TW202012155A - 尤其適用於條帶纏繞工法的輪胎建構方法及輪胎建構系統 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種輪胎建構方法，尤其是一種適用於條帶纏繞工法的方法，包含以下步驟：提供一選擇機會，在一製造模式或一測試模式之間選擇，其中該製造模式用以建構一輪胎元件，該測試模式用以取得測試量測值，該選擇機會係在執行該測試模式之前提供；其中，係先設定至少一或多個建構參數，而後再基於一測試條帶在該測試模式下取得的測試量測值來建構該輪胎元件。本發明更關於一輪胎建構系統以及一量測工具。

Description

尤其適用於條帶纏繞工法的輪胎建構方法及輪胎建構系統

本發明係與輪胎有關，特別指一種適用於條帶纏繞工法的輪胎建構方法以及輪胎建構系統。

本發明關於一種輪胎建構方法以及輪胎建構系統，尤其適用於條帶纏繞工法。

日本專利JP2004-299184A揭露，習知的模製輪胎外形（即外部的形狀）之外形量測是在輪胎製模完成後才進行的，然而，判斷製模品質需要時間，因此使得製模過程拖沓費時。另外，依習知的外形量測方法，不可能在纏繞的過程中得知製模的品質。是以，如果在輪胎成型完成後才判定發現了品質問題，那材料和工時都將白白浪費。

為了解決前述問題，日本專利JP2004-299184A揭露一種外形量測儀器，其具有一移位感測器設置在出料噴嘴附近，以便在纏繞條帶、以及藉由層壓工法建構出輪胎外形的時候，能夠對堆疊的外形即時進行量測。透過同時量測成型鼓的位置以及噴嘴的橫向位置，從製模的開始到結束，都能夠透過一計算單元即時地精確計算積累的外形。因此，任何品質上的問題都可以在製模的過程中偵測到，而不必等到製模完成以後。

PCT專利WO2017/198465A1揭露一種輪胎製造系統，用以控制一種具有一或多個彈性層的產品外形，其中所述彈性層係經由持續對一條帶擠型而製成的。該條帶為螺旋設置在一成型表面上，使得相鄰的條帶邊緣不互相重疊。每一層的周長是在設置該一層的過程中測量的，並與一預測的閾值比較。這個加工過程可能還包含以下動作：如果偵測到的值和一目標周長值比較後，發現二者有不相等的情形，便在設置下一層之前先行終止整個施作行程。接著調整加工參數，並且在接下來的施作行程中不停重複對參數的調整，以確保任何產品外形的周長符合預測的值。

根據前述JP2004-299184A以及WO2017/198465A1專利而為習知的測量儀器所具有的缺點是，這樣的儀器只對在製造過程中逐漸成形的積累外形提供即時的品質管控。如果在輪胎製模的尾聲或接近尾聲時才出現品質問題，那麼材料和工時還是一樣被浪費了，這個解法並沒有比原本習用的外形量測方法來得好。雖然像這樣中途終止的製造行程或許可以做為測試流程，但顯然這個製造行程初始的意圖是為了得到完工的產品。因此，參數和數值被用來和建構中的外形對應，操作員可以藉由對被終止的製造行程略微調整不同參數以進行試誤，但還是得等待輪胎的製模工作達到和先前品質問題發生時同樣的階段，才能判斷品質是否真的可以得到改善。另外，一旦改用新一批的原料，或是使用不同種類的輪胎元件，新的品質問題便可能出現在輪胎製模的不同地方，而試誤過程又得重頭來過。

因此，於專利JP2004-299184A以及WO2017/198465A1中揭露的解法並無法提供適當的反饋，使得操作員無從預測條帶在後續的輪胎製模工作中會有的行為，也沒辦法採取任何釜底抽薪的舉動來避免品質問題發生。

有鑑於此，本發明的目的在於提供一種輪胎建構系統及一方法，尤其適用於條帶纏繞工法，其中輪胎建構工作的品質可以得到改善。

根據一第一面向，本發明提供一種輪胎建構方法，包含以下步驟： 提供一選擇機會，在一用以建構輪胎元件的製造模式以及一用以獲取複數測試量測值的測試模式之間選擇，其中該選擇機會係在執行該測試模式之前提供； 其中該測試模式包含有下列步驟： 提供一圓柱形量測表面，以與一中心軸同心的方式延伸； 將一連續的測試條帶在該圓柱形量測表面上環繞該中心軸螺旋纏繞出複數個繞圈，其中該些繞圈中的一或多個在平行於該中心軸的一軸向上具有一節距；同樣在該軸向上，該測試條帶於一該或多該繞圈具有一寬度；該節距大於該寬度；以及 由該條帶的一該或多該繞圈的其中至少一者取得測試量測值； 其中該製造模式包含有下列步驟： 使用一或多個建構參數，在一製造表面上以一製造條帶建構出一輪胎元件； 其中該方法更包含有以下步驟：先執行該測試模式，接著再執行該製造模式，其中一該或多該建構參數的其中至少一者係基於該測試條帶的該些測試量測值，在進行該輪胎元件的建構之前先完成設定。

該測試條帶的一該或多該繞圈以特定的節距螺旋纏繞，結果產生所述的一該或多該繞圈，其在該軸向上與直接連續的繞圈分離或相隔開來。換句話說，一該或多該繞圈可以在該圓柱形量測表面上以不重疊的方式設置。因此，由該測試條帶的一該或多該繞圈取得的該些量測值可以提供操作員精確的反饋，讓操作員能夠得知該些量測值以及／或者依照所述量測值進行每一次繞圈而生成的該測試條帶的各種特徵。選擇發起測試模式而不是製造模式，優點在於所述的測試模式的參數以及／或值並不限於該製造模式中所使用者。相反地，同一條測試條帶可以在每一次繞圈測試為數眾多的建構參數以及／或將一或多個建構參數設定為大範圍的各種數值，以提供大量的量測值。這些大量的反饋可以更精準地預測該製造條帶在該製造模式底下的行為。該些量測值也可以用來預測該製造條帶在不同製造程式（亦即，在不同種類的輪胎元件間切換時）中的行為。特別是，根據一單一測試模式，操作員可以決定、計算、確認、校正以及／或調整該些建構參數，以建構一或多種類別的輪胎元件。基於該些量測值，操作員最終還可以編程或設定該些建構參數，改善輪胎建構的品質。

