使用渐进烧蚀的均匀性校正的制作方法
【专利说明】
[0001] 优先权要求
[0002] 本申请要求于2012年11月30日提交的名称为UniformityCorrectionUsing ProgressiveAblation的PCT申请系列号PCT/US12/67198的优先权效益，将其通过引用并 入本文。
技术领域
[0003] 本公开一般地涉及用于改进轮胎均匀性的系统和方法，更具体地涉及用于通过沿 着在硫化轮胎中的轮胎胎圈位置将材料选择地移除而改进轮胎均匀性的系统和方法。
【背景技术】
[0004] 轮胎的非均匀性涉及轮胎的某些可量化特征的相对于轮胎的旋转轴的对称性 (或缺乏对称性）。很遗憾，传统的轮胎建造方法具有在轮胎中产生非均匀性的许多机会。 在轮胎的旋转过程中，在轮胎结构中出现的非均匀性在轮轴处产生周期性变化的力。当这 些力变化作为明显的振动被传递到车辆和车辆乘员时，轮胎的非均匀性是重要的。这些力 通过车辆的悬架传递并可以在车辆的座位和转向盘中感觉到，或作为噪音在乘客舱内传 播。传递给车辆乘员的振动量已经被归类为轮胎的"行驶舒适"或"舒适"。
[0005] 轮胎均匀性特征或特性通常被归类为尺寸或几何形状的变化（半径偏差（RR0)和 侧向偏差（LR0))、质量变化以及轧制力变化（径向力变化、侧向力变化和切向力变化）。均 匀性测量机经常在轮胎围绕其轴旋转时通过测量在该轮胎周围的许多点处的力来测量上 述和其它均匀性特征。
[0006] -旦轮胎均匀性性被识别，则校正程序就可以能够通过对制造流程的调节来获得 一些均匀性。一些均匀性在制造流程中可能难以校正，因此需要附加的校正程序来校正硫 化轮胎的其余非均匀性。可利用许多不同的技术，包括但不限于向硫化轮胎添加和/或移 除材料和/或使硫化轮胎变形。
[0007] -种用于校正轮胎非均匀性的已知技术是沿着轮胎的胎圈部分使用烧蚀。例如， 共同转让给本公开的受让人并通过引用并入本文用于所有目的的美国专利申请公开号 No. 2012/0095587公开了沿着轮胎的胎圈部分上的各个轨迹使用激光烧蚀，例如沿着轮胎 的胎圈座区域、下轮缘区域和上轮缘区域。特别地，胎圈的烧蚀图案被计算来减小至少一个 均匀性参数的一个或多个谐波的量值。沿着轮胎的胎圈部分的材料然后使用经计算的激光 烧蚀图案选择地被移除。
[0008] 计算烧蚀图案以校正例如侧向力变化的某些均匀性参数和其它均匀性参数等可 能是困难的。例如，通常不存在估计烧蚀图案以通过分析所收集的均匀性数据而对于轮胎 的顺时针旋转和逆时针旋转来校正侧向力变化的分析方法。相反，通常要求数值解法来估 计烧蚀图案以对于顺时针旋转和逆时针旋转两者来校正侧向力变化。考虑到导致侧向力变 化的复杂组分以及当以顺时针方向和逆时针方向旋转轮胎时侧向力变化的不同，使用数值 解法来估计烧蚀图案可能需要大量的计算资源。
[0009] 另外，现有的烧蚀图案计算技术通常同时估计沿着轮胎的胎圈的多个轨迹的烧蚀 图案，例如沿着胎圈区域、下轮缘区域和上轮缘区域的轨迹的烧蚀图案。这可能要求使用复 杂的非线性方案技术来计算多个参数（例如，确定三个轨迹的烧蚀图案的六个参数），导致 计算资源和计算时间的增加使用。计算时间在轮胎制造装置中可能是关键的，因为当下一 个轮胎到达时，烧蚀机需要准备处理该下一个轮胎。
[0010] 因此，对于用于计算烧蚀图案以校正侧向力变化和其它均匀性参数的改进的系统 和方法存在需要。可以减少计算时间以及轮胎的总烧蚀时间和总烧蚀的系统和方法是特别 有用的。
【发明内容】
[0011] 本发明的方面和优点部分地在以下描述中提出，或通过该描述可以是显而易见 的，或可以通过对本发明的实践来了解。
