CN102472689B - 在沿轮胎胎圈的不同轨道位置通过烧蚀进行的均匀性校正 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于降低硫化轮胎中一个或更多个均匀性参数的一个或更多个谐波的幅度的系统和方法，其包括在沿第一胎圈断面和第二胎圈断面的一个或更多个轨道/区域位置处选择性去除轮胎材料。可以通过在胎圈座区域、下凸缘区域和/或上凸缘区域处进行烧蚀以校正如径向力变化、侧向力变化和切向力变化的参数的选定数量的谐波来实现选择性去除。烧蚀图案经过计算并且在第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈上实施，以在选定的角位置处(沿各个轮胎胎圈的从0度至360度的扩展内)实现期望的力减小的水平。可以对烧蚀图案进行计算，以用于通过固定的或变化的轮胎转速以及/或者固定的或变化的激光器功率水平实施。

Description

在沿轮胎胎圈的不同轨道位置通过烧蚀进行的均匀性校正

优先权要求

本申请要求2009年6月30日提交的美国临时专利申请No.61/221,627的优先权。

技术领域

本发明总体涉及用于通过在硫化轮胎中沿轮胎胎圈位置选择性地去除材料来改进轮胎均匀性的系统和方法。

背景技术

轮胎不均匀性涉及在轮胎的特定量化特性中相对于轮胎的旋转轴线的对称性(或缺乏对称性)。令人遗憾的是，传统的轮胎构建方法具有许多在轮胎中产生不均匀性的机会。在轮胎的旋转过程中，出现在轮胎结构中的不均匀性在车轮轴线处产生周期性变化的力。当这些力的变化经过传输成为对车辆和车辆乘员的显著振动时，轮胎的不均匀性是重要的。这些力通过车辆的悬架进行传输并且可以在车辆的座椅和方向盘中感觉到，或者传输成为车厢中的噪声。传输至车辆乘员的振动的量已经被归类为轮胎的“乘坐舒适性”或“舒适性”。

轮胎均匀性特性或属性通常归类成尺寸变化或几何形状变化(径向尺寸偏差(RRO)和侧向尺寸偏差(LRO))、质量变化以及滚动力变化(径向力变化、侧向力变化和切向力变化，有时也称作纵向力变化或者前后力变化)。均匀性测量机通常通过随着轮胎围绕其轴线旋转在围绕轮胎的多个点处对力进行测量来测量上述以及其它均匀性特性。

一旦识别出轮胎均匀性特性，就可以考虑通过调节制造过程用于某些均匀性的校正步骤。在制造过程中，可能很难对均匀性中的一些进行校正，并且因此需要额外的校正步骤来对硫化轮胎剩余的不均匀性进行校正。可以使用多种不同的技术，包括但不限于增加和/或去除硫化轮胎的材料以及/或者硫化轮胎的变形。一些已知的均匀性校正技术在其应用方面具有限制，例如在精确控制方面和/或在可以通过这种技术进行校正的轮胎的类型方面。例如，在侧壁高度减小的低断面轮胎中，可能尤其难于使用已知的均匀性校正技术进行校正。已知的技术还可能受限于可校正的均匀性参数的类型。

通过去除轮胎材料来改进均匀性的已知系统的示例包括美国专利No.4,041,647和No.5,537,866。美国专利No.4,041,647(Ugo)涉及通过在轮胎的这种旋转过程中测量并且校正轮胎的自由径向尺寸偏差中的过量变化来改进充气轮胎的均匀性。美国专利No.5,537,866(Bangert等人)公开了一种用于校正无内胎充气轮胎的轮胎失衡的方法，其中部分地包括在测量所得的径向参数的值大于最小值与阈值的和的位置从轮胎胎圈的径向向内朝向的座表面将轮胎材料至少去除到剩余的轮胎失衡处于给定的公差范围内的程度的步骤。

通过增加材料来校正不均匀性的示例公开在美国专利No.5,060,510(Rousseau)中，该专利公开了一种校正轮胎与地面之间的径向力的变化的方法，其中部分地包括通过成放置在安装轮辋与轮胎的胎圈之间的圆环形式的楔形物来实现校正的步骤。

并非通过磨削而是代之以通过变形来校正轮胎均匀性的已知系统的示例公开在美国专利No.5,616,859(Rhyne)和美国公开申请No.US2007/0145623 A1(Hair，JR.)中。美国专利No.5,616,859(Rhyne)公开了一种用于降低硫化轮胎中均匀性特性幅度的方法和设备，由此例如通过对胎体增强构件的至少一部分进行超过其弹性极限的可变拉伸预定量时间，轮胎的一个胎体增强构件的至少一部分以预定量发生永久变形。美国专利申请公开No.2007/0145623 A1(Hair，JR.)公开了一种用于通过利用包括多个板的环来使轮胎的胎体增强构件位于多个经过识别的位置的部分永久变形而降低硫化轮胎中均匀性特性的多个谐波的幅度的设备和方法。

鉴于对提供用于校正硫化轮胎中的不均匀性的有效和高效的解决方案的需要，期望提供一种新的校正方法，该校正方法能够通过在一个或更多个不同的轮胎胎圈位置选择性去除以校正一个或更多个多均匀性参数的一个或更多个谐波来提供精确的校正控制。尽管已经提出了已知的用于均匀性校正的技术，但是没有出现如下文中根据本技术阐述的大体包括所有期望特性的设计。

发明内容

鉴于在现有技术中遇到的并且在本发明中进行了阐述的公认特征，已提供改进的设备和方法来通过沿轮胎胎圈位置选择性地去除材料对硫化轮胎的不均匀性进行校正。

本发明的一个示例性实施例涉及一种用于降低硫化轮胎中至少一个均匀性参数的一个或更多个谐波的幅度的方法。可能的用于校正的均匀性参数包括处于低速和/或高速的一个或更多个径向力变化和侧向力变化以及例如切向力变化、径向尺寸偏差、侧向尺寸偏差、质量变化、锥度以及帘布层转向效应(ply steer)的其它参数。校正的重点可以放在处理各个目标均匀性参数的选定数量的谐波，例如一个、两个、三个、四个、五个或更多个谐波或者构成均匀性参数的完整周期波形的所有谐波。

一旦对均匀性参数(以及任选地选定的目标谐波组)进行识别，则通过计算得到用于第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈中每一个的至少一个烧蚀圈案。相对于围绕各个第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈的角位置对至少一个烧蚀图案进行限定。可以在沿胎圈断面的一个或更多个轨道位置确定烧蚀图案，例如在胎圈座断面区域、下凸缘断面区域和/或上凸缘断面区域中进行识别的轨道位置。在一个具体示例中，根据下列公式确定烧蚀图案：

其中Ablation(θ)＝围绕轮胎胎圈的角位置θ处的烧蚀深度，Amp_k＝均匀性参数k的加权校正幅值，h＝谐波数量，而是用于参数k的谐波h的相位。

在另一个具体实施例中，能够在对烧蚀图案进行计算的过程中或者对烧蚀图案进行计算之后进行调节。例如，如果为校正而识别的至少一个均匀性参数包括侧向力变化或者如果用于烧蚀的轨道位置包括所述下凸缘区域，就可以将谐波相位调节180度，以用于烧蚀图案的可应用部分。还可以对烧蚀图案进行调节来考虑实际烧蚀实施中的非线性。可以选择所有的烧蚀图案或者仅烧蚀图案的选定部分用于实施。例如，可以从0度至360之间选择一个或更多个角范围，将在该角范围处实施沿轮胎胎圈的去除。一个这样的范围可以实际上对应于各个轮胎胎圈整个360度扩展。

一旦对一个或更多个烧蚀图案进行了计算，则均匀性校正方法就包括根据计算所得的烧蚀图案选择性地去除轮胎材料的步骤。在一些实施例中，烧蚀可以利用可变速度和/或可变功率方法。在可变速度方法中，烧蚀装置以固定的功率水平进行操作，同时使硫化轮胎以变化的转速选择性地旋转。在可变功率方法中，硫化轮胎以固定速度进行旋转，并且以变化的水平对烧蚀装置进行供电，从而实现期望的烧蚀图案。

