CN105074414B - 轮胎测试机 - Google Patents

Abstract

一种轮胎均匀性测试机，其包括：上主轴，其包括上轮缘部分；下主轴，其包括下轮缘部分；主轴致动器，诸如适于改变上主轴与下主轴之间沿y轴的距离的伺服致动器。所述轮胎测试机还包括传送器，其适于沿_x轴移动相关待测试轮胎。所述传送器由传送器致动器作为伺服致动器驱动。

Description

轮胎测试机

对相关申请的交叉引用

本申请要求在2013年3月15日提交的美国临时申请序列号61/794,567 的优先权和申请日权益，所述临时申请的全部公开内容通过引用在此明确地并入本说明书。

技术领域

本发展涉及一种轮胎测试机，其测试通过轮胎测试机传送器传送的轮胎。

背景技术

当附连到汽车或类似物上的轮胎包括在圆周方向上具有非均匀三维形状或非均匀弹性模量的一部分时，这样的部分导致在高速转动中的振动，并导致汽车或类似物的运行性能降低。因为这个原因，轮胎在硫化处理之后通过轮胎测试机进行圆周均匀性测试。轮胎测试机以这样的方式进行测试，使得轮胎内周的胎圈部分(bead portion)嵌入或“夹紧(chucked)”到设置在各自的第一/下和第二/上主轴或夹盘组件的分离的第一/下和第二/上轮缘构件上，轮胎被充气到预定的内部空气压力，并且当轮胎外周压靠在诸如旋转鼓的路面仿真构件上时，轮胎被旋转地驱动。一般地，润滑剂被施加到待测试轮胎的胎圈部分，以便将轮胎顺利地装配到轮缘构件上。在这样的轮胎测试机中，已知的是将待测试轮胎传送到中心或测试位置，所述轮胎在那里如上所述地被夹紧以用于测试操作。

在一种已知的机器中，在传送器上的轮胎的前端以及所述轮胎的后端通过分别设置在预定位置处的传感器检测，并且待测试轮胎被传送到主轴的中心位置，并且距在测试站的入口侧的预定位置的传送距离是基于算出的轮胎外径而计算的。

此外，在另一种已知的轮胎测试机中，轮胎被定心，并利用传送器输送预定距离到轮胎匹配主轴组件旋转轴的位置。然后，当轮胎位于测试位置时，传送器被相对于主轴组件下降，并且轮胎夹紧操作通过主轴组件执行。

在这些已知的系统中，直到轮胎位于相对于传送方向的测试位置上，所述轮胎夹紧操作不启动，因为这个原因，已知的轮胎测试机中的轮胎测试时间(即，周期时间)被负面地延长。同时，当驱动包括上轮缘构件和下轮缘构件的一个或两个主轴的夹紧机构用过度的加速速度或过度的减速速度操作以便缩短周期时间时，所产生的问题是，致动器(多个致动器)在尺寸上和成本上增加，并且部件的磨损增大。此外，当轮胎测试机传送器的速度自身增加时，所产生的问题是，轮胎可能相对于所述传送器滑动，而不在传送器上如所意图或预期地传送。

发明内容

按照本发展的第一方面，轮胎测试机包括：包括上轮缘部分的上主轴，包括下轮缘部分的下主轴，以及适于改变上主轴与下主轴之间沿y轴的距离的主轴致动器。轮胎测试机还包括适于沿x轴移动相关待测试轮胎的传送器。该传送器由传送器致动器驱动。设置了运动控制器，其接收指示传送器沿所述x轴移动的传送距离的x轴位置反馈，并使用该x轴位置反馈控制主轴致动器以根据函数y＝F(x)改变上主轴与下主轴之间沿y轴的距离，从而用于上主轴与下主轴之间沿y轴距离响应于传送器沿x轴运动的协调同步变化。

附图说明

图1是示出根据本发展的轮胎测试机的顶视图；

图2是图1的轮胎测试机的侧视图；

图3是仅示出图1的轮胎测试机的入口传送器部分的顶视图，并且图3 示出了位于入口传送器的上游端的被传送的相关轮胎；

图4是示出图3的入口传送器部分和其位于原位或不工作位置的润滑器部分的侧视图；

图5是示出图3的入口传送器部分的顶视图，相关轮胎位于入口传送器的下游端；

图6是入口传送器的侧视图，其示出了在伸出位置或工作位置的润滑器；

图7是图1的轮胎测试机的顶视图，其示出了润滑器施加润滑剂到相关轮胎的胎圈部分的状态；

图8是放大的剖视图，其示出了在施加润滑剂到相关轮胎的胎圈部分时的所述润滑器的刷子；

图9是图1的轮胎测试机的顶视图，其示出了相关轮胎已经被从起始位置(在入口传送器的下游端以虚线示出)移动到测试位置的状态；

图10是示出第一中间状态的轮胎测试机的侧视图，在所述第一中间状态中，轮胎沿x轴在x方向上朝向测试位置移动，而上主轴被同时如虚线所示地沿y轴在y方向上朝向测试位置移动；

图11是类似于图10但示出第二中间状态的另一侧视图，在所述第二中间状态中，相关轮胎沿x轴位于测试位置，并且其中，中心或主传送器已经沿y轴在y方向上移动了距离Z1到中间下降位置，并且其中，上主轴已被进一步降低到在y轴上的中间位置Y2；

图12是示出测试状态的侧视图，在所述测试状态中，中间/主传送器从其起始位置下降距离Z2，使得当上主轴已经下降到最终测试位置Y时，轮胎被操作地安装在上轮缘部分与下轮缘部分之间用于测试(即，轮胎被“夹紧”用于测试，该传送器将进一步下降超过Z2以从轮胎分离，从而允许测试发生)；

图13提供了根据本发展提供的轮胎测试机的等距剖视图，并且示出了被测试轮胎位于沿X轴的测试位置X，但中心传送器仍处于其与入口传送器和出口传送器垂直对准的原位位置或升起位置的状态；

图14类似于图13，但以被测试轮胎被操作地安装到上轮缘部分和下轮缘部分用于测试的状态示出了轮胎测试机。

图15是根据本发展提供的轮胎测试机的示意图，并且示出了它的控制系统。

具体实施方式

根据本发展提供的轮胎测试机的一个或多个实施例在下面参照附图进行描述。本发展并不意图限于本文所公开的具体实施例(多个具体实施例)，并且根据本发展的轮胎测试机可根据权利要求修改成各种形式。

