全自动胎面移送设备的研制总体方案及百叶车传送装置设计(附件)
近些年，我国庞大的汽车需求量促进了轮胎行业的快速增长，随着轮胎需求量的增加，对轮胎产业的相关设备也提出了更高的要求：高效率、高自动化。这就需要对传统的机械设备进行改善升级，实现自动化。本课题来源于我校和江苏荣晟机电科技有限公司的合作项目。根据企业要求，设计一套胎面自动接取装置，改善传统胎面接取生产线。一套胎面自动接取装置用于将压出线上连续生产的胎面自动装载到百页车中，并实现百页车自动切换、自动翻页。设计方案主要分为机械部分和电气控制部分。在考虑了企业现有设备、经济可靠、简单耐用的基础上，针对几种设计方案进行对比，最终本文提出了符合公司要求的设备总体设计方案和百叶车传送装置的详细设计方案。研究成果已申报两项国家实用新型专利（一种轮胎上料翻转装置（专利申请号：201520340429.5）和一种轮胎自动送料分配装置）。本设计方案已被公司采取，准备投入生产。关键词 胎面，百叶车，传送装置，总体方案，电气控制，自动化目 录
1 引 言 1
1.1 轮胎相关介绍 1
1.2 我国机械自动化的发展现状与前景 3
1.3 课题来源 4
1.4 本课题研究的意义及拟采用的途径 4
2 总体方案的确定 7
2.1 工作要求 7
2.2 机械部分方案 8
2.3 电气控制部分方案 11
2.4 安全及可靠性 11
3 机械结构设计 12
3.1 辊道输送线方案设计 12
3.2 旋转接取装置方案设计 14
3.3 调整装置方案设计 17
3.4 缓存皮带输送线方案设计 18
3.5 百页车自动摆放装置方案设计 19
4 百叶车传送装置的设计 24
4.1 1#百页车缓存工位方案设计 25
4.2 2#百页车缓存工位方案设计 34
4.3 自动接取工位方案设计 35
4.4 1#百页车输出工位方案设计 35
4.5 2#百页车输出工位方案设计 36
5 电气控制系统方案确定 36
5.1 公司要求 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
4 百叶车传送装置的设计 24
4.1 1#百页车缓存工位方案设计 25
4.2 2#百页车缓存工位方案设计 34
4.3 自动接取工位方案设计 35
4.4 1#百页车输出工位方案设计 35
4.5 2#百页车输出工位方案设计 36
5 电气控制系统方案确定 36
5.1 公司要求 36
5.2 PLC选型 37
5.3 检测装置选型 37
5.4 控制系统流程 39
6 设备相关说明 39
6.1 胎面移送设备工作流程 39
6.2 PLC程序说明 41
结 论 43
致 谢 44
参 考 文 献 45
1 引言
近些年，我国庞大的汽车需求量促进了轮胎行业的快速增长，随着轮胎需求量的增加，对轮胎产业的相关设备也提出了更高的要求：高效率、高自动化[1]。这就需要对传统的机械设备进行改善升级，实现自动化，既实现机械自动化。在日常生产生活中，机械生产自动化技术已经非常常见了。可以说这是机械产业的一次重要改革和升级，机械自动化的最大忧点为：自动化程度高、操作人员的劳动强度低、生产效率高。另外，自动机械所完成的工艺动作一般比较多，所以自动机械往往由多个工艺执行机构组成，结构也就相对复杂。另外，所谓机械自动化，主要指自动化技术被应用到机械制造业中，实现连续自动化生产，实现优化有效的自动化生产过程，使生产投入物的加工变换和流动速度提高[1]。机械自动化技术的应用与发展，是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。
1.1 轮胎相关介绍
1.1.1 轮胎组成及轮胎生产流程
轮胎就是我们常见的在各种车辆或机械上装配的接地滚动的圆环形弹性橡胶制品。通常它都安装在金属轮辋上，能够起到支承车身、缓冲外界冲击及实现与路面间的接触并保证车辆的行驶性能的作用。
图1.1 轮胎图片
轮胎通常分为外胎、内胎和垫带。其中外胎又分为胎体、缓冲层（带束层）、胎面、胎侧和胎圈。而我们的设备主要是跟胎面有关，胎面用来防止胎体受机械损伤和早期磨损，向路面传递汽车的牵引力和制动力，增加外胎与路面(土壤)的抓着力，以及吸收轮胎在运行时的振荡[2]。
