專利名稱：用于輪胎內(nèi)表面的自動化的表面制備裝置的制作方法
用于輪胎內(nèi)表面的自動化的表面制備裝置
背景技術(shù)：
為了將補片應(yīng)用至輪胎的內(nèi)部，一般需要進行多種處理。典型地，在一定量的輪 胎材料或其它部件必須從輪胎的內(nèi)部移除的同時，根據(jù)補片和應(yīng)用，采用若干不同的制備 裝置。例如，應(yīng)用補片需要從輪胎內(nèi)表面移除不粘涂層(non-stick coating)，移除污垢或 者碎片，移除階梯狀壓印(bladder imprint)，為了安裝該補片移除所需要的足夠深度的材 料，將織物應(yīng)用至表面以接收補片，移除舊的補片或者其它部件，和/或其它處理。在本文 中所使用的“補片”應(yīng)理解為包括為了修補的目的，添加至輪胎的內(nèi)表面的材料以及裝置， 該裝置攜帶諸如電子傳感器、射頻識別(RFID)等的各種部件。在準(zhǔn)備補片應(yīng)用時，可以使用各種工具以及人工技術(shù)來處理輪胎的內(nèi)部，包括使 用例如沙子的噴砂處理、使用諸如干冰的低溫處理、激光切除、水噴砂處理、熱封刀處理 (hot knife treatment)和/或使用研磨材料的磨削。然而，每一種方法都遇到了困難。例 如，人工地使用磨削工具將內(nèi)部的輪胎材料移除需要相當(dāng)好的技巧和力量，該磨削工具諸 如砂輪或者相似的工具。操作者必須在控制研磨機的運動的同時，對由旋轉(zhuǎn)的研磨機和內(nèi) 表面之間的接觸所產(chǎn)生的扭矩作出反應(yīng)，從而僅從具有一定尺寸和形狀的預(yù)定區(qū)域移除內(nèi) 部的輪胎材料——本文中稱該預(yù)定區(qū)域為目標(biāo)區(qū)域。另外，所移除的材料的深度必須被控 制以確保僅移除所希望的量，并且典型地，確?；蛘咴谀繕?biāo)區(qū)域中均勻地進行移除，或者沿 著特別深度的輪廓進行移除。當(dāng)輪胎在目標(biāo)區(qū)域被損壞或者在目標(biāo)區(qū)域具有突起的部件 時，這樣的磨削操作會特別地復(fù)雜。另外，磨削輪胎的內(nèi)表面需要在輪胎的內(nèi)部操作磨削工 具，由于可獲得的狹窄的空間而增大了這種操作的難度。不僅僅必須使磨削工具能夠安裝 在輪胎的內(nèi)部，而且人工操作還需要操作者能夠操縱其中的磨削工具。使磨削工藝自動化 面臨其它問題，包括于在不同的樣式和尺寸之間變化幾何形狀、尺寸和表面特征的輪胎內(nèi) 的合適位置處重復(fù)定位研磨機。上文提及的其它工具以及人工技術(shù)也遇到了相似的問題。因此，需要這樣的有利解決方案其使沿著各種輪胎內(nèi)部的補片應(yīng)用的處理制備 的自動化以及其它改進成為可能。上面提及的能夠使用各種工具和處理技術(shù)的有利解決方 案將會是特別有益的。

發(fā)明內(nèi)容
此處將闡述本發(fā)明的示例性實施方式以及方法的概括。使用本文提供的描述，本 領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解另外的示例性實施例以及方法在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。在本發(fā)明的一個示例性方面中，提供了用于制備輪胎的內(nèi)部的方法，并且包括以 下步驟將所述輪胎設(shè)置在輪胎支撐部上，識別位于所述輪胎的內(nèi)表面上的用于制備的目 標(biāo)區(qū)域，掃描所述目標(biāo)區(qū)域從而獲得在所述目標(biāo)區(qū)域處關(guān)于所述輪胎的內(nèi)表面的數(shù)據(jù)，使 用所述的關(guān)于所述輪胎的內(nèi)表面的數(shù)據(jù)確定處理路徑，通過使用處理工具移除材料來處理 所述輪胎的內(nèi)部，以及在處理步驟中沿所述處理路徑定位所述工具。該方法的變化在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。例如，定位步驟能夠包括使輪胎旋轉(zhuǎn)預(yù)定 量。確定處理路徑的步驟可以包括應(yīng)用關(guān)于被應(yīng)用至目標(biāo)區(qū)域處的輪胎內(nèi)部的補片的尺寸信息?？梢蕴砑哟_定所述輪胎是否相對于所述處理工具歪斜的步驟。將所述輪胎夾緊至 輪胎支撐部的步驟，從而展開所述輪胎的至少一個胎圈。在所述輪胎和所述輪胎支撐部之 間插入墊片的步驟?？梢园瑥睦绮僮髡呋蛘邤?shù)據(jù)庫獲得關(guān)于所述輪胎的物理尺寸的參 考數(shù)據(jù)的步驟，從而用于確定所述處理路徑。