除了各种方法，应当理解，本发明同样涉及相关联的系统，其中包括可以设置在轮胎均匀性校正系统中的各种硬件和/或软件部件。软件可以设置成用于对限定了一定水平的均匀性校正的期望烧蚀图案进行计算和限定，而硬件可以设置成用于实施这样的烧蚀图案。

在一个示例性实施例中，本发明涉及用于降低硫化轮胎中至少一个均匀性参数的一个或更多个谐波的幅度的均匀性校正系统。该系统可以包括例如这样的示例性元件：固定装置，轮胎牢固地安装在该固定装置上以用于选择性旋转；相对于固定装置进行定向的烧蚀装置；以及计算机控制系统，该计算机控制系统联接至烧蚀装置和轮胎固定装置，以用于选择性地控制轮胎转速和烧蚀功率，使得根据沿安装在固定装置上的轮胎的至少一个胎圈的多个烧蚀图案来选择性地去除轮胎材料。多个烧蚀图案中的每一个图案都设计成用于在沿至少一个胎圈的断面处限定的以及在断面的胎圈座区域、下凸缘区域和上凸缘区域中的一个或更多个中限定的不同的轨道位置处进行烧蚀。

在更加具体的示例性实施例中，烧蚀装置可以包括激光器、磨削机、喷砂机和射流中的一个或更多个。在一个实施例中，计算机控制系统对轮胎转速进行进一步控制以出现固定速度并且对烧蚀功率进行进一步控制以出现变化的水平，以便实施编程到计算机控制系统中的一个或更多个计算所得的烧蚀图案。或者，计算机控制系统可以对烧蚀功率进行控制以出现固定水平(例如，最大功率)并且对轮胎转速进行控制以出现变化的水平，以便实施编程到计算机控制系统中的一个或更多个计算所得的烧蚀图案。

在更加具体的实施例中，计算机控制系统可以包括这样的内部部件：构造成存储限定了一个或更多个计算所得的烧蚀图案的信息和计算机可执行的指令的至少一个存储器装置以及至少一个处理器。至少一个处理器联接至至少一个存储器装置，以用于执行存储在其中的计算机可执行指令并且使得计算机控制装置用作专用机器，该专用机器用于对烧蚀装置和固定装置进行控制，使得根据一个或更多个计算所得并且程序化的(programmed)烧蚀图案实现轮胎胎圈材料的选择性去除。这样的存储器装置还可以进一步构造成存储限定了比例因子的信息，以便对用于烧蚀的轨道位置和各个均匀性参数的期望的校正水平进行加权。存储器装置中存储的额外信息可以限定各个轮胎胎圈的选定的角部分，应当在各个轮胎胎圈的这些选定的角部分处进行轮胎材料的选择性去除，其中选定的角部分包括小于整个360度轮胎扩展的一个或更多个范围。存储的信息还可以包括限定了一个或更多个目标均匀性参数的选定数量的目标谐波的信息，以用于根据一个或更多个计算所得的烧蚀图案进行校正。

不一定在概述部分中进行了表达的本发明的其它实施例可以包括并且结合上文概述的实施例中参考的特征、部件或步骤以及/或者在本申请中通过其它方式进行讨论的特征、部件或步骤的各个方面的各种组合。通过阅读说明书的其余部分，本领域普通技术人将更好地理解这些实施例以及其它实施例的特征和各个方面。

附图说明

参照附图，说明书中阐述了面向本领域普通技术人员的本发明的完整公开，这种公开使得本领域普通技术人员能够实现本发明，包括本发明的最佳模式，在附图中：

图1提供了根据本发明的各个方面的降低硫化轮胎中一个或更多个均匀性参数幅度的方法的示例性步骤和特征的流程图；

图2提供了根据本发明的各个方面的用于对烧蚀图案进行计算从而沿一个或更多个轮胎胎圈位置进行选择性去除的更加具体的方法的示例性步骤和特征的流程图；

图3是子午线轮胎的横截面图，可以通过本发明的系统和方法对该子午线轮胎进行校正；

图4提供了根据本发明的示例性实施例的用来确定用于选择性去除的轨道或区域的沿轮胎胎圈断面的竖直基准位置和水平基准位置的图示；

图5A提供了接受测试的轮胎的复合径向力变化随围绕轮胎的角位置而变化的图示；

图5B提供了如图5A所示的接受测试的轮胎的径向力变化的一次谐波至三次谐波的初始值的图示；

图6是根据本发明的各个方面的采用激光烧蚀的均匀性校正机中的示例性硬件部件的方块图；

图7提供了根据本发明的各个方面的用于执行激光烧蚀的示例性方法中的示例性步骤和特征的流程图；

图8示出了成灰度位图图像形式的示例性烧蚀段；

图9提供了由图8的灰度图像代表的烧蚀深度的图示；

图10提供了沿轮胎胎圈去除的多个烧蚀段的透视图；

图11A提供了轮胎的透视图，其中示出了用于一次谐波径向力变化的均匀性校正的相对烧蚀位置；

图11B和图11C分别提供了对应于图11A所示的用于径向力变化校正的烧蚀的烧蚀深度相对于第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈的角位置的视图；

图12A提供了轮胎的透视图，其中示出了用于一次谐波侧向力变化的均匀性校正的相对烧蚀位置；

图12B和图12C分别提供了对应于图12A所示的用于侧向力变化校正的烧蚀的烧蚀深度相对于第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈的角位置的视图；

图13提供了模拟复合波形的图示，其中包括径向力变化的一次示例性谐波分量、二次示例性谐波分量、三次示例性谐波分量和四次示例性谐波分量；

图14提供了模拟复合波形的图示，其中包括侧向力变化的一次谐波分量；

图15提供了用于第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈的计算所得以便校正径向力变化的烧蚀图案的图示，例如通过图13所示的径向力变化的一次谐波分量至四次谐波分量的总和进行模拟；

图16提供了与实施图15的烧蚀图案之后的经过校正的径向力相比，初始径向力的模拟值的图示；

图17提供了用于第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈的计算所得以便校正径向力变化和侧向力变化的烧蚀图案的图示，例如通过图13所示的径向力变化的一次谐波分量至四次谐波分量以及图14所示的侧向力变化的一次谐波分量的总和进行模拟；

图18提供了与实施图17的烧蚀图案之后的经过校正的侧向力相比，初始侧向力的模拟值的图示；

图19提供了用于烧蚀非线性特性的深度校正的图示，其中显示了沿纵坐标以mm为单位的程序化的烧蚀深度与沿横坐标以mm为单位的实际烧蚀深度的对应关系；

图20提供了应用图19的对应关系之后的经过调节的烧蚀图案的图示，其中为烧蚀实施的可变功率和可变速度跨过纵坐标以mm为单位绘制了烧蚀深度并且以跨过横坐标以角度为单位绘制了方位角；以及

图21为实施所公开的烧蚀技术的恒定功率、可变速度模式提供了以角度/分钟为单位的轮胎周向速度相对于以角度为单位的角位置的示例性绘图的图示。

贯穿本说明书和所附权利要求重复使用的附图标记意在代表本发明的相同或相似的特征、元件或步骤。

具体实施方式

如本发明的概述部分所讨论的，本发明尤其涉及用于通过在不同的胎圈位置使用激光烧蚀沿轮胎胎圈位置选择性地去除材料来校正硫化轮胎的不均匀性特性的系统和方法。

所公开的技术的各个方面的选定组合对应于本发明的多个不同实施例。应当注意到，本文所展示和讨论的示例性实施例中的每一个都不应当暗示对本发明构成限制。示出或者描述成一个实施例的一部分的特征或步骤可以结合另一个实施例的各个方面使用，从而产生又一个实施例。此外，特定特征可以与没有专门提及的执行相同或相似功能的类似装置或特征进行互换。

