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        CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)在輪胎擠出生產(chǎn)線中的應(yīng)用

        2016-07-29 08:25:12趙金龍王孟臣
        橡膠科技 2016年5期
        關(guān)鍵詞:半成品控制參數(shù)胎面

        趙金龍,王孟臣,鄭 偉

        (樺林佳通輪胎有限公司,黑龍江 牡丹江 157032)

        擠出是膠料通過擠出生產(chǎn)線連續(xù)制成各種不同形狀半成品的工藝過程。擠出工藝的優(yōu)點是生產(chǎn)操作過程的連續(xù)性和具有制造任何斷面條形制品的可能性。擠出工藝廣泛用于制造胎面、內(nèi)胎、膠管以及各種復(fù)雜斷面的半成品膠料[1]。

        擠出是子午線輪胎生產(chǎn)中非常重要的工序,擠出部件的穩(wěn)定性直接關(guān)系到成品輪胎外觀、高速性能和耐久性能等[2]。在擠出生產(chǎn)線上安裝電荷耦合器件(CCD)測寬調(diào)速系統(tǒng),可以減少部件質(zhì)量差異,實現(xiàn)參數(shù)標準化和操作統(tǒng)一化,提高擠出工藝的穩(wěn)定性,提升擠出加工能力[3]。

        1 工作原理

        CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)由CCD鏡頭、LED感應(yīng)燈、寬度實時監(jiān)控顯示屏和在線測寬主機組成。測量時,被測物從背光燈管上方通過,被測物遮擋部分背光,鏡頭可以測量出被遮擋部分占用像元的數(shù)量。由于鏡頭測量范圍已知,而CCD鏡頭的像元數(shù)量也已知,因此可計算出被測物的寬度。CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)的測量原理如圖1所示。

        圖1 CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)的測量原理示意

        2 界面參數(shù)

        CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)一般安裝在距擠出機機頭3 m處的聯(lián)動線上,可以在線監(jiān)測擠出部件的總寬度。CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)主界面如圖2所示。

        圖2 CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)主界面

        CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)主界面主要參數(shù)意義如下。

        (1)當(dāng)前規(guī)格:顯示當(dāng)前測量的半成品規(guī)格。

        (2)班組:顯示當(dāng)前生產(chǎn)班組,存于歷史數(shù)據(jù)中。

        (3)開始/停止按鈕:單擊開始按鈕,開始測量并記錄數(shù)據(jù);單擊停止按鈕,停止測量和記錄數(shù)據(jù)。

        (4)系統(tǒng)狀態(tài):顯示是否在生產(chǎn)。

        (5)控制模式:顯示速度調(diào)節(jié)模式,狀態(tài)分為手動和自動。

        (6)控制狀態(tài):顯示是否在調(diào)節(jié)速度。

        (7)聯(lián)動速度:顯示聯(lián)動線的速度。

        (8)實測寬度:顯示半成品實時測量寬度。

        (9)設(shè)定寬度:顯示半成品目標寬度,通過微調(diào)按鈕設(shè)定。

        (10)米秤:顯示米秤質(zhì)量。

        (11)生產(chǎn)長度:顯示已生產(chǎn)的半成品長度。

        (12)時間范圍:顯示測量的時間范圍。

        (13)報警記錄:顯示各種系統(tǒng)報警信息。

        CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)測量控制界面如圖3所示。

        圖3 CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)測量控制界面

        CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)測量控制參數(shù)意義如下。

        (1)濾波系數(shù):范圍為1~20,數(shù)值越大測量控制反應(yīng)越慢,數(shù)值越穩(wěn)定,測量控制靈敏度越差。

        (2)物料長度:檢測物料寬度的間隔長度,每調(diào)節(jié)1次,在此長度后再次檢測寬度;此參數(shù)影響調(diào)節(jié)頻率,數(shù)值越小,調(diào)節(jié)頻率越大。

        (3)調(diào)節(jié)系數(shù):每次調(diào)節(jié)的幅度,數(shù)值越大,調(diào)節(jié)幅度越大。

        (4)調(diào)節(jié)范圍:當(dāng)寬度偏差在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)時,自動調(diào)節(jié)功能有效,調(diào)節(jié)范圍必須大于調(diào)節(jié)閾值。