所述處理路徑還可以通過應(yīng)用關(guān)于將從輪胎 的內(nèi)部被磨削的材料的深度和輪廓的信息和/或關(guān)于所述處理工具的尺寸信息來確定。用 于所述處理路徑的目標(biāo)區(qū)域可以包括將被從輪胎的內(nèi)部移除的部件。該目標(biāo)區(qū)域可以參考 與輪胎的至少一個胎圈的距離而進行識別。多種處理工具以及技術(shù)可以被用于處理輪胎的 內(nèi)部，包括使用例如沙子的噴砂處理、使用例如干冰的低溫處理、激光切除、水噴砂處理、熱 封刀處理和/或使用研磨材料的磨削?？梢园ɡL制步驟，從而提供關(guān)于所述輪胎的尺寸 信息，以在掃描步驟中使用(在下文中對掃描的示例性方法以及繪制的示例性方法進行描 述)O在另一示例性實施例中，本發(fā)明包括用于制備輪胎的內(nèi)部的裝備。該示例性裝備 包括處理工具、表面測量裝置、運輸裝置、輪胎支撐部以及夾子，其中運輸裝置構(gòu)造為攜帶 并且相對于輪胎的內(nèi)表面定位所述處理工具以及所述表面測量裝置，所述輪胎支撐部構(gòu)造 為接收所述輪胎，所述夾子用于將輪胎設(shè)置于所述輪胎支撐部上。在另一示例性實施方式中，本發(fā)明包括計算機程序，該計算機程序用于根據(jù)本文 中描述的本發(fā)明的方法操作機器。參考下面的描述以及權(quán)利要求將更好地理解本發(fā)明的這些以及其它特征、方面以 及優(yōu)點。并入說明書并且構(gòu)成該說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實施方式，并且與 所述描述一起解釋本發(fā)明的原理。


對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，在說明書中闡述了本發(fā)明的完整且可行的公開，該 公開包括本發(fā)明的最佳模式，說明書參考附圖，其中圖1是本發(fā)明的示例性實施方式的立體圖。圖2是圖1的示例性實施方式的正視圖，其具有示出某些可移動的元件的方向箭 頭，以及以剖面顯示的輪胎。圖3和圖4是輪胎的剖視圖，示出了使用圖1和圖2的示例性實施方式的掃描以 及輪胎處理操作(例如磨削)。圖5示出了目標(biāo)區(qū)域的一個實例。還可以使用在多種深度上具有變化的尺寸的其 它形狀。圖6是輪胎在特定圓周位置的剖視圖，其示出了繪制步驟。圖7是本發(fā)明的示例性實施方式的立體圖。圖8a和圖8b分別是示出了使用圖1和圖7的示例性實施方式的掃描和輪胎處理 操作的輪胎的剖視圖。
具體實施例方式本發(fā)明的目的和優(yōu)點將在下面的描述中闡述，或者可以從該描述中顯而易見，或 者可以通過本發(fā)明的實施而被認(rèn)識到。附圖示出了可以用于實施本發(fā)明的示例性實施方式。利用本文公開的教導(dǎo)，應(yīng)了解，本發(fā)明不限于附圖的示例性實施方式，并且可以利用其 它實施方式。在本文中所使用的“目標(biāo)區(qū)域”指的是輪胎的內(nèi)部的部分，制備該部分使得例如補 片能夠被應(yīng)用。這樣的制備可以包括處理輪胎的內(nèi)表面，處理輪胎的內(nèi)表面下方的一層或 者更多層，和/或從多種不同形狀和尺寸的輪胎的內(nèi)部移除材料。例如，所述目標(biāo)區(qū)域能夠 是輪胎內(nèi)部的部分，該部分具有用于應(yīng)用補片的結(jié)構(gòu)，并且能夠包括一個區(qū)域，在該區(qū)域處 根據(jù)應(yīng)用以所希望的多種形狀和深度來移除任意量的材料。同樣地，被識別的目標(biāo)區(qū)域可 以代表補片將被應(yīng)用于此處的輪胎的損壞區(qū)域，具有部件(例如電子傳感器)的補片將被 應(yīng)用于此處的位置，或者另一部件(例如補片)將被移除的位置。對于單一輪胎可以識別 多個目標(biāo)區(qū)域。在本文中所使用的“掃描”指的是收集關(guān)于特定輪胎的內(nèi)部的物理數(shù)據(jù)。在本文中所使用的“繪制”指的是當(dāng)掃描相同的輪胎或者相同或相似尺寸和/或 樣式輪胎時作為參考的目的，收集關(guān)于典型輪胎的內(nèi)部的物理數(shù)據(jù)。現(xiàn)參考圖1和圖2，框架100包括可旋轉(zhuǎn)的輪胎支撐部105，輪胎10定位在該輪胎 支撐部105上。輪胎支撐部105能夠繞軸線Z-Z在任一方向上旋轉(zhuǎn)，使得輪胎10能夠沿其 圓周方向C旋轉(zhuǎn)。例如，輪胎支撐部105可以通過伺服電機驅(qū)動從而將輪胎10圓周地定位 在所希望的位置，該伺服電機連接至控制器(未示出)。