CN101287589A - 一种提高轮胎均匀性的轮胎制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种制造轮胎的方法，包括通过降低胎胚的径向跳动来提高轮胎的均匀性的方法。胎胚的径向跳动被模型化成为一矢量和，其中每个矢量代表轮胎生产过程中有贡献的因素。根据矢量方程确定一系列矢量系数。制造步骤包括制造胎体，制造胎冠，将胎冠转移到充气的胎体上，并在工艺的每个步骤测量径向跳动和加工角度。在建模之后，将矢量方程和矢量系数应用于未来的轮胎中。通过调整加工角度，能够优化胎胚的径向跳动。

Description

一种提高轮胎均匀性的轮胎制造方法
优先权声明
本申请是先前提交的PCT申请“Tire Manufacturing Method ForImproving The Uniformity Of A Tire(一种提高轮胎均匀性的轮胎制造方法)”的部分后续申请，此申请编号为PCT/US2004/039321，于2004年11月19日提交。
背景技术
[0001]本发明涉及轮胎的制造方法，更具体地说，是通过降低(未硫化的)胎胚的径向跳动来提高轮胎的均匀性。对于一个轮胎，更确切地说，一个子午线轮胎，胎胚的径向跳动(RRO)受胎胚组装过程中引入的许多变量影响。当轮胎的径向跳动超过可接受的范围，可能就会产生有害震动，影响车辆的驾驶和操作。由于这些原因，轮胎生产商力争把轮胎的径向跳动控制在最低的水平。
[0002]一个众所周知并被普遍采用的降低径向跳动的方法是在与多余的胎面对应的区域中打磨轮胎的胎面。这种方法虽然有效但是却具有产生了不良的表面外观以及从产品打磨掉了耐磨胎面橡胶的缺陷。而且，这种方法需要额外的制造工序，使用的设备也很昂贵。美国专利5882452介绍了另外一种方法，该方法在硫化之前先测量轮胎的径向跳动，然后再用夹紧和再成形的方法使未硫化的轮胎获得更圆的外形。
[0003]另一种提高轮胎均匀性的制造方法是根据硫化前的测量结果来补偿那些与轮胎成型和轮胎硫化处理相关的对硫化后的RRO或径向力波动(RFV)有影响的因素。日本专利申请JP-I-145135介绍了一种典型方法的例子。在这种方法中，一组轮胎样本，通常是四个，被放置在一个给定的硫化模具中，每个轮胎依次按等角度增量旋转。角度增量是根据轮胎上的参考位置，例如产品的接缝，相对于模具的固定位置来测量的。然后，对轮胎进行硫化处理并记录下复合RFV波形。术语“复合波形”表示测量设备记录下的原始波形。然后通过叠加每个所记录的波形对这些波形取平均值。叠加是通过累加各轮胎测得的复合波形对所有记录下来的波形逐点取平均值。硫化过程的影响忽略不计，只留下一个与轮胎成型相关的“成型”因素。类似地，在硫化模具中硫化另一组轮胎样品，获得它们各自的RFV波形。这些各自的波形也通过叠加的方式取平均值，这一次，各波形的起始点根据每个轮胎各自的角度增量偏移。在这种方式中，轮胎成型的影响忽略不计，只留下一个“硫化因素”。最后，叠加与成型因素和硫化因素对应的平均波形。将叠加的波形互相偏移以使一个波形的最大值对准另一波形的最小值。以此确定的偏移角就被转换到模具上了。当把未硫化的轮胎装入模具时，每个轮胎都按照事先确定的偏移角摆放。这样，成型和硫化过程对硫化后的RFV波形的影响可以说被最小化了。这种方法的一个主要缺点是它假设成型和硫化过程对硫化后RFV的影响对每一个轮胎都是相同的。但在制造过程中，对成型因素有影响的因素可能变化很大。事实上，这些方法包含了矛盾的假设。用来确定硫化因素的方法是基于这样的假设，即轮胎在硫化模具中的旋转步骤消除了轮胎成型(或形成)的影响。这个假设只有在硫化之前的PRO对所有轮胎的影响都是相同，而不是随机的情况下才成立。而如果这个假设成立，那接下来用来确定成型因素的方法也就没什么意义了。