在一較佳實施例中，該選擇機會係透過一使用者界面提供給一操作員。因此，該操作員可以在執行其中一該模式前，先手動選擇該測式模式或該製造模式。

在另一實施例中，該製造條帶在纏繞過程中，基於其在建構中的該輪胎元件內的位置而決定有一製造順序；一第一建構參數根據該製造順序設定為一值，而該製造條帶係使用設定為該值的該第一建構參數而進行纏繞；該測試條帶在纏繞過程中具有與該製造順序無關的一測試順序，該第一建構參數根據該測試順序設定為另一值，而該測試條帶係使用設定為該另一值的該第一建構參數而進行纏繞。換句話說，該測試順序並不受限於所述的值、建構參數、建構計劃，以及／或所述建構計劃的順序。因此，既然測試條帶並不做為製造之用，所以一測試條帶可以使用各式各樣的建構參數，以及／或將所述建構參數設定為範圍廣泛的各種值而製成。

在另一實施例中，該製造條帶係使用一第一建構參數進行纏繞，且該第一建構參數在用以纏繞該製造條帶時，可受設定的複數製造值全都位於一製造值範圍內；其中該測試條帶亦使用該第一建構參數進行纏繞，而該第一建構參數在用以纏繞該測試條帶時，可受設定的至少一測試值係位在該製造值範圍之外。因此，與該製造模式相較之下，相對大量的量測值可以取得位於範圍內的值，但同時也可以取得超出該製造模式所使用的正常範圍以外的值。這使得該些量測值能夠用來替和目前所選用的製造程式不同的其他計劃設定建構參數。因此，該測試模式並不需要在每次切換到新種類的輪胎元件時就得再執行一次。

在另一實施例中，該測試條帶的一該或多該繞圈中的一第一繞圈至少部分是使用一設定為一第一值的第一建構參數而纏繞的，且該測試條帶的一該或多該繞圈中的一第二繞圈至少部分是使用設定為一第二值的該第一建構參數而纏繞的，其中該第二值不同於該第一值；該方法包含另一步驟，即內插或外推該測試條帶的該些測試量測值，以分別替該第一建構參數求得介於該第一值以及該第二值之間的一範圍內的值，或者在該第一值以及該第二值所定義的一範圍之外的值。藉由內插或外推該些測試量測值，該些測試量測值可以在很大的範圍內預測出來，而不用替該範圍內的每一個值實際去取得量測值。

較佳者，在該測試模式過程中取得的該測試條帶並不用以在該製造模式底下建構該輪胎元件或該輪胎元件的一部分。我們前面說過，因為該測試條帶並不用在該製造模式底下，所以該些建構參數以及／或其值可以很大程度地獨立於該製造模式之外變動。

在又另一實施例中，該測試條帶的一該或多該繞圈中的一第一繞圈至少部分是使用一設定為一第一值的第一建構參數而纏繞的，且該測試條帶的一該或多該繞圈中的一第二繞圈至少部分是使用設定為一第二值的該第一建構參數而纏繞的，其中該第二值不同於該第一值；該第一繞圈以及該第二繞圈的其中至少一者係至少部分使用一與該第一建構參數不同的第二建構參數而纏繞的，其中該第二建構參數設定為一第三值；該測試條帶的一該或多該繞圈中的一第三繞圈至少部分是使用設定為一第四值的該第二建構參數而纏繞的，其中該第四值不同於該第三值。藉由將該第一繞圈與該第二繞圈其中至少一者的量測值與該第三繞圈的量測值做比較，可以評估從該第三值變更到該第四值的效果，並能用以預測該建構條帶在設定為該第二建構參數時會有的行為。

或者，該些建構參數對該測試條帶的該些繞圈中的所有繞圈皆保持一致，且一該或多該建構參數中的至少一者係在該製造模式底下進行調整，以補償該些測試量測值隨著時間進展而產生的一變化。該測試條帶或許會隨著時間前進而開始出現不同的行為，舉例來說，該測試條帶可能會開始固化。該些測試量測值可以提供反饋給操作員，使其得知該測試條帶隨著時間推移的這些變化會造成的效果，讓操作員有能力去調整該些建構參數中的一或多個，以對應地進行補償。

在另一實施例中，該測試條帶的一該或多該繞圈包含有該測試條帶在進行螺旋纏繞的一初始階段之過程中，於該圓柱形量測表面上完成的初始繞圈，其中該些測試量測值包含在該圓柱形量測表面上之初始繞圈的一起始之量測值。另外，或者在另一可替代的實施例中，該測試條帶的一該或多該繞圈包含有該測試條帶在進行螺旋纏繞的一結束階段之過程中，於該圓柱形量測表面上完成的最終繞圈，其中該些測試量測值包含在該圓柱形量測表面上之最終繞圈的一終結之量測值。在繞圈的一開始，該測試條帶可能會有不同的行為，比如說擠型機啟動的結果，或者該測試條帶應用在該量測表面上的前端造成的結果等等。在該最終繞圈結束時，該測試條帶也可能有不同的行為，比如說切斷或是扯斷該測試條帶產生的結果。該些測試量測值能提供反饋給操作員，使其知悉該測試條帶在該初始繞圈起始時、或是在該最終繞圈終結時的行為，而這些反饋可以用來調整該些建構參數中的一或多個，以對應地進行補償。

在又另一實施例中，該些繞圈係圍繞該圓柱形量測表面形成一單層，且該測試模式係在該單層完成後終止。藉由將該測試條帶繞成一單層，每一繞圈都會是可見的，而且可以從外部進行量測。

在又另一實施例中，該圓柱形量測表面為該製造表面，且該方法包含另一步驟，即，在該輪胎元件於該製造模式底下進行建構之前，將該測試條帶自該量測表面移除。由於該製造表面與該量測表面是一樣的，該測試條帶在該量測表面上的行為會對應至該製造條帶在該製造表面上的行為。因此，該測試條帶的該些測試量測值可以當成可靠的反饋，用以預測該製造條帶在該製造表面上的行為。

