Guide to upgrading a tyre plant: fully automated transfer of rubber blocks from dense to calender

在山东某轮胎厂密炼车间，操作工老王刚结束8小时班次，工服已被汗水浸透——他每天需搬运近5吨高温胶块往返于密炼机与压延线之间，而隔壁车间新投产的自动化产线上，AGV小车正将胶块精准送达压延机，全程无需人工干预。这种反差揭示了轮胎制造升级的核心命题：​​如何打通密炼到压延的胶块输送“最后一公里”​​？本文将用实战案例拆解全流程自动化改造方案。

一、胶块搬运的三大痛点，正在吞噬轮胎厂利润

1. ​​人工依赖导致效率天花板​​
   传统模式依赖人工叉车转运胶块，单次搬运耗时15-20分钟。若车间有8台密炼机，仅转运环节日均消耗64工时。更严重的是，密炼机出胶温度达60-90℃，胶块冷却导致物性变化，人工延误可能使胶料可塑度偏差超工艺标准±0.3。

2. ​​空间限制引发二次搬运​​
   当压延线与密炼机存在高度差或跨楼层时，需先通过升降机转运胶筐，再经短驳输送。某企业因厂房布局限制，胶块需经3次装卸才能进入压延机，破损率高达4%。

3. ​​安全隐患与质量波动​​
   人工搬运30-40kg高温胶块易引发肌肉劳损，而胶块落地污染更导致压延气泡缺陷率上升。2024年行业报告显示，人工搬运车间工伤率是自动化车间的3.2倍。

二、四步构建全自动输送系统，破解工序割裂难题

▶ 模块1：密炼出料口智能接驳装置

• ​​翻转料斗防粘连设计​​
  采用60-90°大角度翻转料斗（如图1），配合超高分子聚乙烯内衬，使胶块残留率从传统料斗的8-12kg降至0.3kg内。行程开关控制翻转角度，避免撞击混炼室接口。
• ​​称重-赋码一体化​​
  料斗集成称重传感器，胶块出料同时刻录RFID标签，记录重量、配方、生产批次等数据，为后续智能调度提供依据。

▶ 模块2：立体仓库缓冲与AGV柔性调度

• ​​子母车密集库动态存取​​
  胶块经输送线进入立体库，由子母车系统按“先进先出”原则存储。库容利用率达普通平面仓库的3倍，缓冲能力满足4小时连续生产。
• ​​AGV多机协同运输​​
  AGV通过5G网络接收MES指令，根据压延线需求状态、设备距离、任务优先级自动规划路径。实测显示，20台AGV可替代32名搬运工，响应速度提升40%。

▶ 模块3：压延前处理自动化适配

• ​​塌陷胶片精准抓取​​
  针对压延机入口的塌陷胶块（塌陷深度≤300mm），采用细长型抓胶手配合视觉定位，抓取成功率99%。机械手将胶片搭接至导切机，自动完成切片配磅。
• ​​大倾角爬坡防滑落​​
  当输送线需跨楼层时，采用50-75°倾角爬坡输送机（如图2），输送带加装横向挡板。胶块在75°斜坡仍可稳定上料，空间占用减少60%。

▶ 模块4：余料回收与空筐返流

• ​​激光扫描余料识别​​
  压延工位剩余胶块触发光电感应，激光读取器扫描RFID编码，MES系统自动生成余料回库指令。
• ​​闭环物流系统​​
  AGV将余料筐送回立体库，空筐经输送线返回密炼车间。某企业实施后，胶筐周转率从2次/天提升至6次/天。

三、实战案例：年产300万条轮胎厂的改造收益

​​关键突破点​​：通过AGV调度算法优化，将压延线待料时间压缩至3分钟内；采用防粘连料斗+爬坡输送机组合，解决高温胶块输送卡点。

四、升级避坑指南：三个必须关注的细节

1. ​​设备选型匹配性​​
   AGV载重需兼容最大胶筐重量（建议≥500kg），输送带耐温性不低于120℃。某企业因选用80℃耐温皮带，3个月后出现龟裂。

2. ​​车间通道规划​​
   AGV主通道宽度≥4.5m，转弯半径预留2m以上。在立体库入口设置缓冲带，避免多车拥堵。

3. ​​信息系统耦合​​
   MES需与密炼机PLC、AGV调度系统、压延线控制系统实现数据互通。建议采用OPC UA协议，避免接口不兼容导致的指令延迟。

​concluding remarks​：从密炼到压延的胶块全自动输送，绝非简单设备堆砌，而是通过​​机械防粘设计（料斗/爬坡带）→智能物流调度（AGV/立体库）→工序精准对接（抓胶手/导切机）​​ 的三维协同，实现物料流与信息流的闭环。随着胶片自动递头装置、5G激光赋码等技术的成熟，轮胎厂“黑灯车间”正从概念走向落地。下一步的竞争焦点，将是基于数字孪生的输送线预测性维护，让每个胶块的旅程都可控、可溯、可持续。