馬明華

(雙錢輪胎集團(tuán)有限公司，上海 200080)

1 輪胎終檢工序的主要工作內(nèi)容

終檢工序的主要工作范圍各工廠大同小異，但還是會(huì)存在一些個(gè)性化的東西，不管人工操作還是自動(dòng)操作，基本包含下面的工作內(nèi)容：

（1）硫化機(jī)冷卻工位上的輪胎按照生產(chǎn)節(jié)拍進(jìn)入地溝輸送線，每次投放輪胎前上次投放的輪胎已全部清空（自動(dòng)化物流時(shí)統(tǒng)一控制硫化機(jī)卸胎時(shí)間），確保輪胎滑入時(shí)不會(huì)發(fā)生疊胎的狀況。

（2）地溝線輸送出來的輪胎在主輸送線上匯流，進(jìn)入終檢工序并進(jìn)行稱重，稱重后按需分配給任意一臺(tái)修邊機(jī)，修邊機(jī)前要有足夠的輸送線緩存輪胎，輪胎修邊后輸送到外觀檢驗(yàn)機(jī)。

（3）外檢后輪胎進(jìn)X光機(jī)全檢，X光機(jī)前有足夠緩存空間，以預(yù)防一旦設(shè)備故障造成大量輪胎積壓（X光機(jī)檢驗(yàn)速度較快，一個(gè)班1 000條左右）。

（4）進(jìn)行動(dòng)平衡抽檢，有些公司還會(huì)進(jìn)行靜平衡抽檢。

（5）進(jìn)行不圓度檢驗(yàn)，有些公司會(huì)全檢。有些公司會(huì)有打磨環(huán)節(jié)，打磨合格輪胎回到輸送主線。

（6）進(jìn)行均勻性抽檢，以前有些公司不開展。

（7）滿足對(duì)合格品輪胎進(jìn)行氣泡機(jī)抽查。

（8）對(duì)輪胎進(jìn)行條碼判別，不合格品送到廢品區(qū)。對(duì)所有修復(fù)上線的輪胎進(jìn)行外觀復(fù)檢，復(fù)檢合格后直接進(jìn)入合格品分揀區(qū)，不合格的送到廢品區(qū)。

（9）檢驗(yàn)合格的輪胎進(jìn)行激光刻胎號(hào)。

（10）進(jìn)入成品輪胎分揀系統(tǒng)，自動(dòng)分揀和裝框，裝框后的輪胎與框自動(dòng)綁定并配送入庫。

2 如何實(shí)現(xiàn)物流的自動(dòng)與高效

2.1 總體解決方案

2.1.1 逐級(jí)分層篩選方式

逐級(jí)分層篩選方式主要功能是將每次檢驗(yàn)后不合格的輪胎和合格輪胎都進(jìn)行分離，最終主線上的輪胎一定是合格的，不合格輪胎在輔助線上輸送。其流程如圖1所示。

該方式的優(yōu)點(diǎn)：

（1）流程清晰，合格、不合格品在物流過程中清晰可見。

（2）管理人員、檢驗(yàn)人員無需其他輔助設(shè)備就能進(jìn)行必要的檢查。

（3）無MES配合也能管理。

該方式的缺點(diǎn)：

（1）除輸送主線外還有多條輔線，占地大。

（2）主線、輔線、通道及動(dòng)力管線交叉較多。

（3）布局困難，不夠簡潔。

（4）輸送線維修量大，噪音點(diǎn)多。

2.1.2 匯流為主適當(dāng)篩選方式

匯流為主適當(dāng)篩選方式，主線上有合格及不合格輪胎，輸送至最后進(jìn)庫位前進(jìn)行分離。見圖2所示。

該方式的優(yōu)點(diǎn)：

（1）流程簡潔美觀，物流線交叉干擾少。

（2）占地小、維修量少。

圖1 逐級(jí)分層篩選流程圖

圖2 匯流為主適當(dāng)篩選流程圖

（3）噪音點(diǎn)少。

該方式的缺點(diǎn)：

（1）需MES配合才能管理。

（2）掃描裝置比逐級(jí)分層篩選方式多。

（3）管理人員、檢驗(yàn)人員需配置手持PDA進(jìn)行檢查。

以上兩種方式只是簡單羅列，具體和檢測設(shè)備配合時(shí)還要考慮到設(shè)備的個(gè)體特性及技術(shù)規(guī)范要求，下面結(jié)合相關(guān)設(shè)備簡單描述一下。

