CN102441824B - 轮胎轮廓成形机及相关方法 - Google Patents

Abstract

打磨组件接触由框架相对于轮胎支撑的轮胎。打磨组件包括至少一个部段，以及支撑至少一个部段的轴向定位组件。轴向定位组件使得至少一个部段相对于轮胎重新轴向定位。至少一个部段包括打磨头，其中打磨头包括旋转地支撑于其上的磨石，磨石在其轴向末端处具有圆形的台肩。打磨组件还包括支撑打磨头以便相对于轮胎进行径向运动的径向定位组件。

Description

轮胎轮廓成形机及相关方法

相关申请的交叉参考

该申请是于2007年12月20日提交的美国申请No.12/004,813的继续部分申请，该继续部分申请是于2006年8月22日提交的系列号为11/508,390的美国专利申请的继续部分申请，系列号为11/508,390的美国专利申请现在是美国专利No.7,381,114，该美国专利No.7,381,114是于2005年2月28日提交的No.PCT/US05/06377的国际申请的国家阶段，该No.PCT/US05/06377的国际申请要求于2004年2月27日提交的美国临时申请No.60/548,495的优先权，所有上述都纳入本文作为参考。

技术领域

在一般情况下，本发明涉及轮胎轮廓生成机。更具体的，本发明涉及采用打磨组件的一种机器，该打磨组件具有至少一个打磨头，该打磨头能够相对于安放到机器上的轮胎进行独立的轴向和径向运动。最具体的，本发明涉及适于执行轮廓打磨以便与预先确定的轮胎轮廓相匹配的一种机器。

背景技术

在轮胎均匀的机器中，通过以不同的速度旋转轮胎对轮胎进行测试，以确保轮胎被构造成根据质量控制标准下工作。在该测试过程中，轮胎被旋转，轮胎均匀性机器高精度地检查轮胎的完整性、形状和表面质量。有时，在检查过程中，轮胎均匀性机器检测轮胎中的不规则性。通过从轮胎的合适部分去除材料来矫正轮胎完整性、表面和形状中的任何不规则性。

为了从轮胎去除材料，已知的轮胎均匀性机器通常采用一种打磨机，该打磨机具有关于轮胎旋转进行旋转的单一磨石。在已知的打磨机中，磨石是圆柱形的，以及使用旋转方式应用磨石。通常利用电机和齿轮箱装置来控制磨石旋转的速度和方向。因此，电机通过皮带或链条以及一系列皮带轮或链轮连接到齿轮箱装置。由于需要电机来驱动皮带或链条，以及齿轮箱装置体积大，因此电机壳体突出到如此的程度以致于轮胎均匀性机器的边界防止磨石相对于轮胎以向内和向外的线性方式致动。因此，为了适应用于定位打磨机的有限空间，已知的轮胎均匀性机器将电机远离打磨机而附连到枢转臂上，远离轮胎均匀性机器的边界，这样使枢转臂的旋转将使得磨石邻近轮胎定位。

但是枢转臂的旋转不会使得磨石直接对准轮胎中心。也就是说，中心线和磨石的接触点以弧形行进以试图成切线地接触轮胎。

为了更好地定位磨石以便从轮胎去除材料，已知的打磨机相对于枢转臂枢转地支撑磨石。因此，磨石的位置可枢转以便导致枢转臂间接对准。为了提供这种枢转运动，已知打磨机采用了一系列的连杆机构。在某些情况下，可以使用多达五个连杆机构。由于加工公差，每一连杆都是误差的潜在来源。当使用多个连杆时，这种误差叠加，使得在准确定位磨石以从轮胎去除材料的方面更为显著。此外，这些连杆机构易于损坏导致机器停机。

事实上，当提供两个磨石(一个前磨石和一个后磨石)时，使用这种连杆机构从根本上使得打磨机没有能力来使得两个磨石同时接触轮胎，且在某些情况下，可能会导致其中一个磨石与轮胎不接触。通常使用后磨石来试图矫正第一磨石产生的不规则性。然而，当使用连杆机构产生误差时，前后磨石妨碍执行其矫正功能。因此，需要显著减缓打磨过程的另外矫正打磨。

如上所述，支撑单个或两个磨石的枢转臂可能是将单个或两个磨石相对于轮胎定位的误差来源。此外，相对于枢转臂枢转地支撑磨石使得磨石枢转而导致枢转臂旋转会引入额外的误差。因此，需要具有单个或两个磨石的一种打磨机，而磨石无需使用在定位过程中会引入误差的各种连杆，就可相对于轮胎进行重新定位。这种打磨机应该能够以可重复和更快的方式使得其单个或两个磨石与轮胎进行良好精确的接触。

现有的轮胎均匀性机器通过在短时间段内打磨轮胎的选定部分而进行现场矫正。为此，使用挡边打磨机来接触轮胎侧壁，以及中心打磨机接触胎面部分以便打磨在测试过程中检测到的任何缺陷。挡边打磨机和中心打磨机通常保持在固定的垂直和角位置并向内驱动以便接触轮胎。在这方面，打磨静态进行且为磨石的运动，但是打磨是不可预期的。希望提供具有能够自动定位磨石的动态打磨组件的轮胎均匀性机器。

还希望将轮胎轮廓与所需轮廓相比以及去除选定的轮胎材料，从而精确以及快捷地获得所需轮廓。因此，希望在轮廓成形的过程中动态地监测各种参数，以确保获得所需的轮廓。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的第一方面提供轮胎轮廓成形机及相关方法。

在一般情况下，本发明提供用于从轮胎去除材料的打磨过程，包括提供具有打磨头的打磨组件，打磨头具有旋转地支撑于其上的至少一个磨石，磨石在其轴向末端具有带有特定轮廓的台肩(挡边)，打磨头可相对于轮胎进行轴向和径向运动；提供可操作地连接到打磨组件以便移动打磨头的致动器；提供与致动器通信的控制器与至少一个传感器；通过使得磨石与轮胎接触以便从轮胎去除材料以及在其接触轮胎的同时调整磨石的位置以便限定选定轮廓来使得轮胎轮廓成形。

