趙冬智

摘 要：近年，我國汽車銷量持續(xù)增長，已連續(xù)七年全球第一，目前已成為世界上最大最重要的市場。然而，輪胎裝配行業(yè)中，國外廠商起步早，技術(shù)全面，產(chǎn)品性能好、質(zhì)量穩(wěn)定，占有技術(shù)和市場優(yōu)勢。我們要引入了智能控制單元的思路，形成了產(chǎn)業(yè)的跨帶提升，這樣我們才有機(jī)會以新技術(shù)的加入帶動傳統(tǒng)技術(shù)的提升，以先進(jìn)的思路彌補(bǔ)傳統(tǒng)技術(shù)的缺陷，通過產(chǎn)業(yè)升級的機(jī)會，實現(xiàn)對國外廠商的趕超。

關(guān)鍵詞：無內(nèi)胎充氣；爆充；自動裝配線；模塊化；智能

中圖分類號：U468.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）11-0069-02

0 引言

傳統(tǒng)的輪胎裝配線采用人工或半自動化裝配，需要的操作工人多，勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，裝配精度差等問題，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不滿足汽車行業(yè)的發(fā)展。因此，市場急需一種高效的、智能的、可調(diào)整組合降低產(chǎn)線成本的新型汽車輪胎裝充線。輪胎自動化裝配生產(chǎn)線不僅能提高輪胎裝配質(zhì)量和效率，而且大幅降低了輪胎的裝配成本，整體縮短了輪胎裝配時間，其優(yōu)勢顯而易見。

1 研究內(nèi)容

車輪總成是指由輪胎和車輪組裝成的合件，其裝配生產(chǎn)線稱之為輪胎裝配線。本此研究的輪胎裝充線專門針對無內(nèi)胎充氣輪胎，并且只研究裝配工藝中“裝”和“充”的2個環(huán)節(jié)，其中“裝”是指將輪胎裝配到車輪上，“充”是指對合裝后車輪總成充氣，將兩個自動設(shè)備聯(lián)合起來運(yùn)行就成為流水線。無內(nèi)胎充氣輪胎主要用于乘用車和部分采用真空胎的客貨車，每年需求巨大。然而銷量較小的車輛輪胎自動化生產(chǎn)的需求還未被滿足，因其規(guī)模效益小，無法承受自動產(chǎn)線的大資產(chǎn)投入，被迫采用手動組裝方式完成。因此本項目提出一種新的產(chǎn)線設(shè)計思路。

2 研究思路

2.1 產(chǎn)品市場調(diào)研，進(jìn)行可行性分析報告

由企業(yè)高級工程師做裝充線技術(shù)調(diào)研，分析現(xiàn)有技術(shù)存在的主要問題，由項目成員匯總，提出解決問題的方式、方法，形成合理的可行性報告。

2.2 產(chǎn)品資料收集，制定項目開發(fā)計劃方案

查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合裝充現(xiàn)有應(yīng)用情況，制定項目開發(fā)方案、技術(shù)路線，合理分配項目分工，保證項目按進(jìn)程順利完成。

2.3 開發(fā)自動輪胎裝、充單元模塊

引入模塊化設(shè)計方法，提出對接標(biāo)準(zhǔn)，將輪胎裝充線分為若干個功能單元，每個單元既可獨立工作，又可通過物流傳輸單元對接，變?yōu)榱魉€作業(yè)。將原有設(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)化改進(jìn)，使其具有高效率的同時實現(xiàn)小型化、模塊化、單元化。

2.4 開發(fā)模塊化物流傳輸單元

使模塊化的裝充單元具備物流功能，并可順暢對接，方便控制，便于操作。這個過程必須解決其占地空間、可移動、標(biāo)準(zhǔn)的對接接口等方面問題。

2.5 開發(fā)智能控制系統(tǒng)

