用于不对称打磨的校正.pdf

本发明涉及一种用于校正从轮胎胎冠上对胎面的打磨的方法、装置以及计算机程序，该方法的步骤包括：测量在多个位置的每一个位置处轮胎胎冠表面和轮胎带束层之间的距离；使用建议打磨半径来计算在穿越所述胎冠的多个横向位置的每一个位置处所述胎冠表面和所述带束层之间的预计距离；从所述一个或多个建议起点位置中选择所述打磨半径的新的起点位置；并且沿着由具有在新的位置处的打磨半径起点的所述打磨半径绘制的所述圆弧从所述轮胎胎冠上打磨所述胎面。

1、  一种用于校正从轮胎胎冠对胎面进行打磨的方法，该打磨是不对称打磨，该方法包括：
接收来自传感器的信号，所述传感器检测穿越所述轮胎胎冠的至少一部分的横向路径，所述信号从穿越所述轮胎胎冠的一部分的多个横向位置的每一个位置来进行接收，所述传感器根据所述轮胎胎冠表面和轮胎内的带束层之间的距离而产生信号；
将所述传感器信号解释成在所述多个位置的每一个位置处所述轮胎胎冠表面和所述带束层之间的测量得到的距离；
选定用于新的打磨半径的一个或者多个建议起点位置，其中所述每个建议起点位置不在所述轮胎的中心线上；
计算在穿越所述胎冠的多个横向位置的每一个位置处所述胎冠表面和所述带束层之间的预计距离，其中每个预计距离基于由具有所述一个或多个建议起点位置的所述打磨半径绘制的圆弧；
从所述一个或多个建议起点位置中选择用于所述新的打磨半径的新的起点位置；并且
沿着由所述新的打磨半径绘制的所述圆弧从所述轮胎胎冠来打磨所述胎面。

2、  根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定在已打磨的打磨半径上的从所述轮胎胎冠上对胎面的打磨是否是不对称打磨、对称地偏离打磨或者它们的结合。

3、  根据权利要求2所述的方法，还包括：
如果所述打磨是不对称的，确定垂直于所述中心线来移动所述起点的位置；以及
如果所述打磨是既是不对称的又是对称地偏离的，确定将所述起点移动至在垂直于所述中心线的方向上然后沿平行于所述中心线的直线的方向上的位置。

4、  根据权利要求1所述的方法，还包括：
通过一系列重复进展从而选定用于所述新的打磨半径的建议起点位置。

5、  根据权利要求1所述的方法，其中选择所述新的位置的步骤还包括：
通过对所述测量得到的距离与目标距离之间的计算得到的差值以及所述预计距离和所述目标距离之间的计算得到的差值进行统计分析，选择新的起点位置，这些差值在所述多个横向位置的每一个位置处进行计算。

6、  根据权利要求6所述的方法，其中所述统计分析是最小二乘方技术。

7、  根据权利要求1所述的方法，还包括：
缩短所述新的打磨半径的长度，其中所述圆弧比由已打磨的打磨半径绘制的圆弧更靠近所述轮胎的带束层。

8、  一种计算机程序产品，其包括在计算机可读存储介质上包含的指令，该计算机程序产品用于校正从轮胎胎冠上对胎面的打磨，所述打磨是不对称打磨，所述计算机程序包括：
接收指令，用于接收来自传感器的信号，所述信号从穿越所述轮胎胎冠的一部分的多个横向位置的每一个位置进行接收，所述传感器根据所述轮胎胎冠表面和轮胎内的带束层之间的距离而产生信号；
解释指令，用于将每个传感器信号解释为在所述多个位置的每一个位置处所述轮胎胎冠表面和所述带束层之间的测量得到的距离；
选定指令，用于选定用于打磨半径的一个或者多个建议起点位置，其中所述建议起点位置不在所述轮胎的中心线上；
计算指令，用于计算在穿越所述胎冠的多个横向位置的每一个位置处所述胎冠表面和所述带束层之间的预计距离，其中每个预计距离基于由具有所述一个或多个建议起点位置的所述打磨半径绘制的圆弧；
选择指令，用于从所述一个或多个建议起点位置中选择用于所述打磨半径的新的起点位置；以及
打磨指令，用于沿着由具有在新的位置处的所述打磨半径起点的所述打磨半径绘制的所述圆弧从所述轮胎胎冠上打磨所述胎面。

9、  根据权利要求8所述的计算机程序产品，还包括：
确定指令，用于确定在已打磨的半径上的从所述轮胎胎冠上对胎面的打磨是否是不对称打磨、对称地偏离的打磨或者它们的结合。

10、  根据权利要求9所述的计算机程序产品，还包括：
改变指令，用于改变具有在新的位置处的所述打磨半径起点的所述打磨半径的长度；以及
打磨指令，用于沿着由所述打磨半径绘制的所述弧从所述轮胎胎冠上打磨所述胎面，该打磨半径具有在所述新的位置处的所述打磨半径起点以及所述改变的长度。

11、  根据权利要求9所述的计算机程序产品，还包括：
选定指令，如果所述打磨是既是不对称的又是对称地偏离的，该选定指令用于将所述建议起点位置选定为不在垂直于中心线并且穿过所述已进行打磨的半径起点的线上的位置。

