CN112606281B - 用于改善轮胎均匀性的生产控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于改善轮胎均匀性的生产控制系统及方法，其中生产控制系统包括：控制单元，其被配置为控制轮胎的生产程序，收集记录检测信息并确定最佳入模角度；硫化单元，其与控制单元连接，被配置为接收控制单元的指令并对轮胎进行硫化；输送单元，其与控制单元和硫化单元连接，被配置为接收硫化单元的指令并将轮胎以某一入模角度输送至硫化单元；检测单元，其与控制单元连接，被配置为对硫化后的轮胎进行包括均匀性在内的在线检测并将检测数据传递给控制单元。本发明的生产控制系统及生产控制方法，将调整硫化入模角度作为一种主动的优化手段，选出最佳的入模角度，快速高效地在生产过程中实现对均匀性的改善，降低均匀性废次品率。

Description

用于改善轮胎均匀性的生产控制系统及方法

技术领域

本发明属于轮胎制造技术领域，尤其涉及一种用于改善轮胎均匀性的生产控制系统及方法。

背景技术

轮胎的均匀性是影响轮胎舒适性及操控稳定性的十分重要的指标，其中径向力波动的影响尤为明显；随着人们对驾乘感受的要求越来越高，如何快速有效的提升轮胎的均匀性、最大程度降低均匀性废次品的数量越来越成为轮胎制造商面临的一大挑战。

从生产工艺的角度，轮胎由多种材料经多重工序复合而成，成型后的胎胚不可能完全均匀，必然存在质量、刚性、尺寸上的变差；硫化模具由几块活络模组合而成，不可能绝对的真圆，必然也存在不均匀性，成型工序和硫化工序对轮胎的径向力影响较大，若两者的影响能够通过相位的组合，一定程度上相互抵消或完全抵消，那么将对轮胎均匀性产生积极的影响。

因模具一旦组装上机，不能随意调整，故调整胎胚的入模角度是可以作为改善轮胎均匀性不良的补救手段。但现有的通过调整入模角度来改善轮胎均匀性的方法存在以下问题。

首先，目前行业内普遍将调整胎胚的入模角度作为一种均匀性不良发生后的补救手段，且通过人工手动实现。针对有一定规模的轮胎厂，由于其生产线较长，均匀性不良表现出来时大批量的废次品轮胎已经硫化完毕，这个过程是不可逆的，容易造成相当数量的废次品轮胎，对均匀性的改善效率很低。其次，人工手动进行调整入模角度的测试及分析会产生大量的工作量，且整个测试过程时间较长，测试期间停机影响产量，若单个班次未完成，还会涉及人员交接班问题，并且对操作人员的体力及分析能力要求较高。

发明内容

针对相关技术中存在的不足之处，本发明提供了一种用于改善轮胎均匀性的生产控制系统及生产控制方法，可在生产过程中自动实现对轮胎均匀性的改善，降低均匀性废次品率。

本发明一方面提供一种用于改善轮胎均匀性的生产控制系统，包括：

控制单元，其被配置为控制轮胎的生产程序，收集记录检测信息并确定最佳入模角度；

硫化单元，其与控制单元连接，被配置为接收控制单元的指令并对轮胎进行硫化；

输送单元，其与控制单元和硫化单元连接，被配置为接收硫化单元的指令并将轮胎以某一入模角度输送至硫化单元；

检测单元，其与控制单元连接，被配置为对硫化后的轮胎进行包括均匀性在内的在线检测并将检测数据传递给控制单元。

本发明另一方面提供一种用于改善轮胎均匀性的生产控制方法，利用如上所述的生产控制系统，所述生产控制方法包括以下步骤：

选定测试入模角度：在轮胎生产过程初始，选定多个测试入模角度；

测试程序：多条轮胎以选定的测试入模角度入模硫化，后续轮胎暂时以某一入模角度入模硫化；

在线检测：对硫化后的轮胎进行均匀性在线检测；

确定最佳入模角度：收集检测信息，根据检测结果确定最佳入模角度；

批量生产或暂停生产：判断最佳入模角度的均匀性数据是否满足批量化生产的标准；如满足，则以最佳入模角度进行轮胎批量化生产；如不满足，则暂停生产。

可选地，在选定测试入模角度步骤中，具体地：俯视下在存胎器外周间隔90度取四个点，按顺时针方向分别定义为0点、3点、6点和9点，以轮胎某一固定位置作为轮胎的参考0点，选定第一测试入模角度为轮胎参考0点对准存胎器的0点位置，第二测试入模角度为轮胎参考0点对准存胎器的3点位置，第三测试入模角度为轮胎参考0点对准存胎器的6点位置，第四入模角度为轮胎参考0点对准存胎器的9点位置，通过以上选定四个测试入模角度。

