CN101687300B - 轮胎抛光过程中抛光半径的确定 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于校正从轮胎胎冠抛光胎面的方法、装置和计算机程序，该方法的步骤包括在多个位置的每一个上测量轮胎胎冠表面与带束层之间的距离；利用建议抛光半径在穿过胎冠的多个横向位置的每一个上计算胎冠表面与带束层之间的计划距离；从轮胎中心线上的一个或多个建议原点位置选择新的抛光半径原点位置；以及沿着由具有新的抛光半径原点位置的抛光半径描述的圆弧从轮胎胎冠抛光胎面。

Description

轮胎抛光过程中抛光半径的确定

技术领域

本发明主要涉及轮胎的胎面翻新(retreading)，特别涉及用于从轮胎的胎冠抛光胎面的抛光机。

背景技术

已知轮胎包括胎面，胎面由或厚或薄的基于橡胶混合物的外层构成，外层中模制有各种槽和胎面花纹，以特别用于增强车辆相对于地面的抓地力。

在某些情况下，为了制备磨损轮胎以进行胎面翻新，需要加工或去除轮胎的外表面，例如轮胎胎面。通常，通过抛光机的抛光头来实现轮胎胎面的去除，抛光头是各种类型的磨光设备之一，例如锉刀、砂轮和钢丝刷。用于轮胎胎面去除的另一个工艺是利用被称为“去皮机”的圆柱形刀具的切削工艺。

在胎面去除的过程中，需要监控留在带束层(belt)上的材料的量，以使去除设备不接触或损坏带束层，否则将会破坏轮胎。因此，在胎面去除的过程中，去除设备可以利用各种类型的传感器来监控留在带束层上的材料的量。这样的传感器对于本领域技术人员来说是熟知的，在美国专利No.6,386,024中完整地公开了一个例子，以引用的方式将其全部内容包含于此。

发明内容

本发明的特定实施例包括用于抛光轮胎的方法、计算机程序产品和装置。执行该抛光以制备用于胎面翻新过程的轮胎。本发明的方法的特定实施例，即确定用于从轮胎胎冠上抛光胎面的抛光半径的方法，包括从传感器接收信号，该传感器扫描穿过轮胎胎冠的一部分的横向路径，从穿过轮胎胎冠的一部分的多个横向位置的每一个接收该信号，通过该传感器产生的信号是轮胎胎冠表面与轮胎中的带束层(belt)之间的距离的函数。其他步骤包括将传感器信号解释为在多个位置的每一个上测量的轮胎胎冠表面与带束层之间的距离，并为新的抛光半径选择一个或多个建议原点位置，其中每个建议原点位置位于轮胎的中心线上。

这些方法的特定实施例还可以进一步包括在穿过胎冠的多个横向位置的每一个上计算胎冠表面与带束层之间的计划距离(projected distance)的步骤，其中每个计划距离基于由具有一个或多个建议原点位置的抛光半径描述的圆弧。其他步骤可以包括从一个或多个建议原点位置为新的抛光半径选择新的原点位置，并沿着由新的抛光半径描述的圆弧从轮胎胎冠抛光胎面。

本发明的特定实施例进一步包括用于校正从轮胎胎冠抛光胎面的轮胎抛光机。这种抛光机包括提供传感器输出信号的传感器，该传感器输出信号是轮胎胎冠表面与轮胎中的带束层之间的距离的函数；用于抛光轮胎的抛光头；以及具有处理器和存储由处理器执行的指令的存储器存储设备的控制器，这种可执行指令包括执行上述方法的指令。在特定实施例中，传感器可操作地相对于抛光头固定安装。

本发明的特定实施例包括用于从轮胎胎冠抛光胎面的轮胎抛光机，该抛光机具有提供传感器输出信号的传感器，该传感器输出信号是轮胎胎冠表面与轮胎中的带束层之间的距离的函数，该传感器可操作地相对于抛光头固定安装；以及用于抛光轮胎的抛光头。该抛光机还包括控制器，该控制器具有处理器和存储由处理器执行的指令的存储器存储设备，这种可执行指令包括控制轮胎胎冠与抛光头之间的接触的指令以及可由处理器执行的基于传感器相对于抛光头的固定位置来确定传感器相对于轮胎中心线的位置的指令。

根据附图中显示的本发明的特定实施例的以下详细描述，本发明的前述及其他目的、特征和优点将显而易见，附图中相同的附图标记表示本发明的相同部件。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的轮胎抛光机的透视图。

图2是在图1中示出的抛光机的局部侧视图。

图3是图1的抛光机的控制器的透视图。

图4是图1的轮胎和传感器部分的横截面视图。

图5是显示根据本发明的实施例的多个信号响应曲线的曲线图。

图5A是显示根据本发明的实施例的多个信号响应与相应距离的表格。

图6是图4的轮胎的局部横截面视图，显示具有不同长度和原点位置的抛光半径。

图7是显示由用于图6的轮胎的初始抛光半径产生的胎面厚度与目标胎面厚度之间的差异的表格。

图8是显示由用于图6的轮胎的迭代抛光半径产生的胎面厚度与目标胎面厚度之间的差异的表格。

图9是图4的轮胎的局部横截面视图，显示具有不同长度并从相同的原点位置起始的抛光半径。

图10是显示由用于图9的轮胎的初始抛光半径产生的胎面厚度与目标胎面厚度之间的差异的表格。

图11是显示由用于图9的轮胎的迭代抛光半径产生的胎面厚度与目标胎面厚度之间的差异的表格。

图12是显示根据本发明的实施例的确定用于抛光轮胎胎面的抛光半径的方法的流程图。

具体实施方式

本发明的特定实施例提供了确定用于从轮胎的胎冠抛光胎面的抛光半径的方法、计算机程序产品和装置，制备该轮胎以用于胎面翻新操作。该制备包括利用轮胎抛光机从轮胎的胎冠抛光胎面。

