Устройство для контроля автомобильных и авиационных шин без разрушения образца

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ И АВИАЦИОННЫХ ШИН БЕЗ РАЗРУШЕНИЯ ОБРАЗЦА, содержащее станину с опорной плитой, в которой выполнено отверстие, источник когерентного светового излзгчения с устройством деления и отклонения лучей, оборудование для визуального наблкздения, выпуклое зеркало, коаксиально установленное на держателе относительно центра площадки для установки контролируемой шины, и регистрирующий слой, размещенный в отверстии опорной плиты под зеркалом , отличающееся тем, , с целью повышения производительности за счет ускорения и упрощения контроля шии, зеркало закреплено на снимаемом держателе над площадкой для установки шины под защитным колпаком, станина снабжена направлякнцими , держатель выполнен с ползунами и установлен на направляющих станины с возможностью относительного перемещения вдоль вертикалькой оси устройства посредством подъемного механизма, а площадка снабжена платформами для перемещения контролируемых шин. 2.Устройство по п. I, отличающееся тем, что платформы ,для перемещения контролируемых шин выполнены в виде тележек, снабженных сменными подкладками под шину. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что тележки установлены на рельсах. 4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что держатель для зеркала установлен на площадке на трех ногах с конусообразно заостренными концами, из которых один О) входит в воронкообразное углубление, выполненное на поверхности площадки , другой - в канавку, также выполненную на поверхности площадки и ог иентированную по воронкообразному углублению, а третий установлен на плитке, размещенной на площадке. 5.Устройство по п. 1, отлиСХ ) чающееся тем, что регистри-. 00 О5 рующий слой выполнен в виде термопластиковой пленки. -J 6.Устройство по п. 1, отли4;% чающееся тем, что в качестве .оборудования, для визуальног.о наблюдения используется телевизионная камера, установленная под регистрирующим слоем под острым углом относительно оптической оси устройства с возможностью вращения относительно этой оси.

СОIОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ПАТЕНТ,Ф (21) 2614698/27-11 (22) !0.05.78 (3i) P 2721215.3-52 (32) 1!.05.77 (33) ФРГ (46) 23.04.84. Бюл. М 15 (72) Ханс Роттенкольбер (ФРГ) (7I) Опто Продукте АГ (Швейцария) (53) 629.113.012.5(088.8) (56) 1. Патент США !! 3976380, кл. 356-109, 1976 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

АВТОИОБИЛЬНЫХ И АВИАЦИОННЫХ ШИН БЕЗ

РАЗРУШЕНИЯ ОБРАЗЦА, содержащее станину с опорной плитой, в которой выполнено отверстие, источник когерентного светового излучения с устройством деления и отклонения лучей, оборудование для визуального наблюдения, выпуклое зеркало, коаксиально установленное на держателе относительно центра площадки для установки контролируемой шины, и регистрирующий слой, размещенный в отверстии опорной плиты под зеркалом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, Что, с целью повышения производительности за счет ускорения и упрощения контроля шин, зеркало закреплено на снимаемом держателе над площадкой для установки шины под защитным колпаком, станина снабжена направляющими, держатель выполнен с ползунами и установлен на направляющих станины с возможностью отно» сительного перемещения вдоль верти„„SU„„1088674 А ()С 01 И 17/02 С Al В 9/02 кальной оси устройства посредством подъемного механизма, а площадка снабжена платформами для перемещения контролируемых шин.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что платформы для перемещения контролируемых шин выполнены в виде тележек, снабженных сменными подкладками под шину.

3. Устройство по п. 1, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что тележки установлены на рельсах.

4. Устройство по п. 1, о т л и.— ч а ю щ е е с я тем, что держатель для зеркала установлен на площадке на трех ногах с конусообразно за- Q остренными концами, из которых один входит в воронкообразное углубление, выполненное на поверхности площадки, другой — в канавку, также выполненную на поверхности площадки и

Вй ориентированную по воронкообразному углублению, а третий установлен на : >, плитке, размещенной на площадке.

