橡胶行业HMI:轮胎硫化的工艺曲线与模具管理界面

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轮胎硫化,是赋予橡胶“生命”的关键工序:在高温高压的硫化机内,柔软的胶料经过复杂的交联反应,最终变成具有高强度、高弹性和耐磨性的轮胎。这个过程对 “温度-压力-时间”工艺曲线 的精确复现要求极高。此处的HMI,是确保每一批次、每一条轮胎性能稳定均一的 “工艺守护神” ,其设计核心是 “曲线可控、模具可溯、批次可查”。

核心设计:将“火候”数字化

  1. 工艺曲线:从“设定值”到“实际跟踪”的可视化闭环管控

    1. 主界面中央是 “工艺曲线监控区” 。横轴为时间,纵轴为温度或压力。界面上同时绘制两条曲线:一条是蓝色的“设定工艺曲线” ,代表了该规格轮胎的“黄金配方”;另一条是红色的“实际运行曲线” ,由模具内的传感器实时反馈。
    2. 设计的精妙之处在于 “实时比对与预警” 。系统并非仅在结束时判断合格与否,而是在硫化过程中持续计算两条曲线的偏差。当实际温度在某个时间点偏离设定值超过允许范围(如±5℃),该段的红色曲线会加粗并闪烁,同时弹出非阻塞式提示框,如 “第15分钟,内温偏高3℃,已自动微调蒸汽阀门开度-2%” 。操作员可以随时点击曲线上任意一点,查看该时刻的详细参数组(温度、压力、时间、阀门状态),实现对硫化过程的“显微镜”式观察。
  2. 模具管理:从“资产台账”到“健康档案”的集成化监控

    1. 轮胎模具是昂贵且影响质量的关键资产。HMI设有 “模具全生命周期管理” 模块。操作员扫描模具上的二维码或RFID标签后,界面立刻显示该模具的 “电子档案”:基本信息(编号、规格)、核心健康指标(已硫化次数/总设计寿命)、历次维护记录(清洁、抛光、修理详情)。
    2. 系统具备 “预测性维护” 能力。当模具使用次数接近设计寿命(如寿命1000次,已用800次)时,界面会提前发出黄色预警,提示“模具即将到达维护周期,建议安排保养检查”。每次硫化过程的关键参数也会被记录并关联到该模具档案中,长期数据可用来分析模具性能的衰减趋势。
  3. 批次管理:从“生产记录”到“数据包”的联动追溯

    1. 每个硫化批次(通常是一锅或多锅)被赋予唯一 “批次号” ,作为数据聚合的核心。在批次生产界面,实时显示“本批次计划数量”、“当前完成数”、“实时合格率”。
    2. 批次完成后,系统自动一键生成 “硫化过程质量报告” 。这份报告不是简单的结果单,而是一个数据包,包含:完整的实际工艺曲线与设定曲线的对比图、所使用的模具信息及当时健康状态、生产过程中所有报警与干预记录、最终质检结果(如均匀性、动平衡数据)。该报告支持一键导出、打印或上传至企业质量管理系统(QMS),实现从生产到质量检验的无缝数据流转。

应用价值

某国际知名轮胎品牌工厂应用此系统后,硫化工艺的CPK(过程能力指数)显著提升,工艺合格率从95%稳定在99.2%以上。模具因超期使用或保养不及时导致的意外损坏率下降70%。当发生市场质量投诉时,通过批次号进行全程追溯的时间从以前的数小时缩短至5分钟以内,极大提升了质量响应的速度和精准度。