或者，該製造表面為圓柱形，且該方法包含有另一步驟，即，在該測試條帶進行螺旋纏繞之前，將一量測工具套設於該圓柱形製造表面，並在該測試條帶的螺旋纏繞完成後，以及該輪胎元件的建構開始前，將該量測工具自該製造表面移除，其中該圓柱形量測表面由該量測工具形成，且當該量測工具套設於該圓柱形製造表面時，該圓柱形量測表面圍繞該中心軸，以同心的方式延伸。該圓柱形製造表面或許未能為了取得量測值而最佳化。舉例來說，對比度可能低到無法取得光學量測值，該製造表面可能不夠光滑或不是完美的圓形等等。在某些應用情境下，該製造表面包含有多個狹縫或間隙，能允許該測試條帶的材質進入。為了取得更可靠且／或更一致的測試量測值，該量測表面能夠設置在圍繞該製造表面延伸的該量測工具上。較佳者，在該量測工具上的該量測表面的外徑要盡可能地靠近該製造表面的外徑，如此一來，該量測工具外徑增加的效果可以最小化且／或忽略不計。

在另一可替代的實施例中，該製造表面為圓柱形，且該圓柱形量測表面以及該圓柱形製造表面在該軸向上彼此偏移。藉由將量測表面依軸向設置在該製造表面的一側，若根據前一實施例移除該量測工具，或是如同更之前的各實施例中所述，將該測試條帶由該製造表面移除，該輪胎元件的建構都不會受到影響，而且／或者不會因此延遲。

在先前所述具有圓柱形製造表面之特徵的各實施例中，該輪胎元件可以透過將該製造條帶在該製造表面上螺旋纏繞出複數繞圈而建構。在該測試條帶以及該製造條帶都在進行纏繞時，該測試條帶的該些測試量測值可以提供有用的反饋，能夠預測在類似繞圈中的該製造條帶之行為。

較佳者，該製造條帶的該些繞圈在該軸向上具有一節距，且該節距小於該製造條帶在同一該軸向上的寬度。於是，該製造條帶與該測試條帶的做法不同，其繞圈係以重疊的方式安排，而由所述製造條帶的繞圈建構出該輪胎元件。

更佳者，該測試條帶的一該或多該繞圈的該節距至少較該製造條帶之螺旋繞圈的最大節距大上一倍半或兩倍。因此，該測試條帶的繞圈能夠充份地間隔開來，因此得以取得每一繞圈的測試量測值。

在另一實施例中，該測試條帶的一該或多該繞圈的節距一致。於是，該些繞圈可以平均地間隔，而且／或者該些繞圈能夠擺放在已知的位置或節距上。

根據一第二面向，本發明提供一種輪胎建構系統，包含一條帶供應元件、一圓柱形量測表面、一旋轉驅動件、一節距驅動件、一控制單元，以及一感測器。該條帶供應元件用以供應一連續的測試條帶。該圓柱形量測表面接收來自該條帶供應元件的所述測試條帶。該旋轉驅動件用以使該圓柱形量測表面繞一中心軸轉動，其中該中心軸與所述圓柱形量測表面同心。該節距驅動件依一平行於該中心軸的軸向，在該圓柱形量測表面以及該條帶供應元件之間提供一相對位移。該控制單元可以在一測試模式以及一製造模式之間切換，其中，在該測試模式下，該旋轉驅動件以及該節距驅動件受控制而使得該測試條帶以螺旋的方式纏繞在該圓柱形量測表面上，形成複數個圍繞該中心軸且在該軸向上具有一節距的繞圈；在該製造模式下，一輪胎元件使用一或多個建構參數，由一製造條帶在一製造表面上建構出來。該感測器用以自該圓柱形量測表面上該測試條帶的一該或多該繞圈取得複數測試量測值。其中，該條帶供應元件包含有一具有一壓模開口的壓模，用以塑形該測試條帶，其中該壓模開口具有一壓模寬度，定義了該測試條帶的寬度，其中該控制單元設置以控制該旋轉驅動件以及該節距驅動件，使得該測試條帶的該些繞圈其中的一該或多該繞圈在該軸向上的該節距大於該壓模寬度。其中，該控制單元係設置為在該測試模式以及該製造模式之間提供有一選擇機會，該選擇機會係在執行該測試模式之前提供；在完成該測試模式之後，且早於該輪胎元件的建構之前，基於該些該測試條帶的該些測試量測值，使用該些測試量測值設置一該或多該建構參數中的至少一者。

該輪胎建構系統的該控制單元，係設置為提供與前述根據本發明第一面向而提出的方法同樣的選擇機會，因此具有同樣的技術優點。

在一較佳實施例中，該輪胎建構系統包含一使用者界面，可選地連接至該控制單元；該控制單元係設置為用以控制該使用者界面以提供該選擇機會。

在另一較佳實施例中，該輪胎建構系統包含一記憶體，可選地連接至該控制單元；該記憶體載有一製造順序以及一測試順序，其中該製造條帶係使用一被設定為一值的第一建構參數進行纏繞，該值是在該製造條帶根據該製造順序進行繞圈的過程中設定的，該製造順序則是基於該製造條帶位於建構中的該輪胎元件內部的位置而決定；該測試條帶係使用被設定為另一值的該第一建構參數進行纏繞，而該另一值是在該測試條帶根據獨立於該製造順序的該測試順序進行繞圈的過程中設定的。

較佳者，該測試條帶的一該或多該繞圈的該節距至少較該壓模寬度大一倍半或兩倍。較佳者，該輪胎建構系統包含一成型鼓，具有一鼓軸以及複數區段，其中該些區段可在一垂直於該鼓軸的徑向上移動，且形成該製造表面。在一實施例中，該圓柱形量測表面為該製造表面。由於該製造表面以及該量測表面為同一表面，該測試條帶在該量測表面上的行為會對應到該製造條帶在該製造表面上的行為。

在另一可替代的實施例中，更包含有一量測工具，其中該製造表面為圓柱形，且該量測工具係設置為套設於該圓柱形製造表面。當該量測工具套設在該圓柱形製造表面時，該量測工具形成該圓柱形量測表面，且該圓柱形量測表面以同心的方式圍繞該圓柱形製造表面。

較佳者，該圓柱形量測表面比該圓柱形製造表面更圓，而且最好是接近或形成一完美的圓形。在又另一可替代的實施例中，該製造表面為圓柱形，且該圓柱形量測表面以及該圓柱形製造表面在該軸向上彼此偏移。在另一實施例中，該控制單元係設置以在該製造模式下控制該旋轉驅動件以及該節距驅動件，使得該製造條帶以螺旋的方式纏繞在該製造表面上，形成在該軸向上具有一節距的複數繞圈，其中該製造條帶的該些繞圈在該軸向上的該節距小於該壓模寬度。在任何可能的情況下，說明書中所描述及顯示的各種面向及技術特徵皆可獨立應用。這些獨立的面向，尤其是在隨附的附屬項中所述的面向及技術特徵，可做為專利分割申請案的請求標的。