12、  根据权利要求8所述的计算机程序产品，还包括：
处理指令，用于通过一系列重复处理从而选定用于建议打磨半径的多个建议起点位置；以及
计算指令，用于计算在穿越所述胎冠的多个横向位置的每一个位置处所述胎冠表面和所述带束层之间的预计距离，其中每个预计距离基于由具有所述多个建议起点位置的建议打磨半径绘制的圆弧。

13、  根据权利要求8所述的计算机程序产品，其中所述用于选择所述新的位置的指令还包括：
选择指令，用于通过统计分析选择所述新的起点位置，对在所述多个横向位置的每一个位置处的测量得到的距离和预计距离之间的计算得到的差值进行统计分析。

14、  根据权利要求13所述的计算机程序产品，其中所述统计分析是最小二乘方技术。

15、  一种用于校正从轮胎的胎冠上对胎面的打磨的轮胎打磨机器，该打磨是不对称打磨，所述打磨机器包括：
传感器，其提供传感器输出信号，该输出信号是在所述轮胎胎冠表面和轮胎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可通过所述处理器执行的指令，该可执行的指令包括权利要求8所述的指令；以及
打磨头，其用于打磨所述轮胎。

16、  根据权利要求15所述的轮胎打磨机器，其中所述传感器与所述打磨头成固定关系而可操作地安装。

17、  根据权利要求16所述的轮胎打磨机器，其中所述计算机可执行的指令还包括：
确定指令，用于基于所述传感器与所述打磨头的所述固定关系来确定所述传感器相对于所述轮胎的中心线的位置。

18、  一种用于从轮胎胎冠上来对胎面进行打磨的轮胎打磨机器，该打磨机器包括：
传感器，该传感器提供传感器输出信号，该输出信号是所述轮胎胎冠表面和轮胎带束层之间的距离的函数，所述传感器与所述打磨头成固定关系而可操作地安装；
打磨头，其用于打磨所述轮胎；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可通过所述处理器执行的指令，该可执行的指令包括控制所述轮胎胎冠和所述打磨头之间的接触的指令；以及
确定指令，其可通过处理器执行，用于基于所述传感器与所述打磨头的所述固定关系，来确定所述传感器相对于所述轮胎的中心线的位置。

