一種成品輪胎自動輸送分流系統(tǒng)的應(yīng)用簡述

王發(fā)，陸永進(jìn)

(安徽佳通乘用子午線輪胎有限公司，安徽 合肥 230001)

一種成品輪胎自動輸送分流系統(tǒng)的應(yīng)用簡述

王發(fā)，陸永進(jìn)

(安徽佳通乘用子午線輪胎有限公司，安徽 合肥 230001)

基于MES系統(tǒng)控制，主要使用進(jìn)口模塊帶、電動輥筒、電控系統(tǒng)等產(chǎn)品，不僅具有自動輸送、讀碼分流、稱重、標(biāo)志識別等功能，而且解決輪胎輸送過程中出現(xiàn)的堆疊、擠壓、卡死等詬病，降低故障維修頻次，維護(hù)方便，壽命長久，配套的安全設(shè)施和節(jié)能技術(shù)齊全，節(jié)省大量人力成本和能源成本。

輪胎輸送線；模塊帶；電動輥筒；MES；自動輸送

在近幾年中小型汽車迅速發(fā)展成為公眾出行首選交通工具，輪胎需求量也就水漲船高，因此輪胎生產(chǎn)企業(yè)也要應(yīng)勢逐年提升產(chǎn)能。成品輪胎輸送系統(tǒng)作為輪胎生產(chǎn)企業(yè)不可或缺的重要設(shè)備，其自動化程度和性能的高低對輪胎質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本等有著不可忽視的影響，而且伴隨目前國內(nèi)人力資源成本的攀升，成本問題日益顯現(xiàn)，因此，各個輪胎生產(chǎn)企業(yè)都在尋求新的降低成本和提高產(chǎn)量生產(chǎn)方式。

目前我司雖然使用的是基于三菱、西門子PLC控制的輸送線，每年都會根據(jù)需求和最新技術(shù)對部分改善、改造和更新，但由于輸送陳舊，經(jīng)常會出現(xiàn)堆疊、擠壓、卡死等現(xiàn)象，故障頻繁，維修成本也在逐年增加，對于提高產(chǎn)能也一直是一個瓶頸。

根據(jù)公司戰(zhàn)略規(guī)劃，建設(shè)18 000條/天高品質(zhì)輪胎產(chǎn)能規(guī)模，需配套相應(yīng)高端輸送線，應(yīng)具有完全自動化的操作模式，并應(yīng)適用于每周7天每天3班共計24 h的持續(xù)運行的生產(chǎn)環(huán)境。本文講述的就是滿足上述規(guī)劃生產(chǎn)需要的一套成品輪胎自動輸送分流系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)整體構(gòu)成

1.1 系統(tǒng)方案

輸送系統(tǒng)縱向跨度約100 m，橫向跨度約95 m，根據(jù)輸送系統(tǒng)主要功能需求，將此輸送系統(tǒng)主要劃分4個區(qū)域：合流修剪區(qū)、外檢區(qū)、試驗分揀區(qū)、入庫分流區(qū)等，如圖1所示。

圖1 成品輪胎自動輸送系統(tǒng)示意圖

1.2 系統(tǒng)工藝流程和工作過程

1.2.1 主要工藝流程

硫化地溝輸送→合流平臺→修建循環(huán)線→手自動修剪機(jī)→外檢循環(huán)線→外檢平臺檢驗→試驗分揀平臺→動靜平衡試驗機(jī)和X光機(jī)→入庫循環(huán)線→入庫。

1.2.2 工作過程

3條硫化地溝出來的輪胎進(jìn)入各自輸送支線,通過爬坡輸送帶、積放輥道等輸送到二層合流平臺，在合流平臺上3條支線排隊等待匯總后逐一進(jìn)入修剪循環(huán)線。

進(jìn)入修剪循環(huán)線的輪胎，經(jīng)過積放輥道調(diào)整距離后通過讀碼裝置，根據(jù)MES分流指令輸送線將指定規(guī)格輪胎自動推至自動修剪機(jī)，其余均衡送入手動修剪機(jī)的上下兩層入口支線，等待修剪機(jī)發(fā)送放胎指令；手動修剪采用雙工位設(shè)計，通過腳踏開關(guān)控制放胎和送胎，交替工作，減少操作等待時間。

修剪后輪胎經(jīng)過爬坡輸送帶進(jìn)入外檢循環(huán)線，控制系統(tǒng)根據(jù)各個外檢支線負(fù)荷均衡分配到每條支線；經(jīng)外檢判定的不合格輪胎通過底層輥道返回硫化車間修補(bǔ)區(qū)域，合格輪胎通過二層輥道爬坡輸送帶、自由輥道等輸送到試驗區(qū)。