本發明第一實施例之輪胎建構系統1如圖１至圖４所示，其尤其適用於條帶纏繞工法。

如同圖１所示，該輪胎建構系統1包含一條帶供應元件2，設置為可在一測試模式TM下供應一連續的測試條帶T。在此一示例性的實施例中，該條帶供應元件2包含有一擠出器21以及一齒輪幫浦22。該條帶供應元件2更包含有一具有一壓模開口24的壓模23，用以形塑該測試條帶T。所述壓模開口24具有一壓模寬度D，定義了該測試條帶T的條帶寬度E。該輪胎建構系統1更包含有一圓柱形量測表面30，用以在該測試模式TM下由該條帶供應元件2接收所述測試條帶T。

如同圖２所示，該條帶供應元件2係設置為可在一製造模式PM下供應一連續的製造條帶P。該輪胎建構系統1設置有一成型鼓4，尤其是一條帶纏繞成型鼓，其具有一圓柱形製造表面40，用以在該製造模式PM下由該條帶供應元件2接收該連續的製造條帶P。該成型鼓4係設置為結合在一鼓軸41上，在其軸向A上沿著中心軸S延伸。該成型鼓4包含有複數個區段42，該些區段42可在一垂直於該鼓軸41以及／或該中心軸S的一徑向上移動，以改變該成型鼓4的直徑。無論該成型鼓4的直徑如何變化，該些區段42皆會形成一近似一圓柱體的圓周表面，而所述圓周表面即形成該製造表面40。在該成型鼓4的直徑改變後，該些區段42可能無法形成完美的圓柱形或圓形的製造表面40，尤其是該製造表面40或會稍呈不規則且／或多邊形。而且，該些區段42之間可能會有小狹縫或間隙，能讓該製造條帶P的材質進入該些區段42間（如同圖４所示意）。

在此一示例性的實施例中，該圓柱形製造表面40同時也形成了該圓柱形量測表面30。因此，該測試條帶T以及該製造條帶P係由同一圓柱形表面30、40所接收，不過是在該輪胎建構系統1的不同模式底下。

如同圖１及圖２所示，該輪胎建構系統1設置有一旋轉驅動件5，以轉動該成型鼓4，因此該圓柱形製造表面40以及該圓柱形量測表面30會圍繞該中心軸S轉動，且該圓柱形製造表面40與所述圓柱形量測表面30同心。該輪胎建構系統1更設置有一節距驅動件6，用以在該成型鼓4以及該條帶供應元件2之間，沿一平行於該中心軸S的軸向A提供一相對位移。該節距驅動件6可被設置為能夠移動該條帶供應元件2以及該成型鼓4的其中至少一者。

該輪胎建構系統1亦包含有一控制單元7，其係設置以操作該輪胎建構系統1在該測試模式TM以及該製造模式PM下運作。該輪胎建構系統1更包含有一使用者界面UI可選地連接至該控制單元7。該控制單元7控制該使用者界面UI以提供操作員一選擇機會，使其能夠在執行所述模式TM、PM的其中一者之前，先就該測試模式TM以及該製造模式PM進行選擇。該輪胎建構系統1更包含有一記憶體70，以可選的方式連接至該控制單元7。該記憶體70載有一測試程式或一測試順序，亦即一系列有預定順序的指令，用以執行該測試模式TM，並載有一製造程式或一製造順序，亦即一系列有預定順序的指令，用以執行該製造模式。該測試順序獨立於（或者無關於）該製造順序。換句話說，該測試順序的該些指令之順序、內容，以及／或者種類可以和該製造順序所使用的有些出入，或者完全不同。

該控制單元7是以可操作且／或電性的方式連接至該旋轉驅動件5以及該節距驅動件6。尤其是，該控制單元7係設置以在該測試模式TM下控制該旋轉驅動件5以及該節距驅動件6，使得該測試條帶T能夠圍繞該中心軸S螺旋纏繞出複數繞圈W1（如同圖１所示）。更尤其是，該控制單元7係設置以在該測試模式TM下控制該旋轉驅動件5以及該節距驅動件6，使得該測試條帶T的其中一該或其中多該繞圈W1係沿該軸向A依一節距K1纏繞而成，其中該節距K1大於該壓模寬度D以及／或該條帶寬度E。較佳者，該測試條帶T的其中一該或其中多該繞圈W1的該節距K1為該壓模寬度D和／或該條帶寬度E的至少一倍半或兩倍大。該節距K1是該測試條帶T在該軸向A上或平行該軸向A量測的一次轉向、一次旋繞，或者一個繞圈W1的高度。圖10中顯示出其中三個繞圈W1的更多細節。

藉由將節距K1設置得比該壓模寬度D和／或該條帶寬度E更大，一該或多該繞圈W1的其中各該繞圈會與緊鄰的繞圈W1在該軸向A上間隔開來。換句話說，該測試條帶T的其中一該或其中多該繞圈W1是以非重疊的方式佈設的。

在圖１中，該測試條帶T的全部繞圈W1都有較該壓模寬度D和／或該條帶寬度E更大的節距K1。較佳者，一該或多該繞圈W1中的所有繞圈W1都有一致的節距K1。

該控制單元7更進一步被設置為可以控制該旋轉驅動件5以及該節距驅動件6，使得該測試條帶T的該些繞圈W1僅以單層佈設。因此，該測試條帶T的繞圈W1不會有交疊所述單層繞圈W1的更多層。

如同圖１所示，該輪胎建構系統1更包含有一感測器8，用以取得多個測試量測值M，如同圖11所示，其中該些測試量測值M係取自該測試條帶T在該圓柱形量測表面30上的一該或多該繞圈W1的其中至少一者。較佳者，該感測器8係設置為可以自該測試條帶T的數個繞圈W1同時取得量測值。尤其是，該感測器8可以是光學或雷射三角測量系統的一部份，其視野涵蓋該量測表面30上數個繞圈W1的寬度。該感測器8係設置以取得該些測試量測值M，包括該些繞圈W1的位置資訊，像是高度或寬度（如圖11所示）。

