輪胎環(huán)保再生橡膠生產(chǎn)線自動(dòng)化智能制造技術(shù)應(yīng)用分析

宋顯斌

摘 要：傳統(tǒng)的橡膠生產(chǎn)過(guò)程中，主要是靠人力來(lái)完成，生產(chǎn)效率較慢，增加了人工生產(chǎn)成本。因此管理人員應(yīng)該引入自動(dòng)化控制系統(tǒng)，減輕煉膠時(shí)的人工勞動(dòng)優(yōu)化再生橡膠自動(dòng)化生產(chǎn)線，持續(xù)提高工作效率。基于此，本文將主要論述輪胎環(huán)保再生橡膠生產(chǎn)線自動(dòng)化智能制造技術(shù)應(yīng)用分析。

關(guān)鍵詞：輪胎環(huán)保;再生橡膠;自動(dòng)化;智能

0 引言

近年來(lái)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)不斷發(fā)展，管理人員應(yīng)該明確橡膠自動(dòng)化生產(chǎn)線的具體需求，調(diào)整傳送機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，耦合不同橡膠的密度情況，以實(shí)際情況入手，動(dòng)態(tài)調(diào)整煉膠參數(shù)。驗(yàn)證橡膠的可靠性，有效降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

1 輪胎環(huán)保再生橡膠生產(chǎn)線自動(dòng)化的背景

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，橡膠使用越來(lái)越廣泛。橡膠是大分子化合物，具有一定的穩(wěn)定性，在燃燒廢舊橡膠制品時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的有無(wú)毒氣體，嚴(yán)重危害周圍的生態(tài)環(huán)境。

工業(yè)體系迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的橡膠處理方法以露天焚燒為主，這種方法很容易污染大氣環(huán)境。而我國(guó)是一個(gè)相對(duì)生膠較為稀缺的國(guó)家，需要從國(guó)外進(jìn)口原材料。并隨著國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值不斷提高，汽車工業(yè)快速發(fā)展，對(duì)于橡膠的缺口逐年擴(kuò)大，目前我國(guó)已經(jīng)成為了世界第一大橡膠消耗國(guó)家。因此引入再生橡膠生產(chǎn)線自動(dòng)化智能制造技術(shù)至關(guān)重要，管理人員要強(qiáng)化底層設(shè)計(jì)，保證我國(guó)的橡膠出口比例持續(xù)增大，而進(jìn)口比例不斷減小，爭(zhēng)取在2025年可以達(dá)到世界領(lǐng)先狀態(tài)。再生橡膠自動(dòng)化生產(chǎn)線由基礎(chǔ)工具、運(yùn)輸系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，能夠自主完成橡膠加工的部分過(guò)程。增強(qiáng)企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)能力，適用于大規(guī)模的生產(chǎn)，生產(chǎn)周期較短，對(duì)環(huán)境污染較小，能夠滿足資源環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

2 輪胎環(huán)保再生橡膠生產(chǎn)線自動(dòng)化智能制造技術(shù)中存在的問(wèn)題

2.1 前期材料質(zhì)量參差不齊

再生橡膠主要來(lái)源于報(bào)廢輪胎和橡膠產(chǎn)生中廢料和底料，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中存在著多樣化的技術(shù)問(wèn)題，生產(chǎn)線不夠完善，需要人工進(jìn)行搬運(yùn)和參數(shù)調(diào)整，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中壓力較大。

2.2 作業(yè)人員素質(zhì)不到位

再生橡膠生產(chǎn)線自動(dòng)化智能制造技術(shù)與設(shè)計(jì)人員有密切關(guān)系，但由于制造在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中意外因素較多，而管理人員不熟悉自動(dòng)化的基礎(chǔ)操作技術(shù)，對(duì)再生橡膠生產(chǎn)線自動(dòng)化智能制造技術(shù)的細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)掌握程度不夠，導(dǎo)致再生橡膠往往達(dá)不到預(yù)期質(zhì)量，造成大量的資源浪費(fèi)現(xiàn)象，我國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)面臨著一定程度上的橡膠資源緊缺。違反了可持續(xù)發(fā)展的基本理論，同時(shí)增強(qiáng)了企業(yè)的資金成本，不利于企業(yè)長(zhǎng)久穩(wěn)定發(fā)展。

2.3 技術(shù)含量較低

目前再生橡膠生產(chǎn)線自動(dòng)化智能制造技術(shù)剛剛起步，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在一定的差距，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中存在著許多問(wèn)題，資源嚴(yán)重依賴進(jìn)口，缺乏政策支持，行業(yè)混亂，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)較為單一。本身生產(chǎn)線自動(dòng)化程度不高，招工困難，人才流失現(xiàn)象嚴(yán)重，進(jìn)一步增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本，壓縮了利益空間，只能靠連續(xù)生產(chǎn)來(lái)持續(xù)創(chuàng)造價(jià)值，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中技術(shù)含量較低。

