CN100552408C - 轮胎跳动度测量处理方法 - Google Patents

Abstract

一种轮胎跳动度测量处理方法：将轮胎安装在动平衡机主轴上充气并保持稳定；启动动平衡机主轴，使轮胎随其以60rpm的速度旋转；激光位移传感器到位并打开光源；调用采样程序得到采样数据文件；对采样数据采用低阶带通滤波方法进行滤波处理，消除干扰信号，并将滤波后的数据存入数据文件中；对采样滤波得到的轮胎胎侧数据调用花纹字母处理程序，计算跳动量值；对采样滤波得到的轮胎胎面的数据调用沟槽处理程序，计算跳动量值；停止动平衡机旋转，激光位移传感器回到零位，轮胎放气输出。本发明很好的消除轮胎表面毛刺、沟槽、花纹、字母等对跳动度测量的影响，得出轮胎真实的跳动采样数据，提高轮胎跳动度性能参数的测量精度和重复精度。

Description

轮胎跳动度测量处理方法

技术领域

本发明涉及一种轮胎跳动度的测量。特别是涉及一种可以消除字母、沟槽等对跳动度测量结果的影响，还原轮胎真实的跳动情况，能够提高轮胎跳动度性能参数的测量精度和重复精度的轮胎跳动度测量处理方法。

背景技术

由于国内外交通汽车行业的飞速发展，对轮胎的质量和性能要求越来越高。轮胎的跳动度(不圆度)是轮胎均匀性检测的一个重要的技术指标，用以表示轮胎的几何不均匀性。轮胎检测中，这个指标的的高低，反映了轮胎的胎面和胎侧的凸起和凹陷等几何缺陷，若缺陷过大，将影响车轮运转的状态，使车辆运行时形成振荡和颠簸，使乘客感到舒适性很差，影响汽车运行的平稳度；增加故障的机会，影响轮胎的使用寿命。因此，轮胎企业对轮胎的质量的检测，跳动度(不圆度)是其中一个重要的技术指标。轮胎的跳动度(不圆度)主要有两个参数：一个是径向跳动度，指轮胎直径或圆周的误差。由于这种误差造成车身上下跳动，称之为径向跳动。一个是侧向跳动度，侧向跳动度是轮胎的侧面的几何不均匀性，在轮胎侧向表面凸出与凹陷等几何缺陷。在运转过程中，这种几何缺陷造成车身左右晃动，称之为侧向跳动。

基于非接触激光位移传感器的轮胎跳动度的测量，通过对轮胎的高精度表面测量，测出对应的侧向跳动和径向跳动，可清晰的辨识和诊断轮胎制造过程中存在的工艺问题，从而改进提高产品质量。跳动度的测量，也是保证产品质量不断提高的一个有效手段。

在跳动度(不圆度)测量中，轮胎表面千变万化的沟槽和花纹、大小字母和毛刺，将影响测量的准确性，必须采用一种特殊的滤波方法去除沟槽和花纹等，得到对应的准确跳动度值。

在以往的跳动度检测设备中，在进行跳动度测量时，为了回避沟槽、花纹及字母，通常是通过采用调整激光测量点来达到回避沟槽、花纹及字母目的一种测量方法对应的软件算法，难以适应多种具有不同沟槽和花纹轮胎的测量，测量精度不高，适应性较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以消除字母、沟槽等对跳动度测量结果的影响，还原轮胎真实的跳动情况，能够提高轮胎跳动度性能参数的测量精度和重复精度的轮胎跳动度测量处理方法。

本发明所采用的技术方案是：一种轮胎跳动度测量处理方法，包括有：

(1)将轮胎安装在动平衡机主轴上充气并保持稳定；

(2)启动动平衡机主轴，使轮胎随其以60rpm的速度旋转；

(3)激光位移传感器到位并打开光源；

(4)调用采样程序得到采样数据文件；

(5)对采样数据采用低阶带通滤波方法进行滤波处理，消除干扰信号，并将滤波后的数据存入数据文件中；

(6)对采样滤波得到的轮胎胎侧数据调用花纹字母处理程序，计算跳动量值；

(7)对采样滤波得到的轮胎胎面的数据调用沟槽处理程序，计算跳动量值；

(8)停止动平衡机旋转，激光位移传感器回到零位，轮胎放气输出。

所述的对采样滤波得到的轮胎胎侧数据调用花纹字母处理程序，计算跳动量值，包括有如下阶段：

(1)计算采样数据变化率的阶段；

(2)对变化率进行积分的阶段；

(3)对积分结果进行判断，找出花纹起始点的阶段；

(4)对变化率再次进行积分的阶段；

(5)对积分结果进行判断，找出花纹的终止点的阶段；

(6)对所有的起始点与终止点之间的数据进行线性差值的阶段。

所述的对积分结果进行判断，找出花纹的起始点和终止点的阶段，包括有对积分值大于零的判断和对积分值小于零的判断。

当第一次对变化率进行积分的积分值大于零时，首先判断积分值是否小于设定值，是则返回重新对变化率进行积分，否则，判断最大变化率是否小于设定值，是则返回重新对变化率进行积分，否则，设定该点为起始点；第二次对变化率进行积分，当积分值小于零时首先判断积分值是否小于设定值，是则返回重新对变化率进行积分，否则，判断最大变化率是否小于设定值，是则返回第一次对变化率进行积分的阶段，重新对变化率进行积分，否则，设定该点为终止点。

