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(chuàng)新科技有限公司，北京 100085）

內(nèi)襯生產(chǎn)線厚度檢測(cè)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(chuàng)新科技有限公司，北京 100085）

內(nèi)襯生產(chǎn)線厚度檢測(cè)實(shí)現(xiàn)氣密層、過(guò)渡層和內(nèi)襯膠厚度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，厚度與寬度超差及時(shí)準(zhǔn)確打標(biāo)，為生產(chǎn)工藝調(diào)整提供依據(jù)，下工序能準(zhǔn)確識(shí)別不合格產(chǎn)品，提供歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的追溯和管理。

超差打標(biāo)；工藝調(diào)整；數(shù)據(jù)追溯

1 內(nèi)襯生產(chǎn)線的簡(jiǎn)介

內(nèi)襯層生產(chǎn)線是子午線輪胎生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，目前國(guó)內(nèi)外的生產(chǎn)工藝方法主要有兩種，擠出壓延法和壓延法。根據(jù)我國(guó)子午胎工藝特點(diǎn)，全鋼子午胎的內(nèi)襯生產(chǎn)線采用擠出壓延法，而在半鋼子午胎和工程子午胎的內(nèi)襯生產(chǎn)線大多采用壓延法。

內(nèi)襯層擠出壓延法生產(chǎn)線應(yīng)用于全鋼子午胎的內(nèi)襯層生產(chǎn)，主要是因?yàn)槠渫ㄟ^(guò)擠出機(jī)的配置和壓延輥筒（平輥和型輥）的更換可以方便地實(shí)現(xiàn)平直膠片和成型膠片的交替生產(chǎn)，根據(jù)工藝的需要實(shí)現(xiàn)連續(xù)的單片及多層的冷、熱貼合，以適應(yīng)輪胎結(jié)構(gòu)的不同需要。

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

2 厚度檢測(cè)的手段和方式

目前內(nèi)襯測(cè)厚檢測(cè)方式分為兩大類，形狀輪廓檢測(cè)和定點(diǎn)厚度檢測(cè)，適用的測(cè)量部件的工藝要求有不同，各個(gè)輪胎企業(yè)都有各自的要求。

2.1 形狀輪廓檢測(cè)

子午胎內(nèi)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(duì)射（上端一個(gè)，下端一個(gè)）移動(dòng)測(cè)量方式測(cè)量，掃描后得到被測(cè)物的斷面輪廓形狀。系統(tǒng)可自定義左、中、右三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)（可以設(shè)置多個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)）的寬度和厚度，針對(duì)各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)做合格品判斷，計(jì)算貼合后的內(nèi)襯層左右肩厚，并進(jìn)行對(duì)稱性比較。

激光掃描測(cè)厚系統(tǒng)為非接觸式測(cè)量方式，避免了測(cè)量過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品形狀和質(zhì)量的影響。目前國(guó)內(nèi)外激光傳感器在實(shí)際使用過(guò)程中對(duì)溫度和測(cè)量環(huán)境有較高的要求，當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)50 ℃，傳感器會(huì)出現(xiàn)溫漂，影響測(cè)量精度。在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，膠煙會(huì)附著在傳感器表面，減小激光的強(qiáng)度，影響測(cè)量精度。如果采用激光掃描測(cè)厚系統(tǒng)，必須對(duì)傳感器對(duì)冷卻和防膠煙的處理，確保傳感器正常工作。

2.2 定點(diǎn)厚度檢測(cè)

內(nèi)襯生產(chǎn)線定點(diǎn)式厚度測(cè)量有兩種方式，電渦流測(cè)厚和激光（C型）測(cè)厚。

2.2.1 電渦流

電渦流測(cè)厚裝置利用支架上的可調(diào)節(jié)配重使?jié)L輪始終與輥筒表面上的膠片接觸，調(diào)節(jié)配重可實(shí)現(xiàn)滾輪與被測(cè)緊密接觸，同時(shí)保證被測(cè)物不產(chǎn)生形變（來(lái)自與門(mén)尼、流變等參數(shù)）。在生產(chǎn)過(guò)程中輥距調(diào)節(jié)引起輥筒位置變化時(shí)，傳感器輸出隨被測(cè)物厚度的變化成線性輸出，如圖1所示。

