DE102019217176A1

DE102019217176A1 - Method and device for carrying out an optical quality control of a tire

Info

Publication number: DE102019217176A1
Application number: DE102019217176.1A
Authority: DE
Inventors: Gesa Frerichs; Oliver Kirschning; Eduardo João Moreira; Ana Eduarda Silva
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2019-11-07
Filing date: 2019-11-07
Publication date: 2021-05-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung einer optischen Qualitätskontrolle eines Reifens (2), bei welchem der Reifen (2) in eine Prüfvorrichtung (1) eingebracht und in der Prüfvorrichtung (1) um seine Achse gedreht und mittels eines automatischen optischen Inspektionsverfahrens unter Einsatz optischer Sensoren (12.1, 12.2) im Bereich mindestens einer seiner Oberflächen geprüft wird, wobei der Reifen (2) während der Drehung in der Prüfvorrichtung (2) im Bereich der zu prüfenden mindestens einen Oberfläche gereinigt wird.The invention relates to a method and a device for performing an optical quality control of a tire (2), in which the tire (2) is introduced into a test device (1) and rotated about its axis in the test device (1) and by means of an automatic optical inspection method is tested using optical sensors (12.1, 12.2) in the area of at least one of its surfaces, the tire (2) being cleaned during rotation in the test device (2) in the area of the at least one surface to be tested.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung einer optischen Qualitätskontrolle eines Reifens, etwa im Rahmen der Produktions- und Qualitätsüberwachung, bei welchem der in eine Prüfvorrichtung eingebracht und in der Prüfvorrichtung um seine Achse gedreht und mittels eines automatischen optischen Inspektionsverfahrens unter Einsatz optischer Sensoren im Bereich mindestens einer seiner Oberflächen geprüft wird.The invention relates to a method and a device for performing an optical quality control of a tire, for example in the context of production and quality monitoring, in which the tire is introduced into a test device and rotated around its axis in the test device and by means of an automatic optical inspection method using optical sensors is checked in the area of at least one of its surfaces.

Bei der Herstellung von Fahrzeugreifen, etwa Pkw- oder Lkw-Reifen ist es bislang üblich, die Qualitätskontrolle manuell durch entsprechend geschultes und erfahrenes Personal durchführen zu lassen. Dies ist verhältnismäßig aufwendig und arbeitsintensiv, wobei das Ergebnis der Qualitätskontrolle vom subjektiven Empfinden der jeweiligen Person abhängt und aufgrund fehlender Dokumentation, etwa durch Archivierung von die ermittelten Fehler dokumentierenden Fotos nur schwer nachvollziehbar ist. Diese fehlende Dokumentation erschwert auch die Suche und Eliminierung etwaiger systematischer Fehler im Herstellungsprozess der Reifen, die für bestimmte Fehler ursächlich sind.In the production of vehicle tires, such as car or truck tires, it has been customary to have the quality control carried out manually by appropriately trained and experienced personnel. This is relatively time-consuming and labor-intensive, whereby the result of the quality control depends on the subjective perception of the respective person and is difficult to understand due to a lack of documentation, for example by archiving photos documenting the errors found. This lack of documentation also makes it difficult to find and eliminate any systematic errors in the tire manufacturing process that are the cause of certain errors.

Andererseits sind für eine Vielzahl von Herstellungsprozessen und insbesondere zu deren Qualitätsüberwachung automatische optische Inspektionsverfahren und -systeme (AOI) bekannt, die mittels Bildverarbeitungsverfahren Fehler in der Produktion und anderen Produkten finden und melden können. Diese Verfahren vergleichen Bildaufnahmen des zu überwachenden Produkts, hier Reifen, mit zuvor hinterlegten Referenzaufnahmen und erzeugen bei festgestellten Abweichungen zwischen der Bildaufnahme und der Referenzaufnahme ein Fehlersignal und können auch die entsprechende als Fehler klassifizierte Bildaufnahme auf einem Display zur Anzeige bringen. Es obliegt sodann wiederum einer Person, den Fehler zu inspizieren und über weitere Maßnahmen zu entscheiden.On the other hand, automatic optical inspection methods and systems (AOI) are known for a large number of manufacturing processes and in particular for their quality monitoring, which can find and report errors in production and other products by means of image processing methods. These methods compare image recordings of the product to be monitored, here tires, with previously stored reference recordings and generate an error signal if discrepancies are detected between the image recording and the reference recording and can also display the corresponding image recording classified as an error on a display. It is then again up to a person to inspect the fault and to decide on further measures.