所述的对所有的起始点与终止点之间的数据进行线性差值，是对其两点之间的数据采用如下线性方程计算：

Yi＝Y0+(Xi-X0)*(Y1-Y0)/(X1-X0)。

所述的对采样滤波得到的轮胎胎面数据调用沟槽处理程序，计算跳动量值，包括有如下阶段：

(1)计算采样数据变化率的阶段；

(2)对变化率进行积分的阶段；

(3)对积分结果进行判断，找出沟槽起始点的阶段；

(4)对变化率再次进行积分的阶段；

(5)对积分结果进行判断，找出沟槽的终止点的阶段；

(6)将所有起始点和终止点存入数组，并对其进行遍历；

(7)判断是否有双峰情况，有则返回第四阶段，否则进行下一步；

(8)对最终的起始点与终止点之间的数据进行线性差值的阶段。

所述的对积分结果进行判断，找出沟槽的起始点和终止点的阶段，包括有对积分值大于零的判断和对积分值小于零的判断。

当第一次对变化率进行积分的积分值大于零时，首先判断积分值是否小于设定值，是则返回重新对变化率进行积分，否则，判断最大变化率是否小于设定值，是则返回重新对变化率进行积分，否则，设定该点为起始点；第二次对变化率进行积分，当积分值小于零时首先判断积分值是否小于设定值，是则返回重新对变化率进行积分，否则，判断最大变化率是否小于设定值，是则返回第一次对变化率进行积分的阶段，重新对变化率进行积分，否则，设定该点为终止点。

所述的将所有起始点和终止点存入数组，并对其进行遍历，判断是否有双峰情况，其判断标准是：相邻的两组起始点与终止点，后一组的起始点与前一组的终止点相隔小于预设值，即为双峰，此时将后一组的终止点作为前一组的终止点，可以消除双峰。

所述的对所有的起始点与终止点之间的数据进行线性差值从而消除花纹，其两点之间的数据采用如下线性方程计算：

Yi＝Y0+(Xi-X0)*(Y1-Y0)/(X1-X0)。

本发明的轮胎跳动度测量处理方法，可以很好的消除轮胎表面毛刺、沟槽、花纹、字母等不利因素对跳动度测量结果的影响，还原出轮胎真实的跳动采样数据，大大提高轮胎跳动度性能参数的测量精度和重复精度。

附图说明

图1是轮胎胎侧数据波形示意图；

图2a是轮胎跳动度原始采样数据示意图；

图2b是轮胎跳动度采样数据数值变化率示意图；

图3轮胎胎面处理后效果图；

图4是本发明的花纹字母处理程序的流程图；

图5是本发明的沟槽处理程序的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的轮胎跳动度测量处理方法做出详细说明。

轮胎的跳动度性能参数包括两类：侧向跳动度和径向跳动度。其中，

轮胎侧向跳动度是指轮胎侧向表面凸出与凹陷等几何缺陷，检测系统采用激光位移传感器进行测量和专用软件进行智能滤波处理，允许对有复杂字母和图案的胎侧进行有效分析，所述的专用软件为已知的现有技术，故不再进行说明；

轮胎径向跳动度表现出轮胎径向表面凹凸不平的程度，由于轮胎径向表面密布沟槽、毛刺，故而要求软件系统可以消除上述影响，还原出真实的跳动情况。

本发明的轮胎跳动度测量处理方法，包括有：

1、将轮胎安装在动平衡机主轴上充气并稳定。轮胎经过传送带送入润滑工位，润滑定中装置启动，把轮胎抱中后，润滑棒伸出，轮胎旋转，润滑结束后，定中装置收回，传送带启动，把轮胎送入测量工位。

2、启动动平衡机主轴，使轮胎随主轴以60rpm的速度旋转。测量定中装置启动，将轮胎抱中，升降台下降，轮胎落在下轮辋上，上机架移动到位，下卡盘锁紧，上卡盘松开，轮胎充气稳定后，主轴开始旋转。

