专利名称：轮胎翻新过程中的胎冠层不一致的校正的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及轮胎翻新，更加具体而言，本发明涉及用来从轮胎的胎冠打磨胎面的打磨机。
背景技术：
众所周知，轮胎包括胎面，所述胎面包括由较厚或较薄厚度的橡胶基混合物构成 外层，胎面中模制有各种凹槽和胎面花纹，所述凹槽和胎面花纹和其它东西一样，用于改进 车辆的相对于地面的抓地力。轮胎还可以包括底胎面，该底胎面在成分上与胎面材料相类 似，并大体上位于所述胎面和带束层之间。在特定情况下，需要机加工或者移除轮胎的外表面的至少一部分，例如轮胎的胎 面和底胎面，其目的是为胎面翻新而制备磨损轮胎。典型地，所述移除工艺通过包含有打磨 头的机器来完成，该打磨头是各种类型的磨损装置中的一种，这些磨损装置例如锉刀、砂轮 以及钢丝刷。所述移除工艺还可以通过切除工艺来实现，其采用称为“刨刀”的圆柱形刀具。在移除工艺过程中，可能会需要监控保留在带束层上方的材料的量，使得移除装 置不会接触或者损坏带束层，因为如果这种情况发生的话，会损坏轮胎。因此，移除装置可 以使用各种传感器以监控在胎面移除工艺过程中保留在带束层上方的材料的量。这样的传 感器对于本领域的一般技术人员是已知的，在美国专利第6，386，024号中充分公开了这样 的传感器的实例，该专利通过引用的方式被全部并入本文。大体而言，胎面和/或底胎面厚度的不一致可能会导致轮胎的不平衡或者其它在 轮胎性能或质量方面的下降。为了避免这种缺陷，有利地，可以确定保留在轮胎带束层上方 (亦即“已打磨的胎冠层”)的材料厚度是否包含任何的不一致。因此，在材料移除之后，可 能会需要测量已打磨的胎冠层，以确定轮胎周围的材料厚度的不一致，并对任何这种不一 致进行校正。
发明内容
本发明的具体实施方式
包括用于打磨轮胎的方法、计算机程序产品和装置。执行 这种打磨是用来为翻新工艺制备轮胎。本发明的方法的具体实施方式
一也就是用来对已 打磨的轮胎胎体的胎冠层的不一致进行校正的方法一具有多个步骤，这些步骤包括通过 已打磨的胎冠层而在轮胎胎体周围的多个位置上测量距离。其它步骤可以包括从在所述 轮胎胎体周围的所述多个位置上已测量的距离中，识别最大距离位置。这种方法的具体实施方式
还可以包括利用在270度极角位置定向下的所述最大 距离位置来对所述轮胎胎体进行充气，以及对所述轮胎胎体进行打磨。本发明的具体实施方式
还包括计算机程序产品，其包括有包含在计算机可读存储 介质上的多个指令，执行所述计算机程序产品来对已打磨的轮胎胎体的胎冠层不一致进行 校正。这种所述计算机程序包括用来执行上述方法的指令。本发明的具体实施方式
还包括从轮胎的胎冠上打磨材料的轮胎打磨机，这种打磨机包括传感器，其提供传感器输出信号，该输出信号是所述轮胎胎冠的表面和所述轮胎内 的带束层之间的距离的函数；用来打磨所述轮胎的打磨头；以及控制器，该控制器包括处 理器和记忆存储装置，该记忆存储装置存储能够被所述处理器执行的多个指令，这种可执 行指令包括执行上述方法的指令。 本发明的前述及其他目的、特征以及优点从下面的本发明的具体实施方式
的更具 体的描述中显而易见，本发明的具体实施方式
在附图中示出，其中同样的附图标记表示本 发明的相同部件。
图1是流程图，该流程图描述了根据本发明的实施例的用来对已打磨的轮胎胎体 的胎冠层的不一致进行校正的方法。图2是根据本发明实施例的轮胎打磨机的立体图。图3是图2中的打磨机的轮胎和传感器部分的立体图。图4是图2中的机器的控制器的立体图。图5是图2中的轮胎的截面部分的截面图，其显示了打磨半径。图6是图2中的轮胎和传感器部分的截面图。图7是显示根据本发明实施例的多个信号响应曲线的图表。图8是显示根据本发明实施例的带有对应的距离的多个信号响应的表格。图9是图2中轮胎打磨机和轮胎的侧视图，其显示了根据本发明实施例的用于测 量轮胎胎面的示例性位置。图10是显示示例性测量值的表格，这些测量值表示根据本发明实施例的传感器 和带束层之间的距离、以及在图8中识别的每个位置下的胎冠层厚度。图11是图9中的轮胎打磨机和轮胎的侧视图，其显示了根据本发明实施例，被旋 转以定向图10中识别的最大胎冠层厚度位置的轮胎旋转至在打磨机上6点钟位置。图12是图10中的轮胎打磨机和轮胎的侧视图，其显示了根据本发明实施例的处 在缩回和分离位置下的可膨胀轮辋。
具体实施例方式本发明的具体实施方式
