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轮胎自动检测与分拣

每条轮胎仅需10秒即可完成全3D分析

TireTech、AT Sensors 和 aku.automation 联合开发了一套全自动轮胎检测系统,仅需十秒即可对废旧轮胎进行分类。该系统采用三台 AT Sensors 生产的 2040 型紧凑型模块化激光轮廓传感器,通过激光三角测量技术采集每条轮胎的完整 3D 点云数据——这正是系统借助人工智能判断轮胎应进行翻新、回收还是加工成颗粒料的基础。

为何新一代轮胎分拣需要采取新方法

欧洲每年积存的废旧轮胎约达340万吨——仅德国一国,这一数字就约为60万吨。 并非所有轮胎都需要立即报废:许多轮胎可以翻新后重新上路,而其余的则最好加工成颗粒料用于生产新轮胎。问题在于,传统上,确定哪条轮胎适合哪种用途是一个缓慢、人工且容易出错的过程,平均每条轮胎需要花费两分钟。

正是这种低效,促使TireTech GmbH的创始人兼首席执行官伯恩哈德·布莱恩(Bernhard Brain)彻底重新思考这一流程。 2019年,布莱恩——一位受过专业训练的机械工程师——在目睹加油站处理废旧轮胎的情景后,便与他的商业伙伴兼联合创始人卡尔·施陶丁格(Karl Staudinger)共同构想了一套全自动轮胎检测系统的蓝图。这个最初的构想很快发展成为一个严肃的研发项目,目前一支十人团队正致力于将该解决方案推向市场。

每条轮胎的完整3D分类
10秒全面分析
无需新产品开发费,无最低订购量要求
模块化传感器设计
用于自动分拣的深度学习算法
基于人工智能的分类

工作原理:10秒内完成全3D分类

TireTech检测系统通过传送带将每条轮胎输送至设备中心,在那里轮胎会被水平定位以便进行扫描。随后,三台来自AT Sensors的模块化C6 2040紧凑型激光轮廓仪利用激光三角测量技术对旋转中的轮胎进行扫描,仅需十秒即可捕获完整的3D点云数据。

该点云数据提供了所有相关轮胎特征的精确数据:胎面花纹深度、轮廓、高度、形状和体积。 基于这些数据,系统会根据制造商、尺寸(宽度、扁平比、直径)、季节(夏季或冬季)、DOT编号、特殊标记(如ContiSeal和ContiSilent)以及原始设备标识符(包括AO、MO、TO、NO、AR和MOE)对每条轮胎进行分类。最终得出完全自动化的分拣决策——翻新、回收或制成颗粒料。整个过程无需任何人工干预。

为何选择 AT 传感器:模块化设计与应用精度的完美结合

选择 AT Sensors 用于此应用并非偶然。TireTech 的开发人员兼销售经理 Marcel Staudinger 解释了这一决定:“有人向我们推荐了 AT 的传感器,其产品系列的模块化设计理念立刻给我们留下了深刻印象。 我们能够像构建模块化系统一样,根据自身需求精确配置传感器——既可自主设定三角测量角度,也能选择所需的激光功率。2040型3D激光轮廓传感器的宽广视场和高精度同样令人信服。”

这种模块化设计是其关键的差异化优势。正如 AT 高级销售经理 Armin Jehle 所指出的:“凭借模块化 3D 紧凑型传感器,AT 首次解决了三角测量传感器长期以来因分辨率、速度和灵活性要求而导致的新产品开发成本高昂、开发周期漫长的问题。 基于MCS概念,AT能够为每种应用提供量身定制的传感器,作为独立解决方案,同时具备量产产品的可靠性——无需为客户定制开发支付额外费用,没有最低订购量要求,且交货周期短。”

基于人工智能的图像处理:利用数千条轮胎数据训练的深度学习模型

由 AT 激光轮廓仪采集的 3D 数据通过 aku.automation 的图像处理软件 aku.visionManager® 进行分析。该软件采用基于人工智能的深度学习算法,这些算法经过数千张轮胎图像的训练,即使面对现场存在的各种轮胎类型、制造商和标记,也能实现可靠的分类。

硬件与软件的集成非常简单:得益于 AT 3D 激光轮廓传感器的 GenICam 标准接口,aku.visionManager® 只需极少的编程工作即可与硬件连接。

“2019年我们共同打造该系统的首个原型机时,使用AT的产品是我们的唯一选择。我们合作多年,深知这些传感器的可靠性和耐用性,”aku.automation的大客户经理克里斯蒂安·梅尔滕解释道。

该软件还包含功能全面的统计模块,客户可通过每日和每月报告监控轮胎检测的效率,从而为持续优化流程提供可靠依据。

最大的开发挑战:轮胎差异与字母数字识别

该开发项目中最具挑战性的方面之一,就是应对市场上轮胎种类繁多的情况。许多制造商将DOT编号等信息标注在轮胎侧壁的不同位置,这要求检测系统在读取方式上具备极高的灵活性。在系统能够以所需的详细程度可靠地识别和分类轮胎之前,建立一个涵盖所有相关轮胎分类的全面数据库,是另一项耗时较长的先决条件。

某些分类决策还直接关系到安全问题。例如,TireTech 的系统能够检测轮胎橡胶中是否含有特定的粘合剂化合物。如果含有,则该轮胎绝不能加工成颗粒——因为这种粘合剂会干扰切碎刀片,从而引发火灾隐患。自动且可靠地识别这一特征,是人工检查在规模化生产中根本无法保证的能力。

结论

迄今为止,TireTech 已在德国和荷兰交付了多种系统。每套系统都能帮助客户以可持续的方式处理废旧轮胎,消除处置成本,并通过智能橡胶材料再利用,切实减少对环境的影响。

下一阶段的开发工作已提上日程:一款紧凑型、支持人工智能的移动检测站,主要面向汽车维修厂和轮胎经销商等小型企业,旨在将同样的分类能力推广至更广泛的市场。该系统以 AT Sensors 的模块化传感器理念为技术核心,具备可扩展性,能够随着市场需求的变化而不断演进。


“AT向我们推荐了这些传感器,该产品系列的模块化设计理念立刻给我们留下了深刻印象。我们能够像组装模块化系统一样,根据自身需求精确配置传感器,例如,我们可以自行设定测距角和所需的激光功率。”
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马塞尔·施陶丁格
TireTech GmbH,首席执行官(CEO)

您的福利

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确保质量
轮胎表面的缺陷和不规则处,例如裂纹或气泡,均可被快速准确地识别出来。
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可靠的测量
可以精确测量轮胎胎面和磨损情况,以确保其符合规定的公差范围。
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自动化解决方案
通过实施自动化检测解决方案,可以减少人工检测流程。
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