2.2 輪胎修邊及外觀

2.2.1 自動(dòng)修邊及外觀

利用進(jìn)口或國產(chǎn)自動(dòng)修邊裝置進(jìn)行修邊，人工進(jìn)行外觀檢驗(yàn)。

該方式的優(yōu)點(diǎn)：

（1）修邊不需要用工，節(jié)約人員。但外觀還是需要1名工人。

（2）減少人為因素對(duì)修邊質(zhì)量的影響。

（3）修邊時(shí)間較為固定。

該方式的缺點(diǎn)：

（1）投資較大，國產(chǎn)投資在60萬元左右，而進(jìn)口投資則在250萬/臺(tái)左右。

（2）修邊時(shí)間在50～60 s，只計(jì)算修邊環(huán)節(jié)沒有比人工操作省時(shí)間。

（3）占地面積大。

2.2.2 手動(dòng)修邊及外觀

利用國產(chǎn)修邊裝置進(jìn)行修邊，人工進(jìn)行外觀檢驗(yàn)。建議使用修邊外觀檢驗(yàn)一體機(jī)。

該方式的優(yōu)點(diǎn)：

（1）修邊和外觀同一人進(jìn)行，總用工還是1人。

（2）設(shè)備投資大大低于自動(dòng)修邊。

（3）占地面積小。

該方式的缺點(diǎn)：

（1）修邊存在人為因素。

（2）由于同一人操作，修邊時(shí)間加外觀時(shí)間比自動(dòng)裝置長20 s左右。

2.2.3 與主線的匹配

地溝線的輪胎通過輸送線有序合流進(jìn)入緩存線，一般最多緩存量約2 h。正常運(yùn)行時(shí)間不會(huì)超過1 h?？紤]到流轉(zhuǎn)時(shí)輸送線不擠胎、不疊胎、不能有停滯的輪胎，主線必須有速差控制以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)輪胎存放密度的功能，幫助修邊設(shè)備異常時(shí)不造成輪胎大量堆積，必要時(shí)通過應(yīng)急排口放出輪胎并能重新上線。

2.3 X光機(jī)的方案

2.3.1 單工位及雙工位

（1）現(xiàn)在單工位X光機(jī)檢測輪胎的時(shí)間一般都能控制在30 s內(nèi)，因此，單、雙工位對(duì)生產(chǎn)節(jié)節(jié)奏的影響可以不考慮。

（2）若考慮到產(chǎn)能匹配不富裕、設(shè)備故障多及維修能力差，可以考慮獨(dú)立雙工位，但投資會(huì)提高。

2.3.2 圖像識(shí)別及輔助功能

（1）圖像自動(dòng)識(shí)別功能可以減少用人，減少人為因素影響。

（2）圖像校準(zhǔn)輔助裝備可以校準(zhǔn)圖像畸變，標(biāo)定缺陷大小。

（3）若使用自動(dòng)識(shí)別一定要先校準(zhǔn)圖像、積累大量圖片資料、回歸修正后方能正確使用。

2.3.3 與主線的匹配

必須有應(yīng)急上胎、卸胎口，以保證試驗(yàn)輪胎、設(shè)備特殊情況時(shí)輪胎進(jìn)出的需求。若設(shè)備本身帶條碼掃描，可以避免應(yīng)急上胎時(shí)輪胎信息出錯(cuò)；若輪胎本身帶外輪廓尺寸掃描，還可以和條碼信息進(jìn)行對(duì)比綁定，進(jìn)一步降低出錯(cuò)概率。