附图说明

图1是根据本发明的打磨组件的平面视图，该打磨组件采用承载安放于其上的打磨头的上部段和下部段，其中打磨组件安装到轮胎均匀性机器的框架上；

图2是图1的放大平面视图，示出打磨组件的上部段，其具有托架，托架支撑相对于轮胎在径向方向上运动的臂；

图3是沿图2的线3-3所取的上部段托架的侧视图；

图4是沿图2的线4-4所取的上部段托架的后视图；

图5是邻近轮胎定位的打磨组件的上部段和下部段的局部侧视图，示出打磨头的枢转位置；

图6是图1的放大平面视图，示出打磨组件的上部段的打磨头；

图7是沿图6的线7-7所取的打磨头的横断面视图，示出由定位于打磨腔室内的打磨头驱动的磨石；

图8是图1的放大平面视图，，示出用于枢转打磨头的倾斜调整器、用于保持打磨头枢转位置的制动组件、以及用于调整上部段和下部段轴向位置的轴向定位组件；

图9A是沿线9A-9A所取的图8的放大侧视图，示出用于枢转打磨头的倾斜调整器；

图9B是沿线9B-9B所取的图8的放大侧视图，示出用于保持打磨头枢转位置的制动组件；

图10是沿线10-10所取的示出轴向定位组件的图1的侧视图；

图11是沿线11-11所取的示出轴向滑动组件的图1的侧视图；

图12是根据本发明理念的可选打磨机的侧视图，部分剖开以便示出磨石的细节。

图13是获得所需轮胎轮廓的可选实施例的示意图；

图14是示出根据本发明理念的轮廓成形过程的操作流程图；

图15是表示轮胎轮廓成形之前的轮胎波形的图；

图16是表示轮胎轮廓成形之后的轮胎波形的图。

具体实施方式

根据本发明的打磨组件在附图中通常由数字10指代。打磨组件10从轮胎T去除材料。打磨组件10可以类似于车床的方式与轮胎机关联使用，以便当轮胎T围绕中主轴线CA旋转时去除材料。可选的，打磨组件10可连同轮胎均匀性机器1使用。轮胎均匀性机器是众所周知的，因此，将仅对轮胎均匀性机器1进行一般描述。轮胎均匀性机器1包括框架F，其限定轮胎T容纳于其中的空间。一个负重轮(未显示)支撑在框架F上并与轮胎T接触以便进行测试。打磨组件10可被支撑在框架F上，并适于接触轮胎T以便以静态方式或动态从其去除材料，在静态方式下打磨机向内运动以便接触轮胎上的点，在动态下打磨组件10接触轮胎T然后使得磨石自动运动以便执行额外的打磨。可以使得磨石连续运动以便执行轮胎T的轮廓成形打磨。因此，在该实例中，根据本发明的理念，可在单个位置处执行均匀度测试和轮廓成形打磨。应该意识到，当仅执行打磨时，可省略负重轮，以及通过合适的驱动组件使得轮胎旋转。

邻近轮胎T来合适地支撑打磨组件10来获得这种接触，例如，通过具有框架构件F1和F2的框架F来支撑。框架F可以是独立的支撑件，或者是轮胎机框架的一部分。如图5所示，打磨组件10可包括上部段10A和下部段10B。在所示的实例中，上部段10A和下部段10B为镜像，彼此相对取向，以及如下面所论述的，能够相对于轮胎T进行独立的轴向、径向和枢转运动。

上部段10A和下部段10B能够利用各种致动器沿着导轨12和14进行独立的轴向运动。正如下面所论述的，上部段10A和下部段10B分别由导轨托架R1和R2支撑，可沿着导轨12和14运动。利用各种致动器，导轨托架R1和R2允许上部段10A和下部段10B分别沿着导轨12和14轴向定位。

如图10所示，导轨托架R1和R2包括轴环16，轴环16相对于框架构件F1支撑上部段10A和下部段10B。如上所述，上部段10A和下部段10B互为镜像，因此，包括类似的组件。为了简单起见，将参照上部段10A进行描述。

如在图2-4最佳所示的那样，上部段10A包括通常由数字18指示的径向定位组件，其可通过在19处枢转附连到导轨托架R1。将上部段10A枢转附连到导轨托架R1允许上部段10A从服务位置移动到啮合位置(图1)。在服务位置，上部段10A枢转远离轮胎均匀性机器，以便允许接近其各个组成部分。在啮合位置，如图1所示，上部段10A朝向轮胎均匀性机器枢转，以及径向定位组件18的中心线CL对准轮胎T的中主轴线CA。因此打磨头24沿着从轮胎T的中主轴线CA延伸的径向线进行线性运动。

为此，径向定位组件18包括托架22，其支撑打磨头24同时允许其进行线性运动，以便相对于轮胎T进行向内和向外的径向运动。因此，托架22可相对于框架F固定，能够将打磨头24相对于轮胎T进行径向定位，以便实现由打磨头24承载的磨石与表面S接触。当使用两个磨石时，将径向定位组件18的中心线CL与轮胎T的中主轴线CA对准允许由打磨头24承载的磨石同时与表面S接触。

如在图2-4最佳所示的那样，托架22承载打磨头24安装于其上的可动臂28。可动臂28由轴承29支撑，以便使得可动臂28相对于轮胎T进行向内和向外的大体为线性的运动。托架22包括底座30，第一壁32和第二壁33，底座30、第一壁32和第二壁33限定用于容纳可动臂28的倒置U形腔室。间隔件35可相对于底座30附连在第一壁32和第二壁33之间，以便将间隔件35保持在其间。

可动臂28由附连到这些壁的轴承29支撑在第一壁32和第二壁33之间。轴承29可为线性轴承，其可包括合适地安装在托架上22的辊轴34。辊轴34接纳可动臂28的边缘36，以便使得可动臂28能够基本进行线性运动。如图2中最佳示出的那样，提供四套轴承29，两套在后面位置以及两套在前面位置，以便在可动臂28致动时支撑可动臂28的运动。

