CN102803927B - 用于评价轮胎翻新的表面修整的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种测量系统，扫描轮胎部件的指定表面(例如，经刷修整的胎面或经打磨的轮胎外胎)以电子测量对应于沿着指定表面的竖直和水平坐标的数据点。关联的计算机处理器通过确定第一和第二坐标中的选定坐标之间的陡度(例如，上升-前进比、角或坡度)而电子计算多个不同位置处的斜率并且电子比较至少一个基于斜率的参数与一个或多个预定水平以确定限定下列中的一个或多个的表征：表面粘着适合度、修整刷磨损水平和刷毛放置位置。可以确定数据点的每个相邻对之间或选定数据点(例如，已识别局部最大值和最小值)之间的斜率。与预定水平比较的所述至少一个基于斜率的参数可以对应于斜率自身或对应于算出的平均斜率值。

Description

用于评价轮胎翻新的表面修整的系统和方法
技术领域
本发明总体上涉及用于测量和评价轮胎部件的表面修整(surface finish)的系统和方法，并且更特别地涉及测量和评价通过刷拭或其它方法预制的预成型翻新轮胎的基部表面和/或经打磨的胎面外胎。
背景技术
轮胎翻新(或翻修)操作通常用于通过从轮胎去除以前磨损的胎面并且将新胎面结合到它的位置而延长轮胎的有效使用寿命。作为购买新轮胎的更便宜的替代选择，轮胎可以翻新一次或多次，为诸如货运、客运和商业航空业的大规模经营提供特别的优点。
一般而言，翻新过程可以涉及以下步骤中的一个或多个：(1)为了安全起见检查磨损轮胎以保证适合翻新过程；(2)从轮胎胎体的胎冠剥离或打磨磨损胎面；(3)预制新胎面；(4)将胎面结合到经打磨的轮胎胎体；以及(5)固化经翻新的轮胎。
磨损轮胎外胎和/或胎面的基部表面的精确打磨对于翻新轮胎性能至关重要，原因是适当的打磨纹理加强胎面与外胎的结合。轮胎外胎和胎面基部表面的正确预制促进长的、均匀的胎面磨损。
用于预制轮胎外胎的已知常规方法涉及用旋转式“锉”刀从外胎去除旧胎面。预成型胎面基部典型地通过用在胎面或轮胎外胎的长度方向上旋转的规定刷在这样的表面的长度上刷拭而进行制备。这样的方法的质量控制可以涉及仅仅视觉比较预制表面和预定标准，例如由橡胶制造商协会(RMA)制定的外胎打磨标准。表面纹理的视觉分析是常常缺少量化特征的主观方法。因而，希望有一种用于分析表面纹理的更精确的系统和方法，所述表面纹理特别地与轮胎翻新结合应用中的粘着强度相关。
尽管已开发了用于表面和测量检查的已知技术，但是还未出现大体上包含根据该主题技术在下文中呈现的所有期望特性的设计。
发明内容
考虑到在现有技术中遇到并且在本主题中解决的已识别特征，提供了一种改进的装置和方法以测量和分析轮胎部件的表面，例如经刷修整的胎面表面或经打磨的轮胎外胎。更特别地，通过测量轮廓、确定斜率并且分析确定值以产生指示表面纹理的有意义输出而评价预制轮胎或胎面表面的纹理。在一个例子中，表面纹理输出指示粘着适合度的水平。在另一个例子中，表面纹理输出表示刷或刀替换或磨尖指示或优选的刷毛或刀位置。
本主题的一个示例性实施例涉及一种用于测量和评价轮胎部件的表面变化的方法，所述轮胎部件的表面例如是、但不限于在翻新操作中涉及的相对轮胎表面中的一个或多个，即，胎面的预制内表面或轮胎外胎的外表面。这样的方法中的第一示例性步骤涉及测量关于所述轮胎部件的指定表面的多个数据点。在一个例子中，被测量数据点分别至少包括可以表示沿着所述指定表面的竖直和水平(即，x和y)位置的第一和第二坐标。然后可以通过确定第一和第二坐标中的选定坐标之间的陡度而电子计算沿着被测量表面的多个不同位置处的斜率。可以根据以下参数中的一个限定斜率：上升-前进比(rise over run)、角和坡度(grade)。比较至少一个基于斜率的参数(由算出斜率值组成或从算出斜率值确定的参数)与一个或多个预定水平以确定限定下列中的一个或多个的表征：表面粘着适合度、修整刷或锉刀磨损水平以及刷毛或刀放置位置。
在前述示例性实施例中，可以电子计算斜率的所述多个不同位置可以变化。在一个例子中，计算数据点的每个相邻对之间的斜率。在另一个例子中，在某些数据点的子集计算斜率。在又一个例子中，在已识别的局部最大和最小数据点之间计算斜率。有时可以在计算斜率之前向上或向下调节所述被测量数据点(例如以解决测量过程中的可能采样限制)。用于后续比较的所述基于斜率的参数可以更特别地对应于这样的算出斜率值的全部或子集，或对应于斜率值的平均值。在一个特定例子中，平均值对应于所有算出斜率值减去一个或多个最高斜率值和一个或多个最低斜率值的集合的平均值。