图1.2 轮胎组成
轮胎生产流程[3] ：
图1.3 轮胎生产流程图
我们全自动胎面移送设备主要是在压出工序之后，对压出辅线送入的胎面进行减速并控制胎面定位在设定的位置上，然后通过这个设备挤压出的胎面自动移送到下一工作位置，无需人工干预，提高生产效率。
1.1.3 轮胎发展现状
在汽车使用的过程中，燃料是第一大消耗材料，轮胎紧随其后是第二大消耗材料，随着我国汽车工业的高速发展，每年轮胎的产量也越来越多。根据中商情报网的统计，自2010年以来，中国橡胶轮胎外胎产量整体保持稳步增长，每年的产量均高于7亿条。同时，我国橡胶轮胎外胎产量的增长率也一直保持上升态势，由2011年的7.2%逐步上涨至2014年的15.4%。2014年橡胶轮胎外胎产量和产量增长率均处于近五年来最高值（见图1）。针对当前这种现状，研究和设计出一种效率高、自动化程度高的全胎面移送设备显得尤为迫切。有了这套生产设备，轮胎生产企业只需要投入较少的成本就可以极大地提高轮胎的生产效率。
图1.4 轮胎增长趋势图(源自中商情报网)
1.2 我国机械自动化的发展现状与前景
1.2.1 我国目前机械自动化的发展现状
自改革开放以来，我国的经济进入到了一个高速发展的时期。同时也带动了制造业的大速发展。制造业从产品的制造到产品的研发，从引进设备到自己有了技术装备， 从手工生产到机械化产品加工等各方面都取得了很大的进步。无论是生产的产品总量还是质量，都有了很大的提高。以前的制造业基本全是全手工操作，而且产品质量的保证全是依靠老师傅的经验，而现在全是自动化生产，只要控制好设备的参数，做出来的产品基本差不多，误差很小，这样质量和产量一下子就上来了，极大地提高了生产效率。
可以明显的感受到，现在我国各行各业的自动化水品都在逐年升高，从流水线到机械手，从普车普铣到数控车床铣床再到加工中心等等。自动化在快速发展。但是在某些方面我们还是存在着短处。比如说我国的自主产品就比较少，自动化技术有些方面还不是很成熟。例如：海尔、海信、TCL 等企业的品牌虽然已经“国产化”，但某些核心技术还是采用进口产品，比如空调压缩机、汽车发动机等[4]。还有就是我们国家也自主研发了很多自动化产品，像数控机床，三轴、四轴、五轴加工中心等虽然基本的动作都能实现，一些加工任务也都能完成，但是一些高精度的产品还是要用国外的机床来加工，而且国产机床的寿命都不是很长。其实技术理论方面我们国家是不比国外差的，我们缺的就是长时间钻研下去的信念。其中大部分的产品都是代替别人生产，我们只能算是一个生
1 引 言 1
1.1 轮胎相关介绍 1
1.2 我国机械自动化的发展现状与前景 3
1.3 课题来源 4
1.4 本课题研究的意义及拟采用的途径 4
2 总体方案的确定 7
2.1 工作要求 7
2.2 机械部分方案 8
2.3 电气控制部分方案 11
2.4 安全及可靠性 11
3 机械结构设计 12
3.1 辊道输送线方案设计 12
3.2 旋转接取装置方案设计 14
3.3 调整装置方案设计 17
3.4 缓存皮带输送线方案设计 18
3.5 百页车自动摆放装置方案设计 19
4 百叶车传送装置的设计 24
4.1 1#百页车缓存工位方案设计 25
4.2 2#百页车缓存工位方案设计 34
4.3 自动接取工位方案设计 35
4.4 1#百页车输出工位方案设计 35
4.5 2#百页车输出工位方案设计 36
5 电气控制系统方案确定 36
5.1 公司要求 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
4 百叶车传送装置的设计 24
4.1 1#百页车缓存工位方案设计 25
4.2 2#百页车缓存工位方案设计 34
4.3 自动接取工位方案设计 35
4.4 1#百页车输出工位方案设计 35
4.5 2#百页车输出工位方案设计 36
5 电气控制系统方案确定 36
5.1 公司要求 36
5.2 PLC选型 37
5.3 检测装置选型 37
5.4 控制系统流程 39
6 设备相关说明 39
6.1 胎面移送设备工作流程 39
6.2 PLC程序说明 41
结 论 43
致 谢 44