參考線20和30提供能夠用于在支 撐部105上將輪胎10圓周地定向于特定位置處、并且在線30相對于線20沿輪胎105的圓 周方向C移動時觀察圓周旋轉(zhuǎn)量的標(biāo)記。特別地，用于磨削操作的輪胎10的內(nèi)表面50上的 目標(biāo)區(qū)域能夠在該操作開始時直接定心于參考線30的上方。輪胎支撐部105還包括可調(diào)節(jié) 的定位銷110和用于接收輪胎10的夾子115、116和117。例如，銷110協(xié)助將輪胎10適當(dāng) 地定心在輪胎支撐部105上，同時夾子115-117用于確保輪胎10 —旦被適當(dāng)?shù)囟ㄎ痪捅３?在該位置上。夾子116和117用于通過拉開輪胎10的胎圈40來展開輪胎10 (圖2)。所希 望的目標(biāo)區(qū)域位于夾子116和117之間。對于各種尺寸的輪胎10，銷110和夾子115-117 的相對位置可以調(diào)節(jié)，例如通過在支撐部105上設(shè)置一系列孔，銷110和夾子115-117可以 重新在這些孔中定位。本發(fā)明還可以使用其它定位機構(gòu)。例如，可以包括附加的夾子，從而 輪胎10的兩個胎圈被夾緊和/或拉開以進一步展開輪胎10。在圖7所示的另一實施方式中，框架100將輪胎保持為豎直定向。該定向允許利 用上方的運輸裝置、滑輪系統(tǒng)以及其它已知的移動輪胎的方法。一個底座將輪胎豎直地移 動到由一對輥子119支撐的位置。輥子119支撐輪胎的重量，并且將輪胎定位以允許處理 工具到達。夾子118設(shè)置輪胎并且將輪胎夾緊至工作表面或者輪胎支撐部116。在輪胎被 夾緊至輪胎支撐部116后，底座可以從輪胎撤回。中心部分被移除的輪胎支撐部116支撐 輪胎的側(cè)面以抵抗由于夾緊或者處理而產(chǎn)生的輪胎的橫向運動。繼續(xù)圖1和2，框架100還支撐運輸裝置120，其沿著輪胎10的軸向方向A以及徑 向方向R都是可移動的。運輸裝置120包括軌道125和130。連接至控制器的伺服系統(tǒng)用 來沿著軌道125和130移動運輸裝置120，從而可以準(zhǔn)確地確定相對于輪胎10的定位。運 輸裝置120攜帶諸如磨削單元135的處理工具以及表面測量裝置140。如箭頭G(圖2、圖3 以及圖4)所示，磨削單元135和裝置140可繞軸線145(圖1和圖4)旋轉(zhuǎn)。繞軸線145的 旋轉(zhuǎn)允許磨削單元135或者表面測量裝置140鄰近輪胎10的內(nèi)表面50而定位，并且允許在磨削操作中控制磨削單元135的相對運動。例如，繞軸線145的旋轉(zhuǎn)可以通過連接至控制 器的伺服系統(tǒng)精確地控制。磨削單元135和表面測量裝置140顯示為關(guān)于軸線145彼此定 向成180度，但是可以采用多個其它的相對定向。相似地，雖然附圖示出了磨削單元135的 使用，包括那些前面提到的多個其它工具和技術(shù)可以用作代替磨削單元135的處理工具。在用來處理較小輪胎尺寸和/或具有短側(cè)壁的輪胎的裝備和方法的情況下，輪胎 的內(nèi)部輪廓可能與掃描和處理工具發(fā)生干涉。如圖8a所示的初始設(shè)置，工具可能碰撞輪胎 的壁以及阻止對目標(biāo)區(qū)域的處理。初始設(shè)置提供垂直于輪胎的軸線的夾緊表面。將輪胎夾 緊至工作表面的操作使輪胎一定程度上展開。輪胎的展開增大了輪胎的胎圈之間的空間。
為了制備輪胎的最寬范圍的表面，改進的實施方式包括夾子118和墊片114，它們 用于如圖8b所示的進一步展開輪胎。在輪胎和輪胎支撐部之間引入外角為α的墊片比只 用夾子更進一步地展開輪胎。墊片的與輪胎接觸的工作表面，相對于輪胎向外形成角度。夾 子118安裝在胎圈區(qū)域上，并且將輪胎拉至墊片114，從而使輪胎的彎曲部分變平，并且提 供了附加的胎圈展開以允許處理工具易于到達輪胎的內(nèi)表面。選擇性地，對于給定的實施 方式，可以使用多于一個的夾子來保持并且展開輪胎。墊片可以是任何合適的形狀，亦即長方形、三角形，只要其工作表面為使輪胎的彎 曲部分變平提供必要的角度。在本發(fā)明的特定實施方式中，使用具有大約11度的工作角的 三角形墊片.墊片可以用于本發(fā)明的任意實施方式。例如，墊片可以用于如圖7所示的豎直定 向。它還能夠用在圖1(未示出墊片)中的水平的輪胎支撐部上。在這兩個實例中，墊片用 于在輪胎和工作表面或者輪胎支撐部之間產(chǎn)生角度。表面測量裝置140也可以使用多種設(shè)備。對于圖1至圖8的示例性實施方式，表 面測量裝置140包括激光傳感器，其能夠用于繪制和/或掃描輪胎10的內(nèi)表面50。