5, Устройство по п. 1, о т л и —, ч а ю щ е е с я тем, что регистрирующий слой выполнен в виде термопластиковой пленки. «Ь

6. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в качестве 41ь оборудования для визуального наблюдения используется телевизионная камера, установленная под регистрирующим слоем под острым углом относительно оптической оси устройства с воэможностью вращения относительно этой оси.

10886

20

Однако в известном устройстве процесс контроля шин проходит медленно и сложнр. 1

Изобретение относится к оборудованию для .проведения. контроля автомобильных и авиационных шин и в частности к оборудованию для проведения неразрушающего контроля шии с помощью оптических средств.

Известно устройство для контроля автомобильных и авиационы х шии без разрушения образца, содержащее станину с опорной плитой, в которой выполнено отверстие, источник когерентного светового излучения с устройством деления и отклонения лучей, оборудование для визуального наблюдения, выпуклое зеркало, коак.сиально установленное на держателе относительно центра площадки для установки контролируемой. шины, ш регистрирующий слой, размещенный в от" верстии опорной плиты под зеркалом 1.1 3.

Такие устройства служат для неразрушающего контроля шни ша дефекты, которые в больщннстве случаев видимы на поверхности шины. «ак возвышения. рц высотой лишь в несколько микрон, в том случае, когда атмосферное давление окружающей среды снижается по отношению к давлению в заключенннх в шины газовых пузырьках или же когда давление. в этих пузырьках увеличивается по отношению.к давлению окружающей среды, Эти дефекты представляют собой отслаивания со внут" ренией структурй вины, выэванные по35 сторонними. включениями в виде газов, жидкостей и других нли отделением армироваиия шины. Сдвиги поверхности, происходящие прн расширении шины во время изменения давления, вызывают 4 . фигуры интерферепции на регистрирующем слое в том случае, когда голограмма первоначального состояния awны суперпозирована голограммой после изменения давления. При данной голо, графической компоновке ннтерферент" ные линии, которые получены в результате общего расширения шины, подавляется, так что остаются видимыми только такие линии, которые возникают вследствие вспучивания поверхности шинн газовыми пузырьками в указанных дефектных местах и которые,как правило, проявляются в виде .;ко центричи х кругов или эллипсов.

1 Ы

74 2

Цель изобретения — повышение производительности эа счет ускорения и упрощения контроля шин.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для контроля автомобильных и авиационных шин без разрушения образца, содержащем станину с бпорной плитой, в которой выполнено отверстие, источник когерентного светового излучения с устройством деления и отклонения лучей, оборудование пля визуального наблюдения, выпуклое зеркало, коаксиально установленное на держателе относительно центра площадки для установки контролируемой шины, и регистрирующий слой, размещенный в отверстии опорной плиты под зеркалом, зеркало закреплено на снимаемом держателе над площадкой для установки шины под защитным колпаком, станина снабжена направляющими, держатель выполнен с полэунами и установлен на направляющих станины с воэможностью.относительного перемещения вдоль вертикальной оси устройства. посредством подъемного механизма, а площадка снабжена платформами для перемещения контролируемых шин.

Кроме того, платформы для перемещения контролируемых шин выполнены в виде тележек, снабженных сменными подкладками под шину.

При этом тележки установлены на рельсах.

Держатель дпя зеркала установлен на площадке на трех ногах с конусообразно заостренными концами, иэ которых один входит в воронкообразное углубление, выполненное íà поверхности площадки, другой — в канавку, также выполненную на поверхности площадки и ориентированную по воронкообразному углублению, а третий установлен на плитке, размещенной на площадке.

Кроме того, регистрирующий слой выполнен в виде термопластиковой пленки.

В качестве оборудования для визуального наблюдения используется телевизионная камера, установленная под регистрирующим слоем под острым углом относительно оптической оси устройства с возможностью вращения относительно этой оси..На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2—

1088674

3 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3— другой вариант исполнения.предлагаемого устройства, сечение; на фиг.4— то же, вид сверху; на фиг. 5 — схематическое иэображение держателя ныпуклого зеркала в устройстве по фиг. 3.