提供了用来对已打磨的轮胎胎体的胎冠层不一致进行校 正的方法、计算机程序和装置，该已打磨的轮胎胎体制备用来进行翻新操作。这种制备包括 从轮胎的胎冠上打磨胎面和/或底胎面(“材料”)，以提供已打磨的胎冠层。典型地，轮胎打磨机以预定打磨半径从轮胎上打磨胎面和/或底胎面，该预定打 磨半径对应于带束层包装件的上轮廓。打磨半径通过打磨半径的长度和打磨半径的起点位 置而被限定。带束层包装件位于轮胎的胎面和底胎面的下方，并且外胎被打磨至仅留下一 层预定的薄层材料，其保留在顶部带束层的上方，亦即，已打磨的胎冠层。所述打磨半径是 依据正在被打磨的轮胎而选定的，例如，相比窄的轮胎被打磨的情况，宽的轮胎以较大的打 磨半径被打磨。打磨半径的起点典型地位于轮胎中心线上，该线垂直穿过轮胎胎冠的横向 中点。被打磨的胎冠可以构想为包含有胎面和底胎面。打磨机通常进行数次从一侧至一侧横穿轮胎胎冠的穿行，从而移除胎面和/或底胎面材料，每次移除横穿从轮胎胎冠上移除了更多的胎面。这些移除横穿被执行，直至从胎冠上磨掉所需的橡胶的量，从而获得预定的胎冠半径以及剩余的已打磨的胎冠层。对于本领域的一般技术人员来说，用于沿预定打磨半径从轮胎上打磨胎面和底胎 面胎冠材料的装置和方法是众所周知的。例如，一些打磨机使打磨头移动并横穿固定的但 旋转的轮胎，从而沿着由打磨半径绘制的圆弧来打磨轮胎。其他打磨机使轮胎移动并横穿 固定打磨头，从而沿着由打磨半径绘制的圆弧来打磨轮胎。一些打磨机通过移动打磨头来 控制材料和打磨头之间的接触，这种移动例如沿X-Y坐标系的移动，从而沿着由打磨半径 绘制的圆弧来打磨轮胎。在其他情况中，例如，打磨机通过绕机械枢转点枢转打磨头来控制 在打磨头和轮胎之间的接触，从而沿着由打磨半径绘制的圆弧来打磨轮胎。应注意，打磨半 径的起点不是机械点或者机械枢转点，而是绘制圆弧的打磨半径的起点，打磨机的控制器 使打磨头与轮胎胎冠沿该圆弧接触。在打磨轮胎之前，所述轮胎安装在车轮或轮辋(统称为“轮辋”)上。该轮辋可以 是传统(不可膨胀的)轮辋或可膨胀轮辋。当轮胎安装在轮辋上之后，所述轮胎被充气至 所需压力，以用来打磨。在轮胎打磨至预定的胎冠半径之后，对已打磨的胎冠层(亦即，保留在带束层上 方的薄的材料层)进行测量，以证实该层没有任何轮胎不平衡或低劣的轮胎质量或性能的 潜在来源。特别的具体实施例包括测量轮胎周围的已打磨的胎冠层厚度，以确定所述层是 否在公差范围内一致，或者换言之，是否在所述层内存在任何高点或低点会对轮胎的平衡 和/或轮胎性能产生不利的影响。胎面和/或底胎面厚度的不一致性可以由多种来源而引 起，例如举例来说，轮胎制造或固化中的不完整、轮胎安装和充气的影响、安装轮胎的轮辋 类型以及重力的影响。所述来源还可能对带束层产生不利影响，其可能引起带束层直径的 不一致，并且影响带束层如何膨胀或者如何在载荷和压力下工作。因此，胎面和/或底胎面 厚度的不一致性还可能与带束层直径的不一致性相关。例如，在带束层直径较小的位置中， 过多的胎面和底胎面材料可能会发生迁移来填充该明显的空缺。此外，在具有较厚的胎面 和/或底胎面的区域中，带束层可能会被迫具有较小的直径。测量是环绕轮胎的圆周而在离散的位置进行的。该测量可以沿着环绕轮胎的单一 圆周路径来进行，其中所述路径在特定的横向位置上环绕轮胎延伸。还可以在不同的圆周 上横穿胎冠而在离散的横向位置上进行测量。最大厚度的位置是从各种已进行的测量中确 定的，其目的在于校正底胎面层的变厚部分。在校正不一致性之前，首先可以对测量进行评 估，从而确定已打磨的胎冠层的不一致是否足够的不相同来确保校正作业。已打磨的胎冠 层可以这样评估将最大厚度减去最小底胎面层厚度并确定该差值是否大于或小于预定阈 值，或者处在标准变差限度内。然而，也可以采用其它技术来量化和/或确定保留在轮胎周 围的带束层上方的材料的厚度或者其标准偏差，并且确定该偏差是否在可接受范围内。如 果确定了最大厚度和最小距离之间的差值超过了预定阈值，那么将会采用减少最大厚度的 校正作业和方法。然而，如果所述差值低于阈值，或者处在标准偏差限度内，那么可以认为 底胎面层是一致的，从而可以避免校正作业。如上所述，当已经确定保留在带束层上方的材料厚度在轮胎周围变化超过所需的 阈值的时候，通常产生了不相同的，也就是不一致的已打磨的胎冠层。本发明的实施例定位 最大厚度区域，并将轮胎定向使得最大厚度区域置于最靠近地面的位置，亦即，旋转轮胎来将最大厚度的区域置于6点钟的位置，从而校正已打磨的胎冠层的不一致。一旦正确定向， 则将轮胎放气，如果轮辋是可膨胀轮辋的话，轮辋塌陷并重新膨胀，并且轮胎重新充气从而 最大厚度的区域可以向外和/或向下突出，亦即，从而带束层可以在最大厚度的区域内径 向膨胀。因此，轮胎被打磨以将过多的材料量从最大厚度的区域中移除。轮胎可以按照最 终打磨设置，亦即按照最终打磨半径，进行重新打磨，或者，除了最大厚度区域的过多材料 之外，如果已经确定了待被移除的所需材料量，那么可以使用不同的打磨半径。本发明的特定实施例包括对已打磨的轮胎胎体的胎冠层不一致进行校正的方法。 这种方法的特定实施例可以包括通过已打磨的胎冠层来在轮胎胎体周围的多个位置上测 量距离的步骤。