Исправление неоднородности с использованием последовательной абляции - RU2619368C2
Код документа: RU2619368C2
Чертежи
Описание
Заявление приоритета
[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет по заявке РСТ № PCT/US 12/67198, поименованной «Исправление силовой неоднородности с использованием последовательной абляции», поданной 30 ноября 2012, которая включена в настоящее описание посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Настоящее изобретение в общем относится к системам и способам для повышения силовой неоднородности шины, а в частности к системам и способам для повышения силовой неоднородности шины посредством избирательного удаления материала вдоль участков борта шины в вулканизированной шине.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Неоднородность шины относится к симметрии (или отсутствию симметрии) относительно оси вращения шины в конкретных поддающихся количественному измерению характеристиках шины. К сожалению, при известных способах изготовления шины существует возможность образования неоднородностей в шинах. Во время вращения шин неоднородности, имеющиеся в конструкции шины, образуют закономерно изменяющиеся силы на оси колеса. Неоднородности шины имеют значения при передаче этих изменений силы транспортному средству и находящимся в нем людям в качестве заметных вибраций. Эти силы передаются через подвеску транспортного средства и могут ощущаться в сидениях и руле транспортного средства, или передаются в качестве шума в салон. Количество вибрации, передаваемой находящимся в транспортном средстве, относят к категории «комфорт поездки» или «комфорт» шин.
[0004] Характеристики или признаки силовой неоднородности шины обычно относят к категории изменений размера или геометрии (радиальные биения (РБ) и боковые биения (ББ)), изменения массы и изменения силы качения (изменение радиальной силы, изменение боковой силы и изменение тангенциальной силы). Устройства измерения силовой неоднородности часто измеряют ранее указанные и другие характеристики силовой неоднородности посредством измерения силы на нескольких точках вокруг шины при вращении шины вокруг своей оси.
[0005] При определении характеристик силовой неоднородности шины, процедуры исправления могут устранить некоторые неоднородности посредством внесения изменений в процесс производства. Исправление некоторых неоднородностей может быть затруднено во время процесса производства, при этом требуются дополнительные процедуры исправления для исправления оставшихся неоднородностей вулканизированных шин. Возможно применение многих различных способов, включая, но не ограничиваясь добавлением и/или удалением материала с вулканизированной шины, и/или деформацией вулканизированной шины.
[0006] Один известный способ для исправления неоднородностей шины заключается в использовании абляции вдоль бортового участка шины. Например, в патентной заявке США №2012/0095587, заявленной заявителем настоящего изобретения и включенной в настоящее описание посредством ссылки для всех целей, раскрыто использование лазерной абляции вдоль различных канавок на бортовом участке шины, например вдоль зоны сочленения борта, зоны нижнего фланца и зоны верхнего фланца шины. В частности, профиль абляции для бортов шины вычисляют для уменьшения величины по меньшей мере одной гармоники по меньшей мере одного параметра силовой неоднородности. Материал вдоль бортового участка шины затем избирательно удаляют посредством использования вычисленного профиля лазерной абляции.
[0007] Вычисление профиля абляции для внесения поправок на конкретные параметры силовой неоднородности, такие как изменение боковой силы и другие параметры силовой неоднородности, может вызывать трудности. Например, обычно отсутствует возможность определения профилей абляции аналитическим путем для внесения поправок на изменения боковой силы для вращения шины по часовой стрелке и против часовой стрелки посредством анализа собранных данных об силовой неоднородности. В другом случае, обычно требуется применение численного способа для определения профилей абляции для внесения поправок на изменения боковой силы для вращения по часовой стрелке и против часовой стрелки. Учитывая сложные компоненты, способствующие изменению боковой силы и отличиям в изменении боковой силы во время вращения шины в направлениях по часовой стрелке и против часовой стрелки, определение профилей абляции посредством применения численных способов может требовать существенных вычислительных ресурсов.
[0008] Дополнительно, существующие способы вычисления профилей абляции обычно одновременно определяют профили абляции для нескольких канавок вдоль борта шины, например профили абляции для канавок вдоль зоны сочленения борта с ободом, зоны нижнего фланца и зоны верхнего фланца. Это может требовать вычисления нескольких параметров (например, шести параметров, для определения профилей абляции для трех канавок) с использованием сложных нелинейных алгоритмов решения, что приводит к увеличенному использованию вычислительных ресурсов и времени вычисления. Время вычисления может играть решающую роль в настройке производства шины, так как устройство абляции должно быть готово для обработки следующей шины при поступлении следующей шины.
[0009] Таким образом, существует необходимость в улучшенной системе и способе для вычисления профилей абляции для внесения поправок на изменения боковой силы и другие параметры силовой неоднородности. В частности, будут полезны система и способ, которые могут снизить общее время вычисления, а также общее время абляции и общую абляцию шины.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0010] Аспекты и преимущества изобретения будут частично раскрыты в следующем описании или могут быть очевидными из описания, или могут быть понятны посредством осуществления изобретения.
[0011] Один приведенный в качестве примера аспект настоящего изобретения обращен к способу для уменьшения величины параметра силовой неоднородности в вулканизированной шине. Способ включает определение порядка абляции для множества канавок вдоль борта шины по меньшей мере частично на основании данных о чувствительности для множества канавок. Способ дополнительно включает последовательное определение посредством вычислительного устройства по меньшей мере одного профиля абляции в соответствии с порядком абляции для уменьшения величины параметра силовой неоднородности шины. Способ также включает избирательное удаление материала с борта шины в соответствии по меньшей мере с одним профилем абляции.
[0012] В конкретном варианте реализации приведенного в качестве примера аспекта настоящего изобретения по меньшей мере один профиль абляции последовательно определен в соответствии со схемой последовательности, заданной порядком абляции. Схема последовательности содержит по меньшей мере один этап. Каждый этап схемы последовательности соответствует одной из множества канавок, указанных порядком абляции. Для каждого этапа в схеме последовательности способ может включать определение профиля абляции для уменьшения величины параметра силовой неоднородности и определение величины предполагаемого параметра силовой неоднородности, полученной из профиля абляции. По меньшей мере один профиль абляции может быть последовательно определен в соответствии со схемой последовательности при условии, что предполагаемая величина параметра силовой неоднородности ниже предварительно заданного порогового значения.
[0013] Еще один приведенный в качестве примера аспект настоящего изобретения обращен к системе исправления силовой неоднородности для уменьшения величины параметра силовой неоднородности в вулканизированной шине. Система содержит крепежное приспособление шины, на котором шина выполнена с возможностью надежного закрепления, и устройство абляции, выполненное с возможностью обеспечения абляции шины, закрепленной на крепежном приспособлении шины. Устройство абляции выполнено с возможностью вращения вокруг шины во время абляции шины. Система также содержит компьютерную систему управления, соединенную с устройством абляции и крепежным приспособлением шины. Компьютерная система управления выполнена с возможностью определения порядка абляции для множества канавок вдоль борта шины по меньшей мере частично на основании данных о чувствительности для множества канавок, и определения по меньшей мере одного профиля абляции в соответствии с порядком абляции для уменьшения величины параметра силовой неоднородности шины. Компьютерная система управления также выполнена с возможностью избирательного управления скоростью вращения шины и силы абляции таким образом, чтобы избирательно удалять материал шины с по меньшей мере одного борта шины в соответствии с по меньшей мере одним профилем абляции.
[0014] Эти и другие характерные особенности, аспекты и преимущества настоящего изобретения будут более понятны со ссылкой на следующее описание и прилагаемую формулу изобретения. Сопроводительные чертежи, которые включены в это описание и составляют его часть, иллюстрируют варианты реализации изобретения и, вместе с описанием, раскрывают принципы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0015] Полное и достаточное для воспроизведения раскрытие настоящего изобретения, включающее лучший его вариант реализации и рассчитанное на специалиста в данной области техники, изложено в описании со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
[0016] На фиг. 1 показан вид в поперечном сечении радиальной шины, выполненной с возможностью исправления в соответствии с приведенными в качестве примера аспектами настоящего изобретения.
[0017] На фиг. 2 изображены несколько расположений канавки вдоль борта шины, подходящих для абляции для уменьшения величины выбранных параметров силовой неоднородности шины в соответствии с приведенными в качестве примера аспектами настоящего изобретения.
[0018] На фиг. 3 изображен приведенный в качестве примера профиль абляции, рассчитанный для уменьшения величины выбранных параметров силовой неоднородности шины в соответствии с приведенным в качестве примера аспектом настоящего изобретения. На фиг. 3 требуемая глубина (D) абляции изображена вдоль ординаты, а угловое положение (9) вокруг борта шины вдоль абсциссы.
[0019] На фиг. 4 показана блок-схема системы в соответствии с приведенным в качестве примера вариантом реализации настоящего изобретения.