Базовая часть l устройства для контроля шин содержит тяжелое горизонтальное стоящее на ножках основание 2, над которым помещена ка амортизаторах 3 вторая тяжелая,горизонтальная плита 4, которая служит базой для собственно устройства.

Эта вторая плита несет кожух 5, в

l5 котором помещены оптические элементы переключения. Над кожухом 5 помещена площадка 6 с рельсами 7 для тележек 8 конвейера 9 для шин. Площадка 6 имеет вне пространства для конт20 ролируемой шины четыре воронкообразных углубления 10 в которые входят конусообразные концы ножек )1 держа-. теля 12 для выпуклого зеркала 13, закрепленного на держателе )2 с

25 помощью юстируемого рычажного механизма 14 соосно с контролируемой шиной 1.5.

Вокруг всего узла, состоящего из площадки 6, тележки 8, контроли" руемой шины )5, выпуклого зеркала 13

30 и элементов eFo подвески установлен цилиндрический колпак !6, который покоится на кольцеобраэной надставке плиты 4 и охватывает с ней прост- . ранство с воэможностью эвакуирования. ЗКолпак )6 может быть опущен и поднят гидравлическим устройством 17 чтобы обеспечить транспорт контролируемых шии 15 с помощью тележек 8.

Колпак !6 эвакуируется для проведе- ния контроля шин. На верхней части

18 колпака помещен держатель 12 для ,выпуклого зеркала 13 с возможностью передвижения в вертикальном направ. лении, например, с помощью кабеля 19. "

При поднятии колпака 16 поднимается также держатель 12 с его ножками )1 . и подвинченкое к нему конусообразное зеркало,!3, как показано на фиг. 2

f г ъ штриховыми линиями, чтобы дать возможность для движения тележек 8. Когда колпак 16 опускается после подачи контролируемой шины 15 ножки 11 входят своими конусообразными нако " кечкиками в воронкообразные углубления )О, причем конусообразное зеркало 13 фиксируется в оптической система устройства.

Транспортирование контролируемой шины 15 производится на укрепленном на подставках 20 конвейера 21, который содержит рельсы 7, на высоте площадки 6. Контролируемые шины 15 покоятся на тележках 8 н ваннах 22 или 23 ка подкладках иэ песка нли металлических стружек. Этн ванны имеют соответственно желаемому наблюдению внутренней поверхности шины или бортовых зон большую или меньшую высоту. У ванн 23 (фиг. 2) зеркало 13 находится после закрытия колпака !6 внутри контролируемой шины 15. Это положение конусообразного зеркала делает возможным наблюдение внутренней эоны шин. У ванн 22 (фиг. 1) контролируемая шина лежит ниже зеркала 13. Это положение делает возможным наблюдать бортовые эоны шины.

Внизу плиты 4 подвешен на амортизаторах 24 н качестве когерентного источника света лазер 25. Исходящий иэ него световой луч проходит через отверстие в плите 4 и в кожухе 5 но-внутрь его и разделяется там на опорный 26 и предметный 27 лучи.

Это происходит с помощью раздели« тельного куба 28. Опорный луч после прохода через фотозатвор 29 расширяется с помощью расширяющего оптического устройства 30 и затем направляется посредством зеркал, кото" рые изменяют его путь, на регистрирующий слой 3) — термопластичную пленку. Предметный луч после изменения направления и расширения в расширительном оптическом устройстве 32 направляется на выпуклое sepкало 33, откуда отражается через зеркало )3 на внутреннюю поверхность контролируемой шины 15. Предметный луч 27, который отражается обратно и диффузно от этой поверхности на зеркало 13, направляется этим зеркалом на регистрирующую пленку 31 на которой он сониестно с опорным лучом 26 образует голограм1 му, снимаемую теленизионной камерой 34 и передаваемую от этой камеры к монитору (не показан). Зеркало 33 установлено при этом нне светового конуса,, отражающегося конусообразным зеркалом, диффуэно отражаемого предметного луча 27.

