智能化半鋼一次法輪胎成型機上新技術(shù)、新概念的應(yīng)用

楊義權(quán)

(薩馳華辰機械（蘇州）有限公司，江蘇 昆山 215337)

智能化半鋼一次法輪胎成型機上新技術(shù)、新概念的應(yīng)用

Application of new technology and new concept of intelligent semi-steel one-stage tire building machine

楊義權(quán)

(薩馳華辰機械（蘇州）有限公司，江蘇 昆山 215337)

從機械設(shè)計，電氣控制及現(xiàn)場應(yīng)用的角度介紹了目前智能化半鋼一次法成型機新技術(shù)，新概念的應(yīng)用，其高效性能和設(shè)備控制解決方案。

西門子控制系統(tǒng)；智能化；高柔性；半鋼一次法成型機

智能化半鋼一次法成型機自2014年11月問世以來，以其卓越的性能深受廣大用戶的好評，該款設(shè)備目前運行安全，穩(wěn)定，可靠，生產(chǎn)效率高；其體現(xiàn)的新技術(shù)，新概念在業(yè)界更是引領(lǐng)了輪胎設(shè)備未來發(fā)展的新方向。本文作者作為智能化半鋼一次法輪胎成型機的主要研發(fā)人員和現(xiàn)場電氣控制的調(diào)試人員從現(xiàn)場實際表現(xiàn)來談?wù)勥@些新技術(shù)，新概念的應(yīng)用：

1 智能化自動控制

目前智能化半鋼一次法輪胎成型機采用西門子控制系統(tǒng)的Simotion系列，D445-2的CPU和5個CU320可擴展的控制單元連接35個伺服，采用ProfiNet通訊各遠程站和變頻器，Profibus通訊機械臂控制器、BST糾偏系統(tǒng)。集成于一體的軟件Scout可實現(xiàn)硬件組態(tài)，PLC邏輯控制程序編寫，運動控制的邏輯編輯。這些功能強大的硬件，軟件優(yōu)勢為智能化自動控制的實現(xiàn)提供了可靠保證。

1.1 簾布接頭，復(fù)合接頭自動處理

隨著工藝要求的提高和生產(chǎn)效率的提高，對于過去的成型機設(shè)備而言往往是注重了輪胎質(zhì)量，產(chǎn)量相應(yīng)會降低；而注重了產(chǎn)量的提高必然會忽視了質(zhì)量的嚴格把關(guān)；為了解決這一矛盾，在智能化成型機上的體現(xiàn)之一是增加半成品料接頭自動處理功能。當操作人員換完胎側(cè)，內(nèi)襯層時，過去往往要花精力去處理接頭，要離開操作位置停機去裁刀處手動裁掉接頭，或是等裁好有接頭的備料輸送到貼合前模板然后手動拿掉，這樣做既耽誤了時間還容易疏忽做出廢胎。目前增加接頭檢測裝置，在程序中做算法自動處理接頭。簾布接頭的自動處理非常復(fù)雜，既要增加接頭檢測裝置，料兜儲料裝置，程序中既要做算法處理不符合標準的小塊接頭，還要將符合標準的物料輸送到備料處，記錄當前接頭的準確位置，通過算法自動計算定位角度調(diào)整出的定位角度保證復(fù)合件，兩層胎體之間的貼合接頭，料自身接頭的實際位置在標準范圍內(nèi)。以前的成型機沒有此項功能，完全需要操作人員在操作位置手動處理。

1.2 帶束接頭自動檢測功能

智能化的重要體現(xiàn)之一是人員的減少或是無人化，在減少人工干預(yù)方面必須下功夫，但保證質(zhì)量是前提。帶有帶束接頭自動檢測功能的裝置采用高清攝像機采集數(shù)據(jù)，通過算法，檢測出帶束接頭的貼合情況，將不合格的接頭分辨出來并停止貼合，報警提示操作人員檢查，并進行處理。既減少了操作人員又保證了貼合質(zhì)量。

1.3 自主開發(fā)人機界面

通常選用的電氣控制系統(tǒng)自帶有可視化軟件，可以開發(fā)出供操作人員操作的人機界面。但是這些通用的功能已經(jīng)不能滿足目前用戶要求，在此情況下，我們利用Delphi,VB.Net,開發(fā)出新的，更有針對性的人機界面，既豐富了人機界面的內(nèi)容，又可以根據(jù)新的要求進行新的功能開發(fā)，增加了自主性，也提高了適應(yīng)性，極大的方便了用戶，也提高了設(shè)備的整體利用率，大大的提升了生產(chǎn)產(chǎn)品品質(zhì)。

1.4 半成品料卷輸送速度，張力動態(tài)控制

過去的料卷導(dǎo)開系統(tǒng)整個料卷循環(huán)過程都是一個速度，剎車系統(tǒng)的張力沒有變化，對于有些料會在輸送過程中發(fā)生形變和拉伸，雖然定長出來的半成品料也是滿足要求，但是在輸送過程以及料等待時間過長時會發(fā)生回縮現(xiàn)象，當貼合時就會出現(xiàn)忽長忽短的效果，不能滿足生產(chǎn)工藝要求，操作人員就必須手動干預(yù)直至達到標準，這樣就大大降低了停機時間，產(chǎn)量得不到保證，全自動化就無從談起。針對此種情況，我們在智能化半鋼一次法成型機的導(dǎo)開處增加了料卷直徑檢測開關(guān)，在剎車處增加比例閥，當料卷直徑發(fā)生變化時通過算法實時調(diào)整料卷導(dǎo)開速度和剎車嚙合力度即張力動態(tài)調(diào)節(jié)，通過這一系列的改進措施，保證了料卷在整個輸送過程拉伸和形變量保持在一個很小差異過程，從而提高了貼合效果，減少了人工干預(yù)，為設(shè)備的全自動化提供了可靠的保障。