可选地，硫化时左、右硫化模同时以某一测试入模角度放置待硫化轮胎，且针对每个测试入模角度，每个硫化模的测试轮胎为3～8条。

可选地，收集的检测信息包括：测试申请单号、硫化设备编码、硫化位置、入模角度定点、测试状态、轮胎条码、物料名称、轮胎径向力RFV、径向力一次谐波RF1H、侧向力LFV、轮胎锥度CON和轮胎动不平衡Upper/Lower中的多项。

可选地，确定最佳入模角度时优先考虑径向力一次谐波RF1H的均值大小，其次考虑轮胎径向力RFV的均值大小。

可选地，测试程序具体包括以下步骤：

控制单元启动测试程序并向硫化单元发送测试指令；

硫化单元接收指令并向输送单元发送抓胎指令；

输送单元接收硫化单元指令后，识别轮胎条形码位置并将该位置作为参考0点，将轮胎旋转至某一测试入模角度位置，将轮胎输送至硫化单元；

硫化单元对轮胎进行硫化；

重复上述步骤，直至选定的测试入模角度均测试完毕；

在未确定最佳入模角度前，后续轮胎暂时以某一固定的入模角度入模硫化。

可选地，确定最佳入模角度步骤具体为：控制单元收集并记录检测信息，对检测数据按照预先设定的判定标准进行判定，确定最佳入模角度。

可选地，批量生产或暂停生产具体包括以下步骤：

判断最佳入模角度的均匀性数据是否满足批量化生产的标准；

-如满足，则执行以下步骤：

控制单元将最佳入模角度指令发送给硫化单元；

硫化单元接收指令并向输送单元发送抓胎指令；

输送单元接收硫化单元指令后，识别轮胎条形码所在的参考0点位置，将轮胎旋转至最佳入模角度位置，将轮胎输送至硫化单元；

硫化单元对轮胎进行硫化；

重复以上步骤进行轮胎批量化生产；

-如不满足，则执行以下步骤：

控制单元下达暂停硫化的指令；

通过人力分析研究已收集的检测数据，进行均匀性改善。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明提供的生产控制系统及生产控制方法，将调整硫化入模角度作为一种主动的优化手段，选出最佳的入模角度，快速高效地在生产过程中减小轮胎径向力均值，实现对均匀性的改善，降低均匀性废次品率。

(2)本发明提供的生产控制系统及生产控制方法，若少数情况下通过测试程序选定的最佳入模角度的均匀性数据仍不能达到批量生产标准，则该生产控制系统将第一时间自动暂停硫化，在最大程度减小废次品产生的同时，收集各入模角度的均匀性检测数据，供专项分析使用。

(3)本发明提供的生产控制方法，规范了四种标准的测试入模角度，极大地简化了测试及分析过程，并且以四种入模角度的任何一种进行硫化，现场均能保证一定的规整性，方便工艺检查及现场管理直观性强，方便现场可视化管理。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明生产控制系统一个实施例的结构示意图；

图2为本发明生产控制方法一个实施例的流程图；

图3为本发明生产控制方法一个实施例中测试程序步骤的流程图；

图4为本发明生产控制方法一个实施例中批量生产或暂停生产步骤的流程图；

图5为本发明生产控制方法一个实施例中存胎器上的取点示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本发明所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本发明所涉及的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本发明所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本发明所涉及的“连接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本发明所涉及的“多个”是指两个或两个以上。

在本发明实施例一方面提供一种用于改善轮胎均匀性的生产控制系统，如图1所示，该生产控制系统包括：

控制单元，其被配置为控制轮胎生产程序，收集记录检测信息并确定最佳入模角度；

硫化单元，其与控制单元连接，被配置为接收控制单元的指令并对轮胎进行硫化；

输送单元，其与控制单元和硫化单元连接，被配置为接收硫化单元的指令并将轮胎以某一入模角度输送至硫化单元；

检测单元，其与控制单元连接，被配置为对硫化后的轮胎进行包括均匀性在内的在线检测并将检测数据传递给控制单元。

上述实施例所提供的生产控制系统，可在轮胎在线生产同时，主动通过测试入模角度并确定最佳入模角度来改善轮胎的均匀性，为能够改善轮胎均匀性的生产控制方法提供一种可行方案。

