CN114007853B - 用于构建轮胎的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于构建轮胎的方法，包括：激活处理器，用于根据给定的线速度(LS)为构建鼓的旋转确定目标速度(TS)，及用于根据目标速度(TS)为与构建鼓的旋转相关联的速度参数(SP)确定目标值(TV)；如果目标值(TV)不是整数，则执行以下操作：为输出末端执行器(21)确定比拟人化机器人臂构建鼓系统的稳定时间(ST)短的驱动间隔(DI)；计算第一值(V1)，其等于紧接在目标值之前的整数；计算第二值(V2)，其等于紧跟在目标值之后的整数；计算驱动间隔中速度参数的PWM曲线，所述PWM曲线具有等于第一值的最小值(MIN)和等于第二值的最大值(MAX)；根据PWM曲线控制输出末端执行器。还描述了工作站，所述工作站根据所述方法操作。

Description

用于构建轮胎的方法

技术领域

本发明涉及一种用于构建轮胎的方法。

本发明还涉及一种用于铺设用于构建轮胎的初级半成品的工作站，所述工作站根据所述方法操作。

背景技术

用于车辆车轮的轮胎通常包括胎体结构，该胎体结构包括至少一个胎体帘布层，所述胎体帘布层具有与相应的环形锚固结构(通常称为“胎圈芯”)接合的相对的端部襟翼，该环形锚固结构集成到通常被称为“胎圈”的区域中，所述胎圈的内径与轮胎的所谓“装配直径”基本上匹配，以便将其装配到相应的安装轮辋上。轮胎还包括胎冠结构，该胎冠结构包括相对于胎体帘布层位于径向外部位置的至少一个带束带以及位于带束带的径向外部的胎面带。在胎面带和带束带(多个带束带)之间可以插置有所谓的弹性体材料“底层”，其特性适用于提供带束带(多个带束带)和胎面带之间的稳定结合。另外，弹性体材料的相应侧壁被施加到胎体结构的侧表面，每个侧壁从胎面带的侧边缘之一延伸直至相应的环形胎圈锚固结构。在“无内胎”类型的轮胎中，胎体帘布层内部涂有弹性体材料层，优选地是基于丁基的弹性体材料层，其通常称为“衬里”，其具有最佳的气密性并且从一个胎圈延伸到另一个胎圈。

术语“弹性体材料”是指包含至少一种弹性体聚合物和至少一种增强装料的复合物。优选地，所述复合物还包含添加剂，例如成网剂和/或增塑剂。由于成网剂的存在，所述材料可以通过加热成网状以形成最终产品。

术语“初级半成品”是指由弹性体材料制成的连续细长元件。优选地，所述连续细长元件包括在细长元件本身的纵向方向上彼此平行设置的一根或多根增强帘线，优选为织物或金属帘线。更优选地，所述连续细长元件被切割成一定尺寸。

轮胎的“部件”或“结构部件”是指轮胎的可以执行特定功能的任何部分或其一部分。轮胎部件包括例如：衬里、底衬、侧壁插入件、胎圈芯、填料插入件、耐磨层、侧壁、胎体帘布层(多个胎体帘布层)、带束层(多个带束层)、胎面带、胎面带底层、底层带束插入件等等或其一部分。

在通过将初级半成品卷绕在成型鼓上以形成正在加工的轮胎的部件而铺设初级半成品的工艺中，术语“并排线圈”是指至少两个线圈相对于所述成型鼓轴向并排布置，所述线圈可以接触或不接触和/或至少部分地径向重叠。

由一个或多个部件形成的系统的“稳定时间Ta”是指经过该时间，进行步骤输入的系统配置达到最终输出配置的95％，即达到由所述步骤输入产生的稳态配置。优选地，所述最终输出配置包括至少一个量的最终输出值，例如位置、速度、加速度等等。

系统的“驱动间隔”是指比稳定时间Ta短的时间段，优选短于Ta/10，更优选短于Ta/30。

给定量的“脉宽调制曲线”(以下称为“PWM曲线”)是在给定时间间隔上限定的所述给定量的时间相关函数，其中该给定量取有限数量的值，所述有限数量的值不严格介于最大值和最小值之间。更优选地，给定时间间隔内给定量取的值是整数值。甚至更优选地，给定时间间隔内给定量取的值仅为所述最大值和所述最小值。

“小数”是由整数部分和小数部分形成的数字；对于小数部分，定义了小数加数，这样小数就等于整数部分和小数加数之和。

本申请人的文件WO 00/35666描述了通过直接在刚性环形支撑件上制造轮胎部件来形成轮胎的方法和设备，所述刚性环形支撑件的形状与要获得的轮胎的形状相匹配。通过从挤出机输送初级半成品以适当地分配在环形支撑件上、同时所述支撑件围绕其自身轴线旋转而获得轮胎的一些部件。同时，悬置于机器人臂的环形支撑件在挤出机前方移动以便确保初级半成品的横向分布，然后与其一起形成多个周向线圈，这些线圈以轴向并排关系布置和/或这些线圈径向叠置以限定轮胎的结构部件。