可动臂28由通常由数字40指示的合适致动器来致动，致动器包括流体驱动的线性致动器(诸如液压或气动线性致动器)，电机驱动致动器，电动致动器等。在所示的实施例中，致动器40包括汽缸42，其延伸以便将可动臂28朝向轮胎T驱动，其缩回以便拉动可动臂28使其远离轮胎T。

致动器40的一端44固定附连到端板45，端板45在托架22的第一壁32和第二壁33之间延伸。致动器40的另一端46可延伸和缩回，并且附连到连接板47，连接板47连接到可动臂28。连接板47相对于可动臂28垂直取向，并且包括在可动臂28上方和下方延伸的部分。致动器40的端部46附连到连接板47在可动臂28下方延伸的部分，以及连接板47在可动臂28上方延伸的部分由附连到其的沿着可动臂28纵向延伸的支柱48加固。

如上所述，径向定位组件18的操作可由系统控制器C控制。例如，可采用液压、电、或汽缸42使得承载打磨头24的可动臂28延伸和缩回。因此，携带来自于液体供应的液体的供应线(未显示)可用于选择性地将流体导引到汽42以便施加原动力。为了控制这种流体的流动，伺服阀50可用于计量通过歧管51供应汽缸42的流体。在电动致动器的情况下，使用电子伺服驱动器。系统控制器C(未显示)可用于控制径向定位组件18以便调整打磨头24相对于轮胎T的向内和向外的径向运动。系统控制器C可采用用于确定上部段10A相对于轮胎T的位置的合适传感器。例如，传感器26邻近打磨头24以与轮胎T传感相关的关系安装到上部段10A。传感器26与系统控制器C通信，以便允许打磨头24相对于轮胎T的径向位置受到精确地控制。

使用伺服阀50，汽缸42的激活可通过系统控制器C经由由传感器26提供的信号进行调整。系统控制器C可激活伺服阀50的操作和使得伺服阀50的操作去激活，以便使得可动臂28延伸和缩回，这样打磨头24的径向位置可以得到控制。

如图1和8中所示，由一对延伸臂52来相对于可动臂28支撑打磨头24。延伸臂52经由偏置托架53附连到附连杆49，附连杆49紧固到连接板47的上部。延伸臂52从偏置托架53向外朝向轮胎T延伸，且可为常规的L-形，以便限定允许打磨头24枢转运动的空隙。打磨头24被支撑在延伸臂52的两个远端之间。

打磨头24可包括支撑第一电机58和第二电机59的护罩或壳体56，第一电机58和第二电机59分别具有附连到其上的磨石62和63。护罩56包括上壁64、下壁65以及在上壁64和下壁65之间从护罩56的前侧延伸到后侧的侧壁66和67，以便限定打磨腔室70。如图7中所示，护罩56限定用于接近打磨腔室70的前部开口72。此外，上壁64和下壁65沿着它们邻近前部开口72的前边缘弯曲(图6)以便适应轮胎T的环形。

如图7中所示，第一和第二电机58和59紧固到上壁64，并且分别包括贯穿上壁64延伸以便旋转支撑在打磨腔室70内的磨石62和63的轴74和75。因此，每个磨石62和63可由邻近每个磨石62和63定位的电机58和59直接驱动。通过使用适于磨石62和63的单一电机，在这种直接驱动系统中的电机58和59的尺寸被减小了。此外，当磨石62和63被直接驱动时，与已知系统相比，直接驱动系统的惯性减小，已知系统采用远离磨石定位的电机，具有将电机与齿轮箱装置连接以便旋转磨石的一系列皮带或链条。直接驱动系统的惯性减小导致磨石62和63反转时的速率提高。当这种反转必要时，通过使得磨石62和63迅速从一个方向反转到另一个方向，直接驱动系统会明显减少处理时间。电机58和59具有用足够功率驱动磨石62，63的尺寸，但其仍是紧凑的，以便允许机器内的合适自由运动，轮胎T位于该机器内。通常由电缆(未示出)供应供给到电机58和59的电力，电缆可在接线盒(未示出)处连接到电机58和59。此外，为了保护电机58和59的组成部分，提供基本覆盖电机58和59外露表面的壳体76。

如图6和图8中所示，护罩56设有喷嘴78，喷嘴78附连到真空源以便将在打磨过程中产生的微粒去除。例如，侧壁66和67在护罩56的后部末端处朝向彼此弯曲以便与上壁64和下壁65一起限定喷嘴78。因此，喷嘴78与护罩56整体形成，并且通过软管80流体连接到真空源。

为了进一步有助于去除微粒，喷射嘴82可将诸如空气的流体源朝向轮胎T导引，以试图吹走沿着表面S在胎面、侧壁或台肩处卡住的微粒。喷射嘴82流体连接到远离打磨头24定位的空气源。喷射嘴82可邻近磨石62和63定位在打磨腔室70内。事实上，如图7所示，喷射嘴82可位于磨石62和63之间且在由真空源产生的真空流内。

传感器26可安装在护罩56上或邻近护罩56以便确定上部段10A的位置，以及，具体而言，以便确定打磨头24相对于轮胎T的位置，以及用于测量在打磨过程中从轮胎T去除的材料量。如上所述，传感器26与系统控制器C通信以便确定可动臂28的径向位置。

系统控制器C使得可动臂28延伸以便将打磨头24定位，以及因此将由此承载的磨石62和63邻近轮胎T定位。以该方式，径向定位组件18可用于同时放置磨石62和63使其接触轮胎T的表面S。一旦与表面S接触，如由图1中所示的轮胎T的旋转方向限定的那样，前磨石62和后磨石63可以连续方式从轮胎T去除材料。磨石62和63可在围绕它们各自旋转轴的相同方向上旋转，或它们可在相对于彼此的相反方向上旋转。例如，如图1所示，前磨石62可以顺时针方向旋转，以及后磨石63可以逆时针方向旋转。因此，前磨石62可去除大量的材料，而后磨石63去除由前磨石62产生的不规则之处。一旦从轮胎T去除足够的材料时，系统控制器C缩回可动臂28以便拉动磨石62和63远离轮胎T。如果磨石的轴线相互横向对齐，如图6所示，磨石62和63通常从轮胎T的表面S同时撤回。

