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自動化輪胎檢測與分類

每條輪胎僅需 10 秒即可完成完整的 3D 分析

TireTech、AT Sensors 與 aku.automation 共同開發了一套全自動輪胎檢測系統,僅需十秒即可完成二手輪胎的分類。AT Sensors 提供的三組模組化 2040 型緊湊型雷射輪廓感測器,透過雷射三角測量技術,為每條輪胎擷取完整的 3D 點雲資料——這正是系統運用人工智慧判斷輪胎應進行翻新、回收,或加工成橡膠顆粒的基礎。

為何新一代輪胎分揀需要採取新方法

歐洲各地每年累積約 340 萬噸廢輪胎——僅德國一國,這一數字就高達約 60 萬噸。 並非每條輪胎都需要立即報廢:許多輪胎可以進行翻新並重新上路,而其餘的則最適合加工成橡膠顆粒,用於生產新輪胎。問題在於,傳統上判定哪條輪胎適合哪種用途的過程,向來是緩慢、手動且容易出錯的,平均每條輪胎需耗時兩分鐘。

正是這種低效率,促使 TireTech GmbH 的創辦人兼執行長伯恩哈德·布萊恩(Bernhard Brain)徹底重新思考這個流程。 2019年,布萊恩——一位受過機械工程訓練的專業人士——在目睹加油站處理廢棄輪胎的過程後,便與他的商業夥伴兼共同創辦人卡爾·施陶丁格(Karl Staudinger)共同構思一套全自動輪胎檢測系統。這個最初僅是構想的點子,迅速發展成一項嚴肅的開發計畫,目前已有十人團隊致力於將這項解決方案推向市場。

每條輪胎的完整 3D 分類
10 秒完整分析
無 NRE 費用,無最低訂購量
模組化感測器設計
用於自動分揀的深度學習演算法
由人工智慧驅動的分類

運作原理:10 秒內完成完整的 3D 分類

TireTech 檢測系統透過輸送帶將每條輪胎引導至機器中央,並將其水平定位以進行掃描。隨後,三台來自 AT Sensors 的模組化 C6 2040 緊湊型雷射輪廓測量儀,利用雷射三角測量技術掃描旋轉中的輪胎,僅需十秒即可擷取完整的 3D 點雲資料。

這組點雲資料提供了所有相關輪胎特徵的精確數據:胎紋深度、輪廓、高度、形狀及體積。 系統根據這些數據,將每條輪胎依製造商、尺寸(寬度、扁平比、直徑)、季節(夏季或冬季)、DOT編號、特殊標記(如ContiSeal和ContiSilent),以及原廠配備識別碼(包括AO、MO、TO、NO、AR和MOE)進行分類。最終得出全自動的分類決策——翻新、回收或製成橡膠顆粒。全程無需任何人工干預。

為何選擇 AT Sensors:模組化設計與應用精準度的完美結合

選擇 AT Sensors 作為此應用的解決方案並非偶然。TireTech 的開發人員兼銷售經理 Marcel Staudinger 解釋了這項決策:「我們是經人推薦才接觸到 AT 的感測器,而該產品系列的模組化設計原則立刻給我們留下了深刻印象。 我們能夠像組裝模組化系統一樣,完全根據自身需求來配置感測器——無論是三角測量角度還是所需的雷射功率,都能自行選擇。2040 3D 雷射輪廓感測器寬廣的視野與精準度同樣令人信服。」

這種模組化設計是其關鍵的差異化優勢。正如 AT 資深銷售經理 Armin Jehle 所指出的:「透過模組化 3D 緊湊型感測器,AT 首次克服了三角測量感測器長期以來因解析度、速度及靈活性要求而伴隨的高額 NRE 成本與漫長開發週期等問題。 基於 MCS 概念,AT 能夠針對每種應用提供量身打造的感測器,作為具備量產產品可靠性的獨立解決方案——無需為客製化開發支付額外費用,無最低訂購量限制,且交貨時間不長。」

人工智慧驅動的影像處理:透過數千條輪胎進行訓練的深度學習

由 AT 雷射輪廓測量儀所擷取的 3D 數據,會透過 aku.automation 的影像處理軟體 aku.visionManager® 進行分析。該軟體採用經由數千張輪胎影像訓練而成的 AI 支援深度學習演算法,即使面對現場常見的各類輪胎類型、製造商及標記的廣泛差異,仍能實現可靠的分類。

硬體與軟體的整合相當簡單:憑藉 AT 3D 雷射輪廓感測器的 GenICam 標準介面,aku.visionManager® 只需極少的程式設計工作即可與硬體連接。

「當我們在 2019 年共同打造此系統的首個原型時,選用 AT 的產品是我們唯一的选择。我們合作多年,深知這些感測器的可靠性和耐用性,」aku.automation 的關鍵客戶經理 Christian Merten 解釋道。

該軟體還包含功能齊全的統計模組,讓客戶能透過每日及每月報告監控輪胎檢測的效率,為持續的流程優化提供可靠的依據。

最大的開發挑戰:輪胎變異性與字母數字讀數

開發過程中最具挑戰性的環節之一,便是處理市面上輪胎規格的極大差異。許多製造商將 DOT 編號等資訊標示在輪胎胎壁的不同位置,這使得檢測系統必須具備高度靈活的讀取方式。在系統能夠以所需的細緻程度可靠地識別並分類輪胎之前,建立一個涵蓋所有相關輪胎分類的完整資料庫,是另一項耗時且不可或缺的先決條件。

某些分類決策也直接涉及安全問題。例如,TireTech 的系統能夠檢測輪胎橡膠中是否含有特定黏合劑。若含有此類物質,該輪胎便不得加工成橡膠顆粒——因為黏合劑會干擾切碎刀片,並造成火災風險。要自動且可靠地識別此特性,是人工檢查在大規模作業下根本無法保證的。

結論

迄今為止,TireTech 已在德國和荷蘭交付了多套系統。每套系統皆能協助客戶以永續方式處理廢舊輪胎,消除處理成本,並透過智慧型橡膠材料再利用,顯著降低對環境的影響。

下一階段的開發計畫已進入規劃階段:一款緊湊型、具備人工智慧支援的行動檢測站,專為汽車維修廠和輪胎經銷商等小型企業設計,旨在將相同的分類能力推廣至更廣泛的市場。該系統以 AT Sensors 的模組化感測器概念為技術核心,具備可擴展性,並能隨著市場需求不斷進化。


「我們是經由 AT 推薦才接觸到這些感測器,並立即對該產品系列的模組化設計深感印象深刻。我們能夠像組裝模組化系統一樣,精確地根據自身需求配置感測器,因此例如可以自行設定測角範圍與所需的雷射功率。」
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馬塞爾·施陶丁格
TireTech GmbH,執行長(CEO)

您的福利

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確保品質
輪胎表面的缺陷與不規則處,例如裂痕或氣泡,皆可迅速且精確地辨識出來。
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可靠的測量
可精確測量輪胎胎面與磨損狀況,以確保其符合核准的公差範圍。
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自動化解決方案
透過導入自動化檢測解決方案,可減少人工檢測流程。
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