可以特别地取决于用户期望的输出限定用于与所述(一个或多个)基于斜率的参数比较的所述预定水平。例如，如果用户正在表征表面的粘着适合度，则所述预定水平可以被设计成确定平均斜率值是否属于从大约二十度(20°)至大约五十五度(55°)之间选择的角范围内。一旦已识别斜率的期望水平或范围，输出可以发信号传达算出斜率是否属于该范围内。备选的输出可以确定修整刷或锉刀何时变得太磨损以至于不能提供这样的期望斜率水平，并且提供指示这样的状况的警报信号。更进一步地，可以监视并且控制刷毛位置以提供期望的斜率水平。
除了各种方法以外，应当理解本主题同样涉及关联系统，所述系统包括可以设在测量系统中的各种硬件和/或软件部件。在一个示例性实施例中，本主题涉及一种用于测量和分析轮胎部件的表面变化的系统。这样的测量系统大体上可以包括两个不同类型的硬件部件，即，测量部件和测量后处理部件。
特定轮胎测量系统的测量部件可以包括轮廓测定仪，或能够测量表面的轮廓的测量仪器。在一个例子中，所述轮廓测定仪包括用一个或多个照射束扫描轮胎部件的指定表面的激光器和用于光学地捕捉所述一个或多个照射束的反射的检测器以及用于横越样品的具有编码器的定位驱动器。从所述检测器和/或编码器可以提供至少包括第一和第二坐标的数据点。这样的第一和第二坐标例如可以对应于所述指定被测量表面的竖直和水平位置。
在一个示例性实施例中，所述测量系统的处理部件包括用于存储由所述轮廓测定仪测量的数据点的第一存储器/介质元件，适合于存储呈计算机可执行指令的形式的软件的第二存储器/介质元件，以及至少一个处理器，所述处理器联接到所述第一和第二存储器并且被配置成选择性地执行存储在所述第二存储器中的计算机可执行指令以评价存储在所述第一存储器中的所述被测量数据点。
在以上测量系统的特定实施例中，所述一个或多个处理器执行存储在存储器中的计算机可执行指令以便通过执行以下功能处理存储在存储器中的原始跳动(run-out)测量：通过确定沿着所述轮胎部件的指定表面测量的第一和第二坐标中的选定坐标之间的陡度而计算沿着所述轮胎部件的指定表面的多个不同位置处的斜率；以及比较至少一个基于斜率的参数与一个或多个预定水平以确定限定下列中的一个或多个的表征：表面粘着适合度、修整刷磨损水平和刷毛放置位置。
也可以提供(一个或多个)附加存储器/介质元件以用于存储提供给用户或供后续处理或反馈控制的输出数据。输出装置可以被配置成当基于斜率的参数高于或低于一个或多个预定水平时发出警报。输出装置也可以被配置成提供确定的表征或算出的参数(例如，斜率值或基于斜率的参数)的视觉描绘。
未必在概括部分中叙述的本主题的附加实施例可以包括和包含在上面的概括实施例中引用的特征、部件或步骤和/或在本申请中另外论述的其它特征、部件或步骤的各方面的各种组合。通过回顾说明书的剩余部分，本领域的普通技术人员将更好地领会这样的实施例以及其它实施例的特征和方面。
附图说明
在参考附图的说明书中阐述了包括对于本领域的技术人员来说是本发明的最佳模式的本发明的完整和使得本领域技术人员能够实现的公开，在附图中：
图1是根据本公开技术的用于测量和分析轮胎部件表面的轮廓的方法中的示例性步骤和特征的流程图；
图2是根据本公开技术的方面的用于分析轮廓测量数据的方法中的示例性步骤和特征的流程图；
图3A是用于轮胎翻新中的示例性胎面部分的透视图，显示了胎面部分的胎面外表面；
图3B是用于轮胎翻新中的示例性胎面部分的透视图，显示了用于附着到轮胎外胎的胎面部分的胎面内表面；
图4是根据本公开技术的方面的示例性获得轮廓测量、坐标调节和斜率确定的图形表示；
图5是根据本公开技术的方面的四个示例性表面的示例性测量分析输出的图形表示，其中以毫米(mm)计的水平位置沿着横坐标绘制并且斜率(被限定为上升-前进比)沿着纵坐标绘制；以及
图6是根据本公开技术的方面的用于测量和分析轮胎表面的轮廓的系统中的示例性硬件部件的框图。
在本说明书和附图中到处重复使用附图标记旨在表示本发明的相同或相似特征、元件或步骤。
具体实施方式
如本发明的发明内容部分中所述，本主题特别地涉及一种用于测量和分析经刷拭的轮胎部件表面的轮廓的系统和方法。更特别地，通过测量轮廓、确定斜率并且分析确定值以产生指示表面纹理的有意义输出而评价经刷拭的轮胎或胎面表面的纹理。在一个例子中，表面纹理输出指示粘着适合度的水平。在另一个例子中，表面纹理输出表示修整刷替换指示或优选的刷毛位置。
