本发明涉及轮胎胎面花纹激光雕刻系统，更详细地涉及如下的轮胎胎面花纹激光雕刻系统，即，通过映射所测定的加工对象轮胎t的当前形状信息和所要雕刻的胎面的设计三维数据dl来变换为三维立体花纹图像之后，进行激光雕刻处理，从而完成花纹轮胎，可提高形成胎面花纹的准确性和有效性。
背景技术：
通常，车辆作为借助通过所安装的轮胎与地面产生摩擦而推动的力来移动的移动机构，轮胎与地面相接触的面被称为胎面(tread)。
通过在这种轮胎胎面刻上主槽、辅助槽、其他槽及纹路来形成花纹，这被称为胎面花纹(treadpattern)，胎面花纹的最重要的功能中的一种为排水功能。
如上所述，在轮胎的胎面部所形成的胎面花纹通过多种阳角结构及阴角结构来顺畅地引导排水，起到消除水膜现象并提高抓地力和制动力的作用。
因此，若轮胎的胎面部被过度磨损或被单侧磨损，则无法正常发挥排水功能，有可能因水膜现象而导致发生危险，使车辆的雨天抓地力和制动力也下降。
另一方面，轮胎的胎面花纹主要使用在无纹轮胎的胎面部进行雕刻(carving)的方法和通过制造模具来形成花纹的方法。
其中，雕刻方式为如下方式，即，在将轮胎安装在轮之后，通过沿着水平方向将组装有轮胎的轮安装在轮胎雕刻架子来固定轮胎，之后利用刀刃等来在胎面部雕刻花纹。
但是，如上所述的胎面花纹雕刻方式存在精密度下降、所需时间长的问题。
另一方面，模具方式为如下的方式，即，在制造雕刻有胎面花纹的模具之后，向模具内插入无纹轮胎，之后通过加工来在胎面部形成纹路和槽。
但是，这种方式存在如下的问题，即，在需要修改胎面花纹的情况下，需废弃已设计的模具并重新制造模具，即使正常使用现有模具，也许修改已设计的花纹，因而制造费用高、繁琐、所需时间长。
因此，雕刻方式主要在为了进行实验或胎面测试而以研究为目的来进行小规模生产时使用，模具方式在胎面花纹最终完成并可进行大量生产的状态下使用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：韩国专利授权号第10-0365962号(2002年12月11日)“胎面花纹雕刻装置”
技术实现要素：
要解决的问题
本发明用于解决如上所述的现有技术思想中的诸多问题，本发明的目的在于提供如下的轮胎胎面花纹激光雕刻系统，即，通过映射所测定的加工对象轮胎t的当前形状信息和所要雕刻的胎面的设计三维数据dl来变换为三维立体花纹图像之后，进行激光雕刻处理，从而完成花纹轮胎，可提高形成胎面花纹的准确性和有效性。
解决问题的方案
作为实现如上所述的目的的方案，本发明提供如下的轮胎胎面花纹激光雕刻系统，即，本发明的轮胎胎面花纹激光雕刻系统包括：导轨；架子，可沿着上述导轨移动；固定托架，以可倾斜的方式设置于上述架子的垂直部；加工对象轮胎，轴固定于上述固定托架，以可借助马达自旋转的方式设置；形状检测传感器，以留有间隔的方式设置于上述加工对象轮胎的周围，用于检测加工对象轮胎的形状；以及加工单元，在加工对象轮胎的表面雕刻以符合通过上述形状检测传感器检测的加工对象轮胎的形状的方式照射激光束来设计的胎面。
在此情况下，上述形状检测传感器以可相对于加工对象轮胎出没的方式设置，上述加工单元以可相对于上述加工对象轮胎升降的方式设置。
并且，上述加工单元包括：动态扩束发射机(dbet，dynamicbeamexpandertransmitter)，用于调节激光的焦点；电流计马达组，用于沿着x、y轴方向调整用于反射引导激光的镜子；远心透镜(telecentriclenz)，用于向加工对象轮胎的雕刻区域引导激光；控制板，用于控制雕刻位置。
并且，上述动态扩束发射机可通过调节激光束的弯曲角度来改变聚焦在加工对象轮胎的焦点距离。