進(jìn)入試驗區(qū)的輪胎經(jīng)過積放輥道控制間距依次通過讀碼裝置，根據(jù)MES分流指令輸送線自動將指定規(guī)格送入試驗機(jī)，同時對于目前不在試驗機(jī)檢測范圍的輪胎將通過平臺指定道口分下后在平臺上人工堆垛，待可以試驗時手工放回試驗分揀循環(huán)線再次自動分揀送入試驗機(jī)。

經(jīng)過試驗機(jī)檢測后通過兩層輸送線將合格輪胎和不合格輪胎分別輸送，不合格輪胎在指定位置人工收取處理，合格輪胎進(jìn)入入庫循環(huán)線，通過讀碼裝置后根據(jù)分流指令，輸送線將指定規(guī)格送至指定道口，人工收取碼架入庫。

1.3 硬件構(gòu)成

1.3.1 輸送帶

整個系統(tǒng)輸送帶部分均采用Intralox LLC模塊網(wǎng)格帶：S4400TRT帶滾珠模塊網(wǎng)格帶主要用于水平雙向輸送，S900FT平格型模塊網(wǎng)格帶主要用水平輸送，S900FT平格覆膠型模塊網(wǎng)格帶主要用于爬坡輸送。

優(yōu)點：模塊網(wǎng)格帶使用高分子材料注塑成型組裝成互鎖單元，因其獨特的堆砌式結(jié)構(gòu)，安裝、維護(hù)等快捷、簡單、安全，可組裝任何所需要的長度和寬度的輸送帶，克服了皮帶輸送機(jī)維護(hù)困難，帶子易被撕裂、刺破、腐蝕等缺點，是目前輸送帶選型的優(yōu)選方案。

1.3.2 PLC控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)采用美國Rockwell公司ControlLogix系統(tǒng)：控制器使用1756-L73S安全型8M+4M內(nèi)存,安全模塊1756-L7SP,以太網(wǎng)模塊1756-EN2T,電源模塊1756-PA72等。

優(yōu)點:ControlLogix系統(tǒng)采用機(jī)架式、模塊化安裝,內(nèi)存8M能解決有大量輸入輸出點數(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用問題,具有公共開發(fā)環(huán)境的通用控制引擎,編程軟件、控制器和 I/O 模塊之間的緊密集成縮短了開發(fā)時間，可以執(zhí)行多個控制任務(wù)，減少需要的控制器數(shù)量,降低了調(diào)試和正常運行時的成本,有助于在培訓(xùn)和工程方面顯著的降低成本。

1.3.3 電機(jī)驅(qū)動

輸送帶驅(qū)動部分減速電機(jī)采用SEW公司K系列減速電機(jī)驅(qū)動，配套電機(jī)控制器使用Rockwell公司的分布式電機(jī)控制器Armorstart。

優(yōu)點：SEW減速電機(jī)是在模塊組合體系的基礎(chǔ)上設(shè)計的，有極其多的電機(jī)組合、安裝位置和結(jié)構(gòu)方案，可滿足現(xiàn)場安裝和使用需求，具有能耗低、性能優(yōu)越、減速器效率達(dá)96%,振動小、噪音低、壽命長等優(yōu)點。

分布式電機(jī)控制器Armorstart采用“即插即用”的模塊化設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊不需要額外的安裝空間，具備機(jī)旁控制架構(gòu)的優(yōu)勢，同時集成組合啟動器、I/O和網(wǎng)絡(luò)功能等，減少大量連接電纜，提高使用可靠性。因其I/O、通訊和電動機(jī)連接所采用的快速連接方式減少了接線時間并消除了接線錯誤，有助于縮短安裝、調(diào)試時間；同時主控制柜通過EtherNet I/P與遠(yuǎn)程的ArmorStart電機(jī)控制器相連，通過網(wǎng)絡(luò)可遠(yuǎn)程診斷包括短路、過載、缺相、控制電源掉電、輸入短路、溫度過高和相間電壓不平衡等多種故障，配合自身的LED狀態(tài)指示和內(nèi)置的故障診斷功能可快速維護(hù)和故障診斷。

1.3.4 積放輸送線

積放輥筒采用Interoll公司的EC310系列多鍥帶式電動輥筒。

優(yōu)點：具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高、噪聲低、使用壽命長，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、工作可靠、密封性好、占據(jù)空間小、安裝方便等諸多優(yōu)點，組態(tài)后實現(xiàn)輸送線的積放輸送，輸送過程中可對輪胎間距有效控制，保證輸送平穩(wěn)，防止輪胎堆疊，增大輸送線儲存能力。