給每個功能單元模塊（含物流單元），都配備獨立的智能控制系統(tǒng)，使模塊之間可以自由組合，不再有集中的主控柜。使其具備完善的控制方式、友好的交互界面，操作簡單，易于設(shè)置，并且遵循對接標(biāo)準(zhǔn)，融入其他設(shè)備單元，使各個智能設(shè)備之間能夠互通互聯(lián)、協(xié)同工作。

3 技術(shù)關(guān)鍵

3.1 模塊化設(shè)計方法

如何實現(xiàn)在高效裝充的同時，保證產(chǎn)線小型化、模塊化、單元化是本項目的一項關(guān)鍵技術(shù)。在裝充線設(shè)計階段，實現(xiàn)數(shù)字化三維設(shè)計與動力學(xué)仿真分析，各部件之間材料屬性的確定，各部件之間運(yùn)動約束的確定，各部件之間作用力及驅(qū)動的添加，裝充線動力學(xué)結(jié)果分析，建立摩擦輸送系統(tǒng)仿真分析，完成產(chǎn)品的最終模塊化設(shè)計。

3.2 智能控制系統(tǒng)設(shè)計

開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能控制系統(tǒng)及其相關(guān)軟硬件智能控制單元，受體積限制，解決其散熱、穩(wěn)定性等問題是最終形成成熟控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。

3.3 主要工藝要求

往復(fù)機(jī)構(gòu)舉升需平穩(wěn)可靠，行走電機(jī)行走到位精確。自動裝胎機(jī)依據(jù)不同的輪胎尺寸下降位置準(zhǔn)確，輪輞定位機(jī)構(gòu)和裝胎旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)保證同軸度，輪胎下壓機(jī)構(gòu)和裝胎旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對位置準(zhǔn)確，同時依據(jù)不同的輪輞尺寸調(diào)整好裝胎旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)半徑。自動爆充機(jī)需依據(jù)不同的輪胎尺寸調(diào)整好儲氣罐壓力，防止將輪胎充爆或充不足現(xiàn)象，同時保證充氣室的密封性，在充氣過程中及時的排出下壓室體里的空氣，充完氣后根據(jù)充氣室壓力傳感器的壓力顯示確定是否對儲氣罐進(jìn)行補(bǔ)氣。輥道線需保證滾筒上平面的平行度。

4 技術(shù)路線（如圖1）

5 技術(shù)指標(biāo)

（1）組合后產(chǎn)線生產(chǎn)效率不低于15s/臺。（2）單元模塊化，各設(shè)備可半獨立使用。（3）輪胎充氣機(jī)充氣精度范圍控制在±5kPa以內(nèi)，最大充氣壓力500kPa。（4）輪胎裝配機(jī)及充氣機(jī)最少適應(yīng)3個相近規(guī)格輪胎的裝配。

6 創(chuàng)新點

（1）首次在傳統(tǒng)輪胎裝配線領(lǐng)域提出設(shè)備單元標(biāo)準(zhǔn)模塊化概念，引入智能控制技術(shù)，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備單元，創(chuàng)新出智能模塊組合式產(chǎn)線，并且每個功能單元皆可與其他任意一個功能單元通過對接接口無縫相聯(lián)。（2）開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能控制系統(tǒng)及其相關(guān)軟硬件。（3）與傳統(tǒng)產(chǎn)線采用集中控制方式或多個控制系統(tǒng)通過總線通訊控制方式相比較，新的智能控制單元體積小、功能多，便于設(shè)置、調(diào)試及操作。（4）智能、模塊、高效三位一體的輪胎裝充線，目前國內(nèi)仍屬空白。

7 社會效益

提升了車輪總成行業(yè)的整體裝配質(zhì)量，提高了汽車的安全性，間接提升了社會的交通安全性。降低了工人的勞動強(qiáng)度。推動了行業(yè)進(jìn)步和發(fā)展，增加了就業(yè)機(jī)會?？s短了輪胎的裝配時間，其自動化水平高，降低了勞動成本，提高了裝配精度，節(jié)能環(huán)保。

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