2.4 自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成化不高

技術(shù)含量較低是時(shí)代的必然要求，但由于不同企業(yè)的自動(dòng)化水平不同，在交流過(guò)程中信息存在不兼容問(wèn)題，不能實(shí)現(xiàn)真正的資源信息共享。自動(dòng)化控制系統(tǒng)不夠全面，再生橡膠生產(chǎn)線自動(dòng)化智能制造無(wú)法進(jìn)行全過(guò)程控制，一旦軟件升級(jí)或交換數(shù)據(jù)時(shí)，兼容程度不夠，生產(chǎn)線工作效率低下。

3 輪胎環(huán)保再生橡膠生產(chǎn)線自動(dòng)化智能制造技術(shù)應(yīng)用

再生橡膠要經(jīng)過(guò)加熱、機(jī)械處理等多種化學(xué)物理手段后，恢復(fù)內(nèi)部的彈性狀態(tài)，再次硫化形成再生橡膠。根據(jù)當(dāng)下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，再生橡膠可以作為橡膠行業(yè)的原材料，一定程度上彌補(bǔ)了天然橡膠不足的問(wèn)題。因此，如何利用廢舊橡形成完善的生產(chǎn)線，已經(jīng)成為了橡膠行業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

3.1 強(qiáng)化質(zhì)量控制

再生橡膠來(lái)源廣泛，生產(chǎn)人員可以通過(guò)切條、打磨、磨粉等多種工藝，將原有的輪胎進(jìn)行加工處理，經(jīng)過(guò)熱煉、硫化等多道工藝生成膠片，節(jié)約生膠資源，保證橡膠資源循環(huán)利用，達(dá)到經(jīng)濟(jì)集約發(fā)展的目的。以用途推測(cè)結(jié)構(gòu)，綜合考慮客戶要求，明確尺寸公差以及表面活性。綜合應(yīng)用熱處理，冷處理等方法，提高精度，同時(shí)在保證再生橡膠質(zhì)量的前提下，最大限度地降低成本，不斷擴(kuò)大再生橡膠的應(yīng)用范圍，組織大規(guī)模的專業(yè)化生產(chǎn)。

例如，要綜合考慮內(nèi)再生橡膠尺寸、形狀、厚度之間的耦合關(guān)系，借助計(jì)算機(jī)平臺(tái)完成動(dòng)態(tài)的設(shè)計(jì)，持續(xù)調(diào)整再生橡膠材料的性能與應(yīng)力程度。簡(jiǎn)化工作流程，調(diào)取設(shè)計(jì)模型，建立以功能、尺寸為主的參數(shù)控制，綜合利用冷卻系統(tǒng)與鑄件系統(tǒng)，完成整體水平上的再生橡膠生產(chǎn)線自動(dòng)化智能制造。

3.2 強(qiáng)化內(nèi)部的管理機(jī)制

一般的再生橡膠生產(chǎn)線有底座支撐、支撐外殼、主動(dòng)件、從動(dòng)件等基本構(gòu)件組成，內(nèi)部含有一定的散熱裝置，條距裝置，傳動(dòng)裝置和輔助設(shè)備。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，管理人員應(yīng)該引入多種模式傳送機(jī)，提高過(guò)程中再生橡膠生產(chǎn)自動(dòng)化程度，滿足生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際需要。同時(shí)要引進(jìn)專業(yè)化人才，明確再生橡膠生產(chǎn)線自動(dòng)化生產(chǎn)原則，強(qiáng)化日常中管理，設(shè)置嚴(yán)格的生產(chǎn)制度，構(gòu)建新型的生產(chǎn)線，保證企業(yè)長(zhǎng)久穩(wěn)定發(fā)展。

例如，當(dāng)整條生產(chǎn)線組成較為復(fù)雜時(shí)，管理人員需要多調(diào)傳送帶進(jìn)行輔助運(yùn)行，保證膠片從底部和上部同時(shí)傳入。采用普通平帶式傳送機(jī)作為基準(zhǔn)的傳送手段，做好溫度管理工作，通過(guò)連續(xù)運(yùn)送作業(yè)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、運(yùn)輸、打包一體化作業(yè)。明確材料成型與控制工程的概率計(jì)算，提高的再生橡膠生產(chǎn)線連續(xù)性和可模擬性，為后續(xù)的橡膠加工制造提供基礎(chǔ)的理論支持和優(yōu)質(zhì)服務(wù)。持續(xù)降低工人的作業(yè)量與強(qiáng)度，減少次品率，促進(jìn)再生橡膠產(chǎn)品向高精度方向不斷發(fā)展。