本发明的特定实施例，可以包括接收来自传感器的信号响应的步骤，该步骤 作为测量距离步骤的一部分，所述信号响应根据所述传感器和所述轮胎胎体中的带束层之 间的距离而产生。在本发明的特定实施例中，所测量的距离是已打磨的胎冠层的厚度。在其 他特定实施例中，所测量的距离是传感器和轮胎的带束层之间的距离。已经知道，轮胎可以 在测量工艺过程中旋转。还已经知道，多个信号环绕轮胎的圆周而在各个位置上产生。在 一个实施例中，这些测量沿着单一的圆周进行，亦即，沿着位于正交于车轮/轮胎组件的旋 转轴线的平面内的圆周路径。还已经考虑到，可以在沿着离散的圆周路径和/或横向位置 上进行测量。所述圆周和/或横向位置可以在特定增量上选取，或者可以随机选取。所测量的位置数量可以依情况所定而广泛变化，其中从所述位置上来接收信号。 例如，相对于可膨胀轮辋的每个节段可以进行一个或多个测量。在一个实例当中，可以沿着 胎冠的多个部分进行十二个(12)测量，该多个部分对应于可膨胀轮辋的十二个(12)个区 段的每一个。来自传感器的信号根据传感器到轮胎的带束层之间的距离而产生。如果胎冠 表面和传感器之间的距离已知的话，那么这个距离能够被测量，接着胎冠层表面和带束层 之间的距离可以通过将传感器到带束层的距离减去传感器到胎冠层表面的距离而确定。因 此，来自传感器的信号也作为胎冠层表面和轮胎的带束层之间的距离而产生。因此，本发明 的特定实施例还可以包括从信号响应中确定距离的步骤，该步骤作为测量距离的步骤的一 部分，所述距离是轮胎胎体周围的多个位置上的传感器和带束层之间的距离。为了将轮胎定向在6点钟位置，S卩，从轮胎的极轴开始的270度极角位置(所述极 轴水平通过轮胎的旋转轴线)，在对轮胎实施充气和打磨步骤之前，所述方法还可以包括以 下步骤从在所述轮胎胎体周围的多个位置上已测定的距离中，识别最大距离位置。利用最 大距离位置，本发明的特定实施例的方法还可以包括将所述最大距离位置从所述轮胎的极 轴定向至270度极角位置的步骤。所述方法还可以包括以下步骤利用在从所述轮胎的极轴定向的270度极角位置 定向下的所述最大距离位置来对所述轮胎胎体进行充气；以及对轮胎胎体进行打磨。特定 实施例还可以包括在最终使用的打磨半径下重新打磨轮胎的步骤，该步骤作为打磨轮胎胎 体的步骤的一部分。如果剩余在已打磨的轮胎胎体上的带束层上方的材料层相一致，亦即，材料厚度 在偏差的可接受范围之内，则在经过打磨之后的胎冠层厚度的测量可以作为确定步骤而用 于特定实施例中，所述测量从接收自传感器的信号响应中确定。如前所述，如果在多个圆周 位置下所测量的厚度相同，或者在允许的公差范围之内，那么已打磨的轮胎就可以被接受， 从而可以避免校正作业。如果所测量的厚度在至少一个位置上的厚度大于了可接受的范围或阈值，那么该轮胎就被认为是非一致性的。本发明的特定实施例还可以包括从在所述轮胎胎体周围的所述多个位置上已测定的距离中，识别最小距离位置的步骤。此外，特定实 施例还可以包括计算所述最大距离和所述最小距离之间的差值；将所述差值与阈值相比 较；以及如果所述差值大于所述阈值的话，则执行所述充气和打磨步骤。如上所述，已打磨的胎冠层的不一致可能与轮辋相关，打磨的轮胎胎体安装在轮 辋上。特别地，可膨胀轮辋可能会导致已打磨的胎冠层的不一致，这是因为可膨胀轮辋的各 个区段可能不会完全延伸来与轮胎相接合。正是轮胎的可变的不一致的接合从而可能导致 了已打磨的胎冠层和/或带束层的不一致。因此，如果轮胎胎体打磨到预定的胎冠半径，同 时安装在可膨胀轮辋上的话，本发明的特定实施例可以包括以下步骤对轮胎胎体进行放 气；将可膨胀轮辋从已放气的轮胎胎体中分离，同时所述最大距离位于从所述轮胎的极轴 定向的所述270度的极角位置；以及在对所述轮胎胎体进行充气的步骤之前，重新将所述 可膨胀轮辋与所述已放气的轮胎胎体相接合，同时所述最大距离位于从所述轮胎的极轴定 向的所述270度的极角位置。已经发现，初次将待被打磨至预定胎冠半径的轮胎安装之后，在充气或加压过程 中，对轮胎进行旋转可以减少沿着轮胎胎面和/或底胎面的不一致性，该不一致性可能会 导致被打磨的胎冠层产生不一致。因此，本发明的特定实施例可以包括以下步骤在执行上 述步骤之前，对轮胎进行充气的过程中旋转轮胎胎体，并在打磨半径上打磨轮胎，使其打磨 至预定的胎冠半径。本文中所述的方法如图1中所示，其可以通过轮胎打磨机来实施，并且被植入到 计算机软件当中。以下将在示例性实施例中详述所采用和实践的方式和方法。图2-6大体上公开了根据本发明的特定实施例的方法、计算机程序和装置的轮胎 打磨机10，其用于测量和从轮胎胎冠31中移除胎面32和/或底胎面33。打磨机10适于 以图5中所示的一个或多个选定的打磨半径46，从轮胎中打磨胎面和/或底胎面。据此，打 磨机10可以在离散的打磨半径下连续移除材料，直到达到预定的胎冠半径为止。每个打磨半径46由长度和起点位置来限定。