为了在胎面、侧壁或台肩处沿着表面S进行打磨，打磨头24包括护罩56、电机58和59，而可使得磨石62和63绕枢转轴线PA枢转。例如，护罩56可通过分别位于侧壁66和67上的枢转轴84和85附连到延伸臂52。如图7中最佳示出的那样，枢转轴84和85通常分别在上壁64附近附连到侧壁66和67。部分枢转轴84和85的部分分别在孔86和87(图8)内旋转，上述孔86和87绕枢转轴线PA贯穿延伸臂52设置。因此，打磨头24可从位置P1枢转角度α而枢转到位置P2(图5)，以便将磨石62和63定位成沿着轮胎T的表面S接触胎面，侧壁，或台肩。

倾斜调整器组件90提供打磨头24绕枢转轴PA的自动枢转运动。一般来说，打磨头24的角位置由诸如汽缸、电机的致动器或能够导致打磨头24绕枢转轴线PA旋转的其它可用装置来控制。在图9A所示的实例中，倾斜调整器装置90可包括旋转固定到枢转轴84的扇形齿轮部分92。扇形齿轮部分92包括沿其外边缘且设置成与蜗轮94相面接的齿93。蜗轮94形成到或连接到电机96的轴上，电机96可以是一个附连到延伸臂52的伺服电机。例如，电机96可通过从延伸臂52向外延伸的托架98安装到延伸臂52。此外，电机96的轴可由包括轴承或衬套(未示出)的托架99来支撑。托架99还从延伸臂52向外延伸，这样蜗轮94可紧靠扇形齿轮部分92定位。因此，蜗轮94在顺时针和逆时针方向上的旋转由扇形齿轮部分92转换成轴84的枢转运动，以及因此转换成打磨头24的枢转运动。

同样，系统控制器C可用于操作倾斜调整器90以便控制打磨头24的枢转运动，以及因此控制由其承载的磨石62和63的枢转运动。因此，可以调整磨石62和63的角定向，以确保沿着胎面、侧壁和台肩与表面S的适当接触。为此，传感器26可用于确定上部段10A以及具体是打磨头24相对于轮胎T的位置，因此可相应激活倾斜调整器90。此外，来自电机96的反馈可用于确定打磨头24的角位置，例如，电机96可包括编码器或类似装置。

为了将打磨头24保持在选定位置，可提供制动组件100。制动组件100包括制动器102，为了获得机械优势，制动器102可远离枢转轴PA设置。如图9B所示，制动器102利用邻近护罩56的后部末端的L形托架104附连到延伸臂52连接到使用相邻的后下肢。应该意识到，当使用汽缸或伺服电机来倾斜打磨头24时，制动组件并非是必要的。因此，制动组件100可被省略，或用于增强由致动器施加的制动力。

在所示的实例中，制动器102用于将夹持力施加到附连到护罩56的制动构件106。如图9B所示，制动构件106形成为稍微像斧形的构件，其具有主体107(固定到打磨头24)以及弧形延伸部108。主体107从护罩56朝向制动器102延伸，以及弧形延伸部108容纳在制动器102内。为了允许在任何角位置处制动，弧形延伸部108的长度由打磨头24所需的倾斜程度来确定，或者，换句话说，由枢转运动的所需量来确定。

制动器102包括相对于块座111进出运动的制动臂110。弧形延伸部108容纳在制动臂110和块座111之间，制动臂110的向内运动抵靠着块座111夹持弧形延伸部108，以及制动臂110的向外运动抵靠着块座111松开弧形延伸部108。如果有必要，制动臂110和/或块座111可包括制动衬块112。

电机114可邻近制动器102定位以便使得制动器102致动以及使得制动臂110相对于块座111向内和向外运动。因此，当电机114被激活以便使得制动臂110向内运动从而将弧形延伸部108夹持在制动器102内时，打磨头24的位置可被增强。此外，电机114的激活可由系统控制器C根据倾斜调整器90的操作来控制。

如上所述，上部段10A和下部段10B可彼此独立运动。因此，除了打磨头24可相对于轮胎T进行径向和枢转运动之外，位于上部段10A和下部段10B上的打磨头24可相对于轮胎T进行轴向调整。为此，上部段10A和下部段10B能够利用轴向定位组件118进行轴向运动。轴向定位组件118与分别支撑上部段10A和下部段10B的导轨托架R1和R2、以及导轨12和14相结合。

如图10所示，导轨12和14沿着框架构件F1轴向延伸。导轨12和14利用附连座板120附连到框架构件F1，附连座板120集成到沿着框架构件F1轴向延伸的轴向定位组件118内。附连座板120固定到框架构件F1，并且包括从其向外延伸的延伸托架122和124，以便分别支撑导轨12和14。

导轨12和14可动地支撑导轨托架R1和R2，以及正如上文所论述的，允许上部段10A和下部段10B相对于彼此以及相对于轮胎T轴向定位。例如，导轨托架R1和R2沿导轨12和14的位置提供上部段10A和下部段10B相对于彼此的位置。如图10所示，导轨托架R1在向上的轴向位置处支撑以便支撑上部段10A，以及导轨托架R2在向下的轴向位置处支撑以便支撑下部段10B。

每个导轨托架R1和R2可包括主体126，主体126具有由第一板128和沿着一条边缘垂直附连到第一板128的第二板129形成的T形截面。第一板128和第二板129沿着框架构件F1的拐角130延伸，并且支撑分别容纳导轨12和14的导轨滑块132和134。此外，如下文所述，导轨托架R1包括用于容纳各种致动器之一的凸缘131或另外构件。例如，凸缘131可沿着第二板129的底部边缘向外延伸。

如图8中最佳示出的那样，容纳导轨12的导轨滑块132可经由托架135沿着第一板128的边缘附连。此外，容纳导轨14的导轨滑块134可邻近与附连到第一板128的边缘相对的边缘附连到第二板129。导轨滑块132和134可分别沿着导轨12和14移动，且允许导轨托架R1和R2相对于彼此或相对于轮胎T轴向定位。

