浅谈汽车涂装智能电动输漆系统在水性漆中的应用

2022-11-23

摘要:智能电动输漆循环系统具有节能降耗、噪音小特点,并采用多种运行模式。本文结合某公司现场实际应用,从生产模式(压力模式)、非生产/待机模式(流量模式)、节假日模式、节能降耗等方面的应用情况进行应用探讨,实现设备稳定不易损坏,大大提升工作效率,最终可实现降低成本、减少能耗的目标。


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引言

近年来,我国汽车企业在运行过程中运用的技术、工艺、材料和设备都较以前有了很大进步,随着人们经济生活水平的提高,对工业制品涂层的装饰性、耐用性和个性化要求越来越高,还要适应节能省资源、环境保护等社会时代要求,使现代工业涂装工艺及涂装设备越来越复杂。为确保涂装不但质量高而且稳定、低成本、少污染,工业涂装技术向高度自动化和高科技化方向发展。如涂装输调漆循环系统从最开始的液压输漆循环系统到气动输漆循环系统,再到目前的智能电动输漆循环系统,都是进一步的提升,电动输漆循环系统节能降耗、噪音小,具有多种模式的运行程序。

01

智能电动输漆循环系统的应用



1.1智能电动循环系统

1)智能电动循环系统的核心在于其对工作模式的选择,通过对流量模式和压力模式的适时调整和迅速响应,使只有需要使用的颜色才被激活,而其余颜色则可处于休眠状态。


2)智能系统的特点:最大能源节省,降低运行成本;减轻系统负载,延长设备寿命,节省维护费用;数据存储与上传,实现智能化生产。



1.2循环方式

水性漆循环系统的循环方式通常采用两线循环,两线循环系统的枪站设计不需要三线系统中的强制式油漆调压器,可通过使用一个枪下调压器来控制喷涂流量,降低了调压器的设置对油漆产生的剪切力,同时管路元件相对较少、系统换色清洗方便,在国内水性漆生产线上应用普遍。



1.3电动泵

采用安全防爆型的AC变频电机,通过等速凸轮带动水平对置的往复式活塞泵,实现对涂料的平稳、低脉动输送。调整电机的转速和扭矩,即可迅速、精确地控制泵的输出流量和压力。电动泵具有生产模式(压力模式)、非生产/待机模式(流量模式)、节假日模式(休眠模式)3种工作模式。电动泵依据程序设置保证水性漆循环系统实现以上所有工作模式,可以使非生产模式与生产模式切换时间不超过120 s。


1)压力模式/闭环模式:该运行模式根据设定好的程序来保证管路内流速、枪站压力、枪站流量的正常生产循环使用。系统收到颜色读码器或其他方式传送的“使用”信号,通过智能卡将激活指令发给气控背压阀和电动泵,背压阀和电动泵随即自动恢复至各自的预设压力,满足系统要求。


2)流量模式/开环模式:该运行模式为保证管路内流速,保证循环系统内水性漆黏度与生产时状态一致,可自行调整水性漆循环次数及搅拌速度,对于不需要使用的颜色,在智能卡的指令下,气控背压阀会完全卸载至0压力,同时电动泵也会按照预设的参数在低压力、低流量的状态下运行,以维持涂料在管路中的最低流速,最终保证系统节能。


3)休眠模式:该运行模式为电动泵自动间歇性运行,保证管路内水性漆不沉淀、不堵塞,且在2h内可以恢复到待机模式或生产模式的运行状态,最终保证水性漆循环次数最少。


4)电动泵的主泵需进行相关的联锁,在需要时系统可以手动或自动停止循环泵工作,保证系统安全。


5)电动泵活塞表面镀陶瓷,泵及与涂料或溶剂所接触的所有部件材质需进行电解抛光或钝化处理,满足水性和溶剂型涂料喷涂要求。


6)循环泵与机器人进行联锁控制,依据机器人的状态进行工作模式的切换。




1.4泄压阀

电动泵出口配置机械式泄压阀,在系统达到或超过预设压力的情况下,机械式泄压阀会自动打开,开始泄压,来保护系统的使用安全。



1.5电动泵过滤器

电动泵采用滤芯式过滤器,大大提高过滤效率,并且可实现针对不同涂料配置对应的滤芯,以确保获得最好的过滤效果。



1.6平波器

电动泵平波器具有多种材质和连接方式,过流式设计可减少内腔死区,防止涂料在内腔沉淀并易清洗,精确免维护,上腔空气能够自我补偿,无需进行定期检查及充气。



1.7水性漆过滤器

一般每套水性漆模组均要有⒉套并联袋式过滤器,放在泵出口位置。顶部配有压环防测漏设计,底部装有排泄阀,过滤器都是可以快速维护的结构,避免出现空气进入和涂料干结现象;回流口过滤器一般安装在桶底部,配有流通(四通阀)旁路,可以更好地对回流的油漆进行过滤使用并且减少飞溅。


