智能化半钢一次法轮胎成型机上新技术、新概念的应用

杨义权

(萨驰华辰机械（苏州）有限公司，江苏 昆山 215337)

智能化半钢一次法轮胎成型机上新技术、新概念的应用

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

杨义权

(萨驰华辰机械（苏州）有限公司，江苏 昆山 215337)

从机械设计，电气控制及现场应用的角度介绍了目前智能化半钢一次法成型机新技术，新概念的应用，其高效性能和设备控制解决方案。

西门子控制系统；智能化；高柔性；半钢一次法成型机

智能化半钢一次法成型机自2014年11月问世以来，以其卓越的性能深受广大用户的好评，该款设备目前运行安全，稳定，可靠，生产效率高；其体现的新技术，新概念在业界更是引领了轮胎设备未来发展的新方向。本文作者作为智能化半钢一次法轮胎成型机的主要研发人员和现场电气控制的调试人员从现场实际表现来谈谈这些新技术，新概念的应用：

1 智能化自动控制

目前智能化半钢一次法轮胎成型机采用西门子控制系统的Simotion系列，D445-2的CPU和5个CU320可扩展的控制单元连接35个伺服，采用ProfiNet通讯各远程站和变频器，Profibus通讯机械臂控制器、BST纠偏系统。集成于一体的软件Scout可实现硬件组态，PLC逻辑控制程序编写，运动控制的逻辑编辑。这些功能强大的硬件，软件优势为智能化自动控制的实现提供了可靠保证。

1.1 帘布接头，复合接头自动处理

随着工艺要求的提高和生产效率的提高，对于过去的成型机设备而言往往是注重了轮胎质量，产量相应会降低；而注重了产量的提高必然会忽视了质量的严格把关；为了解决这一矛盾，在智能化成型机上的体现之一是增加半成品料接头自动处理功能。当操作人员换完胎侧，内衬层时，过去往往要花精力去处理接头，要离开操作位置停机去裁刀处手动裁掉接头，或是等裁好有接头的备料输送到贴合前模板然后手动拿掉，这样做既耽误了时间还容易疏忽做出废胎。目前增加接头检测装置，在程序中做算法自动处理接头。帘布接头的自动处理非常复杂，既要增加接头检测装置，料兜储料装置，程序中既要做算法处理不符合标准的小块接头，还要将符合标准的物料输送到备料处，记录当前接头的准确位置，通过算法自动计算定位角度调整出的定位角度保证复合件，两层胎体之间的贴合接头，料自身接头的实际位置在标准范围内。以前的成型机没有此项功能，完全需要操作人员在操作位置手动处理。

1.2 带束接头自动检测功能

智能化的重要体现之一是人员的减少或是无人化，在减少人工干预方面必须下功夫，但保证质量是前提。带有带束接头自动检测功能的装置采用高清摄像机采集数据，通过算法，检测出带束接头的贴合情况，将不合格的接头分辨出来并停止贴合，报警提示操作人员检查，并进行处理。既减少了操作人员又保证了贴合质量。

1.3 自主开发人机界面

通常选用的电气控制系统自带有可视化软件，可以开发出供操作人员操作的人机界面。但是这些通用的功能已经不能满足目前用户要求，在此情况下，我们利用Delphi,VB.Net,开发出新的，更有针对性的人机界面，既丰富了人机界面的内容，又可以根据新的要求进行新的功能开发，增加了自主性，也提高了适应性，极大的方便了用户，也提高了设备的整体利用率，大大的提升了生产产品品质。

1.4 半成品料卷输送速度，张力动态控制

过去的料卷导开系统整个料卷循环过程都是一个速度，刹车系统的张力没有变化，对于有些料会在输送过程中发生形变和拉伸，虽然定长出来的半成品料也是满足要求，但是在输送过程以及料等待时间过长时会发生回缩现象，当贴合时就会出现忽长忽短的效果，不能满足生产工艺要求，操作人员就必须手动干预直至达到标准，这样就大大降低了停机时间，产量得不到保证，全自动化就无从谈起。针对此种情况，我们在智能化半钢一次法成型机的导开处增加了料卷直径检测开关，在刹车处增加比例阀，当料卷直径发生变化时通过算法实时调整料卷导开速度和刹车啮合力度即张力动态调节，通过这一系列的改进措施，保证了料卷在整个输送过程拉伸和形变量保持在一个很小差异过程，从而提高了贴合效果，减少了人工干预，为设备的全自动化提供了可靠的保障。