用于不对称打磨的校正
技术领域
[0001]本发明总体涉及轮胎胎面翻新，更加具体地，涉及从轮胎的胎冠上打磨胎面的打磨机器。
背景技术
[0002]已知轮胎包括胎面，该胎面包括橡胶基混合物的外层，其具有较大或者较小的厚度，其中模制有各种凹槽和胎面花纹，尤其用于改进车辆的相对于地面的抓地力。
[0003]在某些情况下，需要机加工或者移除轮胎的外表面，例如轮胎胎面，其目的是为了准备用于胎面翻新的破损的轮胎。典型地，轮胎胎面移除通过机器的打磨头完成，该打磨头是各种类型的磨损装置中的一种，例如锉刀、砂轮以及钢丝刷。用于轮胎胎面移除的另一工艺是切除工艺，其采用称为“刨刀”的圆柱形刀具。
[0004]在胎面移除工艺过程中，会希望监控保留在带束层上方的材料的量，从而移除装置不会接触或者损坏带束层，这如果发生的话，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号中完全公开了这样的传感器的实例，因此该专利通过引用的方式被全部并入本文。
发明内容
[0005]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。执行这种打磨来准备用于胎面翻新工艺的轮胎。本发明的方法的具体实施方式，其是用于校正从被不对称地打磨的轮胎胎冠上对胎面的打磨的方法，具有以下步骤，该步骤包括：接收来自传感器的信号，所述传感器检测穿越所述轮胎胎冠的一部分的横向路径，所述信号从穿越所述轮胎胎冠的一部分的多个横向位置的每一个位置进行接收，所述传感器根据所述轮胎胎冠表面和轮胎带束层之间的距离来产生信号。其他步骤包括：将所述传感器信号解释成在所述多个位置的每一个位置处所述轮胎胎冠表面和所述带束层之间的测量得到的距离，以及选定用于新的打磨半径的一个或者多个建议起点位置，其中所述每个建议起点位置不在所述轮胎的中心线上。
[0006]该方法的具体实施方式还包括以下步骤：计算在穿越所述胎冠的多个横向位置的每一个位置处所述胎冠表面和所述带束层之间的预计距离，其中每个预计距离基于由具有所述一个或多个建议起点位置的所述打磨半径绘制的圆弧。其他步骤可以包括：从所述一个或多个建议起点位置中选择用于所述新的打磨半径的新的起点位置，并且沿着由所述新的打磨半径绘制的所述圆弧从所述轮胎胎冠上打磨所述胎面。
[0007]本发明的具体实施方式还包括用于校正从轮胎的胎冠上对胎面的打磨的轮胎打磨机器。这样的打磨机器包括：传感器，其提供传感器输出信号，该输出信号是在所述轮胎胎冠表面和轮胎带束层之间的距离的函数；打磨头，其用于打磨所述轮胎；以及控制器，其具有处理器和记忆存储装置，该记忆存储装置存储可通过所述处理器执行的指令，该可执行的指令包括执行上述方法的指令。在具体实施方式中，所述传感器与所述打磨头成固定关系而可操作地安装。
[0008]本发明的具体实施方式包括用于从轮胎胎冠上打磨胎面的轮胎打磨机器，该机器具有：传感器，该传感器提供传感器输出信号，该输出信号是在所述轮胎胎冠表面和轮胎带束层之间的距离的函数，所述传感器与所述打磨头成固定关系而可操作地安装；以及打磨头，其用于打磨所述轮胎。该机器还包括：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可通过所述处理器执行的指令，该可执行的指令包括控制所述轮胎胎冠和所述打磨头之间的接触的指令，并且通过处理器执行确定指令，其基于所述传感器与所述打磨头的所述固定关系，来确定所述传感器相对于所述轮胎的中心线的位置。
[0009]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。
附图说明
[0010]图1是根据本发明的实施方式的轮胎打磨机器的立体图。
[0011]图2是图1所示的机器的一部分的侧视图。
[0012]图3是图1的机器的控制器的立体图。
[0013]图4是图1的轮胎和传感器部分的横截面图。
[0014]图5是示出了根据本发明的实施方式的多个信号响应曲线的图。
[0015]图5A是示出了根据本发明的实施方式的具有相对应的距离的多个信号响应的表格。
[0016]图6是图4的轮胎的一部分的横截面图，示出了具有不同长度和起点位置的打磨半径。
[0017]图7是示出了图6的轮胎的初始打磨半径导致的胎面厚度和目标胎面厚度之间的差值的表格。
[0018]图8是示出了图6的轮胎的重复打磨半径导致的胎面厚度与目标胎面厚度之间的差值的表格。
[0019]图9是图4的轮胎的一部分的横截面图，示出了具有不同的长度并且始于相同的起点位置的打磨半径。
[0020]图10是示出了图9的轮胎的初始打磨半径导致的胎面厚度与目标胎面厚度之间的差值的表格。
[0021]图11是示出了由图9的轮胎的初始打磨半径导致的胎面厚度与目标胎面厚度之间的差值的表格。
[0022]图12是图4的轮胎的一部分的横截面图，示出了具有不同起点的打磨半径。
[0023]图13是示出了由具有图12的轮胎的初始起点的初始打磨半径导致的胎面厚度与目标胎面厚度之间的差值的表格。
[0024]图14是示出了由具有图12的轮胎的重复起点的打磨半径导致的胎面厚度和目标胎面厚度之间的差值的表格。
[0025]图15是根据本发明的实施方式，校正从轮胎上对胎面的打磨的方法的流程图。
具体实施方式
[0026]本发明的具体实施方式提供用于自动校正在为胎面翻新操作准备的轮胎上的不对称打磨的方法、计算机程序和装置。这样的准备工作包括从轮胎的胎冠上打磨胎面。
[0027]轮胎打磨机器典型地以预定打磨半径从轮胎上打磨胎面，该预定打磨半径典型地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。带束层包装件在轮胎的胎面和底胎面的下方，并且外胎被打磨至仅留下一个预定薄层的材料，其保留在顶部带束层的上方。对于正在被打磨的轮胎来选定打磨半径，从而例如，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。