如图1至图3所示，在根据本发展的轮胎测试机35中使用的轮胎测试机传送器9包括入口传送器1，其包括将相关轮胎11从上游供给传送器10 传送到主传送器或中心传送器23的第一带式传送器，所述中心传送器23包括第二带式传送器，其定位邻近和/或连接到入口传送器1的下游侧，并延伸进入测试站34。在附图所示的例子中，每个入口传送器1和中心传送器23 包括一对传送带，使得传送表面被分成由各传送带提供的两个传送部分。入口传送器1和中心传送器23能够可选地组合成单个传送器。

入口传送器1的输入轴被连接到入口传送器伺服电机2(图1)，并且所述入口传送器1被入口传送器伺服电机2驱动。入口传送器1的上游侧连接于和/或定位邻近供给传送器10，其供给将要测试的相关轮胎11。在所示实施例中，入口传送器1包括第一或上游光电或其它传感器8(图3)，其检测在下游传送方向x上传送的轮胎11的后端或上游端12。此外，入口传送器 1的下游侧设置有第二或下游光电或其它传感器7，其检测朝向中心传送器 23传送的轮胎11的前端或下游端13。从光电传感器7稍向上游，所述入口传送器可选地包括第三或中间光电传感器40，其也检测朝向中心传送器23 传送的轮胎11的前端13。

中心传送器23将从入口传送器1接收的相关轮胎11朝向测试位置发送。测试位置被限定为轮胎11定心以围绕旋转轴线20x旋转的位置，诸如通过第一或下主轴24的主轴柱塞或芯20限定的。中心传送器23的输入轴连接到中心传送器伺服电机23a(图1)，并且中心传送器23通过传送器中心伺服电机23a的旋转驱动。此外，中心传送器23包括中心传送器升高机构23c (参照图15)，诸如一个或多个气压或液压汽缸，其包括直接地或间接地检测和输出中心传送器23的垂直位置的位置传感器，或者中心传送器升高机构23c可选地由提供对中心传送器23的垂直位置的直接高度反馈的至少一个伺服致动器提供，诸如连接到滚珠丝杠(螺旋千斤顶)的伺服电机或另一伺服致动器。中心传送器升高机构23c在垂直于输送方向x的方向y上降低并升起中心传送器23。

现在同样参考图4-6，通过汽缸14或其它致动器选择性地升高的润滑器 5设置在入口传送器1的一对传送带之间。如后面将描述的，润滑器5包括施加润滑剂到轮胎11内周的胎圈部分15上的刷子5a。

入口传送器1在宽度方向的相对横向侧设置有一对臂构件3a和3b，其形成为使得其前端朝向下游方向。朝向中心侧挤压旋转轮胎11的外周面的挤压辊21附连到所述一对臂构件3a和3b的每一个，并且臂构件通过连杆机构4a和汽缸4或其它致动器在宽度方向上以双侧对称状态向内和向外转动。如图2所示，附连到所述一对臂构件3a、3b的前端的一个或多个挤压辊21由电机22旋转地驱动。

一个或多个辊部分或辊表面16邻近入口传送器1的一对传送带定位。各辊表面16包括绕多个旋转轴旋转的多个辊16a，以支撑轮胎在任何方向上滑动，并且绕竖直旋转轴线在水平面上旋转。在所示实施例中，辊表面16 设置有诸如汽缸或类似物的升高机构32(图6)，使得在入口传送器1上传送的轮胎可以选择性地支撑在入口传送器的传送带上，或者可选地支撑在升起的辊表面16上，如允许轮胎在辊表面16上的转动所需要的。

如图1和图2所示，轮胎测试机35包括测试站或测试台34，其包括下夹盘组件或下主轴24和上夹盘组件或上主轴25。此外，测试站34设置有夹紧机构36，其包括可垂直移动的滑动梁26、引导框27a和27b、螺旋千斤顶或滚珠丝杠28a和28b，以及第一和第二上主轴电机或其它致动器29a和29b，其用来以这样的方式夹紧轮胎11，使得下主轴24和上主轴25以测试轮胎 11操作地插在下主轴24与上主轴25之间而定位。上主轴25可附连到滑动梁26。滑动梁26桥接在两个引导框27a、27b之间，并且相对于两个引导框 27a、27b可移动，第一和第二滚珠丝杠28a、28b分别附连到第一和第二引导框27a、27b。第一和第二主轴致动器29a、29b分别连接到滚珠丝杠28a 和28b，并且当滚珠丝杠28a和28b分别由电机或其它致动器29a、29b在同步状态中驱动时，滑动梁26被上下移动。这里，致动器29a、29b可以例如是电动伺服电机，但有位置反馈的其它液压、电动、气动或其它致动器也可以被使用。此外，下主轴24包括主轴柱塞或芯20，其为待测试轮胎限定旋转轴线20x。下夹盘组件/主轴24包括绕竖直旋转轴线20x旋转的下可转动轮缘或轮缘部分R1，而上夹盘组件/主轴25包括绕竖直旋转轴线20x旋转的上可转动轮缘或轮缘部分R2。待测试轮胎11还包括中心旋转轴线17(参见图7)。当轮胎11被定位成使得所述轮胎的旋转轴线17与由主轴芯20限定的旋转轴线20x重合时，轮胎11被认为是处于关于x轴的测试位置上，并且轮胎11然后以这样的方式插在下主轴24的下轮缘部分R1与上主轴25的上轮缘部分R2之间，使得滚珠丝杠28a和28b被驱动，以便向下移动滑动梁26，从而完成轮胎11向测试站34的传送。如下所述，当轮胎11处于测试位置时，它被下轮缘部分和上轮缘部分R1、R2接合(即“夹紧”)、充气并可旋转地测试。

在下文中，一种过程将通过参考图3至图10进行描述，其中轮胎11从客户侧传送器10通过轮胎测试机传送器9传送到测试站34，并且轮胎11 被根据本实施例的轮胎测试机35中的夹紧机构36插在下主轴24的轮缘部分R2与上主轴25的轮缘部分R1之间。