轮胎抛光机通常以通常对应于带束层组合件(belt package)的上轮廓的预定抛光半径从轮胎抛光胎面。抛光半径由抛光半径的长度和抛光半径的原点位置确定。带束层组合件位于胎面和轮胎的底胎面(undertread)下，壳体被抛光以在上带束层上仅留下预定的薄的材料层。为被抛光的轮胎选择抛光半径，从而例如，较宽轮胎以远大于较窄轮胎的抛光半径被抛光。抛光半径的原点通常位于轮胎中心线上，该中心线垂直通过轮胎胎冠的横向中心点。

抛光机通常执行几个从一侧到另一侧的过程(pass)，其中抛光头穿过轮胎胎冠以去除胎面，每个胎面去除过程从轮胎胎冠去除多余的胎面。执行这样的胎面去除过程直到已经从胎冠上抛光所需数量的橡胶，并且容纳替换轮胎胎面的壳体的表面被抛光到预定的胎冠半径。

当抛光头通过后，如果留在轮胎带束层上的橡胶在给定的公差内大致相同，则所产生的抛光是正常抛光。否则，所产生的抛光可以被认为是非对称抛光或者对称偏离抛光(symmetrically deviatedbuff)。非对称抛光可以被定义为抛光从轮胎中心线的一侧去除的橡胶多于从轮胎中心线的另一侧去除的橡胶。非对称抛光与对称偏离抛光不同，其中对称偏离抛光关于轮胎的中心线对称，但是在胎冠的宽度上残留的橡胶的量不同，例如朝向轮胎的胎肩比在轮胎的中心线保留更多橡胶。

例如在以过长或过短的抛光半径来抛光轮胎时，会出现对称偏离抛光。如果以过长的抛光半径来抛光轮胎，则在轮胎两侧上的胎肩比胎冠的中心部分具有更多数量的橡胶残留。如果以过短的抛光半径来抛光轮胎，则在轮胎两侧上的胎肩比胎冠的中心部分具有更少数量的橡胶残留。

在抛光过程中，例如当抛光机的机械部件(包括在抛光过程中支撑轮胎并旋转轮胎的轴)偏斜时会出现非对称抛光。在抛光过程中，当抛光头接近并推靠在轮胎上时，轴可能非常轻微地远离抛光头，尤其是在轴的非支撑的外侧端。这种运动可能导致非对称抛光，因为从轮胎的外侧去除的橡胶少于从轮胎的内侧去除的橡胶。

本领域技术人员熟知的是沿着预定的抛光半径从轮胎抛光胎面的装置和方法。例如，一些抛光机横向于不移动但是旋转的轮胎移动抛光头，从而沿着由抛光半径描述的圆弧抛光轮胎。其他抛光机横向于固定抛光头移动轮胎，从而沿着由抛光半径描述的圆弧抛光轮胎。一些抛光机通过例如沿着X-Y坐标系移动抛光头来控制胎面与抛光头之间的接触，从而沿着由抛光半径描述的圆弧抛光轮胎。其他抛光机例如通过绕机械枢轴点枢转抛光头来控制抛光头与轮胎之间的接触，从而沿着由抛光半径描述的圆弧抛光轮胎。应指出，抛光半径的原点不是机械点或者机械枢轴点，而是描述圆弧的抛光半径的原点，沿着该圆弧，抛光机的控制器引起抛光头与轮胎胎面之间的接触。

如上所述，当相等地残留在轮胎两侧上的橡胶量多于或少于残留在轮胎中间的橡胶量时，出现对称偏离轮胎。本发明的实施例通过以下方式自动校正对称偏离抛光，即沿着轮胎的中心线将抛光半径的原点的位置偏移到新位置，或者更靠近轮胎以使抛光半径更短，或者远离轮胎以使抛光半径更长。

如上所述，当轮胎的一侧(例如轮胎的外侧)比轮胎的另一侧(例如轮胎的内侧)具有更多的轮胎残留时，出现轮胎的非对称抛光。本发明的实施例通过使抛光半径的原点偏离轮胎的中心线来自动校正非对称抛光，偏离通常沿着需要去除更多橡胶的轮胎一侧的方向。这样的偏离将在轮胎的一侧上去除较多的橡胶，而在轮胎的另一侧上去除较少的橡胶，从而校正非对称抛光。

本发明的特定实施例包括测量留在轮胎的胎冠中的带束层上的橡胶量，其通常在抛光头通过轮胎的过程中或者其后进行。在穿过胎面的一部分的离散横向位置上进行这样的测量。如果该测量显示抛光是对称偏离的，即相等地留在轮胎的两侧上的橡胶量多于或少于留在轮胎中间的橡胶量，或者如果该测量显示抛光是非对称的，即轮胎中心线的一侧上的橡胶厚于轮胎中心线的另一侧上的橡胶，则抛光半径的原点被移动到一个或多个通过迭代得到的建议位置，计算该移动的效果并且将该移动的效果与经过抛光过程之后获得的厚度测量值比较。可以进行统计分析，例如最小方差分析，以选择最佳的通过迭代提出的原点位置，然后可以以从新选择的原点位置起始的抛光半径进行第二抛光过程。

本发明的特定实施例包括确定用于从轮胎的胎冠抛光胎面的抛光半径的方法和/或用于校正非对称抛光的方法。该方法可以包括确定抛光半径的原点位置的步骤，抛光半径描述了一圆弧，沿着该圆弧从轮胎胎冠来抛光胎面。通过长度和原点位置来确定抛光半径。