[0028]打磨机器通常进行数次从一侧至一侧穿越轮胎胎冠的穿行，从而移除胎面，每个胎面移除穿行从轮胎胎冠上移除了额外的胎面。这些胎面移除穿行被执行直至从胎冠上磨掉所需的橡胶的量，并且容纳替代轮胎胎面的外胎的表面被打磨至预定胎冠半径。
[0029]在打磨头穿行一次后，如果保留在轮胎带束层上方的橡胶大致相同并且处在给定误差内，则所得到的打磨是正常打磨。否则，所得到的打磨可以认为是不对称打磨或者对称地偏离的打磨。不对称打磨可以限定为在轮胎中心线的一侧比轮胎中心线的另一侧从胎冠上移除了更多的橡胶。不对称打磨与对称地偏离的打磨不同，其中对称地偏离的打磨关于轮胎中心线是对称的，而穿越胎冠的宽度保留的橡胶的量不同，例如，更多的橡胶朝向轮胎的肩部保留而不是在轮胎中心线处保留。
[0030]例如，以太长或者太短的打磨半径打磨轮胎会导致对称地偏离的打磨发生。如果轮胎以太长的打磨半径进行打磨，则轮胎的两侧的胎肩将会比胎冠的中心部分保留较大量的橡胶。如果轮胎以太短的打磨半径进行打磨，则轮胎的两侧的胎肩将会比胎冠的中心部分保留较少量的橡胶。
[0031]例如在打磨工艺过程中打磨机器的机械部件的偏差会导致不对称打磨的发生，该机械部件包括支撑轮胎并且在打磨工艺中转动轮胎的轴。在打磨工艺过程中，当打磨头进入并且推动轮胎时，所述轴可以稍微远离打磨头而移动，特别是在轴的未被支撑的外侧端处。由于相比从轮胎的内侧，较少橡胶被从轮胎的外侧移除，因此这样的移动可能会导致不对称打磨。
[0032]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的装置和方法是众所周知的。例如，一些打磨机器使打磨头穿越固定的但转动的轮胎而移动，从而沿着由打磨半径绘制的圆弧来打磨轮胎。其他打磨机器使轮胎穿越固定打磨头而移动，从而沿着由打磨半径绘制的圆弧来打磨轮胎。一些打磨机器通过移动来控制胎面和打磨头之间的接触，例如沿X-Y坐标系的打磨头沿着由打磨半径绘制的圆弧来打磨轮胎。例如，其他打磨机器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，打磨机器的控制器沿该圆弧使打磨头与轮胎胎面接触。
[0033]如上所述，当轮胎的一侧(例如轮胎的外侧)比轮胎的另一侧(例如轮胎的内侧)保留有较少的橡胶时，发生轮胎的不对称打磨。本发明的实施方式通过改变打磨半径的起点位置使其远离轮胎的中心线而自动地校正不对称打磨，典型地沿着轮胎的需要移除更多橡胶的一侧的方向。这样的改变将在轮胎的一侧移除较多橡胶，在轮胎的另一侧移除较少橡胶，从而校正不对称打磨。
[0034]如上所述，当相比保留在轮胎的中央的橡胶的量，轮胎的两侧相等地保留有较大或者较少量的橡胶时，产生对称地偏离的轮胎。本发明的实施方式通过改变打磨半径的起点位置至沿轮胎的中心线的新位置而自动校正对称地偏离的打磨，或者靠近轮胎以使打磨半径更短或者远离轮胎以使打磨半径更长。
[0035]本发明的特别实施方式包括典型地在打磨头在轮胎上穿行过程中或者打磨头在轮胎上穿行后，测量留在轮胎胎冠的带束层上方的橡胶的量。这样的测量在穿越胎面的一部分的离散的横向位置处进行。如果这样的测量揭示打磨是对称地偏离的，亦即相比保留在轮胎的中央的橡胶的量，轮胎的两侧相等地保留有较大或者较少量的橡胶，或者如果这样的测量揭示打磨是不对称的，亦即轮胎中心线的一侧比轮胎中心线的另一侧具有较厚的橡胶，那么，打磨半径的起点通过重复移动至一个或者多个建议位置，并且这些移动的效果被计算并且与在打磨穿行后进行的厚度测量结果进行比较。可以进行统计分析，例如最小二乘方分析，从而选定最佳的重复的建议起点位置，从而可以接着以从新的选定起点位置起始的打磨半径进行第二次打磨穿行。
[0036]本发明的具体实施方式包括用于确定从轮胎胎冠上打磨胎面的打磨半径的方法和/或用于校正不对称打磨的方法。这样的方法可以包括确定用于打磨半径的起点位置的步骤，该起点半径绘制圆弧，沿该圆弧胎面从轮胎胎冠上进行打磨。该打磨半径通过长度和起点位置进行限定。
[0037]这样的方法的具体实施方式可以包括从传感器接收信号的步骤，该传感器检测穿越轮胎胎冠的至少一部分的横向路径，所述信号从穿越轮胎胎冠的至少一部分的多个横向位置的每一个位置进行接收，传感器根据轮胎胎冠和轮胎的带束层之间距离而产生信号。已认识到，轮胎在打磨工艺过程中旋转并且传感器在传感器横向穿过旋转的轮胎的同时产生信号。因此，横向位置可以位于轮胎圆周上的任意点，或者选择性地，横向位置可以横向地选取在相同的圆周位置处，亦即在轮胎经过传感器的每个整圈的位置，或者在轮胎经过传感器的每个部分圈的位置，例如在每半圈或者每四分之一圈的位置等。
[0038]横向位置的数量根据情形要求而广泛变化，信号从该横向位置接收。然而，对于具体实施方式的应用，典型地在轮胎中心线圆弧的每侧上设有2至10个位置就足够了。来自传感器的信号根据传感器和轮胎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是已知的，该距离能够被测量，然后胎冠表面和带束层之间的距离能够通过传感器到带束层的距离减去传感器到表面的距离而确定。因此，来自传感器的信号还根据胎冠表面和轮胎的带束层之间的距离而产生。因此本发明的具体实施方式还可以包括将多个横向位置的每一个位置处的信号解释为胎冠表面和轮胎带束层之间的测量得到的距离。
[0039]为了确定打磨机器在下一个打磨穿行中用于打磨轮胎的打磨半径起点的新位置，所述方法还可以包括选定用于新的打磨半径的一个或者多个建议起点位置的步骤。为了校正对称地偏离的打磨，每个建议起点位置在轮胎的中心线上。为了校正不对称打磨，每个建议起点位置不在轮胎的轮胎中心线上。
[0040]使用一个或者多个建议起点位置，本发明具体实施方式的方法还可以包括计算在穿越胎冠的多个横向位置的每一个位置处胎冠表面和带束层之间的预计距离的步骤，其中每个预计距离基于由具有一个或者多个建议起点位置的打磨半径描绘的圆弧。