[0020] На фиг. 5 изображен приведенный в качестве примера участок абляции в форме полутонового растрового изображения. Полутоновое растровое изображение изображено относительно вертикального положения (Н) растрового изображения.
[0021] На фиг. 6 показана графическая иллюстрация глубины абляции, представленной полутоновым изображением по фиг. 5. На фиг. 6 вертикальное положение (Н) растрового изображения изображено вдоль абсциссы, а глубина (D) абляции вдоль ординаты.
[0022] На фиг. 7 показан перспективный вид нескольких участков абляции, удаленных вдоль борта шины.
[0023] На фиг. 8 показана технологическая схема приведенного в качестве примера способа для уменьшения величины параметра силовой неоднородности шины в соответствии с приведенным в качестве примера вариантом реализации настоящего изобретения.
[0024] На фиг. 9 изображены векторные выражения приведенных в качестве примера параметров силовой неоднородности шины при изменении боковой силы.
[0025] На фиг. 10 показана технологическая схема приведенного в качестве примера способа для определения порядка абляции для множества канавок в соответствии с приведенным в качестве примера вариантом реализации настоящего изобретения.
[0026] На фиг. 11 и 12 изображены приведенные в качестве примера векторы чувствительности, определенные для множества канавок шины в соответствии с приведенным в качестве примера вариантом реализации настоящего изобретения.
[0027] На фиг. 13 показана технологическая схема приведенного в качестве примера способа для последовательного определения по меньшей мере одного профиля абляции в соответствии со схемой последовательности, заданной порядком абляции в соответствии с приведенным в качестве примера вариантом реализации настоящего изобретения.
[0028] На фиг. 14-16 изображены векторные выражения уменьшения изменения боковой силы в соответствии с приведенным в качестве примера вариантом реализации настоящего изобретения.
[0029] На фиг. 17 изображены векторные выражения приведенных в качестве примера профилей абляции, определенных в соответствии с приведенными в качестве примера аспектами настоящего изобретения.
[0030] На фиг. 18-20 показаны результаты моделирования для последовательного определения профилей абляции для уменьшения величины параметра силовой неоднородности в соответствии с приведенным в качестве примера вариантом реализации настоящего изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0031] Специалисту в данной области техники будет понятно, что настоящее раскрытие является только описанием приведенных в качестве примера вариантов реализации, и не ограничивает более широкие аспекты настоящего изобретения. Каждый пример приведен с целью описания изобретения, и не ограничения изобретения. То есть, специалистам в данной области техники будет понятно, что в настоящем изобретении могут быть осуществлены различные модификации и изменения без отклонения от объема или сущности изобретения. Например, характерные особенности, проиллюстрированные или описанные в качестве части одного варианта реализации, могут быть использованы с другим вариантом реализации для образования еще одного варианта реализации. Таким образом, следует понимать, что настоящее изобретение охватывает модификации и изменения, находящиеся в пределах объема прилагаемой формулы изобретения, а также их эквиваленты.
Краткое описание
[0032] В общем, настоящее изобретение направлено на системы и способы для определения по меньшей мере одного профиля абляции для избирательного удаления материала с участков борта шины для исправления характеристик неоднородности вулканизированной шины, например, для внесения поправок на изменение боковой силы, изменение радиальной силы и/или другие параметры силовой неоднородности вулканизированной шины. В соответствии с аспектами настоящего изобретения по меньшей мере один профили абляции может быть последовательно задан в соответствии со схемой последовательности, определенной порядком абляции для множества канавок вдоль борта шины для уменьшения вычислительных ресурсов, требуемых для вычисления по меньшей мере одного профиля абляции и, в некоторых случаях, для уменьшения времени абляции и общей абляции шины.
[0033] Более конкретно, может быть определено множество канавок для избирательного удаления материала с борта шины. Множество канавок может включать, например, по меньшей мере одну канавку вдоль зоны верхнего фланца борта шины, по меньшей мере одну канавку вдоль зоны нижнего фланца борта шины и по меньшей мере одну канавку вдоль зоны сочленения борта с ободом шины. Порядок абляции, который определяет порядок вычисления профилей абляции для множества канавок, может быть аналитически определен на основании данных о чувствительности, относящихся к множеству канавок. Например, порядок абляции может таким образом установить порядок множества канавок на основании данных о чувствительности, чтобы в первую очередь обеспечивать вычисление профилей абляции для наиболее чувствительных канавок, а профилей абляции для наименее чувствительных канавок - в последнюю очередь.
[0034] Данные о чувствительности канавки обеспечивают измерение ожидаемого изменения в параметре силовой неоднородности, таком как изменение боковой силы или изменение радиальной силы, в результате осуществления профиля абляции вдоль канавки. Чувствительность канавки может быть измерена посредством измерения изменения величины параметра силовой неоднородности (например, изменения силы в случае изменения боковой или радиальной силы) в результате осуществления профиля абляции вдоль канавки на заданной максимальной глубине абляции. Данные о чувствительности, используемые для определения порядка множества канавок, могут быть аналитически определены из значений измерения чувствительности, осуществленных на множестве шин, и затем использованных для определения порядка абляции для множества канавок.
[0035] После определения порядка абляции для множества канавок, профили абляции для множества канавок могут быть последовательно вычислены в соответствии с порядком абляции. Последовательное вычисление профилей абляции может быть продолжено таким образом, чтобы обеспечивать исправление параметра силовой неоднородности шины посредством вычисления профиля абляции для одной канавки, указанного в порядке абляции, за один раз. После вычисления профиля абляции для одной канавки, может осуществляться определение величины нового параметра силовой неоднородности шины. Последовательность может быть продолжена переходом на следующую канавку, указанную в порядке абляции, на которой может быть повторен этот процесс. Последовательность из множества канавок, указанных в порядке абляции может быть продолжена до падения предполагаемой величины параметра силовой неоднородности шины ниже порогового значения. После определения всех необходимых профилей абляции, материал шины может быть избирательно удален, например, посредством использования способов лазерной абляции, с борта шины в соответствии с профилем абляции.
[0036] Последовательное определение профилей абляции имеет преимущества по сравнению с одновременным способом, при котором определение профилей абляции для всех канавок осуществляется одновременно. Например, последовательное определение профилей абляции может приводить к определению профилей абляции для менее, чем всех доступных канавок, так как определение профилей абляции требуется только для канавок, в которых требуется уменьшение предполагаемой величины параметра силовой неоднородности ниже порогового значения. В результате, материал шины может быть избирательно удален только вдоль канавок, в которых требуется исправление параметра силовой неоднородности, что приводит к более короткому времени абляции и уменьшению общей абляции. Это относится, в частности, к случаям, в которых порядок абляции определяет порядок канавок для абляции на основании чувствительности таким образом, чтобы обеспечивать определение профилей абляции для более чувствительных канавок перед переходом к менее чувствительным канавкам.
[0037] Последовательное определение профилей абляции также приводит к более короткому времени вычисления. В частности, вычисление каждого профиля абляции может быть расценено как проблема одной шины, одной канавки для уменьшения параметра силовой неоднородности шины. Это приводит к уменьшению количества параметров, решение которых необходимо в вычислении профиля абляции. Например, в вычислении профиля абляции для внесения поправок на изменение боковой силы решатель задач нелинейного программирования может быть использован для определения двух параметров для профиля абляции для одной канавки, в отличие от решения множества параметров для множества канавок (например, шесть параметров для трех канавок). Уменьшение количества параметров приводит к более короткому времени вычисления и имеет меньшую вероятность нахождения локальных минимумов, чем в случае с множеством канавок. Дополнительно, последовательное определение профилей абляции может требовать вычисления профилей абляции для всех канавок. Вместо этого, вычисление профилей абляции осуществляется последовательно канавка за канавкой, до падения предполагаемой величины параметра силовой неоднородности ниже порогового значения. В результате, вычислительные ресурсы, требуемые для вычисления профилей абляции, могут быть уменьшены.
Исправление силовой неоднородности посредством абляции вдоль выбранных канавок борта шины
[0038] Далее будут подробно описаны приведенные в качестве примера варианты реализации настоящего изобретения со ссылкой на фиг. На фиг. 1 показано схематическое изображение радиальной пневматической шины 40 для исправления силовой неоднородности в соответствии с настоящим изобретением. Шина 40 выполнена с возможностью вращения вокруг продольной центральной оси вращения. Шина 40 содержит пару бортовых проволок 42, выполненных по существу нерастяжимыми в окружном направлении. Первый и второй борта 42 расположены на расстоянии друг от друга по направлению, параллельному центральной оси. Под окружным следует понимать по существу тангенциальный кругу, центр которого находится на оси, и содержащемуся в плоскости, параллельной средней окружной плоскости шины.