当轮胎胎冠以特定的打磨半径46进 行打磨时，胎冠的外表面形成由打磨半径描绘的曲面或弧面。起点位置可以大体上沿着延 伸通过轮胎胎冠中心线的平面而定位；然而，预期到，轮胎和打磨机中的不完整性可能导致 不对称，并需要将起点定位在中心线平面的任意一侧。打磨机10大体上包括材料去除工具或打磨头12 ；至少一个传感器组件14、18和 传感器输出件26 ；可编程逻辑控制器20或者具有能够执行程序指令的处理器的其他装置， 例如，个人计算机或者主架构计算机；以及用户界面28。打磨头12从轮胎30的胎冠31上 移除胎面32和/或底胎面33，并可以包括能够从轮胎上移除这种材料的任何装置，包括但 不限于磨损装置，例如锉刀、砂轮、钢丝刷以及圆柱形刀具或者“刨刀”。选择性地，如在现有技术中已知，打磨机10还可以包括一个或者多个打磨头12。 具有单一打磨头12的打磨机通常表示为单头打磨机，而具有两个打磨头12的打磨机器表 示为双头打磨机。注意，本发明可以在任何种类的打磨机上实施，该打磨机沿着由打磨半径 绘制的圆弧而从轮胎30上移除胎面32和/或底胎面材料33。传感器组件14、18 —般用于测量轮胎带束层34上方的材料的量。该材料一般包 括轮胎胎面32，但还可以包括诸如底胎面33的其他材料。可以预期，打磨机10可以包括能够测量带束层上方的材料44的量、和/或能够获得传感器和带束层之间的距离42的一个或多个传感器。举例来说，打磨机10可以包括一个或多个任意的传感器组件14、18。每 个传感器组件14、18包括传感器14a、18a。传感器组件14包括臂16，该臂16通过圆柱体 17而在接合位置与脱离位置之间旋转。传感器组件18包括可延伸臂19，其可滑动地在接 合位置和脱离位置之间平移。可以预期，可以使用任何机构来接合和脱离传感器。此外，预 期可以使用任何可用的传感器或传感器组件来实践本文中所公开的发明，这是因为所示的 传感器和传感器组件仅仅用来对本文中可行的实施例进行示例。在一个具体实施例中，如所示例的传感器14a那样，传感器可以与打磨头12成固 定关系而可操作地安装，该打磨头12可以旋转、平移或枢转。这种传感器还可以在打磨头 12打磨胎冠31之前、之后或者在打磨时，检测或测量保留在带束层34上方的材料的量。与 打磨头12成固定关系而可操作地安装表示当操作时，传感器14a位于与打磨头成恒定关系 的位置处。换言之，当打磨头12横向移动而横穿轮胎胎冠31时，传感器14a沿着固定位置 而移动至打磨头。在具有绕机械枢转点枢转的打磨头的打磨机上，传感器可以安装至枢转 部件上，当打磨头枢转时，传感器的安装座与打磨头一同移动。在具有安装在沿X-Y坐标系 移动的底座上的打磨头的打磨机上，传感器可以被安装在底座上，从而当打磨头沿X-Y坐 标系移动时，传感器的安装座与打磨头一同移动。由于打磨机10通过控制器20的控制来沿着由打磨半径绘制的圆弧对轮胎进行打 磨，由于传感器14a与打磨头12成固定关系而可操作地安装，因此本领域的一般技术人员 可容易地了解到，传感器14a的位置能够被很容易地确定。由于控制器20能够在控制打磨 头12和轮胎30的接触面积的同时，准确地确定打磨头12相对于轮胎的中心线36的位置， 因此控制器20通过使用简单的三角法和/或数学函数能够确定传感器18的位置，该传感 器18与打磨头12成可操作的固定关系。在这种方式下，控制器20能够确定多个横向位置 中的每一个位置，它从这些横向位置上从传感器14a接收信号。通过类似的方式，由于轮胎的角度旋转通过控制器20来控制，并且传感器14a的 位置已知，因此控制器20能够确定绕轮胎旋转轴线的每个角度位置，在所述每个角度位置 下，控制器接收来自传感器14a的信号。旋转轴线是轮轴的中心。角度位置可以通过任何所 需的坐标系而被量化，例如极坐标系。在极坐标系中，角度位置参考极轴而用度数来测量， 所述极轴水平延伸穿过轮胎的旋转轴线。参考图9，极轴则延伸穿过测量位置3和9。测量 是从原点(轮轴中心)和测量位置3之间的线段开始而沿逆时针方向进行的。因此，测量 位置3是0度，测量位置12是90度，测量位置9则是180度，并且测量位置6则是270度。 进一步地，6点钟位置则等于从极轴开始的270度的极角。因此，根据上述方法，轮胎可以手 动定向或通过打磨机10而自动定向，这是因为每个胎冠层测量的角度位置是已知的。还预计到，传感器可以独立于打磨头12，和/或可以位于独立于或不同于打磨机 10的装置或者机器上，所述传感器通过传感器组件18和传感器18a来进行示例。在这种结 构中，传感器18a可以保持在固定的横向位置上，该横向位置是可调的，以将传感器18a置 于沿着轮胎胎冠31的任何横向位置上，或者例如伺服装置能够移动传感器18a并使其横穿 轮胎胎冠31，以将关于相对于轮胎的中心线36的传感器位置的输入提供到控制器20中。 这样的装置是已知的并且在美国专利第6，386，024号中完整地描述过。