該控制單元7係以可受操作而且／或者電性的方式連接至該感測器8，以接收並／或處理來自該感測器8的該些測試量測值M。舉例來說，該控制單元7或可由量測得到的高度和寬度，計算出該些繞圈W1的體積或截面積。

該控制單元7係設置為可以將該輪胎建構系統1由該測試模式TM切換至該製造模式PM。在該製造模式PM下，該控制單元7被設置為能夠控制該旋轉驅動件5以及該節距驅動件6，使得該製造條帶P能夠圍繞該中心軸S以螺旋的方式纏繞出複數繞圈W2（如圖２所示），藉此透過條帶纏繞工法建構或建造一輪胎元件（圖未示）。更尤其是，該控制單元7被設置為能夠在該製造模式PM下控制該旋轉驅動件5與該節距驅動件6，使得該製造條帶P的其中一該或其中多該繞圈W2在該軸向A上依一節距K2而纏繞，其中該節距K2小於該壓模寬度D以及／或該條帶寬度E。於是，該製造條帶P的該些繞圈W2係以一重疊的方式進行纏繞，換言之，在緊鄰的繞圈W2之間沒有間隔。而且，該製造條帶P的該些繞圈W2係層壓成數層，藉此建造出厚度較各別的繞圈W2更厚的輪胎元件。

該輪胎元件係使用一或多個建構參數在該製造表面40上建造。該些建構參數可以包含以下族群：速度、轉速比、流量、溫度、壓力，或者環境狀態，比如濕度或周遭溫度。在此一特定的範例裡，該製造條帶P係透過該擠出器21擠出，該些建構參數的其中一者可以是擠出速度、擠出流量、擠出溫度，或者擠出壓力。同樣在此一特定的範例裡，該製造條帶P由該齒輪幫浦22計量，該些建構參數的其中一者可以是齒輪幫浦速度、齒輪幫浦流量，或者齒輪幫浦壓力。除上述之外（或者在可替代的另一實施例中），如果該製造條帶P是以一供應速度朝向該製造表面40供應，且該製造表面40以一接收速度移動，該些建構參數的其中一者可以是該供應速度、該接收速度，或者是該供應速度和該接收速度之間的速度比。

一該或多該建構參數可以由該控制單元7計算，或由操作員透過一使用者界面（圖未示）輸入。該控制單元7也可以提供一該或多該建構參數的建議，而操作員能夠加以檢視、修改，以及／或者接受。該控制單元7係以可操作而且／或電性的方式連接至該條帶供應元件2、該擠出器21、該齒輪幫浦22、該旋轉驅動件5，以及該節距驅動件6的其中至少一者，藉此可根據一該或多該建構參數去控制該輪胎建構系統1前述各個元件的其中至少一者。

以下詳細說明建構一輪胎元件（圖未示）的一種輪胎建構方法，請參照圖１至圖4，以及圖10和圖11。

該方法最初包含以下步驟：提供一選擇機會，可在該測試模式TM以及該製造模式PM之間選擇（如同該使用者界面UI所示意）。該選擇機會係在執行該測試模式TM之前提供。在該測試模式TM完成後，便開始該製造模式PM。

圖１顯示該輪胎建構系統1的該測試模式TM。在該測試模式TM一開始時，該圓柱形量測表面30上是空無一物的。前次使用該方法之後殘餘的任何條帶P、T都已經移除，而該輪胎建構系統1現在已準備好開始進行該測試模式TM。

在圖１中，該條帶供應元件2已使用一該或多該建構參數供應了一長度的該連續測試條帶T，其中所述的建構參數最終也會用於供應該製造條帶P。該控制單元7已同步控制該旋轉驅動件5以及該節距驅動件6，以螺旋的方式將該連續測試條帶T在該圓柱形量測表面30上纏繞出複數圍繞該中心軸S的繞圈W1。該些繞圈W1中的其中一者或其中多者的該節距K1在該軸向A上大於該壓模寬度D以及／或該條帶寬度E。在該測試條帶T進行繞圈的過程中以及／或者繞圈結束後，該感測器8由該測試條帶T其中一該或其中多該繞圈W1的其中至少一者取得該些測試量測值M，如同圖11中所示。所述該些測試量測值M可提供有用的反饋，說明該些用來纏繞該測試條帶T的建構參數如何影響所述測試條帶T的該些繞圈W1之特徵。

在一較佳的應用中，該測試條帶T據以進行纏繞的該第一建構參數係設定為一製造值範圍以外的至少一測試值。更佳者，測試值所使用的範圍要比該製造值範圍大上許多。因此，能夠產生相對大量的量測值M，用在五花八門的製造方案上。

在一些應用中，使用設定為一第一值的第一建構參數去纏繞出一該或多該繞圈W1其中的一第一繞圈W1，然後再把該第一建構參數設定為一不同於該第一值的第二值，用來纏繞出一該或多該繞圈W1其中的一第二繞圈W1，這樣的做法可能是有用的。因此，該些測試量測值M能提供反饋，說明該第一建構參數的數值變化如何影響該測試條帶T量測到的各種特徵。

在又一應用中，該第一繞圈W1和該第二繞圈W1的其中至少一者至少有一部分是使用一設定為一第三值的一第二建構參數而纏繞的。若將該第二建構參數接著設定為一不同於該第三值的第四值，並用以纏繞出一該或多該繞圈W1其中的一第三繞圈W1，這種做法具有一些優點。就像上面說的，該些測試量測值M可以提供反饋，能說明該第二建構參數的數值變化如何影響該測試條帶T量測到的各種特徵。

對熟知本發明相關技藝者而言，可清楚理解本方法能夠包含更多的建構參數，而所述建構參數也可以設定為更多不同的值，以做為測試之用，唯一的限制僅在於該測試條帶T能夠繞在該圓柱形量測表面30上的繞圈W1數量。另一種可能的做法是，該些建構參數的不同值能夠在單一繞圈W1內接受測試。舉例來說，單一的繞圈W1或許可以部分使用設定為該第一值的該第一建構參數纏繞，另一部分則使用設定為該第二值的該第一建構參數纏繞。