2.4 平衡性能測試方案

2.4.1 靜平衡試驗(yàn)機(jī)

通常使用的是硬支撐懸浮機(jī)構(gòu)形式的半自動(dòng)精密靜平衡試驗(yàn)機(jī)，也可采用非懸浮機(jī)構(gòu)充氣旋轉(zhuǎn)的設(shè)備形式，考慮到現(xiàn)在輪胎發(fā)展趨勢是寬斷面、高速的特性，愈來愈多的企業(yè)都采用動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)。

2.4.2 動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)

輪胎動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)在輪胎充氣后旋轉(zhuǎn)時(shí)精確地測量不平衡量，根據(jù)靜態(tài)、力偶和上下面不平衡量對(duì)輪胎分級(jí)而實(shí)現(xiàn)。

靜態(tài)不平衡：靜不平衡可能由胎面上的重點(diǎn)（或輕點(diǎn)）引起，會(huì)產(chǎn)生如輪胎跳動(dòng)類的擾動(dòng)。這種情況將使車輛在輪胎每轉(zhuǎn)一周時(shí)受到一次向上和向下的力。在車輛快速行駛時(shí)，這些力將被放大。

力偶不平衡：力偶不平衡可能由輪胎不適當(dāng)?shù)陌惭b或胎側(cè)重點(diǎn)（或輕點(diǎn)）所引起。會(huì)產(chǎn)生如輪胎擺動(dòng)類的擾動(dòng)，這種情況將使車輛在輪胎每轉(zhuǎn)一周時(shí)產(chǎn)生側(cè)向振動(dòng)或車輪的急劇搖蕩。在車輛快速行駛時(shí)，這些力將被放大。

上面和下面不平衡：是輪胎綜合上述靜態(tài)和力偶不平衡所需要修正的重量值。

選擇動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)除了考慮設(shè)備本身的性能外，還要考慮有些設(shè)備要求有設(shè)備基礎(chǔ)，要有防震溝隔離；有些設(shè)備可直接放置在地面上，布置比較方便。

2.4.3 不圓度

輪胎不圓度測量按檢測形式有2種方式：

（1）接觸式：通常使用線性位移傳感器，由于精度低，基本淘汰。

（2）非接觸式一般又分兩種：

a.采用電容式傳感器，由于受材質(zhì)、測量距離、價(jià)格影響，使用越來越少。

b.采用激光傳感器，其又有2種形式：

1）點(diǎn)激光，使用較多，價(jià)格低。一般由徑向跳動(dòng)1個(gè)非接觸式跳動(dòng)傳感器，上/下2個(gè)側(cè)向跳動(dòng)傳感器組成，在輪胎受到負(fù)載作用的同時(shí)徑向、側(cè)向跳動(dòng)數(shù)值便被測到。

2）線激光，現(xiàn)在歐美使用較多，價(jià)格高，能真實(shí)全面反映輪胎信息。線激光測量方法基本原理：用一束激光以某一角度聚焦在被測物體表面，然后從另一角度對(duì)物體表面上的激光光斑進(jìn)行成像，物體表面激光照射點(diǎn)的位置高度不同，所接受散射或反射光線的角度也不同，用CCD光電探測器測出光斑像的位置時(shí)，就可以計(jì)算出主光線的角度，從而計(jì)算出物體表面激光照射點(diǎn)的位置高度。當(dāng)物體沿激光線方向發(fā)生移動(dòng)時(shí)，測量結(jié)果就將發(fā)生改變，從而實(shí)現(xiàn)用激光測量物體的位移。其主要優(yōu)點(diǎn)是：傳感器與輪胎表面有很大的距離；具有傳感器防止撞擊開關(guān)及撞擊脫開的功能；可對(duì)整個(gè)胎側(cè)或設(shè)定的測試區(qū)域內(nèi)的軌道進(jìn)行判級(jí)；字母和裝飾過濾功能可以精確用“排除區(qū)域”技術(shù)進(jìn)行胎側(cè)字母和裝飾處的檢測；傳感器在高速數(shù)據(jù)采集的情況下測量范圍±0.025%的分辯率和±0.5%的精確度。