该公开技术的方面的选定组合对应于本发明的多个不同实施例。应当注意在本文中呈现和论述的每一个示例性实施例不应当构成本主题的限制。作为一个实施例的一部分示出或描述的特征或步骤可以与另一个实施例的方面组合使用以产生另外的实施例。另外，某些特征可以与执行相同或相似功能的未明确提及的类似装置或特征互换。
现在参考图1，示例性方法中的第一步骤100涉及提供用于纹理分析的表面。尽管主题特征和步骤可以应用于各种不同的表面，但是本文中论述的示例性实施例涉及橡胶轮胎部件表面的纹理分析。在特定例子中，被分析表面可以对应于轮胎外胎表面或胎面内表面，在轮胎翻新操作期间所述表面之一或两者在彼此附着之前通常进行打磨或刷修整。当在步骤100中提供用于分析的胎面表面时，胎面表面可以对应于固化胎面部分的整个宽度或仅仅是这样的固化胎面的样品。
当提供样品时，可能有用的是保证选定样品代表整个胎面部分。已发现为了评价目的比其它更具代表性的一些样品是朝着胎面的内部分(与端部相对)的那些以及无磨损或污染(灰尘、接合剂等)的那些。用于测试的样品可以以随机或确定方式选择，并且可以被切割成各种尺寸，这取决于优选的表面测试彻底性和/或测量仪器的可能限制。
可以根据主题技术进行分析的胎面部分的例子在图3A和图3B的俯视和仰视透视图中示出。如图3A中所示，胎面部分300大体上包括胎面外(或顶)表面302，所述表面是适合于与路面或其它地面位置接触的表面。如图3B中所示，胎面部分300也包括胎面内(或底)表面304，所述表面大体上平行于胎面外表面302并且在与这样的外表面302相反的胎面部分300的侧。胎面内表面304在该表面进行打磨或刷修整之后大体上具有一定大小的糙度。在一个例子中，通过沿着胎面内表面304在一个或多个指定方向上强制地施加工业级金属刷在胎面表面中产生凹槽。
形成或磨损于胎面内表面304中的凹槽可以大体上根据四个基本水平表征。在本文中被称为“宏观(macro)”的第一水平的表面变化是可以由裸眼看到和察觉的水平。在本文中被称为“次宏观(sub macro)”的第二水平的表面变化由包括间距和深度的凹槽自身组成，可以借助于大约6X至10X之间的放大倍数看到。在本文中被称为“准微观(pre micro)”的第三水平的表面变化由每个凹槽的斜率的变化组成，可以借助于大约25X至50X之间的放大倍数看到。在本文中被称为“微观(micro)”的第四水平的表面变化由在刷修整期间通过橡胶的撕裂产生的小坑和丘组成，可以借助于大约100X或以上的显微放大倍数看到。根据本主题的表面评价技术能够分析比仅仅分析宏观水平变化的现有视觉检查方法多得多的这些不同表面变化水平。因此通过更详细地分析表面水平变化以及通过与主观方式相反定量地执行这样的评价技术而获得优点。
图1的过程中的第二步骤102涉及提供并且校准轮廓测定仪，所述轮廓测定仪大体上对应于能够测量表面的轮廓的测量仪器。根据本主题使用的示例性轮廓测定仪包括基于激光的轮廓传感器，所述基于激光的轮廓传感器适合于确定所提供的元件的一个或多个表面上的轮廓。在一个实施例中，轮廓测定仪用于根据第一和第二方向获得表面位置测量(例如，x和y笛卡尔坐标或其它二维几何参数)。轮廓测量仪器可以作为独立装置或与刷修整系统一致地提供，使得待分析表面在单集成系统中被纹理化和评价。示例性的基于激光的轮廓测定仪的更特定细节在图6中示出并且参考图6进行论述。
仍然参考示例性步骤102，一些轮廓测定仪可以使用初始校准程序来帮助保证获得测量的精度。例如，可以执行基于激光的测量仪器的校准程序以解决(一个或多个)激光器的安装中的任何竖直或水平偏移、被测量表面的边缘检测中的可能误差(由于激光测量束不无限小引起)、由于激光器的温度引起的任何潜在变化等。
一旦识别和提供测量仪器(例如轮廓测定仪)和待分析的指定表面，在步骤104在轮廓测定仪内以精确方式定向该表面。适当定向便于步骤106的后续测量过程。在一个实施例中，例如当提供用于测量的胎面样品表面时，沿着基部或安装平台定位该表面以优化测量仪器的能力。在基于激光的轮廓测定仪中，这样的定位可以对应于将被测量表面设在对应于激光的焦点的最佳位置。
现在参考步骤106，用轮廓测定仪测量待分析表面的轮廓。在一个例子中，这样的测量涉及用激光传感器扫描胎面表面并且获得沿着胎面表面限定的具体位置(数据点)处的相应轮廓测量。在一个例子中，轮廓测量包括在沿着被测量表面的多个连续数据点限定被测量表面的竖直和水平位置的第一和第二坐标(例如，x和y值)。尽管本文中的例子论述包括第一和第二坐标的数据点(因此形成2维表面数据)，但是应当领会两个以上坐标可以用于以三维(3D)形式等提供表面数据。