圖1 測(cè)量示意圖

被測(cè)物厚度的計(jì)算公式為：t=X-L

式中：

t ——被測(cè)物的厚度；

X——傳感器穿透被測(cè)物距離輥筒的距離；

L——沒(méi)有被測(cè)物時(shí)傳感器距離輥筒表面的距離。

傳感器測(cè)厚原理是應(yīng)用磁場(chǎng)變化原理，所以測(cè)量不受油、灰塵、油污影響。電渦流傳感器獨(dú)特的溫度補(bǔ)償技術(shù)，溫度穩(wěn)定性極高，在高溫下（100 ℃以下）正常工作，測(cè)量精度不受影響。

電渦流定點(diǎn)測(cè)量一般應(yīng)用于半鋼內(nèi)襯，可測(cè)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(dòng)），一般氣密層測(cè)量左右兩點(diǎn)，總厚測(cè)量中間一點(diǎn)即可。

2.2.2 激光（C型）測(cè)厚

激光（C型）測(cè)厚一般應(yīng)用于全鋼內(nèi)襯生產(chǎn)線，其測(cè)量原理是當(dāng)被測(cè)物的厚度發(fā)生變化后，激光發(fā)生器發(fā)射的激光照射到被測(cè)物，經(jīng)反射后照射到激光接收器上的位置將發(fā)生位移變化，通過(guò)幾何計(jì)算便可知被測(cè)物厚度的變化量。測(cè)量單元由兩對(duì)進(jìn)口非接觸式激光傳感器組成（左測(cè)點(diǎn)上下一對(duì)、右測(cè)點(diǎn)上下一對(duì)），分別安裝在左右C形架上， C形架規(guī)格切換后測(cè)量單元的自動(dòng)在滑軌上調(diào)節(jié)位置。

產(chǎn)品總體結(jié)構(gòu)如圖2。

圖2 激光（C型）測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)圖

內(nèi)襯層激光（C型）測(cè)厚系統(tǒng)采用激光傳感器作為測(cè)量單元、電氣和機(jī)械組成系統(tǒng)的調(diào)節(jié)執(zhí)行單元、工控機(jī)上位軟件作為現(xiàn)場(chǎng)操作管理單元共同組成的測(cè)量系統(tǒng)。C形結(jié)構(gòu)的機(jī)械設(shè)計(jì)確保了系統(tǒng)能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，可左右伸縮的結(jié)構(gòu)保證了系統(tǒng)可適應(yīng)不同規(guī)格的測(cè)量需求。系統(tǒng)在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)膠片厚度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，并通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線顯示當(dāng)前生產(chǎn)線上產(chǎn)品測(cè)點(diǎn)厚度信息，數(shù)據(jù)系統(tǒng)保存后可進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)顯示，并能進(jìn)行各種報(bào)表統(tǒng)計(jì)和計(jì)算。

3 超差打標(biāo)的原理和分類

內(nèi)襯厚度測(cè)量過(guò)程中，采用滑動(dòng)平均的計(jì)算方法實(shí)時(shí)生成厚度數(shù)據(jù)，滑動(dòng)平均的頻率用戶可自行調(diào)整，依據(jù)用戶預(yù)先設(shè)定的規(guī)格參數(shù)（厚度上下限數(shù)據(jù)）判定厚度是否超標(biāo)，如果超標(biāo)，系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電氣元件發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)對(duì)不合格內(nèi)襯區(qū)段做打標(biāo)操作，在下工序可隨時(shí)發(fā)現(xiàn)超標(biāo)半成品。目前打標(biāo)有三種常用方式：噴墨、蠟筆、機(jī)械。

3.1 噴墨打標(biāo)