更特別 地，如圖3所示，激光傳感器140可以在被識別的目標(biāo)區(qū)域處掃描內(nèi)表面50，從而獲得特定 輪胎10的各種數(shù)據(jù)，包括例如目標(biāo)區(qū)域沿內(nèi)表面50的相對位置、內(nèi)表面50的形狀、在沿內(nèi) 表面50的目標(biāo)區(qū)域處的突起部件或者凹陷的存在、和/或在將要進行的處理操作中對確定 處理路徑(例如磨削單元135的磨削路徑)具有重要性的其它數(shù)據(jù)。本發(fā)明不限于使用用 于表面測量裝置140的激光傳感器?？梢允褂闷渌砻鏈y量裝置，包括例如諸如指狀物、探 針或者輪子的機械裝置，該機械裝置移動通過內(nèi)表面50來繪制和/或掃描其形狀和位置。依據(jù)所希望的信息的量或者類型以及所采用的特定的測量裝置140，可以使用多 種技術(shù)來掃描內(nèi)表面50?，F(xiàn)參考圖5，表面測量裝置140可以用于掃描目標(biāo)區(qū)域55的整個 內(nèi)表面50?？蛇x擇地，表面測量裝置140可以僅僅采樣在目標(biāo)區(qū)域處的不同位置的代表性 數(shù)據(jù)。例如，裝置140可以用于僅掃描目標(biāo)區(qū)域的外邊界60和65和/或僅掃描在目標(biāo)區(qū) 域內(nèi)的某些位置。然后可以運用各種運算法則來提供目標(biāo)區(qū)域的代表性的形貌或者掃描。 在一個示例性技術(shù)中，通過在軸向方向A上沿著邊界60和65的每一者移動表面測量裝置 140來掃描邊界60和65 (位于目標(biāo)區(qū)域55的兩個不同的圓周位置處)，從而提供每一個這 種邊界60和65的表面輪廓。在兩個輪廓(如果有輪胎的歪斜的話，對其進行調(diào)節(jié))之間的 線性插值可以用來提供在目標(biāo)區(qū)域55處關(guān)于輪胎的內(nèi)表面的代表性數(shù)據(jù)。在另一示例性 技術(shù)中，邊界60和65以及目標(biāo)區(qū)域55的中心線70被掃描，并且接著進行平均或者插值。 使用本文所公開的教導(dǎo)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以了解還可以采用其它技術(shù)。如上所述，表面測量裝置140還可以確定輪胎10是否歪斜，也就是，是否內(nèi)表面50不在距離關(guān)于輪胎10 的圓周的軸線Z-Z大致相同的距離處。知道輪胎10是否歪斜，對提供磨削路徑是特別重要 的，該磨削路徑在目標(biāo)區(qū)域移除基本相同的量的材料。為了通過表面測量裝置140在各種樣式和尺寸之間具有不同尺寸和形狀的輪胎 中提供可重復(fù)的、準(zhǔn)確的掃描，有必要為每一個尺寸和/或樣式繪制一個代表性輪胎，從而 提供參考數(shù)據(jù)來供控制器使用。更特別地，為了使控制器重復(fù)地在不同尺寸的輪胎內(nèi)定位 表面測量裝置140，并且在掃描目標(biāo)區(qū)域時適當(dāng)?shù)匾苿友b置140，控制器需要應(yīng)用包括將要 處理的特定輪胎的一般物理信息的參考數(shù)據(jù)。例如，如果裝置140是具有具體范圍限制的 激光傳感器，這樣的參考數(shù)據(jù)允許控制器至少在特定輪胎的內(nèi)部的范圍內(nèi)定位裝置140，其 目的是接著掃描該輪胎以獲得在確定處理工具135的處理路徑時使用的更加詳細(xì)和具體 的信息。這樣的繪制步驟可以使用多種技術(shù)來完成，一種這樣的技術(shù)的實例將利用圖6所 示的輪胎10的橫截面來進行描述。為了獲得用于特定尺寸和樣式的輪胎10的參考數(shù)據(jù)， 表面測量裝置140沿五個數(shù)據(jù)輪廓75繪制輪胎10的內(nèi)部。更具體地，內(nèi)表面50或者輪 胎10在胎圈80之間沿著輪胎10的特定圓周位置分為五個數(shù)據(jù)輪廓75。使用例如輪胎10 的結(jié)構(gòu)圖所提供的尺寸信息，控制器沿著五個數(shù)據(jù)輪廓75的每一者移動傳感裝置140，同 時裝置140收集關(guān)于內(nèi)表面50的輪廓和/或位置的信息。如果特定位置的測量在傳感裝 置140的范圍外，那么機器使用定位逼近法尋找內(nèi)表面50，直到傳感裝置140回到范圍內(nèi)。 在上述的掃描步驟中，所述信息接著被存儲或者記錄以用于隨后的訪問。能夠?qū)ζ谕麑ζ?應(yīng)用補片的代表性輪胎樣式和輪胎尺寸執(zhí)行這樣的繪制步驟。使用本文公開的教導(dǎo)，本領(lǐng) 域技術(shù)人員應(yīng)理解為了提供用于不同輪胎的參考數(shù)據(jù)可以使用其它繪制步驟。例如，大 約五個數(shù)據(jù)輪廓75可以用來獲得代表性數(shù)據(jù)。