可以限定相关测量参数，包括影响这样的轮廓测量的频率和质量的那些测量参数。例如，测量参数可以包括但不限于扫描速度(由比值或相对值限定)、扫描类型(单程或多程测量)、表面选择(顶部、底部、两者)、采样率、数据筛选选择等。在一个例子中，采样率被设定成以从大约0.1mm至0.3mm的范围选择的固定增量沿着胎面表面测量连续数据点。在另一个例子中，以从大约0.01mm至0.10mm的范围选择的固定增量沿着胎面表面测量连续数据点。
一旦在步骤106中获得测量，在步骤108中分析测量数据。一般而言，数据分析包括两个部分。首先，确定斜率，并且然后评价斜率以为用户提供有意义输出。作为斜率确定的一部分，步骤108取获得测量的全部或选定集合的第一和第二(x和y)坐标并且将表面的斜率确定为限定于选定被测量点之间。关于包括斜率确定的数据分析步骤108的附加细节在图2的步骤中进行论述。
当在本文中使用时“斜率”大体上表示向上或向下倾斜度或线的陡度。斜率根据许多不同的参数限定，包括但不限于：(1)上升-前进比(两点之间的Δy/Δx)，(2)限定于被测量线和基准(例如水平)线之间的角，和(3)等于(上升/前进)*100的坡度或百分比。斜率指示表面的几何形状，并且是用于表征从刷修整过程获得的胎面表面纹理的重要因数。这是由于斜率指示由修整产生的面积的比例增加。粘着适合度(例如，在翻新期间当胎面粘着到轮胎外胎时)是面积的比例函数。因而，斜率的确定可以比相邻凹槽的高度和间距提供用于评价粘着适合度的更有用信息。
一旦在数据分析步骤108中确定斜率，可以评价这样的斜率以确定斜率是否指示某些状况。在一个例子中，比较斜率水平与预定范围以评价表面纹理与粘着适合度的期望水平相比如何。在另一个例子中，比较斜率水平与预定范围以确定修整刷是否变得迟钝或磨损，因此提供修整刷是否需要磨尖或替换的有用指示。关于数据分析步骤108的斜率评价部分的附加细节也在图2的步骤中进行论述。
步骤108的数据分析(和图2中所述的特定分析步骤)可以在与轮廓测定仪关联的计算机或其它处理单元内发生或者可以输出到独立处理器进行进一步评价。因而，测量数据可以存储在各种不同本地或远程位置的数据库或其它存储设备中并且可以由经由某个网络访问数据的本地处理器或远程处理器分析，所述网络例如是、但不限于拨号网络、局域网(LAN)、广域网(WAN)、公用电话交换网(PSTN)、互联网、内联网或以太网以及硬接线或无线通信链接的任何组合的其它网络。还应当领会步骤108的数据分析(包括斜率的确定)可以独立于测量步骤106(其中测量第一和第二轮廓坐标)，或者可以通过将数据分析步骤整合到测量步骤中用轮廓测定仪直接测量斜率本身。
仍然参考图1，最后步骤110涉及将输出提供给用户。可以以各种方式提供输出，包括但不限于监视器上的显示、印刷材料或视觉或听觉指示。例如，显示输出可以多样地包括被测量表面轮廓坐标和/或斜率值的图形描绘、图表、表、绘图等。可以附加地或备选地提供指示表面纹理和/或刷锐度属于可接受还是不可接受限度内的视觉或听觉显示、信号或警报。
图2提供了可以在来自图1的数据分析步骤108的更特定例子中多样执行的步骤的流程图。第一步骤200涉及获得沿着胎面轮廓测量的数据点的x和y坐标。图4提供了对于大体上由曲线400表示的轮胎轮廓所获得的示例性测量数据(401-410)的图形表示。数据点401-410表示竖直地沿着纵坐标以mm测量的确定的胎面轮廓高度相比于沿着横坐标以mm测量的水平位置。如图所示，测量增量由轮廓测定仪在水平方向上以大约每0.1mm的位置增量获得。
图2中的步骤202涉及识别将用于斜率确定的数据点。如先前所述，可以从所有被测量数据点或它们的选定子集确定斜率。例如，可以通过确定形成于数据点的每个连续对之间的线的斜率(例如，数据点401和402、402和403、403和404等之间的斜率)而测量图4的示例性轮廓中的增加斜率。在另一个例子中，通过选择旨在表示不同表面凹槽之间的峰和谷的已识别局部最大和最小数据点而确定斜率(例如，数据点401和405之间和然后405或406和点409之间的斜率)。