2.4.4 與主線的匹配

以前不圓度會(huì)單獨(dú)使用，但立式不圓度不太適合在線生產(chǎn)，現(xiàn)在基本將不圓度與動(dòng)平衡合成在同一臺(tái)設(shè)備上。由于在同一個(gè)主軸、同一個(gè)氣壓、同一個(gè)時(shí)刻測量動(dòng)平衡及不圓度，數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，利于分析及研究輪胎性能。也有將不圓度和均勻性試驗(yàn)機(jī)一起使用的案例。

考慮到載重輪胎斷面、直徑變化較多，即使利用雙階輪輞也不能及時(shí)滿足生產(chǎn)需要，因此流程布置時(shí)要考慮到輪胎上線、下線的出口。

輪輞數(shù)據(jù)必須與物流控制聯(lián)鎖，否則，一旦更換輪輞后，物流還是將不能檢驗(yàn)的輪胎送人，造成生產(chǎn)秩序混亂。

有些公司在動(dòng)平衡不圓度檢查后需要打磨，輪胎分層輸送至離線打磨機(jī)處，人工將輪胎取至打磨機(jī)上打磨，打磨后的輪胎可就近上線，并注意數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。

出胎方式：

（1）可以用爬坡的方式進(jìn)行分級(jí)輸送，這需要較長的引導(dǎo)傳送帶，以避免角度太大輪胎打滑。

（2）可以用往復(fù)式提升機(jī)，該裝置采用標(biāo)準(zhǔn)電梯導(dǎo)軌導(dǎo)向，設(shè)計(jì)有斷鏈保護(hù)機(jī)構(gòu)，上下限位有機(jī)械式死擋塊，該方式占地較小，高度適配性好，分級(jí)后與其他輔線連接較為簡單。

2.5 均勻性測試方案

2.5.1 串聯(lián)機(jī)

在PCR生產(chǎn)過程中，考慮到產(chǎn)量高，均勻性、動(dòng)平衡性能都是必檢項(xiàng)目，往往需要配置多條生產(chǎn)線，采用均勻性動(dòng)平衡串聯(lián)起來使用，可以共用稱量掃描工位、潤滑工位、打標(biāo)工位以節(jié)約場地和費(fèi)用，也可各自獨(dú)立使用，組合比較靈活。

在TRB生產(chǎn)過程中，產(chǎn)量沒那么高，均勻性、動(dòng)平衡設(shè)備不會(huì)配置太多，而且輪胎是抽檢而非全檢，為滿足對(duì)輪胎的適配性，一般不會(huì)用串聯(lián)的方式。

2.5.2 與主線的匹配

考慮到載重輪胎斷面、直徑變化較多，即使利用雙階輪輞也不能及時(shí)滿足生產(chǎn)需要，因此流程布置時(shí)要考慮到輪胎上線、下線的出口。

由于不同生廠商的操作高度相差較大，必須事先考慮到是設(shè)備主機(jī)部分埋入地面，還是抬高操作位置，抑或選擇理想高度的設(shè)備。

輪輞數(shù)據(jù)必須與物流控制聯(lián)鎖，否則，一旦更換輪輞后，物流還是將不能檢驗(yàn)的輪胎送人，造成生產(chǎn)秩序混亂。

2.5.3 與MES的匹配

均勻性試驗(yàn)機(jī)在每班或每臺(tái)使用前都會(huì)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)胎的重復(fù)性測試，以檢驗(yàn)設(shè)備性能，這時(shí)輪胎會(huì)重復(fù)上、下線，因此，數(shù)據(jù)采集時(shí)必須規(guī)避輪胎數(shù)量的重復(fù)計(jì)算及檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

2.6 全息機(jī)方案

（1）單機(jī)生產(chǎn)

如果是單機(jī)生產(chǎn)，考慮到全息機(jī)檢測不到輪胎貼在傳送帶的一面，必須進(jìn)行翻轉(zhuǎn)后進(jìn)行，自動(dòng)翻面裝置是不可或缺的?？紤]到有些生廠商的進(jìn)胎傳送帶較低，要留出一定的過渡空間。