本申请人的文件WO 01/36185描述了一种用于制造车辆轮胎的弹性体材料部件的方法。具有七个致动轴的机器人臂赋予环形支撑件围绕其自身几何轴线的周向分配运动，同时赋予在分配弹性体材料条带的分配机构前方的受控的横向分配位移。条带因此形成多匝；基于在电子计算机上预设的预定铺设方案，控制匝的取向和相互叠置，以便控制赋予待制造部件的厚度变化。控制环形支撑件的旋转，以便获得超过条带的理论进给速度的施加圆周速度，可以根据需要增加或减少该速度以形成具有相应减少或扩大的横截面的匝。

本申请人的文件WO 2009/130727描述了用于构建轮胎的工艺和设备。弹性体材料的连续细长元件通过挤出机以线性输送速度生产，并直接进给到输送机的移动表面上，无需其他装置介入。连续细长元件在移动表面上沿着预定方向并以不同于线性输送速度的线性前进速度前进，直到输送机的近端。随后，连续细长元件被施加到成型支撑件上，该成型支撑件以不同于线性输送速度的圆周速度相对于输送机的近端旋转，以便使连续细长元件变形并将其以线圈形式施加到所述成型支撑件上，从而形成轮胎的弹性体材料部件。

本申请人观察到，当使用像WO 00/35666和WO 01/36185中描述的方法和设备时，其中使用初级半成品(也称为条带或连续细长元件)以通过铺设在成型鼓(其形状为基本上圆柱形或环形的)上形成轮胎部件，在设置构建鼓的转速时要求精确性和准确性，这是因为该速度必须与进给构件(例如挤出机、拉板)的分配速度保持精确的关系。

事实上，本申请人已经证实，如果鼓的转速比要求的慢或快，初级半成品将受到比预期更少或更多的牵引力。这导致初级半成品的横截面面积增加/减少，并因此导致正在构建的轮胎的不均匀的构造或无论如何不同于设计的构造。

本申请人还观察到，当采用上述方法和设备时，重要的是通过平滑且不突然的过渡(所谓的“阶梯状”过渡)来控制构建鼓转速变化。例如，当装载在构建鼓上的物品的直径增加时，转速必须相应改变以保持切向速度恒定。

本申请人已经证实，如果速度变化没有得到充分控制，则正在构建的轮胎的结构中将出现不连续性/不均匀性，这对成品轮胎的性能产生不利影响。

本申请人观察到，用于支撑和可旋转地移动构建鼓的拟人化机器人臂被控制，目的是通过强加(impose)所谓的“超控”(以下称为“OVR”)来限定其输出末端执行器的转速，所述超控表示为输出末端执行器本身的最大转速的百分比。

更详细地，为了控制构建鼓的旋转，初始速度是进给构件(例如挤出机)的进给速度，然后根据该速度确定鼓的切向速度。知道了构建鼓上正在加工的轮胎的瞬时旋转半径，就可以计算构建鼓的角转速，并因而计算出输出末端执行器的角转速。通过将如此计算的角转速除以输出末端执行器的标称最大速度，获得要强加的理论OVR。

本申请人还观察到，在目前可用的拟人化机器人臂中，OVR只能设置为整数。如果计算给出非整数的理论OVR，则四舍五入到最接近的整数。

本申请人已经证实，这种限制可能会导致上述问题：由于只能使用整数OVR，可能会发生无法将适合挤出机进给速度的转速强加于构建鼓，以及该速度变化不能以渐进的方式加以控制。在这两种情况下，如上所述，就最终产品的质量而言，可能会产生不利影响。

本申请人观察到文件WO 2009/130727没有描述任何适用于解决上述问题的技术。

事实上，WO 2009/130727提出在挤出机和成型支撑件之间引入具有可移动表面的输送机；以这种方式，连续细长元件的变形分布在两个不同的阶段，从而在成型支撑件上进行铺设时获得期望的横截面。

本申请人认为，这种解决方案没有提高成型支撑件(即构建鼓)旋转的精度，因此没有克服上述缺点。

在这种情况下，本申请人已经观察到拟人化机器人臂的机械部件、特别是支撑和可旋转地移动构建鼓的输出末端执行器的机械部件具有的响应时间明显慢于能够从拟人化机器人臂本身的电子控制部件中获得的响应时间。