模组的回管安装不锈钢(不低于304L)袋式过滤器,可实现在线清理功能;过滤器两端需配置压力表并采用三片式卫生球阀与两端管路连接,保证此段油漆管路中无台阶,减少管路对涂料的剪切,防止涂料沉淀,其下端设置排泄阀。在过滤器出入口设有压力表,进出口安装不锈钢阀门,同时过滤器是可安全卸压的,保证涂料供应质量。



1.8水性漆罐

1)水性漆罐一般采用防结穹顶设计或平顶设计,材质选用304L不锈钢或更高材质,并进行电解全抛光工艺制造加钝化处理,每个罐均配有观察口,采用防静电火花锁扣设计,循环罐用于整套系统水性漆循环的贮存及输漆。罐体、罐盖必须密封良好,具有防止罐内涂料、溶剂(包含纯水)挥发和外部灰尘、颗粒落入的功能。

2)水性漆罐采用静压式液位系统,当循环罐内材料不足时,调漆罐自动将涂料补充到循环罐内,保证系统的连续正常运行,循环罐和搅拌罐上均设置涂料高、低液位声光报警装置,可手动消除报警。小系统循环罐上设置浮球液位指示计,当调漆罐内材料不足时,需要人工将准备好的材料补充到罐中。



1.9电动变频搅拌器

1)电动变频低剪切搅拌器一般采用不锈钢材质制成,电动搅拌器都具有防爆性能,通过法兰固定安装在罐盖上,由防爆变频电机、减速机等组成,设有轴封避免涂料遭受污染,叶片采用低剪切叶片,可手动/自动进行调速。保证水性漆罐内的水性漆能够充分分散均匀,性能稳定,搅拌器电机一般都采用德国SEW的防爆电机和减速机。搅拌器一般带有一个防电击装置保护,在搅拌器锁死时能保护操作人员。


2)搅拌器设计均可实现原料无飞溅,可以在液位最高的前提下充分搅拌,对原料的剪切力及原料气沫状况最小化,搅拌过程中不会出现漩涡、混入空气、产生气泡等情况。搅拌器转速的调节使用变频器自动调节与液位高度同步,随着液位高度自动地不断调整搅拌器的转速,以保证漆液的搅拌效果和要求。



1.10液位传感器

此传感器为静压式电子液位传感器,设置在水性漆灌上,实时监控水性漆的液位,并同时控制水性漆搅拌器的转速;传感器设有4段液位,高高、高、低、低低,可以实现以下功能:高高液位报警、高液位停隔膜泵、低液位开启隔膜泵、低低液位报警并自动停止主泵功能;液位高度报警点可以调节设定。



1.11气控背压阀

气控背压阀采用膜片式结构和通畅的内腔设计,安装在回流管路上,可以拆卸,与电动泵配合使用可实现对循环系统的智能控制。



02

水性漆循环系统管线要求


水性漆导电性大,容易出现电蚀反应,易对设备产生氧化、锈蚀,为防止设备及管路的腐蚀,一般采用经过钝化的SST304L不锈钢材质;系统管线使用无台阶卡套连接,可快速拆卸,维护方便。且主管线全部使用阻燃保温管保温,输漆管路(含支管)均须包裹≥10mm厚度橡塑保温管。一般主管路弯曲半径需要大≥6倍主管直径,采用弯管机弯曲,可以确保曲线一致性,过渡平滑,不开裂。在穿过墙壁及地板的地方,可以使用更小的转弯半径,转弯圆滑并做到无褶皱,弯曲可以防止横断面变形。


03

结语


智能输调漆设备系统的应用,关系到整个输漆、喷漆系统的运行及与机器人的匹配,智能电动泵可以根据生产、非生产及休假状态制定相应的工作模式,设备稳定不易损坏,使整个喷漆系统的工作效率大大提升,最终实现降低成本、减少能耗的目标。



(来源:现代涂料与涂装


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