1.5 钢圈流水线自动控制

解决了自动贴合的问题，但是受制于机械结构的局限，传统设备必须手动将钢圈放置在预置器上，整个生产过程中操作人员都要参与其中，智能化半钢一次法轮胎成型机新设计的钢圈流水线在上道工序的配合下提前将钢圈放置于流水线小车上进行自动流转，自动上载钢圈，这样将操作人员解放出来，从而有更多的时间进行生产管理上的事情，可以及时关注物料情况，设备运行情况，既提高了产量又减轻了操作人员的劳动工作量，这一新结构新概念的运用是智能化半钢一次法轮胎成型机区别于传统成型机的显著标志之一。

1.6 机械臂自动卸胎功能

在产量得到极大提升的现阶段，如果还用人工去搬运轮胎，而每一条轮胎都有一定的重量，一个班次下来，光是轮胎的搬运就消耗了操作人员很多的体力。机械臂自动卸胎将轮胎直接放置于称重器上，操作人员只需检查一下外观并贴上条码即可。机械臂技术的运用是轮胎行业第一次引进的卸胎方式，相信在不久的将来这种方式会被越来越多的同行接纳和采用。

2 高柔性化设计

柔性指快速、低成本地从提供一种产品或服务转化为另一种产品或服务的能力。目前轮胎规格品种繁多，半钢子午线轮胎规格高达几百种，另外随着生活的提高，订制化、个性化轮胎需求逐年增加。为满足市场需求，如果按照成型机现有技术，只能通过增加机台数量或增加单台设备工装来实现。增加机台数量无疑将大大增加企业成本，而同一机台频繁的工装切换又会带来时间的浪费，另外过多的工装会对生产管理带来麻烦。此种状况下设计的高柔性化对提供生产效率就显得尤为重要。高柔性成型机通过优化结构，操作人员只需在软件中做简单的修改或设定，就可以在不同轮胎规格之间快速切换，此特征对于解决以上面临的矛盾提供了很好的解决方案。

高柔性化设计在智能化半钢一次法轮胎成型机中主要体现在物料的自动切换：

（1）每当需要更换规格时，通常的办法是需要维修人员将传递加持块重新调整行程，对于有些规格甚至还需要拆卸下来进行更换，即所谓的更换工装，而且不同的工装只能对应有限的几种规格，对于现在市场需求的多样化，规格的对应也多样化，更换规格的频繁既增加了停机时间也增加了设备成本，也增加了维护人员的工作量。智能化半钢一次法成型机设计的组合式滚压站，将胎坯滚压站和胎面传递环装置融为一体，并增加夹持块行程的自适应性，这样更换规格时并不需要更换夹持块工装，更不需要调整夹持块气缸行程，既节省了停机时间，还节省了设备空间，减少了部套结构。

（2）钢圈流水线的启用，既解决了钢圈自动输送的问题，也避免了更换规格时需要调整的问题。

（3）机械臂卸胎在更换规格时只需要参数的设定，机械臂会根据轮胎的规格的变化自动重新规划轨迹，避免了过去需要调整卸胎器气缸行程需要停机的时间。

总之，高智能化一次法轮胎成型机的这些新技术，新概念的实际应用对于提高目前轮胎行业设备的整体性能和品质具有很重要的意义。这些新技术，新概念的成功实践必将为以后的设备发展提供很好的思路和借鉴。

(R-03)

TQ330.66

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

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.24.011

杨义权(1981-)，男，本科，电气工程师，主要从事轮胎成型电气设计及调理工作。

2016-11-14