內襯生產線厚度檢測的探討與分析

張傳照，張占興

（1. 安徽佳通輪胎有限公司，安徽 合肥 230601；2.北京沃華創新科技有限公司，北京 100085）

內襯生產線厚度檢測的探討與分析

張傳照1，張占興2

（1. 安徽佳通輪胎有限公司，安徽 合肥 230601；2.北京沃華創新科技有限公司，北京 100085）

內襯生產線厚度檢測實現氣密層、過渡層和內襯膠厚度的實時監控，厚度與寬度超差及時準確打標，為生產工藝調整提供依據，下工序能準確識別不合格產品，提供歷史數據存儲和數據分析，實現生產數據的追溯和管理。

超差打標；工藝調整；數據追溯

1 內襯生產線的簡介

內襯層生產線是子午線輪胎生產的關鍵設備之一，目前國內外的生產工藝方法主要有兩種，擠出壓延法和壓延法。根據我國子午胎工藝特點，全鋼子午胎的內襯生產線采用擠出壓延法，而在半鋼子午胎和工程子午胎的內襯生產線大多采用壓延法。

內襯層擠出壓延法生產線應用于全鋼子午胎的內襯層生產，主要是因為其通過擠出機的配置和壓延輥筒（平輥和型輥）的更換可以方便地實現平直膠片和成型膠片的交替生產，根據工藝的需要實現連續的單片及多層的冷、熱貼合，以適應輪胎結構的不同需要。

內襯層壓延法生產線多用于半鋼子午線輪胎內襯層、氣密層的壓延與貼合生產，可以進行單層膠片的生產及兩層及多層膠片的貼合。

2 厚度檢測的手段和方式

目前內襯測厚檢測方式分為兩大類，形狀輪廓檢測和定點厚度檢測，適用的測量部件的工藝要求有不同，各個輪胎企業都有各自的要求。

2.1 形狀輪廓檢測

子午胎內襯層擠出壓延后的氣密層和貼合后的膠片有形狀，可采用兩只激光傳感器對射（上端一個，下端一個）移動測量方式測量，掃描后得到被測物的斷面輪廓形狀。系統可自定義左、中、右三個關鍵點（可以設置多個關鍵點）的寬度和厚度，針對各個關鍵點做合格品判斷，計算貼合后的內襯層左右肩厚，并進行對稱性比較。

激光掃描測厚系統為非接觸式測量方式，避免了測量過程中對產品形狀和質量的影響。目前國內外激光傳感器在實際使用過程中對溫度和測量環境有較高的要求，當環境溫度超過50 ℃，傳感器會出現溫漂，影響測量精度。在實際測量過程中，膠煙會附著在傳感器表面，減小激光的強度，影響測量精度。如果采用激光掃描測厚系統，必須對傳感器對冷卻和防膠煙的處理，確保傳感器正常工作。

2.2 定點厚度檢測

內襯生產線定點式厚度測量有兩種方式，電渦流測厚和激光（C型）測厚。

2.2.1 電渦流

電渦流測厚裝置利用支架上的可調節配重使滾輪始終與輥筒表面上的膠片接觸，調節配重可實現滾輪與被測緊密接觸，同時保證被測物不產生形變（來自與門尼、流變等參數）。在生產過程中輥距調節引起輥筒位置變化時，傳感器輸出隨被測物厚度的變化成線性輸出，如圖1所示。

圖1 測量示意圖

被測物厚度的計算公式為：t=X-L

式中：

t ——被測物的厚度；

X——傳感器穿透被測物距離輥筒的距離；

L——沒有被測物時傳感器距離輥筒表面的距離。

傳感器測厚原理是應用磁場變化原理，所以測量不受油、灰塵、油污影響。電渦流傳感器獨特的溫度補償技術，溫度穩定性極高，在高溫下（100 ℃以下）正常工作，測量精度不受影響。

電渦流定點測量一般應用于半鋼內襯，可測量氣密層和總厚，電渦流傳感器固定安裝于壓延輥筒上（不可移動），一般氣密層測量左右兩點，總厚測量中間一點即可。

2.2.2 激光（C型）測厚

激光（C型）測厚一般應用于全鋼內襯生產線，其測量原理是當被測物的厚度發生變化后，激光發生器發射的激光照射到被測物，經反射后照射到激光接收器上的位置將發生位移變化，通過幾何計算便可知被測物厚度的變化量。測量單元由兩對進口非接觸式激光傳感器組成（左測點上下一對、右測點上下一對），分別安裝在左右C形架上， C形架規格切換后測量單元的自動在滑軌上調節位置。