在上述实施例中，控制单元可选用目前通用的MES系统，用以对轮胎生产过程进行控制；硫化单元可选用硫化机，输送单元可选用具有上述功能的智能输送线。

基于上述生产控制系统，本发明实施例的另一方面提供一种用于改善轮胎均匀性的生产控制方法，如图2所示，该生产控制方法包括以下步骤：

S1选定测试入模角度：在轮胎生产过程初始，选定多个测试入模角度；

S2测试程序：多条轮胎以选定的测试入模角度入模硫化，后续轮胎暂时以某一入模角度入模硫化；

S3在线检测：对硫化后的轮胎进行均匀性在线检测；

S4确定最佳入模角度：收集检测信息，根据检测结果确定最佳入模角度；

S5批量生产或暂停生产：判断最佳入模角度的均匀性数据是否满足批量化生产的标准；如满足，则以最佳入模角度进行轮胎批量化生产；如不满足，则暂停生产。

作为选定测试入模角度的一种优选的实施方式，如图5所示，俯视下在存胎器外周间隔90度取四个点，按顺时针方向分别定义为0点、3点、6点和9点，以轮胎条形码贴合位置为轮胎的参考0点，选定第一测试入模角度为轮胎参考0点对准存胎器的0点位置，第二测试入模角度为轮胎参考0点对准存胎器的3点位置，第三测试入模角度为轮胎参考0点对准存胎器的6点位置，第四入模角度为轮胎参考0点对准存胎器的9点位置，通过以上选定四个测试入模角度。

需要说明的是，通常情况下，轮胎条形码贴合位置为轮胎上某一固定位置，例如可视性较好的胎面接头等位置，以便于后续均匀性的检测。选取条形码作为参考0点主要考虑到便于设备识别。因此，可以理解的是，上述实施例中，选取条形码位置作为轮胎的参考0点为优选方式，但针对极少数的条形码贴合位置不固定等特殊情况，则应选取轮胎某一固定的点作为轮胎的参考0点，本领域技术人员可根据实际需要进行选取，仍涵盖在本申请范围内。另外，考虑条形码具有一定的长度，可以统一采用条形码的某一位置对准存胎器上的相应点，比如条形码的中点等。

测试入模角度的选取在很大程度上会影响最终轮胎均匀性的生产控制效果。例如，如选择的测试入模角度较多，就意味着测试程序需要更长的时间，最佳入模角度的确定时间长，在确定前已生产出大批量的未知轮胎而承担更多的风险；当选取的测试入模角度太少时，又会导致测试结果数量少，无法准确地确定最佳入模角度。此外，轮胎一周360°，若任何角度都可以作为入模角度进行测试，会造成测试及分析程序复杂，入模角度的精度不能保证，且固化执行困难的问题，容易造成现场混乱、不易管理。上述实施例规范了四种标准的测试入模角度，基本可涵盖不同方位入模角度的情况而数量又不会太多，极大地简化了测试及分析过程，并且因四个角度以90°为梯度，分别平行和垂直于硫化生产线，以四种入模角度的任何一种进行硫化，现场均能保证一定的规整性，方便工艺检查及现场管理直观性强，方便现场可视化管理。此外，若出现最终检测结果判定测试入模角度均不理想，需要人为进行具体分析处理时，有规律地选取定点也可以便于原始数据的分析处理。

作为一种优选的实施方式，硫化时左、右硫化模同时以某一测试入模角度放置待硫化轮胎，且针对每个测试入模角度，每个硫化模的测试轮胎为3～8条。优选为5条，也就是说，当选取以上0点、3点、6点和9点四个测试入模角度时，测试轮胎数量优选为40条，该40条轮胎的测试结果已足够确定最佳入模角度，并且可避免造成大批量不达标的轮胎。

可选地，收集的检测信息包括：测试申请单号、硫化设备编码、硫化位置、入模角度定点、测试状态、轮胎条码、物料名称、轮胎径向力RFV、径向力一次谐波RF1H、侧向力LFV、轮胎锥度CON和轮胎动不平衡Upper/Lower中的多项。

可选地，确定最佳入模角度时优先考虑径向力一次谐波RF1H的均值大小，其次考虑轮胎径向力RFV的均值大小。径向力一次谐波RF1H可以代表径向力变化的趋势，反映基本大部分的波动情况，在满足实际生产需求的情况下，可以选择其作为主要的评判标准，但本领域技术人员还可以根据需要选择其它检测数据作为评判标准。