如图4所示，当轮胎11从客户侧传送器10输入到入口传送器1时，润滑器5相对于入口传送器1的传送表面6下降。润滑器5的下降操作通过汽缸14执行。辊部分16的辊表面位于所述入口传送器1由图6的实线所示的传送表面6之下。此外，如图3所示，所述一对臂构件3a和3b在宽度方向上通过汽缸4(图1)向外旋转以便被打开，并因此在入口传送器1的传送表面6上确保用于传送轮胎11的空间。

然后，如图3所示，带式传送器的伺服电机2(图1)被启动以便驱动入口传送器1，然后从客户端传送器10输入到入口传送器1的轮胎11由此在入口传送器1上沿传送方向x输送。

如图5所示，当轮胎11被在入口传送器1上沿输送方向x输送时，并且轮胎外径最靠近测试站34的前端13被第二或下游光电传感器7检测到时，入口传送器伺服电机2的旋转停止，因此使用入口传送器1传送轮胎11的操作停止，并且轮胎11位于x轴上的已知位置处。如果轮胎11的外径OD 还是未知的并且还未被存储，则基于轮胎11沿x轴相对于一个或多个传感器7、8、40的移动，轮胎外径OD被关于轮胎11通过来自入口传送器伺服致动器2的位置反馈已知的被传送距离而检测出和/或计算出或导出。

参考图6，当轮胎的内径与润滑器5对准后，汽缸14运转以使润滑器5 上升，以便从入口传送器1在轮胎11内径内的传送表面6突出。正如所指出的，入口传送器1的运转通过使用下游光电传感器7检测到轮胎前端13 而停止，在此时，如图6中虚线所示，辊16通过致动器32升高，并且如图 7中所示，一对臂构件3a和3b被可操作地定位以向上游(在与输送方向x 相反的方向上)挤压轮胎11，使得轮胎11的胎圈或胎圈部分15如图8所示地接触润滑器5。可选地，入口传送器1可在辊16升高之前并且在臂构件 3a和3b的操作之前被向后驱动，使得轮胎11被入口传送器略微向上游移动，使得轮胎11可以朝向在臂构件3a和3b处的润滑器5被压回。

如所提及的并且如图6的虚线所示，升高机构32选择性地操作，使得辊部分16的辊表面被导致相对于入口传送器1的传送表面6上升，因此轮胎11从入口传送器1的皮带转移到辊部分16。也就是说，辊部分16的各安置辊的上端被导致上升到入口传送器1的传送表面6之上，因此轮胎11从入口传送器1的传送表面6转移到辊部分16各安置辊的上端。

一旦轮胎11被支撑在辊部分16上，所述汽缸4被驱动，使得一对臂构件3a和3b在宽度方向上向内旋转，以便被关闭，并且一对臂构件3a和3b 通过其各自的挤压辊21在上游方向上挤压放置在辊表面16上的轮胎11。然后，如图7和图8所示，轮胎11的前部13被推向润滑器5，同时被一对臂构件3a和3b按压在辊部分16上，并且轮胎的胎圈部分15(在图8中示出的轮胎11的内周)接触所述润滑器5。

当轮胎11的外周或外径如所描述地由辊21接合时，至少一个辊21的由电机22(图2)可旋转地驱动。因此，如图8所示，在辊表面16上的轮胎11在辊表面16上的水平面中旋转，并且润滑器5的刷子、海绵、辊和/ 或其它工作部分施加润滑剂到轮胎11的胎圈部分15的整个圆周上(它的下胎圈15a和上胎圈15b两者)。

随后，如图9所示，汽缸4被驱动，使得一对臂构件3a和3b在宽度方向上向外转动，以便被打开以从辊21松开轮胎11。如图6中的实线所示，辊升高机构32然后运转，从而导致辊表面16相对于入口传送器1的传送表面6下降，因此轮胎11被从辊部分的辊表面16再次转移到入口传送器1的传送表面6上。

随着轮胎11被再次支撑在传送表面6上，入口传送器伺服电机2被致动以驱动入口传送器1，使得轮胎11再次在下游方向D1上朝向测试站34 传送。当轮胎11被入口传送器1朝向测试站34稍微移动时，施加润滑剂到轮胎11的润滑器5变得从胎圈15间隔开，然后被汽缸14导致下降，以便返回到在传送表面6和辊表面16之下的备用位置(图4)。

然后，如图9的虚线所示，轮胎在入口传送器1上在x方向上移动到轮胎11的前端13再次被下游光电传感器7检测出的位置，并且轮胎被定位在这样的位置上。因此，不管轮胎11的直径，轮胎11在入口传送器1上的精确位置是已知的(这样的位置使用图9中的虚线示出)，因为臂3a、3b已经将轮胎在入口传送器1上侧向地定心，并且根据其由下游检测器7的检出，轮胎11的前端13在输送方向x上位于预定位置处。

如图9中的实线所示，入口传送器1和中心传送器23被电机2、23a以同步状态驱动，使得轮胎11在x轴的x方向上被传送到测试位置，它的旋转中心17(轮胎的旋转轴线17)在那里与由测试站34的下主轴24的主轴芯20所限定的旋转轴线20x匹配或重合。当轮胎11被这样地定位在此测试位置时，使用夹紧机构36的夹紧操作过程被执行，从而将轮胎11安装到上轮缘部分R1和下轮缘部分R2，以对轮胎11充气并且测试轮胎的均匀性。

更具体地，轮胎11、上主轴25和中心传送器23通过图10中的实线示出的位置被称为“初始位置”。这里，轮胎11沿着水平轴线由入口传送器1 和中心传送器23传送的传送方向被设置为“x方向”或“x轴”，轮胎前端 13在其被定位在入口传送器1处的状态下的位置(预定的初始位置)被设定为“x＝0”，而当主轴芯20的旋转轴线20x与由图11的实线所示的旋转轴线 17匹配时，轮胎11的前端13的位置被设定为位置“X”(即，x＝X)，并且被称为“最终目标位置”或“测试位置”。也就是说，如图11所示，轮胎11 从其预定初始位置直到其旋转轴线17与主轴芯20的旋转轴线20x重合的传送距离是距离“X”。另外，中间位置(也被称为“第一目标位置”)被限定为x＝X1＜X的位置，其中，如由图10中的虚线所示，旋转轴线17位于主轴的旋转轴线20x的上游，并且这个位置X1只用在某些实施例中。在一个示例中，基于轮胎11的尺寸或可用于如此定位轮胎11的传感器，所希望的第一目标位置X1可以预先设定。