图3提供了根据本发明的用于均匀性校正的子午线充气轮胎40的图示。轮胎40可以围绕纵向中心旋转轴线进行旋转。轮胎40包括一对胎圈钢丝42，该对胎圈钢丝42基本不能在圆周方向上延伸。第一胎圈和第二胎圈42在平行于中心轴线的方向上间隔开。“圆周的”被定义成与这样的圆基本相切：该圆的中心处于轴线上并且该圆包含在与轮胎的中间圆周平面平行的平面中。

胎体帘布层44在相应的胎圈42中的每一个之间延伸。胎体帘布层44具有围绕相应的胎圈42延伸的一对轴向相对的端部。胎体帘布层44在轴向相对的端部处固定至相应的胎圈42。胎体帘布层44包括多个基本径向延伸的增强构件，增强构件中的每一个都由合适的构造和材料制成，例如若干缠绕在一起的聚酯纱线或聚酯丝。显而易见的是，尽管所示的胎体帘布层44是单独帘布层，但是可以包括任何适当数量的胎体帘布层以用于轮胎40的预期用途和负载。同样显而易见的是，增强构件可以是单丝或任何其它合适的构造或材料。

所示的轮胎40还包括带束层组合件46。带束层组合件46包括至少两个环形带束层。带束层中的一个带束层相对于另一个带束层径向向外地进行定位。每个带束层都包括由例如合金钢的合适材料制成的多个基本平行延伸的增强构件。轮胎40还包括用于胎圈62和侧壁64的橡胶。该橡胶可以是任何合适的天然橡胶或合成橡胶或者它们的组合。

如将通过其余的描述理解的，用于校正图3所示的子午线轮胎40的均匀性特性的主题步骤和特征总体涉及轮胎胎圈的变更。在更加具体的实施例中，使用激光烧蚀选择性地去除第一轮胎胎圈和/或第二轮胎胎圈的部分，以改进一个或更多个均匀性特性。尽管主题申请将激光烧蚀描述成用于选择性地去除轮胎胎圈材料的方法，但是应当理解，还可以采用其它的去除技术(例如但不限于磨削、喷砂、射流去除等)来实施本文所述的精确去除功能。

现在参照图1，根据本发明的示例性方法中的第一步骤100包括识别用于均匀性校正的目标参数，该目标参数可以任选地包括一个或更多个目标谐波。轮胎均匀性特性通常可以同时包括尺寸变化或几何形状变化(例如径向尺寸偏差(RRO)和侧向尺寸偏差(LRO))以及滚动力变化(例如径向力变化、侧向力变化和切向力变化)，甚至包括但不限于质量变化、锥度、帘布层转向效应等的其它参数。

可以进行校正的其它均匀性参数包括测量所得的和/或估算/计算所得的高速径向力。例如美国专利No.7,082,816(Fang Hu)(其属于本申请人并且为了一切目的通过引用的方式结合到本文中)所公开的那样，可以通过失衡(质量不均匀分布)和低速径向力矢量的结合对估算所得的高速径向力进行估算。

本发明将其讨论的重点放在对滚动力变化的校正上。本文的具体示例对校正径向力变化和/或侧向力变化的过量水平的方法进行讨论。应当理解，根据所公开的技术，能够对其它具体的均匀性特性进行校正。这样一来，本文的示例不应当不必要地限于本发明。

仍然参照图1，步骤100还可以任选地包括对校正各个经过识别的目标参数的哪一个谐波进行识别。在一些实施例中，对于目标参数而言可能期望对选定的经过识别的谐波(例如，一次谐波、二次谐波、三次谐波和/或四次谐波)进行校正。在其它实施例中，考虑到均匀性参数的完整周期或复合波形，可能期望对所有的谐波进行校正。

对校正哪一个均匀性特性进行识别可以部分地通过在已制成的轮胎上执行的均匀性测试的结果确定。例如，可以对硫化轮胎进行测试，以确定轮胎是否具有落入特定的将轮胎交付给客户的预定可接受范围内的径向力变化和/或侧向力变化(以及/或者其它特性)。如果没有，则能够根据所公开的均匀性校正技术对轮胎的均匀性特性进行校正。

例如，将径向力变化看作特定均匀性特性，则复合径向力变化通常由轮胎均匀性测试机确定。通过测量的复合曲线，径向力变化幅度可以由相应的可接受阈限确定并且与相应的可接受阈限进行对比。如果径向力变化幅度的绝对值小于相应的预定最小阈值幅度限值，则可以认为轮胎是可接受的并且不需要对轮胎进行进一步的处理。接着，通常用船将轮胎运送给客户。如果轮胎的径向力变化幅度大于相应的可接受最小阈值幅度限值，则再一次进行对比。如果径向力变化幅度大于较大的最大阈值幅度限值，则认为轮胎是不可校正的。如果轮胎是不可校正的，则其可能报废。如果轮胎落入径向力变化的预定幅度范围内，则其被传送至进行均匀性特性校正。例如，如果径向力变化幅度大于用船运送给客户的可接受最小阈值幅度限值但是小于较大的报废最大阈值幅度限值，则认为轮胎是可以在均匀性校正站进行校正的。优选地，在轮胎根据主题技术进行校正之后，其将具有可接受阈限内的性能特性并且能够用船运送给客户。

再次参照图1，根据本技术的实施例的第二示例性步骤包括获得测量所得的待校正轮胎的均匀性参数。这种测量所得的参数可以从与轮胎上进行的在先均匀性测试相关联的数据存储器获得，或者可以实际上作为新的均匀性测量值在步骤102中进行测量。用于测量轮胎均匀性特性的示例性测量机通常可以包括像安装固定装置这样的特征，轮胎安装在该安装固定装置上并且以一个或更多个预定速度进行离心旋转。在一个示例中，采用激光传感器，以通过相对于轮胎进行接触、非接触或近接触定位进行操作以便随着轮胎表面围绕中心线旋转而在多个数据点(例如，128点)处确定轮胎表面的相对位置。这样的多个数据点的平均值可以通过计算多次轮胎旋转测量值的平均值来获得，从而减少了假数据点测量的机会。应当理解，可以利用能够获得例如但不限于RRO、LRO、RFV、TFV、LFV、平衡等的均匀性测量的任何合适的测量机。轮胎均匀性测试机的一个具体示例可以从例如Akron Standard品牌产品下属的Mirco-Poise MeasurementSystems LLC的供应商处得到。

在步骤102中获得或提供的测量数据可以有助于根据后续校正步骤确定对哪些均匀性参数和谐波进行校正以及将哪些轮胎胎圈区域选择性地去除。这样一来，测量数据(例如，径向力变化的复合波形)可以存储在与计算机或其它的处理单元相关联的数据库或其它的存储器/介质装置中，使得能够根据本文所公开的各个步骤对相应的测量进行分析。图5A中提供了由均匀性测量机测量所得的复合波形的示例，图5A中相对于角位置(以度为单位进行测量)绘制了示例性径向力变化值(以公斤力——kgf为单位进行测量，或者简单地以kg为单位进行测量)。

应当理解，复合力变化测量(例如但不限于图5A的径向力变化波形)还能够表达成其谐波正弦分量的总和。例如，图5B示出了随自基准位置围绕轮胎的角位置而变化的以公斤力变化(kgf)为单位的未经过校正的径向力变化的一次谐波至三次谐波。复合波形的一次谐波分量在轮胎的一次旋转(360度)中完成了完整周期。二次谐波分量在各次轮胎旋转中完成了两个完整周期，三次谐波分量在各次轮胎旋转中完成了三次完整周期，等等。