該控制單元7係設置為能夠儲存該些用在各個繞圈或用在一該繞圈之部分的建構參數及其值，並將儲存的該些建構參數及其值與該感測器8取得的該些測試量測值M連結。為了此一目的，該輪胎建構系統1或能設置有一或多個位置感測器（圖未示），比如說編碼器和／或移位感測器，以精準偵測該輪胎建構系統1各個元件的位置，並將代表該些位置的訊號送給該控制單元7。

在另一替代的做法中，該些建構參數可以在該測試條帶T的所有該些繞圈W1皆保持一致。這樣或能提供有用的反饋，可以說明該測試條帶T的各種特徵如何隨時間改變，舉例來說，像是材質固化造成的結果等等。

較佳者，該測試條帶T在該圓柱形量測表面30上繞出的初始繞圈W1係使用非重疊的節距K1，使得測試量測值M能夠在該測試條帶T進行螺旋纏繞的一初始階段過程中取得。同樣地，該測試條帶T在該圓柱形量測表面30上繞出的最終繞圈W1也是使用非重疊的節距K1為佳，使得該些測試量測值M能夠包含該測試條帶T在進行螺旋纏繞的一結束階段過程中，該最終繞圈W1於該圓柱形量測表面30上的最後終結部分。

該些測試量測值M會被送到該控制單元7處理。該控制單元7或能將該些測試量測值M的原始資料轉換成圖形表示，例如類似圖11中所示的圖表，以提供有用的反饋給操作員。在另一替代的做法中，該些測試量測值M的原始資料也可以直接提供給操作員。在另一可能的實施例中，該控制單元7能夠對該些測試量測值M的該些資料進行計算，比如說，由量測到的高度和寬度推算出該測試條帶T的截面積或體積。該控制單元7或可設置為能夠內插計算該測試條帶T的該些測試量測值M，求得該第一建構參數在介於該第一值和該第二值之間的範圍內的值；或者能夠外推計算該測試條帶T的該些測試量測值M，求得該第一建構參數在該第一值和該第二值所定義的範圍外的值。

圖2顯示該輪胎建構系統1的該製造模式PM。該測試條帶T不會或不能用在該製造模式PM下，這是因為該測試模式TM下所使用的建構參數以及／或其值的變化可能太多了。因此，在該製造模式PM下，由於該圓柱形量測表面30在本例中也構成該製造表面40，所以該測試模式TM底下的該測試條帶T已經由該圓柱形量測表面30上移除了。於是，就可以使用一該或多該建構參數來建造一輪胎元件（圖未示）。

在由該測試模式TM如圖１所示那樣切換至該製造模式PM之前，該控制單元7以及／或操作員會如圖２所示一般設定好該些建構參數中的一或多個。在根據本發明進行的該方法中，一該或多該輪胎建構參數中的其中至少一者係基於該測試條帶T的該些測試量測值M而進行設定、調速、配置、調校、生效，以及／或驗證。尤其是，該控制單元7以及／或該操作員或能基於該測試條帶T的該些測試量測值M，決定去調整或補償在該測試條帶T中所量測到的介於預測結果以及測量結果之間的差異。而且，該些建構參數中的一者可以調整以補償該些測試量測值M隨著時間演進而產生的變化，比如說固化造成的結果等等。該些測試量測值M也可以用以預測巴勒斯效應（Barus effect）的作用，也就是該測試條帶T在該壓模開口24下游的截面中會有擴張的傾向。在更先進的應用裡，該些測試量測值M甚至可以藉由比較該測試條帶T的預期特徵（比如體積或截面積）和實際量測得到的特徵，發出該擠出器21、該齒輪幫浦22，以及／或該壓模23過度磨耗的訊號。

因此，該些測試量測值M能夠基於該測試條帶T量測得到的特徵，很有效地用來預測該製造條帶P之行為。該測試條帶T的該些測試量測值M在該測試模式TM下提供的反饋能夠用來相應地設定或調整該些建構參數中的一或多者，藉以避免該輪胎元件建構過程中的品質問題，並且／或者改進該輪胎元件在該製造模式PM過程中的品質。操作員能夠利用該些量測值，手動設定該些建構參數中的一或多者。在另一替代的做法中，該些量測值能做為機器學習以及／或者人工智慧程式的資料集，以自動調整以及／或控制該些建構參數以及／或該製造模式PM。

該測試模式TM能夠在該製造模式PM的每一次建構行程之前重複，或者為了簡省時間，可以只在切換到新批次或新成分的原料時才啟動。由該測試模式TM得到的該些量測值能用來設定該些建構參數，以重複生產單一種類的輪胎元件，或者，如果量測值的量足以預測相對大的建構參數範圍時，也可以用來設定不同種類輪胎元件的該些建構參數，無需在不同種類的輪胎元件之間切換時再次執行該測試模式。

本發明第二實施例之輪胎建構系統101示於圖５至圖８。

此另一種輪胎建構系統101和先前討論的輪胎建構系統1不同之處在於，其設置有一獨立或可獨立於該成型鼓4的量測工具103。該量測工具103係設置為可套設在該成型鼓4的該圓柱形製造表面40。當該量測工具103套設於該圓柱形製造表面40時，該量測工具103以與該圓柱形製造表面40同心的方式延伸。該量測工具103於該圓柱形製造表面40外側或在一直徑較其更大之處形成一圓柱形量測表面130。較佳者，該量測工具103的外徑只略大於該圓柱形製造表面40的外徑。該圓柱形量測表面130比該圓柱形製造表面40更圓。尤其是，該圓柱形量測表面130和其下的該製造表面40不同，或可形成一完美的圓形。因此，可以避免像該成型鼓4的該些區段42其間的間隙或狹縫造成的那種負面效應，而且能改進取自所述完美的圓柱形量測表面130的該些一致、精準，而且／或者可靠的測試量測值M。該圓柱形量測表面130或許亦可為了量側而進行最佳化，比如說提供更大的對比度。

圖９所示為本發明第三實施例的又一可替代的輪胎建構系統201。此又一可替代的輪胎建構系統201與先前討論的輪胎建構系統1、101的差異僅在於其設置有另一種態樣的圓柱形量測表面230，而該圓柱形量測表面230在該軸向A上相對該圓柱形製造表面40偏移。尤其是，該圓柱形量測表面230或可設置在該成型鼓4的一獨立部位，或者位在與形成該製造表面40的該成型鼓4並排的另一個延伸或額外的測量用成型鼓上。