如上所述，各种致动器用于使得上部段10A和下部段10B沿着导轨12和14移动，且可用于使得上述上部段10A和下部段10B定位在所选的轴向位置。更具体地，轴向定位组件118采用通常由数字136和137指代的合适线性致动器以便分别致动托架R1和R2的运动。致动器136和137可以是流体驱动致动器(诸如液压或气动汽缸致动器)，电机驱动致动器，电动致动器等。在图示的实施例中，致动器136和137包括汽缸138和139，汽缸138和139延伸以升高托架R1和R2，以及缩回以便降低托架R1和R2。

致动器136和137都可在一端固定附连到框架F，例如，邻近框架构件F1的底部。致动器136的另一端附连到托架R1以及致动器137的另一端附连到托架R2。在所示的取向上，为了避免致动器136相对于较低托架R2造成干扰，致动器136可相对于框架构件F1向外偏离于彼此。例如，致动器136的定位可比致动器137更向外远离框架构件F1一定距离，该距离足以允许致动器136通过与该致动器137连接的托架R2。凸缘131从托架R1向外延伸以促使与向外偏置的致动器136接触。

为了将上部段10A和下部段10B分别附连到导轨托架R1和R2上，轴环16附连到其第一板128。因此，轴环16从第一板128向外延伸，以及附连到托架22(上部段10A和下部段10B的)的延伸托架20枢转地容纳在上部轴环臂16A和下部轴环臂16B之间。因此，在没有干扰的情况下，致动器136和137可被致动以便使得托架R1及由其支撑的上部段10A、托架R2及由其支撑的下部段10B相对于彼此以及相对于框架构件F1轴向移动。

同样，系统控制器C可用于操作轴向定位组件118，以便控制上部段10A和下部段10B以及由此控制由其承载的打磨头24和磨石62和63的轴向位置。因此，可以调整两个打磨头的磨石62和63的轴向取向，以确保沿着胎面、侧壁和台肩与表面S的适当接触。为此，传感器26可用于确定上部段10A和下部段10B以及具体的，上部段10A和下部段10B的打磨头24相对于轮胎T的位置，这样可相应激活轴向定位组件118。

可沿着框架构件F2提供轴向滑动组件140，以便适应利用轴向定位组件118导致的上部段10A和下部段10B的轴向运动。例如，如图1所示，类似延伸托架20的延伸托架142附连到上部段10A和下部段10B的托架22。如图11所示，延伸托架142包括附连到其的支撑板144，以及支撑板144到延伸托架142的附连由加强板145增强。支撑板144承载导轨滑块146，导轨滑块146提供成容纳附连到框架构件F2的导轨148。

如图1和11所示，导轨148附连到垫板150(其固定到框架构件F2)并沿其轴向延伸。因此，当上部段10A和下部段10B处于啮合位置(图1)时，导轨滑块146容纳导轨148。导轨滑块146滑动地啮合导轨148，并允许轴向滑动部件适应上部段10A和下部段10B相对于彼此以及相对于轮胎T的轴向运动，同时提供相对于框架构件F2的支撑。

如上所述，可使得打磨头24以自动模式进行轴向、径向、以及围绕枢转轴线PA的成角度的运动。因此，打磨组件10可被用于削磨轮胎T的整个轮廓。虽然说明是针对一个实例进行的论述，其中两个臂10A、10B承载打磨头24，但是应该意识到，可使用单个的臂和打磨头。当使用多个臂10时，臂10的运动可互相合作以获得所需打磨以及避免互相干扰。例如，打磨组件10A、10B可进行编程以便大体彼此相继启动，以及相对于轮胎的轴向尺寸处于中心位置，以便校正适于打磨组件10A、10B的中心设定点。然后每个打磨组件10A、10B从中心设定点向外移动以便执行必要的打磨。打磨头24的动态调整可基于来自传感器(诸如传感器26或用于与轮胎机连接的其它传感器)。例如，在轮胎均匀性机器中，用于测量轮胎尺寸的以及由其产生的力的各种传感器可用于控制打磨头24的运动，并在轮胎T上的选定位置进行选定的打磨。

当使用系统控制器C来控制打磨头24的轴向、径向和角位置时，高度自动化和精确操作是可能的。此外，系统控制器C可编程或另外设置有用于生成选定轮胎轮廓必需的指令。此轮廓可存储在系统控制器C中的内存中，且每当处理相同类型的轮胎时可进行恢复。然后系统控制器C可从轮廓信息中制定一组指令以便控制打磨头24的位置以及产生所需的轮廓。当结合在轮胎均匀性机器内时，打磨组件10可用于提供除了打磨力和径向跳动打磨(force and run-out grinding)之外的轮廓打磨。

根据本发明理念的另一种打磨组件在图12中示出且通常由数字210指代。打磨组件210类似于上面详细描述的打磨组件10，且通常包括一般由数字224指示的打磨头，其支撑磨石且可轴向和径向移动以便接触轮胎T以及从轮胎T去除材料。打磨组件210包括通常由数字211指示的可选磨石，具体设计成用于类似车床的轮廓打磨。上述的以及能够执行轮廓打磨的磨石62和63最佳地适于打磨力和径向跳动打磨，其中轮胎均匀性机器将磨石移动到固定位置以便去除所选定量的材料然后撤回磨石。为了以类似车床的方式执行轮廓打磨，在初次接触后磨石持续沿着轮胎T的表面移动。为此，磨石211与磨石62，63的不同之处在于它在打磨表面215的轴向末端214处具有至少圆形的台肩212。当在相对于轮胎的轴线CA的一个方向上打磨时，圆形的台肩212可设置在磨石211的前侧216上，或者当在相对于轮胎轴线CA的任一方向上打磨时，可在磨石211的上部和下部轴线末端处设置一对圆形的台肩212。通过圆形的台肩212，磨石211在与轮胎T接触的同时可以移动，且与现有技术中发现的有方形台肩的情况相比，具有较小的被牢固保持在轮胎T上的趋势。如图所示，台肩211可圆形化以便赋予磨石212常规的半圆形外廓217。圆形化的台肩212允许磨石211在保持与轮胎T接触的同时进行轴向和径向的移动。以该方式，磨石211在轮胎T上进行类似车床的切割。在存在磨石62，63的该情况下，可使用一前一后的一对磨石211以便减小翘弯(cupping)的可能性。