本申请人已经意识到，这种差异可用于有利地控制输出末端执行器，使其不会达到理论上通过OVR强加的目标速度，但将保持在连续瞬态状态下。

如本申请人所意识到的那样，输出末端执行器的这种操作模式应该用于获得也对应于非整数理论OVR的实际速度，从而实现关于构建鼓的旋转速度的必要准确性。

更特别地，本申请人已经意识到，通过设置用于在一时间间隔内控制拟人化机器人臂的输出末端执行器的转速的PWM曲线，可以以更接近于期望速度的速度旋转构建鼓，所述时间间隔足够短以防止所述输出末端执行器的机械部分的响应不完整。

最后，本申请人已经发现，通过限定输出末端执行器的驱动间隔并通过在所述驱动间隔中限定要施加于输出末端执行器的OVR的PWM曲线，可以实现对应于非整数OVR的速度。

发明内容

根据第一方面，本发明涉及一种用于构建轮胎的方法。

优选地，可以设想，提供用于可旋转地移动其输出末端执行器的拟人化机器人臂。

优选地，可以设想，将构建鼓与所述输出末端执行器相关联。

优选地，所述输出末端执行器使所述构建鼓围绕所述构建鼓的几何轴线可旋转地移动。

优选地，可以设想，从进给设备以给定的线速度进给初级半成品。

优选地，可以设想，以并排线圈的形式将所述初级半成品铺设在所述构建鼓上。

优选地，可以设想，当以并排线圈的形式将所述初级半成品铺设在所述构建鼓上时，形成正在加工的轮胎的至少一个部件。

优选地，可以设想，激活处理器，以便为所述构建鼓的旋转确定目标速度。

优选地，所述目标速度是根据所述给定的线速度来确定的。

优选地，可以设想，激活处理器，以便为与所述构建鼓的旋转相关联的速度参数确定目标值。

优选地，根据所述目标速度为所述速度参数确定所述目标值。

优选地，如果所述目标值不是整数，则可以设想，激活处理器，用于为所述输出末端执行器确定比拟人化机器人臂构建鼓系统的稳定时间更短的驱动间隔。

优选地，如果所述目标值不是整数，则可以设想，激活处理器，用于计算第一值，该第一值等于紧接在所述目标值之前的整数。

优选地，如果所述目标值不是整数，则可以设想，激活处理器，用于计算第二值，该第二值等于紧跟在所述目标值之后的整数。

优选地，如果所述目标值不是整数值，则可以设想，激活处理器，用于计算所述驱动间隔内所述速度参数的PWM曲线。

优选地，所述PWM曲线具有等于所述第一值的最小值。

优选地，所述PWM曲线具有等于所述第二值的最大值。

优选地，如果所述目标值不是整数值，则可以设想，激活处理器，用于根据所述PWM曲线控制所述输出末端执行器。

本申请人相信，转速因此能够以精确和准确的方式强加于构建鼓，从而符合设计规范并获得具有预期特性的最终产品。

根据另一方面，本发明涉及一种用于铺设用于构建轮胎的初级半成品的工作站。

优选地，采用拟人化机器人臂。

优选地，所述拟人化机器人臂布置成用于可旋转地移动其输出末端执行器。

优选地，可以设想，采用与所述输出末端执行器相关联的构建鼓。

优选地，可以设想，所述输出末端执行器使所述构建鼓围绕所述构建鼓的几何轴线可旋转地移动。

优选地，采用进给设备。

优选地，所述进给设备配置成以给定的线速度进给初级半成品。

优选地，所述初级半成品以并排线圈的形式铺设在所述构建鼓上。

优选地，所述初级半成品形成正在加工的轮胎的至少一个部件。

优选地，采用控制设备。

优选地，所述控制设备配置成用于为所述构建鼓的旋转确定目标速度。

优选地，所述目标速度是根据所述给定的线速度来确定的。

优选地，所述控制设备配置成用于为与所述构建鼓的旋转相关联的速度参数确定目标值。

优选地，根据所述目标速度为所述速度参数确定所述目标值。

优选地，如果所述目标值不是整数，则所述控制设备配置成用于为所述输出末端执行器确定驱动间隔。

优选地，如果所述目标值不是整数，则所述控制设备配置成用于计算第一值，所述第一值等于紧接在所述目标值之前的整数。

优选地，如果所述目标值不是整数，则所述控制设备配置成用于计算第二值，所述第二值等于紧跟在所述目标值之后的整数。

优选地，如果所述目标值不是整数值，则所述控制设备配置成用于计算所述驱动间隔内所述速度参数的PWM曲线。

优选地，所述PWM曲线具有等于所述第一值的最小值。

优选地，所述PWM曲线具有等于所述第二值的最大值。

优选地，如果所述目标值不是整数，则所述控制设备配置成用于根据所述PWM曲线控制所述输出末端执行器。

在上述方面中的至少一个方面中，本发明可以具有以下优选特征中的至少一个。

优选地，所述速度参数表示所述输出末端执行器的通用转速与所述输出末端执行器的最大转速之间的比率。