当本发明实施例的生产控制方法采用上述实施例所提供的生产控制系统时，具体地，如图3所示，步骤S2测试程序包括以下步骤：

S21：控制单元启动测试程序并向硫化单元发送测试指令；

S22：硫化单元接收指令并向输送单元发送抓胎指令；

S23：输送单元接收硫化单元指令后，识别轮胎条形码位置并将该位置作为参考0点，将轮胎旋转至某一测试入模角度位置，将轮胎输送至硫化单元；

S24：硫化单元对轮胎进行硫化；

S25：重复上述步骤，直至选定的测试入模角度均测试完毕；

S26：在未确定最佳入模角度前，后续轮胎暂时以某一固定的入模角度入模硫化，如以轮胎参考0点对准存胎器的0点位置入模硫化。

具体地，步骤S4确定最佳入模角度为：控制单元收集并记录检测信息，对检测数据按照预先设定的判定标准进行判定，确定最佳入模角度。此处，需要说明的是，预先设定的判定标准为根据实际生产需要初始设定的判定标准，不同生产厂家或不同批次轮胎的判定标准可能不同，本领域技术人员可根据实际需要选取相应的检测数据和检测数据的范围作为判定标准。例如，上述的将径向力一次谐波RF1H的均值大小作为主要衡量标准，其次考虑轮胎径向力RFV的均值大小。

具体地，如图4所示，步骤S5批量生产或暂停生产包括以下步骤：

S51：判断最佳入模角度的均匀性数据是否满足批量化生产的标准；如满足，则执行步骤S52-S56；如不满足，则执行步骤S57-S58；

S52：控制单元将最佳入模角度指令发送给硫化单元；

S53：硫化单元接收指令并向输送单元发送抓胎指令；

S54：输送单元接收硫化单元指令后，识别轮胎条形码所在的参考0点位置，将轮胎旋转至最佳入模角度位置，将轮胎输送至硫化单元；

S55：硫化单元对轮胎进行硫化；

S56：重复以上步骤进行轮胎批量化生产；

S57：当极少情况下，最佳入模角度的轮胎均匀性仍无法达到批量化生产的标准，则控制单元下达暂停硫化的指令；

S58：通过人力分析研究已经收集的检测数据，进行均匀性改善。

实施例1

实际生产过程中，针对某一硫化机采用上述实施例中的生产控制系统和方法采集的检测数据如下表1所示。

表1实施例1的均匀性测试结果

若不使用本实施例中的生产控制方法，则新模具上线通常按左0点右0点进行硫化。根据表1中的均匀性测试结果，粗略估计若按左0点右0点硫化，左右模均匀性合格率分别为40％，60％，RFV及RF1H均值分别为左模11.89/7.88kgf、右模11.26/6.92kgf。若按左6点右9点进行硫化，均匀性合格率为100％，RFV及RF1H均值分别为左模6.67/2.23kgf、右模6.48/2.79kgf，左右模合格率综合提升50％，左模RFV/RF1H均值分别降低5.22/5.65kgf，右模RFV/RF1H均值分别降低4.78/54.13kgf，其他指标均值也有一定程度的降低，改善效果明显。控制单元根据设定的判定标准自动选定最佳入模角度为左硫化模6点，右硫化模9点，以该最佳入模角度进行批量化生产。

由于轮胎实际生产过程中的特点，通常一台成型机固定对应多台硫化机，而不会存在多台成型机对应一台硫化机的情况，因此某一硫化机所硫化的轮胎均为同一成型机成型，由成型过程导致的轮胎不均匀性情况大致是相同的，可以采用测试程序确定最佳入模角度的方式实现改善均匀性的批量化生产。

在本发明实施例所提供的改善轮胎均匀性的生产控制系统及生产控制方法中，将调整硫化入模角度作为一种主动的优化手段，整个生产控制过程中考虑了所有可能的情况，通过此生产控制过程可以选出最佳的入模角度，快速高效的实现对均匀性的改善，降低均匀性废次品率，减小轮胎径向力均值；少数情况下通过测试程序选定的最佳入模角度均匀性数据仍不能达到批量生产标准，该生产控制系统将第一时间自动暂停硫化，在最大程度减小废次品产生的同时，收集了各入模角度的均匀性检测数据，可供专项分析使用。在以上两种情况下，该生产控制系统和方法均可以对均匀性数据实现有效的管控，实现较高的改善效率。

最后应当说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种用于改善轮胎均匀性的生产控制系统，其特征在于，包括：