此外，传送距离X是基于以下等式(5)使用轮胎外径OD计算的：

X＝MX+OD/2 (1)

其中，如图9所示，MX是从下游光电传感器7到主轴芯20的旋转轴线20x 的预定或已知距离。本领域普通技术人员将认识到的是，基于由中心传送器伺服电机23a提供的x轴位置反馈，轮胎11在中心传送器23上沿x轴的位置总是已知的。可选地，与中心传送器23和/或轮胎11自身相关联的位置传感器可以提供这样的x轴位置反馈。

同时，垂直轴线或上主轴25的下降方向在本文中称作“y方向”，并且它的初始位置被设定为“y＝0”，而轮胎11可操作地插在下主轴24的下轮缘部分R1与上主轴25的上轮缘部分R2之间的最终目标位置或测试位置被称为“Y”(即，y＝Y)，并且由图12的实线示出。在本实施例中，距离Y表示上主轴从其初始位置y＝0到最终目标位置y＝Y下降的总距离。可选地，下主轴24可朝向上主轴移动，在这种情况下，距离Y是由下主轴24和上主轴 25移动以将轮胎11可操作地安装在下轮缘部分R1和上轮缘部分R2上的距离的和。此外，如图10的虚线所示，第二目标位置y＝Y1被限定为其中上主轴25已经从它的初始位置下降到上轮缘R2接近但未接触轮胎11的位置(在可选实施例中，上轮缘R2接触轮胎并且如下面充分详细地描述保持与其接触)。在一个示例中，基于轮胎11的尺寸或可用于如此定位上边缘R2的传感器，第二目标位置被预先设置。本领域的普通技术人员将认识到的是，基于由第一和第二上主轴伺服电机29a、20b提供的y轴位置反馈，上主轴25 和其上轮缘R的位置总是已知的。可选地，与上主轴25相关联的位置传感器可以提供这样的y轴位置反馈。

伺服电机29a和29b被驱动，使得上主轴25和上轮缘部分R2的轮缘根据以下等式(2)移向下主轴24和其下轮缘部分R1

Y＝F(x)(0≤x≤X) (2)

其中，x表示轮胎11在x轴上的位置，或更一般地表示由中心传送器23的皮带或其它传送表面当轮胎11支撑于其上时在x轴的x方向上移动的传送距离。

在一个更具体的可选实施例中，夹盘机构36以这样的方式调整上主轴 25的位置，使得伺服电机29a和29b都被驱动，并使得上主轴25基于以下等式(3)下降

y＝F(x)(0＜x＜X1，Y1＝F(X1)) (3)

这里，函数F是在x轴上的轮胎11在入口传送器1和中心传送器23的输送方向(x方向)上的函数，并且可以基于所述夹持机构36的状态适当地选择。例如，夹盘机构36控制伺服电机29a和29b的驱动，使得y如下面的等式 (4)与x成比例地移动：

Y＝(Y1/X1)·x(0＜x＜X1) (4)

在这个例子中，入口传送器1和中心传送器23通过驱动入口传送器伺服电机2和中心传送器伺服电机23a而将轮胎11传送到第一目标位置X1。同时，夹紧机构36通过基于上述方程(3)和(4)驱动伺服电机29a和29b使上主轴25下降到第二目标位置Y1(即，上主轴25接近下主轴24)。另外，轮胎11的前端13位于在x方向上的第一目标位置X1处并且上主轴25的上轮缘部分R2位于在y方向上的第二目标位置Y1处的状态(该状态由图10中的虚线指示)被称作“第一状态”。当获得此“第一状态”时，(其中，轮胎 11被传送到第一目标位置X1，并且上主轴25的上轮缘R2下降到在y方向上的第二目标位置Y1)，该中心传送器23可以在升高机构23c的作用下开始从其与入口传送器垂直对准的初始或原位位置(图10)朝向所述下主轴24下降。从第一状态开始，轮胎11还进一步在x方向上传送到其“最终目标位置”或“测试位置”，并且上主轴25被导致以同时和同步的方式如下所述地作为轮胎11在x轴上的位置的函数进一步朝向下主轴24下降。在一个可选情况下，中心传送器升高机构23c不提供位置反馈，优选的是，中心传送器23保持在其初始或原位(完全升起的)位置上，直到所述轮胎11完全地或至少基本上位于其最终目标位置X(例如，至少直到测试机35的旋转轴线20x包含在轮胎11内径的开口内)，以确保随着中心传送器23被降低，轮胎11不接触下主轴24或可能妨碍轮胎11在x或y方向上的所需运动的轮胎测试机的任何其它部分。当中心传送器升高机构23c通过伺服致动器提供时，或当其它传感器被用于确定中心传送器23的垂直位置时，一旦轮胎 11完全离开入口传送器1，假如中心传送器以轮胎11将不接触下主轴24或会把轮胎11从它在中心传送器23的已知位置上撞出的任何其它干扰部件的方式被降低，该中心传送器23可以立即开始下降。

当轮胎11到达它在x方向上的最终目标位置X时，中心传送器伺服电机23a的驱动停止，从而使中心传送器23停止并且轮胎11在x轴上的位置被固定。然后，在这个时间点，上主轴25的上轮缘部分R2位于在图11中所示的y方向上的第三目标位置Y2。另外，中心传送器23在该时间点位于在y方向上高于其最终目标位置Y的高度(在y方向上)处，使得轮胎11 还没有接触下主轴24的下轮缘部分R1。具体地，中心传送器23在y方向上的位置比初始位置低距离Z1(图11)。轮胎11的前端13位于在x方向上的最后目标位置X处，上主轴25的上轮缘部分R2位于在y方向上的第三目标位置Y2处，以及中心传送器23在y方向上的位置比其初始位置低距离 Z1的这种状态(由图11的实线所示的状态)被称为“第二状态”。