[0012] 本公开的一个实施例方面涉及一种用于减小在硫化轮胎的均匀性参数的量值的 方法。该方法包括对于沿着轮胎的胎圈的多个轨迹至少部分地基于该多个轨迹的敏感度数 据来确定烧蚀顺序。该方法进一步包括使用计算装置根据烧蚀顺序渐进地确定一个或多个 烧蚀图案，以减少轮胎的均匀性参数的量值。该方法进一步包括根据一个或多个烧蚀图案 将材料从轮胎的胎圈选择地移除。
[0013] 在本公开的该实施例方面的特定实施方式中，一个或多个烧蚀图案根据由烧蚀顺 序所限定的渐进方案渐进地确定。渐进方案具有一个或多个阶段。渐进方案的每个阶段与 由烧蚀顺序所指定的多个轨迹中的一个关联。对于渐进方案中的每个阶段，该方法可以包 括确定烧蚀图案以减小均匀性参数的量值，以及确定由烧蚀图案产生的估计均匀性参数量 值。一个或多个烧蚀图案可以根据渐进图案渐进地确定，直至估计均匀性参数量在预定阈 值以下。
[0014] 本公开的另一个实施例方面涉及一种用于减小硫化轮胎的均匀性参数的量值的 均匀性校正系统。该系统包括轮胎被配置为牢固地安装在其上的轮胎夹具以及被配置为提 供安装到轮胎夹具的轮胎的烧蚀的烧蚀装置。烧蚀装置被配置为在轮胎的烧蚀过程中围绕 轮胎旋转。该系统进一步包括连接到烧蚀装置和轮胎夹具的计算机控制系统。计算机控制 系统被配置为至少部分基于多个轨迹的敏感度数据来确定沿着轮胎的胎圈的多个轨迹的 烧蚀顺序，并根据该烧蚀顺序确定一个或多个烧蚀图案，以减小轮胎的均匀性参数的量值。 计算机控制系统进一步被配置为选择地控制轮胎的旋转速度和烧蚀功率，以使轮胎材料根 据一个或多个烧蚀图案从轮胎的至少一个胎圈中被选择地移除。
[0015] 通过参考以下的描述和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其它特征、 方案和优点。被并入并构成该说明书一部分的附图与该描述一起图示本发明的实施方式用 于解释本发明的原理。
【附图说明】
[0016] 包括其最佳模式并引导至本领域普通技术人员的本发明的全面且可实现的公开 在说明书中被提出，所述说明书参考附图，其中：
[0017] 图1是径向轮胎的横截面视图，所述径向轮胎可以根据本公开的实施例方面进行 校正。
[0018] 图2描述了沿着适合用于烧蚀以根据本发明的实施例方面减小所选择的轮胎均 匀性参数的量值的轮胎的胎圈的多个轨迹位置。
[0019] 图3描述了计算用于根据本公开的实施例方面减小所选择的轮胎均匀性参数的 量值的实施例烧蚀图案。图3将纵坐标的期望的烧蚀深度（D)和沿着横坐标的在轮胎的胎 圈周围的角位置（0)作图。
[0020] 图4描述根据本公开的示例性实施方式的系统的框图。
[0021] 图5图示以灰度位图图像的形式的实施例烧蚀区段。该灰度位图图像相对于位图 图像的垂直位置（H)进行作图。
[0022] 图6提供由图5的灰度图像所表示的烧蚀深度的图解图示。图6将沿着横坐标的 位图图像的垂直位置（H)和沿着纵坐标的烧蚀深度（D)作图。
[0023] 图7提供沿着轮胎胎圈被移除的多个烧蚀区段的立体图。
[0024] 图8描述用于根据本公开的示例性实施方式减小轮胎的均匀性参数的量值的实 施例方法的流程图。
[0025] 图9描述轮胎的实施例侧向力变化均匀性参数的矢量表示。
[0026] 图10描述用于根据本公开的示例性实施方式确定多个轨迹的烧蚀顺序的实施例 方法的流程图。
[0027] 图11和12描述根据本公开的示例性实施方式对于轮胎的多个轨迹确定的实施例 敏感度矢量。
[0028] 图13描述用于根据根据本公开的示例性实施方式由烧蚀顺序限定的渐进方案渐 进地确定一个或多个烧蚀图案的实施例方法的流程图。