Insbesondere bei der Herstellung von Reifen tritt das Problem auf, dass die Produktionsstätte sowie die Transportmittel, mit denen die Reifen in den unterschiedlichen Produktionsstadien transportiert werden, häufig verschmutzt sind, da insbesondere hohe Staubbelastung anfällt. Reifen werden beispielsweise an entsprechenden Inspektionsarbeitsplätzen manuell/visuell oder mittels Meßmaschinen auf die Einhaltung bestimmter Parameter geprüft, wobei sie zu den Inspektionsarbeitsplätzen häufig mit Förderbändern oder Rollförderern transportiert werden. Wenn ein solcher Reifen am Inspektionsarbeitsplatz eintrifft, ist die Oberfläche des Reifens insoweit häufig mit Staub- oder Schmutzpartikeln kontaminiert, die auf dem Weg entlang des eingesetzten Fördermittels aufgesammelt werden. Während einer visuellen Überprüfung können diese Staub- und Schmutzpartikel fälschlicherweise als Fehler aufgefasst werden, sodass die mit der visuellen Überprüfung betrauten Personen üblicherweise den Reifen manuell reinigen, bevor die Überprüfung beginnt. Bei einer automatisierten optischen Qualitätskontrolle führt die Anhaftungen von Verschmutzungen ebenfalls zu einer fälschlichen Fehlerklassifikation, da die Unterscheidung zwischen tatsächlichen Fehlstellen und lose anhaftenden Schmutz im Rahmen einer automatisierten Vorrichtung nicht getroffen werden kann. Insoweit ist auch bei Einsatz automatisierter optischer Qualitätskontrollen eine visuelle Nachkontrolle durch damit betraute Personen bislang unvermeidlich.In the manufacture of tires, in particular, the problem arises that the production site and the means of transport with which the tires are transported in the different production stages are often soiled, since there is a particularly high level of dust. For example, tires are checked manually / visually or by means of measuring machines for compliance with certain parameters at appropriate inspection workplaces, and they are often transported to the inspection workplaces with conveyor belts or roller conveyors. When such a tire arrives at the inspection workstation, the surface of the tire is often contaminated with dust or dirt particles that are collected on the way along the conveyor used. During a visual inspection, these dust and dirt particles can be mistakenly perceived as errors, so that the persons entrusted with the visual inspection usually clean the tire manually before the inspection begins. In the case of an automated optical quality control, the adherence of soiling also leads to an incorrect error classification, since the distinction between actual defects and loosely adhering dirt cannot be made in the context of an automated device. In this respect, a visual follow-up inspection by persons entrusted with it has so far been unavoidable, even when using automated optical quality controls.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass eine optische Qualitätskontrolle mittels eines automatischen optischen Inspektionsverfahrens auch bei stärkere Verschmutzung der zu untersuchenden Produkte, insbesondere Reifen, zuverlässig und ohne großen Mehraufwand möglich ist.The object of the invention is therefore to develop a method and a device of the type mentioned in such a way that an optical quality control by means of an automatic optical inspection method is possible reliably and without great additional effort even if the products to be examined, in particular tires, are heavily soiled.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß die Ausgestaltung des Verfahrens gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 vorgeschlagen.According to the invention, the embodiment of the method according to the features of the patent claim is used to achieve the object set 1 suggested.