夹盘机构36通过伺服电机29a和29b基于以下等式(4)使上主轴25 从“第一状态”以上述方式下降到“第二状态”。

Y＝H(x) (5)

(X1＜x＜X，Y1＝H(X1)，Y2＝H(X)，并且H是可以变化的任意函数)

函数H通过夹紧机构36的特性适当地选择。例如，夹紧机构36可被设置为使得的x-X1和y-Y1具有如以下等式(6)的比例关系：

y-Y1＝{(Y2-Y1)/(X-X1)}·(x-X1) (6)

同样地，在上述不旨在以任何方式限制的例子中，轮胎在x轴上超出X1位置的位置，以及上主轴25/上轮缘R2在y轴上超出Y1位置的位置被控制以维持上述比例关系，直到轮胎11到达其目标/测试位置X。此外，即使在中心传送器23因为轮胎11已经到达测试位置X而已经停止在x方向上传送轮胎11之后，该中心传送器23继续下降，并且上主轴25也继续下降。中心传送器23和上夹盘25的下降继续进行，并且中心传送器23到达在y轴上的位置，其中，它比它的初始或原位位置低距离Z2，下轮缘构件R1接合轮胎11的下胎圈15a，并且上主轴25也被降低，直到上轮缘部分R2接合轮胎11的上胎圈15b，使得轮胎被夹住进行测试。因此，如图12所示，上主轴25的上轮缘R2位于在y方向上的最终目标位置Y处，而轮胎的上胎圈部分15b与上轮缘R2接合。以上述过程，轮胎11被插在下主轴24的下轮缘R1与上主轴25的上轮缘R2之间，从而完成轮胎11到在x和y方向两者上的最终目标或测试位置的传送。传送器23超过Z2位置进一步降低将轮胎从传送器23分离所需的最小量，从而允许旋转均匀性测试。

本领域中的普通技术人员将认识到的是，根据本发展的轮胎测试机35 提供了更快的周期时间，因为上主轴25(上轮缘R2)在y轴上的垂直位置被控制为相关轮胎11在x轴上水平位置的函数，并且上主轴25和上轮缘部 R2在y轴上以同步的方式与轮胎11在x轴上的运动同时地并且作为其函数垂直地移动。本发展还提供了更平滑的操作，因为上主轴25不必如现有系统那样以过度加速和过度速度移动，在所述现有系统中，仅在轮胎已经到达它在x轴上的目标/测试位置之后，上主轴25才朝向轮胎11移动。此外，本发展使得有可能减小用于移动上主轴25的电机尺寸。

图13提供了根据本发展提供的轮胎测试机35的等距剖视图。在那里，可以看出的是，下主轴24包括通过任何合适汽缸或其它芯致动器20a向上移动到升高的位置的主轴柱塞或芯20。芯20的垂直(y轴)位置通过芯位置传感器S1检测。可选地，伺服电机或其它伺服致动器被用于移动芯20的位置，在这种情况下，由于伺服设备提供确定芯20的垂直位置的反馈，没有必要提供单独的传感器S1。

现在还参考图14，在轮胎11位于其在x轴上的最终目标位置或测试位置之后，芯20被穿过轮胎内径朝向上主轴25垂直地伸出。当上主轴25在y 方向上充分下降时，随着上主轴25沿y轴下降，并且芯20然后被上主轴25 沿y轴向下推动，上主轴25与芯20接触并且物理地配合。芯20由此将下主轴24与上主轴25暂时机械地连接，使得上主轴25相对于下主轴24的位置通过芯位置传感器S1的输出也是已知的。芯位置传感器S1提供指示所述芯20的精确垂直位置以及由此的上轮缘半部R2在y轴上相对于下轮缘半部 R1的精确垂直位置的输出。以这种方式，芯位置传感器S1指示上轮缘半部 R2与下轮缘半部R1之间的间距，其然后可以通过电机29a、29b基于轮胎宽度(被测试轮胎11的宽度是已知的，并且先前已从检测、读取或以其它方式推导出或提供轮胎宽度的任何合适装置输入)精确地控制，如上轮缘半部R2和下轮缘半部R1为测试目的安装或“卡住”轮胎11所需的。传感器 S1可以被省略，而通过上主轴电机29a、29b提供的位置反馈被用来确定和控制下轮缘部分R1与上轮缘部分R2之间的间距。

如图15所示，入口传送器电机2、中心传送器电机23a、上主轴电机29a、 29b，芯位置传感器S1，以及优选地中心传送器升高致动器(多个致动器) 23c都由工业自动化控制系统控制并提供位置反馈，所述系统包括可编程逻辑控制器(PLC)或其它控制器，并且优选地还包括专用多轴运动控制器 MC或多于一个的相同运动控制器MC，以用于控制伺服致动器/电机2、23a、 29a、29b、23C、33A。运动控制器MC可被提供为PLC或其它控制系统的一部分，和/或与控制系统分离但可操作地连接到所述控制系统的一个或多个专用运动控制器。如本文所使用的，术语“运动控制器”或“运动控制系统”意图包括单个运动控制器，或直接地或间接地彼此可操作地连接的多个分离的运动控制器。

考虑到上述情况，测试周期的一个示例被公开，其再次并不意图是限制性的，而是在不脱离本发展的范围和意图的情况下可以执行其它测试周期。在测试周期开始时，该中心传送器23通过致动器(多个致动器)23c的控制处于其完全升起或向上位置处。待测试的轮胎11支撑在入口传送器上并且是将要测试的下一个轮胎。如本文所述，根据本发展，以入口传送器1沿x 轴通过伺服电机2的操作，和中心传送器23沿x轴通过伺服电机23a的操作，以通过运动控制器MC控制并且提供位置反馈到所述控制器的所有致动器29a、29b；2；23a，上主轴25的向下运动(在所示实施例中通过滑动梁 26)通过伺服电机(多个伺服电机)29a、29b以同时并且协调同步的方式发生。上主轴25沿y轴向下朝向中心传送器23的垂直运动根据函数y＝F(x) 控制，其中，x表示待测试轮胎11在测试站34中沿x轴的位置(或x可以更一般地被视为表示中心传送器23的传送带(多个传送带)的位置。基于所述轮胎11在其位于入口传送器1时的起始位置，和通过由入口传送器伺服致动器2和/或由中心传送器伺服致动器23a提供的反馈输出，轮胎11在 x轴上的位置是已知的。待传送轮胎11沿x轴在入口传送器和/或中心传送器上的初始或开始位置是已知的，和/或被入口传送器1的机械定位装置控制，和/或通过传感器7、8、40或通过机器视觉和/或类似物确定。基于由中心传送器伺服电机23a和出口传送器33的出口传送器伺服电机33a提供给运动控制器MC的反馈输出，先前测试的轮胎沿x轴的位置也是已知的，所述出口传送器定位邻近中心传送器23并在其下游，并从中心传送器23接收已测试轮胎。已测试轮胎在测试完成时沿x轴的开始位置(即，x＝X)也是已知的。如图15所示，出口传送器伺服电机33a被也可操作地连接到运动控制器MC并且通过其控制，并且提供x轴反馈到所述运动控制器MC。