由于传感器18a位 于相对于轮胎30和打磨机10的特定已知位置，并且因为轮胎30的角度位置是由控制器20来进行控制，因此控制器20能够确定轮胎周围的每个胎冠层测量的每个角度位置，如前段所述，从每个角度位置上，控制器20接收来自传感器18a的信号。选择性地，在其他实施方式中，传感器可以是一系列单独感应装置，其与旋转的轮 胎以固定关系而安装。例如，第一感应装置可以安装在中心线36上的胎冠的上方，第二和 第三感应装置可以安装在第一感应装置的任一侧的固定距离处等等。这一系列感应装置是 传感器(感应装置的集合)的示例性实施例，该传感器从横穿轮胎胎冠的一部分的多个横 向位置(每个感应装置的位置)中的每一个位置处提供信号，传感器检测横穿轮胎胎冠的 横向路径。传感器14a、18a—般径向地位于胎冠31上方或者外侧，并且可以位于或者可以不 位于轮胎胎冠31上方的偏移距离40处。传感器14a、18a可以包括用于测量传感器14a、 18a和带束层34之间的距离的超声的、磁性的或者感应的近程式传感器。然而，预期的可以 使用任何其他类型的传感器，包括那些能够定位有色金属绳材料的传感器。对于单头打磨 机，单一传感器可以与单一打磨头12相关联。双头打磨机可以包括两个传感器，每个传感 器与其中一个打磨头12相关联。传感器14a、18a根据传感器14a、18a和轮胎带束层34之间的距离42而产生信号 响应。信号响应可以由数值表示，该数值可以代表电流、电压、电阻或者信号响应的其他任 何特性。最终，信号通过输入/输出(I/O)电缆26传送至可编程逻辑控制器20来进行评 估和处理。控制器20将接收到的信号解释为带束层32和每个传感器14a、18a之间的距离。 如果传感器与胎冠31实质接触，信号一般表示带束层34上方的材料厚度，由于从胎冠31 上移除了材料，因此所述胎冠可以包括胎面32或底胎面33。如果传感器是从胎冠31处的 偏移距离，则带束层34上方的材料等于传感器测量得到的距离减去偏移距离40。不受限制 地，信号还可以通过无线通信传送至控制器20，诸如但不仅限于通过红外线信号或者无线 电频率、通过一条或多条电缆，包括但不限于光纤或者本领域一般技术人员已知的任何其 他方法或者方式。可编程逻辑控制器20 —般接收来自传感器14a、18a的信号响应，从而监控并且帮 助控制从轮胎30上移除的材料的量。在已知的方式中，控制器20操纵打磨头12和/或轮 胎30，从而打磨头12沿由打磨半径绘制的圆弧接触并且打磨轮胎30。在本发明的特定实 施例中，控制器20还将接收自传感器18的信号解释为在胎冠表面和带束层34之间的测量 得到的距离。在特定实施例中，控制器20可以使用信号-距离函数或者表格(即，如图7所示 的信号响应曲线38，从而将信号响应转化为相应的距离，例如在2007年3月29日提交的 PCT申请PCT/US07/65522中公开的信号响应曲线，该申请通过引用全部并入本文。控制器 20包括逻辑处理器21，其可以是微处理器；记忆存储装置22，例如RAM (随机存取存储器)、 ROM(只读存储器)、raOM(可编程只读存储器)；以及至少一个输入/输出(I/O)电缆26， 用于与打磨机10通信。此外，控制器20可以包括I/O槽23，其用于容纳具有I/O电缆连接 器27的I/O卡。操作者可以使用用户界面28来监控传感器测量和编程，或者控制或指引 控制器20和打磨机10的操作，其包括执行如下详述的与确定新的或校正的打磨半径原点 位置相关的每个步骤和方法。用户界面28和控制器20可以通过I/O电缆27通信。还预期控制器20、用户界面28和打磨机10之间可以存在无线通信。 一般地，控制器20可以通过任何已知的图形或者文字语言进行编程。程序指令、 数据、输入和输出可以存储在记忆存储装置22中，其可以访问至处理器21。具体而言，与本 文公开的方法相关的程序指令可以存储在记忆存储装置中并且通过处理器21执行。记忆 装置22可以包括任何商业化的已知存储装置，例如硬盘驱动器、光学存储装置、闪存等。处 理器21执行程序指令并且可以进行距离计算和测量，并且执行与本文公开的方法有关的 指令和其他在本文中讨论的操作。记忆存储装置22还存储输入、输出和其他信息，例如在 进行操作时处理器19使用的表示信号响应曲线38的函数和表格。除了进行距离转化和测 量之外，控制器20还可以被编程，以基于接收到的输入来产生信号响应曲线38，该信号响 应曲线38还可以表示为表格39。参考图6和图7，控制器20可以利用信号响应曲线38而将从每个传感器14a、18a 接收到的信号响应转化为距离。信号响应曲线38 —般是传感器14a、18a和带束层34之间 的距离42的函数，并使信号响应与距离相关。信号响应曲线38可以作为函数或者作为表 格存储在记忆存储装置22中。