[0004]日本专利申请JP-6-182903和美国专利6,514,441提出了改进方法。在这些文献中，使用与上述类似的方法确定成型因素波形和硫化因私波形。但是，它们在这两个因素的基础上增加了一个硫化前RRO对硫化后的RFV的影响的估计。这两种方法对被测的硫化前RRO的处理方式有所不同。JP-6-198203中提到的方法对RRO的影响进行了最优化，而US6,514,441中的方法把一个不变的强度比例因数用到PRO波形中以估算一个有效的RFV，并由此来估计RFV的影响。这两种方法也都是利用前面所述的各自波形重叠或叠加过程来最优化硫化后RFV。
[0005]上述方法都有一个严重的不足，就是它们都基于各自波形的叠加或重叠。在轮胎工业中广为人知的是，车辆对RRO非均匀性的反应在低次谐波中更明显，例如一至五次谐波。由于前面的方法使用了包含所有谐波的复合波形，因此它们无法对车辆最敏感的RRO谐波最优化。另外，有些情况能够显示一种方法，使用复合波形来最优化均匀性以产生事实上提高了重要的低次谐波的影响的RRO。在这种情况下，轮胎所引起的车辆震动可能比没有进行最优化还要严重。因此，能够最优化指定谐波而且不受前述假设限制的确定轮胎成型和硫化过程影响的制造方法可以生产出始终具有高均匀性的轮胎。美国专利6,856,929号用一种类似的方法来解决RFV的非均匀性问题。
发明内容
[0006]鉴于前面所述的技术背景，本发明提出了一种可以有效减小每个轮胎的硫化前径向跳动(RRO)的制造方法。本发明的方法可以将RRO的每一个谐波分别最优化。RRO复合信号，比如前面提到的那些，是作为在沿轮胎各个角度位置处径向跳动变化的标量。当把这个复合信号分解成各谐波分量时，RRO的每一谐波分量都可以在极坐标系内表示为一个硫化前RRO矢量。该矢量的模等于各自谐波的距离变化的峰-峰值大小，方位角等于测量参考点和RRO最大值所在点之间的夹角。
[0007]本发明提出了一种改进轮胎均匀性的方法，该方法包括采集数据以建立轮胎径向跳动的模型，还包括提取所述轮胎的径向跳动的至少一个谐波的子步骤；对胎胚径向跳动有影响的因素所对应的矢量求和来建立矢量方程；根据矢量方程确定一系列矢量系数；根据预定的胎胚径向跳动水平制造所示轮胎；将所述矢量方程和矢量系数应用于未来的轮胎中。
[0008]本发明还提供了，其中采集数据以建立轮胎径向跳动的模型的步骤包括：记录胎体成型鼓标识；使轮胎胎体成型；记录胎体装入该成型鼓的角度；给轮胎胎体充气并测量胎体的径向跳动；记录胎冠成型鼓标识；记录胎冠装入该成型鼓的角度；使轮胎胎冠成型；获得胎冠径向跳动的测量值；记录传递环标识；将所述胎冠从成型鼓传递到充气的轮胎胎体上；记录传递环角度；获得胎胚径向跳动的测量值。
[0009]对于由给定过程生产的轮胎，通过采用矢量表示对所测得的硫化前RRO的值有影响的几个因素，本发明的方法还对先前的方法提出了很大改进。硫化前RRO矢量被模型化成为——“轮胎空间效应矢量”，由一矢量和表示，其中每个矢量代表轮胎生产过程中一个对RRO有贡献的因素。对于一组轮胎，该方法可以获得硫化前径向跳动(RRO)在某个或多个制造阶段的测量值以及轮胎相对制造工具或产品的装入角度的测量值。
[0010]本发明对前述方法的另一进步是它并不利用对测得的复合RRO波形的处理来估计轮胎空间效应，而且也不基于前面所述的任何假设。本发明以前面提到的测量数据作为单个分析步骤的输入。因此，可以同时确定所有子矢量的系数。一旦这些系数已知，轮胎空间效应矢量就很容易计算了。总之，该方法的第一步包括数据采集，数据包括胎体径向跳动、胎冠径向跳动和胎胚径向跳动，以建立至少一个轮胎径向跳动的谐波模型；通过对影响胎胚径向跳动的因素所对应的矢量求和来建立矢量方程；根据矢量方程确定一系列的矢量系数；通过将采集到的数据应用于未来的轮胎，使径向跳动或制造非圆轮胎的倾向最小化。
[0011]本发明的方法还有一个好处就是同时确定了所有子矢量。与先前的方法不同，本发明的方法不需要利用装入位置的准确角度增量来确定子矢量。这样，在生产过程中，就可以利用测量所得数据不断更新子矢量系数。因此，该方法考虑到了批量生产中出现的制造参数变化。
附图说明
[0012]附图举例说明了运行根据本发明来提高轮胎均匀性的制造方法的非限制性示例，依靠结合描述的附图将更好地理解本发明。