[0039] Слой 44 каркаса проходит между каждым из соответствующих бортов 42. Слой 44 каркаса содержит пару противоположных в осевом направлении концевых участков, проходящих вокруг соответствующего борта 42. Слой 44 каркаса закреплен на противоположных в осевом направлении концевых участках к соответствующему борту 42. Слой 44 каркаса содержит множество в целом радиально отходящих упрочняющих элементов, каждый из которых изготовлен в подходящей конфигурации и из подходящего материала, например, несколько переплетенных нитей или волокон из полиэфира. Следует понимать, что слой 44 каркаса изображен как один слой, однако может содержать любое количество слоев каркаса, подходящее для предположительного использования и нагрузки шины 40. Также, следует понимать, что упрочняющий элемент может быть выполненным одноволоконной нитью или в любой другой подходящей конфигурации или из подходящего материала.
[0040] Изображенная шина 40 также содержит брекерный узел 46. Брекерный узел 46 содержит по меньшей мере два кольцевых брекера. Один из брекеров расположен радиально по направлению наружу от другого брекера. Каждый брекер содержит множество по существу параллельно отходящих упрочняющих элементов, изготовленных из подходящего материала, такого как легированная сталь. Шина 40 также содержит резину для покрышки 62 и боковые стенки 64. Резина может быть любой подходящей натуральной или синтетической резиной, или их сочетанием.
[0041] На фиг. 2 показан увеличенный вид в поперечном сечении борта шины, на котором в целом изображены различные участки этого участка шины относительно ее установленного положения на обод колеса. Например, каждый область 50 борта шины содержит борт 42 шина и окружающие резиновые участки, выполненные с возможностью определения профиля борта, как показано на фиг. 2. В целом, участок профиля борта шины между носком 52 и точкой 53 выхода расположен напротив участка обода колеса для надежного прикрепления к нему. Пунктирной линией 51 обозначен приведенный в качестве примера участок обода колеса, напротив которого область 50 борта шины может быть прикреплена для установки. Нижняя поверхность профиля борта, в целом заданная между носком 52 и пяткой 54, в настоящем описании именуется зоной 56 сочленения борта с ободом. Участок профиля между пяткой 54 и точкой 53 выхода именуется в целом фланцем и содержит зону 57 нижнего фланца между пяткой и переходной точкой 58 фланца, и зону 59 верхнего фланца между переходной точкой 58 фланца и точкой 53 выхода.
[0042] В соответствии со следующим более подробным описанием величина выбранных параметров силовой неоднородности, включая выбранные гармоники параметров силовой неоднородности, может быть уменьшена посредством избирательного удаления материала вдоль по меньшей мере одной канавки в зоне 56 сочленения борта с ободом, зоне 57 нижнего фланца и/или зоне 59 верхнего фланца области 50 борта шины. Характеристики силовой неоднородности шины, которые могут быть исправлены, в целом включают изменения силы качения, такие как изменение радиальной силы и изменение боковой силы, и другие параметры, включающие, но не ограничивающиеся изменениями массы.
[0043] В соответствии с аспектами настоящего изобретения материал с по меньшей мере одной канавки в зоне 56 сочленения борта с ободом, зоне 57 нижнего фланца и/или зоне 59 верхнего фланца может быть избирательно удален в соответствии с вычисленным профилем абляции. Приведенный в качестве примера профиль 300 абляции изображен на фиг. 3. Как показано, приведенный в качестве примера профиль 300 абляции определяет требуемую глубину абляции относительно углового положения вокруг борта шины. Профиль 300 абляции может быть использован для уменьшения, например, первой гармоники, относящейся к параметру силовой неоднородности, такому как изменение боковой силы или изменение радиальной силы, связанному с шиной. В соответствии со следующим более подробным описанием приведенный в качестве примера профиль 300 абляции, изображенный на фиг. 3, может быть вычислен в соответствии со схемой последовательности, заданной порядком абляции для множества канавок.
[0044] После вычисления профилей абляции для по меньшей мере одной из канавок в зоне 56 сочленения борта с ободом, зоне 57 нижнего фланца и/или зоне 59 верхнего фланца, материал шины может быть избирательно удален с борта шины в соответствии с вычисленным профилем абляции посредством использования множества способов абляции. Например, в одном варианте реализации материал шины может быть избирательно удален посредством применения способов лазерной абляции. Способы лазерной абляции могут быть предпочтительными, так как могут обеспечивать удаление отдельных участков абляции вокруг борта шины с точным управлением. Так как другие способы удаления резины, такие как заточка, пескоструйная обработка, удаление струей воды и т.п., но не ограничиваясь ими, могут быть осуществлены для достижения таких же уровней точности, как при лазерной абляции, настоящий объект изобретения также может задействовать такие альтернативные способы удаления.
[0045] На фиг. 4 показана приведенная в качестве примера блок-схема системы для уменьшения указанных параметров силовой неоднородности, таких как изменение радиальной силы или изменение боковой силы, посредством использования лазерной абляции. Как показано, шина 400 надежно прикреплена к крепежному приспособлению 402 шины, которое в целом выполняет функцию неподвижной втулки для удержания борта шины в неподвижном положении относительно устройства 408 лазерной абляции. Устройство 408 лазерной абляции выполнено с возможностью избирательного вращения вокруг шины, удерживаемой в неподвижном положении посредством крепежного приспособления 402 шины, для осуществления абляции вдоль по меньшей мере одной канавки вдоль борта шины.
[0046] Устройство 408 лазерной абляции может содержать лазер 410, который может содержать лазерную систему с фиксированной точкой или со световым листом, образующую лазерный луч 411, обладающий достаточной силой для осуществления избирательного удаления резинового материала шины. В одном конкретном примере устройство 410 лазерной абляции может содержать лазер на углекислом газе (СО2). После образования устройством 410 лазерной абляции, лазерный луч 411 может быть направлен к отражающему элементу 412, который может содержать разделитель 414 луча, отражатель 416, изображающую линзу 418 и/или другие оптические элементы. Изображающая линза 418 фокусирует свечение лазерного луча 411 на фокусной точке 420 на шине 400 для удаления резины в абляционной области 421 вдоль борта шины. Пылесос 422 или другое приспособление очистки может быть предоставлено для извлечения любой удаленной резины или других отходов из области абляции. Дополнительные выпускные отверстия могут обеспечивать контролируемое выведение газообразной среды (например, газообразный азот) для способствования лазерной абляции и подавления потенциального возгорания на месте абляции.
[0047] Система по фиг. 4 изображает лазерную абляцию с использованием одного лазера и одной фокусной точки (т.е. удаление с одного борта шины за один раз). Однако следует понимать, что для осуществления абляции на множестве фокусных точек (например, с обоих бортов шины) может быть использовано множество лазеров. Например, в конкретном варианте реализации первый лазер может быть использован для независимого осуществления абляции первого борта шины, а второй лазер может быть использован для независимого осуществления абляции второго борта шины. Каждый из первого лазера и второго лазера выполнен с возможностью независимого вращения вокруг шины, удерживаемой в закрепленном положении посредством крепежного приспособления шины, для осуществления абляции вдоль выбранной канавки для первого и второго бортов шины.
[0048] Как показано на фиг. 4, компьютерная система 430 управления управляет по меньшей мере одним компонентом устройства 408 лазерной абляции для образования требуемого профиля абляции вдоль по меньшей мере одной канавки вдоль борта шины. Компьютерная система 430 управления может в целом содержать такие компоненты, как по меньшей мере один элемент памяти/воспроизведения или базу данных для хранения данных и команд, а также по меньшей мере один процессор. В соответствии с конкретными аспектами настоящего изобретения компьютерная система 430 управления выполнена с возможностью управления устройством 408 лазерной абляции для вращения относительно закрепленной шины для осуществления абляции вдоль по меньшей мере одной канавки борта шины.
[0049] В конкретном примере на фиг. 4 процессор(ы) 432 и соответствующее запоминающее устройство 434 выполнены с возможностью осуществления различных функций на базе вычислительного устройства (т.е., услуг передачи данных на основании программного обеспечения). Запоминающее устройство 434 выполнено с возможностью хранения программного обеспечения и/или встроенного программного обеспечения в форме команд, выполненных с возможностью чтения и выполнения вычислительный устройством, осуществляемых процессором(ами) 432. Запоминающее устройство 434 также выполнено с возможностью хранения данных, доступных для процессора(ов) 432 и которые могут быть задействованы после команд программного обеспечения, хранимых в запоминающем устройстве 434. Запоминающее устройство 434 может быть выполнено в форме одного или множества участков по меньшей мере одной разновидности машиночитаемых носителей, например, но не ограничиваясь любым сочетанием энергозависимого запоминающего устройства (например, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ, такое как динамическое оперативное запоминающее устройство ДОЗУ, статическое оперативное запоминающее устройство СОЗУ и т.д.) и энергонезависимого запоминающего устройства (например, постоянное запоминающее устройство ПЗУ, флэш, жесткие диски, магнитные ленты, постоянное запоминающее устройство на компакт-диске КД-ПЗУ, постоянное запоминающее устройство на компакт-диске DVD и т.д.), или любыми другими запоминающими устройствами, включая дискеты, жесткие диски, другие магнитные средства хранения, оптические средства хранения и другие.