由此，根据本发展，在下一待测试轮胎11正在被沿x轴在x方向上传送时，并且在下一待测试轮胎11到达检测位置x之前，并且在先前已测试轮胎正在被沿着x轴朝向出口传送器33传送离开测试位置X时，但在先前已测试轮胎已离开中心传送器23之前，上主轴25和与其相连的上轮缘半部 R2开始朝向中心传送器23和下主轴24/下轮缘半部R1沿y轴向下移动。根据以上，根据y＝F(x)，上主轴25沿y轴的位置取决于中心传送器沿x轴的位置，其中“y”是滑动梁26沿y轴的位置，而“x”表示待测试轮胎11 支撑在其上的中心传送器的位置以及相关待测试轮胎11沿x轴的位置。

当如通过从中心传送器伺服电机(多个伺服电机)23a到运动控制器 MC的反馈所确定的那样，待测试轮胎11已经到达在x轴上的测试位置X 时，中心传送器23通过汽缸或其它中心传送器升高致动器23c的控制而开始沿y轴向下移动。如本文所述，中心传送器升高致动器23c也可提供为通过运动控制器MC控制的伺服电机/致动器，并且也提供位置反馈到运动控制器MC，以用于与伺服致动器2、23a、29a、29b、33a的协调运动，在这种情况下，在先前已测试轮胎已经离开中心传送器到出口传送器33上之后，并且在待测试轮胎11已经从入口传送器1到达中心传送器23之后，中心传送器23可以沿y轴开始向下移动，并且中心传送器在y轴上朝向下主轴24 这样的运动被控制以确保轮胎11将不接触下主轴24或会干扰其沿x轴或y 轴的运动的任何其它部件。在所示实施例中，所述芯(图13)相对于所述下轮缘半部R1通过汽缸或其它致动器20a沿Y轴向上移动至其升起位置。芯 20的垂直(y轴)位置通过提供输出到运动控制器MC的传感器S1检测。在可选实施例中，传感器S1被省略，因为一旦上主轴25接触芯20和与其配合，芯20的位置作为上主轴25的位置的函数是已知的，所述上主轴25 的位置由来自上主轴伺服致动器(多个致动器)29a、29b的位置反馈提供。在又一实施例中，伺服电机或其它伺服致动器被用于芯致动器20a，以通过运动控制器MC的控制而沿y轴移动芯20的位置，在这种情况下，因为这样的伺服设备提供直接的位置反馈到运动控制器MC，单独的传感器S1是没有必要的。

如图14所示，并且如上所述，以待测试轮胎11位于测试位置X上，芯 20被移动到其完全升起的位置，并且上主轴25由伺服电机29a、29b控制继续朝向轮胎11下降，并且待测试轮胎11由于中心传送器23的下降而支撑在下主轴24的下轮缘半部R1上。通过上主轴25朝向下主轴24的进一步移动，随着上主轴25沿y轴移向下主轴24，并且芯20由于上主轴25继续朝向下主轴24移动而被上主轴25沿y轴向下推动，上主轴25与芯20接触并物理地配合。

继续参考图14，上主轴25和其上轮缘半部R2通过运动控制器MC控制而在沿y轴根据轮胎宽度选择的垂直位置上停止，使得轮胎11被可操作地安装在下轮缘半部R1和上轮缘半部R2之间。轮胎被充气以用于测试。在此阶段，入口传送器1和出口传送器33继续被运动控制器MC分别地使用伺服电机2和33a以协调的方式控制，从而将下一待测试轮胎(未示出)朝向中心传送器23供应，并且将先前已经测试的轮胎11’从中心传送器23移动离开。

如所指出的，在中心传送器垂直致动器23c包括可操作地连接到运动控制器MC的伺服致动器的实施例中，一旦轮胎位于沿x轴的测试位置X上使其不再在x方向上移动，上主轴25通过上夹盘电机29a、29b(多个电机) 沿y轴的运动可选地通过运动控制器MC而与中心传送器沿y轴的向下运动协调，使得至少随着上轮缘半部R2降低到下轮缘半部R1上时，其与轮胎 11处于连续的轻微接触。在轮胎11接触并坐落在下轮缘半部R1上时，上轮缘半部R2与轮胎11之间的这种接触将有助于保证待测试轮胎11在它被降低到下轮缘半部R1上时不会不合需要地倾斜离开水平轴线x，这可以导致能够减缓或终止测试和/或损坏轮胎11的“错夹紧(mischuck)”。

图14示出正在被测试的轮胎11。轮胎均匀性测试机TUM包括负载轮、负载测定单元和用于旋转和测试轮胎11的其它轮胎均匀性测试设备(未示出)。轮胎11在与负载轮接触时被转动，使得由负载单元测量的负载表明轮胎的物理特性。轮胎均匀性测试机35还可以包括用于磨削和/或以其它方式加工所述轮胎以纠正某些缺陷和/或用于对轮胎11进行标记和分类的设备。