[0013]图1为轮胎制造过程示意图，该制造过程采用了本发明所提的方法；
[0014]图2A至图2C是轮胎径向跳动示意图，显示了原始的复合波形和几个谐波分量；
[0015]图3所示的矢量极坐标图显示了影响胎胚径向跳动的各种因素和其引起的径向跳动；
[0016]图4所示的矢量极坐标图显示了影响胎胚径向跳动的各种因素和经过最优化处理后它们引起的径向跳动；
[0017]图5所示的矢量极坐标图显示了估计胎冠径向跳动，该值为胎胚径向跳动矢量与胎体径向跳动的矢量差；
[0018]图6所示的矢量极坐标图显示了两组矢量影响和其引起的径向跳动；
[0019]图7所示的矢量极坐标图显示了两组矢量影响和经过最优化处理后其引起的径向跳动。
具体实施方式
[0020]下面将详细参照本发明的典型方式，，该典型方式是图片中所示方式的一种或多种。所描述的每个例子都是对本发明的一种解释，但并不意味着本发明仅限于此。在整个说明书中中，某段介绍中图示或描述的特征可能会被其他描述使用。全部或部分解释共用的特征在图片中用相似的附图标记表示。
[0021]现代充气轮胎通常经过精心制造并具有很高的准确性。轮胎设计者的目标就是使制造出的轮胎在圆周和切向方向上都不存在非均匀性。然而，尽管设计者的意图是好的，但是由于轮胎生产过程包含很多步骤，这些步骤可能会导致多方面的非均匀性。一种明显的非均匀性就是轮胎可能不是绝对圆形(径向跳动或RRO)。另一种形式的非均匀性是径向力波动(RFV)。想象一下，轮胎安装在可以自由转动但是有一定偏离距离的轮轴上，轮胎在水平面上滚动。那么作用在水平面上的径向力是轮胎设计的函数，该力可以用几种已知的方法测量。平均起来，该径向力等于施加在轮胎上的作用力。但是当轮胎滚动时，轮胎内部几何形状的变化导致了轮胎局部径向强度的变化，因此该径向力可能会有轻微的波动。胎胚径向力的变化可能由局部条件引起，例如胎胚制造中使用的产品接缝、某些部件的非准确安装。由于硫化过程中产生的硫化压力或部件滑动使得轮胎硫化的处理也会引入其他一些影响因素。
[0022]图1是轮胎生产过程的简单示意图。轮胎胎体10在成型鼓15上成型。在一次法生产中，胎体10留在鼓15上。在二次法生产中，胎体10要从鼓15上取下，并送到第二步抛光鼓去。无论哪种情况，胎体10都要充气以接受抛光后的胎面20，生产抛光后的胎胚30。本发明的一个变形例是，胎胚30的RRO由测量系统70以条形码35为参考点测得。存储RRO波形，此处储存在计算机80中。然后胎胚30被送到硫化室，在那里记录下轮胎的方位角CAV REF。接着把轮胎放进硫化槽40进行硫化。硫化后的轮胎30’在均匀性测量仪50上进行检测并记录下轮胎的RFV。
[0023]图2A是胎胚30的测得的RRO的示意图。横坐标表示沿轮胎的圆周方向，纵坐标表示径向跳动变化。图2A是测量得到的信号，被称为复合波形。复合波形可能包含无穷多谐波。每个谐波可以通过对复合信号进行傅立叶分解获得。图2B和2C分别显示了从复合信号中提取的一次和二次谐波。径向跳动一次谐波的振幅FRM1定义为最大距离和最小距离之差。一次谐波的相角或方位角FRA1定义为测量参考位置和径向距离最大值所在位置之间的夹角。这样，图2B中笛卡儿坐标系下的正弦波就可以等量地表示为极坐标系下的矢量。在紧挨着右侧正弦波图的图2C中显示了这样的矢量极坐标图。一次谐波的RRO矢量FRH1的长度与FRM1相等，它转过的角度等于方位角FRA1。类似地，可以提取如图1C所示的二次谐波矢量FRH2，矢量的模为FRM2，方位角为FRA2。矢量H2所对应的极坐标图与矢量H1的类似，只是这里角坐标是两倍的方位角。
[0024]在下面描述的这个方法的例子中，特定的示例仅限于一次谐波H1的最优化。但用这种方法来最优化不同的谐波，例如H2、H3等，也在本发明的范围内。同样，下面的例子描述的是径向跳动的最优化，但用这种方法来修正其他均匀性特征，例如径向力波动或切向力波动，也在本发明的范围内。简单地说，只要对下面的矢量方程进行适当的修改，该方法可以对任何可测量的均匀性特征的谐波进行最优化。