Если нужно рассматривать борта покрышки и соседние боковые участки шины !5, шина устанавливается при

10886

S помощи ванны 22 с низкими краями внизу от зеркала 13 и соосно с ним.

Предметный луч 27 тогда направлен при неизменной оптической системе на наружную поверхность верхнего борта 35 шины и соседних боковых участков шины 15, на внутреннюю поверхность нижнего борта 36 и соседних боковых участков шины. Воспроизведение интерферентной голограмма и по- 10 давление интерферентных изображений, получаемых вследствие обычного расширения шины, такие-же, как при рассмотрении внутренней поверхности протектора контролируемой шины. f5

Регистрирующий слой 31 исполняется преимущественно как термопластичная пленка с возможностью сенси" билизации электростатическим зарядом.

Голограмма рассмотренных поверхностей шины может быть получена иа пленке экспозицией с помощью предметных и опорных лучей с последовательным нагреванием.и охлаждением.

Внизу от регистрирующего слоя 31 25 установлена телевизионная камера 34 для рассмотрения голограмм. Эта камера соединена с монитором (не показан). С целью рассмотрения изображения на экране телевизора по секциям и затем. увеличенным на экране монитора, телевизионная камера 34 установлена под углом по. отношению к . оптической оси предметного луча 27, и кроме ТОГО ° с возможностью враще 35 ния относительно этой оси. Вместо этого плоская призма может быть установлена с возможностью вращения перед жестко монтированной телевизионной камерой.

Контролируемые шины подвозятся на тележках 8 на конвейере. Им дают время для компенсации изменения формы, которые они получили во время погрузки, с помощью эффекта обратной ползучести, так что не возникает каких-либо мешающих испытанию движений. Для той же цели шины лежат в ваннах 22 и 23 на подкладках из песка или металлических стружек, которые .образуют равномерную опору, исключающую всякое ползучее движение, Шины направляются в устройство так чтобы они лежали соосно с оптиЭ

5S ческой осью зеркала 13. Затем колпак 16 опускается, и имеет место первая экспозиция уже сенсибилизированной термопластичной пленки 3).

74 6

После того, как пространство под колпаком 16 подверглось эвакуированию, проводится вторая экспозиция той же самой пленки. После этого пленка проявляется подогреванием и может быть рассмотрена телевизионной камерой. На пленке получается фазная голограмма, которая представляет кольцообразное изображение внутренней поверхности протектора или бортов и боковых поверхностей.

Телевизионная камера 34, вращаясь, дает кольцоабразное изображение.

Иэображение выявляется затем в развернутом виде на экране монитора.

При этом рассмотрении с помощью телевизионной камеры предметный луч отфильтровывается,, а опорный луч, в отношении предметного луча смягченный в своей интенсивности во время съемки фильтром, полностью используется для экспозиции голограммы, Для рассмотрения внутренней поверхности.протектора контролируемой шины 15 (фиг. 2) применяется ван-: на 23 с более высокими краями, так что конусообразное зеркало !3 после опускания колпака оказывается внутри вины и предметный луч 27 отражается зеркалом 13 равномерно на внутреннкно поверхность протектора контролируемой шины. Для рассмотрения бортовых и боковых участков шины 15 шину кладук на низкую ванну 22. При этом зеркало 13 находится при опускании колпака 16 над шиной и отраженный световой конус-предметного луча 27 падает сверху под углом иа бортовые и боковые участки шины.

Оттуда диффузно отражаемые .лучи 27, которые в основном падают обратно на зеркало 13 под тем же самым углом, вызывают иа регистрирующем слое суперпозированную голограмму. Оптическая схема устройства остается при этом рассмотрении бортовых и . боковых участков шины по отношению к наблюдению внутренней поверхности протектора шины той же самой с исключением позиции контролируемой шины относительно ее высоты.