1.3.5 讀碼裝置

讀碼裝置采用Datalogic公司STS400系列讀碼系統(tǒng)。

優(yōu)點：由5臺高性能視覺讀碼器MATRIX410組合而成，專用于橡膠輪胎行業(yè)條碼讀碼分揀系統(tǒng)，擁有非常緊湊的獨立結(jié)構(gòu)，以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，易于安裝和維護(hù)，全方位高精度高速讀碼，識別率高達(dá)99.99%，比傳統(tǒng)激光系統(tǒng)讀碼識別率高，是有效解決輪胎追蹤和可追溯性的首選方案。

1.3.6 稱重裝置

稱重裝置采用METTLER TOLEDO公司的ICS469-100系列皮帶秤。

優(yōu)點：量程100 kg，精度±20 g，具有簡單計數(shù)功能、動態(tài)稱重、連續(xù)稱重等特點，帶有彩色背光LCD點陣屏確保您無差錯地獲得檢重結(jié)果，結(jié)構(gòu)靈活簡潔，安裝調(diào)試方便。

2 控制系統(tǒng)

2.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 控制系統(tǒng)示意圖

2.2 控制功能說明

2.2.1 成品輪胎輸送

將成品輪胎輸送至各個區(qū)域（修剪、外檢、試驗、入庫等），全程無人化自動輸送。

2.2.2 存儲

設(shè)計產(chǎn)能18 000條/天，輪胎可在輸送線上排隊等待，同時試驗分揀平臺預(yù)留堆垛存儲空間，增加輸送線抗干擾能力，有利于生產(chǎn)效率提高。

2.2.3 與MES系統(tǒng)交互

輸送線通過以太網(wǎng)與MES系統(tǒng)建立通信連接，實時將讀碼信息、分流執(zhí)行信息、稱重信息等上傳給MES系統(tǒng)，并接收MES發(fā)送的分流執(zhí)行指令。

2.2.4 自動分流

根據(jù)與MES系統(tǒng)交互的分流指令，執(zhí)行分流操作，包含修剪分流、外檢分流、試驗分流、入庫分流等。

2.2.5 自動在線稱重

在線輪胎動態(tài)稱重，與條碼綁定后與MES系統(tǒng)交互，查詢標(biāo)準(zhǔn)重量，判定是否合格。

3 使用效果及評價

3.1 全程自動化輸送

僅需在MES上位機(jī)界面配置生產(chǎn)需求，指令便可傳送至輸送系統(tǒng)各個區(qū)域，正常生產(chǎn)情況下，整個輸送系統(tǒng)達(dá)到無人化自動操作，節(jié)省大量人力資源成本。

3.2 維護(hù)方便成本低

模塊帶、電動輥筒、減速電機(jī)、控制系統(tǒng)等關(guān)鍵零部件使用進(jìn)口知名品牌優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，壽命長久，維護(hù)保養(yǎng)方便，降低維護(hù)成本。

3.3 立體空間布置

多處使用高空平臺、架空循環(huán)線和多層輥道線，立體空間布置，滿足使用需求的前提下有效利用空間。

3.4 節(jié)能措施完善

自動檢測輸送負(fù)荷，設(shè)定休眠功能，有效節(jié)省能源消耗。

3.5 故障診斷和安全措施齊全

急停開關(guān)、安全拉繩、測速編碼器、光電開關(guān)等分布位置合理，通過HMI人機(jī)交互界面可快速診斷出故障位置，減少故障停機(jī)時間。

4 結(jié)束語

成品輪胎自動輸送分流系統(tǒng)基于MES系統(tǒng)控制，將多個區(qū)域的不同設(shè)備緊密協(xié)調(diào)成一個整體，可遠(yuǎn)程通過上位機(jī)直接下發(fā)分流和生產(chǎn)指令，全程輸送分流自動化，不但提高了輸送和生產(chǎn)效率，降低勞動強(qiáng)度，還能節(jié)省大量人工成本和能源消耗，同時有利于輪胎質(zhì)量的追溯。

(R-01)

Application of a tire automatic conveying shunt system

Application of a tire automatic conveying shunt system

Wang Fa,Lu Yongjin
(Anhui Giti Passenger Radial Tire Co., LTD., Hefei 230001, Anhui, China)

Based on MES system control, this equipment is mainly used the imported mould, electric roller, electric control system and other products, not only has the automatic conveying, read code shunt, weighing, symbol recognition, and other functions, but solved the tire conveying process stack, extrusion, stuck so as to lower breakdown maintenance frequency, easier maintenance, prolong service life. The safety facilities and energy saving technology are complete and save a lot of labor and energy costs.

tire conveyor line; module; electric roller; MES; automatic transmission

TQ330.493

1009-797X(2016)23-0041-04

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.23.008

王發(fā)（1988-），助理工程師，機(jī)械設(shè)計制造與自動化專業(yè)，主要從事輪胎設(shè)備和配套設(shè)備的非標(biāo)改善、改造工作。

2016-07-07