[0025]图3所示的矢量极坐标图显示了没有进行最优化时，影响胎胚径向跳动的一次谐波矢量。它们包括不同种工具矢量、产品矢量、截距矢量和可变高度矢量。工具矢量是指第一(ii)和第二(iii)阶段成型鼓矢量、胎冠成型鼓矢量(iv)和传递环矢量(v)。在轮胎成型时，成型鼓支撑胎体和胎冠，当胎冠安装到轮胎胎体上时，传递环支撑胎冠。产品矢量是指带束层矢量(vi和vii)、覆盖层矢量(viii)和胎面矢量(ix)。带束层是保护性钢带，覆盖层是覆盖在带束层上的尼龙覆盖物，胎面是轮胎与地面接触的部分。胎胚径向跳动矢量是其他分量的矢量和。其余的未知因素都由截距矢量(i)I1代表。如果所有因素都已知，则截距矢量I1不存在。在整个描述中，截距矢量I1代表未知因素。本发明的一个独特之处就是它可以通过操作工具矢量和产品矢量来最优化硫化后的均匀性。只有在所有谐波都被提取出来之后，才能在矢量空间中处理这些因素。
[0026]胎胚RRO(xii)的测量最好在轮胎成型之后、胎胚从成型鼓15上取下来之前进行。胎体增益矢量(x)和胎冠增益矢量(xi)也表示在图3至图5中。在优选的方法中，，测量鼓选择轮胎成型鼓15，无论它是一次法制造中的单鼓还是二次法制造中的抛光鼓。胎胚RRO的测量还可以用专门的测量设备离线进行。无论在哪种情况下，测量鼓的径向跳动都会对胎胚RRO矢量引入错误的影响。当测量胎胚RRO时，测得的结果是轮胎真实跳动和用来测量RRO的鼓的跳动之和。但是，只有胎胚RRO才对硫化后轮胎的RFV有影响。
[0027]图4是最优化过程示意图。此图中矢量iv至矢量ix都以单位矢量相对可变矢量旋转。显然该最优化过程极大地降低了胎胚径向跳动。实施最优化过程的步骤如下所述。
[0028]图5所示的矢量图显示了胎冠径向跳动矢量，它是测得的胎胚径向跳动和测得的胎体径向跳动的矢量差。该计算结果可以用来代替胎冠径向跳动矢量的直接测量结果，从而免除了对胎冠进行测量的必要。
[0029]图6所示的矢量极坐标图显示了没有进行最优化前，对胎胚径向跳动的一次谐波有影响的因素的分组情况。附图标记13是常矢量iv至常矢量ix与矢变量xi的合成矢量和。附图标记14是常矢量i至常矢量iii与矢变量xi的合成矢量和。矢量xii是与图3中所示相同的胎胚径向跳动。
[0030]图7所示的矢量极坐标图显示了最优化后对胎胚径向跳动的一次谐波有影响的因素的分组情况。附图标记13是常矢量iv至常矢量ix与矢变量xi的合成矢量和。附图标记14是常矢量i至常矢量iii与矢变量xi的合成矢量和。附图标记xii是与图4中所示相同的最优化处理后的胎胚径向跳动。
[0031]子矢量还可以用来改善硫化空间效应。硫化空间效应与前面提到的测量硫化后RFV过程中存在的伪RRO类似。即测量仪器本身对被测轮胎的RFV有影响。图8中用一个额外的子矢量UM1来表示这种效果，显示了测得的径向力矢量VRH1和真实径向力矢量TVRH1之差。子矢量对图4中所示的旋转角CAV_REF做出一个微小但重要的修正用于最优化VRH1。研究表明，加入子矢量UM1可以把真实径向力矢量VRH1的模VRM1提高0.5至1.0千克。
[0032]上述矢量空间中的图形表示现在可以重新表示为公式(1)，公式中的每一项代表图3的示例中所示的矢量。该方法也可以应用到图3中未显示的或此处未明确描述到的其它效应中，而不脱离本发明的范围。
FRH1＝(FRH1crEffect vector)+(FRH1sr Effect vector)+(1stStage Building Drum RRO vector)+(2nd Stage Building Drum RRO vector)+(Summit Building Drum RRO vector)+(Transfer RingRRO vector)+(Belt1 Ply RRO vector)+(Belt2 Ply RRO vector)+(Cap RRO vector)+(TreadRRO vector)    (1)
此方程用于径向跳动的一次谐波模型，但也可以用于其他谐波，例如FRH2至FRH5。