步骤204涉及计算被测量数据点的调节因数，这可以在斜率值的实际计算之前可选地执行。当由于测量仪器中的采样限制使测量数据未捕捉沿着轮廓的实际最高或最低点时，这样的调节因数可以特别有用于调节被测量轮廓的竖直(y)坐标。例如，在图4中，测量数据点405和406对应于测量数据的最高值，但是在表面轮廓的该部分内的峰值实际上发生在点411。插值技术可以用于确定例如由距离412表示的调节因数(Δy+)以加入在数据点401-410的范围内确定的峰值数据点。取决于用户偏好，可以为已识别局部最大和最小数据点、为每个数据点或为数据点的选定子集确定调节因数。
一旦识别并且可选地调节数据点，步骤206涉及实际斜率计算。如先前所述，斜率可以被计算和表达为各种不同的参数，包括但不限于上升/前进、角(θ)、坡度等。一个特定方法比较顺序数据点以确定Δx和Δy值，然后通过Δy除以Δx确定上升-前进比(Δy/Δx＝上升/前进)。上升-前进比的反正切(atan(Δy/Δx))提供以度数或弧度计的倾角。算出斜率、算出斜率的量值、这样的斜率值的平均值或其它基于斜率的计算(包括表面积或其它值)然后可以可选地用于评价目的。当对不同的调查区域进行斜率平均时，如步骤208所示，可以应用许多不同的平均技术。在一个例子中，在从斜率值的子集去除一个或两个或以上最高值和一个或两个或以上最低值之后计算斜率值的范围的平均值。
现在参考步骤210，然后例如通过与预定水平或值的范围比较而评价单独斜率、斜率的选定子集、平均斜率值和/或这样的值的图形描绘。范围的一个示例性集合将胎面轮廓斜率分级为属于诸如好、可接受或不可接受的多个已识别类别中的一个。如以下表中所示，好斜率的例子可以对应于具有大约40至60度之间的角或具有大约0.84至1.73之间的上升-前进比的斜率。可接受斜率的例子可以在它的上限和/或下限在该第一范围之外，例如在大约35至40度之间或在大约60至65度之间(或这样的相应上升-前进比值)。不可接受类别的例子可以对应于具有小于大约35度或大于大约60度的角或具有小于大约0.700或大于大约2.145的上升-前进比值的斜率。
以下表中的分级可以为翻新粘着目的指示适合度水平。当斜率水平降至某个预定水平之下时，被评价表面的总表面积在用于获得优选粘着水平的期望水平之下。当斜率在某个预定水平之上时，表面凹槽可能如此不稳定以至于在粘着过程期间弯曲或变形，也减小粘着有效性。因而，优选的斜率和因此相应的表面积和粘着适合度表征可能常常属于中间范围，例如但不限于具有在大约四十五至五十五度(45-55°)之间的某处的中值(例如45°或50°)的角范围。
  角(度)   上升/前进(Δy/Δx)   分级类别：
  32   0.625   不可接受
  33   0.649   不可接受
  34   0.675   不可接受
  35   0.700   可接受
  36   0.727   可接受
  37   0.754   可接受
  38   0.781   可接受
  39   0.810   可接受
  40   0.839   可接受
  41   0.869   好
  42   0.900   好
  43   0.933   好
  44   0.966   好
  45   1.000   好
  46   1.036   好
  47   1.072   好
  48   1.111   好
  49   1.150   好
  50   1.192   好
  51   1.235   好
  52   1.280   好
  53   1.327   好
  54   1.376   好
  55   1.428   好
  56   1.483   好
  57   1.540   好
  58   1.600   好
  59   1.664   好
  60   1.732   好
  61   1.804   可接受
  62   1.881   可接受
  63   1.963   可接受
  64   2.050   可接受
  65   2.145   可接受
  66   2.246   不可接受
  67   2.356   不可接受
  68   2.475   不可接受
表1：示例性斜率评价
在另一个例子(未在上表中列出)中，粘着适合度的期望斜率水平可以大体上被识别为具有从大约二十度(20°)至大约五十五度(55°)的宽范围选择的范围的斜率水平。在另一个更特别的例子中，具有大约二十五度(25°)至大约三十五度(35°)之间的范围的斜率被选择作为理想的斜率。尽管在这些示例性范围之上的更高斜率值也可以提供用于适当粘着的期望表面纹理，但是在一些实施例中更低的值的范围可能是优选的，原因是它们可以获得期望的表面纹理，同时最小化需要从表面去除的橡胶量。为了适当粘着优化去除量和表面纹理可以帮助保证产品质量，同时也最小化预制(例如，刷修整)技术的成本。