处理器21使用所需的信号响应曲线来确定对应于接收到的 信号的距离。更加具体地，在示例性实施例中，由表示信号响应曲线38的函数来确定距离，该 函数可以是线性的或者非线性的。在另一实施例中，由表格39来确定距离，该表格39表示 信号响应曲线38，所述距离通过以下方式确定从表格中对与接收到的信号响应数值最接 近的两个信号响应进行定位，然后获得两个信号响应与它们相应的距离之间的线性关系。 从线性关系中来确定接收到的信号响应的距离。线性关系可以包括线性函数，或者可以基 于接收到的信号相对于选自表格的两个点之间的范围而得到的百分比或者比率。偶尔，如 果接收到的信号响应大致等于表格39中的信号响应，那么相应的距离就可以表示接收到 的信号响应的距离。因为不同轮胎之间的信号响应可能会不同，因此在示例性实施例中可以提供多个 信号响应曲线38，其中每个信号响应曲线38代表一个轮胎或者具有共同轮胎特性的多个 轮胎，所述轮胎特性例如轮胎尺寸、形状、结构、制造商或者品牌或者胎面轮廓。因此，为了 更准确地控制材料测量和移除，处理器21基于已知的轮胎特性，或者基于从操作者获得的 某些信息或者指令来选定信号响应曲线38。信号响应曲线38，作为函数或者作为表格39， 一般地存储在记忆存储装置22中并且由处理器21使用，从而根据反应上述方法的程序指 令来确定距离。传感器18可以用来在横穿至少一部分轮胎胎冠的多个圆周和横向位置上检测胎 冠层，亦即胎面32和/或底胎面33，并在打磨头12每次打磨横穿之前、之中或之后，在每个 所述位置上测量传感器14a、18a和带束层34之间的距离。当制备用于翻新的轮胎时，希望 具有最小的并大致一致的保留在带束层34上方的胎面和/或底胎面厚度。 已经发现，甚至在将轮胎打磨至预定胎冠半径之后，仍可能会保持有已打磨的胎 冠层厚度的不一致。厚度的不一致可能是多种来源引起的，例如举例来说，轮胎制造和固化 工艺中的不一致、打磨的不一致、轮胎安装和充气技术、安装轮胎的轮辋的种类以及重力。 带束层34的不一致还可能与胎面和底胎面厚度的增加相符合。例如，较厚的胎面和/或底 胎面可能限制了带束层膨胀，并导致了较小的局部带束层直径，反之亦然，这是假设了轮胎的外直径大致是一致的。如前所述，由于安装轮胎的轮胎轮辋的原因可能会导致不一致。在翻新工艺的应用当中，轮胎通常安装在可膨胀轮辋上。可膨胀轮辋50总体上包括多个区段52，每个区段 都延伸和缩回，以快速和轻易地安装和拆卸轮胎。因此，轮辋50可以能够接受预定范围的 轮胎尺寸。多个区段52总体上通过橡胶带来在外形上得以保持，所述橡胶带环绕轮辋的外 圆周而延伸。所述橡胶带迫使这些区段径向向内并使其进入到缩回状态。如图9和11所 示，当想要接合轮胎时，这些区段被迫向外反抗橡胶带的束缚，来接合轮胎胎边。当轮胎待 被安装或拆卸时，多个区段缩回成如图12所示的样子。如图2所示的传统的(非可膨胀 式)轮辋54无法膨胀或缩回，取而代之地，则需要通过操控胎边来越过轮辋凸缘而安装轮 胎。预期到，轮胎30的打磨可以由一台机器来执行，同时轮辋50的分离和重新接合可以由 第二台机器来执行。可膨胀轮辋50所导致的不一致可能与轮辋50周围的区段52的不一致的延伸有 关。这种区段的不一致可能由于机器磨损和重力影响而产生。当橡胶带轮转时，它可以被 拉伸从而丧失某些弹性。因此，橡胶带可能会松弛并且不一致地来约束区段52，这可能会 导致可变的接合。此外，由于顶部区段与静止的轮胎相接触或者至少更靠近地接合静止轮 胎，亦即，非接合的轮胎大体如图2所示的那样从顶部区段悬挂，因此顶部区段在底部区段 之前来接合轮胎30可能导致不一致的产生。最后，区段52抵靠轮胎的接合可能会不一致 或者是非同心的。这可能会导致轮胎的不一致，或者它可以校正轮胎的不一致，例如举例来 说，当最大厚度位于6点钟的位置的时候。在本发明的特定实施例中，轮胎可以在首次打磨 之前的充气过程中旋转，其目的是为了在轮胎被打磨至预定胎冠半径之前，避免、减少或校 正带束层和胎面/底胎面的任何不一致，并且最终避免或减少如本文所公开的那样采取校 正步骤和重新打磨轮胎的必要。当轮胎被打磨至预定胎冠半径之后，所述轮胎可以被一个或多个传感器14a、18a 进行扫描和测量，以确定带束层34和传感器14a、18a之间的最大距离，或者是确定已打磨 的胎冠层的最大厚度。机器10还可以获取最大距离的位置，或其它任何已测量的位置，亦 艮口，绕轮胎旋转轴线的最大或已测量位置的角度位置。预期到，这种测量可以通过手工来进 行，并且不管轮胎是否加压。如上所述，已打磨的胎冠层厚度可以这样确定从偏移距离40 亦即传感器和胎冠表面之间的距离中，减去带束层34和传感器14a、18a之间的距离。因此， 如图10所示，当偏移距离40在整个测量过程中保持不变时，带束层和传感器之间的最大距 离则与已打磨的胎冠层的最大厚度相符合。