并且，优选地，上述控制板可包括用于生成雕刻用三维数据的数据处理部，上述控制板利用从在上述数据处理部处理的雕刻用三维数据抽取的雕刻数据和从在转动加工对象轮胎的马达所安装的编码器读取的加工对象轮胎的当前位置数据来控制电流计马达组及动态扩束发射机的驱动。
发明的效果
根据本发明，可获得如下的效果。
第一，由于在通过利用传感器测定所要雕刻的轮胎的形状之后以符合轮胎形状的方式改变最初设计的胎面花纹来进行雕刻，因而可实现精密的胎面雕刻。
第二，由于模具方式的量产轮胎需花费很多模具制造费用，因而并不适用于以实验用进行少量生产的方式，但是，利用激光的雕刻方式可减少模具制造费用。
第三，现有方式的轮胎开发需利用切割器人工雕刻胎面，因而需由熟练工进行作业并将花费很多时间和费用，不仅如此，还使精密度下降，但若利用激光，则可缩短时间、无需熟练工，可提高精密度。
第四，卡车用大型轮胎因其表面坚硬、雕刻量大，因而很难人工进行雕刻，但若利用激光，则可更轻松、快速、有效地进行雕刻。
附图说明
图1为本发明的轮胎胎面花纹激光雕刻系统的例示性的立体图。
图2为构成本发明的轮胎胎面花纹激光雕刻系统的加工单元的例示性的结构框图。
图3为示出利用本发明的轮胎胎面花纹激光雕刻系统来进行雕刻时的胎面花纹生成例的例示图。
图4为示出利用本发明的轮胎胎面花纹激光雕刻系统来进行雕刻的作业例的例示图。
图5为示出本发明的轮胎胎面花纹激光雕刻系统中的激光束的弯曲角度调节例的例示图。
图6至图7为部分示出利用本发明的轮胎胎面花纹激光雕刻系统来进行雕刻时的激光束的处理例的例示图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施例进行更详细的说明。
在对本发明进行说明之前，以下的特定结构及功能性说明仅属于以说明基于本发明的概念的实施例为目的而例示的，可通过多种实施方式实施基于本发明的概念的实施例，在本说明书中说明的实施例不应以限定性的实施例来解释。
并且，可对基于本发明的概念的实施例施加多种变形，可具有多种实施方式，因而将在附图中示出特定实施例并在本说明书中进行详细说明。但是，这并不意味着基于本发明的概念的实施例限定于特定的公开实施方式，应理解为本发明包括本发明的思想及技术范围内的所有变形技术方案、等同技术方案及代替技术方案。
如图1所示，本发明的轮胎胎面花纹激光雕刻系统包括一对导轨100。
上述导轨100在作业空间的地面上沿着y轴方向排列设置，在上述导轨100上安装可沿着上述导轨100滑动的架子200。
在此情况下，上述架子200为包括具有x-y水平面的水平部202和具有y-z垂直面的垂直部204的大致呈
并且，在上述架子200的垂直部204固定可通过托架轴220旋转的大致呈
在此情况下，虽然未图示，但可在架子200的垂直部204外侧面设置马达等的驱动单元，以便能够转动上述托架轴220，以可使固定托架210朝向左侧或右侧倾斜的方式进行精密控制。
而且，在上述固定托架210以可通过马达等的驱动单元进行旋转的方式轴固定加工对象轮胎t。
在此情况下，上述加工对象轮胎t意味着轮胎安装在轮上的状态，轴固定的部分为轮部分。
因此，上述加工对象轮胎t可借助沿着导轨100移动的架子200来沿着导轨100的长度方向(y轴)移动，不仅如此，还可在原地自旋转360度，由此，可进行轮胎的宽度方向雕刻，并且，随着托架轴210的旋转移动，还可使在轮胎的宽度方向两侧按规定曲率倾斜的边缘部分也处于可进行雕刻的状态。
况且，由于架子200的移动可使移动幅度变大，在需要大幅度移动的情况下，例如，以仅用于大型轮胎等来理解，则便于理解。