可以在步骤210中进行(和或作为在图1的步骤110中提供的输出的一部分)的比较和评价的另一个例子在图5中显示。图5是四个示例性被评价表面的斜率(被绘制为上升-前进比值)对比于水平胎面位置(以mm绘制)的图形表示。表示第一表面的斜率图500具有在大约0.35至大约1.05的范围内的斜率上升/前进值。表示第二表面的斜率图502具有在大约0.20至大约0.70的范围内的斜率上升/前进值。表示第三和第四表面的斜率图504和506具有在大约0.10至大约0.30的范围内的斜率上升/前进值。
取决于在步骤110的期望用户输出，可以以不同方式分析这些斜率图。例如，它们可以用于确定每个被测量表面的平均斜率值供后续表征为分级类别。数据可以用于产生附加的视觉描绘信息供更近检查或分析，例如但不限于移动平均值或(一个或多个)突显关注区域。数据也可以用于当斜率水平超过和/或低于预定阈值水平时发信号。例如，参考图5，主题系统和方法可以被配置成每当斜率值超过1.050上升/前进水平或降至0.350上升/前进水平之下时生成警报信号。在一个例子中，当用户输出正评价修整刷的磨损时，建立和监视下阈值可能对于识别修整刷毛何时变得如此磨损以至于不能稳定地产生深度足以获得期望斜率水平的表面凹槽是特别有用的。因而，斜率评价可以用于检测合适的刷替换时间。另外，斜率评价也可以能够确定和控制刷毛之间的间距以更好地实现期望表面斜率。
现在参考用于实现主题表面测量和评价技术的示例性硬件特征，图6提供了这样的部件的示例性框图。该特定例子论述使用激光扫描设备的轮廓测量仪器，但是应当领会用于感测和测量表面的一维或多维的其它特定技术(例如，超声、x射线或其它技术)可以被使用。
现在参考图6，待分析元件600可以对应于预成型胎面或其它材料的顶和/或底表面。第一和第二激光器602a和602b扫描并且感测胎面样品600的相应顶和底表面。来自激光器602a和602b(其可以是一个或多个固定点或片光激光器)的照射输出束从胎面样品600的表面反射到相应检测器元件604a和604b。激光器和/或检测器可以包括聚焦透镜和/或其它光学过滤元件。检测器604a和604b能够确定被扫描表面的相对定位并且将这样的测量数据提供给数据缓冲器或其它存储设备。图6的系统提供用于获得顶和底表面两者上的轮廓测量的特征，但是应当领会仅仅单表面的评价在本公开技术的范围内。在一个例子中，检测器604a和604b确定测量数据的一个坐标(例如，在竖直方向上的y坐标)，而编码器615跟踪并且提供第二坐标(例如，在水平方向上的x坐标)。在其它例子中，由检测器604a和604b直接确定多个坐标(例如，在二维或三维中限定测量数据)。
仍然参考图6，来自检测器604a和604b的测量数据被提供给轮廓测定仪控制器608中的一个或多个数据缓冲器606。控制器608也可以包括一个或多个处理器610，所述处理器能够分析或另外处理存储在缓冲器606中的数据或另外将这样的存储数据中继到其它位置，例如中继到外围计算机控制系统612。处理器610也可以联接到马达驱动器614和激光器控制器616。马达驱动器614可以在多个方向上调节安装底座618的位置，照射激光器和接受器相对于胎面样品600安装在所述安装底座上。例如，马达驱动器控制可以被提供给伺服装置620以根据需要调节在水平面的x方向上的定位和/或被提供给可选的步进装置622以根据需要调节在水平面的z方向上的定位。激光器控制器616提供用于控制与激光器602a和602b关联的定位、功率级、定时和其它参数的输出信号。尽管图6显示了激光器设在固定位置并且可以调节被测量表面的布置，但是该系统可以备选地被配置成提供激光器的受控运动，同时保持被测量表面处于固定位置。