產品總體結構如圖2。

圖2 激光（C型）測量裝置結構圖

內襯層激光（C型）測厚系統采用激光傳感器作為測量單元、電氣和機械組成系統的調節執行單元、工控機上位軟件作為現場操作管理單元共同組成的測量系統。C形結構的機械設計確保了系統能長時間穩定運行，可左右伸縮的結構保證了系統可適應不同規格的測量需求。系統在生產過程中對膠片厚度進行實時測量，并通過實時數據曲線顯示當前生產線上產品測點厚度信息，數據系統保存后可進行歷史數據顯示，并能進行各種報表統計和計算。

3 超差打標的原理和分類

內襯厚度測量過程中，采用滑動平均的計算方法實時生成厚度數據，滑動平均的頻率用戶可自行調整，依據用戶預先設定的規格參數（厚度上下限數據）判定厚度是否超標，如果超標，系統驅動電氣元件發出聲光報警，同時對不合格內襯區段做打標操作，在下工序可隨時發現超標半成品。目前打標有三種常用方式：噴墨、蠟筆、機械。

3.1 噴墨打標

噴墨打標與胎面線噴顏色執行單元相同，在控制上采用PLC驅動，一般采用畫直線（為增加效果也有采用叉形線方式）。噴墨打標有連續性，顏色可以自定義，標識較為明顯。因厚度超差有間斷性，導致噴墨單元不是連續使用，噴嘴單元會有堵塞情況，噴嘴單元一般采用壓縮空氣為動力源，并需要定期維護，否則使用不便。

3.2 蠟筆打標

蠟筆打標采用密煉車間標識每車膠批號的蠟筆為材質，使用機械單元夾持，隨時使用的消耗，采用彈簧推動的方式使蠟筆與內襯膠有角度接觸。當厚度超差時系統通過氣缸的推動使蠟筆打標單元接觸到內襯膠，采用畫直線的方式標識超差部分，執行單元保證蠟筆頭部與內襯膠的距離一致，當蠟筆長度小于規定值，系統自動發出報警，提醒操作工更換蠟筆。

3.3 機械打標

機械打標采用十字輪或打孔的方式標識厚度超差的物料。十字輪打標方式采用機械十字叉的方式360°滾動，當發生厚度超差時PLC驅動電機執行單元氣動十字輪輪胎，將十字圖案連續印到內襯膠上，該方式的缺點為當內襯卷取再導開后，十字圖標可能模糊，下工序不好識別。打孔方式在厚度超差的起點打3個15 mm圓孔，終點打4個15 mm的圓孔，下工序通過圓孔的數量確認厚度超差區間。

4 內襯厚度測量的意義

內襯厚度是生產過程中的計量工具，解決現有人工抽檢測量的現狀，避免人為測量數據不準。厚度在線測量系統保證能實現連續實時的測量寬度，并能實時的通過數據和曲線顯示，系統提供軟件管理數據的強大功能，保證了測量數據能實時保存，便于查詢統計和打印，實現質量追溯，軟件系統提供數據查詢分析功能，保證歷史數據的查詢導出。厚度測量系統通過產品規格設置和報警參數管理，保證了第一時間就能提示工人操作處理，現場實時監測生產物料寬度并輸出報警信息，減少不合格品和廢料產生，降低生產成本。厚度測量系統依據生產物料和系統定義規格參數對比分析，為工藝員改進生產工藝提供數據依據，依據數據分析特性統計生產產品良率，提高工作效率，改進產品品質。厚度超差打標避免下工序使用不合格物料，確保輪胎制作工藝。

Discussion and analysis of liner production line thickness testing

Discussion and analysis of liner production line thickness testing

Zhang Chuanzhao1, Zhang Zhanxing2
(1. Anhui Giti Tire Co., Ltd., Hefei 230601, Anhui, China; 2. Beijing Wohua Innovation and Technology Co., Ltd., Beijing 100085, China)

The liner production line thickness testing achieves a real-time monitoring of the thickness of innerliner, buffer layer and lined rubber, timely and accurate marking when thickness and width are over tolerance. The thickness tests provide the basis for the production process adjustments, can accurately identify substandard products at next process. The thickness tests also provide historical data storage and data analysis, to achieve traceability and management of production data.

over tolerance marking; technological adjustment; data traceability

TQ330.492

1009-797X（2015）23-0046-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.23.012

（R-03）

張傳照（1977-），男，碩士，畢業于合肥工業大學，現就職于安徽佳通輪胎從事機電及檢測設備管理工作。

2014-12-26