本发明的特定实施例可包括从传感器接收信号的步骤，该传感器扫描穿过轮胎胎冠的至少一部分的横向路径，从穿过轮胎胎冠的至少一部分的多个横向位置的每一个接收信号，通过传感器产生的信号是轮胎胎冠与轮胎中的带束层之间的距离的函数。认识到在抛光过程中轮胎在旋转，并且当传感器横向通过旋转的轮胎时传感器产生信号。因此，横向位置可以位于轮胎圆周上的任意点上，或者可选的，可以在相同的圆周位置上横向选取，即在轮胎通过传感器的每次完整旋转处或者在轮胎通过传感器的每个部分旋转处，例如在每半周旋转或每四分之一周旋转处，等等。

接收信号的横向位置的数量可以根据环境的控制(dictate)大范围变化。但是对于特定实施例的应用来说，通常认为在轮胎中心线的每一侧上选择2至10个位置就足够了。从传感器产生的信号是传感器和轮胎的带束层之间的距离的函数。如果胎冠表面与传感器之间的距离已知，且该距离可以被测量，则可以通过从传感器与带束层之间的距离减去传感器与胎冠表面之间的距离来确定胎冠表面与带束层之间的距离。这样，从传感器产生的信号还是胎冠表面与轮胎带束层之间的距离的函数。因此，本发明的特定实施例可以进一步包括将信号解释为在多个横向位置的每一个上测量的胎冠表面与轮胎中的带束层之间的距离的步骤。

为了确定在下一个抛光过程抛光轮胎的抛光机所采用的抛光半径原点的新位置，该方法可以进一步包括选择用于新的抛光半径的一个或多个建议原点位置的步骤。为了校正对称偏离抛光，每个建议原点位置均位于轮胎的中心线上。为了校正非对称抛光，每个建议原点位置均不位于轮胎的轮胎中心线上。

利用一个或多个建议原点位置，本发明的特定实施例的方法可以进一步包括计算穿过胎冠的多个横向位置中的每一个位置上的胎冠表面与带束层之间的计划距离(projected distance)的步骤，其中每个计划距离基于由具有一个或多个建议原点位置的抛光半径描述的圆弧。

该方法可以进一步包括从一个或多个建议原点位置为新的抛光半径选择新位置的步骤，以及沿着由新的抛光半径描述的圆弧从轮胎胎冠抛光胎面的步骤。特定实施例可以包括通过所计算的测量距离与目标距离之间的差异以及所计算的计划距离与目标距离之间的差异的统计分析来选择新的原点位置的步骤(其中为多个横向位置的每一个计算上述差异)，其作为为新的抛光半径选择新位置的步骤的一部分。

在特定实施例中，测量由传感器接收的信号所确定的、抛光过程之后残留的橡胶的厚度，该测量可作为确定以被抛光的抛光半径从轮胎胎冠进行的胎面抛光是不是非对称抛光、对称偏离抛光、正常抛光、还是其结合的步骤。如果在多个横向位置所测量的厚度相同，或者在接受的公差范围内，则抛光正常，不需要对抛光半径的原点位置进行校正。如果所测量的厚度显示轮胎中心线的一侧上的厚度大于另一侧上的厚度，则抛光是非对称抛光。如果所测量的厚度显示厚度关于中心线对称但是中心线附近的橡胶残留的量不同于远离中心线的极端位置处的橡胶残留的量，则抛光是对称偏离的。当然，可以通过从目标值减去从穿过胎冠的多个横向位置获取的每个厚度测量值来进行上述确定，其中目标值例如可以是在中心线获取的测量值或者为特定应用定义的其他目标。

如果识别到抛光是正常、非对称、对称偏离或其结合，则本发明的特定实施例可以包括以下的确定步骤：如果抛光是对称偏离的，则沿着轮胎的中心线移动抛光半径的原点位置；如果抛光是非对称的，则垂直于中心线移动原点位置；和/或如果抛光是非对称以及对称偏离的，则沿着垂直于中心线的方向移动原点位置，然后沿着平行于中心线的线的方向移动原点位置。

如果抛光是正常的，则本发明的实施例可以包括以下步骤：如果以一抛光半径进行的抛光为正常抛光，选择与被抛光的抛光半径的原点位置相同的新的原点位置。额外的步骤包括将被抛光的抛光半径的长度减小为新的抛光半径长度。该新的半径长度较短；以在下一抛光过程中去除更多的橡胶。可选地，原点位置可以沿着中心线远离轮胎，保持同样的长度具有与减小抛光半径长度相同的效果，但是获得与前一正常抛光的圆弧同心的圆弧。

本发明的特定实施例可以进一步包括以下步骤：改变具有新的抛光半径原点位置的抛光半径的长度，并在新位置以改变的抛光半径长度沿着由具有新的抛光半径原点的抛光半径描述的圆弧从轮胎胎冠上抛光胎面。本发明的特定实施例可以包括减小新的抛光半径的长度的步骤，其中当长度较小时，圆弧更接近轮胎的带束层。

本发明的特定实施例可以进一步包括以下步骤：通过一系列迭代为新的抛光半径选择建议原点位置。如上所述，建议原点位置的迭代可以通过确定以抛光半径进行的抛光是否为正常、非对称、对称偏离或其组合来确定。