再例如，由繪制步驟確定的參考數(shù)據(jù)可以包 括-對于每一個輪胎尺寸和樣式-輪胎的胎圈之間的距離、輪胎的胎圈之間的表面距離、胎 圈之間的輪胎的直徑、在輪胎的胎冠區(qū)域中在內(nèi)表面處50處輪胎的直徑、輪胎的直徑和/ 或其它尺寸數(shù)據(jù)。因此，現(xiàn)將參考所有附圖描述用于處理在輪胎10的內(nèi)表面50上的目標(biāo)區(qū)域的示 例性方法。如上所述，輪胎10大致在可旋轉(zhuǎn)的輪胎支撐部105上使用銷110定心。被識別 的用于處理(例如磨削)的目標(biāo)區(qū)域定位在參考線30的上方或者鄰近參考線30，并且在夾 子116和117之間。當(dāng)然，目標(biāo)區(qū)域可以位于其它位置并且接著通過輪胎支撐部105旋轉(zhuǎn) 到所希望的位置。夾子115-117調(diào)節(jié)至確保輪胎10在適當(dāng)位置，如圖2、圖3和圖4所示， 夾子116和117通過向輪胎支撐部105拉動胎圈40而打開輪胎10的內(nèi)部。所述的拉動胎 圈40有利于輪胎10內(nèi)的諸如磨削單元135的處理工具和/或表面測量裝置140的定位和 操作。關(guān)于輪胎10的特定尺寸和樣式的參考數(shù)據(jù)可以被提供給控制器(例如計算機)， 其操作運輸裝置120和輪胎支撐部105。操作者可以例如人工地輸入關(guān)于輪胎10的尺寸 數(shù)據(jù)?？蛇x擇地，參考數(shù)據(jù)在上述的繪制步驟中電子地存儲，并且接著在操作者識別輪胎的 尺寸和樣式后提供至控制器。前文已指出，參考信息允許控制器準(zhǔn)確地沿軌道125和130 移動運輸裝置120，從而將表面測量裝置140放置在輪胎10內(nèi)以及內(nèi)表面50的附近，優(yōu)選 地在圖3所示的胎冠區(qū)域的中心附近。接著，從該中心位置，使用表面測量裝置140收集信
9息，該信息關(guān)于輪胎是否是歪斜的，從而在確定處理工具135的處理路徑時必須包括修正。典型地，提供至控制器的附加的信息將包括所希望磨削的目標(biāo)區(qū)域的尺寸和形 狀、目標(biāo)區(qū)域相對于例如輪胎10的胎圈的位置，以及在目標(biāo)區(qū)域處將被磨削的深度。用于 控制磨削操作的其它參數(shù)可以被規(guī)定，例如是否按層磨削、研磨機的速度(旋轉(zhuǎn)速度和/ 或磨削路徑速度)、以及在磨削運行之間的重疊量。關(guān)于磨削單元135的諸如其結(jié)構(gòu)尺寸 的尺寸信息也可以提供至控制器來用于決定合適的磨削路徑，其中其結(jié)構(gòu)尺寸包括采用的 研磨表面的寬度和形狀、研磨材料的粗糙度以及其它信息。由于能夠由本發(fā)明獲得的研磨 表面的精確移動和控制，可以使用比先前在人工磨削操作中使用的更粗糙的研磨工具。例 如，具有粗糙度MCM-90的砂輪在本發(fā)明的示例性實施方式重復(fù)地采用，該砂輪由密歇根州 Cottrellville 的 L. R. Oliver & Company, Inc.進行涂覆。一旦如圖3所示地設(shè)置在輪胎10內(nèi)的位置上，表面測量裝置140接著移動至被識 別的目標(biāo)區(qū)域。使用來自繪制步驟的參考數(shù)據(jù)，表面測量裝置140接著沿前面繪制的輪廓 移動，從而掃描如上所述的目標(biāo)區(qū)域，從而確定例如內(nèi)表面50的輪廓、內(nèi)表面50的相對位 置和/或在目標(biāo)區(qū)域處在內(nèi)表面50上其它部件的存在。使用關(guān)于內(nèi)表面50的該數(shù)據(jù)，結(jié) 合前述的其它信息，接著控制器確定處理路徑。更具體地，在使用磨削工具135進行處理的 位置，控制器確定運輸裝置120的精確的、協(xié)調(diào)的移動、輪胎支撐部105的旋轉(zhuǎn)以及繞軸線 145的旋轉(zhuǎn)G，該旋轉(zhuǎn)G將會磨削所希望的內(nèi)表面50的目標(biāo)區(qū)域。表面測量裝置140繞軸線145旋轉(zhuǎn)，從而將磨削單元135相對于內(nèi)表面50放置于 適當(dāng)位置。磨削單元135被驅(qū)動從而研磨機如圖4的箭頭L所示而旋轉(zhuǎn)。雖然，顯示為逆 時針的旋轉(zhuǎn)L，磨削單元135可以在任一方向上旋轉(zhuǎn)而進行磨削。當(dāng)被放置到與內(nèi)表面50 接觸的位置時，材料從內(nèi)表面50上移除。接著，控制器根據(jù)預(yù)定磨削路徑移動運輸裝置120 和/或繞軸線145旋轉(zhuǎn)磨削單元135。另外，在磨削單元135從輪胎10上磨削材料時，輪胎 支撐部105還可以同時旋轉(zhuǎn)以保持預(yù)定磨削路徑。