Eine Vorrichtung zur Lösung der gestellten Aufgabe ist Gegenstand des Patentanspruchs 5.A device for solving the problem posed is the subject of claim 5.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Advantageous configurations and developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Die Erfindung schlägt vor, dass der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens in eine Prüfvorrichtung eingesetzte Reifen während der Drehung in der Prüfvorrichtung im Bereich der zu prüfenden mindestens einen Oberfläche gereinigt wird, sodass etwaige anhaftende Verschmutzungen zuverlässig entfernt werden und die Ergebnisse des automatischen optischen Inspektionsverfahrens unter Einsatz optischer Sensoren nicht mehr verfälschen können.The invention proposes that the tire inserted into a test device as part of the method according to the invention is cleaned during the rotation in the test device in the area of the at least one surface to be tested, so that any adhering dirt is reliably removed and the results of the automatic optical inspection method are used optical sensors can no longer falsify.

Da erfindungsgemäß die Reinigung des Reifens in der Prüfvorrichtung selbst erfolgt, bleibt der zusätzliche Handhabungsaufwand auf ein Minimum begrenzt, sodass insbesondere auch einer unerwünscht großen Verlängerung der Prüfdauer entgegengewirkt wird.Since, according to the invention, the tire is cleaned in the test device itself, the additional handling effort remains limited to a minimum, so that in particular an undesirably long extension of the test duration is counteracted.

Der Reifen kann nach einem Vorschlag der Erfindung mittels Bürsten, die an die zu prüfende mindestens eine Oberfläche des Reifens angelegt werden und/oder mittels Druckluft aus entsprechenden auf die zu prüfende mindestens eine Oberfläche des Reifens gerichteten Düsen gereinigt werden.The tire can according to a proposal of the invention by means of brushes, which are applied to the at least one surface of the tire to be tested and / or by means of compressed air from appropriate the nozzles directed at at least one surface of the tire to be tested are cleaned.

Darüber hinaus ist vorgesehen, dass der Reifen im Bereich mindestens einer Seitenwand, gegebenenfalls auch im Bereich beider Seitenwände und/oder im Bereich der Lauffläche gereinigt und geprüft wird, was weiter bevorzugt in einer einzigen Aufspannung in der Prüfvorrichtung erfolgen kann.In addition, it is provided that the tire is cleaned and tested in the area of at least one side wall, possibly also in the area of both side walls and / or in the area of the tread, which can further preferably take place in a single setting in the test device.

Nach einem Vorschlag der Erfindung kann der Reifen nach Einbringen in die Prüfvorrichtung zunächst z.B. um mindestens 360° gedreht und dabei gereinigt werden, bevor die eigentliche optische Qualitätskontrolle unter Einsatz des automatischen optischen Inspektionsverfahrens und der optischen Sensoren initiiert wird.According to a proposal of the invention, the tire can first be rotated, for example, by at least 360 ° after being introduced into the test device, and cleaned in the process, before the actual optical quality control is initiated using the automatic optical inspection method and the optical sensors.

Alternativ kann jedoch die Reinigung auch zeitgleich während einer Drehung des Reifens um 360° durchgeführt werden, sodass der Reifen während dieser Drehung um 360° gereinigt und sogleich auch geprüft wird, wodurch keine zusätzliche Reinigungszeit benötigt wird.Alternatively, however, the cleaning can also be carried out at the same time during a rotation of the tire through 360 °, so that the tire is cleaned during this rotation through 360 ° and also checked at the same time, so that no additional cleaning time is required.

Die im Rahmen der Erfindung vorgeschlagene Vorrichtung zur Durchführung der optischen Qualitätskontrolle eines Reifens umfasst eine Prüfvorrichtung mit drehbar antreibbaren Spannmitteln für den Reifen, mittels derer der Reifen spannbar und um seine Achse drehbar ist und eine automatische optische Inspektionseinrichtung mit mindestens einem optischen Sensor zur Prüfung mindestens einer Oberfläche des Reifens, wobei darüber hinaus eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen der zu prüfenden mindestens einen Oberfläche des Reifens vor und/oder während der Prüfung vorgesehen ist.The device proposed in the context of the invention for performing the optical quality control of a tire comprises a test device with rotatably drivable tensioning means for the tire, by means of which the tire can be tensioned and rotated about its axis, and an automatic optical inspection device with at least one optical sensor for testing at least one Surface of the tire, a cleaning device also being provided for cleaning the at least one surface of the tire to be tested before and / or during the test.