在此描述的方法可以应用于轮胎抛光机中，且可包含在计算机软件中。下面将详细描述其在示例性实施例中的应用或实施的方法和方式。

图1至4总体上公开了用于根据本发明的特定实施例的方法、计算机程序和装置从轮胎去除胎面的轮胎抛光机10。具体而言，抛光机10用于以选定的抛光半径来从轮胎抛光胎面，抛光半径由其长度和其原点位置定义。抛光机10通常包括胎面去除工具或抛光头12、传感器组件14、传感器输出端26、可编程逻辑控制器20或具有可以执行可编程指令的处理器的其他设备，例如个人计算机或大型计算机，以及用户接口28。抛光头12从轮胎30的胎冠去除胎面材料32，且可以包括能够从轮胎去除胎面的任何设备，包括但不限于磨光设备(例如锉、砂轮和钢丝刷)，以及圆柱形刀具或“去皮机”。

可选地，如现有技术中所知，抛光机10还可以包括一个或多个抛光头12。具有单个抛光头12的抛光机通常被称为单头抛光机，而具有两个抛光头12的抛光机被称为双头抛光机。可构思抛光头12可用于去除除胎面32以外的任何材料，例如位于带束层34和胎面32之间的通常为弹性体的底胎面。但是应指出，本发明可以应用在沿着由抛光半径描述的圆弧从轮胎30去除胎面32的任何类型的抛光机上。

传感器组件14通常用于测量轮胎带束层34上的材料的量。这样的材料通常包括轮胎胎面32，但是还可以包括其他材料，例如底胎面。在所示实施例中，传感器组件包括框架16、一对辊子17、传感器18、和用于连接框架16和轴15的臂14a。在所示实施例中，轴15旋转，从而传感器组件14可以接合以及脱离轮胎30。具有旋转臂19a的圆柱体19可用于旋转轴15；但是也可以构思利用任何其他旋转装置来旋转轴15，包括但不限于手动控制杆或电机。在替代实施例中，还可以构思旋转装置19也可以绕静止轴15旋转臂14a，或者甚至于臂14a可以由单臂代替。

在图1所示的特定实施例中，传感器18可操作地相对于抛光头12固定安装，并扫描或测量当抛光头12抛光胎面之后(即当轮胎旋转且抛光头12在抛光时)残留在带束层34上的材料的量。可操作地相对于抛光头固定安装描述了传感器在操作时与抛光头的位置关系不变。当抛光头与轮胎胎冠之间的接触沿着由抛光半径描述的圆弧移动时，传感器沿着相对于抛光头的固定位置移动。在具有绕机械枢轴点枢转的抛光头的抛光机上，传感器可以被安装在枢转部件上，从而当抛光头枢转时，传感器底座(mounting)随抛光头移动。在具有安装在沿X-Y坐标系移动的基座(pedestal)上的抛光头的抛光机上，传感器可以被安装在基座上，从而当抛光头沿X-Y坐标系移动时，传感器底座随抛光头移动。

由于控制器20控制抛光机10沿着由抛光半径描述的圆弧抛光轮胎，本领域技术人员很容易认识到，由于传感器18被可操作地相对于抛光头12固定安装，因此可以容易地确定传感器18的位置。由于控制器20控制抛光头12和轮胎30之间的接触面积，因此其可以准确地确定抛光头12相对于轮胎36的中心线的位置，从而控制器20可以通过利用简单的三角和/或数学函数来确定被可操作地相对于抛光头12固定的传感器18的位置。通过这种方式，控制器20可以确定多个横向位置中的每一个，其中控制器20从这些横向位置接收来自于传感器18的信号。

当然，在其他实施例中，可以构思传感器组件14和/或传感器18可以独立于抛光头12，和/或可位于独立于或除抛光机10以外的设备或机器上。在那些实施例中，伺服设备例如可以穿过轮胎移动传感器，并将关于传感器相对于轮胎中心线36的位置的输入提供到控制器20中。这样的设备是众所周知的，在美国专利No.6,386,024中有完整的描述。

可选地，在其他实施例中，传感器可以是相对于旋转轮胎固定安装的一系列单独的传感器件。例如，第一传感器件可以安装在中心线36处的胎冠上方，第二和第三传感器件以固定距离安装在第一传感器件的两侧，等等。这一系列传感器件是传感器的示例性实施例(传感器件的集合)，其提供来自于穿过轮胎胎冠的一部分的多个横向位置中的每一个(每个传感器件的位置)的信号，传感器扫描穿过轮胎胎冠的横向路径。

传感器18通常位于胎面32的径向上方或外侧，可以在轮胎胎面32上方存在或不存在偏移距离40。传感器18可以包括用于测量传感器18与带束层34之间的距离的超声波、磁或电感式接近传感器(proximity sensor)。但是，可构思使用任何其他传感器类型，包括能够定位有色金属软线材料的传感器。对于单头抛光机，单个传感器可以与单个抛光头12相连。双头抛光机可以包括两个传感器，每个传感器与一个抛光头12相连。

对于单头抛光机10，抛光头12和传感器18可以在轮胎中心线36处开始抛光和扫描过程，然后继续到轮胎胎肩之一(即轮胎胎面的一侧)，作为第一过程。采取初始过程之后，抛光头12和传感器18可以回到轮胎中心线36以开始后续的抛光和扫描轮胎胎面32的另一半的过程。由于轮胎胎面32的抛光通常关于轮胎中心线36对称，包括确定新的抛光半径原点位置的步骤的该方法可以为每一抛光过程执行该步骤。还可以构思抛光头12和传感器18可以在轮胎的胎肩或侧面开始初始过程，然后穿过轮胎胎面抛光和扫描至另一胎肩或侧面，从而在单个过程中抛光和扫描轮胎胎面。可构思在每一过程中或者每一过程之后执行包括确定新的抛光半径原点位置的方法的特定实施例。