[0033]实施该方法的第一步是采集数据以建立模型方程。胎胚RRO和效应矢量是测量的量。这里的问题是要估计增益矢量、产品矢量、工具矢量和截距矢量。这需要通过矢量旋转和回归分析来完成。
[0034]首先，在轮胎上确定一个参考点，例如胎体上的条形码或某个产品的接缝，该参考点要能够在所有后续工序中可用。本文描述的这个特例包含一个改进，即考虑测量鼓本身的径向跳动影响。如果使用轮胎成型鼓15作为测量鼓，该影响可能很大。记录下轮胎胎体装入测量鼓的角度。在此例中，装入角是胎体10装入一次法生产中第一步所用机器或二次法生产中第二步所用机器的角度。这有利于在给定的轮胎样品内保证装入角可以在较大的范围内变化，从而保证准确地估计测量鼓径向跳动对矢量系数的影响。
[0035]然后，将轮胎装在抛光所用成型鼓15上并旋转，用测量设备70测量抛光后的胎胚30的RRO。或者，把抛光后的胎胚装在另一独立的测量设备上进行测量。要重复测量RRO以使不能用模型表示的影响因素随机化。已知的测量RRO的设备70有很多种，例如使用视觉系统或激光的非接触式系统。我们发现利用切线成像的径向跳动测量系统比利用径向成像进行测量的系统更优选。测得的RRO数据被储存在计算机80中。
[0036]一旦获得了合适的轮胎样品的数据，就可以从RRO波形中提取谐波数据。本发明中，分别提取并保存了胎胚径向跳动的一次谐波数据GR1(模为FRM1，方位角FRA1)、胎体跳动的一次谐波数据(模FRM1cr，方位角FRA1cr)和胎冠跳动的一次谐波数据(模FRM1sr，方位角FRA1sr)。下表列出了专用名词。
[0037]
  矢量   模   方位角
  胎胚RRO(GR1)   FRM1   FRA1
  胎体增益(gn)   Gcr   θ
  胎冠增益(gn)   Gsr   θ
  截距   IM1   IA1
  第一阶段成型鼓   BM1r   BA1r
  第二阶段成型鼓   TM1r   TA1r
  传递环   RM1r   RA1r
  胎冠成型鼓   SM1r   SA1r
  带束层   NM1r   NA1r
  覆盖层   BZM1r   BZA1r
  胎面   KM1r   KA1r
[0038]为了迅速地把公式(1)应用于制造环境中，最好用数字计算机求解方程。这就需要把上述矢量方程转化为一组笛卡儿坐标系下的算术方程。在笛卡儿坐标系中，每个矢量或子矢量都包括如下例中所示的x分量和y分量：
FRH1X＝(FRM1)*COS(FRA1)，and FRH1Y＝(FRM1)*SIN(FRA1)    (2)
由此确定的矢量(FRH1rx，FRH1ry)是下列方程中的矢量和。
FRH1rx＝Gcr·FRM1cr·COS(θ+FRA1cr)    +    (3)
    Gsr·FRM1sr·COS(c+FRA1sr)     +
    BM1r·COS(BA1r+CBD_REF)        +
    TM1r·COS(TA1r+FBD_REF)        +
    SM1r·COS(SA1r+SBD_REF)        +
    RM1r·COS(RA1r+TSR_REF)        +
    NM1r·COS(NA1r+NBD_REF)        +
    BZM1r·COS(BZA1r+BBD_REF)      +
    KM1r·COS(KA1r+KBD_REF)        +
    IM1r·COS(IA1r)
FRH1ry＝Gcr·FRM1cr·SIN(θ+FRA1cr)    +    (4)
    Gsr·FRM1sr·SIN(θ+FRA1sr)    +
    BM1r·SIN(BA1r+CBD_REF)        +
    TM1r·SIN(TA1r+FBD_REF)        +
    SM1r·SIN(SA1r+SBD_REF)        +
    RM1r·SIN(RA1r+TSR_REF)        +
    NM1r·SIN(NA1r+NBD_REF)        +