Die Reinigungsvorrichtung kann nach einem Vorschlag der Erfindung mindestens eine an die mindestens eine Oberfläche des Reifens anlegbar Bürste und/oder mindestens eine auf die zu prüfende Oberfläche gerichtete Druckluftdüse umfassen.According to a proposal of the invention, the cleaning device can comprise at least one brush that can be placed against the at least one surface of the tire and / or at least one compressed air nozzle directed at the surface to be tested.

Der mindestens eine optische Sensor und die Reinigungsvorrichtung sind nach weiteren Vorschlag der Erfindung mindestens einer Seitenwand und/oder der Lauffläche des Reifens zugewandt, sodass mindestens eine oder beide Seitenwände und/oder die Lauffläche des Reifens in der erfindungsgemäßen Vorrichtung gereinigt und unmittelbar optisch geprüft werden kann.According to a further proposal of the invention, the at least one optical sensor and the cleaning device face at least one side wall and / or the tread of the tire so that at least one or both side walls and / or the tread of the tire can be cleaned and visually checked immediately in the device according to the invention .

Die Spannmittel zum Aufspannen und drehendes Reifens in der Prüfvorrichtung können beispielsweise von Spannwalzen gebildet sein, die mithilfe einer Verstelleinrichtung in ihrem Abstand zueinander einstellbar sind, um den Reifen innenseitig einzuspannen, wobei weiterhin mindestens eine der Spannwalzen mit einem Drehantrieb versehen ist, um diese in Rotation zu versetzen und entsprechend auch den gespannten Reifen mitzudrehen.The tensioning means for tensioning and rotating the tire in the test device can be formed, for example, by tensioning rollers, which can be adjusted in their distance from one another with the aid of an adjusting device in order to tension the tire on the inside, at least one of the tensioning rollers also being provided with a rotary drive to make it rotate to move and to turn the tensioned tire accordingly.

Weitere Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines schematisch Ausführungsbeispiel Zeichnung erläutert. Es zeigen:

1 die Seitenansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;
2 die um 90° gedrehte Ansicht auf die Vorrichtung gemäß 1.

Further refinements and details of the invention are explained below with the aid of a schematic exemplary embodiment drawing. Show it:

1 the side view of a device according to the invention;
2 the 90 ° rotated view of the device according to 1 .

Aus den Figuren ist in einer stark vereinfachten schematisierten Darstellung eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende erfindungsgemäße Vorrichtung ersichtlich, die als Prüfvorrichtung 1 der optischen Qualitätskontrolle eines Reifens 2, beispielsweise eines Pkw- oder Lkw-Reifens dient.A device according to the invention operating according to the method according to the invention can be seen from the figures in a greatly simplified schematic representation, which is used as a test device 1 the optical quality control of a tire 2 , for example a car or truck tire.

Der Reifen 2 ist in nicht näher dargestellter Weise zuvor aus einer Bevorratungs- oder Produktionseinrichtung beispielsweise über einen Rollförderer an die Prüfvorrichtung 1 in auf der Seitenwand 20 liegender Ausrichtung angeliefert worden, die insoweit erfahrungsgemäß einer besonders starken Verschmutzung unterliegt.The mature 2 is in a manner not shown beforehand from a storage or production facility, for example via a roller conveyor, to the test device 1 in on the side wall 20th has been delivered in a horizontal orientation, which experience has shown is subject to particularly heavy soiling.