[0029] 图14-16描述根据本公开的示例性实施方式的侧向力变化的减小的矢量表示。
[0030] 图17描述根据本公开的实施例方面所确定的实施例烧蚀图案的矢量表示。
[0031] 图18-20描述用于渐进地确定烧蚀图案以根据本公开的示例性实施方式减小均 匀性参数的量值的模拟结果。
【具体实施方式】
[0032] 本领域的普通技术人员应该理解的是，本讨论仅仅是示例性实施方式的描述，并 不意图限制本发明的更宽的方面。每个实施例均以解释本发明而不是限制本发明的方式来 提供。实际上，对本领域的技术人员显而易见的是，可在本发明中进行不同的修改和变型， 而不背离本发明的范围或精神。例如，作为一个实施方式的一部分进行图示或描述的特性 可以与另一实施方式一起使用，以产生进一步的实施方式。因此，本发明意图包括此修改和 变型，其落在所附权利要求及其等效物的范围内。
[0033]
[0034] 通常，本公开涉及用于确定一个或多个烧蚀图案的系统和方法，所述烧蚀图案用 于将材料选择地从轮胎胎圈移除以便校正硫化轮胎的非均匀性特征，例如以便校正硫化轮 胎的侧向力变化、径向力变化和/或其它均匀性参数。根据本公开的方面，一个或多个烧蚀 图案可以根据由沿着轮胎的胎圈的多个轨迹的烧蚀顺序所限定的渐进方案渐进地确定，以 便减少用于计算一个或多个烧蚀图案所需的计算资源，并且在某些情况下，以便减少轮胎 的烧蚀时间和总烧蚀。
[0035] 更特别地，可以识别用于选择地将材料从轮胎的胎圈移除的多个轨迹。该多个轨 迹可以例如包括沿着轮胎的胎圈的上轮缘区域的至少一个轨迹、沿着轮胎的胎圈的下轮缘 区域的至少一个轨迹以及沿着轮胎的胎圈的胎圈座区域的至少一个轨迹。指定其中对于多 个轨迹的烧蚀图案待被计算的顺序的烧蚀顺序可以基于与该多个轨迹关联的敏感度数据 而经分析确定。例如，烧蚀顺序可以基于敏感度数据对该多个轨迹进行分级，以便首先计算 最敏感轨迹的烧蚀图案以及最后计算最不敏感轨迹的烧蚀图案。
[0036] 轨迹的敏感度数据提供均匀性参数的预期改变的量度，所述预期改变例如侧向力 变化或径向力变化，其由执行沿着轨迹的烧蚀图案而产生。轨迹的敏感度可以通过测量均 匀性参数的量值的改变（例如在侧向力或径向力变化的情况下力的改变）而被测量，所述 量值的改变由执行沿着在烧蚀的所设定最大深度处的轨迹的烧蚀图案而产生。被用来对多 个轨迹进行分级的敏感度数据可以由在多个轮胎上执行的敏感度测量经分析而确定，并然 后被用来确定多个轨迹的烧蚀顺序。
[0037] 一旦多个轨迹的烧蚀顺序被确定，则该多个轨迹的烧蚀图案就可以根据烧蚀顺序 来渐进地计算。可以进行烧蚀图案的渐进计算，以使轮胎的均匀性参数通过计算每次在烧 蚀顺序中所指定的一个轨迹的烧蚀图案来校正。在计算一个轨迹的烧蚀图案后，可以估计 轮胎的新均匀性参数量值。该渐进然后可以前进到在其中该过程可以被重复的烧蚀顺序中 指定的下一个轨迹。渐进可以继续通过在烧蚀顺序中所指定的多个轨迹，直至轮胎的估计 均匀性参数量值低于阈值。一旦已经确定所有的必要的烧蚀图案，轮胎材料就可以例如使 用激光烧蚀技术根据烧蚀图案从轮胎的胎圈选择地被移除。
[0038] 烧蚀图案的渐进确定提供同时同步地确定所有轨迹的烧蚀图案的同步方法等的 优点。例如，烧蚀图案的渐进确定可导致确定少于所有可用轨迹的烧蚀图案，因为仅仅需要 对于将估计均匀性参数的量值减少至阈值以下所需的那些轨迹确定烧蚀图案。结果，轮胎 材料可以仅仅沿着校正均匀性参数所需的那些轨迹选择地被移除，导致更快的烧蚀时间和 减少的总烧蚀。这在其中烧蚀顺序关于敏感度将要烧蚀的轨迹进行分级以使在前进到不太 敏感的轨迹之前确定更敏感轨迹的烧蚀图案的情况下是特别正确的。
[0039]