[0041]所述方法还包括为从一个或多个建议起点位置的新的打磨半径选择新位置，并且沿着由新的打磨半径绘制的圆弧从轮胎胎冠上打磨胎面。作为选择用于新的打磨半径的新位置的步骤的一部分，具体实施方式可以包括，通过对测量得到的距离与目标距离之间的计算得到的差值以及预计距离和目标距离之间的计算得到的差值进行统计分析，从而选择新的起点位置的步骤，这些差值在多个横向位置的每一个位置处进行计算。
[0042]在打磨穿行后保留的橡胶厚度的测量，其通过从传感器接收到的信号进行确定，可以在具体实施方式中用于确定与打磨半径从轮胎胎冠上对胎面的打磨是不对称打磨、对称地偏离的打磨、正常打磨或者它们的结合。如果在多个横向位置处测量得到的厚度是相同的，或者在可接受的误差内，那么所述打磨是正常的并且不需要校正打磨半径的起点位置。如果测量得到的厚度显示轮胎中心线的一侧的厚度比另一侧的更大，那么所述打磨是不对称打磨。如果测量得到的厚度显示厚度关于中心线是对称的，但是在靠近中心线处保留的橡胶的量与远离中心线的远端位置处保留的橡胶量不同，那么所述打磨是对称地偏离的。当然，这样的确定通过从目标数值减去在穿越胎冠的多个横向位置获得的每一个厚度测量结果而确定，目标数值可以是例如在中心线处获得的测量结果或者为具体应用所限定的其他目标值。
[0043]如果认识到所述打磨是不对称的、对称地偏离的或者它们的结合，那么本发明的具体实施方式可以包括确定的步骤，从而如果所述打磨是对称地偏离的，将打磨半径的起点位置沿轮胎中心线移动，如果所述打磨是不对称的，将起点位置垂直与中心线移动，和/或如果所述打磨是不对称的和对称地偏离的结合，将起点移动至在垂直于中心线的方向上然后沿平行于中心线的直线的方向上的位置。
[0044]如果所述打磨是正常的，那么本发明的实施方式可以包括以下步骤：如果在已打磨的半径下的打磨是正常打磨，则将新的起点位置选定为与已打磨的打磨半径起点位置一致。附加步骤包括：将已打磨的打磨半径减小至新的打磨半径长度。这个新的半径长度将较短，从而在下一个打磨穿行过程中移除更多橡胶。选择性地，起点位置可以沿中心线远离轮胎移动且保持长度不变，会具有与缩短打磨半径的长度的相同效果，但使得圆弧相对于前述正常打磨的圆弧是离心的。
[0045]本发明的具体实施方式还可以包括以下步骤：改变具有新的打磨半径起点位置的打磨半径的长度，并且沿由具有在新位置处的新的打磨半径起点以及改变的打磨半径长度而绘制的圆弧来从轮胎胎冠上打磨胎面的步骤。本发明的具体实施方式可以包括缩短新的打磨半径的长度的步骤，其中所述圆弧以较短的长度靠近轮胎的带束层。
[0046]本发明的具体实施方式还可以包括通过一系列重复处理从而选定用于新的打磨半径的建议起点位置的步骤。如上所述，建议起点位置的重复可以由是否在已打磨半径下的打磨是正常的、不对称的、对称地偏离的或者它们的结合的确定结果来确定。
[0047]本文所描述的方法可以被轮胎打磨机器使用并且具体表现在计算机软件中。在示例性实施方式中这些方法被使用或者实施的方法和方式将在下面更详细描述。
[0048]图1至图4大体公开了轮胎打磨机器10，其适于根据本发明的具体实施方式的方法、计算机程序以及装置来从轮胎上移除胎面。更特别地，打磨机器10适于以选定的打磨半径从轮胎上打磨胎面，打磨半径由它的长度以及它的起点位置限定。打磨机器10一般包括胎面移除工具或者打磨头12；传感器组件14；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计算机；以及用户界面28。打磨头12从轮胎30的胎冠上移除胎面材料32，可以包括能够从轮胎上移除胎面的任何装置，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”。
[0049]选择性地，如在现有技术中已知，打磨机器10还可以包括一个或者多个打磨头12。具有单一打磨头12的打磨机器通常指单头打磨机，而具有两个打磨头12的打磨机器指双头打磨机。预期的是，打磨头12可以用于移除除了胎面32外的其他材料，例如底胎面，其一般是位于带束层34和胎面32之间的弹性体。然而，应注意，本发明可以在任何种类的打磨机器上实施，该打磨机器沿由打磨半径绘制的圆弧从轮胎30上移除胎面32。
[0050]传感器组件14一般用于测量轮胎带束层34上的材料的量。该材料一般包括轮胎胎面32，但还可以包括诸如底胎面的其他材料，例如底胎面。在所示实施方式中，传感器组件包括框架16，一对辊子17，传感器18，以及用于将框架16连接至轴15的臂部14a。在所示实施方式中，轴15转动，从而传感器组件14可以接合或者脱离轮胎30。具有转动臂部19a的汽缸19可以用于转动轴15；然而，还可预期，可以使用其他转动构件来转动轴15，包括但不限于人工杠杆或者电动机。还可预期，在替代实施方式中，转动构件19还可以绕静止轴15转动臂部14a或者甚至多个臂部14a可以被仅仅一个臂部代替。
[0051]在如图1所示的具体实施方式中，传感器18与打磨头12成固定关系而可操作地安装，并且该传感器18检测或者测量在打磨头12打磨胎面后(也就是当轮胎旋转并且打磨头12进行打磨时)保留在带束层34上方的材料的量。与打磨头成固定关系而可操作地安装表示当操作时，传感器位于与打磨头成恒定关系的位置处。当打磨头和轮胎胎冠之间的接触沿由打磨半径绘制的圆弧移动时，传感器沿相对于打磨头固定的位置移动。在具有绕机械枢转点枢转的打磨头的打磨机器上，传感器可以安装至枢转部件上，从而当打磨头枢转时传感器的安装位置与打磨头一同移动。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器上，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安装位置与打磨头一同移动。
[0052]由于打磨机器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18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18的位置能够被容易地确定。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，传感器18与打磨头12成可操作的固定关系。以该方式，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18接收信号。