图5B所示的单个谐波以及其它谐波可以通过对测量所得的复合信号应用傅里叶分解(例如，离散傅里叶变换——DFT或快速傅里叶变换——FFT)来获得。例如，当获得围绕轮胎位于等间隔角位置的d＝256个数据点的力测量值时，则能够对128或d/2个谐波进行计算。这些128个谐波的总和将通过256个数据点中的每一个。通过傅里叶变换，谐波H1以及上述谐波的矩形分量将计算如下：

$x=\frac{2}{d}\underset{i=1}{\overset{d}{\mathrm{\Σ}}}{F}_i*\cos (2\mathrm{\πh}*\left(\frac{i}{d}\right))$ 和 $\frac{2}{d}\underset{i=1}{\overset{d}{\mathrm{\Σ}}}{F}_i*\sin (2\mathrm{\πh}*\left(\frac{i}{d}\right))$

其中，h＝待估算的谐波，d＝数据点的数量，i＝第i个数据点，而F_i＝第i个点处的力。通过矩形分量，谐波幅度(MAG)和方位角(AZI)将计算如下：

$\mathrm{MAG}=2\sqrt{x^2+y^2}$ 和AZI＝arctan(y/x)

幅度(MAG)对应于特定谐波波形的峰峰值，而方位角(AZI)对应于在这样的谐波波形中的第一波峰的角位置。各个h谐波的谐波波形(类似于图3所示的一次谐波至三次谐波)将由该等式得出：

$F=\frac{\mathrm{MAG}}{2}\cos (2\mathrm{\πh}\frac{i}{d}-\mathrm{AZI})$

一旦对目标均匀性参数进行了测量，或者对任何目标谐波进行了提取，则图1的校正方法的后续步骤包括构建一个或更多个校正规则。校正规则大体对应于经过识别的参数值，包括均匀性校正参数的值和烧蚀参数的值。例如，均匀性校正值可以为特定的均匀性参数限定具体限值(例如上文所讨论的可接受客户阈限)或者固定的校正量(例如，处于新的力的幅度的阈值水平内)。

在另一个示例中，校正规则对应于对沿各个轮胎胎圈的作为期望烧蚀位置的一个或更多个轨道或区域进行识别。还可以构建敏感性水平(例如以kg/mm为单位)并且/或者通过轨道、参数和/或谐波构建各种权重。用于确定敏感性水平的示例性方法可以包括确定通过以设定的最大烧蚀深度实施烧蚀图案来对单一具体参数和谐波进行校正将造成的力的变化多少。例如，根据校正一次谐波径向力的图案来烧蚀最大深度为1mm的烧蚀图案，并且确定基于这个校正的力的变化。这个力的变化(以kg为单位)对应于以kg/mm为单位的敏感性水平。至于选定的烧蚀位置和相应的非等量加权，应当理解，本发明的一些实施例可以提供多个烧蚀位置，每个烧蚀位置都潜在地具有分别构建的敏感性水平，这一点将通过参照图4至图6得到更好的理解。

图4提供了轮胎胎圈的放大横截面图，大体示出了这种轮胎部分相对于其在轮辋上的着合位置的各个部分。例如，每个轮胎胎圈区域50都包括轮胎胎圈42及其构造成限定胎圈断面的周围的橡胶部分，如图4所示。总体而言，轮胎胎圈的位于趾部52与出口点53之间的断面部分相对于轮辋的一部分进行配合，以用于牢固地安装至轮辋上。虚线51代表轮辋的示例性部分，轮胎胎圈区域50可以相对于该示例性部分进行固定以用于安装。通常限定在趾部52与跟部54之间的胎圈断面的底面在本文中称作胎圈座56。跟部54与出口点53之间的断面部分通常称作凸缘，并且包括跟部与凸缘过渡点58之间的下凸缘部57和凸缘过渡点58与出口点53之间的上凸缘部59。

参照图4的胎圈断面区域，应当理解，可以根据本说明书的烧蚀技术指定一个或更多个烧蚀轨道或烧蚀区域。例如，已经特别进行了测试，以基于在胎圈断面的三个不同的区域(座56、下凸缘57和上凸缘59)中实施的去除轨道对特定均匀性特性的总体影响进行分析。在一个示例中，当胎圈校正涉及轮胎胎圈对的座区域时，一次谐波径向力的峰峰幅度中的差异变化处于从2.5N/mm至5.0N/mm的范围内。当胎圈校正涉及轮胎胎圈对的下凸缘区域时，能够实现类似的大约1.0至4.2的差异变化。当胎圈校正涉及轮胎胎圈对的上凸缘区域时，能够实现大约2.5至7.5的差异变化。这种变化通过在单一轨道位置处进行的激光烧蚀实现，各个烧蚀区域的深度不大于大约0.5mm并且覆盖大约180的总度数的范围。这种测试还被证实能够维持胎圈着合力的适当水平，而膨胀水平被认为仅仅在名义上降低了不超过大约0.2巴至1.8巴的范围。这种水平通常被认为不会提高轮胎在轮辋上的磨损或者通常有害于轮胎在轮辋上的优选旋转。

根据上述研究，可以采用轨道去除或区域去除的各种组合来校正一个或更多个均匀性特性的一个或更多个谐波。在一个示例性实施例中，激光烧蚀校正只应用于座区域、只应用于下凸缘区域或者只应用于上凸缘区域。在另一个示例性实施例中，对这些区域中的两个或更多个区域的均等分配的或者特别加权的组合应用校正(例如，在座区域中应用1/2校正并且在上凸缘区域中应用1/2校正；或者在座区域中应用1/3校正，在下凸缘区域中应用1/3校正，在上凸缘区域中应用1/3校正)。可以采用任何数量的不同可选选项用于轨道/区域选择。应当理解，当烧蚀分布在轮胎胎圈的不同轨道/区域上时，能够实现均匀性水平的较大降低，而无需必须去除一样多的橡胶材料，因此减少了对校正胎圈着合(以及相应的轮胎压力和胎圈着合力(BSF)的水平)造成危害的机会。

再次参照图4，在胎圈座区域56中进行烧蚀的一个示例性实施例涉及胎圈座56的位于胎圈钢丝42正下方的部分，该部分可以大体对应于位于趾部52与跟部54之间大约中间的区域。在下凸缘区域57中进行烧蚀的示例性实施例涉及下胎圈凸缘57的轴向邻近胎圈钢丝42的部分，该部分可以大体对应于位于跟部54与过渡点58之间的大约中间的区域。在上凸缘区域59中进行烧蚀的示例性实施例涉及上胎圈凸缘的位于过渡点58与出口点53之间的大约中间的部分。这些示例性实施例可以对应于这些相应区域的这样的部分：烧蚀将在这些部分处引起合成均匀性校正中的更显著变化。

一旦已经在图1方法的步骤104中构建了各种校正规则(任选地包括指定的均匀性校正的值和/或烧蚀参数的值)，则能够在步骤106中计算烧蚀图案。烧蚀图案通常应当包括相对于围绕轮胎的角位置和/或胎圈位置的烧蚀深度，并且可以对各个经过识别的轨道/区域确定烧蚀图案以用于校正。单一图案可以在整个区域上限定烧蚀深度，或者多个图案可以限定多个特定轨道的烧蚀深度。如前所述，还可以指定一个或更多个最大烧蚀深度以用于限制从轮胎胎圈位置处选择性去除的材料的量。

仍然参照图1，一旦已经在步骤106中对烧蚀图案进行了计算，则根据计算所得的图案在一个或更多个指定的轨道/区域处实现轮胎材料的选择性去除。在一个示例性实施例中，因为激光烧蚀能够以精确控制实现去除深度和区域，因此采用激光烧蚀作为优选的去除技术。在可以通过实施其它的橡胶去除技术(例如但不限于磨削、喷砂、射流去除等)来实现与激光烧蚀相同的精确水平的范围内，本发明还可以采用这样的备选去除技术。