并且，在上述加工对象轮胎t的周围，例如在正上方，隔着间隔设置有形状检测传感器300。
上述形状检测传感器300在作为z轴的光轴(激光)上得到整列，可沿着y轴方向移动。
在此情况下，可使上述形状检测传感器300前进或后退的单元可采用公知的多种单元，例如，可采用包括液压缸、气压缸在内的lm引导件、滚珠螺杆等多种。
不仅如此，形状检测传感器300也采用公知的传感器，可形成多种形态，其中之一有视摄像仪。
上述形状检测传感器300用于对加工对象轮胎t进行自动检测，即，对未形成胎面花纹的轮胎的宽度、曲率等项目进行自动检测，在进行雕刻之前启动并进行检测，换句话讲，对轮胎的外观进行测定，若结束测定，则沿着y轴方向后退，以便在照射激光时不挡住雕刻区域。
而且，在上述形状检测传感器300的上侧设置与上述形状检测传感器300隔开间隔的加工单元400。
上述加工单元400可通过利用公知的驱动单元来沿着上下方向(z轴)调节高度，尤其，如图2所示，包括：动态扩束发射机410，用于调节激光的焦点；电流计马达组420，用于沿着x轴方向及y轴方向调整激光；远心透镜430，用于向雕刻区域引导激光；以及控制板440，用于准确控制雕刻位置。
在此情况下，上述动态扩束发射机410为通过调节激光束的弯曲角度来调节焦点距离的单元，即，调节从远心透镜430到加工对象轮胎t的表面为止的z轴方向距离。
在此情况下，上述激光可在不使轮胎的胎面物性产生改变的情况下在轮胎雕刻花纹，因而可不受限制。
通过这种动态扩束发射机410的调节来调整激光束的厚度，由此，使得通过远心透镜430的激光束的弯曲角度变得不同，因而焦点的位置必然变得不同，从而可使得雕刻在加工对象轮胎t的胎面深度变得不同。
更具体地，图5的(a)部分示出焦点距离短的情况，图5的(c)部分示出焦点距离长的情况，图5的(b)部分示出焦点距离在图5的(a)部分情况与图5的(c)部分情况之间的情况。
例如，在动态扩束发射机410的内部设置有位置被固定的凸透镜和可移动的凹透镜，以如图5的(b)部分所示的在凹透镜和凸透镜准确维持规定距离时的焦点f为基准，若以如图5的(a)部分所示的方式来使得凹透镜向凸透镜移动来使距离变得更近，则激光束l无法射到很远，因而焦点f形成在离凸透镜近的位置，从而使得弯曲角度变大，若以如图5的(c)部分所示的方式来使得凹透镜远离凸透镜，则激光束l可射到很远，因而焦点f形成在离凸透镜远的位置，从而使得弯曲角度变小。
因此，通过利用这种特性来调节弯曲角度，从而可使得雕刻在加工对象轮胎t的胎面深度变得不同。
不仅如此，上述电流计马达组420为可利用作为对非常小的电流或电压产生反应的机构的电流计(galvanometer)来调节非常微细的距离移动或旋转移动的单元。
这种电流计马达组420分别具有镜子422，通过调节上述镜子422的角度来将沿着水平方向直线进入的激光束l的角度转换为垂直方向，并通过远心透镜430来调节照射到加工对象轮胎t的加工表面的位置。
如上所述的电流计马达组420的调节可通过上述控制板440来形成微细调节，如图4所示，对于胎面的形状，尤其对于深度而言，通过使激光束l在形状范围内左右往复，来加工成所需的深度。
当然，在此情况下，动态扩束发射机410也可通过上述控制板440来进行控制，从而改变焦点f。
而且，上述远心透镜430为与透镜对象物的位置无关地始终使激光束l沿着垂直方向照射来进行雕刻的透镜。
因此，以普通透镜为例，如图5所示，激光束l直接通过，因而在对加工对象轮胎t的胎面进行加工时将产生死角，但若使用本发明的远心透镜430，则几乎不会产生如图6所示的死角。
