解決方案

基于羅克韋爾自動化產(chǎn)品的解決方案，其中包括：

  ◎ MAXX系列全自動裁斷機(jī)和成型機(jī)

  ◎ 物料自動裝卸系統(tǒng)，如自動卸胎

  ◎ 用于精確定位成型鼓、裁斷裝置和傳送帶的22臺伺服驅(qū)動器

  ◎ 用于控制胎面膠張力的驅(qū)動器

  ◎ 用于實(shí)現(xiàn)安全和運(yùn)動控制的Allen-Bradley GuardLogix 控制器

結(jié)果

將每個輪胎的成型階段制造從50至60 秒縮短到38秒

  ◎ 使得OEE達(dá)到80%以上成為可能

  ◎ 自動化操作可省略了一部分人工操作

  ◎ 冠帶纏繞速度從 6m/s 提升到 8m/s

  ◎ 在單次連續(xù)運(yùn)動中即可完成內(nèi)襯層胎側(cè)預(yù)貼合組件與胎體簾布的貼合

  ◎ 生產(chǎn)率、安全性和人體工學(xué)并重

  ◎ 漢堡“輪胎技術(shù) 2009”商展會期間獲得“創(chuàng)新和卓越獎”

  ◎ MAXX 鞏固了 VMI 的市場領(lǐng)先地位

背景

速度、質(zhì)量和安全是生產(chǎn)汽車輪胎的要義所在。因此，VMI Holland在2009 年推出了新的專用機(jī)床產(chǎn)品線MAXX，該產(chǎn)品線能夠幫助輪胎制造企業(yè)大幅提升投資回報(bào)率。MAXX受到了熱烈的歡迎：在德國漢堡“輪胎技術(shù)2009”商展會期間，VMI Holland被授予“創(chuàng)新和卓越獎”。

位于Epe的VMI Holland的研發(fā)經(jīng)理 Jan Grashuis 及其團(tuán)隊(duì)共花了兩年時間將原始概念轉(zhuǎn)化為 MAXX 工程樣機(jī)。“我們希望通過實(shí)施新型機(jī)電一體化機(jī)器概念來使質(zhì)量更上一層樓。”Grashuis解釋道，“我們的目標(biāo)是同時在盡可能多的領(lǐng)域內(nèi)獲得最大程度的改進(jìn)。你甚至可以理解為，我們又重新進(jìn)行了一遍基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)。我們也花了很長時間深入思考新MAXX機(jī)器產(chǎn)品線背后的基本原理。設(shè)計(jì)這一新機(jī)器概念的同時，我們吸收了VMI在過去十年間積累起來的所有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。因此，我們現(xiàn)在得以提供一種集質(zhì)量、人體工學(xué)、易用性、速度、安全和生產(chǎn)率于一體的機(jī)器，這些成就，一定程度上歸功于羅克韋爾自動化。”

面臨的挑戰(zhàn)

輪胎成型機(jī)(TBM)是汽車輪胎生產(chǎn)過程中最重要的元素之一。輪胎成型機(jī)用于將一系列膠部件，如胎面、胎側(cè)內(nèi)襯層等，通過導(dǎo)開、裁斷、貼合等工藝制成生胎。

各膠部件從(工字輪等)料卷架上導(dǎo)開，依次在鼓上貼合各層膠部件。在本階段中，材料的供給精度、長度以及定位非常重要。這些可變因素由TBM中的攝像機(jī)監(jiān)視。Grashuis解釋道：“生產(chǎn)汽車輪胎的一個重要方面是加工每個輪胎所花的時間。這個時間應(yīng)盡可能短。不久之前，TBM加工每個輪胎需要50至60 秒。而新型MAXX TBM則可在短短38秒內(nèi)完成此過程。

客戶可實(shí)現(xiàn)高達(dá)80%的OEE(設(shè)備綜合效率)，能否達(dá)到此效率在一定程度上取決于客戶的料卷尺寸及尺寸變更次數(shù)等可變因素。更短的周期時間加上更高的OEE即意味著更大的輸出量。MAXX機(jī)器完全無需手動操作，操作員的主要任務(wù)是裝載材料軸。許多重要參數(shù)實(shí)施配方控制，因此準(zhǔn)確性和重復(fù)性極佳。

解決方案

通過伺服控制系統(tǒng)，鼓在軌道上實(shí)現(xiàn)了直線運(yùn)動，在縮短周期時間上發(fā)揮著極大作用。憑借直線伺服技術(shù)，這一過程變得更加快速、更加精準(zhǔn)。

VMI使用22個伺服軸控制MAXX TBM中所有不同運(yùn)動。帶有集成運(yùn)動控制模塊的Allen-BradleyControlLogix控制器與Allen-Bradley Kinetix伺服驅(qū)動器共同控制所有不同單元的同步運(yùn)動過程。冠帶纏繞工藝階段，加快過程速度同樣非常重要，輪胎制造商希望冠帶條貼合時也要對張力實(shí)現(xiàn)可控。

取得的成果

由于速度的提高，對控制器的要求也日益嚴(yán)格。事實(shí)證明，采用羅克韋爾自動化技術(shù)的冠帶條張力控制是極佳的解決方案。最終帶來了雙倍的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。最初運(yùn)轉(zhuǎn)速度為4m/s，后來提升至6m/s，而新型機(jī)器則達(dá)到了8m/s的 速度。

伺服技術(shù)的應(yīng)用同樣使貼合或拼接過程更加精準(zhǔn)、更加快速。過去，操作員需要在此步驟中手動操作某些元件。

速度的提升同樣適用于預(yù)復(fù)合件和胎體層的應(yīng)用。在MAXX中，這些操作在單個運(yùn)動中執(zhí)行，部件逐個連續(xù)快速貼合。另一個由手動操作改為機(jī)器人操作的過程是將三角膠裝載到機(jī)器中以及成品生胎的自動卸胎搬運(yùn)。這些改動也有利于節(jié)省時間，并且有助于改善員工的工作環(huán)境。

安全

為了最大程度地降低操作員被卷入機(jī)器運(yùn)動部位的可能性，我們對設(shè)備整體實(shí)施了功能性風(fēng)險(xiǎn)評估，風(fēng)險(xiǎn)評估的結(jié)果表明，參照安全標(biāo)準(zhǔn)EN ISO 13849-1，設(shè)備安全性性能等級需要達(dá)到PLe級別，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果，設(shè)備安裝了一系列相應(yīng)的安全設(shè)備。

在員工可能接近機(jī)器移動部位范圍內(nèi)的情形下，采用各種光幕、門開關(guān)和激光掃描儀進(jìn)行預(yù)防。這些安全設(shè)備與羅克韋爾自動化的安全遠(yuǎn)程I/O-1791 DS/ES CompactBlock Guard I/O模塊相連。這些I/O模塊再通過網(wǎng)絡(luò)與 GuardLogix控制器進(jìn)行通信，這款控制器是利用單個控制器同時監(jiān)控安全功能與“常規(guī)”運(yùn)動控制功能的安全 PAC。

其它信息

以上僅說明VMIHolland使用羅克韋爾自動化產(chǎn)品和服務(wù)以及其它產(chǎn)品所取得的成果。其他客戶取得的成果可能會有所不同。