优选地，所述速度参数的所述目标值表示所述目标速度与所述输出末端执行器的最大转速之间的比率。

优选地，所述驱动间隔由第一部和第二部形成。

优选地，在第一部中，速度参数等于所述最大值。

优选地，在第二部中，速度参数等于所述最小值。

优选地，第一部由单个连续时间间隔限定。

优选地，第二部由单个连续时间间隔限定。

优选地，所述第一部由多个第一部分形成。

优选地，所述第二部由多个第二部分形成。

优选地，第一部分与第二部分交替。

优选地，第一部的持续时间等于驱动间隔的持续时间与目标值的小数加数的乘积。

优选地，第二部的持续时间等于驱动间隔的持续时间与所述小数加数关于1的补数的乘积。

优选地，为了根据所述PWM曲线控制所述输出末端执行器，可以设想，将所述PWM曲线强加于所述速度参数。

优选地，可以设想，连续且重复地将所述PWM曲线强加于所述速度参数。

优选地，为了确定所述目标速度，可以设想，确定中间线速度，该中间线速度与所述给定的线速度基本上成比例。

优选地，为了确定所述目标速度，可以设想，将所述中间线速度除以与所述构建鼓的半径相关联的径向值。

优选地，所述径向值取决于由所述构建鼓承载的所述正在加工的轮胎在当前铺设点处的瞬时旋转半径。

优选地，所述拟人化机器人臂具有至少六个自由度。

优选地，为了根据所述PWM曲线控制所述输出末端执行器，所述控制设备配置成用于将所述PWM曲线强加于所述速度参数。

优选地，所述控制设备配置成用于连续且重复地将所述PWM曲线强加于所述速度参数。

优选地，为了确定所述目标速度，所述控制设备配置成用于确定中间线速度，该中间线速度与所述给定的线速度基本上成比例。

优选地，为了确定所述目标速度，所述控制设备配置成用于将所述中间线速度除以与由所述构建鼓承载的所述正在加工的轮胎在当前铺设点处的瞬时旋转半径相关联的径向值。

优选地，所述PWM曲线在所述驱动间隔上的积分基本上等于所述目标值与所述驱动间隔的持续时间的乘积。

附图说明

根据本发明的优选但非限制性实施例的以下详细描述，进一步的特征和优点将变得更加明显。这样的描述在此参考附图提供，这些附图也以非限制性示例的方式提供，其中：

图1示意性地示出了包括能够实施本发明的拟人化机器人臂的工作站；

图2和图3示意性地示出了图1的工作站的一些部分；

图4示出了包括在图1的工作站中的控制设备的方框图；

图5和图6示出了本发明中使用的函数的两个实施例。

具体实施方式

参考附图，1整体上表示用于铺设用于构建轮胎的初级半成品的工作站，在该工作站中可以实施本发明。

优选地，工作站1包括用于进给初级半成品8的至少一个进给设备14(图2、3)。

更尤其是，进给设备14布置成通过相应的进给构件14a供应初级半成品8。

初级半成品8以给定的线速度LS进给。

优选地，工作站1还包括构建鼓3。优选地，构建鼓3具有基本上圆柱形或环形的形状。

构建鼓3具有径向外表面3a，初级半成品8铺设在该径向外表面上以便制造轮胎的一个或多个部件。

优选地，工作站1包括与构建鼓3相关联的拟人化机器人臂16。优选地，拟人化机器人臂16具有至少六个旋转轴线。

举例来说，图1所示的拟人化机器人臂16具有七个旋转轴线：“A”、“B”、“C”、“D”、“E”、“F”、“X”。

尤其是，拟人化机器人臂16包括第一部段17，该第一部段具有第一端17a，所述第一端通过水平布置的第一摆动轴线“A”和竖直或无论如何都垂直于第一摆动轴线“A”布置的第二轴线“B”可旋转地连接到支撑平台18。

拟人化机器人臂16还包括被约束至第一部段17的第二端17b的第二部段19，所述第二部段可以围绕第三轴线“C”(优选地，该第三轴线平行于第一轴线“A”)以及还围绕第四摆动轴线“D”摆动，所述第四摆动轴线垂直于第三轴线“C”并且优选地相对于第二部段19本身纵向布置。

适于可移除地与构建鼓3接合的终端头20在操作上与第二部段19的一个端相关联。终端头20包括输出末端执行器21(图3)，该输出末端执行器使构建鼓3围绕构建鼓3本身的几何轴线X可旋转地移动。

例如，输出末端执行器21可以联接至从构建鼓3的相对侧同轴地突出的安装套管3c。

应该注意的是，在图3中，拟人化机器人臂16没有完全示出；事实上，为了简单起见，仅示意性地示出了终端头20和输出末端执行器21。

终端头20还可以围绕垂直于第四摆动轴线“D”的第五轴线“E”摆动。

在一优选实施方案中，第五轴线“E”与第四摆动轴线“D”共面，并且终端头20还可以由相应马达(未示出)的驱动而围绕垂直于构建鼓3并且还垂直于第五摆动轴线“E”定向的第六轴线“F”摆动。