        (5)調(diào)節(jié)閾值:當(dāng)寬度偏差在調(diào)節(jié)閾值內(nèi)時不必調(diào)節(jié)該值,調(diào)節(jié)閾值必須小于調(diào)節(jié)范圍。

        3 測量控制參數(shù)調(diào)整

        將CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)的測量控制參數(shù)均設(shè)置成默認值,對擠出胎面寬度進行在線測量,結(jié)果如圖4所示。從圖4可以看出,在默認測量控制參數(shù)狀態(tài)下,測量的胎面寬度部分超出上限,說明物料長度偏大,調(diào)節(jié)系數(shù)偏小,應(yīng)調(diào)整測量控制參數(shù)。

        圖4 默認測量控制參數(shù)狀態(tài)下CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)測量的胎面寬度

        CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)調(diào)整前后的測量控制參數(shù)見表1。從表1可以看出,與默認值相比,調(diào)整后濾波系數(shù)、調(diào)節(jié)范圍和調(diào)節(jié)閾值略大,物料長度減小,調(diào)節(jié)系數(shù)增大。

        表1 CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)調(diào)整前后的測量控制參數(shù)

        調(diào)整測量控制參數(shù)后CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)測量的胎面寬度如圖5所示。從圖5可以看出,調(diào)整測量控制參數(shù)后,測量的胎面寬度均未超出上限和下限,在中值附近平穩(wěn)波動,說明調(diào)整后的測量控制參數(shù)合理。

        圖5 調(diào)整測量控制參數(shù)后CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)測量的胎面寬度

        4 對胎面質(zhì)量的影響

        為進一步考察CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)的作用,在采用和不采用CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)的情況下,分3個階段考察我公司同一班次生產(chǎn)的TT01胎面質(zhì)量。每個階段生產(chǎn)一批胎面,第1和第3階段未采用CCD測寬調(diào)速系統(tǒng),第2階段采用CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)。為減少操作誤差對測量的影響,每個階段生產(chǎn)的前幾條胎面不納入統(tǒng)計。CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)對胎面質(zhì)量的影響如圖6所示。

        圖6 CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)對胎面質(zhì)量的影響

        從圖6可以看出:第1階段(未采用CCD測寬調(diào)速系統(tǒng))的胎面質(zhì)量在中值和下限之間波動,第2階段(采用CCD測寬調(diào)速系統(tǒng))的胎面質(zhì)量在中值附近平穩(wěn)波動,第3階段(未采用CCD測寬調(diào)速系統(tǒng))的胎面質(zhì)量在中值附近波動較大;3個階段的胎面質(zhì)量都未超出上限和下限。

        3個階段的生產(chǎn)過程參數(shù)如表2所示。

        表2 3個階段的生產(chǎn)過程參數(shù)

        從表2可以看出:與未采用CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)的第1和第3階段相比,采用CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)的第2階段生產(chǎn)的胎面平均質(zhì)量更接近規(guī)定質(zhì)量,偏倚系數(shù)小,過程能力指數(shù)大,但變差略有增大。

        5 結(jié)語

        CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)與擠出機聯(lián)機可以自動設(shè)定擠出螺桿參數(shù),通過調(diào)整擠出聯(lián)動線速度,實現(xiàn)擠出系統(tǒng)自動化控制。在確保不斷膠的情況下,CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)自動調(diào)整擠出速度和半成品寬度,并控制測量范圍、測量精度、報警控制和數(shù)據(jù)存儲等,減小了半成品質(zhì)量差異,提高了擠出工藝的穩(wěn)定性和加工能力,降低了勞動強度。

        需要注意的是,調(diào)整測量控制參數(shù)后,CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)能有效降低過程偏倚,但在過程穩(wěn)定情況下變差略大。擠出聯(lián)動生產(chǎn)線各段速度的穩(wěn)定性會直接影響半成品的收縮率,如部件存在異常拉伸,必須增大部件設(shè)定寬度,此時CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置規(guī)律就不再完全適用。此外,CCD測寬調(diào)速系統(tǒng)易受膠煙、叉車尾氣和灰塵的影響,使測量結(jié)果出現(xiàn)錯誤或偏差,需定期用酒精清理攝像頭和LED感應(yīng)燈管。

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