此外，当单一的打磨组件210可承载磨石211时，若干打磨组件部分(诸如上面详细描述的部段10A和10B)的每一个可承载磨石211。如前所述，当使用若干部分时，控制器C可配合它们的动作以便对轮胎T进行打磨。

现在参照13，可以看出，通常由数字500来表示轮廓成形机的示意图。除非另外明确指出，这台机器和相关的实施方案可采用前述实施例中的所有组件和特征。换句话说，用于处理轮胎以及打磨或产生轮廓的所有各种机制与前述实施例的相同。该实施例与在此公开的其它实施例的主要区别在于从轮胎获得所需轮胎轮廓的方式，其不需要满足特定的规格或者希望轮胎轮廓成形为特定构造。轮廓成形机500包括控制器504，其是基于处理器的系统，其利用并且提供用于执行轮廓成形机各方面的必要硬件和软件。控制器504接收来自轮廓成形机和其它来源的各种输入，诸如与轮胎相关的信息，以及控制器产生用于控制机器产生所需轮廓的输出信号。接收到的输入数据和产生的输出数据可通过利用任何适当传输协议的有线或无线方式传输。各种组件之间的连接可由按字母顺序的字母A-M来表示。

机器500接收通常由大写字母T表示的轮胎，其在制备过程中是水平取向和输送的。通常，在成型之后或可能是在测试轮胎均匀性的测试评估之后输送轮胎。当然，在轮胎输送进入轮廓成形机500之前可采用任意其它的制造步骤(一个步骤或多个步骤)。如本领域内众所周知的那样，轮胎具有各种组件，即限定轮胎孔的胎圈，从胎圈延伸的侧壁，进一步从侧壁延伸的台肩和将台肩互连的胎面。轮廓成形机适用于大多数具有任何大小的直径和宽度的轮胎。如果轮胎特别宽，将意识到多个打磨机(如将详细论述的那样)可用于生成所需的轮廓。

一个标签读取器506连接到控制器并在轮胎进入轮廓成形机时读取与轮胎相关的条形码或其它识别信息。通常包含在标签上或者由标签读取器506读取的信息包括但不限于，标识所需轮胎轮廓的轮胎产品型号，用于构建轮胎所用的材料，包括硬度和其它轮胎规格参数。轮胎的材料成分细节可包括诸如二氧化硅或影响轮胎操作性能的其它材料的量。在该信息中还包括适于操作轮胎、所需胎圈宽度的所需充气压力(其是当轮胎安装在轮辋上时胎圈之间的分隔距离)、以及轮胎的最佳运行速度(其在轮胎的正常操作期间达到)。

下部主轴508和上部主轴510最初间隔开，以便接收来自输送系统的轮胎T。上部主轴510保持在固定位置，而下部主轴508垂直移动，以便啮合在轮胎侧面上的胎圈。下部主轴使得轮胎向上移动，这样上部主轴啮合位于主轴另一侧上的胎圈轮胎。主轴连接到控制器504，以便在评估和轮廓成形过程中控制轮胎的旋转。主轴驱动器512连接到一个或两个主轴508和510，以便以所期望的方式旋转轮胎。

胎圈宽度传感器514与主轴驱动器512相关联，并基于由标签读取器读取的信息，控制器调节胎圈相对于彼此的间距。充气传感器516与主轴相关联，同样基于由标签提供的胎圈信息，控制器导致轮胎充气到所需压力。主轴转速传感器518还紧邻至少一个或两个主轴中且与其相关联，以及通过利用光学编码器、霍尔效应电开关器或其它类型的速度传感器来确认主轴转速。从传感器514，516和518收集的数据信息被传送到控制器，以便提供对轮廓成形机操作参数的实时监测。

一旦轮胎被装入机器内，具有所需胎圈宽度的主轴与其啮合以及对轮胎充气，轮廓传感器520在其预期的操作执行过程中分析轮胎的轮廓，也就是提供合适的胎圈间距、充气设定和旋转速度。轮廓传感器520可以是点激光器，其测量轮胎相对于主轴中心线的尺寸特性以便提供轮胎轮廓。传感器520也可以是线激光器，接触式测头或摄像头的形式。任何一个选定的传感器都足够敏感以便检测轮胎的精确径向测量以便于作进一步的评估。本领域的熟练技术人员将意识到可使用的传感器具有各种益处和不利之处，以及每个类型的传感器可以产生足够的轮胎轮廓图像。

轮廓数据库524连接到控制器504且与控制器504相关联。轮廓数据库可包括最终用户希望的计算机辅助设计(CAD)图纸或其它先前的轮胎轮廓配置，以便适于在制备过程中完成的所有轮胎。根据轮胎产品型号存储这些轮廓并进行配置，以便如由标签读取器506读取的那样与轮胎相关联。除了具有与每个特定轮胎相关的CAD轮廓之外，将意识到在已知特定轮胎模具具有预定的缺陷的情况下可以使用轮胎镜像，以及镜像轮廓用于提供理想的最终轮廓配置。

带有显示屏的用户界面通常由数字526指示，并允许监测与轮廓成形机500相关的所有组件和传感器。界面526允许技术人员在轮廓成形步骤之前，如果需要，在轮廓成形步骤中，来调整各种参数，如将要描述的那样。该界面允许选择某些轮廓以及保留积累的所有轮廓数据以便于作进一步评估。