Mittels geeigneter, hier nicht dargestellter Handhabungseinrichtungen ist der Reifen sodann in die in den Figuren dargestellte aufgerichtete Ausrichtung überführt worden und in der Prüfeinrichtung 1 innenseitig von hier vier entsprechend zueinander verstellbaren Spannwalzen 10 eingespannt und insoweit in die Prüfeinrichtung 1 eingebracht worden. Mindestens eine der Spannwalzen 10 verfügt überdies über einen motorischen Drehantrieb, um den Reifen gemäß Pfeil D in 1 in Rotation zu versetzen.By means of suitable handling devices, not shown here, the tire is then transferred into the upright orientation shown in the figures and in the test device 1 on the inside of here four tension rollers that can be adjusted accordingly to one another 10 clamped and insofar in the test facility 1 has been introduced. At least one of the tension rollers 10 also has a motorized rotary drive to turn the tire according to arrow D in 1 put in rotation.

Die optische Qualitätskontrolle wird in an sich bekannter Weise mittels eines automatischen optischen Inspektionsverfahrens (AOI) unter Einsatz optischer Sensoren, hier als Kameras 12.1 und 12.2 realisiert, durchgeführt, indem die von den Kameras 12.1, 12.2 aufgenommenen Bilddaten des Reifens 2 während seiner Drehung gemäß Pfeil D mit zuvor hinterlegten Referenzbildern verglichen werden und bei detektierten Abweichungen ein entsprechendes Fehlersignal ausgegeben wird. Die Kamera 12.1 ist dabei auf die Lauffläche 21 des Reifens 2 und die Kamera 12.2 auf die Seitenwand 20 des Reifens 2 gerichtet, sodass sowohl diese Seitenwand 20 als auch die Lauffläche 21 einer entsprechenden optischen Qualitätskontrolle unterzogen werden.The optical quality control is carried out in a manner known per se by means of an automatic optical inspection method (AOI) using optical sensors, here as cameras 12.1 and 12.2 realized, done by that of the cameras 12.1 , 12.2 recorded image data of the tire 2 can be compared with previously stored reference images during its rotation according to arrow D and a corresponding error signal is output if discrepancies are detected. The camera 12.1 is doing it on the tread 21st of the tire 2 and the camera 12.2 on the side wall 20th of the tire 2 directed so that both this side wall 20th as well as the tread 21st be subjected to an appropriate optical quality control.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die der Seitenwand 20 gegenüberliegende Seitenwand ebenfalls mittels einer entsprechend weiteren Kamera in die Qualitätskontrolle einzubeziehen oder auch nur einzelne Flächen 20, 21 des Reifens 2 zu kontrollieren.Of course, it is also possible that the side wall 20th the opposite side wall can also be included in the quality control by means of a correspondingly additional camera, or only individual areas 20th , 21st of the tire 2 to control.

Da, wie bereits erwähnt, die zu kontrollierende Seitenwand 20 während des Transports des Reifens zur Prüfvorrichtung 1 als Auflagefläche gedient hat und dementsprechend stark verschmutzt ist, gestaltet sich die optische Kontrolle mittels eines AOI-Systems schwierig, da die Verschmutzungen leicht zu einer fehlerauslösenden Abweichung vom Referenzbild führen, obwohl tatsächlich gar kein Fehler vorliegt.There, as already mentioned, the side wall to be checked 20th during transport of the tire to the testing device 1 has served as a support surface and is accordingly heavily soiled, the optical control by means of an AOI system is difficult, since the soiling can easily lead to an error-causing deviation from the reference image, even though there is actually no error at all.

Um diesem Problem zu begegnen, ist an der zu prüfenden Seitenwand 20 eine an die Oberfläche derselben anlegbare Reinigungsvorrichtung in Gestalt einer rotierenden Bürste 11 vorgesehen, die zu Beginn der einsetzenden Drehbewegung gemäß Pfeil D des Reifens 2 an die Seitenwand 20 des Reifens angelegt wird und diese von den anhaftenden Verschmutzungen befreit. Die optische Qualitätskontrolle mittels der Kamera 12.2 verläuft von daher ohne Verfälschung durch etwaige Verschmutzung des Reifens 2.To counter this problem is on the side wall to be tested 20th a cleaning device in the form of a rotating brush that can be placed on the surface thereof 11 provided at the beginning of the turning movement according to arrow D of the tire 2 on the side wall 20th of the tire is applied and freed from the stubborn dirt. Optical quality control using the camera 12.2 therefore runs without adulteration due to any soiling of the tire 2 .