第一部段17、第二部段19和终端头20围绕各自的摆动轴线“A”、“B”、“C”、“D”、“E”、“F”的旋转由相应的马达负责，其中在图1中仅有由数字21、22、23、24表示的那些马达可见，它们分别提供围绕第一轴线“A”、第二轴线“B”、第三轴线“C”和第四轴线“D”的运动。

用于负责围绕第五轴线“E”运动的马达(图中未示出)可以像其他马达一样以本领域技术人员已知的任何有利方式实施。

有利地，由拟人化机器人臂16从拾取位置4拾取构建鼓3。拟人化机器人臂16随后将构建鼓3运送到进给设备14附近以便铺设初级半成品8。构建鼓3最后被放置在铺设位置5中。

特别地，拟人化机器人臂16配置成用于在进给设备14进给初级半成品8的同时移动构建鼓3。这样，以并排布置的线圈的形式将初级半成品8放置到构建鼓3的径向外表面3a上，以便制造正在加工的轮胎T的至少一个部件。

更详细地，在正在加工的轮胎T的至少一个部件的成型期间，构建鼓3保持与拟人化机器人臂16的接合，这提供了相对于进给设备14适合地定向构建鼓以及使构建鼓围绕几何轴线“X”与进给设备14同步地旋转，以便完成初级半成品8的铺设。

构建鼓3围绕六个摆动轴线“A”、“B”、“C”、“D”、“E”、“F”的可移动性以及该构建鼓围绕几何轴线“X”的旋转确保来自进给设备14的初级半成品8的正确铺设。

优选地，工作站1包括控制设备30(图3、4)。

控制设备30配置成用于至少控制拟人化机器人臂16的运动。

从实践的观点来看，控制设备30可以实施为个人计算机、PLC或能够执行下述操作的任何其他电子设备。

有利地，控制设备30配备有至少一个处理器100和与该处理器相关联的存储器M。控制设备30还配备有必要的输入/输出连接，以允许与可能包含在工作站1中和/或可能包含在包括工作站1的设施中的其他电子设备进行通信。

控制设备30，特别是处理器100，被激活以根据线速度LS为构建鼓3的旋转确定目标速度TS。

例如，可以通过与进给设备14通信来获取线速度LS。

优选地，为了确定目标速度TS，首先确定中间线速度ILS，该中间线速度ILS基本上与线速度LS成比例。给定的线速度LS和中间线速度ILS之间的比例系数W例如可以先验限定并存储到所述存储器M中。

给定的线速度LS和中间线速度ILS之间的比率是初级半成品8在被铺设在构建鼓3上时将受到的牵引力的函数。

然后，中间线速度ILS除以与构建鼓3的半径相关联的径向值RV。特别地，该径向值RV取决于由构建鼓3承载的正在加工的轮胎T在当前铺设点处的瞬时旋转半径Y。

实际上，径向值RV代表由构建鼓3和正在加工的轮胎T构成的组件形成的圆柱的半径。

在一个实施例中，不计算中间线速度ILS，而是通过直接将线速度TS除以径向值VR来确定目标速度TS。

目标速度TS表示为了供初级半成品8在符合设计数据所需的牵引力作用下铺设在构建鼓3上而使构建鼓3必须旋转的角速度。

由于构建鼓3与拟人化机器人臂16的输出末端执行器21一体地安装，因此目标速度TS也代表使输出末端执行器21必须旋转的角速度。

一旦确定了目标速度TS，控制设备30(特别是处理器100)便根据目标速度TS为与构建鼓3的旋转相关联的速度参数SP确定目标值TV。

优选地，速度参数SP是所谓的“超控”，即，使拟人化机器人臂16的输出末端执行器21必须旋转的速度(该速度由目标速度TS代表)与该输出末端执行器21的最大转速Smax之间的比率，其中所述比率乘以100。

一般来说，速度参数SP可以表述为

其中S*是末端执行器21的通用转速。

最大转速Smax是先验数据集，例如存储在与处理器100相关联的存储器M中。

速度参数SP的目标值TV通过强加S*等于目标速度TS来计算，即：

此时，基本上会出现两种情况：目标值TV为整数或非整数。

在这方面，本申请人注意到表述“整数”应该基于预定的近似值/四舍五入来理解，例如根据期望的精度水平。举例来说，当需要小数点后两位小数的精度时，小数72.999可以近似为73，并因此将被视为整数(同样，72.003可以近似为72，并因此将被视为整数)，而数字72.992可以近似为72.99，即小数点后有两位的小数。