（2）雙機(jī)聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)

如果是雙機(jī)聯(lián)動(dòng)，可以考慮串聯(lián)進(jìn)行，2臺(tái)機(jī)之間進(jìn)行翻面。需要提醒的是數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)，若前一臺(tái)檢測的是上胎側(cè)及胎面，后一臺(tái)檢測的是翻面后的上胎面，兩者綁定到同一個(gè)輪胎條碼上。

（3）與主線的匹配

考慮到全息試驗(yàn)機(jī)沒有對(duì)中裝置，少量偏差不影響檢測，偏差多了會(huì)影響正常工作，進(jìn)全息的傳送帶要有定中功能。

2.7 刻碼機(jī)方案

（1）輪胎胎號(hào)自動(dòng)激光蝕刻，便于后續(xù)系統(tǒng)追溯，提高生產(chǎn)效率及精簡人力；設(shè)備由上胎輸送機(jī)、激光蝕刻主機(jī)、條碼讀取器、維修平臺(tái)等組成。

（2）考慮到這是最后入庫分揀的設(shè)備，最好有2臺(tái)設(shè)備，同時(shí)要考慮刻碼時(shí)有少量煙氣，要注意和通風(fēng)排煙系統(tǒng)的接口。

（3）廢品輪胎經(jīng)激光蝕刻機(jī)讀碼判定后直接通過，廢品不需要蝕刻胎號(hào)，起到旁路直通的作用。

2.8 成品分揀方案

（1）龍門分揀系統(tǒng)

龍門庫里的輪胎碼垛數(shù)量依據(jù)該規(guī)格輪胎的裝籠數(shù)量進(jìn)行碼垛。滿足出庫要求的輪胎整垛由龍門機(jī)械手抓取送至出庫輸送線，同時(shí)將出庫信息發(fā)給輸送線PLC?？肇浕\由叉車送至空籠輸送線，貨籠經(jīng)讀碼后送至裝籠位等待裝籠。出庫輸送線上的輪胎經(jīng)RGV送至裝籠裝置，在由裝籠裝置將整垛輪胎裝入貨籠。輸送線PLC跟蹤該垛輪胎，裝入籠后輸送線PLC將輪胎信息和空籠信息上傳給MES，由MES將貨籠和輪胎信息完成綁定。

該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：

a.碼垛范圍較大，堆放比較靈活，可以按需變更。

b.不同規(guī)格輪胎可以隨時(shí)分揀進(jìn)庫。

c.當(dāng)一個(gè)龍門機(jī)械手故障時(shí)，可以移入維修區(qū)，另外一個(gè)可以變更工作區(qū)域繼續(xù)工作，避免故障處輪胎堆積或不能緊急時(shí)出庫。

d.堆放區(qū)域相當(dāng)臨時(shí)周轉(zhuǎn)出庫，滿足當(dāng)班生產(chǎn)周轉(zhuǎn)。

該系統(tǒng)的缺點(diǎn)：輪胎只能水平堆放，裝籠時(shí)還要進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。