计算机控制系统612可以大体上包括诸如用于存储数据和软件指令的至少一个存储器/介质元件或数据库的部件以及至少一个处理器。在图6的特定例子中，(一个或多个)处理器622和关联的存储器/介质元件624a、624b和624c被配置成执行各种计算机执行功能(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624b)专用于存储呈计算机可读和可执行指令的形式的软件和/或固件，所述指令将由一个或多个处理器622执行。其它存储器/介质元件(例如，存储器/介质元件624a、624c)用于存储数据，所述数据也将由(一个或多个)处理器622访问并且将由存储在存储器/介质元件624b中的软件指令作用。图6的各种存储器/介质元件可以作为一种或多种计算机可读介质的单个或多个部分被提供，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)的任何组合或任何其它存储设备，包括磁盘、驱动器、其它基于磁性的存储介质、光学存储介质等。尽管图6显示了三个独立的存储器/介质元件624a、624b和624c，但是专用于这样的设备的内容实际上可以存储在一个存储器/介质元件或多个存储器/介质元件中，本领域的普通技术人员将领会数据存储的任何这样的可能变化和其它变化。
在本主题的一个特定实施例中，存储器/介质624a的第一部分被配置成存储用于主题表面分析系统和相关方法的输入数据。存储在存储器/介质元件624a中的输入数据可以包括从数据缓冲器606输出、由基于激光的轮廓测定仪测量的原始测量数据。存储器624a中的数据也可以包括从斜率评价的某些分级的用户提供建立限度提供的输入参数。尽管这样的用户建立限度和其它输入数据可以被预编程到存储器/介质元件624a中，但是它们也可以作为输入数据从访问输入设备626的用户输入，所述输入设备可以对应于被配置成用作与计算机控制系统612的用户接口的一个或多个外围设备。示例性输入设备可以包括但不限于键盘、触摸屏监视器、麦克风、鼠标等。
第二存储器元件624b包括计算机可执行软件指令，所述软件指令可以由(一个或多个)处理器622读取和执行以作用于存储在存储器/介质元件624a中的数据，从而产生用于存储在第三存储器/介质元件624c中的新输出数据(例如，表面分级、警报信号、图形输出和/或用于改善或修改刷修整过程的控制信号)。这样的输出数据可以被提供给外围输出设备628，例如监视器、打印机或其它设备，或者作为控制信号被提供给另外的部件。(一个或多个)计算/处理设备622可以适合于通过执行存储在存储器/介质元件624b中以计算机可读形式提供的软件指令用作专用机。当使用软件时，任何合适的编程、脚本或其它类型的语言或语言的组合可以用于实现包含在本文中的教导。在其它实施例中，本文中公开的方法可以备选地由硬接线逻辑或其它电路实现，包括但不限于特定应用电路。
尽管已关于本主题的具体实施例详细地描述了本主题，但是将领会当获得前文的理解时，本领域的技术人员可以容易地产生这样的实施例的更改、变型和等效物。因此，本发明的范围仅仅作为例子而不是作为限制，并且本发明不排除包括本领域的普通技术人员将显而易见的本主题的这样的修改、变型和/或增加。

Claims (19)

1.一种用于测量和评价轮胎部件的表面变化的方法，包括：
测量关于所述轮胎部件的指定表面的数据点，所述轮胎部件包括经刷修整的胎面表面或经打磨的轮胎外胎，其中所述数据点至少包括第一坐标和第二坐标；
通过确定沿着所述轮胎部件的所述指定表面测量的至少第一坐标和第二坐标中的选定坐标之间的陡度而电子计算沿着所述轮胎部件的被测量表面的多个不同位置处的斜率；
电子比较至少一个基于斜率的参数与一个或多个预定水平以确定限定下列中的一个或多个的表征：经刷修整的胎面表面或经打磨的轮胎外胎的表面粘着适合度、修整刷磨损水平和刷毛放置位置；以及
将所述确定的表征视觉地显示为输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述电子计算的斜率包括上升-前进比、角和坡度中的一个。
3.根据权利要求1所述的方法，其中电子比较至少一个基于斜率的参数与一个或多个预定水平的步骤包括确定平均斜率值是否属于从二十度至五十五度的范围选择的角范围内。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述基于斜率的参数包括在所述多个不同位置的每一个处电子计算的选定斜率值的平均值。
5.根据权利要求1所述的方法，其中电子计算多个不同位置处的斜率的步骤包括确定沿着所述轮胎部件的所述指定表面测量的已识别局部最大和最小数据点之间的陡度。
6.根据权利要求1所述的方法，其中电子计算多个不同位置处的斜率的步骤包括确定沿着所述轮胎部件的所述指定表面测量的数据点的每个相邻对之间的陡度，并且其中与一个或多个预定水平比较的所述至少一个基于斜率的参数包括在所述多个不同位置的每一个处计算的斜率。