3.3 提高科技含量

再生橡膠生產(chǎn)線自動(dòng)化智能制造技術(shù)是時(shí)代發(fā)展的必然要求，設(shè)計(jì)人員可以綜合SQL help作為輔助設(shè)計(jì)層。安裝相應(yīng)的app.config配置，進(jìn)行數(shù)據(jù)的后置保存，明確字符串的格式，為再生橡膠生產(chǎn)線提供運(yùn)算支持。建立完善的移動(dòng)資源共享平臺(tái)，管理人員應(yīng)該利用計(jì)算機(jī)模擬出相應(yīng)的加工技術(shù)，提出個(gè)性化的處理方案，滿足不同層次客戶的要求，保證再生橡膠生產(chǎn)線自動(dòng)化智能制造技術(shù)多水平發(fā)展。

例如，管理人員應(yīng)該綜合計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析，明確傳送帶的工作狀態(tài)。當(dāng)搖臂處于水平位置時(shí)，在空載過(guò)程中模型于普通的平帶傳動(dòng)較為相似，適用于膠片生產(chǎn)量較小的過(guò)程。通過(guò)受力分析，快速分析所需膠片的重量。計(jì)算帶松邊拉力和緊邊壓力之間的關(guān)系，利用微分公式計(jì)算帶與帶輪接觸的極限摩擦，動(dòng)態(tài)分析傳送過(guò)程中的力學(xué)特點(diǎn)。通過(guò)快速定義材料、進(jìn)行網(wǎng)格劃分、持續(xù)增加后續(xù)的約束載荷，明確再生橡膠生產(chǎn)線自動(dòng)化智能制造技術(shù)要求基礎(chǔ)性能，實(shí)現(xiàn)雙向互動(dòng)，不斷完善內(nèi)部的自動(dòng)化設(shè)計(jì)方案，在第三模塊上進(jìn)行自主添加和篩選，根據(jù)本企業(yè)的實(shí)際研發(fā)流程，融入API模塊，完成再生橡膠產(chǎn)品設(shè)計(jì)和仿真模擬工作。

3.4 持續(xù)耦合數(shù)據(jù)分析

技術(shù)人眼應(yīng)該通過(guò)利用有限元的分析模式進(jìn)行建模計(jì)算。充分發(fā)揮數(shù)據(jù)連接的優(yōu)勢(shì)，在獲取海量的數(shù)據(jù)后，進(jìn)行對(duì)點(diǎn)的分析處理，保證決策的科學(xué)化合理。數(shù)據(jù)人員可以引入Workbench進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，可以根據(jù)甲方的要求將涉及到的模塊直接拖拽整合到一起，減少設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題，不斷優(yōu)化橡膠產(chǎn)品開(kāi)發(fā)仿真環(huán)境，自主添加條件，將模塊整合到軟件環(huán)境中。用全數(shù)據(jù)化的定義模式實(shí)現(xiàn)對(duì)于生產(chǎn)線的管理。

例如，要持續(xù)比較四面體結(jié)構(gòu)、六面體結(jié)構(gòu)，棱錐結(jié)構(gòu)和棱柱的自動(dòng)化結(jié)構(gòu)關(guān)系，綜合CAD模式軟件，進(jìn)行三維立體架構(gòu)。進(jìn)行結(jié)構(gòu)力學(xué)以及熱力學(xué)有限元分析，可以采用默認(rèn)的網(wǎng)格分析，檢查網(wǎng)格是否滿足工程需求，如果不滿意可以自主設(shè)定網(wǎng)格尺寸，但網(wǎng)格的疏密度直接影響著力學(xué)模擬結(jié)果的精度。網(wǎng)格過(guò)小，會(huì)增加CPU的計(jì)算時(shí)間，對(duì)硬件也提出了更高的要求。應(yīng)該不斷優(yōu)化網(wǎng)格密度。通過(guò)收斂計(jì)算與貝葉斯分析，明確再生橡膠生產(chǎn)線自動(dòng)化智能制造技術(shù)中存在的問(wèn)題。在最大形變?cè)谠S用范圍之內(nèi)，通過(guò)合理分析應(yīng)變量和型變量，達(dá)到節(jié)省成本的目的。

4 總結(jié)

設(shè)計(jì)人員應(yīng)該克服傳統(tǒng)再生橡膠行業(yè)中存在的缺陷，通過(guò)現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)手段不斷創(chuàng)新生產(chǎn)模式，強(qiáng)化內(nèi)部的的數(shù)據(jù)模型，通過(guò)引入自動(dòng)化生產(chǎn)線和有限元分析，得到應(yīng)力分布圖，提高生產(chǎn)效率。

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