KR101143883B1 - 트랜스퍼 홀더를 이용한 타이어 유니포미티 수정방법 - Google Patents

트랜스퍼 홀더를 이용한 타이어 유니포미티 수정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압력제어 서보밸브의 실린더 전진길이를 조정할 수 있는 트랜스퍼 홀더를 이용해서 타이어 유니포미티를 수정하기 위한 방법으로서, 검사공정에서 타이어 유니포미티를 측정하여, 유니포미티의 원주방향의 반력편차(RFV) 및 상기 반력편차를 푸리에 변환하여 분석한 상기 반력편차의 각 분해성분을 성형기 PLC로 보내는 제1 단계(401); 상기 제1 단계 이후에 성형기 PLC에서 상기 반력편차 및 상기 반력편차의 각 분해성분을 이용해서 타이어 원주상의 수정위치를 계산하는 제2 단계(402); 상기 제2 단계 이후에 상기 성형기 PLC가 상기 수정위치에 해당하는 트랜스퍼 홀더의 압력제어 서보밸브를 선택하는 제3 단계(403); 및 상기 제3 단계 이후에 상기 성형기 PLC가 상기 반력편차 및 상기 반력편차의 각 분해성분을 이용해서 상기 선택된 서보밸브에서 트랜스퍼 홀더의 실린더 전진길이를 조정하는 제4 단계(404)를 포함한다.