7.根据权利要求1所述的方法，
其中电子计算斜率的步骤包括确定沿着所述轮胎部件的所述指定表面测量的数据点的每个相邻对之间的陡度；
其中所述方法还包括获得平均值的步骤，所述平均值包括去除一个或多个最高电子计算斜率值和一个或多个最低电子计算斜率值之后的所有电子计算斜率值的集合的平均值；并且
其中与一个或多个预定水平比较的所述至少一个基于斜率的参数包括所述平均值。
8.根据权利要求1所述的方法，其中测量数据点的步骤包括用激光扫描所述轮胎部件的所述指定表面并且检测从所述轮胎部件的所述指定表面反射的照射以确定对应于所述指定表面的竖直位置和水平位置的第一坐标和第二坐标。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括在电子计算斜率之前向上或向下调节至少所述第一坐标和所述第二坐标中的选定坐标的测得值的步骤。
10.一种用于评价轮胎部件的表面变化的测量系统，包括：
测量仪器，所述测量仪器用于扫描所述轮胎部件的指定表面并且测量数据点，所述数据点分别至少包括对应于所述指定表面的竖直位置和水平位置的第一坐标和第二坐标，所述轮胎部件包括经刷修整的胎面表面或经打磨的轮胎外胎；
第一存储器，所述第一存储器适合于存储由所述测量仪器确定的数据点；
第二存储器，所述第二存储器适合于存储呈计算机可执行指令的形式的软件；以及
至少一个处理器，所述至少一个处理器联接到所述第一存储器和所述第二存储器并且被配置成选择性地执行存储在所述第二存储器中的计算机可执行指令以处理存储在所述第一存储器中的数据点；
其中所述至少一个处理器执行存储在所述第二存储器中的计算机可执行指令以便执行以下功能：
通过确定沿着所述轮胎部件的所述指定表面测量的所述第一坐标和所述第二坐标中的选定坐标之间的陡度而计算沿着所述轮胎部件的所述指定表面的多个不同位置处的斜率；以及比较至少一个基于斜率的参数与一个或多个预定水平以确定限定下列中的一个或多个的表征：经刷修整的胎面表面或经打磨的轮胎外胎表面粘着适合度、修整刷磨损水平和刷毛放置位置。
11.根据权利要求10所述的测量系统，其中所述测量仪器包括：
激光器，用于用一个或多个照射束扫描所述轮胎部件的所述指定表面；
检测器，用于光学地捕捉所述一个或多个照射束的反射。
12.根据权利要求10所述的测量系统，还包括输出设备，所述输出设备用于视觉地显示限定下列中的一个或多个的确定表征：表面粘着适合度、修整刷磨损水平和刷毛放置位置。
13.根据权利要求10所述的测量系统，还包括输出设备，所述输出设备用于当所述至少一个基于斜率的参数高于或低于所述一个或多个预定水平中的选定水平时发出警报。
14.根据权利要求10所述的测量系统，其中所述至少一个处理器还被配置成通过确定上升-前进比、角和坡度中的一个或多个而计算所述多个不同位置处的斜率。
15.根据权利要求10所述的测量系统，其中所述至少一个处理器还被配置成通过确定平均斜率是否属于从二十度至五十五度的范围选择的角范围内而比较至少一个基于斜率的参数与一个或多个预定水平。
16.根据权利要求10所述的测量系统，其中所述基于斜率的参数包括在所述多个不同位置的每一个处计算的选定斜率值的平均值。
17.根据权利要求10所述的测量系统，其中所述至少一个处理器还被配置成通过确定沿着所述轮胎部件的所述指定表面测量的已识别局部最大和最小数据点之间的陡度而计算所述多个不同位置处的斜率。
18.根据权利要求10所述的测量系统，其中所述至少一个处理器还被配置成通过确定沿着所述轮胎部件的所述指定表面测量的所述第一坐标和所述第二坐标的每个相邻对之间的陡度而计算所述多个不同位置处的斜率，并且其中与一个或多个预定水平比较的所述至少一个基于斜率的参数包括在所述多个不同位置的每一个处计算的斜率。
19.根据权利要求10所述的测量系统，其中所述至少一个处理器还被配置成：
向上或向下调节所述第一坐标和所述第二坐标中的选定坐标的测得值；
通过确定沿着所述轮胎部件的所述指定表面测量的已识别局部最大和最小数据点之间的陡度而计算所述多个不同位置处的斜率；以及
获得平均值，所述平均值包括去除一个或多个最高计算斜率值和一个或多个最低计算斜率值之后的所有计算斜率值的集合的平均值；并且
其中与一个或多个预定水平比较的所述至少一个基于斜率的参数包括所述平均值。
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