[0053]当然在其他实施方式中，预计到传感器组件14和/或传感器18可以独立于打磨头12，和/或可以位于独立于打磨机器10装置或者机器上或者位于除了打磨机器10外的装置或者机器。在那些实施方式中，例如伺服装置能够移动传感器穿越轮胎，并且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。
[0054]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，其与转动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的上方，第二和第三感应装置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(感应装置的聚集)的示例性实施方式，该传感器从穿越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，传感器检测穿越轮胎胎冠的横向路径。
[0055]一般地，传感器18径向地位于胎面32上方或者外侧，并且可以或者可以不位于胎面32上偏移距离40处。传感器18可以包括用于测量传感器18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，任何其他传感器类型可以被使用，包括那些能够定位有色金属绳材料的传感器类型。对于单头打磨机器，单一传感器可以连接至打磨头12。双头打磨机器可以包括两个传感器，每个传感器连接至一个打磨头12。
[0056]对于单头打磨机器10，打磨头12和传感器18可以在轮胎中心线36处开始打磨和检测工艺，并且持续至一个轮胎胎肩(即轮胎胎面的一侧)，从而完成第一次穿行。在进行初始穿行后，打磨头12和传感器18会回到轮胎中心线36，从而开始打磨和检测轮胎胎面32的随后的另一半的穿行。由于轮胎胎面32的打磨典型地关于轮胎中心线36对称，所以包括确定新的打磨半径起点位置的步骤的方法可以为每个打磨穿行执行该步骤。还预期打磨头12和传感器18可以在轮胎的胎肩或者侧面开始初始穿行，然后穿越轮胎胎面至另一胎肩或者另一侧进行打磨和检测，从而在单一穿行中打磨或者检测轮胎胎面。预期地，包括确定新的打磨半径起点位置的方法的具体实施方式可以在每个穿行过程中或者每个穿行后执行。
[0057]传感器18根据传感器18和轮胎带束层34之间的距离42而产生信号响应。信号响应可以由一个数值表示，该数值可以表示电流、电压、电阻或者任何其他信号响应的特性。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进行评估和处理。
[0058]控制器20将接收到的信号解释为带束层32和传感器18之间的距离。如果传感器与胎面外表面实质接触，信号一般表示带束层34上方的材料厚度。如果传感器从胎面32偏移一个距离，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，诸如不限制于红外线信号或者无线电频率，通过一个或多个电缆，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。
[0059]可编程逻辑控制器20一般从传感器18接收信号响应，从而监控并且帮助控制从轮胎30上移除的胎面32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。在本发明的具体实施方式中，控制器20还将从传感器18接收到的信号转化为在胎面表面32和带束层34之间的测量得到的距离。
[0060]在具体实施方式中，控制器20可以使用信号-距离函数或者表格(即，如图5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号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；存储装置22，例如RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)；以及至少一个输入/输出(I/O)电缆26，用于与打磨机器10通信。此外，控制器20还包括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，或者控制或命令控制器20和打磨机器10的操作，其包括执行每个步骤和方法，同时如下所述的确定新的或者校正的打磨半径起点位置。用户界面28和控制器20可以通过I/O电缆27通信。还预期无线通信可以在控制器20、用户界面28和打磨机器10之间存在。
[0061]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，其可以达到处理器21。具体地，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。记忆存储装置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，控制器20还可以编程以基于接收到的输入产生信号响应曲线38，其还可以表示为表格39。
[0062]参考图5和图5A，信号响应曲线38可以被控制器20用于将从传感器18接收到的信号响应转化为距离。信号响应曲线38一般是传感器18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。