1.5 鋼圈流水線自動控制

解決了自動貼合的問題，但是受制于機械結(jié)構(gòu)的局限，傳統(tǒng)設(shè)備必須手動將鋼圈放置在預(yù)置器上，整個生產(chǎn)過程中操作人員都要參與其中，智能化半鋼一次法輪胎成型機新設(shè)計的鋼圈流水線在上道工序的配合下提前將鋼圈放置于流水線小車上進行自動流轉(zhuǎn)，自動上載鋼圈，這樣將操作人員解放出來，從而有更多的時間進行生產(chǎn)管理上的事情，可以及時關(guān)注物料情況，設(shè)備運行情況，既提高了產(chǎn)量又減輕了操作人員的勞動工作量，這一新結(jié)構(gòu)新概念的運用是智能化半鋼一次法輪胎成型機區(qū)別于傳統(tǒng)成型機的顯著標志之一。

1.6 機械臂自動卸胎功能

在產(chǎn)量得到極大提升的現(xiàn)階段，如果還用人工去搬運輪胎，而每一條輪胎都有一定的重量，一個班次下來，光是輪胎的搬運就消耗了操作人員很多的體力。機械臂自動卸胎將輪胎直接放置于稱重器上，操作人員只需檢查一下外觀并貼上條碼即可。機械臂技術(shù)的運用是輪胎行業(yè)第一次引進的卸胎方式，相信在不久的將來這種方式會被越來越多的同行接納和采用。

2 高柔性化設(shè)計

柔性指快速、低成本地從提供一種產(chǎn)品或服務(wù)轉(zhuǎn)化為另一種產(chǎn)品或服務(wù)的能力。目前輪胎規(guī)格品種繁多，半鋼子午線輪胎規(guī)格高達幾百種，另外隨著生活的提高，訂制化、個性化輪胎需求逐年增加。為滿足市場需求，如果按照成型機現(xiàn)有技術(shù)，只能通過增加機臺數(shù)量或增加單臺設(shè)備工裝來實現(xiàn)。增加機臺數(shù)量無疑將大大增加企業(yè)成本，而同一機臺頻繁的工裝切換又會帶來時間的浪費，另外過多的工裝會對生產(chǎn)管理帶來麻煩。此種狀況下設(shè)計的高柔性化對提供生產(chǎn)效率就顯得尤為重要。高柔性成型機通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)，操作人員只需在軟件中做簡單的修改或設(shè)定，就可以在不同輪胎規(guī)格之間快速切換，此特征對于解決以上面臨的矛盾提供了很好的解決方案。

高柔性化設(shè)計在智能化半鋼一次法輪胎成型機中主要體現(xiàn)在物料的自動切換：

（1）每當需要更換規(guī)格時，通常的辦法是需要維修人員將傳遞加持塊重新調(diào)整行程，對于有些規(guī)格甚至還需要拆卸下來進行更換，即所謂的更換工裝，而且不同的工裝只能對應(yīng)有限的幾種規(guī)格，對于現(xiàn)在市場需求的多樣化，規(guī)格的對應(yīng)也多樣化，更換規(guī)格的頻繁既增加了停機時間也增加了設(shè)備成本，也增加了維護人員的工作量。智能化半鋼一次法成型機設(shè)計的組合式滾壓站，將胎坯滾壓站和胎面?zhèn)鬟f環(huán)裝置融為一體，并增加夾持塊行程的自適應(yīng)性，這樣更換規(guī)格時并不需要更換夾持塊工裝，更不需要調(diào)整夾持塊氣缸行程，既節(jié)省了停機時間，還節(jié)省了設(shè)備空間，減少了部套結(jié)構(gòu)。

（2）鋼圈流水線的啟用，既解決了鋼圈自動輸送的問題，也避免了更換規(guī)格時需要調(diào)整的問題。

（3）機械臂卸胎在更換規(guī)格時只需要參數(shù)的設(shè)定，機械臂會根據(jù)輪胎的規(guī)格的變化自動重新規(guī)劃軌跡，避免了過去需要調(diào)整卸胎器氣缸行程需要停機的時間。

總之，高智能化一次法輪胎成型機的這些新技術(shù)，新概念的實際應(yīng)用對于提高目前輪胎行業(yè)設(shè)備的整體性能和品質(zhì)具有很重要的意義。這些新技術(shù)，新概念的成功實踐必將為以后的設(shè)備發(fā)展提供很好的思路和借鑒。

(R-03)

TQ330.66

1009-797X(2016)24-0047-02

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.24.011

楊義權(quán)(1981-)，男，本科，電氣工程師，主要從事輪胎成型電氣設(shè)計及調(diào)理工作。

2016-11-14