2.9 機(jī)械手分揀

使用機(jī)械手進(jìn)行分揀，將分揀的輪胎進(jìn)行堆垛，然后輸送至倉庫。如圖3所示。

該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：

（1）輪胎可以水平、垂直堆放，可以直接裝籠。該系統(tǒng)的缺點(diǎn)：

（1）不同規(guī)格輪胎較多時(shí)分揀進(jìn)庫困難。

（2）堆垛裝籠區(qū)域有限，要及時(shí)轉(zhuǎn)移。

（3）當(dāng)一個(gè)機(jī)械手故障時(shí)，該工位只能停止工作。

圖3 機(jī)械分檢輪胎

3 其他需要注意的關(guān)鍵內(nèi)容

3.1 主輸送帶形式

3.1.1 輸送整體采用爬坡皮帶輸送線+下坡無動(dòng)力輥的輸送線方案

該形式的優(yōu)點(diǎn)：

（1）電機(jī)或電動(dòng)輥使用較少，節(jié)約電能

（2）部分使用無動(dòng)力自由輥，投資會(huì)減少，維修量也會(huì)減少。

該形式的缺點(diǎn)：

（1）輸送帶要上下起伏，可能不夠美觀，同時(shí)，需要較高空間以滿足落差需要。

（2）匯流時(shí)、大小胎較多混放時(shí)，有產(chǎn)生疊胎的可能性

（3）因?yàn)橛懈叩推鸱?，維修時(shí)可能會(huì)帶來不便。

3.1.2 采用傳統(tǒng)的輥筒、皮帶輸送方式

需要注意的是每一節(jié)皮帶長度、輥筒數(shù)量、速度、90°轉(zhuǎn)彎輥筒輸送機(jī)之間的匹配，主輸送帶必須具有一定的存胎功能，以調(diào)節(jié)適配生產(chǎn)節(jié)奏的需要。

3.2 合分流輸送線

采用模塊帶輸送線進(jìn)行合流、分流要注意，采用氣動(dòng)式擺臂機(jī)構(gòu)分流時(shí)要注意擺動(dòng)角度、力度，確保輪胎不跑偏；進(jìn)行合流時(shí)要有對(duì)中機(jī)構(gòu)，確保通過的輪胎靠中心線輸送。

3.3 存儲(chǔ)方式

每臺(tái)設(shè)備周邊要有一定的存儲(chǔ)空間，存儲(chǔ)方式可以平面也可立體，而螺旋滑道具有一定的優(yōu)勢：

（1）占地面積小。

（2）不需要?jiǎng)恿Γ杂苫瑒?dòng)。

（3）可以存放不同規(guī)格的輪胎，具有FIFO的特性。

需要注意的是：

（1）螺旋角度要選擇好，否則影響效果。

（2）注意左旋或右旋以便匹配檢測設(shè)備。

（3）和螺旋滑道連接的傳送帶電機(jī)要有剎車，避免輪胎較多時(shí)滑過頭。

3.4 處理突發(fā)事件的能力

輪胎生產(chǎn)過程中不可避免會(huì)出現(xiàn)各類突發(fā)事件，為了降低對(duì)正常生產(chǎn)過程的擾動(dòng)，必須有一些緊急排口供輪胎上下線，下面簡單羅列一下：

（1）地溝線的末端設(shè)計(jì)要有緊急出胎口，用于輪胎在非正常情況的緊急排出，而且每條地溝線設(shè)計(jì)獨(dú)立的控制盒，用于單獨(dú)控制該條地溝線的啟動(dòng)、停止和日常的維護(hù)。

（2）進(jìn)終檢工序第一個(gè)掃描后要有排口，便于處理?xiàng)l碼脫落損壞等事件，確保稱量前輪胎信息完整，便于了解進(jìn)終檢工序所有輪胎的情況正確。

（3）X光機(jī)前后設(shè)有緊急上下臺(tái)口，便于臨時(shí)試驗(yàn)輪胎檢驗(yàn)需要。

（4）平衡性能測試前后設(shè)有緊急上下臺(tái)口，便于標(biāo)準(zhǔn)胎試驗(yàn)、輪輞更換、臨時(shí)試驗(yàn)輪胎檢驗(yàn)需要。

（5）在均勻性機(jī)的前后設(shè)有緊急上下臺(tái)口，便于標(biāo)準(zhǔn)胎試驗(yàn)、輪輞更換、臨時(shí)試驗(yàn)輪胎檢驗(yàn)需要。

（6）在氣泡機(jī)的前后設(shè)有緊急上下臺(tái)口，便于試驗(yàn)胎的上下線。

4 結(jié)束語

自動(dòng)物流是近些年蓬勃發(fā)展起來的，在實(shí)際選擇使用過程中自己得到一些經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)，和大家分享，不當(dāng)之處請(qǐng)及時(shí)指出。