[0063]更特别地，在示例性实施方式中，由表示信号响应曲线38的函数来确定距离，该信号响应曲线38可以是线性的或者非线性的。在另一实施方式中，由表格39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以及它们对应的距离。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对于选自表格的两个点之间的范围的百分比或者比率。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，相应的距离就可以表示接收到的信号响应的距离。
[0064]因为信号响应在轮胎和轮胎之间可以变化，在示例性实施方式中提供了多个信号响应曲线38，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，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，为了更准确地控制胎面测量和移除，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。
[0065]一般地，参考图6至图16，轮胎打磨机器10可以以一个或者多个打磨半径46-48打磨轮胎30的胎面32。每个打磨半径包括长度和起点46a-48a，该起点沿着中心线36设置。当轮胎胎面以特定的打磨半径进行打磨时，胎面外表面形成由打磨半径48绘制的曲线或者圆弧。在图中，打磨半径48表示初始(或先前的)打磨半径，其具有起点48a。所示的其他打磨半径46、47表示试验或者建议打磨半径，每个具有代表性的起点46a、47a，能够被检验以确定是否这些建议半径中的一个将在打磨后提供带束层34上方所需的材料的量。如本文所公开，本发明的具体实施方式使用这些建议打磨半径以计算一旦使用该建议打磨半径，则将被移除的胎面的预计量。
[0066]在打磨头12第一次穿行之前或者之后，传感器18可以用于在穿越轮胎胎冠的至少一部分的多个横向位置处检测胎面32，并且在每个位置处测量传感器18和带束层34之间的距离。当准备轮胎以用来胎面翻新时，希望穿越带束层的宽度具有大致一致的胎面厚度，和/或在带束层34上方保留最少的材料量。
[0067]在如图6所示的示例性实施方式中，轮胎30可以最初以初始打磨半径48进行打磨，打磨半径48具有如图所示位于中心线36上的起点48a。同时伴随初始打磨，传感器18可以检测胎冠的轮胎胎面32以及在穿越胎面32的一部分的多个位置1-5处产生响应信号。多个位置1-5可以或者可以不穿越胎面而等间隔设置。此外，传感器18可以沿穿越胎面的具体横向路径检测胎面(即产生信号)，其中穿越具体横向路径的多个位置处产生单一信号。换言之，横向路径与轮胎的垂直于轮胎的中心线36的横截面重合。为达到此目的，当轮胎转动时可以使用触发器或者定时功能来确保传感器18沿该路径进行检测。触发器可以包括任何已知的装置或者方法，包括但不限于本领域一般技术人员已知的任何编码器或者近程式传感器。近程式传感器可以使用连接至轮胎或轮缘的一个物体，例如金属物体(挡块、螺钉等)来启动沿特定横向路径进行的检测。
[0068]作为沿横向路径检测或者绕胎面圆周反复地检测的替代，为了在每个这样的位置或者沿轮胎胎面范围内获得平均测量值的目的，传感器18可以在每个横向位置或者在两个横向位置之间围绕轮胎产生多个信号。由于轮胎带束层34可以在它的外边缘处发生变化，所以为了确定将要接着用于打磨轮胎的新的打磨半径和/或打磨半径的新的起点位置希望可以仅检测胎面的一部分，例如仅仅胎面宽度的内部80％。
[0069]检测轮胎30的胎冠后，控制器20将从传感器18接收的信号转化为传感器18(或胎面表面)和带束层34之间的测量得到的距离42。为了随后的分析和比较，测量得到的距离42可以或者可以不转化为表示保留在带束层34上方的材料44的厚度，如果存在偏移的话，其通过测量得到的距离42减去在传感器18和胎冠胎面36之间的偏移距离得到。
[0070]获得了测量得到的距离后，测量得到的距离可以与目标距离进行比较，虽然目标可以根据关于给定应用的任意准则而进行选定，但目标距离典型地为在轮胎的中心线36的位置1处的橡胶厚度。目标距离一般反映以初始打磨半径48为目标的结果。然而，预期地，所述目标距离可以反映随后的打磨穿行所需要的距离。
[0071]例如由于弹性材料的内在不均匀性，机器磨损、机器部件的变化以及轮胎的重量，任何打磨都不可能达到所需的结果。因此，轮胎胎面可以以一个打磨半径进行打磨，该打磨半径的起点在最终提供打磨表面轮廓的位置处，该打磨表面轮廓根据所需而变化。这个偏差关于轮胎中心线36可以是对称的或者不对称的。如果这个偏差的对称的，即如果打磨轮廓大致沿胎面的宽度居中，对称地偏离的打磨的校正可以通过沿中心线36移动打磨半径的起点位置来达到。如果偏差关于中心线36是不对称的，不对称偏差的校正可以通过相对于轮胎或者轮胎中心线36横向地移动打磨半径的起点来达到。预期地，两种校正可以同时发生，也就是说打磨半径的起点位置可以(1)竖直地相对于轮胎胎冠(即沿中心线36靠近或者远离轮胎胎面32)移动和/或(2)水平地或者横向地相对于轮胎胎冠(也就是垂直于中心线36从轮胎一侧到一侧)移动。
[0072]对打磨半径的起点的位置的这种调整将导致更平坦或者更陡的打磨圆弧(如果以恒定半径长度，起点沿中心线移动)，或者导致偏心的(偏移的)圆弧(如果以恒定半径长度起点垂直于中心线移动)。接着，当然，如果希望穿越轮胎的胎冠相比第一次或者在前的打磨以更陡的、更平的和/或偏心圆弧移除其他橡胶，可以缩短半径长度和使用新的起点位置进行打磨。
[0073]本发明的具体实施方式可以包括确定用在轮胎的打磨穿行上的打磨半径是否正确，或者是否打磨操作导致不对称打磨、对称地偏离打磨或者它们的结合的步骤。该确定可以例如通过比较从穿越轮胎胎冠的多个横向位置中的每个位置接收到的传感器读数确定的测量结果之间的差值。该差值可以是测量结果之间的差值或者测量结果和目标之间的差值。目标可以是在中心线处或者靠近中心线处获得的测量结果或者任何适于具体应用的目标数值。