    BZM1r·SIN(BZA1r+BBD_REF)      +
    KM1r·SIN(KA1r+KBD_REF)        +
    IM1r·SIN(IA1r)
把这些方程用标准三角函数展开，得到：
FRH1rx＝Gcr·COS(θ)·FRM1cr·COS(FRA1cr)-Gcr·SIN(θ)·FRM1cr·SIN(FRA1cr)+
    Gsr·COS(θ)·FRM1sr·COS(FRA1sr)-Gsr·SIN(θ)·FRM1sr·SIN(FRA1sr)+
    BM1r·COS(BA1r)·COS(CBD_REF)-BM1r·SIN(BA1r)·SIN(CBD_REF)+
    TM1r·COS(TA1r)·COS(FBD_REF)-TM1r·SIN(TA1r)·SIN(FBD_REF)+
    SM1r·COS(SA1r)·COS(SBD_REF)-SM1r·SIN(SA1r)·SIN(sBD_REF)+
    RM1r·COS(RA1r)·COS(TSR_REF)-RM1r·SIN(RA1r)·SIN(TSR_REF)+
    NM1r·COS(NA1r)·COS(NBD_REF)-NM1r·SIN(NA1r)·SIN(NBD_REF)+
    BZM1r·COS(BZA1r)·COS(BBD_REF)-BZM1r·SIN(BZA1r)·SIN(BBD_REF)+
    KM1r·COS(KA1r)·COS(KBD_REF)-KM1r·SIN(KA1r)·SIN(KBD_REF)+
    IM1r·COS(IA1r)
FRH1ry＝Gcr·COS(θ)·FRM1cr·SIN(FRA1cr)+Gcr·SIN(θ)·FRM1cr·COS(FRA1cr)+
    Gsr·COS(θ)·FRM1sr· SIN(FRA1sr)+Gsr·SIN(θ)·FRM1sr·COS(FRA1sr)+
    BM1r·COS(BA1r)·SIN(CBD_REF)+BM1r·SIN(BA1r)·COS(CBD_REF)+
    TM1r·COS(TA1r)·SIN(FBD_REF)+TM1r·SIN(TA1r)·COS(FBD_REF)+
    SM1r·COS(SA1r)·SIN(SBD_REF)+SM1r·SIN(SA1r)·COS(sBD_REF)+
    RM1r·COS(RA1r)·SIN(TSR_REF)+RM1r·SIN(RA1r)·COS(TSR_REF)+
    NM1r·COS(NA1r)·SIN NBD_REF)+NM1r·SIN(NA1r)·COS(NBD_REF)+
    BZM1r·COS(BZA1r)·SIN(BBD_REF)+BZM1r·SIN(BZA1r)·COS(BBD_REF)+
    KM1r·COS(KA1r)·SIN(KBD_REF)+KM1r·SIN(KA1r)·COS(KBD_REF)+
    IM1r·COS(IA1r)
为简化展开后的方程，将方程从极坐标系转换到笛卡儿坐标系下，并引入如下参数
    a＝Gcr·COS(θ)，b＝Gcr·SIN(θ)          (11)
    c＝Gsr·COS(θ)，d＝Gsr·SIN(θ)          (12)
    e＝BM1r·COS(BA1r)，f＝BM1r·SIN(BA1r)    (13)
    g＝TM1r·COS(TA1r)，h＝TM1r·SIN(TA1r)    (14)
    i＝SM1r·COS(SA1r)，j＝SM1r·SIN(SA1r)    (15)
    k＝RM1r·COS(RA1r)，l＝RM1r·SIN(RA1r)    (16)
    m＝NM1r·COS(NA1r)，n＝NM1r·SIN(nA1r)    (17)
    o＝BZM1r·COS(BZA1r)，p＝BZM1r·SIN(BZA1r)(18)
    q＝KM1r·COS(KA1r)，r＝KM1r·SIN(KA1r)    (19)