例如，為了獲得目標(biāo)區(qū)域的預(yù)定形狀(例如在環(huán)面上的長方形)，在磨削操作中， 根據(jù)磨削單元135相對于目標(biāo)區(qū)域的位置以及磨削單元135距離輪胎10的中心的距離，輪 胎10還必須旋轉(zhuǎn)。同時進行的輪胎10繞軸線ZZ的旋轉(zhuǎn)、磨削單元135繞軸線145的旋轉(zhuǎn) 以及運輸裝置120沿軌道125和130的移動使得從目標(biāo)區(qū)域磨削的材料的幾何形狀可發(fā)生 多樣的變化，該變化包括尺寸、形狀、位置、均勻性以及厚度的變化?？蛇x擇地，磨削路徑能 夠包括不需要這種同步運動的其它變化。例如，只要完成了在輪胎10的內(nèi)表面的特定圓周 位置處的材料的移除，控制器就能夠接著旋轉(zhuǎn)輪胎支撐部105。在該新的圓周位置，控制器 接著再次根據(jù)預(yù)定磨削路徑移動運輸裝置120和/或繞軸線145旋轉(zhuǎn)磨削單元135。如果 需要的話，在磨削操作過程中，磨削單元135還可以從內(nèi)表面50上被抬起并且再次應(yīng)用至 內(nèi)表面50。無論如何，這些步驟能夠被重復(fù)直至所希望的磨削操作完成。使用本文公開的 教導(dǎo)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)了解磨削的方法的其它變化在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。最后，磨削單元135的物理尺寸還幫助確定從目標(biāo)區(qū)域磨削的材料的圓周寬度， 并且可以包含于確定所希望的用于目標(biāo)區(qū)域的磨削路徑。例如，磨削砂輪或者其它研磨表 面的形狀、寬度和/或直徑可以在確定磨削路徑時考慮。一旦磨削操作完成，控制器就移動 運輸裝置120從而從輪胎10的內(nèi)部移除磨削單元135和表面測量裝置140。再次，根據(jù)本 發(fā)明還可以變化移動磨削單元135的特定順序，這將被使用該示例性描述的本領(lǐng)域技術(shù)人員理解。本發(fā)明還包括軟件，例如用于根據(jù)上述的示例性方法操作機器的計算機程序。例 如，計算機程序可以嵌入計算機可讀存儲介質(zhì)，其設(shè)置以存儲用于操作機器的指令。這樣的 程序能夠包括例如用于識別位于輪胎10的內(nèi)表面50上的要制備的目標(biāo)區(qū)域55的識別指 令。設(shè)置掃描指令以掃描目標(biāo)區(qū)域55，從而獲得在目標(biāo)區(qū)域55處關(guān)于輪胎10的內(nèi)表面50 的數(shù)據(jù)。設(shè)置程序中的確定指令以使用關(guān)于輪胎10的內(nèi)表面50的數(shù)據(jù)來確定處理路徑。 程序包括處理指令，用于使用如上所述的處理工具135處理輪胎10的內(nèi)部。設(shè)置定位指令 以在處理步驟中、沿處理路徑、使用例如運輸裝置120來定位處理工具135。程序中可以設(shè)置變化以及附加步驟，從而根據(jù)上述的示例性的方法操作機器。例 如，掃描指令可以包括提供穿過輪胎10的內(nèi)表面50至少兩個平行的掃描的指令，這些掃描 之間的線性插值提供代表性形貌。還能夠設(shè)置繪制指令以確定上面提出的典型輪胎的參考 物理數(shù)據(jù)。雖然針對本主題的具體示例性實施方式以及方法詳細(xì)地描述本主題，本領(lǐng)域技術(shù) 的技術(shù)人員通過理解前述的內(nèi)容可以容易地制造這些實施方式的替代方式、變化以及等效 方式。因此，這里公開的范圍是作為實例，而不是作為限制，并且本主題的公開不排除包含 對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是顯而易見的本主題的這些改進、變化和/或添加。
權(quán)利要求
一種用于制備輪胎的內(nèi)部的方法，所述輪胎具有內(nèi)表面，所述方法包括以下步驟設(shè)置步驟，將所述輪胎設(shè)置在輪胎支撐部上；識別步驟，識別位于所述輪胎的內(nèi)表面上的用于制備的目標(biāo)區(qū)域；掃描步驟，掃描所述目標(biāo)區(qū)域從而獲得在所述目標(biāo)區(qū)域處的關(guān)于所述輪胎的內(nèi)表面的數(shù)據(jù)；確定步驟，使用所述的關(guān)于所述輪胎的內(nèi)表面的數(shù)據(jù)確定處理路徑；處理步驟，通過使用處理工具移除材料來處理所述輪胎的內(nèi)部；以及定位步驟，在所述處理步驟中沿所述處理路徑定位所述工具。