这是因为，根据远心透镜430的特性，通过该透镜的光(包括激光)不具有垂直性。
并且，上述控制板440利用从在数据处理部442处理的雕刻用三维数据抽取的雕刻数据和从在转动加工对象轮胎t的马达m所安装的编码器444读取的加工对象轮胎t的当前位置(旋转、方向等)数据来控制上述的电流计马达组420及动态扩束发射机410的驱动。
在此情况下，如图3所示，上述数据处理部442通过映射在上述形状检测传感器300测定的加工对象轮胎t的当前形状信息和所要雕刻的胎面的设计三维数据dl来生成胎面雕刻用三维数据pl。
若由此生成胎面雕刻用三维数据pl，则控制板440通过对上述胎面雕刻用三维数据pl和从编码器444接收的加工对象轮胎t的当前位置信息进行组合来抽取控制所需的雕刻数据dat。
因此，若抽取上述雕刻数据dat，则即可成为可进行雕刻的状态。
为了助于理解，参照以下参照图来更具体地进行说明。
参照图
首先，t0、t1、t2、t3、t4为加工对象轮胎t的实测位置，通过实测这些位置来获得样条曲线，即tz＝f1(ty)。在此情况下，ty为样条曲线上的轮胎的y轴坐标值、tz为样条曲线上的轮胎的z轴坐标值，以y-z表示坐标的原因是为了与上述系统保持一致。
在此情况下，dl为所要雕刻的胎面的设计三维数据dl，上述曲线图用于说明通过映射设计三维数据dl来生成胎面雕刻用三维数据pl的过程。
而且，s为所要求得的点，l1为平面上的到s为止的距离，l2为曲线f1(ty)上的与l1相同的距离，l2的位置为t。
并且，以平面设计的dl上的与s相关的y轴坐标值为sy，样条曲线中的t的y轴坐标值为ty，t的z轴坐标值为tz。
利用l1的sy值和l2的ty值的关系(样条曲线)来求得ty＝f2(sy)。
进而，由于可通过tz＝f1(ty)来根据ty值求得tz值，因而可求得t的坐标值(ty,tz)。
综上所述，可通过ty＝f2(sy)、tz＝f1(ty)来将平面设计的3d数据映射成实测的雕刻用三维数据。
以如上所述的方式构成的本发明具有如下的工作关系。
首先，为了利用激光对加工对象轮胎t进行胎面雕刻，向数据处理部442加载胎面被设计的设计三维数据dl。
在此状态下，在架子200上安装加工对象轮胎t。
接着，驱动形状检测传感器300来对加工对象轮胎t进行扫描，从而生成加工对象轮胎t的加工面等的形状信息。
之后，向数据处理部442发送所生成的形状信息。
由此，若接收到形状信息，则数据处理部442通过映射设计三维数据dl和形状数据来生成要实际雕刻的胎面雕刻用三维数据pl。
由此，若完成雕刻准备，则控制板440为了确认加工对象轮胎t的位置信息而从设置于架子200的加工对象轮胎t旋转用马达m及编码器444接收加工对象轮胎t的当前位置信息。
在轮胎不旋转的情况下，只要找到在平面上以曲线映射的位置则可轻松解决，但在本发明中，由于轮胎以规定的速度旋转，因而在向相应位置照射激光的瞬间进行旋转，因而将产生在所需位置之外产生雕刻的问题。因此，以反映这种旋转变数的方式照射激光来达到在准确的位置进行雕刻。
从上述胎面雕刻用三维数据pl和加工对象轮胎t的当前位置信息抽取雕刻数据dat。
若完成雕刻数据dat的抽取，则驱动各个装置并照射激光束l，来以符合胎面花纹的方式在加工对象轮胎t的表面形成胎面。即，雕刻胎面。
如上所述，由于本发明在自动检测设计信息和轮胎的当前状态之后从相互组合的信息中得到实际控制所需的信息，因而可雕刻非常精致、准确的胎面形状，由于可通过机器来完成，因而具有作业速度快、便捷的优点。尤其，无需由熟练雕刻工来完成。
附图标记的说明
100：导轨200：架子
300：形状检测传感器400：加工单元