涉及用于计算轮胎的烧蚀图案的方法的更加具体的细节示于图2中。第一示例性步骤200包括使用均匀性校正参数、烧蚀参数以及/或者经过识别的烧蚀轨道/烧蚀区域来为各个待校正的均匀性参数k确定比例因子AMP_k。例如，当待校正的均匀性参数对应于径向力变化和/或侧向力变化时，可以沿胎圈座区域、下凸缘区域和/或上凸缘区域内的特定位置在一个或更多个不同的轨道处为径向力变化和侧向力变化确定幅值比例因子AMP_VR和AMP_VL。比例因子的目的通常在于考虑上文所述的(例如，2个或3个或更多个选定轨道之间的等同权重)以及不同参数之间的不同权重。在一个具体示例中，可以通过下列公式对幅值比例因子AMP_VR和AMP_VL进行计算：

${\mathrm{Amp}}_{\mathrm{VR}}=\frac{{\mathrm{Goal}}_{\mathrm{VR}}\·{\mathrm{VR}}_{\mathrm{Weight\; by\; track}}}{\mathrm{VRscale}}$

${\mathrm{Amp}}_{\mathrm{VL}}=\frac{{\mathrm{Goal}}_{\mathrm{VL}}\·{\mathrm{VL}}_{\mathrm{Weight\; by\; track}}}{\mathrm{VLscale}}$

在上述比例因子中，VR_{Weightbytrack}和VL_{Weightbytrack}对应于各个轨道的相应权重。在一个示例中，这种权重可以简单地为零或者一个取决于是否期望对该参数和/或轨道位置进行烧蚀校正的值。在其它实例中，可以使用权重的具体比例来表示一个轨道(多个轨道)相对于其它轨道进行均匀性校正的较高优先权。使用三个不同轨道(凸缘、下座和上座)的VR和VL的权重的示例示于下面的表1中。如果不期望对下凸缘进行烧蚀，则轨道2下面的列中能够包含零(0)值。通过简单地改变每个轨道和参数的权重，能够进行类似的改变来适应其它的选择。

	轨道1-座	轨道2-下凸缘	轨道3-上凸缘
				VR权重	1	1	1
VL权重	1	1	1

表1参数和烧蚀轨道组合的示例性权重

在上述比例因子公式中，Goal_VR和Goal_VL的值对应于期望的特定均匀性参数的总校正量，例如以数量(例如但不限于公斤力(kgf，或者仅仅是kg))为单位确定的特定均匀性参数的总校正量。可校正力限值的一个示例性范围可以从大约1kgf至10kgf之间进行选择。应当理解，当为左轮胎胎圈和右轮胎胎圈都确定了烧蚀图案时，Goal_VR和Goal_VL的值可以设定成使得各个胎圈实现总目标的一半。

进一步的，应当理解，上述比例因子公式中的数量VR_scale和VL_scale根据下述公式对应于轨道权重和敏感性水平的总量的数量。每个轨道的敏感性权重对在该特定位置应用校正时出现的确定的敏感性水平(例如，以kg/mm为单位)进行识别。本公开中随后的示例将展示如何确定适当的敏感性水平的细节。

$\mathrm{VRscale}=\underset{\mathrm{Tracks}}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{VR}}_{\mathrm{Sensitivity\; by\; track}}\·{\mathrm{VR}}_{\mathrm{Weight\; by\; track}}$

$\mathrm{VLscale}=\underset{\mathrm{Tracks}}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{VL}}_{\mathrm{Sensitivity\; by\; track}}\·{\mathrm{VL}}_{\mathrm{Weight\; by\; track}}$

一旦已经在图2的步骤200中确定了比例因子，则第二步骤202包括对谐波相位进行计算，从而对具体参数类型和烧蚀轨道位置的相位调节(如果需要的话)进行识别。通常通过下列公式为各个目标谐波确定谐波相位

其中h是谐波数量，而Azimuth_h是谐波h的谐波波形的第一波峰出现处的角度。

可以对谐波相位计算进行调节，以考虑特定条件。谐波相位计算的一个调节条件对应于下凸缘区域中的校正。已经确定，下凸缘校正以与其它位置(例如座区域和上凸缘区域)中的均匀性校正相差180度的方式对均匀性参数进行调节。这样一来，如果在下凸缘区域中为轨道确定了烧蚀图案，则谐波相位被调节成

谐波相位计算的另一个调节条件对应于侧向力变化的校正。已经确定，对于第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈两个轮胎胎圈而言，烧蚀图案对侧向力变化进行校正的部分不应当相同(因为这种校正通常用于对烧蚀图案的径向力变化分量进行校正)。相反，烧蚀图案在第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈中对侧向力变化进行校正的部分的相位应当彼此相差180度。这样一来，如果对第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈(“胎圈1”和“胎圈2”)确定了烧蚀图案，并且为侧向力的校正确定了谐波相位，则胎圈1和胎圈2中的一个胎圈的谐波相位被调节成

对不同类型的谐波和力变化的烧蚀位置之间的示例性区别的总体描述示于图11A至图12C中。

图11A至图11C共同示出了对第一谐波径向力进行校正的烧蚀图案位置的一个示例。图11A示出了轮胎上的烧蚀位置的透视图，而图11B和图11C分别图示了第一胎圈和第二胎圈的绘制成相对于围绕轮胎的角位置的烧蚀深度的这样的位置。如图所示，在对径向力进行校正时，第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈的烧蚀图案基本相同。

图12A至图12C共同示出了对第一谐波侧向力进行校正的烧蚀图案位置的一个示例。图12A示出了轮胎上的烧蚀位置的透视图，而图12B和图12C分别图示了第一胎圈和第二胎圈的绘制成相对于围绕轮胎的角位置的烧蚀深度的这样的位置。如图所示，当对侧向力进行校正时，第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈的烧蚀图案的相位相差180度。

再次参照图2，确定烧蚀图案的过程中的另一个步骤是为各个轮胎胎圈并且为各个胎圈中的一个或更多个烧蚀轨道中的每一个绘制烧蚀图案。在如何确定这样的烧蚀图案的一个示例中，下列公式是具有指导性的：

其中Ablation(θ)＝在围绕轮胎胎圈的角位置θ处的烧蚀深度，Amp_k＝参数k的加权校正幅值，h＝谐波数量，而是参数k的谐波h的相位。当确定烧蚀图案对有限数量的谐波进行校正时，上述公式确定成这些选定的谐波值(h＝1，2，3等)的总和。当确定烧蚀图案对完整周期进行校正时，上述公式确定成全体d个点的来自h＝1，2，...，d/2的所有谐波的总和，围绕轮胎在全体d个点处对均匀性参数进行测量。同时对侧向力变化和径向力变化进行校正的烧蚀图案的示例能够表达如下：

其中比例因子AMP_VR和AMP_VL如上文所述，并且如果烧蚀公式对侧向力变化进行校正，则将两个轮胎胎圈中的一个的谐波相位调节180度。

仍然参照图2，额外的步骤206和208包括对可以有助于实际实施的确定的烧蚀图案进行任选的调节。例如，步骤206包括对在步骤204中确定的烧蚀图案进行调节，以避免任何潜在的阴性烧蚀区域。这能够通过移动烧蚀图案从而使得烧蚀图案的最小值出现在烧蚀深度大约为零的位置来实现。步骤208包括根据需要对烧蚀图案进行调节，以考虑由实际烧蚀实施引起的任何非线性。这样的步骤可以包括应用对应关系，对应关系将程序化烧蚀深度与实际烧蚀深度相关联以适应烧蚀图案的可变激光器功率和/或轮胎转速实施。例如，根据是否优选可变速度或可变功率，可以对不同的烧蚀图案进行编程作为对烧蚀硬件的输入。还能够进一步将对轮胎转速的判定确定成随围绕轮胎的角位置而变化，以实施需要的烧蚀图案。