2.如權(quán)利要求1所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的方法，還包括夾緊步驟，將所述輪胎夾 緊至輪胎支撐部，從而展開所述輪胎的至少一個胎圈。
3.如權(quán)利要求2所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的方法，所述夾緊步驟還包括在所述輪胎 和所述輪胎支撐部之間插入墊片，其中所述墊片的接觸所述輪胎的表面相對于所述輪胎向 外形成角度，由此獲得附加的胎圈的展開。
4.如權(quán)利要求1所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的方法，其中所述定位步驟還包括旋轉(zhuǎn)所 述輪胎。
5.如權(quán)利要求1所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的方法，其中在所述掃描步驟和所述處理 步驟中所述輪胎豎直定向。
6.如權(quán)利要求1所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的方法，其中確定處理路徑的步驟還包括 應(yīng)用關(guān)于被應(yīng)用至所述目標(biāo)區(qū)域處的輪胎的內(nèi)部的補片的尺寸信息。
7.如權(quán)利要求1所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的方法，還包括確定所述輪胎是否相對于 所述處理工具歪斜的步驟。
8.如權(quán)利要求1所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的方法，還包括獲得關(guān)于所述輪胎的物理 尺寸的數(shù)據(jù)的步驟。
9.如權(quán)利要求1所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的方法，其中確定處理路徑的步驟還包括 應(yīng)用關(guān)于將從所述的輪胎的內(nèi)部移除的材料的深度以及輪廓的信息。
10.如權(quán)利要求1所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的方法，其中識別目標(biāo)區(qū)域的步驟包括 規(guī)定遠離所述輪胎的至少一個胎圈的距離。
11.如權(quán)利要求1所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的方法，其中所述目標(biāo)區(qū)域包括將被從 所述輪胎的內(nèi)表面移除的補片。
12.如權(quán)利要求1所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的方法，其中在所述處理步驟中使用的 處理工具包括磨削單元。
13.如權(quán)利要求9所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的方法，其中確定處理路徑的步驟還包 括應(yīng)用關(guān)于所述磨削單元的的幾何形狀的信息。
14.如權(quán)利要求1所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的方法，所述方法還包括繪制步驟，從而 提供關(guān)于所述輪胎的尺寸信息，以在所述掃描步驟中使用。
15.一種用于制備輪胎的內(nèi)部的裝備，所述輪胎限定圓周方向，所述裝備包括處理工具；表面測量裝置；運輸裝置，所述運輸裝置構(gòu)造為攜帶并且相對于輪胎的內(nèi)表面定位所述處理工具以及所述表面測量裝置；輪胎支撐部，所述輪胎支撐部構(gòu)造為接收所述輪胎；以及夾子，所述夾子用于將輪胎設(shè)置于所述輪胎支撐部上。
16.如權(quán)利要求15所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的裝備，其中所述夾子將輪胎設(shè)置在輪 胎支撐部上，從而展開輪胎的至少一個胎圈。
17.如權(quán)利要求15所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的裝備，還包括在所述輪胎和所述輪胎 支撐部之間的墊片，其中所述墊片的接觸所述輪胎的表面相對于所述輪胎向外形成角度， 由此獲得附加的胎圈的展開。
18.如權(quán)利要求15所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的裝備，其中所述處理工具和所述表面 測量裝置能夠繞所述運輸裝置所帶有的軸線旋轉(zhuǎn)。