應理解的是，以上敘述僅用以說明各個較佳實施例的運作，並不用以限制本發明的範圍。由上述的討論，許多對熟知相關技藝者而言為顯而易見的變化形式理應仍涵括在本發明的範圍內。

雖然沒有明確說明，但對熟知相關技藝者而言，應可清楚理解由該測試條帶T的該些繞圈W1取得的該些測試量測值也可以用來預測該製造條帶P在非圓柱形的製造表面（比如平坦製造表面或輸送帶）上的行為。

1:輪胎建構系統 2:條帶供應元件 21:擠出器 22:齒輪幫浦 23:壓模 24:壓模開口 30:量測表面 4:成型鼓 40:製造表面 41:鼓軸 42:區段 5:旋轉驅動件 6:節距驅動件 7:控制單元 70:記憶體 8:感測器 UI:使用者界面 TM:測試模式 PM:製造模式 T:測試條帶 P:製造條帶 E:條帶寬度 D:壓模寬度 K1:節距 A:軸向 S:中心軸 X:圓圈 W1:繞圈 M:測試量測值 101:輪胎建構系統 103:量測工具 130:量測表面 201:輪胎建構系統 230:量測表面

圖１為本發明第一實施例之輪胎建構系統在測試模式下的頂視圖。 圖２為圖１所示的輪胎建構系統在製造模式下的頂視圖。 圖３為圖１所示的輪胎建構系統之側視圖。 圖４為圖３中圓圈IV的細部放大圖。 圖５為本發明第二實施例之輪胎建構系統的頂視圖。 圖６為圖５所示的輪胎建構系統之等角視圖。 圖７為圖５所示的輪胎建構系統之側視圖。 圖８為圖７中圓圈VIII的細部放大圖。 圖９為本發明第三實施例之輪胎建構系統的頂視圖。 圖10所示為基於圖１中的圓圈X，形成於輪胎建構系統之量測表面上的測試條帶之細節。 圖11之示意圖代表了圖10中的測試條帶所接受的測試量測值。

1:輪胎建構系統

2:條帶供應元件

21:擠出器

22:齒輪幫浦

23:壓模

24:壓模開口

30:量測表面

4:成型鼓

40:製造表面

41:鼓軸

42:區段

5:旋轉驅動件

6:節距驅動件

7:控制單元

70:記憶體

8:感測器

UI:使用者界面

TM:測試模式

PM:製造模式

T:測試條帶

E:條帶寬度

D:壓模寬度

K1:節距

A:軸向

S:中心軸

X:圓圈

W1:繞圈

M:測試量測值

Claims (26)