图2所示的可以根据确定的烧蚀图案在实际去除轮胎材料之前执行的最终步骤210包括对将在轮胎胎圈上实施的烧蚀图案的角部分进行选择。在一些实施例中，在第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈的整个360°扩展上确定和实施烧蚀图案。在其它实施例中，只对小于胎圈的整个360°扩展的经过识别的部分进行烧蚀。例如，可能期望通过将烧蚀区域限制在最需要进行均匀性校正的区域来节省时间和成本。这在只将均匀性校正的重点放在有限数量的谐波上时是尤其有利的。例如，二次谐波径向力变化校正的一个示例性实施采用80度至180度宽度的相对烧蚀区域，这对于两个胎圈而言都是相同的。一次谐波侧向力变化校正的一个示例性实施采用对于两个胎圈而言相差180度的150度至360度的烧蚀图案。

现在参照用于实现均匀性校正测量的硬件特征，图6示出了用于实现主题激光烧蚀的设备中可以利用的硬件部件的示例性方块图。轮胎600牢固地安装至可旋转的轮胎旋转器602，轮胎旋转器602通常包括用作具有类似于轮胎轮辋的性质的毂或构造成围绕中心线离心旋转的其它刚性盘的安装固定装置。可以设置一个或更多个辊子603，从而以通过同时暴露于一个或两个轮胎胎圈的整个角跨度来提供精确控制的方式对轮胎600的旋转定位进行控制。这样的安装布置有利于在期望时实施完全360°的烧蚀图案。

轮胎旋转器602的转速可以通过计算机控制系统604进行控制。计算机控制系统604可以构造成不仅控制轮胎旋转器，还控制激光器605的细节(包括但不限于可变烧蚀图案、激光器功率水平等)。

计算机控制系统604通常可以包括这样的部件：用于存储数据和软件指令的至少一个存储器/介质元件或数据库以及至少一个处理器。在图6的具体示例中，处理器606和相关联的存储器/介质元件608a、608b和608c构造成执行多种计算机实施的功能(即，基于软件的数据服务)。至少一个存储器/介质元件(例如，图6中的元件608b)专门用于存储将由一个或更多个处理器606实施的成计算机可读并且可执行的指令形式的软件和/或固件。其它的存储器/介质元件(例如，存储器/介质元件608a、608c)用于存储将同样能够由处理器606访问并且将根据存储器/介质元件606b中存储的软件指令产生作用的数据。图6的各种存储器/介质元件可以设置成一种或多种计算机可读介质的单独部分或多个部分，例如但不限于易失性存储器(例如，随机存取存储器RAM，例如DRAM、SRAM等))和非易失性存储器(例如，ROM、闪存、硬盘驱动器、磁带、CD-ROM、DVD-ROM等)的任何组合或者任何其它的存储装置(包括磁盘、驱动、其它的基于磁性的存储介质、光存储介质以及其它)。尽管图6示出了三个分离的存储器/介质元件608a、608b和608c，但是这些装置专用的内容可以实际上存储在一个存储器/介质元件或多个元件中。本领域普通技术人员将理解数据存储的任何这样的可能变型以及其它变型。

在本发明的一个具体实施例中，存储器/介质608a的第一部分构造成存储用于主题均匀性校正系统和相关方法的输入数据。存储器/介质元件608a中存储的输入数据可以包括根据步骤102对一个或更多个均匀性参数测量的原始数据。元件608a中存储的输入数据还可以包括可以由使用者选择的校正参数，例如但不限于用于校正的k参数、用于各个待校正参数的谐波h的数量、用于期望的烧蚀的轨道/区域的数量和位置、目标均匀性参数的期望幅度限值、烧蚀深度限值、其它的轮胎尺寸和部件位置数据等。这种预定参数可以预先编程到存储器/介质元件608a中或者在通过使用者访问输入装置610而作为输入数据进入时提供给其中的存储器，从而可以对应于构造成通过计算机控制系统604作为用户界面进行操作的一个或更多个外围装置。示例性的输入装置可以包括但不限于键盘、触屏监视器、传声器、鼠标等。

第二存储器元件608b包括计算可执行的软件指令，处理器606能够读取并且执行这些计算机可执行的软件指令，以对存储器/介质元件608a中存储的输入数据产生作用，从而为第三存储器/介质元件608c中的存储器产生新的输出数据(例如，用于限定烧蚀图案、激光器功率、轮胎转速等的控制信号)。可以向旋转的轮胎固定装置602、激光器605、激光束偏转器612和其它任选部件提供这样的输出数据作为控制信号。计算机控制系统606可以适于通过执行成存储器/介质元件608b中存储的计算机可读形式的软件指令来像专用机器一样地进行操作。当使用软件时，可以使用任何合适的编程、脚本撰写或其它类型的语言或语言的组合来实施本文所包含的教导。或者，在其它实施例中，本文所公开的方法可以通过包括但不限于专用电路的硬件逻辑电路系统或其它电路系统来实施。

更加具体地参照图6的激光器部件，激光器605可以是输出具有足够功率大小的激光束611以执行轮胎橡胶材料的选择性去除的固定点系统或片光系统。在一个具体示例中，激光器605是二氧化碳(CO₂)激光器。在被激光器605输出之后，激光束611可以提供给激光偏转元件612，激光偏转元件612包括这样的元件：分束器614、偏转器616和成像透镜618。成像透镜618将激光束的光照聚焦到轮胎600上的焦点620，以沿轮胎胎圈去除烧蚀区域621中的橡胶。激光偏转器612与轮胎600之间的距离可以是已和的或者通过一个或更多个距离传感器进行感测。

图6的系统意在示出使用单一激光器和单一焦点(即，一次在一个轮胎胎圈处去除)的激光烧蚀。但是，应当理解，能够使用多个激光器和轮胎旋转器在多个焦点处(例如，在两个轮胎胎圈处)进行烧蚀。主题激光去除系统的这种变型被认为处于本领域普通技术人员的理解范围内。可以设置真空泵622或其它的清洁工具来取出任何被去除的橡胶或来自烧蚀区域的其它废料。额外的出口可以提供气态介质(例如，氮气)的受控输出，以便于激光烧蚀并且抑制烧蚀点处的潜在火焰。

可以根据目前公开的技术的一些实施例来实践用于优化图6所示的基于激光的系统的效率的具体算法。例如，由于许多将由激光器实施的烧蚀图案具有正弦图案，因此可以以多种不同方式来实施变化的烧蚀深度。在一个示例中，将计算机控制系统604编程成使轮胎600以固定速度在轮胎固定装置602上旋转，同时改变激光器的功率，以实现激光烧蚀深度沿大体正弦的烧蚀图案的增大以及随后的减小。在另一个示例中，将计算机控制系统604编程成以其最大功率水平(或者以一些其它的固定功率水平)对激光器605进行操作并且接着改变轮胎固定装置602的转速。通过改变激光器的周向速度同时将激光保持在固定的功率水平，烧蚀深度能够在角位置的特定范围上以谐波方式进行改变。尤其是在激光器功率保持在较高功率水平或最高功率水平时，这种方法的优点包括激光器系统的能量密度以及产生的烧蚀效率的优化。通过使激光能量密度最大化来减少校正时间能够优化校正过程的速度以及能够在给定量的时间内进行校正的轮胎的总数量。在一个示例中，激光器功率保持在大约200瓦特至1500瓦特之间的范围内。

可以作为本发明的基于激光的烧蚀技术的一部分而实施的步骤的更加具体的示例分别展示在图7至图10中。现在参照这些附图，用于进行激光烧蚀的方法中的第一步骤700包括构建激光器功率或轮胎转速的任何期望的固定水平。例如，在一个实施例中，激光器功率固定在最大值而使激光器的转速可变从而实现深度变化的烧蚀图案。另一个步骤702包括将确定的激光烧蚀图案转化为多个烧蚀段。烧蚀段大体代表将由激光去除系统以递增的模式进行去除的总烧蚀图案的较小部分。