当测量轮胎的时候，绕轮胎的圆周采取了多个测量。在一个实施例中，这些测量 沿着单一的圆周进行，亦即沿着位于正交于车轮/轮胎组件的旋转轴线的平面内的圆周路 径，例如沿着轮胎胎冠中心线(亦即沿着轮胎中心线36处的胎冠31)。还预期到，还可以沿 着各个离散的圆周路径或位置、和/或横向位置来进行测量。还可以在轮胎旋转并且传感 器横向移动并横穿轮胎胎冠31的时候进行测量。所述圆周和/或横向位置可以通过特定增 量来获取，或可以随机获取。可以在轮胎最终被打磨至预定胎冠半径之后来进行测量，或者 在轮胎正在被打磨至预定胎冠半径的同时进行测量，这种同时的测量减少了附加工序。测 得信号的位置的数量可以随着情况所定而广泛变化。例如，相对于可膨胀轮辋的每一区段， 可以进行一个或多个测量。
在一个实例当中，如图9所示，可以沿着轮胎胎冠的圆周进行十二(12)个测量，其中每个测量位置对应于可膨胀轮辋50的十二(12)个区段52。图10所示的表格提供了当 每个信号按照如上所述的方式进行解释之后，在十二(12)个位置中的每一个位置上取得 的测量值。为了提供更可靠的数据，可以沿着多个圆周位置的每一个的横向路径来进行测 量，以提供每个圆周位置的平均测量值。在检查这些测量值之后，将确定最大厚度并将其定向在相对于轮胎/车轮组件的 旋转轴线的270度极角的位置。对于图10的表格，最大测量值是在位置3得到的。因此， 如图11所示，接着旋转轮胎，以将最大距离位置定向在相对于轮胎极轴的270极角位置。 该定向可以由如上所述的机器来执行，或者由操作者来手动执行。如上所述的270度极角 位置是6点钟位置，或者是轮胎上最低或者最靠近地面的角度位置。将最大距离位置定向 在270度极角位置之后，可以将轮胎放气。如果轮胎安装在可膨胀轮辋上的话，在图12所 示的本发明的特定实施例中，通过缩回并接着延伸区段52以接合轮胎30，轮辋50可以与轮 胎30分离并接着与轮胎30重新接合。分离和重新接合位于270度极角位置的轮胎30的 目的在于，允许重力来校正带束层34和胎冠层的任何不一致，并将已打磨的胎冠层的相对 应的加厚部分暴露出来，以用于随后的打磨。接下来，轮胎在没有旋转的状态下进行充气， 同时最大距离位置保持在270的极角位置。最后，轮胎在之前的打磨半径下、或者在新的打 磨半径下重新打磨。如果除了在最大距离位置处移除过多的材料之外，已打磨的胎冠层被 确定太厚以及需要从整个层上面移除额外的材料的话，那么则可能需要新的打磨半径。预想到，多个位置可以包括多个最大距离位置。在这种情形下，多个位置中的任何 一个可以定向至270度的极角位置。在该选择性方案中，可以在多个位置之中确定平均位 置，或者可以用最小距离位置来确定待被定向至270度极角方位的位置。例如，最小距离位 置可以与多个最大距离位置的其中一个相对，或相差180度。在该实例中，与最小位置距离 相对的最大距离位置可以被定向至270度极角位置。本发明的特定实施例可以包括评估已打磨的胎冠层的最大厚度是否从剩余的测 量值发生了足够的偏移，以进行上述讨论的校正作业。已打磨的胎冠层可以这样评估通过 将最大厚度减去最小底胎面层厚度，如图10所示，并确定该差值是否大于或小于预定阈值 或公差，亦即是否处在标准偏差限度内。然而，也可以采用其它技术来量化和/或确定保留 在轮胎周围的带束层上方的材料的厚度有多少或者其标准偏差，并且确定该偏差是否在可 接受范围内。如果确定了最大厚度和最小距离之间的差值超过了预定阈值，那么将会采用 减少最大厚度的校正作业和方法。然而，如果所述差值低于阈值的话，或者处在标准偏差限 度内，那么可以认为底胎面层是一致的，从而可以避免校正作业。虽然本发明参考其特定实施例进行描述，但应了解该描述是以示例的方式而不是 限制的方式。因此，本发明的范围和内容仅仅通过所附权利要求的条款进行限定。
权利要求
一种对已打磨的轮胎胎体的胎冠层不一致进行校正的方法，所述方法包括以下步骤通过已打磨的胎冠层来在轮胎胎体周围的多个位置上测量距离；从在所述轮胎胎体周围的所述多个位置上已测量的距离中，识别最大距离位置；利用在270度极角位置定向下的所述最大距离位置来对所述轮胎胎体进行充气；以及对所述轮胎胎体进行打磨。
2.如权利要求1所述的对已打磨的轮胎胎体的胎冠层不一致进行校正的方法，其中所 述测量步骤包括以下步骤接收来自传感器的信号响应，所述信号响应根据所述传感器和所述轮胎胎体中的带束 层之间的距离而产生；从所述信号响应中确定所述轮胎胎体周围的多个位置下的所述传感器和所述带束层 之间的距离。
3.如权利要求1所述的方法，其中所测量的距离是已打磨的胎冠层的厚度。
4.如权利要求1所述的方法，还包括在执行充气步骤之前，将所述最大距离位置从所述轮胎的极轴定向至所述270度极角位置。
5.如权利要求1所述的方法，还包括从在所述轮胎胎体周围的所述多个位置上已测量的距离中，识别最小距离位置。
