内衬生产线厚度检测的探讨与分析

张传照，张占兴

（1. 安徽佳通轮胎有限公司，安徽 合肥 230601；2.北京沃华创新科技有限公司，北京 100085）

内衬生产线厚度检测的探讨与分析

张传照1，张占兴2

（1. 安徽佳通轮胎有限公司，安徽 合肥 230601；2.北京沃华创新科技有限公司，北京 100085）

内衬生产线厚度检测实现气密层、过渡层和内衬胶厚度的实时监控，厚度与宽度超差及时准确打标，为生产工艺调整提供依据，下工序能准确识别不合格产品，提供历史数据存储和数据分析，实现生产数据的追溯和管理。

超差打标；工艺调整；数据追溯

1 内衬生产线的简介

内衬层生产线是子午线轮胎生产的关键设备之一，目前国内外的生产工艺方法主要有两种，挤出压延法和压延法。根据我国子午胎工艺特点，全钢子午胎的内衬生产线采用挤出压延法，而在半钢子午胎和工程子午胎的内衬生产线大多采用压延法。

内衬层挤出压延法生产线应用于全钢子午胎的内衬层生产，主要是因为其通过挤出机的配置和压延辊筒（平辊和型辊）的更换可以方便地实现平直胶片和成型胶片的交替生产，根据工艺的需要实现连续的单片及多层的冷、热贴合，以适应轮胎结构的不同需要。

内衬层压延法生产线多用于半钢子午线轮胎内衬层、气密层的压延与贴合生产，可以进行单层胶片的生产及两层及多层胶片的贴合。

2 厚度检测的手段和方式

目前内衬测厚检测方式分为两大类，形状轮廓检测和定点厚度检测，适用的测量部件的工艺要求有不同，各个轮胎企业都有各自的要求。

2.1 形状轮廓检测

子午胎内衬层挤出压延后的气密层和贴合后的胶片有形状，可采用两只激光传感器对射（上端一个，下端一个）移动测量方式测量，扫描后得到被测物的断面轮廓形状。系统可自定义左、中、右三个关键点（可以设置多个关键点）的宽度和厚度，针对各个关键点做合格品判断，计算贴合后的内衬层左右肩厚，并进行对称性比较。

激光扫描测厚系统为非接触式测量方式，避免了测量过程中对产品形状和质量的影响。目前国内外激光传感器在实际使用过程中对温度和测量环境有较高的要求，当环境温度超过50 ℃，传感器会出现温漂，影响测量精度。在实际测量过程中，胶烟会附着在传感器表面，减小激光的强度，影响测量精度。如果采用激光扫描测厚系统，必须对传感器对冷却和防胶烟的处理，确保传感器正常工作。

2.2 定点厚度检测

内衬生产线定点式厚度测量有两种方式，电涡流测厚和激光（C型）测厚。

2.2.1 电涡流

电涡流测厚装置利用支架上的可调节配重使滚轮始终与辊筒表面上的胶片接触，调节配重可实现滚轮与被测紧密接触，同时保证被测物不产生形变（来自与门尼、流变等参数）。在生产过程中辊距调节引起辊筒位置变化时，传感器输出随被测物厚度的变化成线性输出，如图1所示。

图1 测量示意图

被测物厚度的计算公式为：t=X-L

式中：

t ——被测物的厚度；

X——传感器穿透被测物距离辊筒的距离；

L——没有被测物时传感器距离辊筒表面的距离。

传感器测厚原理是应用磁场变化原理，所以测量不受油、灰尘、油污影响。电涡流传感器独特的温度补偿技术，温度稳定性极高，在高温下（100 ℃以下）正常工作，测量精度不受影响。