在目标值TV是整数的情况下，可以直接基于该整数向拟人化机器人臂16赋予供输出末端执行器21旋转的命令。

相反，如果目标值TV不是整数，则可以有利地设想，执行一系列操作以便使系统的操作尽可能地接近将对应于这种非整数的操作。

更详细地，可以通过实验确定由包括拟人化机器人臂16和构建鼓3的组件构成的系统的稳定时间ST。

在这点上，本申请人观察到，通过隔离和分析所述系统的传递函数，将拟人化机器人臂16的输出末端执行器21的速度命令作为输入以及将输出末端执行器21的旋转角速度(即构建鼓3的旋转角速度)作为输出，可以将该函数近似为一阶系统。

然后确定驱动间隔DI，其短于所述稳定时间ST。优选地，驱动间隔DI短于稳定时间ST的1/10，更优选地短于稳定时间ST的1/30。

从实践的观点来看，所选的驱动间隔DI必须足够短，从而在所述时间间隔内，输出末端执行器21将不能达到等于由电子控制部件(即由控制设备30/处理器100)强加的值的速度，但会在遵循该值的同时加速/减速。

本申请人观察到，这通过由拟人化机器人臂16和构建鼓3构成的基本上机械系统具有显著长于电子控制部件的典型时间的响应时间这一事实而成为可能。这意味着控制设备30(并且特别是处理器100)可以在比输出末端执行器21所需的时间短得多的时间内修改指示给输出末端执行器21的命令信号，以便完全执行对应于所述命令信号的操作。

正如下文将变得明显的那样，可以利用这个方面来使拟人化机器人臂16基本上好像在其上可能强加非整数的速度参数SP的情况那样操作。

优选地，驱动间隔DI可以具有介于80ms到120ms之间的持续时间；例如，驱动间隔DI可以具有约100ms的持续时间。

控制设备30(特别是处理器100)提供用于计算第一值V1，其等于紧接在目标值TV之前的整数。

例如，如果速度参数SP的目标值TV为72.7，则第一值V1将为72。

控制设备30(特别是处理器100)提供用于计算第二值V2，其等于紧跟在目标值TV之后的整数。

仍参考上述示例，其中目标值TV为72.7，则第二值V2将为73。

控制设备30(特别是处理器100)提供用于计算驱动间隔DI内速度参数SP的PWM曲线。

PWM曲线具有等于第一值V1的最小值MIN和等于第二值V2的最大值MAX。

PWM曲线以这样的方式确定，即PWM曲线在驱动间隔DI上的积分基本上等于目标值TV乘以驱动间隔DI的持续时间。

简言之，该关系可以用以下等式代表：

其中T1和T2分别代表驱动间隔DI的初始时刻和最终时刻。

图5-6示意性地示出了基于目标值为72.7创建的PWM曲线。可见，PWM曲线的最小值MIN为72(即等于所述第一值V1)，PWM曲线的最大值MAX为73(即等于所述第二值V2)。

更详细地，驱动间隔DI由第一部A和第二部B形成。第一部A和第二部B的结合限定了驱动间隔DI。

在第一部A中，速度参数SP等于最大值MAX(在图5-6的示例中为73)。

在第二部B中，速度参数SP等于最小值MIN(在图5-6的示例中为72)。

优选地，第一部A的持续时间等于驱动间隔DI的持续时间与目标值TV的小数加数DA的乘积。

优选地，第二部B的持续时间等于驱动间隔DI的持续时间与目标值TV的小数加数DA关于1的补数的乘积。

在图5-6的示例中，目标值TV的小数加数DA是0.7。因此，第一部A的持续时间为0.7×DI，第二部B的持续时间为0.3×DI。

在一个实施例中(图5)，第一部A和第二部B中的每一个均由单个连续时间间隔限定。本申请人相信该解决方案从计算的角度来看是有利的。

在一个实施例中(图6)，第一部A由多个第一部分A1……Ak形成，第二部B由多个第二部分B1……Bj形成；第一部分(A1……Ak)与第二部分(B1……Bj)交替。在图6的示例中，k＝4，j＝3。然而，k和j也可以具有相同的值，或者k可以小于j。

应该注意的是，图5-6是上述PWM曲线的示意图示，并没有分析性地反映这里作为示例提到的值。

从计算的角度来看，一旦已经限定了目标值TV和驱动间隔DI，所述驱动间隔DI就被细分为N个段，优选地全部段具有相同的持续时间。最大值MAX与N个段中的一些相关联(例如，与“m”个段相关联，其中m<N)。最小值MIN与其余段(“n”个段，其中n＝N-m)相关联。

具有最大值MAX的“m”个段的集合形成第一部A。

具有最小值MIN的“n”个段的集合形成第二部B。

图5示出了这样的实施例，其中具有最大值MAX的“m”个段形成单个连续间隔，并且具有最小值MIN的“n”个段形成单个连续间隔。

另一方面，图6示出了这样的实施例，其中具有最大值MAX的“m”个段形成第一部分A1……Ak，具有最小值MIN的“n”个段形成第二部分B1……Bj，并且第一部分A1……Ak与第二部分B1……Bj交替。