传感器18产生信号响应，该响应是传感器18与轮胎带束层34之间的距离42的函数。信号响应可以由值来表示，其可以表示电流、电压、电阻或任何其他的信号响应特性。最后，信号通过输入/输出(I/O)电缆26被传送到可编程逻辑控制器20以进行评估和处理。

传感器18通常位于胎面32的径向上方或外侧，可以在轮胎胎面32上方存在或不存在偏移距离40。传感器18可以包括用于测量传感器18与带束层34之间的距离的超声波、磁或电感式接近传感器。但是，可构思使用任何其他传感器类型，包括能够定位有色金属软线材料的传感器。对于单头抛光机，单个传感器可以与单个抛光头12相连。双头抛光机可以包括两个传感器，每个传感器与一个抛光头12相连。

对于单头抛光机10，抛光头12和传感器18可以在轮胎中心线36处开始抛光和扫描过程，然后继续到轮胎胎肩之一(即轮胎胎面的一侧)，作为第一过程。采取初始过程之后，抛光头12和传感器18可以回到轮胎中心线36以开始后续的抛光和扫描轮胎胎面32的另一半的过程。由于轮胎胎面32的抛光通常关于轮胎中心线36对称，包括确定新的抛光半径原点位置的步骤的该方法可以为每一抛光过程执行该步骤。还可以构思抛光头12和传感器18可以在轮胎的胎肩或侧面开始初始过程，然后穿过轮胎胎面抛光和扫描至另一胎肩或侧面，从而在单个过程中抛光和扫描轮胎胎面。可构思在每一过程中或者每一过程之后执行包括确定新的抛光半径原点位置的方法的特定实施例。

传感器18产生信号响应，该响应是传感器18与轮胎带束层34之间的距离42的函数。信号响应可以由值来表示，其可以表示电流、电压、电阻或任何其他的信号响应特性。最后，信号通过输入/输出(I/O)电缆26被传送到可编程逻辑控制器20以进行评估和处理。

控制器20将接收的信号解释为带束层32与传感器18之间的距离。如果传感器与胎面外表面实质接触，信号通常表示带束层34上方的材料厚度。如果传感器偏离胎面32的偏移距离，则带束层34上方的材料等于传感器测量的距离减去偏移距离40。非限制性的，信号还可以通过无线通信(例如但不限于红外信号或射频)，或通过一根或多根电缆(包括但不限于光纤)，或通过本领域技术人员已知的任何其他方法或设备被发送到控制器20。

可编程逻辑控制器20通常从传感器18接收信号响应，以监控并帮助控制从轮胎30去除的胎面32的量。在一种已知方法中，控制器20操作抛光头12和/或轮胎30，从而抛光头12沿着由抛光半径描述的圆弧接触并抛光轮胎30。在本发明的特定实施例中，控制器20进一步将从传感器18接收的信号解释为胎面表面32与带束层34之间的测量距离。

在特定实施例中，控制器20可以利用信号-距离函数或表格(即图5中显示的信号响应曲线38)将信号响应转换为相应的距离，例如在2007年3月29日提交的PCT申请No.PCT/US07/65522中公开的信号响应曲线，通过引用将其全部内容包含于此。控制器20包括逻辑处理器21，其可以是微处理器；存储器存储设备22，例如RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)；以及至少一个用于与抛光机10通信的输入/输出(I/O)电缆26。此外，控制器20可以包括用于容纳具有I/O电缆连接器27的I/O卡的I/O插槽23。操作者可以利用用户接口28来监控传感器测量值并编程，或控制或指示控制器20和抛光机10的操作，其包括执行与确定新的抛光半径原点位置或校正的抛光半径原点位置相关的每一步骤和方法，如下详述。用户接口28和控制器20可以通过I/O电缆27通信。还可以构思在控制器20、用户接口28和抛光机10之间存在无线通信。

通常，可以通过任何已知的图形或文本语言来编程控制器20。编程指令、数据、输入和输出可以存储在存储器存储设备22中，其可以被处理器21访问。特别地，与在此公开的所述方法相关的编程指令可以存储在存储器存储设备中，并由处理器21执行。存储器设备22可以包括任何市面上已知的存储设备，例如硬盘驱动器、光学存储设备、闪存等。处理器21执行编程指令，还可以执行距离计算和测量，并执行与在此公开的方法有关的指令以及在此讨论的其他操作。存储器存储设备22还存储输入、输出和其他信息，例如在处理器19执行其操作时使用的表示信号响应曲线38的函数和表格。除了执行距离转换和测量，控制器20还可以被编程以基于接收的输入产生信号响应曲线38，其还可以表示为表格39。

参考图5和5A，控制器20可以使用信号响应曲线38将从传感器18接收的信号响应转换为距离。信号响应曲线38通常是传感器18与带束层34之间的距离42的函数，并将信号响应与距离相关联。信号响应曲线38可以作为函数或表格存储在存储器存储设备22中。处理器21利用理想的信号响应曲线来确定对应于所接收的信号的距离。

具体而言，在示例性实施例中，通过表示信号响应曲线38的函数来确定距离，信号响应曲线38可以是线性或非线性的。在另一个实施例中，从表示信号响应曲线38的表格39以如下方式确定距离：从表格中定位其值与接收的信号响应最接近的两个信号响应，然后获得两个信号响应之间的线性关系及其对应的距离。通过线性关系，为接收的信号响应确定距离。线性关系可以包括线性函数，或者可以基于将接收的信号关联到从表中选择的两点之间的范围的百分比或比率。在意外情况下，如果接收的信号响应基本上等于表39中的信号响应，则对应的距离也可以表示接收的信号响应的距离。

