagem mostra uma porção de microssuperfície que está a menos de 0,2 mm afastada da porção de microssuperfície mostrada pelo pixel da segunda imagem correspondendo a cada dito pixel.

[00195] Em outras palavras, as três imagens podem ser substancialmente justapostas pixel a pixel, embora a porção da superfície linear real associada com uma única imagem linear não coincida exatamente com as três imagens, devido à rotação do pneu que ocorreu enquanto isso. No entanto, a escolha da frequência de aquisição das imagens e da velocidade de rotação é tal que as três imagens são entrelaçadas e, assim, comparáveis pixel a pixel. Com vantagem, cada pixel da primeira (ou segunda ou terceira) imagem mostra uma microporção de superfície que difere da microporção de superfície mostrada pelo pixel da segunda (ou respectivamente terceira ou primeira) imagem correspondente a cada pixel afastado da dimensão de superfície linear associada com um pixel, como um exemplo a divergência espacial sendo igual a cerca de um terço de um pixel. Desta forma, as três imagens são entrelaçadas umas com as outras e a aquisição das três imagens lineares ocorre em um período de tempo durante o qual o pneu girou por uma porção igual a um pixel (como um exemplo igual a cerca de 0,1 mm).

[00196] Uma vez realizada a rotação desejada do pneu para examinar a porção de superfície desejada, preferivelmente pelo menos uma rotação completa para adquirir a extensão circular completa, uma única imagem digital é obtida, a qual é feita com todas as imagens digitais da sequência de porções lineares, cada iluminada com uma fonte de luz respectiva. A unidade de processamento recebe tal imagem do sistema de detecção e extrai a primeira imagem, segunda imagem e terceira imagem correspondentes de toda a porção de superfície desejada a partir da mesma.

[00197] No caso em que uma única imagem é adquirida, como descrito acima, formada a partir de uma porção com luz difusa [A], uma porção com luz rasante dx [B] e uma porção com luz rasante sx [C], uma sucessão repetida até que todo o pneu ser adquirido, uma imagem global é obtida formada pela sequência ABCABCABCABCABCABCABCABCABC No processamento, esta imagem é dividida em três imagens efetivas, obtendo AAAAAAAA... BBBBBBBB... CCCCCCCC.

[00198] Preferivelmente, a unidade de processamento é também configurada para as seguintes funções: receber as imagens adquiridas da câmera linear; e processar as imagens para verificar a porção da superfície. A unidade de processamento compreende, por exemplo, um PC ou um servidor. Preferivelmente, a unidade de processamento está adaptada para processar a segunda imagem e a terceira imagem a ser processada obtida com luz rasante, por comparação das mesmas a fim de obter informação em um perfil altimétrico da porção de superfície. Preferivelmente, a comparação entre a segunda imagem e a terceira imagem, a serem processadas, compreende calcular uma imagem de diferença em que cada pixel é associado a um valor representativo da diferença entre os valores associados com os pixels correspondentes na segunda imagem e na terceira imagem a serem processadas.

[00199] Preferivelmente, antes de comparar a segunda imagem e a terceira imagem a serem processadas, é previsto equalizar a segunda imagem e a terceira imagem a serem processadas, por exemplo, equalizando a luminosidade média das mesmas de modo global ou local.

[00200] Preferivelmente, a unidade de processamento processa a primeira imagem a ser processada em luz difusa para detectar a possível presença de defeitos na porção de superfície, usando as informações obtidas pela comparação acima mencionada entre a segunda imagem e a terceira imagem a serem processadas.

[00201] Preferivelmente, a unidade de processamento é configurada para calcular a diferença entre a segunda imagem e a terceira imagem, a fim de obter informação sobre um perfil altimétrico (por exemplo, possível presença ou ausência de projeções e/ou depressões) da porção de superfície linear.

[00202] Preferivelmente, calcular a diferença entre a segunda imagem e a terceira imagem compreende calcular uma imagem de diferença em que cada pixel é associado com um valor representativo da diferença entre os valores associados com os pixels correspondentes na segunda imagem e na terceira imagem. Desta forma, é possível usar a imagem obtida pela diferença entre a segunda imagem e a terceira imagem para realçar os elementos tridimensionais (como furinhos em relevo na superfície externa do pneu ou letras em relevo) e levar em consideração tal informação no processamento da imagem na luz difusa para procurar os defeitos.