[0050] В соответствии с аспектами настоящего изобретения запоминающее устройство 434 выполнено с возможностью хранения команд, исполнение которых процессором 432 обеспечивает выполнение операций процессором. Например, команды могут обеспечивать выполнение процессором 432 операций для осуществления последовательного вычисления профилей абляции в соответствии с приведенными в качестве примера вариантами реализации настоящего изобретения.
[0051] В одном конкретном варианте реализации компьютерная система 430 управления выполнена с возможностью управления абляцией борта шины в соответствии с профилями абляции посредством использования множества прямых адресных команд. Прямые адресные команды могут указывать рабочие параметры для отдельных участков абляции на конкретных угловых положениях, или «адресах» на борте шины. Более конкретно, требуемый профиль абляции может быть разбит на множество отдельных участков абляции. Эти участки абляции являются маленькими участками общего профиля абляции, который будет удален постепенным образом посредством устройства абляции. Прямые адресные команды указывают расположение и другие параметры для множества отдельных участков абляции для образования требуемого профиля абляции. Приведенные в качестве примера способы для определения прямых адресных команд от по меньшей мере одного профиля абляции раскрыты в PCT/US 11/66699, заявленной заявителем настоящего изобретения и включенной в настоящее описание посредством ссылки.
[0052] В конкретном примере участки абляции могут быть сопряжены с растровым изображением, которое соотносит глубину абляции вдоль указанной канавки с графическим изображением разных тонов (например, имеющим неравномерности цвета или полутонов), соответствующим этой глубине. Такие изображения разных тонов могут быть распознаны программным управлением устройства абляции для образования требуемой глубины абляции на конкретных угловых положениях на борте шины. На фиг. 5 изображено приведенное в качестве примера полутоновое растровое изображение для конкретного отдельного участка 800 абляции, которое может быть осуществлено лазером в соответствии с некоторыми конкретными вариантами реализации настоящего изобретения. В таких участках абляции более низкая плотность растровых точек, представленная более светлыми полутонами, соответствует меньшим глубинам абляции, а более высокая плотность растровых точек, представленная более темными полутонами, соответствует большим глубинам абляции.
[0053] На фиг. 6 изображен графический пример глубин абляции, обозначенных пунктирным/полутоновым изображением на фиг. 5. Например, наиболее высокая плотность растровых точек, представляющая наиболее темный полутон, изображенный на фиг. 5, соответствует глубина абляции, составляющей 1 мм, таким образом, чтобы наиболее темный участок изображения находился вокруг середины вертикального диапазона сверху вниз растрового изображения. На соответствующем графике на фиг. 6 вертикальное положение растрового изображения изображено вдоль абсциссы, а глубина абляции (например, в мм) вдоль ординаты. Как показано, изменения в глубине абляции следуют в целом плавной переходной кривой, в отличие от областей резкого контраста.
[0054] На фиг. 7 в целом изображен способ перенесения множества участков 800 абляции вдоль поверхности борта. Хотя изображен только один ряд участков абляции вдоль борта шины, следует понимать, что для образования требуемого профиля абляции может существовать множество рядов и колонок таких профилей абляции. Такое группирование участков абляции может быть также связано с по меньшей мере одной канавкой/областью вдоль борта шины. Например, один набор участков абляции может быть преобразован из профиля абляции, определенного для канавки вдоль зоны сочленения борта с ободом шины, а другой набор участков абляции может быть преобразован из профиля абляции, определенного для канавки вдоль зоны нижнего фланца, в то время как еще один набор участков абляции может быть преобразован из профиля абляции, определенного для канавки вдоль зоны верхнего фланца.
Приведенный в качестве примера способ для исправления по меньшей мере одного параметра силовой неоднородности
[0055] На фиг. 8 изображен приведенный в качестве примера способ (100) для уменьшения величины параметра силовой неоднородности в вулканизированной шине в соответствии с приведенным в качестве примера вариантом реализации настоящего изобретения. Хотя на фиг. 8 изображены этапы, осуществляемые в конкретном порядке в целях иллюстрации и описания, описанные в настоящем описании способы не ограничены никаким конкретным порядком или конфигурацией. Специалисту в данной области техники с использованием раскрытого в настоящем описании будет понятно, что различные этапы любых раскрытых в настоящем описании способов могут быть пропущены, поменяны местами, совмещены, расширены и/или адаптированы различными способами без отклонения от объема настоящего изобретения.
[0056] На этапе (102) способ включает определение требуемых параметров для исправления силовой неоднородности, причем параметры могут необязательно включать по меньшей мере одну требуемую гармонику. Параметры силовой неоднородности шины могут в целом включать изменения размера или геометрии (например, радиальные биения (РБ) или боковые биения (ББ)), а также изменения силы качения (например, изменение радиальной силы, изменение боковой силы и изменение тангенциальной силы), и другие параметры, включающие, но не ограничивающиеся, изменениями массы, конусностью, углом бокового увода и т.п. Хотя настоящее изобретение направлено на исправление изменения боковой силы и изменения радиальной силы в целях иллюстрации и описания, специалистам в данной области техники с использованием раскрытого в настоящем описании будет понятно, что внесение поправок на другие конкретные характеристики силовой неоднородности может быть возможным в соответствии с раскрытыми способами.
[0057] Также со ссылкой на фиг. 1, способ на этапе (102) может также необязательно включать определение гармоники, требующей исправления для каждого требуемого определенного параметра силовой неоднородности. В некоторых вариантах реализации исправление выбранных определенных гармоник (например, 1, 2, 3 и/или 4 гармоники) может быть необходимо для требуемого параметра (требуемых параметров). В других вариантах реализации исправление всех гармоник может быть необходимо учитывая полную цикличность или сложную форму сигнала параметра(ов) силовой неоднородности.
[0058] Характеристики силовой неоднородности, требующие исправления, могут быть частично определены посредством результатов тестирования силовой неоднородности, осуществляемого на производимой шине. Например, вулканизированная шина может быть тестирована для определения наличия изменений радиальной и/или боковой силы шины (и/или других характеристик), которые находятся в пределах конкретных заданных приемлемых диапазонов для поставки шины к потребителю. В противном случае, возможно исправление характеристик силовой неоднородности шины в соответствии с приведенными в качестве примера способами исправления силовой неоднородности в соответствии с аспектами настоящего изобретения.
[0059] Например, на фиг. 9 изображены векторные выражения приведенной в качестве примера первой гармоники изменения боковой силы («изменение 1 боковой силы (ИБС1)») в полярных координатах для вращения шины по часовой стрелке и против часовой стрелки, что может быть определено из тестирования силовой неоднородности шины. Вектор 200 соответствует изменению 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины по часовой стрелке. Величина вектора 200 равняется удвоенной амплитуде изменения 1 боковой силы (ИБС1) для вращения по часовой стрелке, а его азимут равняется угловой разности между исходной точкой (например, штрих-код) и точкой максимального значения изменения боковой силы. Вектор 210 соответствует изменению 1 боковой силы (ИБС1) для шины вращения против часовой стрелки. Величина вектора 210 равняется удвоенной амплитуде изменения 1 боковой силы (ИБС1) для вращения против часовой стрелки, а его азимут равняется угловой разности между исходной точкой и точкой максимального значения изменения боковой силы. При превышении величиной любого из векторов 200 или 210 предварительно заданного порогового значения, способы исправления силовой неоднородности в соответствии с приведенными в качестве примера аспектами настоящего изобретения могут быть использованы для внесения поправок на изменение 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины по часовой стрелке и против часовой стрелки.
[0060] Со ссылкой на фиг. 8, на этапе (104) способ включает определение множества канавок вдоль борта шины для избирательного удаления материала шины для уменьшения величины определенного параметра силовой неоднородности. Как описано ранее, величина выбранных параметров силовой неоднородности, включая выбранные гармоники параметров силовой неоднородности, может быть уменьшена посредством избирательного удаления материала вдоль по меньшей мере одной канавки в бортовом участке шины. На этапе (104) способ может включать определение множества канавок для избирательного удаления материала вдоль бортового участка шины, включая по меньшей мере одну канавку в зоне верхнего фланца шины, по меньшей мере одну канавку в зоне нижнего фланца шины и по меньшей мере одну канавку в зоне сочленения борта с ободом шины. На фиг. 2 изображено расположение зоны 59 верхнего фланца, зоны 57 нижнего фланца и зоны 56 сочленения борта с ободом вдоль борта шины 50.