19.如權(quán)利要求15所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的裝備，其中所述輪胎豎直地定向。
20.如權(quán)利要求15所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的裝備，其中所述表面測量裝置包括激 光傳感器。
21.如權(quán)利要求15所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的裝備，進一步包括控制器，所述控制 器用于確定在處理操作過程中所述運輸裝置和所述可旋轉(zhuǎn)的輪胎支撐部的移動。
22.如權(quán)利要求21所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的裝備，其中所述控制器構(gòu)造為接收關(guān) 于所述輪胎的物理尺寸的數(shù)據(jù)。
23.如權(quán)利要求21所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的裝備，其中所述控制器構(gòu)造為由包括 所述表面測量裝置獲得的測量結(jié)果的信息來確定處理路徑。
24.如權(quán)利要求23所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的裝備，其中所述控制器還構(gòu)造為由還 包括所述處理工具的幾何形狀的信息來確定處理路徑。
25.如權(quán)利要求15所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的裝備，其中所述處理工具是磨削單兀。
26.如權(quán)利要求15所述的用于制備輪胎的內(nèi)部的裝備，所述輪胎具有軸向和徑向方 向，并且其中所述運輸裝置構(gòu)造為大致沿所述輪胎的軸向和徑向方向移動，以在所述輪胎 內(nèi)以及鄰近所述輪胎的內(nèi)部處的內(nèi)表面定位所述處理工具或者所述表面測量裝置。
27.一種計算機程序產(chǎn)品，其包括嵌入計算機可讀存儲介質(zhì)的指令，所述計算機程序產(chǎn) 品作用于制備輪胎的內(nèi)部，所述輪胎具有內(nèi)表面，所述計算機程序包括識別指令，用于識別位于所述輪胎的內(nèi)表面上的要制備的目標(biāo)區(qū)域；掃描指令，用于掃描所述目標(biāo)區(qū)域，從而獲得在所述目標(biāo)區(qū)域處的關(guān)于輪胎的內(nèi)表面 的數(shù)據(jù)；確定指令，用于使用所述關(guān)于輪胎的內(nèi)表面的數(shù)據(jù)來確定處理路徑；處理指令，用于使用處理工具處理所述輪胎的內(nèi)部；以及定位指令，用于在所述處理步驟中、沿所述處理路徑來定位所述工具。
28.如權(quán)利要求27所述的計算機程序產(chǎn)品，其中所述掃描指令還包括用于穿過所述輪 胎的內(nèi)表面的至少兩個平行的掃描的指令。
29.如權(quán)利要求27所述的計算機程序產(chǎn)品，其中所述掃描指令還包括用于在所述至少 兩個平行的掃描之間插值的指令。
30.如權(quán)利要求27所述的計算機程序產(chǎn)品，還包括繪制指令，用于確定典型輪胎的參考物理數(shù)據(jù) 。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于制備輪胎的內(nèi)表面的自動化的處理操作，該內(nèi)表面用于應(yīng)用補片。一個示例性方法包括以下步驟將所述輪胎設(shè)置在輪胎支撐部上；識別位于所述輪胎的內(nèi)表面上的用于制備的目標(biāo)區(qū)域；掃描所述目標(biāo)區(qū)域從而獲得在所述目標(biāo)區(qū)域處的關(guān)于所述輪胎的內(nèi)表面的數(shù)據(jù)；使用所述的關(guān)于所述輪胎的內(nèi)表面的數(shù)據(jù)確定處理路徑；通過使用處理工具移除材料來處理所述輪胎的內(nèi)部；以及在處理步驟中沿所述處理路徑定位所述處理工具。
文檔編號B60C25/00GK101878124SQ200880118409
公開日2010年11月3日 申請日期2008年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者A·謝布利, J·奧梅爾松, M·伊科諾莫夫 申請人:米其林研究和技術(shù)股份有限公司;米其林技術(shù)公司