一旦轮胎11的测试已经完成，则轮胎11被放气，并且上主轴25沿y 轴向上移动(远离下主轴24)使轮胎11脱离夹持，而中心传送器通过致动器23c的控制同时向上移动。芯20使用芯致动器20a下降/缩回。在一个实施例中，上主轴25移动到其在y轴上最大或完全升起的位置。在可选实施例中，上主轴由运动控制器MC控制沿y轴向上移动远离下主轴，并且一旦上轮缘部分R2以足以使轮胎11向下游移动的最小间隙距离从轮胎11分离，并且同时中心传送器23被中心传送器垂直致动器23c朝向其原位位置向上移动，则中心传送器伺服电机23a被启动以在传送方向x上向下游移动刚刚测试的轮胎11。在这样的情况下，运动控制器MC操作主轴致动器29a、29b 以在其到达完全向上的位置之前反转上主轴25的运动，使得当下一待测试轮胎位于中心传送器23上，并且朝向测试位置在x方向上移动时，所述上主轴25再次朝向下主轴24移动，从而提供刚测试轮胎11的协调离开和下一待测试轮胎的进入。

虽然本发明的优选实施例已经被描述，但本发明并不受限于上述实施例，而是可以被修改为在权利要求的范围内的各种形式。

在一个实施例中，滑动梁26和上夹盘25在轮胎测试之间总是移动到y 轴上的最大或完全升起的位置。在一个可选实施例中，梁26和上夹盘25由运动控制器控制仅在y轴上向上移动将上轮缘R2从轮胎11分开并为下一待测试轮胎进入测试位置内提供足够的垂直间隙所需的最小量。

根据一个可选实施例，在轮胎11已到达其在x轴上的目标测试位置之后，并且在中心传送器23下降时，上夹盘25的上轮缘R2接触待测试的轮胎11，并且上轮缘R2保持与轮胎这样的接触，直到轮胎被充分“夹紧”(安装在下轮缘R1和上轮缘R2上)。以这种方式，当轮胎座落在下轮缘上时，它被保持在其水平方向上，这使得轮胎被“错夹紧”(即，不正确地安装在下轮缘R1和/或上轮缘R2上)的可能性最小化。在这样的情况下，第三目标位置y＝Y2被限定为使得上主轴25已经从其初始位置y＝0下降到上轮缘 R2最低限度地接触轮胎11的位置。

尽管所示实施例包括用于在y轴上移动上主轴25的第一和第二伺服电机29a、29b，单个伺服电机29a或29b或其它伺服致动器可以被用于在y轴上垂直地移动上夹盘25。例如，包括相关位置传感器的一个或多个气压缸或液压缸可以代替伺服电机29a、29b被用来在y轴上移动上主轴25。另外，滑动梁26在y轴上的位置可以被固定，而假如这样的其它致动器或相关传感器提供了与上主轴25在y轴上的垂直位置有关的所需反馈，则上主轴25 可由伺服致动器或其它致动器控制而相对于滑动梁26在y轴上移动。

在根据上述实施例的轮胎测试机35中，控制被执行，使得上主轴25以这样的方式移向或远离下主轴24，使得夹紧结构36仅移动上主轴25。然而，系统可被设置为其中下主轴24和上主轴25两者通过各自的伺服电机或其它致动器的控制而彼此移动接近或远离，其方式使得夹紧机构改变下主轴24 和上主轴25两者在y轴上的位置，或者仅下主轴24可以在伺服致动器或其它致动器的控制下被控制以移向或远离上主轴25。

在根据上述实施例的轮胎测试机35中，检测在入口传送器1上的轮胎 11的前端13和后端12的传感器被构造为非接触式光电传感器7、8、40，但这些传感器也可以可选地构造为其它的非接触式传感器或接触式传感器。

在根据上述实施例的轮胎测试机35中，将轮胎11发送到测试站34的轮胎测试机传送器9被构造为带式传送器，并且入口传送器1和中心传送器 23被分成两个传送器。然而，所述传送器可以构造成一个连续的带式传送器 (即，入口传送器1可以与中心传送器23组合为单个传送器)，或者入口传送器1、中心传送器23或两者都可以可选地被构造为不同于传送带的传送器。

在根据上述实施例的轮胎测试机35中，辊表面16包括设置在安置辊16a 中的辊单元，使得其旋转轴垂直于安置辊的旋转轴，但只要轮胎被以可转动的状态放置在辊部分上，也可使用具有不同结构的自由辊。

在根据上述实施例的轮胎测试机35中，轮胎11被轮胎测试机传送器9 以水平状态朝向轮胎测试机35发送，其中，轮胎被在水平状态下测试，但轮胎也可被轮胎测试机传送器9以垂直状态朝向轮胎测试机发送，其中，轮胎被在垂直状态下测试，。

在根据上述实施例的轮胎测试机35中，带式传送器伺服电机2和带式传送器伺服电机23a被用作驱动作为轮胎测试机传送器9的入口传送器1和中心传送器23的设备，但本发明不限于此。例如，假如相关轮胎11在x轴上的位置通过接触式或非接触式位置传感器是已知的，其它的驱动设备可使用，所述位置传感器直接地检测轮胎的位置，和/或检测入口传送器1和/或中心传送器23的位置。

通过阅读和理解本说明书，本发展所属领域的普通技术人员将想到其它的修改和变化。其目的是将权利要求解释为以与维持权利要求的有效性一致的最大可能性包括所有这样的修改和变化。

Claims (18)

1.一种轮胎测试机，包括：

上主轴，其包括上轮缘部分；

下主轴，其包括下轮缘部分；

主轴致动器，其适于改变上主轴与下主轴之间沿y轴的距离；

传送器，其适于沿x轴移动相关待测试轮胎，所述传送器由传送器致动器驱动；

运动控制器，其接收表明沿所述x轴在传送方向上通过所述传送器从x＝0的初始位置移动到x＝X的测试位置的传送距离的x轴位置反馈，并同时在传送器沿所述x轴在所述传送方向上移动的情况下及期间，使用所述x轴位置反馈控制所述主轴致动器，以在传送器在所述传送方向上移动时根据函数y＝F(x)，其中0≤x≤X，减小所述上主轴与下主轴之间沿所述y轴的所述距离，以使得所述运动控制器响应于所述传送器沿所述x轴在所述传送方向上的运动并且与其同时提供所述上主轴与下主轴之间沿所述y轴的所述距离的协调同步减小。

2.根据权利要求1所述的轮胎测试机，其中，所述上主轴连接到滑动梁，并且所述滑动梁可动地连接到框架，所述主轴致动器包括分别可操作地与所述滑动梁接合并且适合于沿所述y轴移动所述滑动梁的第一和第二主轴电机。