将这些参数带入方程(3)和(4)的展开式中，得到：
FRH1rx＝a·FRM1crx-b·FRM1cry    +                (20)
    c·FRM1srx-d·FRM1sry    +
    e·CBD_REFx-f·CBD_REFy  +
    g·FBD_REFx-h·FBD_REFy  +
    i·SBD_REFx-j·SBD_REFy  +
    k·TSR_REFx-l·TSR_REFy  +
    m·NBD_REFx-n·NBD_REFy  +
    o·BBD_REFx-p·BBD_REFy  +
    q·KBD_REFx-r·KBD_REFy  +
    Ix
FRH1ry＝a·FRM1cry+b·FRM1crx    +                (21)
    c·FRM1sry+d·FRM1srx    +
    e·CBD_REFy+f·CBD_REFx  +
    g·FBD_REFy+h·FBD_REFx  +
    i·SBD_REFy+j·SBD_REFx  +
    k·TSR_REFy+l·TSR_REFx  +
    m·NBD_REFy+n·NBD_REFx  +
    o·BBD_REFy+p·BBD_REFx  +
    q·KBD_REFy+r·KBD_REFx  +
    Iy
方程(20)和(21)可以用矩阵形式表示。如果预测的系数矢量(a，b)、(c，d)、(e，f)、(g，h)、(i，j)、(k，l)、(m，n)、(o，p)、(q，r)和(I1X，I1Y)已知，则矩阵方程提供了模型方程，可以根据此模型方程估计一个轮胎的VRH1矢量。还可以对方程的基本形式作一些修改以包含进其他过程因素，以用来解释不同的生产组织方案。可以通过许多已知的数学方法求解这些系数矢量，以求解上面的矩阵方程。
[0039]在一生产环境中，为实时利用和更新这些系数，如果用最小二乘回归估计法来同时确定这些系数会使本方法更容易实现。所有成型鼓和产品的系数可以通过一次回归全部求解。最后把矢量系数保存在一个数据库中以供将来使用。这些系数的物理意义是：(a，b)是胎体增益矢量，单位为GTFR中的毫米，(c，d)是胎冠增益矢量，单位是GTFR中的毫米，(e，f)是第一阶段成型鼓矢量，单位是GTFR中的毫米，(g，h)是第二阶段成型鼓矢量，单位是GTFR中的毫米，(i，j)是胎冠成型鼓矢量，单位是GTFR中的毫米，(k，l)是传递环矢量，单位是GTFR中的毫米，(m，n)是带束层矢量，单位是GTFR中的毫米，(o，p)是覆盖层矢量，单位是GTFR中的毫米，(q，r)是胎面矢量，单位是GTFR中的毫米，(IX，IY)是截距矢量I1，单位是GTFR中的毫米。
[0040]以上列出的方程是针对一个第一阶段的成型鼓、一个第二阶段的成型鼓、一个胎冠成型鼓等。产品和工具因素是被嵌套的因素，即虽然实际生产过程中包含很多成型鼓和很多产品，但是对于每个轮胎来说，每次只有一个是可见的。因此，完整的方程里可能包含有对应每一成型鼓和每一产品的矢量。
[0041]最后一步是根据图4所示在轮胎生产过程中用此模型来最优化每个轮胎的RRO。在生产后续轮胎时，旋转常矢量以使胎胚RRO最小化。常矢量的旋转是这样计算的：当与可变效应系数(a，b)及(c，d)合并后，所有效应的估计矢量和可以被最小化。从图3和图4可以看出，把矢量4至矢量9作为一组整体旋转可以大大减小胎胚RRO。此时，胎冠已经成型并在传递环上等待在胎体上定位。从数学角度讲，这表示图4中的常矢量iv、v、vi，vii、viii、ix和矢变量xi可以合并为一合成矢量。在图6和图7中，该合成矢量由附图标记xiii表示。胎体也已经成型，并在第二步成型鼓上充气。从数学角度讲，这表示常矢量i、ii、iii和矢变量x可以合并为另一合成矢量。在图6和图7中，该合成矢量由附图标记xiv表示。然后我们把第一个合成矢量沿与第二个合成矢量相反的方向旋转。