[0061] Со ссылкой на фиг. 8, на этапе (106) способ включает определение порядка абляции для множества канавок вдоль борта шины. Порядок абляции определяет порядок определения (т.е. вычисления) профилей абляции для множества канавок. В соответствии с конкретными аспектами настоящего изобретения порядок абляции определяет порядок канавок на основании чувствительности, соответствующей канавкам, таким образом, чтобы обеспечивать вычисление профилей абляции для более чувствительных канавок перед вычислением профилей абляции для менее чувствительных канавок.
[0062] На фиг. 10 изображен приведенный в качестве примера аналитический способ (120) для определения порядка абляции на основании данных о чувствительности для множества определенных канавок в соответствии с приведенным в качестве примера вариантом реализации настоящего изобретения. На этапе (122) способ включает осуществление измерений чувствительности для множества канавок в наборе из множества шин. Измерения чувствительности могут включать определение величины изменения силы в результате осуществления профиля абляции вдоль конкретной канавки для внесения поправок на один конкретный параметр и гармонику на максимальной глубине абляции набора. Например, абляцию профиля абляции, максимальная глубины которого составляет 1 мм, осуществляют в соответствии с предварительно заданным профилем абляции (например, синусоида) для внесения поправок на изменения 1 боковой силы (ИБС1), а также определяют изменения силы на основании этого исправления. Это изменение силы (в кг) соответствует уровню чувствительности в кг/мм.
[0063] Измерения чувствительности могут быть осуществлены для каждой из множества канавок из набора, состоящего из множества шин, например, пять или более шин. Эти измерения чувствительности могут быть анализированы посредством использования различных аналитических способов для получения данных о чувствительности для каждой из множества канавок. Например, на этапе (124) по фиг. 10 векторы чувствительности определены для каждой из множества канавок для шины на основании измерений чувствительности. Векторы чувствительности представляют величину и азимут выравнивающего воздействия профиля абляции, имеющего конкретную максимальную глубину (например, 1 мм) на конкретном параметре силовой неоднородности шины.
[0064] Например, на фиг. 11 изображены векторы чувствительности, соответствующие изменению 1 боковой силы (ИБС1) в полярных координатах для вращения шины по часовой стрелке для множества канавок, включая вектор 224 чувствительности для канавки нижнего фланца и вектор 226 чувствительности для канавки седла обода. На фиг. 12 изображены векторы чувствительности, соответствующие изменению 1 боковой силы (ИБС1) в полярных координатах для вращения шины против часовой стрелки для множества канавок, включая вектор 232 чувствительности для канавки верхнего фланца, вектор 234 чувствительности для канавки нижнего фланца и вектор 236 чувствительности для канавки седла обода. Величина каждого из векторов 222, 224, 226, 232, 234 и 236 равняется удвоенной амплитуде воздействия профиля абляции, глубина абляции которого составляет 1 мм, на боковой силе, а их азимут равняется угловой разности между исходной точкой и точкой максимальной величины изменения боковой силы. Как показано на фиг. 11 и 12, вектор 232 чувствительности указывает на то, что канавка верхнего фланца является наиболее чувствительной (например, имеет наибольшую величину) относительно изменения боковой силы шины. Векторы 226 и 236 указывают на то, что канавка седла обода является следующей наиболее чувствительной канавкой. Векторы 224 и 234 указывают на то, что канавка нижнего фланца является наименее чувствительной канавкой.
[0065] На этапе (126) по фиг. 10 порядок канавок определен на основании величин векторов чувствительности. Например, канавки с векторами чувствительности с наибольшими величинами могут находиться в начале порядка абляции. Канавки с векторами чувствительности с наименьшими величинами могут находиться в конце порядка абляции. Со ссылкой на пример по фиг. 11 и 12, порядок абляции может содержать следующие величины векторов 222, 224, 226, 232, 234 и 236 чувствительности на основании порядка канавки:
(1) Канавка верхнего фланца;
(2) Канавка седла обода;
(3) Канавка нижнего фланца.
В соответствии со следующим подробным описанием этот порядок абляции обеспечит определение порядка последовательного вычисления профилей абляции для канавок. Посредством определения порядка абляции с использованием аналитических способов, цифровая величина вычисления профилей абляции для множества канавок может быть уменьшена, что приводит к более короткому времени обработки вычислительной машиной.
[0066] Также со ссылкой на фиг. 8, на этапе (106), способ включает последовательное определение, например посредством вычислительного устройства, по меньшей мере одного профиля абляции в соответствии с порядком абляции для уменьшения величины определенного параметра силовой неоднородности. Более конкретно, по меньшей мере один профиль абляции может быть последовательно определен в соответствии с схемой последовательности, заданной порядком абляции. Схема последовательности может включать множество этапов, при этом каждый этап соответствует одной из множества определенных канавок для абляции.
[0067] Последовательное вычисление профилей абляции в соответствии со схемой последовательности может включать вычисление одного профиля абляции для одной канавки за один раз. В частности, для каждого этапа в схеме последовательности может быть вычислен профиль абляции для канавки, выбранной из порядка абляции. После вычисления профиля абляции для одной канавки, воздействие одного профиля абляции может быть использовано для определения остающегося параметра силовой неоднородности, полученного из одного профиля абляции. При падении величины предполагаемого параметра силовой неоднородности ниже заданного порогового значения, способ может выйти из схемы последовательности. В противном случае, способ переходит к следующему этапу схемы последовательности, в котором процесс повторяется до падения величины предполагаемого параметра силовой неоднородности ниже порогового значения. Приведенный в качестве примера способ последовательного вычисления по меньшей мере одного профиля абляции в соответствии с порядком абляции будет подробно описан далее со ссылкой на фиг. 13.
[0068] На этапе (110) способ может необязательно включать определение прямых адресных команд для осуществления вычисленных профилей абляции. Прямые адресные команды могут указывать рабочие параметры для отдельных участков абляции на конкретных угловых положениях или адресах на борте шины. Приведенные в качестве примера способы для определения прямых адресных команд от по меньшей мере одного профиля абляции раскрыты в PCT/US 11/66699, заявленной заявителем настоящего изобретения и включенной в настоящее описание посредством ссылки.
[0069] На этапе (112) по фиг. 8 избирательное удаление материала шины на по меньшей мере одной определенной канавке/области осуществляют в соответствии с вычисленными профилями абляции. Например, устройство лазерной абляции может быть повернуто относительно шины, находящейся в неподвижном положении, для осуществления абляции вдоль по меньшей мере одной канавки по меньшей мере одного борта шины. Лазерная абляция может быть использована в качестве предпочтительного способа удаления, так как она обеспечивает точное управление глубинами и областями удаления. Так как другие способы удаления резины, такие как заточка, пескоструйная обработка, удаление струей воды и т.п., но не ограничиваясь ими, могут быть осуществлены для достижения таких же уровней точности, как при лазерной абляции, настоящий объект изобретения также может задействовать такие альтернативные способы удаления.
Приведенный в качестве примера способ для последовательного определения по меньшей мере одного профиля абляции
[0070] На фиг. 13 показана технологическая схема приведенного в качестве примера способа (130) для последовательного вычисления по меньшей мере одного профиля абляции в соответствии со схемой последовательности, заданного порядком абляции в соответствии с приведенным в качестве примера вариантом реализации настоящего изобретения. На этапе (132) из порядка абляции выбирают первую канавку. Первая канавка может соответствовать первому этапу схемы последовательности. Предпочтительно, более чувствительную канавку выбирают из порядка абляции первой канавкой. Например, со ссылкой на приведенный в качестве примера порядок абляции, определенный на основании векторов чувствительности по фиг. 11 и 12, канавка верхнего фланца может быть выбрана первой канавкой для первого этапа схемы последовательности.
[0071] На этапе (134) первый профиль абляции может быть вычислен для первой канавки для уменьшения величины определенного параметра силовой неоднородности. Первый профиль абляции может быть вычислен посредством использования любого подходящего способа. Например, если определенный параметр силовой неоднородности является выбранной гармоникой изменения боковой силы, первый профиль абляции может быть вычислен посредством использования решателя задач нелинейного программирования в соответствии со следующим более подробным описанием. Первый профиль абляции будет иметь первое выравнивающее воздействие на параметр силовой неоднородности шины.
[0072] После вычисления профиля абляции для первой канавки может быть определена предполагаемая величина параметра силовой неоднородности на основании первого выравнивающего воздействия первого профиля (136) абляции. Предполагаемая величина параметра силовой неоднородности обеспечивает определение или предположение об оставшейся величине параметра силовой неоднородности шины после избирательного удаления материала с первой канавки шины в соответствии с первым профилем абляции.