3、激光位移传感器到位并打开光源。

4、调用采样程序得到采样数据文件

5、对采样数据采用低阶带通滤波方法进行滤波处理，消除干扰信号，并将滤波后的数据存入数据文件中；低阶带通滤波的方法可以沿着任何针状端点或者小字母进行追踪，消除小字母、毛刺和噪声的影响。此方法属于公知的技术，在这里不再详细叙述。

6、对采样滤波得到的轮胎胎侧数据调用花纹字母处理程序，计算跳动量值。此花纹字母处理程序流程图如图4所示，包括有如下阶段：

(1)计算采样数据变化率的阶段。即计算原始采样数据中各连续两点的差值，如图1中a表示原始采样数据，b表示计算出的原始采样数据的变化率。

(2)对变化率进行积分的阶段。即对两点之间的差值进行积分。积分的方法是对两点之间所有的差值求和。

(3)对积分结果进行判断，找出花纹起始点的阶段。当积分值大于零时首先判断积分值是否小于设定值，是则返回到第2阶段，重新对变化率进行积分，否则，继续判断最大变化率是否小于设定值，是则返回到第2阶段重新对变化率进行积分，否则，设定该点为起始点。

(4)对变化率再次进行积分的阶段；

(5)对再次积分的结果进行判断，找出花纹的终止点的阶段；当积分值小于零时首先判断积分值是否小于设定值，是则返回到第2阶段重新对变化率进行积分，否则，继续判断最大变化率是否小于设定值，是则返回到第2阶段重新对变化率进行积分，否则，设定该点为终止点。包括有对积分值大于零的判断和对积分值小于零的判断。

如图2所示，图2中阴影部分说明在这两点之间的数据处于单调变化状态，且变化率较大。如果积分值大于零，表明这两点之间数值呈上升趋势，相当于花纹的前半部分，反之表明数值呈下降趋势，相当于花纹的后半部分。

(6)对所有的起始点与终止点之间的数据进行线性差值的阶段，是对两点之间的数据采用如下线性方程计算：

Yi＝Y0+(Xi-X0)*(Y1-Y0)/(X1-X0)

其中：X0、Y0为起始点坐标，X1、Y1为终止点坐标，Yi、Xi为起始点与终止点之间任意一点的坐标。从而消除花纹。

7、对采样滤波得到的轮胎胎面的数据调用沟槽处理程序，计算跳动量值；此沟槽处理程序流程图如图5所示，包括有如下阶段：

(1)计算采样数据变化率的阶段，即计算原始采样数据中各连续两点的差值。

(2)对变化率进行积分的阶段。即对两点之间的差值进行积分。积分的方法是对两点之间所有的差值求和。

(3)对积分结果进行判断，找出沟槽起始点的阶段。当积分值大于零时，首先判断积分值是否小于设定值，是则返回重新对变化率进行积分，否则，判断最大变化率是否小于设定值，是则返回重新对变化率进行积分，否则，设定该点为起始点；

(4)对变化率再次进行积分的阶段；

(5)对再次积分的结果进行判断，找出沟槽的终止点的阶段。当积分值小于零时首先判断积分值是否小于设定值，是则返回重新对变化率进行积分，否则，判断最大变化率是否小于设定值，是则返回第一次对变化率进行积分的阶段，重新对变化率进行积分，否则，设定该点为终止点。

(6)将所有起始点和终止点存入数组，并对其进行遍历，即直至对数组中所有数据全部遍历一遍为止；

(7)判断是否有双峰情况，有则返回第四阶段，否则进行下一步；对双峰的判断是首先判断如果相邻两组起始点与终止点，后一组的起始点与前一组的终止点相隔小于预设值，即为双峰，此时将后一组的终止点作为前一组的终止点，可以消除双峰。

(8)对最终的起始点与终止点之间的数据进行线性插值的阶段，是对两点之间的数据采用如下线性方程计算：

Yi＝Y0+(Xi-X0)*(Y1-Y0)/(X1-X0)

其中：X0、Y0为起始点坐标，X1、Y1为终止点坐际，Yi、Xi为起始点与终止点之间任意一点的坐标。从而消除花纹。

如图3所示，纵线表示带通滤波后的数据，而纵线端部的连线代表经过沟槽处理方法处理过的最终数据。可以看到，经过处理后完全消除了沟槽的影响。

8、停止动平衡机旋转，激光位移传感器回到零位，轮胎放气输出。当对轮胎侧面和轮胎胎面的起始点与终止点之间的数据进行线性插值，计算出真实的跳动量值后，主轴停止旋转，激光位移传感器回到零位，轮胎放气，上卡盘锁紧，下卡盘松开，上机架回到原点，升降台升起，传送带启动把轮胎送入输出工位。输出工位输出气缸收回，轮胎落下后，输出气缸伸出，动作结束。

Claims (8)