Description

트랜스퍼 홀더를 이용한 타이어 유니포미티 수정방법{APPARATUS AND METHOD FOR INCREASING UNIFORMITY OF VEHICLE TIRE USING TRANSFER HOLDER}
본 발명은 타이어 유니포미티 수정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타이어 성형공정 중 그린타이어 또는 벨트/트레드 케이스를 이송시키는 타이어 성형기의 벨트/트레드 트랜스퍼를 이용한 타이어 유니포미티 수정방법에 관한 것이다.
타이어의 주요한 품질특성인 유니포미티를 수정하기 위하여 종래에는 가류후 완성품의 U/F검사결과를 이용하여 제조공정에 변화를 주는 방법을 사용하였다. 그러나, 이러한 방법은 수정 전후의 시간상 지연이 발생하고, 주요한 유니포미티의 측정항목인 원주방향의 반력편차(Radial Force Variation: RFV)의 분해성분(하모닉성분)과 관련된 직접적인 효과를 얻기 힘들었다.
반력편차(이하, RFV라고도 함)란 타이어 1회전 시 종방향으로 발생하는 반력을 측정하였을 때, 최대치와 최소치의 차이를 의미하는 것이며, 단위는 kgf로 나타낸다. 도 1에서는 RFV의 예를 도시하였다.
RFV의 분해성분이란 RFV 시험 결과로부터 푸리에 변환(Fourier Transform)을 통해 얻어지는 계산값을 말하는 것인데, RFV값 및 RFV의 각 분해성분은 차량의 진 동 및 소음, 조종안정성 등에 큰 영향을 미치므로, 타이어의 유니포미티를 수정하기 위해서는 RFV값 뿐만 아니라 그 분해성분의 개선도 동시에 요구된다. 도 2에서는 RFV 및 이 RFV의 제1차 내지 제3차 분해성분의 분석 예를 도시하였다.
RFV의 분해성분을 구하는 방법은 다음과 같다. 먼저 가류가 완료된 타이어에 일정한 공기압 및 하중을 가하여 유니포미티검사를 시행한다. 이때 결과로써 타이어 1회전 중의 RFV가 측정되고, 이 RFV로부터 푸리에 변환을 통하여 특정한 제1차, 제2차 및 그 이상의 성분을 구할 수 있다. 푸리에 변환은 비주기적인 신호(예컨대, 본 발명에서 RFV)를 반복적인 삼각함수 연산을 통해 주기적인 신호(예컨대, 본 발명에서 R1H, R2H, R3H...)를 얻는 수학적 방법이며, 일반적으로 제어/통신분야에서 널리 사용된다.
RFV의 분해성분 중 제1차 분해성분은 R1H(Radial Force Variation 1st. Harmonic)이라 지칭하며, RFV를 푸리에 변환하여 구한 사인파(Sine Wave) 중 타이어 1회전시 주기가 1인(High/Low Point각 1개) 사인파의 진폭을 말하며, 단위는 RFV와 동일하다. 마찬가지로, RFV의 분해성분 중 제2차 분해성분은 R2H이라 지칭하며, RFV를 푸리에 변환하여 구한 사인파 중 타이어 1회전시 주기가 2인(High/Low Point각 2개) 사인파의 진폭을 말하며, RFV의 분해성분 중 제3차 분해성분은 R3H이라 지칭하며, RFV를 푸리에 변환하여 구한 사인파 중 타이어 1회전시 주기가 3인(High/Low Point각 3개) 사인파의 진폭을 말한다. 보통의 유니포미티 검사에서는 R8H까지의 성분을 구한다.
검사공정에서 유니포미티를 측정하여 RFV의 각 분해성분을 분석한 결과를 기초로 해서, 성형공정에서 트랜스퍼의 진원도 유지제어 장치를 이용하여 그린타이어의 원주방향 부위에 각기 다른 압력을 가함으로써 유니포미티를 수정하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 압력제어 서보밸브의 실린더 전진길이를 조정할 수 있는 트랜스퍼 홀더를 이용해서 타이어 유니포미티를 수정하기 위한 방법으로서, 상술한 목적을 달성하기 위해서, 검사공정에서 타이어 유니포미티를 측정하여, 유니포미티의 원주방향의 반력편차(RFV) 및 상기 반력편차를 푸리에 변환하여 분석한 상기 반력편차의 각 분해성분을 성형기 PLC로 보내는 제1 단계; 상기 제1 단계 이후에 성형기 PLC에서 상기 반력편차 및 상기 반력편차의 각 분해성분을 이용해서 타이어 원주상의 수정위치를 계산하는 제2 단계; 상기 제2 단계 이후에 상기 성형기 PLC가 상기 수정위치에 해당하는 트랜스퍼 홀더의 압력제어 서보밸브를 선택하는 제3 단계; 및 상기 제3 단계 이후에 상기 성형기 PLC가 상기 반력편차 및 상기 반력편차의 각 분해성분을 이용해서 상기 선택된 서보밸브에서 트랜스퍼 홀더의 실린더 전진길이를 조정하는 제4 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 종래기술에 비하여, 타이어 제조공정에서 유니포미티를 수정하는데 걸리는 시간을 단축시킬 수 있고, 수정하고자 하는 특정한 반력편차의 분해성분의 값을 수정할 수 있다.
타이어의 제조공정은 각 반제품을 적층시켜 결합하는 성형공정과 고온/고압을 이용하여 금형에 넣고 물성을 변화시켜 완성품의 타이어 형태를 만들어내는 가류공정과 마지막으로 이 완성품 타이어의 균일성, 유니포미티를 측정하는 검사공정으로 구성된다.
성형공정에서는 각 반제품을 적층시켜 도넛형태의 그린타이어(Green Tire) 만드는 쉐이핑(Shaping) 과정이 있는데, 이러한 쉐이핑 과정 시 트랜스퍼가 그린타이어의 외형을 잡아주는 역할을 하게 된다. 따라서, 이 쉐이핑 과정 시 트랜스퍼의 형태나 진원도가 완제품 타이어의 유니포미티에 막대한 영향을 미치게 된다. 특히 트랜스퍼는 원주방향으로 그린타이어의 형태를 만들어내므로, 유니포미티의 원주방향의 반력편차인 RFV와 큰 상관관계를 가진다.
따라서, 본 발명에서는 대한민국 특허등록 제0635027호(타이어 성형기의 벨트/트레드 트랜스퍼의 진원도 유지제어 장치)에서 개시된 트랜스퍼의 진원도 유지제어 장치를 이용하여 그린타이어의 원주방향 부위에 각기 다른 압력을 가함으로써 유니포미티를 수정할 수 있다. 트랜스퍼 홀더는 최소 8개에서 12개로 구성되며 실시예에 따라서 변경할 수 있다. 도 3은 실린더 전진길이를 조정할 수 있는 트랜스퍼 홀더의 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 유니포미티 수정방법에 대한 흐름도이고, 도 5는 본 발명에 따른 RFV 및 이 RFV의 제1차 내지 제3차 분해성분을 분석하여 타이어 유니포미티 수정에 반영한 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 유니포미티 수정방법은 도 4를 참조하면 다음과 같다.
우선, 검사공정에서 유니포미티를 측정하여 RFV의 각 분해성분을 분석한다(401). 검사공정에서 얻어진 RFV 및 RFV의 각 분해성분을 성형기 PLC(Programmable Logic Controller)로 보내면, 성형기 PLC에서는 작업자가 미리 선택한 RFV 및 그 분해성분에 해당되는 타이어 원주상의 수정위치를 계산하여(402) 그 수정위치에 해당하는 트랜스퍼 홀더의 압력제어 서보밸브를 선택하고(403) RFV 및 RFV의 각 분해성분을 이용해서 선택된 서보밸브에서 트랜스퍼 홀더의 실린더 전진길이를 조정(404)함으로써 유니포미티를 수정한다. 예를 들어, 도 5에서 도시된 바와 같이, RFV의 제2차 분해성분을 수정하는 것으로 작업자가 입력하였다면, 원주방향으로 2개의 피크(Peak)점이 존재하게 되는데, 성형기 PLC에서 이 위치에 해당되는 트랜스퍼 홀더의 서보밸브 2, 8번에 제어신호를 보내서 서보밸브 2, 8번에서의 실린더 전진길이를 조정한다. 마찬가지 방법으로 필요에 따라서 RFV 및 RFV의 제1차 내지 제12차까지의 분해성분을 반영하여 수정할 수 있다.
실린더의 전진길이를 조정하기 위해 서보밸브에 입력되는 압력값은 RFV 및 그 분해성분의 크기에 따라 결정된다. 트랜스퍼 홀더의 전진길이 약 1mm당 RFV 및 그 분해성분의 크기는 1 kgf정도의 수정효과가 있다.
본 명세서에 사용된 용어는 단지 구체적인 실시예를 서술하기 위한 목적이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
또한, 상술한 내용 및 그 등가물들은 다양한 형태로 구현될 수 있다는 것이 상기 설명으로부터 이해될 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 범위는 이하의 청구항들 및 당업자들에게 그 자체로 연상될 수 있는 임의의 등가물들을 포함하며, 본 명세서에서 서술된 특정 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
도 1은 RFV의 예를 도시한 도면이다.
도 2는 RFV 및 이 RFV의 제1차 내지 제3차 분해성분의 분석 예를 도시한 도면이다.
도 3은 실린더 전진길이를 조정가능할 수 있는 트랜스퍼 홀더의 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 유니포미티 수정방법에 대한 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 RFV 및 이 RFV의 제1차 내지 제3차 분해성분을 분석하여 타이어 유니포미티 수정에 반영한 예를 설명하기 위한 도면이다.