6.如权利要求4所述的方法，还包括计算所述最大距离和所述最小距离之间的差值； 将所述差值与阈值相比较；以及如果所述差值大于所述阈值的话，则执行所述充气和打磨步骤。
7.如权利要求1所述的方法，还包括 将所述轮胎胎体放气；在所述最大距离位于所述270度的极角位置的同时，将可膨胀轮辋从已放气的轮胎胎 体中分离出来；以及在对所述轮胎胎体进行充气的步骤之前，重新将所述可膨胀轮辋与所述已放气的轮胎 胎体相接合，同时使所述最大距离位于所述270度的极角位置。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述打磨步骤包括在打磨半径下对所述轮胎胎体 重新进行打磨。
9.一种计算机程序产品，其包括存储在计算机可读存储介质上的指令，执行所述计算 机程序产品来对已打磨的轮胎胎体的胎冠层不一致进行校正，所述计算机程序包括测量指令，用来通过已打磨的胎冠层来在轮胎胎体周围的多个位置上测量距离； 识别指令，用来从在所述轮胎胎体周围的所述多个位置上测定的距离中，识别最大距 离位置；充气指令，利用在270度极角位置定向下的所述最大距离位置来对所述轮胎胎体进行 充气；以及打磨指令，用来对所述轮胎胎体进行打磨。
10.如权利要求9所述的计算机程序产品，其中测量指令包括接收指令，用来接收来自传感器的信号响应，所述信号响应根据所述传感器和所述轮 胎胎体中的带束层之间的距离而产生；确定指令，用来从所述信号响应中，确定所述轮胎胎体周围的多个位置下的所述传感 器和所述带束层之间的距离。
11.如权利要求9所述的计算机程序产品，其中所测量的距离是已打磨的胎冠层的厚度。
12.如权利要求9所述的计算机程序产品，还包括定向指令，用来在执行充气步骤之前，将所述最大距离位置从所述轮胎的极轴定向至 所述270度极角位置。
13.如权利要求9所述的计算机程序产品，还包括识别指令，其用于从在所述轮胎胎体周围的所述多个位置上已测定的距离中识别最小距离位置。
14.如权利要求13所述的计算机程序产品，还包括计算指令，用来计算所述最大距离和所述最小距离之间的差值； 比较指令，用来将所述差值与阈值相比较；以及执行指令，用来在如果所述差值大于所述阈值的话，执行所述充气和打磨步骤。
15.如权利要求9所述的计算机程序产品，还包括 放气指令，用来将所述轮胎胎体放气；分离指令，用来在所述最大距离位于从所述轮胎的极轴定向的所述270度的极角位置 的同时，将可膨胀轮辋从已放气的轮胎胎体中分离；以及重新接合指令，用来在对所述轮胎胎体进行充气之前，重新将所述可膨胀轮辋与所述 已放气的轮胎胎体相接合，同时所述最大距离位于从所述轮胎的极轴定向的所述270度的 极角位置。
16.如权利要求9所述的计算机程序产品，其中所述打磨指令包括在打磨半径下对所 述轮胎胎体重新进行打磨的指令。
17.—种从轮胎的胎冠上来打磨材料的轮胎打磨机，所述打磨机包括传感器，其提供传感器输出信号，该输出信号是所述轮胎胎冠的表面和所述轮胎内的 带束层之间的距离的函数；控制器，该控制器包括处理器和记忆存储装置，该记忆存储装置存储能够被所述处理 器执行的指令，这种可执行指令包括权利要求9所述的指令；以及 用来打磨所述轮胎的打磨头。
18.如权利要求17所述的轮胎打磨机，所述可执行指令还包括从在所述轮胎胎体圆周的周围的所述多个位置上测定的距离中，识别最小距离位置的 识别指令。
19.如权利要求18所述的轮胎打磨机，所述可执行指令还包括 计算指令，用来计算所述最大距离和所述最小距离之间的差值； 比较指令，用来将所述差值与阈值相比较；以及执行指令，用来在如果所述差值大于所述阈值的话，执行所述定向、充气和打磨步骤。
20.如权利要求17所述的轮胎打磨机，所述可执行指令还包括放气指令，用来将所述轮胎胎体放气；分离指令，用来在所述最大距离位于从所述轮胎的极轴开始的270度的极角位置的同 时，将可膨胀轮辋从已放气的轮胎胎体中分离；以及重新接合指令，用来在对所述轮胎胎体进行再充气之前，重新将所述可膨胀轮辋与所 述已放气的轮胎胎体相接合，同时所述最大距离位于从所述轮胎的极轴开始的所述270度 的极角位置.
全文摘要
用来校正已打磨的轮胎(30)胎体的胎冠(31)层不一致的方法、装置和计算机程序，所述方法步骤包括通过已打磨的胎冠层来在轮胎胎体周围的多个位置上测量距离(42)；从在所述轮胎胎体周围的所述多个位置上已测定的距离中，识别最大距离位置；利用在270度极角位置定向下的所述最大距离位置来对所述轮胎胎体进行充气；以及对所述轮胎胎体进行打磨。
文档编号B21C47/00GK101801555SQ200780100696
公开日2010年8月11日 申请日期2007年9月28日 优先权日2007年9月28日
发明者R·扬, S·曼纽尔 申请人:米其林研究和技术股份有限公司;米其林技术公司