[0073] На этапе (138) предполагаемая величина параметра силовой неоднородности может быть сравнена с заданном пороговым значением. Заданное пороговое значение может быть установлено на любом требуемом значении. Предпочтительно, заданное пороговое значение установлено на уровне допуска для параметра силовой неоднородности шины или ниже него. Если предполагаемая величина параметра силовой неоднородности ниже порогового значения, схема последовательности может быть завершена, а профиль абляции может передавать вычисленный профиль абляции к программе прямого доступа, как показано на этапе (142). В другом случае, для внесения поправок на параметр силовой неоднородности шины требуется вычисление следующих профилей абляции. В этом случае, схема последовательности переходит к следующему этапу посредством выбора следующей канавки, указанной в порядке (140) абляции.
[0074] Более конкретно, вторая канавка может быть выбрана из порядка абляции для второго этапа схемы последовательности. Вторая канавка может быть менее чувствительной, чем первая канавка. Например, со ссылкой на приведенный в качестве примера порядок абляции, определенный на основании векторов чувствительности по фиг. 11 и 12, канавка седла обода может быть выбрана второй канавкой для второго этапа схемы последовательности.
[0075] После выбора второй канавки, процесс вычисления профиля (134) абляции и определения предполагаемой величины параметра силовой неоднородности, полученной из профиля абляции (136), повторяют. В частности, второй профиль абляции может быть вычислен для первой канавки для уменьшения величины указанного параметра силовой неоднородности. Второй профиль абляции может иметь второе выравнивающее воздействие на параметр силовой неоднородности шины. Предполагаемая величина параметра силовой неоднородности может быть регулирована на основании второго выравнивающего воздействия второго профиля абляции для получения новой предполагаемой величины параметра силовой неоднородности. Если новая предполагаемая величина параметра силовой неоднородности ниже порогового значения, схема последовательности может быть завершена, а профиль абляции может передавать первый и второй профили абляции к программе прямого доступа, как показано на этапе (142). В другом случае, для внесения поправок на параметр силовой неоднородности шины требуется вычисление дополнительных профилей абляции.
[0076] Соответственно, схема последовательности может быть продолжена третьим этапом, на котором процесс вычисления профиля (134) абляции и определения предполагаемого профиля (136) силовой неоднородности снова повторяют для третьей канавки, указанной в порядке абляции. Профили абляции могут быть последовательно определены таким образом до уменьшения предполагаемой величины параметра силовой неоднородности ниже порогового значения, или до вычисления абляции канавки для всех канавок, указанных в порядке абляции.
Приведенное в качестве примера вычисление профиля абляции
[0077] Далее следует подробное описание одного приведенного в качестве примера способа для вычисления профиля абляции для внесения поправок на первую гармонику изменения боковой силы («изменение 1 боковой силы (ИБС1)»). Приведенный в качестве примера способ обеспечивает вычисление для уменьшения профилями абляции изменения 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины по часовой стрелке и против часовой стрелки. Хотя в целях иллюстрации и описания настоящий пример будет описан со ссылкой на изменение 1 боковой силы (ИБС1), описанные в настоящем описании способы подходят для других параметров силовой неоднородности, таких как другие выбранные гармоники изменения боковой силы. Учитывая сложную чувствительность изменения боковой силы для конкретной канавки для вращения шины по часовой стрелке и против часовой стрелки, соблюдаются следующие уравнения:
[0078] Усилениепо чс.вещ является вещественной составляющей (например, х-составляющей в декартовом изображении), аУсилениепо чс.мним является мнимой составляющей (например, у-составляющей в декартовом изображении) вектора чувствительности для канавки для изменения 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины по часовой стрелке. Усилениепр чс.вещ является вещественной составляющей, а Усилениепр чс.мним является мнимой составляющей вектора чувствительности для канавки для изменения 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины против часовой стрелки. Усилениепо чс.вещ, Усилениепо чс.мним, Усилениепр чс.вещ и Усилениепр чс.мним могут быть аналитически определены из измерений чувствительности канавок, как описано ранее.
[0079] Воздеиствиепо чс.вещ является вещественной составляющей, а Воздействиепо чс.мним является мнимой составляющей репрезентативного вектора выравнивающего воздействия на изменение 1 боковой силы (ИБС1) для вращения по часовой стрелке на основании профиля абляции. Воздействиепр чс.вещ является вещественной составляющей, а Воздействиепо чс.мним является мнимой составляющей репрезентативного вектора выравнивающего воздействия на изменение 1 боковой силы (ИБС1) для вращения против часовой стрелки на основании профиля абляции.
[0080] А и В являются вещественным и мнимым коэффициентами, соответствующими профилю абляции. Репрезентативный вектор с профилем абляции могут быть определены из коэффициентов А и Б следующим образом:
ВЕЛ является величиной вектора профиля абляции, а АЗИ является азимутом, равным угловой разности между исходной точкой и точкой максимальной глубины профиля абляции. Профиль абляции, соответствующий этому вектору профиля абляции, может являться синусоидой, имеющей удвоенную амплитуду, равняющейся величине вектора, причем вершина расположена на азимуте. В конкретном варианте реализации профиль абляции, соответствующий параметрам А и В, может быть смещен на 180° к другому борту шины.
[0081] Профиль абляции может быть вычислен посредством решения коэффициентов А и Б. В одном варианте реализации коэффициенты А и Б не определены непосредственно при помощи выбора требуемых выравнивающий воздействий Воздействиепо чс.вещ, Воздействиепо чс.мним, Воздействиепр чс,вещ и Воздействиепр чс.мним по часовой стрелке и против часовой стрелки. Наоборот, коэффициенты А и Б определены косвенно при помощи решателя задач нелинейного программирования. Решатель задач нелинейного программирования выполнен с возможностью вычисления коэффициентов А и Б, и, таким образом, профиля абляции, сводя к минимуму функцию стоимости. Функция стоимости может быть основана на или содержать член, соответствующий предполагаемой величине параметра силовой неоднородности, в этом случае изменение 1 боковой силы (ИБС1), полученной из профиля абляции, таким образом, чтобы обеспечивать определение решателем задач нелинейного программирования профиля абляции с наибольшим воздействием на параметр силовой неоднородности.
[0082] Более конкретно, следующие уравнения обеспечивают новое предполагаемое изменение 1 боковой силы (ИБС1) для шины посредством добавления воздействия профиля абляции к существующему изменению 1 боковой силы (ИБС1) шины:
[0083] Новоепо чс.вещ является вещественной составляющей, а Новоепо чс.мним является мнимой составляющей предполагаемого репрезентативного вектора параметра силовой неоднородности предполагаемого изменения 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины по часовой стрелке. Новоепр чс.вещ является вещественной составляющей, а Новоепр чс.мним является мнимой составляющей предполагаемого репрезентативного вектора параметра силовой неоднородности предполагаемого изменения 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины против часовой стрелки.
[0084] Исходнпо чс.вещ является вещественной составляющей, а Исходнпо чс.мним является мнимой составляющей репрезентативного вектора исходного (т.е. до абляции канавки) изменения 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины по часовой стрелке. Исходнпр чс.вещ является вещественной составляющей, а Исходнпр чс.мним является мнимой составляющей репрезентативного вектора исходного (т.е. до абляции канавки) изменения 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины против часовой стрелки.
[0085] Величина репрезентативного вектора предполагаемого репрезентативного вектора параметра силовой неоднородности предполагаемого изменения 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины по часовой стрелке может быть получена посредством:
[0086] Подобным образом, величина репрезентативного вектора предполагаемого репрезентативного вектора параметра силовой неоднородности предполагаемого изменения 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины против часовой стрелки может быть получена посредством:
[0087] Предполагаемое изменение 1 боковой силы (ИБС1) для шины может быть определено как максимальное из величины изменения 1 боковой силы (ИБС1) для вращения по часовой стрелке и изменения 1 боковой силы (ИБС1) для вращения против часовой стрелки следующим образом:
[0088] Решатель задач нелинейного программирования выполнен с возможностью решения коэффициентов А и В посредством сведения к минимуму значения стоимости, включающего член, соответствующий НовоеИБС1. Далее следует одна приведенная в качестве примера функция стоимости:
в которой Ограничение является предварительно заданным пороговым значением для изменения 1 боковой силы (ИБС1), а δ1 является смещением, которое отнимают от предварительно заданного порогового значения таким образом, чтобы минимум находится ниже предварительно заданного порогового значения. Другие подходящие функции стоимости могут быть использованы без отклонения от объема настоящего изобретения. Решатель задач нелинейного программирования выполнен с возможностью решения А и В начиная со случайного угадывания и переходя к различным способам нахождения минимума функции стоимости. Как показано, вычисление профиля абляции для одной канавки за один раз требует определения двух параметров за один раз. Это отличается от одновременного способа, при котором может требоваться, например, определение шести параметров для трех канавок. В результате может быть уменьшено время обработки вычислительной машиной для обеспечения вычисления решателем задач нелинейного программирования профиля абляции.