由于信号响应在轮胎与轮胎之间变化，在示例性实施例中可以提供多个信号响应曲线38，其中每条响应曲线38表示具有共同的轮胎特性的轮胎或多个轮胎，所述的特性例如是轮胎尺寸、形状、结构、制造商或品牌、或者胎面轮廓。因此，为了更准确地控制胎面测量和去除，处理器21基于已知的轮胎特性或者基于从操作者接收的特定信息或指令选择信号响应曲线38。如函数或表格39，信号响应曲线38通常存储在存储器存储设备22中，并被处理器21使用以根据反映上述方法的编程指令来确定距离。

总体参考图6至12，轮胎抛光机10可以以一个或多个抛光半径46-48抛光轮胎30的胎面32(图6)。每个抛光半径包括长度和沿着中心线36定位的原点46a-48a。当以特定的抛光半径抛光轮胎胎面时，胎面外表面形成由抛光半径48描述的曲线或圆弧。在图中，抛光半径48表示具有原点48a的初始(或之前的)抛光半径。所示的其他抛光半径46、47表示分别具有各自原点46a和47a的试验或建议抛光半径，其可以被检验以确定这些建议半径之一是否将在抛光后在带束层34上提供理想的材料量。如上所述，本发明的特定实施例利用这些建议抛光半径来计算如果使用建议抛光半径而将能去除的胎面的突出量。

可以利用传感器18在穿过轮胎胎冠的至少一部分的多个横向位置扫描胎面32，并在抛光头12的第一抛光过程之前或之后，在每个位置测量传感器18与带束层34之间的距离。当制备用于胎面翻新的轮胎时，理想的是在带束层宽度上具有基本一致的胎面厚度和/或在带束层34上的最小量的材料残留。

在一个示例性实施例中，如图6所示，开始时可以以具有位于中心线36上的原点48a的初始抛光半径48抛光轮胎30。在初始抛光的同时，传感器18可以扫描胎冠的轮胎胎面32并在穿过胎面32的一部分的多个位置1-5产生响应信号。多个位置1-5可以穿过胎面以不变或变化的增量出现。此外，传感器18可以沿着穿过胎面的特定横向路径扫描胎面(即产生信号)，其中穿过特定的横向路径在多个位置产生单一信号。换言之，横向路径重合于正交于轮胎中心线36的轮胎的横截面。为达到此目的，可以使用触发器或计时函数以保证当轮胎旋转时传感器18沿着该路径扫描。触发器可以包括任何已知的设备或方法，包括但不限于本领域技术人员已知的编码器或接近传感器。接近传感器可以利用连接到轮胎或轮缘的物体，例如金属物体(金属块、螺栓等)，以初始化沿着特定的横向路径进行的扫描。

作为沿横向路径扫描或绕胎面圆周的任意扫描的替代方式，传感器18可以在每个横向位置或在横向位置之间围绕轮胎产生多个信号，以沿着轮胎胎面获得每个位置或者范围的平均测量值。由于轮胎带束层34可以在其外边缘变化，希望只扫描胎面的一部分，例如胎面宽度的内部80％，以确定新的抛光半径和/或新的抛光半径原点位置，其之后可用于抛光轮胎。

扫描轮胎30的胎冠之后，控制器20可以将其从传感器18接收的信号解释为传感器18(或胎面表面)与带束层34之间的测量距离42。为了后续的分析和比较，测量距离42可以被转换或不转换为表示残留在带束层34上的材料44的厚度，若存在偏移，则通过从测量距离42中减去传感器18与胎冠胎面36之间的偏移距离来获得该厚度。

获得测量距离之后，可以比较测量距离与目标距离，目标距离通常是在轮胎中心线36的位置1处的橡胶厚度，虽然也可以通过与给定应用相关的任何标准来选择目标。目标距离通常反映了以初始抛光半径48指定的目标结果。但是，可构思目标距离可以反映随后的抛光过程所需的距离。

例如，由于弹性材料的内在不一致性、机器磨损、机器部件和轮胎重量的变化，任何抛光可能达不到理想的结果。因此，轮胎胎面以具有其原点位置最终提供了与理想抛光表面轮廓不同的抛光表面轮廓的抛光半径被抛光。偏离可能关于轮胎中心线36对称或非对称。如果偏离对称，即如果抛光轮廓基本上沿胎面宽度居中对称，则可以通过沿轮胎中心线36移动抛光半径的原点位置来获得对称偏离抛光的校正。如果偏离关于中心线36不对称，则可以通过相对于轮胎或轮胎中心线36横向移动抛光半径的原点来获得非对称偏离的校正。可以构思两种校正可能同时出现，即抛光半径的原点位置可以以如下方式被移动：(1)垂直于轮胎胎冠(即沿着中心线36靠近或远离轮胎胎面32)，和/或(2)水平于或横向于轮胎胎冠(即正交于中心线36从轮胎一侧到另一侧)。

对抛光半径的原点位置的上述调整将产生更平或更陡的抛光圆弧(如果沿着中心线以不变的半径长度移动原点)或偏心(偏移)的圆弧(如果正交于中心线以不变的半径长度移动原点)。当然，如果希望以比第一或之前的抛光更陡、更平和/或偏心的圆弧穿过轮胎胎冠来去除额外的橡胶，则可以缩短半径长度并以新的原点位置进行抛光。

本发明的特定实施例可以包括确定用于轮胎的抛光过程的抛光半径是否正确或者抛光操作是否产生非对称抛光、对称偏离抛光或其组合的步骤。例如，可以通过比较测量值之间的差异进行上述确定，其中测量值是由从穿过轮胎胎冠的多个横向位置中的每一个接收的传感器读数确定的。该差异是测量值本身之间的，或者是测量值与目标之间的。目标可以是在中心线上或中心线附近获得的测量值或者适用于特定应用的任何目标值。