每个第一部分A1……Ak均可以由具有最大值MAX的“m”个段中的一个或多个段形成。

每个第二部分B1……Bj均可以由具有最小值MIN的“n”个段中的一个或多个段形成。

段数N取决于所期望的精度。

例如，当N＝10时，可以精确地管理小数点后只有一位的目标值TV，即具有1位小数加数DA。

相反，通过设置N＝100，可以准确地管理小数点后具有两位的目标值，即具有两位小数加数DA。

一旦已经确定了PWM曲线，拟人化机器人臂的输出末端执行器21就可以根据该PWM曲线进行控制。特别地，PWM曲线被强加于速度参数SP。从实践的观点来看，根据PWM曲线将最大值MAX和最小值MIN强加于速度参数SP。这优选连续且重复地完成，特别是直到构建鼓3的目标速度TS改变为止。

以这种方式，拟人化机器人臂16的输出末端执行器21由以比输出末端执行器21自身的转速的改变更快地改变的信号控制。这意味着输出末端执行器21将不能达到由来自控制设备30、即来自处理器100的命令信号强加的速度值，而是将其自身的转速保持在PWM曲线的最大值MAX和最小值MIN之间。因此，通过如上所示适当设置最大值MAX和最小值MIN以及PWM曲线采用这样的值的时间间隔的持续时间，可以在输出末端执行器21上强加不同于与速度参数SP的整数值相关联的系统的原生转速的转速。特别地，可以更准确地强加对应于目标速度TS的转速，使得初级半成品8将在预期牵引力作用下铺设，并且由此形成的轮胎将具有设计规范所规定的结构特性。

Claims (25)

1.一种用于构建轮胎的方法，包括：

提供拟人化机器人臂(16)，所述拟人化机器人臂用于可旋转地移动所述拟人化机器人臂的输出末端执行器(21)；

将构建鼓(3)与所述输出末端执行器(21)相关联，以便所述输出末端执行器(21)使所述构建鼓(3)围绕所述构建鼓(3)的几何轴线(X)可旋转地移动；

从进给设备(14)以给定的线速度(LS)进给初级半成品(8)；

在所述构建鼓(3)上以并排线圈的形式铺设所述初级半成品(8)，以便形成正在加工的轮胎(T)的至少一个部件；

激活处理器(100)，用于根据所述给定的线速度(LS)为所述构建鼓(3)的旋转确定目标速度(TS)；

激活所述处理器(100)，用于根据所述目标速度(TS)为与所述构建鼓(3)的旋转相关联的速度参数(SP)确定目标值(TV)；

如果所述目标值(TV)不是整数，则激活所述处理器(100)以便执行以下操作：

为所述输出末端执行器(21)确定比拟人化机器人臂构建鼓系统的稳定时间(ST)短的驱动间隔(DI)；

计算第一值(V1)，所述第一值等于紧接在所述目标值(TV)之前的整数；

计算第二值(V2)，所述第二值等于紧跟在所述目标值(TV)之后的整数；

计算所述驱动间隔(DI)内所述速度参数(SP)的PWM曲线，所述PWM曲线具有等于所述第一值(V1)的最小值(MIN)和等于所述第二值(V2)的最大值(MAX)；

根据所述PWM曲线控制所述输出末端执行器(21)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述速度参数(SP)表示所述输出末端执行器(21)的通用转速(S*)与所述输出末端执行器的最大转速(Smax)之间的比率。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述速度参数(SP)的所述目标值(TV)表示所述目标速度(TS)与所述输出末端执行器(21)的最大转速(Smax)之间的比率。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述驱动间隔(DI)由第一部(A)和第二部(B)形成，其中：

在所述第一部(A)中，所述速度参数(SP)等于所述最大值(MAX)；

在所述第二部(B)中，所述速度参数(SP)等于所述最小值(MIN)。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一部(A)和所述第二部(B)中的每一个由单个连续时间间隔定义。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一部(A)由多个第一部分(A1……Ak)形成，所述第二部(B)由多个第二部分(B1……Bj)形成，所述第一部分(A1……Ak)与所述第二部分(B1……Bj)交替。

7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一部(A)的持续时间等于所述驱动间隔(DI)的持续时间与所述目标值(TV)的小数加数(DA)的乘积，并且所述第二部(B)的持续时间等于所述驱动间隔(DI)的持续时间与所述小数加数(DA)关于1的补数的乘积。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，根据所述PWM曲线控制所述输出末端执行器(21)包括将所述PWM曲线强加于所述速度参数(SP)。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述PWM曲线被连续且重复地强加于所述速度参数(SP)。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，确定所述目标速度(TS)包括：