电涡流定点测量一般应用于半钢内衬，可测量气密层和总厚，电涡流传感器固定安装于压延辊筒上（不可移动），一般气密层测量左右两点，总厚测量中间一点即可。

2.2.2 激光（C型）测厚

激光（C型）测厚一般应用于全钢内衬生产线，其测量原理是当被测物的厚度发生变化后，激光发生器发射的激光照射到被测物，经反射后照射到激光接收器上的位置将发生位移变化，通过几何计算便可知被测物厚度的变化量。测量单元由两对进口非接触式激光传感器组成（左测点上下一对、右测点上下一对），分别安装在左右C形架上， C形架规格切换后测量单元的自动在滑轨上调节位置。

产品总体结构如图2。

图2 激光（C型）测量装置结构图

内衬层激光（C型）测厚系统采用激光传感器作为测量单元、电气和机械组成系统的调节执行单元、工控机上位软件作为现场操作管理单元共同组成的测量系统。C形结构的机械设计确保了系统能长时间稳定运行，可左右伸缩的结构保证了系统可适应不同规格的测量需求。系统在生产过程中对胶片厚度进行实时测量，并通过实时数据曲线显示当前生产线上产品测点厚度信息，数据系统保存后可进行历史数据显示，并能进行各种报表统计和计算。

3 超差打标的原理和分类

内衬厚度测量过程中，采用滑动平均的计算方法实时生成厚度数据，滑动平均的频率用户可自行调整，依据用户预先设定的规格参数（厚度上下限数据）判定厚度是否超标，如果超标，系统驱动电气元件发出声光报警，同时对不合格内衬区段做打标操作，在下工序可随时发现超标半成品。目前打标有三种常用方式：喷墨、蜡笔、机械。

3.1 喷墨打标

喷墨打标与胎面线喷颜色执行单元相同，在控制上采用PLC驱动，一般采用画直线（为增加效果也有采用叉形线方式）。喷墨打标有连续性，颜色可以自定义，标识较为明显。因厚度超差有间断性，导致喷墨单元不是连续使用，喷嘴单元会有堵塞情况，喷嘴单元一般采用压缩空气为动力源，并需要定期维护，否则使用不便。

3.2 蜡笔打标

蜡笔打标采用密炼车间标识每车胶批号的蜡笔为材质，使用机械单元夹持，随时使用的消耗，采用弹簧推动的方式使蜡笔与内衬胶有角度接触。当厚度超差时系统通过气缸的推动使蜡笔打标单元接触到内衬胶，采用画直线的方式标识超差部分，执行单元保证蜡笔头部与内衬胶的距离一致，当蜡笔长度小于规定值，系统自动发出报警，提醒操作工更换蜡笔。

3.3 机械打标

机械打标采用十字轮或打孔的方式标识厚度超差的物料。十字轮打标方式采用机械十字叉的方式360°滚动，当发生厚度超差时PLC驱动电机执行单元气动十字轮轮胎，将十字图案连续印到内衬胶上，该方式的缺点为当内衬卷取再导开后，十字图标可能模糊，下工序不好识别。打孔方式在厚度超差的起点打3个15 mm圆孔，终点打4个15 mm的圆孔，下工序通过圆孔的数量确认厚度超差区间。

4 内衬厚度测量的意义

内衬厚度是生产过程中的计量工具，解决现有人工抽检测量的现状，避免人为测量数据不准。厚度在线测量系统保证能实现连续实时的测量宽度，并能实时的通过数据和曲线显示，系统提供软件管理数据的强大功能，保证了测量数据能实时保存，便于查询统计和打印，实现质量追溯，软件系统提供数据查询分析功能，保证历史数据的查询导出。厚度测量系统通过产品规格设置和报警参数管理，保证了第一时间就能提示工人操作处理，现场实时监测生产物料宽度并输出报警信息，减少不合格品和废料产生，降低生产成本。厚度测量系统依据生产物料和系统定义规格参数对比分析，为工艺员改进生产工艺提供数据依据，依据数据分析特性统计生产产品良率，提高工作效率，改进产品品质。厚度超差打标避免下工序使用不合格物料，确保轮胎制作工艺。

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）

张传照（1977-），男，硕士，毕业于合肥工业大学，现就职于安徽佳通轮胎从事机电及检测设备管理工作。

2014-12-26