一種成品輪胎自動輸送分流系統的應用簡述

王發，陸永進

(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的應用簡述

王發，陸永進

(安徽佳通乘用子午線輪胎有限公司，安徽 合肥 230001)

基于MES系統控制，主要使用進口模塊帶、電動輥筒、電控系統等產品，不僅具有自動輸送、讀碼分流、稱重、標志識別等功能，而且解決輪胎輸送過程中出現的堆疊、擠壓、卡死等詬病，降低故障維修頻次，維護方便，壽命長久，配套的安全設施和節能技術齊全，節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，因此輪胎生產企業也要應勢逐年提升產能。成品輪胎輸送系統作為輪胎生產企業不可或缺的重要設備，其自動化程度和性能的高低對輪胎質量、生產效率和成本等有著不可忽視的影響，而且伴隨目前國內人力資源成本的攀升，成本問題日益顯現，因此，各個輪胎生產企業都在尋求新的降低成本和提高產量生產方式。

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

根據公司戰略規劃，建設18 000條/天高品質輪胎產能規模，需配套相應高端輸送線，應具有完全自動化的操作模式，并應適用于每周7天每天3班共計24 h的持續運行的生產環境。本文講述的就是滿足上述規劃生產需要的一套成品輪胎自動輸送分流系統。

1 系統整體構成

1.1 系統方案

輸送系統縱向跨度約100 m，橫向跨度約95 m，根據輸送系統主要功能需求，將此輸送系統主要劃分4個區域：合流修剪區、外檢區、試驗分揀區、入庫分流區等，如圖1所示。

圖1 成品輪胎自動輸送系統示意圖

1.2 系統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→修建循環線→手自動修剪機→外檢循環線→外檢平臺檢驗→試驗分揀平臺→動靜平衡試驗機和X光機→入庫循環線→入庫。

1.2.2 工作過程

3條硫化地溝出來的輪胎進入各自輸送支線,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入修剪循環線。

進入修剪循環線的輪胎，經過積放輥道調整距離后通過讀碼裝置，根據MES分流指令輸送線將指定規格輪胎自動推至自動修剪機，其余均衡送入手動修剪機的上下兩層入口支線，等待修剪機發送放胎指令；手動修剪采用雙工位設計，通過腳踏開關控制放胎和送胎，交替工作，減少操作等待時間。

修剪后輪胎經過爬坡輸送帶進入外檢循環線，控制系統根據各個外檢支線負荷均衡分配到每條支線；經外檢判定的不合格輪胎通過底層輥道返回硫化車間修補區域，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。

進入試驗區的輪胎經過積放輥道控制間距依次通過讀碼裝置，根據MES分流指令輸送線自動將指定規格送入試驗機，同時對于目前不在試驗機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線再次自動分揀送入試驗機。

經過試驗機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，合格輪胎進入入庫循環線，通過讀碼裝置后根據分流指令，輸送線將指定規格送至指定道口，人工收取碼架入庫。

1.3 硬件構成

1.3.1 輸送帶

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

優點：模塊網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構，安裝、維護等快捷、簡單、安全，可組裝任何所需要的長度和寬度的輸送帶，克服了皮帶輸送機維護困難，帶子易被撕裂、刺破、腐蝕等缺點，是目前輸送帶選型的優選方案。

1.3.2 PLC控制系統

控制系統采用美國Rockwell公司ControlLogix系統：控制器使用1756-L73S安全型8M+4M內存,安全模塊1756-L7SP,以太網模塊1756-EN2T,電源模塊1756-PA72等。

優點:ControlLogix系統采用機架式、模塊化安裝,內存8M能解決有大量輸入輸出點數系統的應用問題,具有公共開發環境的通用控制引擎,編程軟件、控制器和 I/O 模塊之間的緊密集成縮短了開發時間，可以執行多個控制任務，減少需要的控制器數量,降低了調試和正常運行時的成本,有助于在培訓和工程方面顯著的降低成本。

1.3.3 電機驅動

輸送帶驅動部分減速電機采用SEW公司K系列減速電機驅動，配套電機控制器使用Rockwell公司的分布式電機控制器Armorstart。

優點：SEW減速電機是在模塊組合體系的基礎上設計的，有極其多的電機組合、安裝位置和結構方案，可滿足現場安裝和使用需求，具有能耗低、性能優越、減速器效率達96%,振動小、噪音低、壽命長等優點。

分布式電機控制器Armorstart采用“即插即用”的模塊化設計，結構緊湊不需要額外的安裝空間，具備機旁控制架構的優勢，同時集成組合啟動器、I/O和網絡功能等，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、調試時間；同時主控制柜通過EtherNet I/P與遠程的ArmorStart電機控制器相連，通過網絡可遠程診斷包括短路、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狀態指示和內置的故障診斷功能可快速維護和故障診斷。

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。

優點：具有結構緊湊、傳動效率高、噪聲低、使用壽命長，運轉平穩、工作可靠、密封性好、占據空間小、安裝方便等諸多優點，組態后實現輸送線的積放輸送，輸送過程中可對輪胎間距有效控制，保證輸送平穩，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。

優點：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條碼讀碼分揀系統，擁有非常緊湊的獨立結構，以太網傳輸數據，易于安裝和維護，全方位高精度高速讀碼，識別率高達99.99%，比傳統激光系統讀碼識別率高，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。

優點：量程100 kg，精度±20 g，具有簡單計數功能、動態稱重、連續稱重等特點，帶有彩色背光LCD點陣屏確保您無差錯地獲得檢重結果，結構靈活簡潔，安裝調試方便。

2 控制系統

2.1 網絡結構

控制系統網絡結構如圖2所示。

圖2 控制系統示意圖

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

設計產能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留堆垛存儲空間，增加輸送線抗干擾能力，有利于生產效率提高。

2.2.3 與MES系統交互

輸送線通過以太網與MES系統建立通信連接，實時將讀碼信息、分流執行信息、稱重信息等上傳給MES系統，并接收MES發送的分流執行指令。

2.2.4 自動分流

根據與MES系統交互的分流指令，執行分流操作，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

在線輪胎動態稱重，與條碼綁定后與MES系統交互，查詢標準重量，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上位機界面配置生產需求，指令便可傳送至輸送系統各個區域，正常生產情況下，整個輸送系統達到無人化自動操作，節省大量人力資源成本。

3.2 維護方便成本低

模塊帶、電動輥筒、減速電機、控制系統等關鍵零部件使用進口知名品牌優質產品，壽命長久，維護保養方便，降低維護成本。

3.3 立體空間布置

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

3.4 節能措施完善

自動檢測輸送負荷，設定休眠功能，有效節省能源消耗。

3.5 故障診斷和安全措施齊全

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

4 結束語

成品輪胎自動輸送分流系統基于MES系統控制，將多個區域的不同設備緊密協調成一個整體，可遠程通過上位機直接下發分流和生產指令，全程輸送分流自動化，不但提高了輸送和生產效率，降低勞動強度，還能節省大量人工成本和能源消耗，同時有利于輪胎質量的追溯。

(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（1988-），助理工程師，機械設計制造與自動化專業，主要從事輪胎設備和配套設備的非標改善、改造工作。

2016-07-07