正如在以前的实施例中描述的那样，可使用多个打磨机来生成轮胎轮廓。具体的，在该实施例中，上部打磨机通常由数字530指示以及下部打磨机通常由540指示。上部打磨机包括径向运动传感器532，轴向运动传感器534和电机电流传感器536，该电机电流传感器536与打磨机的一个或多个电机相关联，如前面所述，以便确定磨石的力和/或回转或旋转操作。以类似的方式，下部打磨机540包括径向运动传感器542，轴向运动传感器544和电机电流传感器546。这些不同的所有运动和电流传感器532-536和542-546都向控制器504输入数据。如前所述，打磨机可以独立移动，以及独立于彼此运作。以该方式，可精确控制定位和速度，其中打磨机530和540放置成与轮胎接触，同时由主轴508使其旋转。这允许打磨机彼此偏离，以及适于精确控制打磨机的“打磨路径”。换句话说，打磨机530和540可定位在距离主轴中心线的不同径向距离之处。这允许在去除轮胎胎面和/或台肩的选定部分时进行精确控制。

在考虑如何获得最佳轮廓时，控制器考虑到下述中的至少一个：轮胎硬度、主轴转速、控制轮胎轮廓成形时的量或速度的打磨进给速度、控制打磨动作的材料量或深度的打磨深度、为了获得所需轮廓采用的打磨动作的数目、在获得所需轮廓的过程中是否采用一半或全部镜像轮廓、以及在打磨过程中可利用的任意偏置。如本领域的熟练技术人员将意识到的那样，偏置与一个打磨机相对于另一打磨机的定位。此外，在如何最佳地调整上部和下部打磨机中考虑因素还有轮胎包括的材料，诸如在制备轮胎的过程中是否使用以及使用了多少二氧化硅。在某些情况下，轮胎可包括改变硬度的不同类型的化合物。在这种情况下，在打磨过程中，与打磨机相关的电机传感器536，546检测电机的转速和实际电流。如果在打磨过程中检测到由于轮胎材料/硬度或其它轮胎特性发生变化导致电机电流变化，那么控制器可调整打磨机530，540的电机转速，以便允许对打磨过程进行实时修改或调整。这确保可以得到均匀和所需轮廓。

现在参照图14，可以看到，通常用数字600指示执行用于轮胎轮廓成形的操作步骤的操作流程图。在步骤602，以本领域内众所周知的方式模制轮胎T。在轮胎模制之后不久的步骤604，采用标签或其它识别器来指定轮胎的特定情况，其成分、用于形成轮胎的模具，及其它相关的制备信息。由于轮胎移动通过各种制备过程，轮胎标签可被读取。如前所述，标签可为条形码或电子可读的其它类型装置，诸如无线电频率识别标签或可提供有关轮胎信息的任何其它类似的装置。可选的，在步骤606，可检查轮胎的均匀性。轮胎均匀性测试可确定轮胎是否可被接受以使用。在轮胎均匀性测定过程中进行的测定包括但不限于径向跳动，横向跳动，锥度和隆起测量。如果这些读数的任何一个没有处于预定的参数或界限之内，轮胎可被进行适当的标记、或者标签可被添加到轮胎、或者与该轮胎相关的信息可被上传到系统内，这样在读取该特定轮胎的条形码标签的任意时刻也可获知其不均匀特性。本领域的熟练技术人员还将意识到，轮胎均匀性步骤是可选的，并不是实施本发明所必需的。在任何情况下，在步骤608，所需的轮廓与轮胎相关联。所需的轮廓可能是文件上的图形，诸如CAD图形，或保存在轮廓数据库的示例性轮廓。

在步骤610，设定适于检测与特定轮廓相关联的轮胎操作参数。这些操作参数包括但不限于由充气传感器516确定的压力，由胎圈宽度传感器514确定的胎圈宽度，以及由主轴驱动器512设定的运行速度。这些操作参数通常由制造商预先确定，并在与每一特定轮胎相关的轮胎标签信息传达。

在步骤612，在轮胎已经充气以及在所需速度(其中所有其它尺寸标准已经设定)下旋转之后，轮廓传感器520按所需进行径向和轴向移动以便测量轮胎轮廓。如前所述，这可由当其旋转时确定轮胎尺寸特性的点激光器，线激光器或其它装置完成，其中尺寸特性基于轮胎相对于旋转主轴组件中心线的测量值。因此，生成适于容纳在轮廓成形机500内的轮胎的完整轮胎轮廓。

在步骤616，控制器504将在步骤612确定的测量轮廓与与基于其标签信息的轮胎相关的所需轮廓相比。在可选情况下，可从数据库524中选择所需轮廓。如果比较结果显示测量的轮廓在所需轮廓的尺寸限制之内，那么在步骤618，轮胎移动到轮胎制备过程的其余步骤上。但是，如果在步骤616确定测量的轮廓不满足所需轮廓的尺寸限制，则该过程在步骤620继续。

在步骤620，访问轮廓数据库以便获得适于所需轮胎轮廓的精确测量。基于这些信息，在步骤622，基于所需轮廓和检测到的畸形设定一组轮廓调整参数。。换句话说，在步骤622，考虑到关于轮胎的各种属性，以及还考虑如何才能最佳地纠正上述畸形。包括在上述考虑因素之内的是轮胎的硬度；以每分钟回转数为单位的所需主轴转速；打磨进给速度，其决定包括在上部打磨机和下部打磨机内的磨石如何快速横向(如果需要，径向)移动通过轮胎；打磨深度，其决定在打磨动作或若干打磨动作中去除多少材料；以及在打磨过程中是否使用半个或整个镜像轮廓。正如在以前的实施例中明确的那样以及取决于轮胎的宽度，可利用多个打磨组件。打磨机530和540的运动合作以便根据所需轮廓成形轮胎。上部和下部打磨机可能会偏置，以及可能会配置成彼此一前一后地工作以便获得所需轮廓。

一旦设定完这些参数之后，那么轮廓成形机500在步骤624开始轮廓操作。在步骤626的打磨或轮廓成形过程中，持续监测各种传感器，以及如果一个检测到异常操作，可以调整其它参数。例如电机传感器536和546监测电机电流，以确定它们是否在所需速度内操作。如果由于一些原因，诸如检测到基于在轮胎模制组合物中使用不同材料导致的轮胎硬度中的变化，控制器可调整打磨进给速度，主轴转速，打磨深度和/或任何其它有关的操作参数，以确保获得所需轮廓。在完成轮廓成形操作之后，在步骤628，打磨组件连同轮胎从操作位置移出，这样轮廓传感器520可重新评估轮胎轮廓。如果在步骤630，复查的轮胎仍然不满足操作参数，该过程可返回到步骤610以便重复步骤610至628。如果轮胎是可接受的，那么在步骤632，轮胎从机器500脱离啮合，以及进行剩余的制备过程。可在步骤630设置一个标志，这样如果轮胎没有完成整个过程，以及完成第二操作步骤630时是可以接受的，那么轮胎可以拒绝作进一步评估。