控制单元，其被配置为控制轮胎的生产程序，收集记录检测信息并确定最佳入模角度；

硫化单元，其与控制单元连接，被配置为接收控制单元的指令并对轮胎进行硫化；

输送单元，其与控制单元和硫化单元连接，被配置为接收硫化单元的指令并将轮胎以某一入模角度输送至硫化单元；

检测单元，其与控制单元连接，被配置为对硫化后的轮胎进行包括均匀性在内的在线检测并将检测数据传递给控制单元；

其中，所述生产控制系统执行以下步骤：

选定测试入模角度：在轮胎生产过程初始，选定多个测试入模角度；

测试程序：多条轮胎以选定的测试入模角度入模硫化，后续轮胎暂时以某一入模角度入模硫化；

在线检测：对硫化后的轮胎进行均匀性在线检测；

确定最佳入模角度：收集检测信息，根据检测结果确定最佳入模角度；

批量生产或暂停生产：判断最佳入模角度的均匀性数据是否满足批量化生产的标准；如满足，则以最佳入模角度进行轮胎批量化生产；如不满足，则暂停生产。

2.一种用于改善轮胎均匀性的生产控制方法，其特征在于，利用如权利要求1所述的生产控制系统，所述生产控制方法包括以下步骤：

选定测试入模角度：在轮胎生产过程初始，选定多个测试入模角度；

测试程序：多条轮胎以选定的测试入模角度入模硫化，后续轮胎暂时以某一入模角度入模硫化；

在线检测：对硫化后的轮胎进行均匀性在线检测；

确定最佳入模角度：收集检测信息，根据检测结果确定最佳入模角度；

批量生产或暂停生产：判断最佳入模角度的均匀性数据是否满足批量化生产的标准；如满足，则以最佳入模角度进行轮胎批量化生产；如不满足，则暂停生产。

3.根据权利要求2所述的生产控制方法，其特征在于，在选定测试入模角度步骤中，具体地：俯视下在存胎器外周间隔90度取四个点，按顺时针方向分别定义为0点、3点、6点和9点，以轮胎某一固定位置作为轮胎的参考0点，选定第一测试入模角度为轮胎参考0点对准存胎器的0点位置，第二测试入模角度为轮胎参考0点对准存胎器的3点位置，第三测试入模角度为轮胎参考0点对准存胎器的6点位置，第四入模角度为轮胎参考0点对准存胎器的9点位置，通过以上选定四个测试入模角度。

4.根据权利要求3所述的生产控制方法，其特征在于，硫化时左、右硫化模同时以某一测试入模角度放置待硫化轮胎，且针对每个测试入模角度，每个硫化模的测试轮胎为3～8条。

5.根据权利要求2所述的生产控制方法，其特征在于，收集的检测信息包括：测试申请单号、硫化设备编码、硫化位置、入模角度定点、测试状态、轮胎条码、物料名称、轮胎径向力RFV、径向力一次谐波RF1H、侧向力LFV、轮胎锥度CON和轮胎动不平衡Upper/Lower中的多项。

6.根据权利要求5所述的生产控制方法，其特征在于，确定最佳入模角度时优先考虑径向力一次谐波RF1H的均值大小，其次考虑轮胎径向力RFV的均值大小。

7.根据权利要求2所述的生产控制方法，其特征在于，测试程序具体包括以下步骤：

控制单元启动测试程序并向硫化单元发送测试指令；

硫化单元接收指令并向输送单元发送抓胎指令；

输送单元接收硫化单元指令后，识别轮胎条形码位置并将该位置作为参考0点，将轮胎旋转至某一测试入模角度位置，将轮胎输送至硫化单元；

硫化单元对轮胎进行硫化；

重复上述步骤，直至选定的测试入模角度均测试完毕；

在未确定最佳入模角度前，后续轮胎暂时以某一固定的入模角度入模硫化。

8.根据权利要求2所述的生产控制方法，其特征在于，确定最佳入模角度步骤具体为：控制单元收集并记录检测信息，对检测数据按照预先设定的判定标准进行判定，确定最佳入模角度。

9.根据权利要求2所述的生产控制方法，其特征在于，批量生产或暂停生产具体包括以下步骤：

判断最佳入模角度的均匀性数据是否满足批量化生产的标准；

-如满足，则执行以下步骤：

控制单元将最佳入模角度指令发送给硫化单元；

硫化单元接收指令并向输送单元发送抓胎指令；

输送单元接收硫化单元指令后，识别轮胎条形码所在的参考0点位置，将轮胎旋转至最佳入模角度位置，将轮胎输送至硫化单元；

硫化单元对轮胎进行硫化；

重复以上步骤进行轮胎批量化生产；

-如不满足，则执行以下步骤：

控制单元下达暂停硫化的指令；

通过人力分析研究已收集的检测数据，进行均匀性改善。

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