噴墨打標(biāo)與胎面線噴顏色執(zhí)行單元相同，在控制上采用PLC驅(qū)動(dòng)，一般采用畫(huà)直線（為增加效果也有采用叉形線方式）。噴墨打標(biāo)有連續(xù)性，顏色可以自定義，標(biāo)識(shí)較為明顯。因厚度超差有間斷性，導(dǎo)致噴墨單元不是連續(xù)使用，噴嘴單元會(huì)有堵塞情況，噴嘴單元一般采用壓縮空氣為動(dòng)力源，并需要定期維護(hù)，否則使用不便。

3.2 蠟筆打標(biāo)

蠟筆打標(biāo)采用密煉車(chē)間標(biāo)識(shí)每車(chē)膠批號(hào)的蠟筆為材質(zhì)，使用機(jī)械單元夾持，隨時(shí)使用的消耗，采用彈簧推動(dòng)的方式使蠟筆與內(nèi)襯膠有角度接觸。當(dāng)厚度超差時(shí)系統(tǒng)通過(guò)氣缸的推動(dòng)使蠟筆打標(biāo)單元接觸到內(nèi)襯膠，采用畫(huà)直線的方式標(biāo)識(shí)超差部分，執(zhí)行單元保證蠟筆頭部與內(nèi)襯膠的距離一致，當(dāng)蠟筆長(zhǎng)度小于規(guī)定值，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警，提醒操作工更換蠟筆。

3.3 機(jī)械打標(biāo)

機(jī)械打標(biāo)采用十字輪或打孔的方式標(biāo)識(shí)厚度超差的物料。十字輪打標(biāo)方式采用機(jī)械十字叉的方式360°滾動(dòng)，當(dāng)發(fā)生厚度超差時(shí)PLC驅(qū)動(dòng)電機(jī)執(zhí)行單元?dú)鈩?dòng)十字輪輪胎，將十字圖案連續(xù)印到內(nèi)襯膠上，該方式的缺點(diǎn)為當(dāng)內(nèi)襯卷取再導(dǎo)開(kāi)后，十字圖標(biāo)可能模糊，下工序不好識(shí)別。打孔方式在厚度超差的起點(diǎn)打3個(gè)15 mm圓孔，終點(diǎn)打4個(gè)15 mm的圓孔，下工序通過(guò)圓孔的數(shù)量確認(rèn)厚度超差區(qū)間。

4 內(nèi)襯厚度測(cè)量的意義

內(nèi)襯厚度是生產(chǎn)過(guò)程中的計(jì)量工具，解決現(xiàn)有人工抽檢測(cè)量的現(xiàn)狀，避免人為測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。厚度在線測(cè)量系統(tǒng)保證能實(shí)現(xiàn)連續(xù)實(shí)時(shí)的測(cè)量寬度，并能實(shí)時(shí)的通過(guò)數(shù)據(jù)和曲線顯示，系統(tǒng)提供軟件管理數(shù)據(jù)的強(qiáng)大功能，保證了測(cè)量數(shù)據(jù)能實(shí)時(shí)保存，便于查詢統(tǒng)計(jì)和打印，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量追溯，軟件系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)查詢分析功能，保證歷史數(shù)據(jù)的查詢導(dǎo)出。厚度測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)產(chǎn)品規(guī)格設(shè)置和報(bào)警參數(shù)管理，保證了第一時(shí)間就能提示工人操作處理，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)物料寬度并輸出報(bào)警信息，減少不合格品和廢料產(chǎn)生，降低生產(chǎn)成本。厚度測(cè)量系統(tǒng)依據(jù)生產(chǎn)物料和系統(tǒng)定義規(guī)格參數(shù)對(duì)比分析，為工藝員改進(jìn)生產(chǎn)工藝提供數(shù)據(jù)依據(jù)，依據(jù)數(shù)據(jù)分析特性統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)產(chǎn)品良率，提高工作效率，改進(jìn)產(chǎn)品品質(zhì)。厚度超差打標(biāo)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(yè)于合肥工業(yè)大學(xué)，現(xiàn)就職于安徽佳通輪胎從事機(jī)電及檢測(cè)設(shè)備管理工作。

2014-12-26