确定与所述给定的线速度(LS)成比例的中间线速度(ILS)；

将所述中间线速度(ILS)除以与所述构建鼓的半径相关联的径向值(RV)。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述径向值(RV)取决于由所述构建鼓(3)承载的所述正在加工的轮胎(T)在当前铺设点处的瞬时旋转半径。

12.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述拟人化机器人臂(16)具有至少六个自由度。

13.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述PWM曲线在所述驱动间隔(DI)上的积分等于所述目标值(TV)与所述驱动间隔(DI)的持续时间的乘积。

14.一种用于铺设用于构建轮胎的初级半成品的工作站，所述工作站(1)包括：

拟人化机器人臂(16)，所述拟人化机器人臂布置成用于可旋转地移动所述拟人化机器人臂的输出末端执行器(21)；

构建鼓(3)，所述构建鼓与所述输出末端执行器(21)相关联，以便所述输出末端执行器(21)使所述构建鼓(3)围绕所述构建鼓(3)的几何轴线(X)可旋转地移动；

进给设备(14)，所述进给设备配置成以给定的线速度(LS)进给初级半成品(8)，所述初级半成品(8)以并排线圈的形式铺设在所述构建鼓(3)上，以便形成正在加工的轮胎(T)的至少一个部件；

控制设备(30)，所述控制设备配置成：

用于根据所述给定的线速度(LS)为所述构建鼓(3)的旋转确定目标速度(TS)；

用于根据所述目标速度(TS)为与所述构建鼓(3)的旋转相关联的速度参数(SP)确定目标值(TV)；

其中，如果所述目标值(TV)不是整数，则所述控制设备(100)配置成用于执行以下操作：

为所述输出末端执行器(21)确定驱动间隔(DI)；

计算第一值(V1)，所述第一值等于紧接在所述目标值(TV)之前的整数；

计算第二值(V2)，所述第二值等于紧跟在所述目标值(TV)之后的整数；

计算所述驱动间隔(DI)内所述速度参数(SP)的PWM曲线，所述PWM曲线具有等于所述第一值(V1)的最小值(MIN)和等于所述第二值(V2)的最大值(MAX)；

根据所述PWM曲线控制所述输出末端执行器(21)。

15.根据权利要求14所述的工作站，其中，所述速度参数(SP)表示所述输出末端执行器(21)的通用转速(S*)与所述输出末端执行器(21)的最大转速(Smax)之间的比率。

16.根据权利要求14或15所述的工作站，其中，所述速度参数(SP)的所述目标值(TV)表示所述目标速度(TS)与所述输出末端执行器(21)的最大转速(Smax)之间的比率。

17.根据权利要求14或15所述的工作站，其中，所述驱动间隔(DI)由第一部(A)和第二部(B)形成，其中：

在所述第一部(A)中，所述速度参数(SP)等于所述最大值(MAX)；

在所述第二部(B)中，所述速度参数(SP)等于所述最小值(MIN)。

18.根据权利要求17所述的工作站，其中，所述第一部(A)和所述第二部(B)中的每一个由单个连续时间间隔限定。

19.根据权利要求17所述的工作站，其中，所述第一部(A)由多个第一部分(A1……Ak)形成，所述第二部(B)由多个第二部(B1……Bj)形成，所述第一部分(A1……Ak)与所述第二部分(B1……Bj)交替。

20.根据权利要求17所述的工作站，其中，所述第一部(A)的持续时间等于所述驱动间隔(DI)的持续时间与所述目标值(TV)的小数加数(DA)的乘积，并且所述第二部(B)的持续时间等于所述驱动间隔(DI)的持续时间与所述小数加数(DA)关于1的补数的乘积。

21.根据权利要求14或15所述的工作站，其中，为了根据所述PWM曲线控制所述输出末端执行器(21)，所述控制设备(30)配置成用于将所述PWM曲线强加于所述速度参数(SP)。

22.根据权利要求21所述的工作站，其中，所述控制设备(30)配置成用于连续且重复地将所述PWM曲线强加于所述速度参数(SP)。

23.根据权利要求14或15所述的工作站，其中，为了确定所述目标速度(TS)，所述控制设备(30)配置成：

用于确定与所述给定的线速度(LS)成比例的中间线速度(ILS)；

用于将所述中间线速度(ILS)除以与由所述构建鼓(3)承载的所述正在加工的轮胎(T)在当前铺设点处的瞬时旋转半径相关联的径向值(RV)。

24.根据权利要求14或15所述的工作站，其中，所述拟人化机器人臂(16)具有至少六个自由度。

25.根据权利要求14或15所述的工作站，其中，所述PWM曲线在所述驱动间隔(DI)上的积分等于所述目标值(TV)与所述驱动间隔(DI)的持续时间的乘积。

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