Claims (2)

  1. 압력제어 서보밸브의 실린더 전진길이를 조정할 수 있는 트랜스퍼 홀더를 이용해서 타이어 유니포미티를 수정하기 위한 방법으로서,
    검사공정에서 타이어 유니포미티를 측정하여, 유니포미티의 원주방향의 반력편차(RFV) 및 상기 반력편차를 푸리에 변환하여 분석한 상기 반력편차의 각 분해성분을 성형기 PLC로 보내는 제1 단계(401);
    상기 제1 단계 이후에 성형기 PLC에서 상기 반력편차 및 상기 반력편차의 각 분해성분을 이용해서 타이어 원주상의 수정위치를 계산하는 제2 단계(402);
    상기 제2 단계 이후에 상기 성형기 PLC가 상기 수정위치에 해당하는 트랜스퍼 홀더의 압력제어 서보밸브를 선택하는 제3 단계(403); 및
    상기 제3 단계 이후에 상기 성형기 PLC가 상기 반력편차 및 상기 반력편차의 각 분해성분을 이용해서 상기 선택된 서보밸브에서 트랜스퍼 홀더의 실린더 전진길이를 조정하는 제4 단계(404)를 포함하고,
    상기 제4 단계에서 상기 실린더 전진길이를 조정하기 위해 상기 서보밸브에 압력을 가하고, 상기 압력의 크기는 상기 반력편차 및 상기 반력편차의 분해성분의 크기에 따라 결정되고,
    타이어의 원주방향으로 8개 내지 12개의 트랜스퍼 홀더가 배치되는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 홀더를 이용한 타이어 유니포미티 수정방법.
  2. 삭제
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