[0089] В соответствии с конкретными вариантами реализации настоящего изобретения решатель задач нелинейного программирования может применять ограничения в вычислении профиля абляции. Например, решатель задач нелинейного программирования может применять ограничения глубины абляции таким образом, чтобы полученное решателем задач нелинейного программирования решение не требовало абляции, превышающей максимально допустимую глубину абляции. В одном варианте реализации решатель задач нелинейного программирования может применять ограничения глубины посредством сведения к минимуму следующего выражения:
в котором Макс_Глубина является максимально допустимой глубиной абляции,
[0090] Профиль абляции для внесения поправок на по меньшей мере одну гармонику изменения радиальной силы (ИРС) может быть вычислен подобным образом. Изменение радиальной силы (ИРС) для вращения шины против часовой стрелки и по часовой стрелке по существу подобны, поэтому изменение радиальной силы (ИРС) для вращения шины против часовой стрелки и по часовой стрелке может рассматриваться как идентичное. В результате, коэффициенты А и В для профиля абляции для внесения поправок на по меньшей мере одну гармонику изменения радиальной силы могут быть решены непосредственно из следующих уравнений:
[0091] УсилениеИРС.вещ является вещественной составляющей, а УсилениеИРС.мним является мнимой составляющей вектора чувствительности для канавки для выбранной гармоники изменения радиальной силы (ИРС). УсилениеИРС.вещ и УсилениеИРС.мним могут быть аналитически определены из измерений чувствительности для канавки, как описано ранее. ВоздействиеИРС.вещ является вещественной составляющей, а ВоздействиеИРС.мним является мнимой составляющей репрезентативного вектора выравнивающего воздействия на выбранную гармонику для изменения радиальной силы (ИРС). ВоздействиеИРС.вещ и ВоздействиеИРС.мним могут быть выбранными значениями, соответствующими вектору выравнивающего воздействия, выбранному для противодействия гармоники изменения радиальной силы (ИРС). Таким образом, коэффициенты А и В могут быть решены непосредственно из уравнений (14) и (15), не требуя решателя задач нелинейного программирования. Профиль абляции может быть определен из коэффициентов А и Б, а также может быть определено удовлетворение ограничений глубины абляции профилем абляции. В случае неудовлетворения ограничений, амплитуда профиля абляции может быть уменьшена таким образом, чтобы находиться в пределах ограничений глубины. Дополнительные профили абляции могут быть определены для дополнительных канавок для компенсации любых дополнительных исправлений, требуемых для изменения радиальной силы.
Приведенное в качестве примера векторное выражение исправления изменения 1 боковой силы (ИБС1) с использованием последовательного определения профилей абляции
[0092] Для иллюстрации последовательного определения профилей абляции в соответствии с порядком абляции, далее будет описано приведенное в качестве примера векторное выражение. Пример, описанный со ссылкой на фиг. 14-16, будет описан со ссылкой на исправление изменения 1 боковой силы (ИБС1) шины, такого как изменение 1 боковой силы (ИБС1), выраженное векторами 200 и 210 на фиг. 9. На фиг. 14-16 изображены векторы в полярных координатах, соответствующие изменению 1 боковой силы (ИБС1) для вращения по часовой стрелке и против часовой стрелки на различных этапах схемы последовательности. На фиг. 17 изображены векторные выражения профилей абляции в полярных координатах, определенные для множества канавок, включая профили абляции для канавки зоны верхнего фланца, канавки зоны нижнего фланца и канавки седла обода.
[0093] Порядок абляции может быть основан на данных о чувствительности, например векторы чувствительности, изображенные на фиг. 11 и 12. На основании величины этих векторов чувствительности может быть установлен следующий порядок абляции:
(1) Канавка верхнего фланца;
(2) Канавка седла обода;
(3) Канавка нижнего фланца.
[0094] Со ссылкой на фиг. 14, вектор 200 соответствует исходному изменению 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины по часовой стрелке. Вектор 210 соответствует исходному изменению 1 боковой силы (ИБС1), соответствующему вращению шины против часовой стрелки. Для уменьшения величины векторов 200 и 210 первый профиль абляции может быть вычислен для первой канавки в порядке абляции. Первая канавка в этом примере является канавкой верхнего фланца. Вектор 330, соответствующий первому профилю абляции для канавки верхнего фланца, изображен на фиг. 17. Вектор 330 имеет величину, соответствующую удвоенной амплитуде профиля абляции, и азимут, равняющийся угловой разности между исходной точкой и точкой максимальной глубины профиля абляции.
[0095] Также со ссылкой на фиг. 14, первый профиль абляции может обеспечивать первое выравнивающее воздействие на изменение 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины по часовой стрелке и против часовой стрелки. Это воздействие силовой неоднородности может быть выражено векторами 302 и 312. В частности, вектор 302 соответствует первому воздействию силовой неоднородности первого профиля абляции на изменение 1 боковой силы (ИБС1) для вращения по часовой стрелке. Вектор 312 соответствует первому воздействию силовой неоднородности первого профиля абляции на изменение 1 боковой силы (ИБС1) для вращения против часовой стрелки. В соответствии со схемой последовательности предполагаемое изменение 1 боковой силы (ИБС1) для вращения по часовой стрелке и против часовой стрелки может быть определено из первого воздействия силовой неоднородности первого профиля абляции.
[0096] На фиг. 15 изображен вектор 202, соответствующий предполагаемому изменению 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины по часовой стрелке, полученному из первого профиля абляции. Вектор 202 может быть определен в качестве суммы векторов 200 и 302 по фиг. 14. Также, со ссылкой на фиг. 15, вектор 212 соответствует предполагаемому изменению 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины против часовой стрелки, полученному из первого профиля абляции. Вектор 212 может быть определен в качестве суммы векторов 210 и 312 по фиг. 14. Если величины векторов 202 и 212, изображенных на фиг. 15, не ниже заданного порогового значения, требуется вычисление дополнительных профилей абляции для других канавок для внесения поправок на изменение 1 боковой силы (ИБС1) шины.
[0097] В частности, второй профиль абляции может быть вычислен для второй канавки в порядке абляции для уменьшения величин векторов 202 и 212. В этом примере вторая канавка является канавкой седла обода. Вектор 350, соответствующий второму профилю абляции для канавки седла обода, изображен на фиг. 17. Вектор 350 имеет величину, соответствующую удвоенной амплитуде профиля абляции, и азимут, равняющийся угловой разности между исходной точкой и точкой максимальной глубины профиля абляции.
[0098] Также со ссылкой на фиг. 15, второй профиль абляции может обеспечивать второе воздействие силовой неоднородности на изменение 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины по часовой стрелке и против часовой стрелки. Это воздействие силовой неоднородности может быть выражено векторами 304 и 314. В частности, вектор 304 соответствует второму воздействию силовой неоднородности второго профиля абляции на изменение 1 боковой силы (ИБС1) для вращения по часовой стрелке. Вектор 314 соответствует второму воздействию силовой неоднородности второго профиля абляции на изменение 1 боковой силы (ИБС1) для вращения против часовой стрелки. В соответствии со схемой последовательности предполагаемое изменение 1 боковой силы (ИБС1) для вращения по часовой стрелке и против часовой стрелки может быть отрегулировано на основании второго воздействия силовой неоднородности второго профиля абляции.
[0099] На фиг. 16 изображен вектор 204, соответствующий отрегулированному предполагаемому изменению 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины по часовой стрелке, полученному из второго профиля абляции. Вектор 202 может быть определен в качестве суммы векторов 202 и 304 по фиг. 15. Также со ссылкой на фиг. 16, вектор 214 соответствует отрегулированному предполагаемому изменению 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины против часовой стрелки, полученному из второго профиля абляции. Вектор 214 может быть определен в качестве суммы векторов 212 и 314 по фиг. 14. Если величины векторов 204 и 214, изображенных на фиг. 16, не ниже заданного порогового значения, требуется вычисление дополнительных профилей абляции для других канавок для внесения поправок на изменение 1 боковой силы (ИБС1) шины.
[00100] В частности, третий профиль абляции может быть вычислен для третьей канавки в порядке абляции, в этом примере канавки нижнего фланца, для уменьшения величин векторов 204 и 214. Вектор 340, соответствующий третьему профилю абляции для канавки седла обода, изображен на фиг. 17. Вектор 340 имеет величину, соответствующую удвоенной амплитуде профиля абляции, и азимут, равняющийся угловой разности между исходной точкой и точкой максимальной глубины профиля абляции.