如图6至11所示，本发明的特定实施例包括计算测量距离与目标距离之间以及计划距离与目标距离之间的差异。测量距离是在穿过轮胎胎冠的多个横向位置的每一个上由传感器测量的距离。例如，该测量距离可以由以第一抛光半径48执行的抛光操作产生，其中第一抛光半径48具有位于轮胎中心线36上的第一原点位置48a。计划距离是如果已经以具有建议抛光原点位置46a、47a的建议抛光半径46、47执行抛光操作则可能产生的距离。建议距离例如可由用于第一建议抛光半径46的第一建议原点位置46a产生。

本发明的特定实施例提供了通过一系列迭代为建议抛光半径46、47选择多个建议原点位置46a、47a，并在穿过胎冠的多个横向位置的每一个上计算胎冠表面与带束层之间的计划距离，其中每个计划距离基于由具有一个或多个建议原点位置的抛光半径描述的圆弧。该结果提供了与测量差距(距离)进行比较的多个计划距离，从测量差距中可以选择新的抛光半径位置。可以使用统计分析来进行上述选择，例如下述的最小平方法。因此，本发明的特定实施例还包括通过计算的测量距离与目标距离之间的差异和计算的计划距离与目标距离之间的差异的统计分析来选择新的原点位置的步骤，其中为多个横向位置中的每一个计算上述差异。

根据通过由抛光半径描述的圆弧来用于控制抛光操作的相同的技术和计算，可以执行计划距离的计算。由于控制器20知道抛光头12的位置，例如在X-Y场内，是由传感器18报告的多个横向位置的每一个位置，因此控制器20可以计算对于每个建议原点位置和/或抛光半径长度(建议抛光)，在多个位置的每一个上，抛光头12应处于X-Y场的哪个位置。在建议抛光下抛光头应处的位置与在实际抛光过程中抛光头所在的位置之间的差异在建议抛光的带束层上产生增大(正差异)或减小(负差异)的材料厚度。当该差异被加到测量距离中时，该差异为建议抛光在每个横向位置上产生了计划距离。

图7的表格显示在穿过图6所示的轮胎的外侧的多个横向位置的每一个上测量的厚度。表格显示中心线处的厚度(7mm)大于远离中心线处的厚度(6.5mm)，从而表明抛光是对称偏离的，因为轮胎的另一侧具有对称的结果(未显示)。抛光的目标是7mm，并计算测量厚度与目标之间的差异。还计算这些差异的平方和(1.08)以用于统计方法，从而选择下一个抛光半径。

图8的表格显示在穿过图6所示的轮胎的外侧的多个横向位置的每一个上的计划距离或厚度。表格显示对于给定的迭代抛光半径，例如具有原点位置47a的第一建议抛光半径47，在中心线处计算的计划距离是7mm，在远离中心线的位置5处几乎是7(6.8mm)。抛光目标保持相同，并计算差异和平方和(0.06)。由于平方和较小，该建议抛光较初始抛光相比有所改进。

可以通过本领域技术人员已知的任何技术来执行抛光半径长度和/或抛光半径原点位置的迭代选择。例如，可以任意选择迭代抛光半径，或者从存储在控制器20的存储器或其任何部件中的迭代抛光半径表格中选择迭代抛光半径。可选的，可以基于初始抛光半径、目标距离、和/或计算的差异由例如控制器20或其任何部件来计算迭代。本发明的特定实施例包括选择多个抛光半径和/或抛光半径原点位置，以用于上述评估。然后可以选择最佳的建议抛光原点位置/抛光半径，用于在下一抛光过程中进行后续的轮胎抛光。如上所示，可以通过最小平方技术来进行选择。

图10和11提供了与图7和8相同的分析。这些例子是为既不是非对称抛光也不是对称偏离抛光的方法实施例提供的。如果确定初始抛光半径在整个测量胎冠上提供了非常一致的差异，即胎面厚度可能非常均匀，但是该厚度可能不是想要的或理想的，则可以调节抛光半径的长度以校正差异或偏移而不改变原点位置，或者可以沿着中心线36移动原点位置以校正差异。

图12是根据本发明的实施例的确定从轮胎抛光胎面的方法的流程图。所示状态描述了本发明的特定实施例的步骤。

虽然已经参考本发明的特定实施例描述了本发明，但是应理解，该描述是示例性的而不是限制性的。因此，本发明的范围和内容只由所附的权利要求书限定。

Claims (19)

1.一种确定用于从轮胎胎冠抛光胎面的抛光半径的方法，该方法包括：

从传感器接收信号，所述传感器扫描穿过所述轮胎胎冠的至少一部分的横向路径，从穿过所述轮胎胎冠的该部分的多个横向位置的每一个接收所述信号，由所述传感器产生的所述信号是所述轮胎胎冠表面与所述轮胎中的带束层之间的距离的函数；

将所述传感器信号解释为在所述多个位置的每一个上所述轮胎胎冠表面与所述带束层之间的测量距离；

为新的抛光半径选择一个或多个建议原点位置，其中每个所述建议原点位置位于所述轮胎的中心线上；

在穿过所述胎冠的所述多个横向位置的每一个上计算所述胎冠表面与所述带束层之间的计划距离，其中每个计划距离基于由具有所述一个或多个建议原点位置的抛光半径描述的圆弧；

从所述一个或多个建议原点位置为所述新的抛光半径选择新的原点位置；以及

沿着由所述新的抛光半径描述的所述圆弧从所述轮胎胎冠抛光所述胎面。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