此旋转通过在有效传定位的递环下旋转第二阶段成型鼓从而使iv、v、vi，vii、viii、ix和xi的合成矢量与i、ii、iii和x的合成矢量方向相反。每个轮胎成型鼓都带有一个标识，并且每个轮胎都带有一个具有独特标识的设备，例如条形码。这些标识的标签使得每个轮胎记录的信息都能在后面的工序中被提取和合并。在轮胎成型结束时，测量胎胚RRO并记录它的谐波的模FRM1以及方位角FRA1，同时记录轮胎在成型鼓或和测量鼓上的装入角度。读取设备通过扫描条形码来识别轮胎，并帮助登入数据库找到被测量和记录的轮胎信息：FRM1和FRA1、成型鼓标识和装入角度。由于每个轮胎的可变因素都不同，因此对每个轮胎的固定矢量的旋转也不同。
[0042]本发明的另一个优点和独特之处是可以根据每个轮胎测得的数据更新预测的矢量系数。由于胎胚RRO是连续测量的，因此可以用新的产品数据对模型以周期性间隔更新，这样就可以根据生产过程中的变化调整预测方程。这些更新可以附加在已有的数据后，或者用来计算一组新的独立预测矢量系数以代替原有的数据。
[0043]应了解的是，本发明包括可以对这里所述的轮胎制造方法所作的各种改进，其落于附加权利要求或其等效的范围内。

Claims (17)

1.一种提高轮胎均匀性的方法包括：
采集数据以建立轮胎径向跳动的模型；
提取该轮胎的径向跳动的至少一个谐波；
对胎胚径向跳动有影响的因素所对应的矢量求和来建立矢量方程；
根据矢量方程确定一系列矢量系数；
根据预定的胎胚径向跳动水平制造该轮胎；以及
将所述矢量方程和矢量系数应用于未来的轮胎中。
2.根据权利要求1所述的提高轮胎均匀性的方法，其中采集数据以建立轮胎径向跳动的模型的步骤包括：
记录胎体成型鼓标识；
使轮胎胎体成型；
记录胎体装入该成型鼓的角度；
给轮胎胎体充气并测量胎体径向跳动；
记录胎冠成型鼓标识；
记录胎冠装入该成型鼓的角度；
使轮胎胎冠成型；
获得轮胎胎冠径向跳动的测量值；
记录传递环标识；
将胎冠从所述成型鼓传递到充气的轮胎胎体上；
记录胎体相对于传递环的角度；以及
获得胎胚径向跳动的测量值。
3.根据权利要求1所述的提高轮胎均匀性的方法，其中将所述矢量方程和矢量系数应用于未来的轮胎中的步骤包括：
使胎体在第一阶段成型鼓上成型；
根据计算的最优装入角度将胎体装在第二阶段成型鼓上；
给胎体充气；
测量胎体径向跳动；
将从已成型的轮胎获得的所有矢量合并；以及
根据该矢量和以及测得的胎体径向跳动，旋转胎冠以便进行最优化。
4.根据权利要求3所述的提高轮胎均匀性的方法，其中胎胚径向跳动的测量要在轮胎成型后进行，并要更新矢量系数。
5.根据权利要求3所述的提高轮胎均匀性的方法，其中要提取径向跳动的一次谐波。
6.根据权利要求3所述的提高轮胎均匀性的方法，其中要提取径向跳动的二次至五次谐波。
7.根据权利要求3所述的提高轮胎均匀性的方法，其中通过旋转成型鼓实现径向跳动的测量。
8.根据权利要求3所述的提高轮胎均匀性的方法，其中一系列矢量系数对应一个成型鼓矢量。
9.根据权利要求3所述的提高轮胎均匀性的方法，其中一系列矢量系数对应一个传递环矢量。
10.根据权利要求10所述的提高轮胎均匀性的方法，其中一系列矢量系数对应一个带束层矢量。
11.根据权利要求12所述的提高轮胎均匀性的方法，其中一系列矢量系数对应一个覆盖层矢量。
12.根据权利要求14所述的提高轮胎均匀性的方法，其中一系列矢量系数对应一个胎面矢量。
13.根据权利要求3所述的提高轮胎均匀性的方法，其中一系列矢量系数对应一个成型鼓矢量。
14.根据权利要求3所述的提高轮胎均匀性的方法，其中为多种因素确定所述的矢量系数是同步完成的。
15.根据权利要求3所述的提高轮胎均匀性的方法，其中合成的胎胚径向跳动包括工具矢量、产品矢量、轮胎空间效应矢量和截距矢量的矢量和。
16.根据权利要求3所述的提高轮胎均匀性的方法，其中胎冠有效径向跳动矢量被计算为胎胚径向跳动矢量与胎体径向跳动矢量之差。
17.根据权利要求1所述的提高轮胎均匀性的方法，其中胎胚径向跳动的预定水平是零。
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