[0074]如图6至图14所示，本发明的具体实施方式包括计算在测量得到的距离和目标距离之间的差值以及预计距离和目标距离之间的差值。测量得到的距离是在穿越轮胎胎冠的多个横向位置的每一个位置处传感器测量得到的距离。例如这个测量得到的距离可以是以具有位于轮胎中心线36上的第一起点位置48a的第一打磨半径48进行的打磨操作的结果。预计距离是以具有建议起点位置46a、47a的建议打磨半径46、47进行打磨操作而导致的距离。例如该建议距离可以是用于第一建议打磨半径46的第一建议起点位置46a的结果。
[0075]本发明的具体实施方式通过选定用于建议打磨半径46、47的多个建议起点位置46a、47a的一系列重复而提供处理，并且计算在穿越胎冠的多个横向位置的每一个位置处胎冠表面和带束层之间的预计距离，其中每个预计距离基于由具有一个或多个建议起点位置的打磨半径绘制的圆弧。该结果提供与测量得到的距离相比较的多个预计距离，新的打磨半径位置可以从该多个预计距离中选定。该选定可以使用统计分析而作出，例如如下所述的最小二乘方方法。因此，本发明的具体实施方式还包括通过统计分析来选择新的起点位置的步骤，对计算测量得到的距离和目标距离之间的差值以及计算预计距离与目标距离之间的差值进行统计分析，这些差值在多个横向位置的每一个位置处进行计算。
[0076]预计距离的计算可以通过相同技术和计算而进行，该计算用于控制通过由打磨半径绘制的圆弧的打磨操作。由于控制器20知道打磨头的位置，例如在通过传感器18报告的X-Y区域的多个横向位置的每一个位置处，那么，控制器20可以计算对于每个建议起点位置和/或打磨半径长度(建议打磨)，打磨头12将在X-Y区域中的多个位置的每一个位置的哪个位置。打磨头将在建议打磨中的处置和它在实际打磨穿行中的位置的差值提供了在建议打磨中带束层上方增大的(正差)或减小的(负差)材料厚度。该差值当与测量得到的距离相加时，能够为建议打磨提供在每个横向位置处的预计距离。
[0077]图7是提供了穿越在图6所示轮胎的外侧的多个横向位置的每一个位置处测量得到的厚度的表格。该表格指出在中心线处的厚度(7mm)大于远离中心线位置处的厚度(6.5mm)，从而指出打磨是对称地偏离的，由于轮胎的另一侧具有对称的结果(未示出)。打磨的目标是7mm，就可计算测量得到的厚度和目标之间的差值。这些差值的平方和(1.08)也被计算以用于选择下一个打磨半径的统计方法。
[0078]图8是提供穿越在图6所示轮胎的外侧的多个横向位置的每一个位置处预计距离或厚度的表格。该表格指出对于给定的重复打磨半径，例如具有起点位置47a的第一建议打磨半径47，在中心线处计算得到的预计距离是7mm并且在远离中心线的位置5处是大约7(6.8mm)。打磨目标保持相同并且差值以及平方和(0.06)被测量。由于平方和较小，该建议打磨是在初始打磨基础上的改进。
[0079]打磨半径长度和/或打磨半径起点位置的重复选定可以通过本领域一般技术人员已知的任何技术而进行。例如，重复打磨半径可以随意选定或者从重复打磨半径的表格中选定。选择性地，重复可以例如通过控制器20或任何它的部件，基于初始打磨半径、目标距离和/或计算得到的差值而被计算。本发明的具体实施方式包括如上所述的选定用于评估的多个打磨半径和/或打磨半径起点位置的步骤。接着，能够为随后在下一次打磨穿行中打磨轮胎选定最佳的建议打磨起点位置/打磨半径。如上所示，可以通过最小二乘方技术进行这样的选定。
[0080]图10和图11提供了与图7和图8相同的分析。该实例提供了方法的实施方式，该打磨既不是不对称的，也不是对称地偏离的，而是正常的打磨。如果已确定初始打磨半径提供了穿越测量的胎冠的相当一致的差值，即胎面厚度可以是相当均匀，但厚度却不是旨在或者希望得到的厚度，那么可以在不改变起点位置的情况下调整打磨半径的长度以校正差值或者偏移，或者可以在半径长度保持一致的同时沿中心线36移动起点位置以校正差值。
[0081]图12至图14示出了不对称打磨的校正。如图13所示，由于在轮胎的外侧上的位置6至9处打磨后测量得到的距离全部小于7mm，而在轮胎的内侧上的位置1-4处打磨后测量得到的距离全部大于7mm，所以打磨是不对称的。当所示的目标数值是7mm时，差的平方和是0.0671。
[0082]图14是提供穿越图12所示的轮胎的多个横向位置的每一个位置处的预计距离或厚度的表格。该表格指出对于给定重复打磨半径，例如位于垂直于中心线36的位置上的具有起点位置47a的第一建议打磨半径47，在中心线处计算得到的预计距离是7.01mm，在外侧位置9处计算得到的预计距离大约是7(6.92mm)，在内侧位置1处计算得到的预计距离是7.11mm。打磨目标保持相同，差值和平方和(0.0324)被计算。由于平方和较小，该建议打磨是在初始打磨基础上的改进。
[0083]在选择新的起点之前，在该起点处随后进行打磨轮胎，可以如上公开地选定和评估多个重复起点。当确定差值指出打磨是否是不对称的时候，可以在中心线36的两侧或者在中心线36的单一侧上对胎面的一部分进行评估。此外，通过从其测量和预计得到的距离来确定保留在穿越轮胎的胎面的带束层上方保留的材料的量，预期地，新的打磨半径和起点可以选自测量和预计得到的距离。通过绘制这样一条曲线，能够确定曲线的顶点或峰值(即曲线上的其切线垂直于中心线36的点)或者起点，从该顶点或峰值或者起点，能够确定其横向地距离中心线36的距离(“偏移距离”)。
[0084]如果顶点或者起点位于中心线36上，那么打磨大体是对称的。如果顶点或者起点位于距离中心线36的横向距离的位置，起点可以靠近中心线36而移动该距离，从而提供更加对称的随后打磨。一旦得知该偏移距离，起点能够被向中心线36移动该距离，从而在轮胎胎面上使打磨半径回到中心位置。然而，其他预计打磨半径起点可以通过重复而选定，从而更加符合平方和更小。
[0085]图15是根据本发明的实施方式的用于校正从轮胎上对胎面的打磨的方法的流程图。状态102至110描述本发明的具体实施方式的步骤。
[0086]虽然本发明参考其具体实施方式进行描述，但应了解该描述是以阐述的方式而不是限制的方式。因此，本发明的保护范围和内容仅仅通过所附权利要求的条款进行限定。