1. 一種輪胎建構方法，包含有以下步驟： 提供一選擇機會，在一用以建構輪胎元件的製造模式以及一用以獲取複數測試量測值的測試模式之間選擇，其中該選擇機會係在執行該測試模式之前提供； 其中該測試模式包含有下列步驟： 提供一圓柱形量測表面，以與一中心軸同心的方式延伸； 將一連續的測試條帶在該圓柱形量測表面上環繞該中心軸螺旋纏繞出複數個繞圈，其中該些繞圈中的一或多個在平行於該中心軸的一軸向上具有一節距；同樣在該軸向上，該測試條帶於一該或多該繞圈具有一寬度；該節距大於該寬度；以及 由該條帶的一該或多該繞圈的其中至少一者取得測試量測值； 其中該製造模式包含有下列步驟： 使用一或多個建構參數，在一製造表面上以一製造條帶建構出一輪胎元件； 其中該方法更包含有以下步驟：先執行該測試模式，接著再執行該製造模式，其中一該或多該建構參數的其中至少一者係基於該測試條帶的該些測試量測值，在進行該輪胎元件的建構之前先完成設定。
2. 如請求項1所述之輪胎建構方法，其中該選擇機會係透過一使用者界面提供給一操作員。
3. 如請求項1所述之輪胎建構方法，其中，該製造條帶在纏繞過程中，基於其在建構中的該輪胎元件內的位置而決定有一製造順序；一第一建構參數根據該製造順序設定為一值，而該製造條帶係使用設定為該值的該第一建構參數而進行纏繞；該測試條帶在纏繞過程中具有與該製造順序無關的一測試順序，該第一建構參數根據該測試順序設定為另一值，而該測試條帶係使用設定為該另一值的該第一建構參數而進行纏繞。
4. 如請求項1所述之輪胎建構方法，其中該製造條帶係使用一第一建構參數進行纏繞，且該第一建構參數在用以纏繞該製造條帶時，可受設定的複數製造值全都位於一製造值範圍內；其中該測試條帶亦使用該第一建構參數進行纏繞，而該第一建構參數在用以纏繞該測試條帶時，可受設定的至少一測試值係位在該製造值範圍之外。
5. 如請求項1所述之輪胎建構方法，其中該測試條帶的一該或多該繞圈中的一第一繞圈至少部分是使用一設定為一第一值的第一建構參數而纏繞的，且該測試條帶的一該或多該繞圈中的一第二繞圈至少部分是使用設定為一第二值的該第一建構參數而纏繞的，其中該第二值不同於該第一值；該方法包含另一步驟，即內插或外推該測試條帶的該些測試量測值，以分別替該第一建構參數求得介於該第一值以及該第二值之間的一範圍內的值，或者在該第一值以及該第二值所定義的一範圍之外的值。
6. 如請求項1所述之輪胎建構方法，其中，在該測試模式過程中取得的該測試條帶並不用以在該製造模式底下建構該輪胎元件或該輪胎元件的一部分。
7. 如請求項1所述之輪胎建構方法，其中該測試條帶的一該或多該繞圈中的一第一繞圈至少部分是使用一設定為一第一值的第一建構參數而纏繞的，且該測試條帶的一該或多該繞圈中的一第二繞圈至少部分是使用設定為一第二值的該第一建構參數而纏繞的，其中該第二值不同於該第一值；該第一繞圈以及該第二繞圈的其中至少一者係至少部分使用一與該第一建構參數不同的第二建構參數而纏繞的，其中該第二建構參數設定為一第三值；該測試條帶的一該或多該繞圈中的一第三繞圈至少部分是使用設定為一第四值的該第二建構參數而纏繞的，其中該第四值不同於該第三值。
8. 如請求項1所述之輪胎建構方法，其中該些建構參數對該測試條帶的該些繞圈中的所有繞圈皆保持一致，且一該或多該建構參數中的至少一者係在該製造模式底下進行調整，以補償該些測試量測值隨著時間進展而產生的一變化。
9. 如請求項1所述之輪胎建構方法，其中該測試條帶的一該或多該繞圈包含有該測試條帶在進行螺旋纏繞的一初始階段之過程中，於該圓柱形量測表面上完成的初始繞圈，或者包含有該測試條帶在進行螺旋纏繞的一結束階段之過程中，於該圓柱形量測表面上完成的最終繞圈，其中該些測試量測值分別包含在該圓柱形量測表面上之初始繞圈的一起始之量測值，或者在該圓柱形量測表面上之最終繞圈的一終結之量測值。
10. 如請求項1所述之輪胎建構方法，其中該些繞圈係圍繞該圓柱形量測表面形成一單層，且該測試模式係在該單層完成後終止。
11. 如請求項1所述之輪胎建構方法，其中該圓柱形量測表面為該製造表面，且該方法包含另一步驟，即，在該輪胎元件於該製造模式底下進行建構之前，將該測試條帶自該量測表面移除。
12. 如請求項1所述之輪胎建構方法，其中該製造表面為一圓柱形製造表面，且該方法包含有另一步驟，即，在該測試條帶進行螺旋纏繞之前，將一量測工具套設於該圓柱形製造表面，並在該測試條帶的螺旋纏繞完成後，以及該輪胎元件的建構開始前，將該量測工具自該製造表面移除，其中該圓柱形量測表面由該量測工具形成，且當該量測工具套設於該圓柱形製造表面時，該圓柱形量測表面圍繞該中心軸，以同心的方式延伸。
13. 如請求項1所述之輪胎建構方法，其中該製造表面為圓柱形，且該圓柱形量測表面以及該圓柱形製造表面在該軸向上彼此偏移。
14. 如請求項11所述之輪胎建構方法，其中該輪胎元件係透過將該製造條帶在該製造表面上螺旋纏繞出複數繞圈而建構的。
15. 如請求項14所述之輪胎建構方法，其中該製造條帶的該些繞圈在該軸向上具有一節距，且該節距小於該製造條帶在同一該軸向上的寬度。
16. 如請求項15所述之輪胎建構方法，其中該測試條帶的一該或多該繞圈的該節距至少較該製造條帶之螺旋繞圈的最大節距大上一倍半或兩倍。
17. 一種輪胎建構系統，包含： 一條帶供應元件，供應一連續的測試條帶； 一圓柱形量測表面，接收來自該條帶供應元件的所述測試條帶； 一旋轉驅動件，用以使該圓柱形量測表面繞一中心軸轉動，其中該中心軸與所述圓柱形量測表面同心； 一節距驅動件，依一平行於該中心軸的軸向，在該圓柱形量測表面以及該條帶供應元件之間提供一相對位移； 一控制單元，其可以在一測試模式以及一製造模式之間切換，其中，在該測試模式下，該旋轉驅動件以及該節距驅動件受控制而使得該測試條帶以螺旋的方式纏繞在該圓柱形量測表面上，形成複數個圍繞該中心軸且在該軸向上具有一節距的繞圈；在該製造模式下，一輪胎元件使用一或多個建構參數，由一製造條帶在一製造表面上建構出來；以及 一感測器，用以自該圓柱形量測表面上該測試條帶的一該或多該繞圈取得複數測試量測值； 其中，該條帶供應元件包含有一具有一壓模開口的壓模，用以塑形該測試條帶，其中該壓模開口具有一壓模寬度，定義了該測試條帶的寬度，其中該控制單元設置以控制該旋轉驅動件以及該節距驅動件，使得該測試條帶的該些繞圈其中的一該或多該繞圈在該軸向上的該節距大於該壓模寬度； 其中，該控制單元係設置為在該測試模式以及該製造模式之間提供有一選擇機會，該選擇機會係在執行該測試模式之前提供；在完成該測試模式之後，且早於該輪胎元件的建構之前，基於該些該測試條帶的該些測試量測值，使用該些測試量測值設置一該或多該建構參數中的至少一者。
18. 如請求項17所述之輪胎建構系統，其中該輪胎建構系統包含一使用者界面，可選地連接至該控制單元；該控制單元係設置為用以控制該使用者界面以提供該選擇機會。
19. 如請求項17所述之輪胎建構系統，其中該輪胎建構系統包含一記憶體，可選地連接至該控制單元；該記憶體載有一製造順序以及一測試順序，其中該製造條帶係使用一被設定為一值的第一建構參數進行纏繞，該值是在該製造條帶根據該製造順序進行繞圈的過程中設定的，該製造順序則是基於該製造條帶位於建構中的該輪胎元件內部的位置而決定；該測試條帶係使用被設定為另一值的該第一建構參數進行纏繞，而該另一值是在該測試條帶根據獨立於該製造順序的該測試順序進行繞圈的過程中設定的。
20. 如請求項17所述之輪胎建構系統，其中該測試條帶的一該或多該繞圈的該節距至少較該壓模寬度大一倍半或兩倍。
21. 如請求項17所述之輪胎建構系統，其中該輪胎建構系統包含一成型鼓，具有一鼓軸以及複數區段，其中該些區段可在一垂直於該鼓軸的徑向上移動，且形成該製造表面。
22. 如請求項17所述之輪胎建構系統，其中該圓柱形量測表面為該製造表面。
23. 如請求項17所述之輪胎建構系統，更包含有一量測工具，其中該製造表面為圓柱形，且該量測工具係設置為套設於該圓柱形製造表面；當該量測工具套設在該圓柱形製造表面時，該量測工具形成該圓柱形量測表面，且該圓柱形量測表面以同心的方式圍繞該圓柱形製造表面。
24. 如請求項22所述之輪胎建構系統，其中該圓柱形量測表面比該圓柱形製造表面更圓。
25. 如請求項17所述之輪胎建構系統，其中該製造表面為圓柱形，且該圓柱形量測表面以及該圓柱形製造表面在該軸向上彼此偏移。
26. 如請求項17所述之輪胎建構系統，其中該控制單元係設置以在該製造模式下控制該旋轉驅動件以及該節距驅動件，使得該製造條帶以螺旋的方式纏繞在該製造表面上，形成在該軸向上具有一節距的複數繞圈，其中該製造條帶的該些繞圈在該軸向上的該節距小於該壓模寬度。

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