Es kann vorgesehen sein, den Reifen 2 zunächst in Pfeilrichtung D unter Einsatz der Reinigungsvorrichtung 11 drehen zu lassen, etwa um mindestens 360°, bevor Bilddaten durch die Kamera 12.2 erstellt und mit den Referenzdaten verglichen werden, oder aber die Reinigung mittels der Reinigungsvorrichtung 11 und die Aufnahme der Bilddaten mittels der Kamera 12.2 setzen gleichzeitig oder kurz hintereinander ein, sobald der Reifen 2 dreht, um die Prüfdauer weiter zu verkürzen.Provision can be made for the tire 2 first in the direction of arrow D using the cleaning device 11 Rotate about at least 360 ° before image data is passed through the camera 12.2 created and compared with the reference data, or the cleaning by means of the cleaning device 11 and the recording of the image data by means of the camera 12.2 set in at the same time or in quick succession as soon as the tire hits 2 rotates to further shorten the test duration.

Selbstverständlich können auch im Bereich der Lauffläche 21 und/oder im Bereich weiterer zu prüfender Oberflächen des Reifens entsprechende Reinigungsvorrichtungen 11 vorgesehen werden.Of course, you can also do this in the area of the tread 21st and / or corresponding cleaning devices in the area of other surfaces of the tire to be tested 11 are provided.

Anstelle von rotierenden Bürsten kann die Reinigungsvorrichtung 11 auch Druckluftdüsen und dergleichen umfassen.Instead of rotating brushes, the cleaning device 11 also include compressed air nozzles and the like.

Es versteht sich, dass die vorangehend erläuterte Vorrichtung und das Verfahren nicht auf die Prüfung von Reifen beschränkt sind, sondern auf jedwede andere Herstellung von Gummibauteilen angewendet werden können, die einen visuellen Inspektionsprozess durchlaufen.It goes without saying that the device and the method explained above are not restricted to the testing of tires, but can be applied to any other production of rubber components that go through a visual inspection process.

Claims

Method for performing an optical quality control of a tire (2), in which the tire (2) is introduced into a test device (1) and rotated about its axis in the test device (1) and is carried out by means of an automatic optical inspection method using optical sensors (12.1, 12.2) is tested in the area of at least one of its surfaces, the tire (2) being cleaned during the rotation in the test device (2) in the area of the at least one surface to be tested.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that the tire (2) is cleaned by means of brushes and / or by means of compressed air.

Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the tire (2) is cleaned and checked in the area of at least one side wall (20) and / or in the area of the tread (21).

Method according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the tire (2) is first rotated by at least 360 ° and cleaned and then checked or is cleaned and checked at the same time during a rotation of 360 °.

Device for performing an optical quality control of a tire (2), comprising a test device (1) with rotatably drivable clamping means for the tire (2), by means of which the tire (2) can be clamped and rotated about its axis and an automatic optical inspection device with at least an optical sensor (12.1, 12.2) for testing at least one surface of the tire and with a cleaning device (11) for cleaning the at least one surface of the tire (2) to be tested before and / or during the test.

Device according to Claim 5 , characterized in that the cleaning device (11) comprises at least one brush and / or compressed air nozzle.

Device according to Claim 5 or 6th , characterized in that the at least one optical sensor (12.1, 12.2) and the cleaning device (11) face at least one side wall (20) and / or the tread (21) of the tire (2).

Device according to one of the Claims 5 to 7th , characterized in that the tensioning means are formed by tensioning rollers (10).