1.一种轮胎跳动度测量处理方法，其特征在于，包括有：

(1)将轮胎安装在动平衡机主轴上充气并保持稳定；

(2)启动动平衡机主轴，使轮胎随其以60rpm的速度旋转；

(3)激光位移传感器到位并打开光源；

(4)调用采样程序得到采样数据文件；

(5)对采样数据采用低阶带通滤波方法进行滤波处理，消除干扰信号，并将滤波后的数据存入数据文件中；

(6)对采样滤波得到的轮胎胎侧数据调用花纹字母处理程序，计算跳动量值；

所述的对采样滤波得到的轮胎胎侧数据调用花纹字母处理程序，计算跳动量值，包括有如下阶段：

1)计算采样数据变化率的阶段；

2)对变化率进行积分的阶段；

3)对积分结果进行判断，找出花纹起始点的阶段；

4)对变化率再次进行积分的阶段；

5)对积分结果进行判断，找出花纹的终止点的阶段；

6)对所有的起始点与终止点之间的数据进行线性差值的阶段；

(7)对采样滤波得到的轮胎胎面的数据调用沟槽处理程序，计算跳动量值；

所述的对采样滤波得到的轮胎胎面数据调用沟槽处理程序，计算跳动量值，包括有如下阶段：

1)计算采样数据变化率的阶段；

2)对变化率进行积分的阶段；

3)对积分结果进行判断，找出沟槽起始点的阶段；

4)对变化率再次进行积分的阶段；

5)对积分结果进行判断，找出沟槽的终止点的阶段；

6)将所有起始点和终止点存入数组，并对其进行遍历；

7)判断是否有双峰情况，有则返回第四阶段，否则进行下一步；

8)对最终的起始点与终止点之间的数据进行线性差值的阶段。

(8)停止动平衡机旋转，激光位移传感器回到零位，轮胎放气输出。

2.根据权利要求1所述的轮胎跳动度测量处理方法，其特征在于，所述的对积分结果进行判断，找出花纹的起始点和终止点的阶段，包括有对积分值大于零的判断和对积分值小于零的判断。

3.根据权利要求2所述的轮胎跳动度测量处理方法，其特征在于，当第一次对变化率进行积分的积分值大于零时，首先判断积分值是否小于设定值，是则返回重新对变化率进行积分，否则，判断最大变化率是否小于设定值，是则返回重新对变化率进行积分，否则，设定该点为起始点；第二次对变化率进行积分，当积分值小于零时首先判断积分值是否小于设定值，是则返回重新对变化率进行积分，否则，判断最大变化率是否小于设定值，是则返回第一次对变化率进行积分的阶段，重新对变化率进行积分，否则，设定该点为终止点。

4.根据权利要求1所述的轮胎跳动度测量处理方法，其特征在于，所述的对所有的起始点与终止点之间的数据进行线性差值，是对其两点之间的数据采用如下线性方程计算：Yi＝Y0+(Xi-X0)*(Y1-Y0)/(X1-X0)，

其中：X0、Y0为起始点坐标，X1、Y1为终止点坐标，Yi、Xi为起始点与终止点之间任意一点的坐标。

5.根据权利要求1所述的轮胎跳动度测量处理方法，其特征在于，所述的对积分结果进行判断，找出沟槽的起始点和终止点的阶段，包括有对积分值大于零的判断和对积分值小于零的判断。

6.根据权利要求5所述的轮胎跳动度测量处理方法，其特征在于，当第一次对变化率进行积分的积分值大于零时，首先判断积分值是否小于设定值，是则返回重新对变化率进行积分，否则，判断最大变化率是否小于设定值，是则返回重新对变化率进行积分，否则，设定该点为起始点；第二次对变化率进行积分，当积分值小于零时首先判断积分值是否小于设定值，是则返回重新对变化率进行积分，否则，判断最大变化率是否小于设定值，是则返回第一次对变化率进行积分的阶段，重新对变化率进行积分，否则，设定该点为终止点。

7.根据权利要求1所述的轮胎跳动度测量处理方法，其特征在于，所述的将所有起始点和终止点存入数组，并对其进行遍历，判断是否有双峰情况，其判断标准是：相邻的两组起始点与终止点，后一组的起始点与前一组的终止点相隔小于预设值，即为双峰，此时将后一组的终止点作为前一组的终止点，可以消除双峰。

8.根据权利要求1所述的轮胎跳动度测量处理方法，其特征在于，所述的对所有的起始点与终止点之间的数据进行线性差值从而消除沟槽的影响，其两点之间的数据采用如下线性方程计算：

Yi＝Y0+(Xi-X0)*(Y1-Y0)/(X1-X0)，

其中：X0、Y0为起始点坐标，X1、Y1为终止点坐标，Yi、Xi为起始点与终止点之间任意一点的坐标。

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