Claims

1. Dispositivo (10) para verificação de um pneu (200) em uma linha de produção de pneus, caracterizado pelo fato de que compreende: - um sistema de detecção (104) compreendendo uma câmera (105) tendo uma linha alvo (106) situada em um plano óptico (107) passando através de dita câmera (105); - uma primeira fonte de luz (110), uma segunda fonte de luz (108) e uma terceira fonte de luz (109), dita segunda fonte de luz (108) e dita terceira fonte de luz (109) sendo dispostas em lados opostos com relação a dito plano óptico (107) e simetricamente com relação à dita primeira fonte de luz (110); - em que dita primeira fonte de luz (110) é adaptada para emitir uma primeira radiação de luz difusa em uma porção de superfície (212) de dito pneu (200) coincidindo com ou próxima de dita linha alvo (106), e dita segunda fonte de luz (108) e terceira fonte de luz (109) são adaptadas para emitir uma segunda radiação de luz rasante e uma terceira radiação de luz rasante na dita porção de superfície (212); e - um elemento refletor (150) definindo um plano refletor disposto perpendicular ao dito plano óptico (107), dito elemento refletor (150) sendo disposto entre dita segunda fonte de luz (108) e terceira fonte de luz (109), dito elemento refletor (150) sendo adaptado para refletir dita linha alvo (106) por um ângulo compreendido entre 60° e 120° e em que uma distância mínima entre dito plano refletor e um plano de focalização (121) de dita câmera (105) passando através de dita linha alvo refletida é menor do que uma distância mínima entre uma de ditas primeira fonte de luz (110), segunda fonte de luz (108) e terceira fonte de luz (109) e dito plano de focalização (121).

2. Dispositivo (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dita distância mínima entre dito plano refletor e dito plano de focalização (121) de dita câmera (105) passando através de dita linha alvo refletida (106) é menor do que cada distância mínima entre ditas primeira fonte de luz (110), segunda fonte de luz (108) e terceira fonte de luz (109) e dito plano de focalização.

3. Dispositivo (10) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que dita primeira fonte de luz (110) inclui uma primeira subfonte (113a) e uma segunda subfonte (113b), dita primeira subfonte e dita segunda subfonte sendo dispostas simetricamente com relação a dito plano óptico (107), em que dita primeira subfonte (113a) e dita segunda subfonte (113b) são coplanares e definem um plano (P1) paralelo ao plano de focalização (121).

4. Dispositivo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que dita segunda fonte de luz (108) e dita terceira fonte de luz (109) compreendem, cada, uma única subfonte (111; 112).

5. Dispositivo (10) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que dita primeira fonte de luz (110) inclui uma terceira subfonte (113c) e uma quarta subfonte (113d), dita terceira subfonte e dita quarta subfonte sendo dispostas simetricamente com relação a dito plano óptico (107), e sendo coplanares para definir um plano (P2) paralelo ao plano de focalização (121).

6. Dispositivo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que uma distância entre dita primeira fonte de luz (110) e dito plano de focalização (121) é maior do que uma distância entre dita segunda fonte de luz (108) e dito plano de focalização ou entre dita terceira fonte de luz (109) e dito plano de focalização.

7. Dispositivo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que dita segunda fonte de luz (108) e dita terceira fonte de luz (109) são coplanares e definem um plano (P3) paralelo ao plano de focalização (121).

8. Dispositivo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 7, caracterizado pelo fato de que todas das subfontes (113a, 113b, 113c, 113d; 111; 112) de dita primeira fonte de luz (110), de dita segunda fonte de luz (108) e de dita terceira fonte de luz (109) definem uma direção principal de extensão (114) paralela ao dito plano óptico (107).

9. Dispositivo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que dito plano refletor (150) define uma direção principal de extensão (118) paralela ao dito plano óptico (107).

10. Dispositivo (10) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que um comprimento (L) ao longo da direção principal de extensão (118) de dito plano refletor é maior do que um comprimento (ls) ao longo da direção principal de extensão (114) de dita primeira subfonte (113a), de dita segunda subfonte (113b), de dita terceira subfonte (113c) ou de dita quarta subfonte (113d) de dita primeira fonte de luz (110) ou de dita segunda fonte de luz (108) ou de dita terceira fonte de luz (109).

11. Dispositivo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que dita segunda fonte de luz (108) e dita terceira fonte de luz (109) são dispostas simetricamente com relação a dito plano óptico (107).

12. Dispositivo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende unidades de comando e de controle (140) configuradas para: - ativar seletivamente pelo menos uma dentre dita primeira fonte de luz (110), segunda fonte de luz (108) e terceira fonte de luz (109), - ativar dita câmera (105) para adquirir uma imagem bidimensional respectiva de dita porção de superfície (212) em sincronia com a ativação de dita pelo menos uma dentre dita primeira fonte de luz (110), segunda fonte de luz (108) e terceira fonte de luz (109), e - controlar dito sistema de detecção (104) de modo a adquirir três imagens distintas, cada imagem correspondendo à comutação de ligar uma diferente fonte de luz dentre dita primeira fonte de luz (110), dita segunda fonte de luz (108) e dita terceira fonte de luz (109).

13. Dispositivo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que um ângulo respectivo formado entre dito plano de focalização (121) e qualquer plano passando através de dita linha alvo (106) e qualquer ponto, respectivamente, de dita segunda fonte de luz (108) ou terceira fonte de luz (109) é menor do que ou igual a 60°.

14. Dispositivo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que dita câmera (105) é uma câmera linear e dita porção de superfície (212) é uma porção de superfície linear.

15. Kit para verificação de um pneu (200), o kit caracterizado pelo fato de que compreende: - um dispositivo (10) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 14; e - um elemento de deformação (130) configurado para formar uma porção elasticamente deformada no dito pneu (200) através de contato físico, em que dita superfície deformada pelo menos parcialmente inclui dita porção de superfície (212) do dito pneu (200).