13万平方米,88台移动机器人,看INF系统在轮胎制造行业应用

全钢子午线轮胎制造,INF.MeTA提供交互式增强元宇宙

 

 

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AGVsTD始终专注于复杂工业制造环境中的移动机器人集群控制,而轮胎制造行业可以说是典型的较为复杂的工业制造行业(多种工序决定了需要多种移动机器人来处理物料转移),并且其中密炼和硫化工序的工作环境更是伴随粉尘颗粒和有毒污染,气味过激。在这种环境下使用移动机器人是非常合适的。

使用AGVsTD的INF系列产品,可以轻松完成轮胎行业的物流控制系统,从根本上为生产提供物料需求保障。

轮胎制造中的INF数字化物流生态系统

最开始的轮胎生产工序是将橡胶原材料、小料等按照一定配比使用混炼机炼制成胶料,胶料的转运通常使用铁制托盘,存储可以选择平库、货架库或者立体库,根据其工厂实际情况而定,该文章描述的工厂制造环境中以上情况均存在。(ps:之所以都存在的原因是,胶料是所有部件的源,为所有半部件产品(胎面、内衬层、肩垫、基部胶、胎圈等)提供原材料,设备附近设置小型平库可以快速进行物料补充,而不用每次呼叫都从最开始的密炼车间进行远距离转运)。

终炼机胶料下线入立体库

轮胎制造所需的半部件产品种类繁多,并且根据不同的轮胎制造工艺(商用轿车胎(半钢)、工程用轮胎(全钢)、工程胎、巨胎等)即使相同的半部件可能的制造也不一样,比如商用胎和一般的卡车胎的胎面(轮胎与地面接触的部分较为粗厚的原因是胎面在起作用)都是使用胎面线设备生产的,而一些像巨胎是直接在成型机旁边配置挤出机进行缠绕。另外,胎面线设备也不一定只用来生产胎面,也会生产其他半部件,例如用于某些工艺的肩垫半部件,当然,有一些工艺中的肩垫是使用其他设备,比如压延挤出机等。

胎面线设备

内衬、肩垫等存储使用货架形式

实际上,经过AGVsTD的了解,大多数轮胎工厂更加喜欢货架存储物料,而不倾向于立体库,这是因为所有的生产材料都具有较短的保质期,如果一台堆垛机损坏无法及时修复这将是致命的,不单单是影响生产,更加影响了半部件的可用性,所以更多的场景下除非空间完全受限,可能不会选择立体库+堆垛机的形式(立体库+四向车我们在后面进行介绍),而货架库相对于立体库处理存放的数量少之外有太多的优点,比如,无需立体库消防、柔性化极高、部署搭建简易、成本就是铁架子,不用任何电气实施。

钢丝大卷存储

轮胎为什么可以支撑数吨重的车体呢?难道仅仅凭借充气吗?非也,轮胎并不是单一由橡胶组成的,除了原材料的其他软性材料之外,还有金属材料,钢丝压延线设备就是用来将钢丝和胶料组合起来并为轮胎支撑提供关键技术的设备之一。为什么单独拿这个工序来讲呢?如果说前面的胶料托盘和其他半部件只是一两吨重的负载,那么钢丝大卷可能会重达3吨,就需要更加强横的AGV来搬运。钢丝大卷的存储也可以使用立体库和货架来存放,事实证明,在存在较短保质期的物料转移场景中,货架似乎更受欢迎。

3吨是轮胎行业最重的负载了吗?不,胎面或者一些需要格栅车和百叶车转运的半部件可能会重达4吨。这些工装太大了,大到无法使用叉车AGV转运,所以需要潜伏式AGV。

叉车式AGV

 

潜伏式AGV

INF系统可以控制不同驱动属性的AGV、不同形状、不同协议(后面的复合agv使用vda5050协议)、不同导航方式的任意工业移动机器人。当然我们更加专注工业生产最为复杂的转运需求。

决定轮胎支撑性能好坏的另一个半部件是胎圈,用于轮胎的两侧来加固支撑能力

胎圈平库存储

除了上述我们介绍的半部件之外,还有很多大概5到6种没有介绍的,但是他们的负载工装形状都差不多,尺寸可能有较大或者较小的区别根据不同的生产工艺决定。

众多的半部件稍后被运输到成型设备,进行轮胎胎胚的制作

轮胎成型机

轮胎经过成型过程将多种半部件制作成胎胚

此时,一个长得很像轮胎的东西就出现了,胎胚,这时候的轮胎还很软摸上去有一点点的粘,而且也不是特别的硬,跟我们在大马路上遇到的差距很大。

胎胚硫化机

因为此时的胎胚还没有进行硫化工序,硫化会让轮胎“变硬”,并具有花纹和制造商的商标或者产品名称以及规格型号,这就需要用到“模具”了,模具分为花纹块和侧板(花纹块用来制作轮胎接触地面的花纹纹理,侧板用来标识规格和制造商产品信息),模具的存储和转运是稍微复杂一些的,因为它们是需要各种可能的组合的,比如花纹块1和侧板12会组成一个产品A,而花纹块3和侧板14或组合成另一个产品,大多数情况下是一对一的,但是也不绝对,特殊情况下需要打破组合而形成一个新的产品组合。

硫化工序之后,就是正式的轮胎产品了,经过X光机检验合格之后可以入库,等待装车发往客户和经销商。

胎胚和成品胎的转运实际上可能是各种方式的,有些使用AGV,而有些使用输送机/传送带、或者空中EMS高速小车来转运。

使用复合AGV转运胎胚(详见后面视频),该复合AGV和INF之间使用基于VDA5050_2.0的接口协议,并与其他叉车AGV共同在一片区域混合作业,所有AGV在交通管制处理上没有任何区别,完全依赖INF.ML(深度学习多神经网络算法)生成的交通管制模型。唯一需要注意的是,由于VDA5050在工业重载移动机器人作业环境的考虑欠佳,AGVsTD使用了明确不能在交通控制中使用的来自state中的information来实现一部分交通判断---获取AGV的货叉高度,以判断高举升AGV的货叉高度是否达到安全通过快速门预期,以及在取、放货之前始终判断货叉高度与预期高度的差值是否在安全预期范围内。

VDA 5050 JSON格式电报-状态报告

四向车+立体库的成品胎存储

当然,至于四向车是否真的解决了堆垛机的问题呢?如果四向车在立体库中出现致命故障又要如何执行救援工作,这就要留给制造商和终端用户使用来评判设计了。AGVsTD的结论是,如果可以使用货架+AGV的方式是最好的,也是我们推荐的,当然本文章中的工厂使用的是四向车存储。

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