现在参照图15和16，可提供示出根据本发明进行轮胎轮廓成形益处的波形读数。图15示出了中央的径向跳动(C.Rad.Rout.)，其是当示例性轮胎旋转时在胎面中心处的非圆度量。此外示出径向载荷(C.Rad.Load)，其是将轮胎胎面朝向轮胎中心推动所需的载荷量(通常以磅或公斤为单位)。应该意识到这些值是利用诸如在轮胎均匀性机器中提供的负重轮进行检测的。在任何情况下，从分析中获得的额外读数表明提供RPP值，其是在轮胎一次旋转中从最大到最小量的径向载荷的差异；第一径向谐波(RH1)；锥度值(CON)以及中心径向跳动(CRRO)值。如图16中所看到的那样，这些值显著降低，锥度值最接近零是首选的。因此，根据本发明的理念，参见图15和图16可容易明了利用轮廓成形机的益处。

由轮廓成形机500以及由操作流程图600证明的其制造过程的进一步益处允许制备满足精确性能规格的轮胎。该轮廓成性操作是自动化的，这样其在两到三分钟之内即可完成，而对于手动操作而言，手动将轮胎装载到打磨机内以及确定需要占地面积以及执行打磨操作的时间需要十五分钟或以上。此外，机器500的重复性提供了获得所需轮廓所需时间量的显著益处，与以前的打磨机相比，其更为有效且操作上更为精确。该机器还提供了允许用户选择不同所需轮廓的灵活性以及以快速和高效方式完成上述的能力。该轮廓成形机还允许进行特定的轮廓成形，以便适应由轮胎模具提供的已知制备缺陷。例如，如果已知一个轮胎模具有尺寸畸形，在不损坏模具和其相关投资的情况下可以利用该轮廓成形机来容易地矫正。只要轮廓成形机可矫正通常在轮胎均匀性测试中发现的大多数所有缺陷，该轮廓成形机也可用于对轮胎均匀性操作进行补充。

因此鉴于上述情况，根据本发明理念的轮胎均匀性机器打磨组件实质上改善了现有技术应该是显而易见的。同时，按照专利法规，在上述仅仅对本发明的优选实施例进行了描述以及在附图中仅仅示出了本发明的优选实施例，但是本发明并不限定于此以及由此限制。应该意识到，在不脱离本发明精神的情况下，可对上述实施例进行各种改型。

Claims (10)

1.用于从轮胎去除材料的过程，包括：

提供具有打磨头的至少一个打磨组件，打磨头具有旋转地支撑于其上的至少一个磨石，所述打磨头可相对于轮胎进行轴向和径向运动；

将电机耦联到所述至少一个磨石，以便使得所述至少一个磨石旋转；

将电机传感器关联到所述电机，以便检测通过电机由所述磨石施加到轮胎上的力；

提供可操作地连接到所述打磨组件以便移动打磨头的致动器；

提供与所述致动器通信的控制器以及监测所述打磨头操作的至少一个传感器；

用轮廓传感器测量轮胎的轮廓；

将所述轮胎轮廓与包括关于轮胎属性的所需轮胎轮廓进行比较；

通过使得所述磨石与轮胎接触以便从轮胎去除材料，以及在其接触轮胎的同时调整所述磨石的位置来使得轮胎轮廓成形；

基于从所述电机传感器接收到的输出和在轮廓成形期间的轮胎属性来调整所述电机的操作；以及

执行轮廓成形步骤，这样轮胎与所述所需轮胎轮廓相匹配。

2.根据权利要求1所述的过程，还包括：

对轮胎进行打磨以便与存储于系统控制器中的所述所需轮胎轮廓相匹配，其中所述控制器利用所述所需轮胎轮廓来生成发送到致动器以便将打磨头移动到生成所述所需轮胎轮廓的一系列所选定位置的信号。

3.根据权利要求2所述的过程，其中多个打磨组件被提供，所述过程还包括：

在从轮胎去除材料之前，将所述多个打磨组件校正到设定点，以及初始地将所述打磨组件移动到所述设定点。

4.根据权利要求1所述的过程，还包括：

提供包括所述所需轮胎轮廓的轮廓数据库，所述所需轮胎轮廓包括所述关于轮胎的属性；以及

基于轮胎材料和由所述电机传感器检测的力来调整所述至少一个打磨组件的操作。

5.根据权利要求1所述的过程，还包括：

将所述的轮胎轮廓与所述所需轮胎轮廓进行重新检测；以及

如果轮胎与所述所需轮胎轮廓不相匹配，则重复执行步骤。

6.根据权利要求1所述的过程，还包括：

将标签施加到轮胎，标签使得轮胎与所述所需轮胎轮廓相关联；以及

将所述所需轮胎轮廓与所述轮胎相关联。

7.根据权利要求1所述的过程，还包括：

如果所测量的轮胎轮廓与所述所需轮胎轮廓相匹配，则完成轮胎制备。

8.根据权利要求1所述的过程，还包括：

将标签施加到轮胎；

将轮胎容纳在轮廓成形机内，这样由主轴驱动使得轮胎旋转；以及

基于在所述标签上提供的信息，设定胎圈宽度、充气压力以及主轴转速的至少之一。

9.根据权利要求8所述的过程，还包括：

由所述控制器基于胎圈宽度、充气压力、主轴转速、所测量的轮廓以及所述所需轮胎轮廓来设定轮廓调整参数，其中所述控制器利用所述轮廓调整参数来控制所述至少一个打磨组件的操作。

10.根据权利要求9所述的过程，还包括：

设定适于打磨进给速度、打磨深度和打磨动作数目的至少一个的轮廓调整参数。