在一个具体示例中，步骤702中确定的每个烧蚀段都限定成位图图像，位图图像使沿各个轨道的烧蚀深度与代表这种深度的色调不同的图形图像(例如，具有色彩或灰度变化)相关联。能够接着通过激光器的软件控制对这种色调不同的图像进行分析，以产生期望的烧蚀深度和合成图案。图8示出了可以由根据本发明的一些特定实施例的激光器实现的激光烧蚀的特定段的成灰度位图图像形式的示例性烧蚀段800。在这样的烧蚀段中，代表较浅的灰度色调的较低的点密度对应于较小的烧蚀深度，而代表较深的灰度色调的较高的点密度对应于较大的烧蚀深度。

图9提供了由图8的点划/灰度图像代表的烧蚀深度的图形示例。例如，假定图8所示的代表最深的灰度色调的最高点密度对应于1mm的烧蚀深度，使得图像的最深部分从位图图像的顶部至底部围绕竖直范围的中部出现。图9中的相应曲线图沿横坐标绘制了位图图像的竖直位置，并且沿纵坐标绘制了烧蚀深度(例如，以mm为单位)。如图所示，与对比鲜明的区域相反，烧蚀深度的变化跟随大体光滑的过渡曲线。

通过在烧蚀区域中提供光滑的边缘断面，使烧蚀深度具有弯曲(几乎正弦的)路径可以是有利的。消除烧蚀图案中的锋利边缘使得能够进行更平滑、更不易察觉(因此具有视觉吸引力)的均匀性校正。还能够减少在轮胎胎圈随后安装至轮辋时可能出现的对胎圈着合力和轮胎压力水平的改变。还可以部分地通过光滑断面和总体有限的烧蚀深度实现对其它均匀性参数的任何潜在的寄生改变。

图10总体示出了多个烧蚀段800可以如何沿胎圈表面进行转置。尽管沿轮胎胎圈仅示出了单排的烧蚀段，但是应当理解，可以存在多排和多列的这样的烧蚀图案。烧蚀图案的这种分组还可以与沿轮胎胎圈的多于一个的轨道/区域相关联。例如，一组烧蚀段可以从沿轮胎胎圈座区域的烧蚀图案移位，而另一组烧蚀段可以从沿轮胎胎圈凸缘区域的烧蚀图案移位。接着轮胎进行旋转的不同速度(或者激光器进行操作的不同功率)能够用来控制邻近烧蚀段重叠的方式，以实现上述公式中限定的烧蚀图案。例如，可以通过激光去除与下一个烧蚀段具有大量重叠的烧蚀段来实现沿轮胎胎圈的轴向位置的较深的烧蚀深度。

示例

为了更好地理解上述通过胎圈烧蚀进行均匀性校正的系统和方法的各个方面，提供了多谐波、多参数校正的示例。在随后的讨论中，图13至图21中示出了示例性数据以及在第一轮胎胎圈位置和第二轮胎胎圈位置上实施确定的烧蚀图案之后对比初始均匀性参数与经过校正的均匀性参数的结果。下面的结果提供了模拟数据(即，假想轮胎的测试结果)，但是举例说明了通过将主题分析应用于实际制造的轮胎实现的均匀性的改进的类型。可以从下列示例中得到的相同类型的输入数据将可以从实际制造的轮胎得到，并且将采用相同的烧蚀图案确定技术。

考虑具有由径向力变化(VR)和侧向力变化(VL)造成的不均匀性的假想轮胎测试。均匀性校正技术构建成需要对径向力变化的一次至四次(1^st-4^th)谐波和侧向力变化的一次(1^st)谐波进行校正。测试轮胎的这些示例性谐波分量的初始(测量所得)值示于下面的表2中。根据幅值(以kgf或kg为单位提供)和方位角(以度为单位提供)对各次谐波进行识别，其中幅值对应于该分量的谐波波形的峰峰值，而方位角对应于该谐波波形中第一波峰的角位置。

表2初始均匀性参数示例

图13和图14分别用图表示出了径向力变化和侧向力变化的初始测量。图13提供了包括径向力变化的一次至四次(1^st-4^th)谐波分量的总和的复合波形的沿纵坐标以kgf为单位测量的初始径向力相对于沿横坐标以度为单位的方位角的绘图。图14提供了侧向力变化的一次(1^st)谐波分量的沿纵坐标以kgf为单位测量的初始侧向力相对于沿横坐标以度为单位的方位角的绘图。

对于各个目标参数和目标谐波而言，并且对于用于烧蚀的各个轨道位置而言，可以设置例如期望的力的限制和敏感性水平的示例性校正参数。在这种情况下，对第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈两个轮胎胎圈并且为谐波和参数的五种组合(VRH1，VRH2，VRH3，VRH4，和VLH1)在单一轨道位置处进行校正(例如，仅在高凸缘区域中进行烧蚀)来确定这样的校正参数。例如根据下面的表3，限定了各个目标参数和目标谐波的幅度的示例性期望限值(总kfg)。此外，尽管没有示于表中，但是也可以限定各个目标参数和目标谐波的敏感性水平(以kg/mm为单位)。

用于确定敏感性水平的示例性方法可以包括确定由实施烧蚀图案以在固定的最大烧蚀深度处对单个具体参数和谐波进行校正将造成多少力的改变。例如，为了确定一次谐波径向力(VRH1)的敏感性水平，依据大体正弦的烧蚀图案对根据一次谐波具有正弦变化并且限定成1mm的最大深度的烧蚀图案进行烧蚀。确定了基于这次校正的力的改变。这一力的改变(以kg为单位)对应于以kg/mm为单位的敏感性水平。同样，为了确定VRH2的敏感性水平，将具有1mm的最大深度的二次谐波正弦烧蚀到第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈中的每一个中并且对力的改变进行测量。能够对目标参数和目标谐波的各个组合以及用于轮胎胎圈的不同区域内的烧蚀的各个轨道位置重复这一过程。

表3用于各个目标参数和各个目标谐波的均匀性校正参数

现在展示两种不同解决方案的细节，解决方案中的第一个对径向力的所有谐波(1^st至4^th)进行校正，因此代表多谐波校正程序。第二解决方案对相同的径向力谐波以及第一谐波侧向力进行校正，因此代表多参数校正程序。

对于仅用于径向力变化的多谐波校正，对期望的校正方案进行建模并且可以根据本文所公开的公式计算得到的烧蚀图案示于图15中。对应于波形151和152，烧蚀图案示为同时用于第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈，两个图形基本相同并且彼此同相。这是因为不具有由于对侧向力变化、下座凸缘烧蚀或烧蚀图案可以在第一轮胎胎圈与第二轮胎胎圈之间进行改变的其它这样的条件进行校正而异相的分量。

图16显示了可以通过图15所示的实际烧蚀图案实现的径向力变化的改进。由点划线格式代表的初始波形160示出了1^st-4^th谐波的初始径向力的复合波形。由实线格式代表的波形161表示通过图15所示的烧蚀图案实施的径向力的不同效果。由虚线格式代表的波形162示出了在应用烧蚀图案以从第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈选择性地去除橡胶之后实现的径向力的经过校正的水平。

现在参照用于同时校正径向力变化和侧向力变化的示例性解决方案，对上述校正方案进行建模并且可以根据本文所公开的公式计算得到的烧蚀图案示于图17中。对应于波形171和172，烧蚀图案示为同时用于第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈。通过图17的烧蚀图案的径向力的改进类似于图16中所示。图18显示了可以通过实施图17所示的实际烧蚀图案实现的测量力变化的改进。由点划线格式代表的初始波形180表示1^st谐波的初始侧向力。由实线格式代表的波形181表示通过图17所示的烧蚀图案实施的仅侧向力(没有径向力)的不同效果。由虚线格式代表的波形182示出了在应用烧蚀图案以从第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈选择性地去除橡胶之后实现的径向力的经过校正的水平。

一旦如上文所述地对烧蚀图案进行了计算，则本技术的一些实施例为烧蚀图案提供可以有助于实现期望效果的各种调节。当在烧蚀图案的实际实施过程中由于例如烧蚀去除技术(例如，激光烧蚀)的非线性特性这样的变化而出现差异时，可以使用这些调节。