3.根据权利要求2所述的轮胎测试机，还包括分别接合在第一和第二主轴电机与所述滑动梁之间的螺旋千斤顶，以响应于所述第一和第二主轴电机的转动沿所述y轴移动所述滑动梁。

4.根据权利要求3所述的轮胎测试机，其中，所述传送器致动器和所述的第一和第二主轴电机包括各自的伺服电机，并且其中，所述传送器致动器伺服电机提供所述x轴位置反馈到所述运动控制器，并且所述第一和第二主轴伺服电机提供y轴位置反馈到所述运动控制器，以指示所述上主轴沿所述y轴的位置，其中，所述运动控制器根据函数y＝F(x)控制所述传送器致动器伺服电机和所述第一和第二主轴伺服电机，以用于所述上主轴沿所述y轴和所述传送器沿所述x轴的同时协调同步运动。

5.根据权利要求1所述的轮胎测试机，其中，所述传送器致动器和所述主轴致动器包括各自的伺服电机，并且其中，所述传送器致动器伺服电机提供所述x轴位置反馈到所述运动控制器，并且所述主轴致动器伺服电机提供y轴位置反馈到所述运动控制器，以指示所述上主轴与下主轴相对于彼此在所述y轴上的位置，其中，所述运动控制器根据函数y＝F(x)控制所述传送器致动器伺服电机和所述主轴致动器伺服电机，以用于所述上主轴与下主轴之间沿所述y轴的所述距离和所述传送器沿所述x轴的同时协调同步变化。

6.根据权利要求1所述的轮胎测试机，还包括选择性地从所述下主轴可伸出的芯，并且当所述上主轴在所述y轴上移向所述下主轴时，所述芯与所述上主轴选择性地接触和配合。

7.根据权利要求6所述的轮胎测试机，其中，在所述上主轴沿所述y轴移向所述下主轴的过程中，所述上主轴将所述芯朝向所述下主轴移动。

8.根据权利要求7所述的轮胎测试机，其中，还包括芯位置传感器，其感测所述芯沿所述y轴的位置，并且将所感测的芯位置作为输入提供到所述运动控制器，以指示所述上主轴相对于所述下主轴的位置。

9.根据权利要求1所述的轮胎测试机，其中，所述传送器沿所述y轴上下移动，所述轮胎测试机还包括与所述传送器操作地接合的传送器升高致动器，其沿所述y轴上下移动所述传送器。

10.根据权利要求9所述的轮胎测试机，其中，所述传送器升高致动器包括可操作地连接到所述运动控制器并由所述运动控制器控制的传送器升高伺服致动器，并且所述传送器升高致动器提供传送器高度反馈到所述运动控制器，以指示所述传送器沿所述y轴的所述高度位置。

11.根据权利要求10所述的轮胎测试机，其中，所述运动控制器控制所述传送器升高伺服致动器，以根据提供到所述运动控制器的所述x轴位置反馈和所述y轴位置反馈改变所述传送器沿所述y轴的所述高度位置。

12.根据权利要求1所述的轮胎测试机，其中，所述下主轴和上主轴限定旋转轴线，并且其中，当所述x轴位置反馈表明相关轮胎位于所述旋转轴线的上游并且在所述传送方向上朝向所述旋转轴线运动时，所述运动控制器根据所述函数y＝F(x)并且与相关轮胎在所述传送器上在所述传送方向上朝向所述旋转轴线运动同时，控制所述主轴致动器以改变所述下主轴与上主轴之间沿所述y轴的所述距离。

13.根据权利要求4所述的轮胎测试机，其中，所述传送器沿所述y轴上下移动，所述轮胎测试机还包括与所述传送器操作地接合的传送器升高致动器，其沿所述y轴上下移动所述传送器。

14.根据权利要求13所述的轮胎测试机，其中，所述传送器升高致动器包括可操作地连接到所述运动控制器并由所述运动控制器控制的传送器升高伺服致动器，并且所述传送器升高致动器提供传送器高度反馈到所述运动控制器，指示所述传送器沿所述y轴的所述高度位置。

15.根据权利要求14所述的轮胎测试机，其中，所述运动控制器控制述传送器升高伺服致动器，以根据提供到所述运动控制器的所述x轴位置反馈和所述y轴位置反馈改变所述传送器沿所述y轴的所述高度位置。

16.根据权利要求15所述的轮胎测试机，其中，所述下主轴和上主轴限定旋转轴线，并且其中，当所述x轴位置反馈表明相关轮胎位于所述旋转轴线的上游并在所述传送方向上朝向所述旋转轴线移动时，所述运动控制器根据所述函数y＝F(x)并且与相关轮胎在所述传送器上在所述传送方向上朝向所述旋转轴线运动同时，控制所述主轴致动器以将所述上主轴沿所述y轴移向所述下主轴。

17.根据权利要求1所述的轮胎测试机，其中，所述传送器包括彼此相邻地定位的入口传送器和中心传送器，其中，所述中心传送器适于从所述入口传送器接收相关待测试轮胎，并且在所述x轴的所述传送方向上朝向所述下主轴和上主轴传送所述相关轮胎，其中，所述传送器致动器包括与所述入口传送器可操作地接合的入口传送器伺服致动器，和与所述中心传送器可操作地接合的中心传送器伺服致动器，其中，至少所述中心传送器伺服致动器提供所述x轴位置反馈到所述运动控制器。

18.一种测试轮胎均匀性的方法，所述方法包括：

将在传送器上的待测试轮胎沿x轴在传送方向上朝向限定在间隔开距离y的第一主轴与第二主轴之间的测试位置移动；

在所述轮胎沿所述x轴在所述传送方向上在所述传送器上朝向所述测试位置移动时，同时将所述第二主轴朝向所述第一主轴根据函数y＝F(x)移动，其中“x”表示所述待测试轮胎沿所述x轴随着所述轮胎移向所述测试位置的变化位置，使得在所述待测试轮胎在所述传送方向上朝向所述测试位置移动时，所述第二主轴以同时并且协调的方式移向所述第一主轴以使所述第一和第二主轴之间的所述距离y根据所述待测试轮胎沿所述x轴的所述变化位置而减小。