参 考 文 献 45
1 引言
近些年，我国庞大的汽车需求量促进了轮胎行业的快速增长，随着轮胎需求量的增加，对轮胎产业的相关设备也提出了更高的要求：高效率、高自动化[1]。这就需要对传统的机械设备进行改善升级，实现自动化，既实现机械自动化。在日常生产生活中，机械生产自动化技术已经非常常见了。可以说这是机械产业的一次重要改革和升级，机械自动化的最大忧点为：自动化程度高、操作人员的劳动强度低、生产效率高。另外，自动机械所完成的工艺动作一般比较多，所以自动机械往往由多个工艺执行机构组成，结构也就相对复杂。另外，所谓机械自动化，主要指自动化技术被应用到机械制造业中，实现连续自动化生产，实现优化有效的自动化生产过程，使生产投入物的加工变换和流动速度提高[1]。机械自动化技术的应用与发展，是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。
1.1 轮胎相关介绍
1.1.1 轮胎组成及轮胎生产流程
轮胎就是我们常见的在各种车辆或机械上装配的接地滚动的圆环形弹性橡胶制品。通常它都安装在金属轮辋上，能够起到支承车身、缓冲外界冲击及实现与路面间的接触并保证车辆的行驶性能的作用。
图1.1 轮胎图片
轮胎通常分为外胎、内胎和垫带。其中外胎又分为胎体、缓冲层（带束层）、胎面、胎侧和胎圈。而我们的设备主要是跟胎面有关，胎面用来防止胎体受机械损伤和早期磨损，向路面传递汽车的牵引力和制动力，增加外胎与路面(土壤)的抓着力，以及吸收轮胎在运行时的振荡[2]。
图1.2 轮胎组成
轮胎生产流程[3] ：
图1.3 轮胎生产流程图
我们全自动胎面移送设备主要是在压出工序之后，对压出辅线送入的胎面进行减速并控制胎面定位在设定的位置上，然后通过这个设备挤压出的胎面自动移送到下一工作位置，无需人工干预，提高生产效率。
1.1.3 轮胎发展现状
在汽车使用的过程中，燃料是第一大消耗材料，轮胎紧随其后是第二大消耗材料，随着我国汽车工业的高速发展，每年轮胎的产量也越来越多。根据中商情报网的统计，自2010年以来，中国橡胶轮胎外胎产量整体保持稳步增长，每年的产量均高于7亿条。同时，我国橡胶轮胎外胎产量的增长率也一直保持上升态势，由2011年的7.2%逐步上涨至2014年的15.4%。2014年橡胶轮胎外胎产量和产量增长率均处于近五年来最高值（见图1）。针对当前这种现状，研究和设计出一种效率高、自动化程度高的全胎面移送设备显得尤为迫切。有了这套生产设备，轮胎生产企业只需要投入较少的成本就可以极大地提高轮胎的生产效率。
图1.4 轮胎增长趋势图(源自中商情报网)
1.2 我国机械自动化的发展现状与前景
1.2.1 我国目前机械自动化的发展现状
自改革开放以来，我国的经济进入到了一个高速发展的时期。同时也带动了制造业的大速发展。制造业从产品的制造到产品的研发，从引进设备到自己有了技术装备， 从手工生产到机械化产品加工等各方面都取得了很大的进步。无论是生产的产品总量还是质量，都有了很大的提高。以前的制造业基本全是全手工操作，而且产品质量的保证全是依靠老师傅的经验，而现在全是自动化生产，只要控制好设备的参数，做出来的产品基本差不多，误差很小，这样质量和产量一下子就上来了，极大地提高了生产效率。
可以明显的感受到，现在我国各行各业的自动化水品都在逐年升高，从流水线到机械手，从普车普铣到数控车床铣床再到加工中心等等。自动化在快速发展。但是在某些方面我们还是存在着短处。比如说我国的自主产品就比较少，自动化技术有些方面还不是很成熟。例如：海尔、海信、TCL 等企业的品牌虽然已经“国产化”，但某些核心技术还是采用进口产品，比如空调压缩机、汽车发动机等[4]。还有就是我们国家也自主研发了很多自动化产品，像数控机床，三轴、四轴、五轴加工中心等虽然基本的动作都能实现，一些加工任务也都能完成，但是一些高精度的产品还是要用国外的机床来加工，而且国产机床的寿命都不是很长。其实技术理论方面我们国家是不比国外差的，我们缺的就是长时间钻研下去的信念。其中大部分的产品都是代替别人生产，我们只能算是一个生
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