[00101] Также со ссылкой на фиг. 16, третий профиль абляции может обеспечивать третье воздействие силовой неоднородности на изменение 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины по часовой стрелке и против часовой стрелки. Это воздействие силовой неоднородности может быть выражено векторами 306 и 316. В частности, вектор 306 соответствует третьему воздействию силовой неоднородности третьего профиля абляции на изменение 1 боковой силы (ИБС1) для вращения по часовой стрелке. Вектор 316 соответствует второму воздействию силовой неоднородности второго профиля абляции на изменение 1 боковой силы (ИБС1) для вращения против часовой стрелки. В соответствии со схемой последовательности предполагаемое изменение 1 боковой силы (ИБС1) для вращения по часовой стрелке и против часовой стрелки может быть дополнительно отрегулировано на основании третьего воздействия силовой неоднородности третьего профиля абляции.
[00102] На фиг. 16 изображен вектор 206, соответствующий отрегулированному предполагаемому изменению 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины по часовой стрелке, полученному из третьего профиля абляции. Вектор 206 может быть определен в качестве суммы векторов 204 и 306. Вектор 216 соответствует отрегулированному предполагаемому изменению 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины против часовой стрелки, полученному из третьего профиля абляции. Вектор 216 может быть определен в качестве суммы векторов 214 и 316. Если величины векторов 206 и 216 ниже заданного порогового значения, определение дополнительных профилей абляции для внесения поправок на параметр силовой неоднородности шины не требуется. Затем материал шины может быть избирательно удален с канавок вдоль борта шины в соответствии с вычисленными профилями абляции.
Результаты моделирования
[00103] Для лучшего понимания преимуществ последовательного определения профилей абляции в соответствии с раскрытыми вариантами реализации настоящего изобретения, далее представлены результат приведенного в качестве примера применения раскрытых способов. Моделирования осуществлялись для 10000 шин, имеющих конкретную конструкцию шины и имеющих известные параметры изменения 1 боковой силы (ИБС1), как указано далее в:
ИБС по чс является изменением 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины по часовой стрелке. ИБС пр чс является изменением 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины против часовой стрелки. Тета является разностью в азимутах, соответствующих максимальному значению боковой силы для изменения боковой силы по часовой стрелке (ИБС по чс) и изменения боковой силы против часовой стрелки (ИБС пр чс).
[00104] Порядок абляции для трех канавок - один в зоне верхнего фланца, один в зоне нижнего фланца и один в зоне сочленения борта с ободом - был определен с использованием известных значений чувствительности для конкретной конструкции шины. Моделирования осуществлялись для определения показателя эффективности для исправления изменения 1 боковой силы (ИБС1), времени вычисления для определения профилей абляции и общей абляции на шину, для трех разных способов, а именно, (1) последовательный способ, (2) способ оптимизации и (3) аналитический способ.
[00105] Последовательный способ определил по меньшей мере один профили абляции для внесения поправок на изменение 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины по часовой стрелке и против часовой стрелки с использованием приведенного в качестве примера последовательного вычисления профилей абляции в соответствии с приведенными в качестве примера аспектами настоящего изобретения. Способ оптимизации определил профили абляции для внесения поправок на изменение 1 боковой силы (ИБС1) для вращения шины по часовой стрелке и против часовой стрелки посредством одновременного определения профиля абляции для каждой канавки. Аналитический способ определил профили абляции для внесения поправок на изменение 1 боковой силы (ИБС1) только в одном из направлений по часовой стрелке или против часовой стрелки, большего из них. При аналитическом способе применялся способ, подобный вычислению профилей абляции, раскрытому в патентной заявке США №2012/0095587, заявленной заявителем настоящего изобретения и включенной в настоящее описание посредством ссылки для всех целей.
[00106] В таблице 1 далее показаны приведенные в качестве примера результаты моделирования для вычисления профиля абляции для канавки верхнего фланца для внесения поправок на LVH1 только для одного из направлений вращения шины по часовой стрелке или против часовой стрелки с использованием аналитического способа.
[00107] LVD Исходная Вел обозначает исходную LVH1 в направлении по часовой стрелке. LVI Исходная Вел обозначает исходную LVH1 в направлении против часовой стрелки. LVH1 Исходная обозначает большую из LVD Исходная Вел и LVI Исходная Вел шины. Вел Сгорания Верхнего Фланца обеспечивает максимальную глубину абляции вычисленного профиля абляции. Ази Сгорания Верхнего Фланца обеспечивает азимутальное положение максимальной глубины абляции вычисленного профиля абляции. LVD Итоговая Вел относится к предполагаемой LVH1 в направлении по часовой стрелке после абляции в соответствии с вычисленным профилем абляции. LVI Итоговая Вел относится к предполагаемой LVH1 в направлении против часовой стрелки после абляции в соответствии с профилем абляции. LVH1 Итоговая обозначает большее из LVD Итоговая Вел и LVI Итоговая Вел.
[00108] В таблице 2 далее показаны приведенные в качестве примера результаты моделирования для вычисления профиля абляции для канавки верхнего фланца для внесения поправок на LVH1 только для вращения шины по часовой стрелке и против часовой стрелки с использованием последовательного способа в соответствии с приведенными в качестве примера аспектами настоящего изобретения.
[00109] Как показано на таблицах 1 и 2, способ последовательной абляции может обеспечить исправление LVH1 для вращения шины по часовой стрелке и против часовой стрелки. Последовательный способ также обеспечил улучшенное уменьшение значения LVH1 Итоговая.
[00110] На фиг. 18 изображены результаты моделирования, на которых скорость возврата изображена в качестве ограничения функции изменения 1 боковой силы (ИБС1) (т.е. заданное пороговое значение для изменения 1 боковой силы (ИБС1)). На фиг. 18 ограничение изменения 1 боковой силы (ИБС1) (в килограммах) изображено вдоль абсциссы, а скорость возврата (в частях от всего количества) изображена вдоль ординаты. Ромбоидальные точки 502 соответствуют последовательному способу. Квадратные точки 512 соответствуют способу оптимизации. Треугольные точки 522 соответствуют аналитическому способу. Как показано на фиг. 18, при использовании последовательного способа были получены увеличенные значения скорости возврата по сравнению со способом оптимизации и аналитическим способом.
[00111] На фиг. 19 изображены результаты моделирования, на которых скорость вычисления изображена в качестве ограничения функции изменения 1 боковой силы (ИБС1). На фиг. 19 ограничение изменения 1 боковой силы (ИБС1) (в килограммах) изображено вдоль абсциссы, а скорость вычисления (в секундах) изображена вдоль ординаты. Ромбоидальные точки 504 соответствуют последовательному способу. Квадратные точки 514 соответствуют способу оптимизации. Как показано на фиг. 19, скорость вычисления при использовании последовательного способа может быть уменьшена по сравнению со скоростью вычисления при использовании способа оптимизации.
[00112] На фиг. 20 изображены результаты моделирования, на которых общая абляция изображена в качестве ограничения функции изменения 1 боковой силы (ИБС1). На фиг. 20 ограничение изменения 1 боковой силы (ИБС1) (в килограммах) изображено вдоль абсциссы, а общая абляция (в миллиметрах) изображена вдоль ординаты. Ромбоидальные точки 506 соответствуют последовательному способу. Квадратные точки 516 соответствуют способу оптимизации. Треугольные точки 526 соответствуют аналитическому способу. Как показано на фиг. 20, общая абляция при использовании последовательного способа была уменьшена по сравнению с общей абляцией при использовании способа оптимизации.
[00113] Хотя настоящее изобретение было подробно описано со ссылками на его конкретные варианты реализации, следует понимать, что специалисты в данной области техники после ознакомления и понимания предшествующего описания смогут легко осуществить изменения, варианты и эквивалентные замены в таких вариантах реализации. Следовательно, объем настоящего изобретения следует понимать в качестве примера, а не ограничения, а настоящее изобретение не исключает включение модификаций, изменений и/или дополнений к настоящему изобретению, которые будут очевидны специалисту в данной области техники.
Реферат
Изобретение относится к системам и способам для определения по меньшей мере одного профиля абляции для избирательного удаления материала с участков борта шины для внесения поправок в характеристики неоднородности вулканизированной шины, такие как изменение боковой силы. Порядок абляции может быть определен для множества канавок вдоль борта шины на основании данных чувствительности, соответствующих множеству канавок. По меньшей мере один профиль абляции может быть последовательно определен в соответствии со схемой последовательности, заданной порядком абляции. Последовательное определение профилей абляции может уменьшить вычислительные ресурсы, требуемые для вычисления по меньшей мере одного профиля абляции, и, в некоторых случаях, может уменьшить время абляции и общую абляцию для шины. Кроме того, последовательное определение профилей абляции может обеспечить исправление изменения боковой силы для вращения шина по часовой стрелке и против часовой стрелки. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 20 ил., 3 табл.