Дпя перехода от одного рода рас" смотрения на другой нужно только обменять одну ванну 22 иа другую ванну 23, что без трудностей может иметь место при обмене шин, причем все равно требуется некоторое время для покоя шины. Для полного конт-

088674 8

10

Для сопоставления дефектных мест, показанных иа экране монитора, и дефектных мест на шине 15 площадка, на которой лежит шина, имеет градуировку. Положение телевизионной камеры 34 вводится соответственно этой градуировке в монитор в цифровом виде, что делает возможным определять радиальное положение дефектных мест. Положение дефектного места относительно его высоты может быть найдено с помощью сменного шаблона, соответствующего типу шины и несущему зоновую рубрикацню и горизонтально передвижного над экраном монитора. Положение телевизионной, камеры или поворотной призмы может быть измерено с помощью ротационного резистора с возможностью взаимного

7 1 роля шины лишь достаточно пропустить шину два раза через контрольное устройство, которое остается без каких-либо изменений. Для получения полного изображения контролируемого участка шины, нужного для ее оценки, достаточно, провести рассмотрение под углами падения и отражения предметного луча относи-.. тельно шины, результирующими для бортовых и боковых участков, причем интерферентные фигуры, которые результируют иэ обычного расширения шивы, подавляются и искажения иэображения в радиальном направлении малы °

При рассмотрении полученной голограммы посредством телевизионной камеры 34, скорость вращения которой соответствует способности человеческого глаза к наблкдению, производятся манипуляции для сиены контролируемой шины: колпак 16 поднимается вверх, контролируемая шина 15 выдвигается, следующая шина вдвигается в устройство и колпак 16 опять опускается. В это время заканчивается рассмотрение голограмма предшествующей шины, так что новый отрезок пленки может быть транспортирован в положение 31 и сенсибилизирован. После этого может быть проведена следующая экспозиция, для чего предметный луч может быть направлен и опорный луч может быть смягчен в отношении интенсивности.

5S трогания оси вращения камеры, причем параметр, показывающий поворот этой оси, может быть преобразован из аналоговой формы в цифровую и введен в монитор, Другой пример исполнения предлагаемого устройства для контроля шин показан на фиг. 3 и 4. Оптическая система, заключенная в кожух, та же что и у устройства на фиг. 1 и 2.

Контролируемая шина 15 лежит в ванне 22 и на тележке 8 перед устройством. Контролируемая шина, находящаяся в устройстве, показана в двух положениях 37 и 38 рассмотрения.

В положении 38 шина находится на тележке 8 в высокой ванне 23.

Зеркапо 13 размещено на, держа: теле 39 (фиг. 5 } с тремя ножками 40, который подвешен с возможностью передвижения на верхней стороне колпака 16. Для получения статически определенной подвески зеркала 13 у ножек 40 предусмотрены точки фиксации относительно площадки 6 ш конусообразной выемке 41, канавке 42, ориентированной на зто конусообразное углубление, н на плитке 43.

Для поднятия и опускания колпака предусмотрены гидроцилнндры 44.

Штанги гидроцилиндров имеют рычаги

46 и 47 с возможностью передвижения на направляющих 45. Рычаги шарнирно соединены с колпаком 16 шарнирами

48 и 49.

Использование изобретения позволяет производить контроль шин полностью автоматизированным способом, причем открывание и закрывание колпака, транспорт, сенсибилизация и экспозиция пленки и по ступеням регулируемое эвакуирование колпака могут быть осуществлены одной единственной операцией. Так как рассмОтрение изображения поверхностей шин может происходить во время смены шин и поднятия и опускания коллака, могут быть достигнуты очень короткие интервалы такта на контролируемую шину.

Так как все устройство и в особенности лазер подвешены на виброгаснтельных элементах н все уст».. ройство построено тяжеловесно, возможно проводить работу синхронно с производством шин.

J 088674

l 88S674!

088674

ФжУ

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4