朱建鸿 于力革
江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室
苏雄 王福会
无锡协力自动化设备有限公司
摘要：本文介绍了一种适用于刹车片行业使用的移动式配料系统，它采用无线通信控制的移动式自动称量小车，可自动连续完成几十个料仓和多个排料口之间行走、定位、加料、称量和放料的全过程。该系统能很好地满足摩擦材料生产配料的需要，为刹车片生产厂家提供了一个高性能的自动配料解决方案。
关键词：刹车片，配料系统，移动式，称量车
1、引言
刹车片在汽车的制动过程中扮演着至关重要的角色，其质量优劣直接影响到汽车的行车安全与制动效果，在汽车刹车片生产过程中，摩擦材料的配方对刹车片的质量起着决定性的作用，生产配料的准确度直接关系到刹车片的最终质量。
目前国内的刹车片企业大多采用人工配料或固定式配料系统的生产方式，其中人工配料受人为因素影响，无法避免漏配或多配，严重影响了产品的质量。固定式配料系统因储料仓、计量秤、卸料口的位置是相对固定不变的，当参与配料的物料种类较多的时候，受结构和空间的影响也无法很好地满足刹车片生产的需要。所以找到一种适合于刹车片行业使用的自动化配料系统是刹车片生产企业的迫切需要。
2、系统概况
本移动式自动配料系统是由我们江南大学研发的适用于汽车刹车片生产的一种新型的配料系统，因刹车片配料原料种类多、材料特性差异大等原因，传统的称量斗和卸料口为固定的配料系统很难满足生产的需要，而使用自动称量车形式的移动式配料系统则能很好地适应生产的实际需要，是一个较理想的选择。本系统总体结构为地面层、自动配料层、料仓加料层组成的三层结构，其中一层安装混料机，二层安装料仓和配料车，三层为料仓加料层，系统结构如图1所示：
图1系统结构示意图
3、系统组成
系统组成如下：储料仓、配料称量车、加料系统、计算机电控系统等。
3.1 储料仓
根据生产企业的实际需要，系统一般配置20个以上的储料仓，个别系统配置料仓甚至在80个以上，料仓内部结构需满足各种物料特性的要要，料仓内配置破拱和助流装置，以确保物料顺畅流动。
3.2 配料称量车：包括车体、称重系统、行进驱动系统、上下防尘接口、定位检测装置、无线通信装置、控制电柜等。称重系统是配料称量车的核心，由传感器、标准连接件、接线盒、称重仪表、触摸屏和称量斗等组成，称重系统由大、小两个称量斗和一个校验秤斗组成，可有效保证称量精度和及时发现系统称量错误。
3.3加料系统：包括螺旋给料机、皮带给料机、电磁振动给料机等，所有给料机均为变频调速控制，根据各种物料的特性以及给料精度的要求，相应选用不同的给料方式和给料速度，以达到每种料精确给料的目的。
3.4计算机电控系统：由工控计算机、显示器、主控制电柜、无线通信装置、给料变频调速系统等组成。可控制配料称量车自动完成行走、对位、加料、称量、卸料等循环往复配料过程。
4、系统特点
本系统所有的配料动作与步骤都由程序控制，系统可在无人参与的情况下自动完成整个配料过程，有较高的生产效率和配料准确率，杜绝了人为差错，确保了配料的质量。
其特点有：
★ 配方保密性好。操作人员分成不同的级别，有各自的权限，权限低的人员不能看到权限高的资料。系统显示的内容可以是代码、加料比例、完成进度，可不显示机密的内容。
★ 自动化程度高。应用现代工业控制技术、接口技术、通信技术完成与计算机对话，几乎不需要人员干预。
★ 配方重现性好。每一次配料结果作为一个文件自动保存，需要时打印其清单，责任、原因明了清晰。
★ 称重精度高。大、小两个称量斗和一个校验秤斗分别计量，使用变频调速的给料机将加料偏差控制在允差范围内。
★ 破拱方式多。根据不同物料的特性，采用不同的破拱方式，确保料仓下料顺畅。
★ 防尘效果好。配料车使用了自动控制的密封升缩接口解决了配料过程中产生粉尘的问题，使得现场的环境污染小。
★ 控制方式灵活。可以全自动运行，在特殊情况下也可以转为手动控制，还设有纠错功能。
5、料仓加料防错
为了确保储料仓加料的防错，我们还设计了与配料系统配套的料仓加料防错条码管理系统，该配套系统采用计算机条码控制技术解决储料仓加料环节的防错和追踪，系统由工控计算机、条码管理软件、激光扫描枪、料仓盖电控系统等组成，料仓盖由条码控制启闭，防止人工加料错误，配有大屏幕显示加料管理信息，清晰醒目，系统自动记录加料原始数据，对投料过程进行有效监管，条码防错系统示意图如图2所示
图2 条码防错管理系统示意图
6、结束语
本文介绍的移动式配料系统有效地解决了物料种类较多时固定式配料系统所不能解决的难题，为几十种以上的工业物料的自动化精确配料提供了理想的解决方案，现已被众多的摩擦材料生产骨干企业采用，值得在刹车片行业大力推广。愿我们与刹车片企业共同努力，不断实践、总结、提高，为提高我国汽车摩擦材料行业关键技术装备的自动化水平，为增强国产刹车片的国际竞争力而作出贡献。