确定以被抛光的抛光半径进行的从所述轮胎胎冠的胎面抛光是否为非对称抛光、对称偏离抛光、正常抛光或其组合。

3.如权利要求2所述的方法，进一步包括：

如果以所述被抛光的抛光半径进行的所述抛光是正常抛光，则选择与所述被抛光的抛光半径原点位置相同的新的原点位置；以及

将所述被抛光的抛光半径长度减小为所述新的抛光半径长度。

4.如权利要求2所述的方法，进一步包括：

如果以所述被抛光的抛光半径进行的所述抛光是正常抛光，则选择沿所述中心线远离所述轮胎的新的原点位置；以及

保持所述被抛光的抛光半径长度以作为所述新的抛光半径长度。

5.如权利要求2所述的方法，进一步包括：

如果所述抛光是对称偏离的，则确定沿着所述轮胎的中心线移动所述抛光半径的原点位置；

如果所述抛光是非对称的，则确定正交于所述中心线移动所述原点位置；以及

如果所述抛光是非对称以及对称偏离的，则确定沿正交于所述中心线的方向移动所述原点位置，然后沿平行于所述中心线的线的方向移动所述原点位置。

6.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

通过执行一系列迭代为所述新的抛光半径选择所述建议原点位置。

7.如权利要求1所述的方法，其中选择所述新的原点位置的步骤进一步包括：

通过计算的所述测量距离与目标距离之间的差异以及计算的所述计划距离与所述目标距离之间的差异的统计分析来选择所述新的原点位置，其中为所述多个横向位置的每一个计算所述差异。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述统计分析是最小平方和技术。

9.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

缩短所述新的抛光半径的长度，其中在缩短的长度下，所述圆弧更靠近所述轮胎的所述带束层。

10.一种用于从轮胎胎冠抛光胎面的轮胎抛光机，所述抛光机包括：

提供传感器输出信号的传感器，所述传感器输出信号是所述轮胎胎冠表面与所述轮胎中的带束层之间的距离的函数；

控制器，所述控制器包括处理器和存储由所述处理器执行的指令的存储器存储设备以确定用于从轮胎胎冠上抛光胎面的抛光半径，所述可执行指令包括：

接收指令，用于从传感器接收信号，所述传感器扫描穿过所述轮胎胎冠的横向路径，从穿过所述轮胎胎冠的一部分的多个横向位置的每一个接收所述信号，由所述传感器产生的所述信号是所述轮胎胎冠表面与所述轮胎中的带束层之间的距离的函数；

解释指令，用于将所述传感器信号解释为在所述多个位置的每一个上所述轮胎胎冠表面与所述带束层之间的测量距离；

选择指令，用于为新的抛光半径选择一个或多个建议原点位置，其中每个所述建议原点位置位于所述轮胎的中心线上；

计算指令，用于在穿过所述胎冠的所述多个横向位置的每一个上计算所述胎冠表面与所述带束层之间的计划距离，其中每个计划距离基于由具有所述一个或多个建议原点位置的抛光半径描述的圆弧；

选择指令，用于从所述一个或多个建议原点位置为所述新的抛光半径选择新的原点位置；以及

抛光指令，用于沿着由所述新的抛光半径描述的所述圆弧从所述轮胎胎冠抛光所述胎面；以及

用于抛光所述轮胎的抛光头。

11.如权利要求10所述的轮胎抛光机，其中所述传感器可操作地相对于所述抛光头固定安装。

12.如权利要求11所述的轮胎抛光机，其中所述可执行指令进一步包括：

确定指令，用于基于所述传感器相对于所述抛光头的固定位置来确定所述传感器相对于所述轮胎的中心线的位置。

13.如权利要求10所述的轮胎抛光机，其中所述可执行指令进一步包括：

确定指令，用于确定以被抛光的抛光半径进行的从所述轮胎胎冠的所述胎面抛光是否为非对称抛光、对称偏离抛光、正常抛光或其组合。

14.如权利要求13所述的轮胎抛光机，其中所述可执行指令进一步包括：

选择指令，如果以所述被抛光的抛光半径进行的抛光是正常抛光，则用于选择与所述被抛光的抛光半径原点位置相同的所述新的原点位置；以及

减小指令，用于将所述被抛光的抛光半径长度减小为所述新的抛光半径长度。

15.如权利要求13所述的轮胎抛光机，其中所述可执行指令进一步包括：

选择指令，如果以所述被抛光的抛光半径进行的抛光是正常抛光，则用于选择沿所述中心线远离所述轮胎的新的原点位置；以及

保持指令，用于保持所述被抛光的抛光半径长度以作为所述新的抛光半径长度。

16.如权利要求13所述的轮胎抛光机，其中所述可执行指令进一步包括：

如果所述抛光是对称偏离的，则用于确定沿着所述轮胎的中心线移动所述抛光半径的原点位置的确定指令；

如果所述抛光是非对称的，则用于确定正交于所述中心线移动所述原点位置的确定指令；以及

如果所述抛光是非对称以及对称偏离的，则用于确定沿正交于所述中心线的方向移动所述原点位置，然后沿平行于所述中心线的线的方向移动所述原点位置的确定指令。

17.如权利要求10所述的轮胎抛光机，其中所述可执行指令进一步包括：

执行指令，通过执行一系列迭代为所述新的抛光半径选择所述建议原点位置。

18.如权利要求10所述的轮胎抛光机，其中所述可执行指令进一步包括：

选择指令，用于通过计算的所述测量距离与目标距离之间的差异以及计算的所述计划距离与所述目标距离之间的差异的统计分析来选择所述新的原点位置，其中为所述多个横向位置的每一个计算所述差异。

19.如权利要求18所述的轮胎抛光机，其中所述统计分析是最小平方和技术。

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