图19示出了能够用于使以mm为单位的期望烧蚀深度(跨过纵坐标绘制)与以mm为单位的实际烧蚀深度(跨过横坐标绘制)相关联的对应调节。波形191表示当采用可变功率校正时的示例性对应关系(因此轮胎转速是固定的而激光器频率是变化的，从而实现期望的烧蚀效果)。由波形191代表的对应关系可以成例如二次多项式的多项式形式。在这个具体示例中，多项式成y＝0.41x²+0.67x的形式。波形192表示当采用可变速度校正时的示例性对应关系(因此激光器功率是固定的而轮胎转速是变化的，以实现期望的烧蚀效果)。由波形192代表的对应关系可以成例如三次多项式的多项式形式。在这个具体示例中，多项式成y＝1.12x³-3.14x²+2.79x的形式。

图20示出了在应用图19的对应关系之后实现的合成烧蚀图案。波形200(实线)代表期望的烧蚀深度。波形201(点划线)代表在应用为可变速度设计的图19的对应关系192之后经过调节的烧蚀图案。波形202(虚线)代表在应用为可变激光器功率设计的图19的对应关系191之后经过调节的烧蚀图案。

当烧蚀图案应用在轮胎的转速将发生变化的去除程序时，能够确定根据周向速度(例如，以度每分为单位进行测量)相对于角位置(例如，以度为单位进行测量)来表达的新的烧蚀图案。如何根据速度相对于角位置表达烧蚀图案(例如由图20中的波形201代表的烧蚀图案)的示例示于图21中。

尽管已经依据本发明的具体实施例对本发明进行了详细描述，但是本领域普通技术人员应当理解，在获得对上文的理解的基础上，可以易于形成这些实施例的备选、变型和等同物。因此，本发明的范围通过示例而非限制的方式给出，并且如对于本领域普通技术人员而言显而易见的，主题公开并不排除本发明包括这样的改型、变型和/或增加。

Claims (21)

1.一种用于降低硫化轮胎中的一个或更多个均匀性参数的一个或更多个谐波的幅度的方法，所述方法包括以下步骤：

对一个或更多个均匀性参数进行识别并且对每一个期望进行校正的参数的选定数量的谐波进行识别；

其中，对至少一个烧蚀图案进行计算，以校正各个经过识别的均匀性参数的选定数量的谐波；以及

根据为各个轮胎胎圈计算所得的所述至少一个烧蚀图案，沿第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈的凸缘区域在不大于0.5mm深度的烧蚀区域处选择性地去除轮胎材料，其中凸缘区域是每个轮胎胎圈的跟部与出口点之间的断面部分。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在轮胎胎圈的上凸缘区域内的至少一个轨道位置中实施所述选择性地去除轮胎材料的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其中在轮胎胎圈的下凸缘区域内的至少一个轨道位置中实施所述选择性地去除轮胎材料的步骤。

4.根据权利要求1所述的方法，其中为各个第一轮胎胎圈和第二轮胎胎圈计算多个烧蚀图案，并且所述多个烧蚀图案中的每个图案都设计成用于在胎圈座区域、下凸缘区域和上凸缘区域中的两个或更多个区域中的沿轮胎胎圈的断面限定的不同的轨道位置处进行烧蚀。

5.根据权利要求1所述的方法，其中根据以下公式对所述烧蚀图案进行计算：

其中Ablation(θ)＝围绕所述轮胎胎圈的角位置θ处的烧蚀深度，Amp_k＝均匀性参数k的加权校正幅值，h＝谐波数量，而是用于参数k的谐波h的相位。

6.根据权利要求5所述的方法，其中如果为校正而识别的所述至少一个均匀性参数包括侧向力变化或者如果用于烧蚀的轨道位置包括所述下凸缘区域，则将所述谐波相位调节180度，以用于所述第一轮胎胎圈和所述第二轮胎胎圈中的一个或两个上的所述烧蚀图案的可应用部分。

7.根据权利要求1所述的方法，其中为校正进行识别的所述至少一个均匀性参数包括低速径向力变化和高速径向力变化、侧向力变化、切向力变化、径向尺寸偏差、侧向尺寸偏差、质量变化、锥度以及帘布层转向效应中的一个或更多个。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述选定数量的谐波包括多个谐波。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述选择性地去除轮胎材料的步骤包括采用固定的功率水平的烧蚀，同时使所述硫化轮胎以变化的转速选择性地旋转。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述选择性地去除轮胎材料的步骤包括采用变化的功率水平的烧蚀，同时使所述硫化轮胎以固定转速旋转。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述对至少一个烧蚀图案进行计算的步骤更加具体地包括确定比例因子以对用于烧蚀的轨道位置和各个均匀性参数的期望的校正水平进行加权。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述选择性地去除轮胎材料的步骤包括沿各个轮胎胎圈的选定的角部分去除材料，其中所述选定的角部分小于360度的整个轮胎扩展。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述对至少一个烧蚀图案进行计算的步骤包括对所述烧蚀图案进行调节以考虑实际烧蚀实施中的非线性。

14.一种用于降低硫化轮胎中的至少一个均匀性参数的多个谐波的幅度的均匀性校正系统，所述系统包括：

轮胎固定装置，轮胎牢固地安装在所述轮胎固定装置上以用于选择性地旋转；

烧蚀装置，所述烧蚀装置相对于所述轮胎固定装置进行定向，以用于提供安装在所述轮胎固定装置上的轮胎的烧蚀；以及

计算机控制系统，所述计算机控制系统联接至所述烧蚀装置和所述轮胎固定装置，以用于选择性地控制轮胎转速和烧蚀功率，使得根据被编程到所述计算机控制系统的一个或多个计算所得的烧蚀图案、沿安装在所述轮胎固定装置上的轮胎的至少一个胎圈来选择性地去除轮胎材料，其中，对所述烧蚀图案进行计算，以校正硫化轮胎中的至少一个均匀性参数的选定的多个谐波，其中，烧蚀图案是指不大于0.5mm深度的烧蚀区域。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述计算机控制配置为根据对于轮胎的至少一个胎圈的多个烧蚀图案来选择性地去除轮胎材料，并且其中所述多个烧蚀图案中的每一个图案都设计成用于在沿轮胎胎圈的断面处限定的以及在所述断面的胎圈座区域、下凸缘区域和上凸缘区域中的两个或更多个中限定的不同的轨道位置处进行烧蚀。

16.根据权利要求14所述的系统，其中所述计算机控制系统将轮胎转速控制为以固定速度进行并且将烧蚀功率控制为以变化的水平进行，以便实施编程到所述计算机控制系统中的计算所得的一个或更多个烧蚀图案。

17.根据权利要求14所述的系统，其中所述计算机控制系统将激光器功率控制为以固定水平进行并且将轮胎转速控制为以变化的水平进行，以便实施编程到所述计算机控制系统中的计算所得的一个或更多个烧蚀图案。

18.根据权利要求14所述的系统，其中对所述烧蚀图案进一步进行计算以包括比例因子，从而对用于烧蚀的轨道位置和各个均匀性参数的期望的校正水平进行加权。

19.根据权利要求14所述的系统，其中对所述烧蚀图案进一步进行计算以限定各个轮胎胎圈的选定的角部分，在所述各个胎圈的选定的角部分处应当选择性地去除轮胎材料，其中所述选定的角部分小于360度的整个轮胎扩展。

20.根据权利要求14所述的系统，其中对所述烧蚀图案进一步进行计算以限定用于根据计算所得的一个或更多个烧蚀图案进行校正的一个或更多个目标均匀性参数的选定数量的目标谐波，所述一个或更多个目标均匀性参数包括径向力变化和侧向力变化中的一个或更多个。

21.根据权利要求14所述的系统，其中所述烧蚀装置包括激光器、磨削机、喷砂机和射流中的一种。