г. Москва, ул. Чагинская, д. 4, стр. 12, 1 этаж

Тел.: +7 495 789 91 54

Тел.: +7 499 400 43 04
pathway   Главная arrow Статьи arrow Автоматические конвейерные линии для окраски стекла и пластика: новые разработки

Автоматические конвейерные линии для окраски стекла и пластика: новые разработки

А.Г. Тимохов, «Промышленная окраска» 02/2010.

Обеспечение качества окрасочных работ серийного производства невозможно без создания современных окрасочных линий, модернизации существующих окрасочных линий с оснащением окрасочными роботами и другими средствами механизации, обеспечивающими соблюдение всех норм и режимов технологического процесса нанесения и отверждения лакокрасочного покрытия (ЛКП). При этом очень важно учитывать специфические особенности каждого производства и выпускаемой продукции.

Объемы производства в единицу времени, а следовательно, скорость окраски, особенности формы и природы субстрата, подлежащего подготовке и последующей окраске, требования к покрытию по декоративным и эксплуатационным характеристикам должны учитываться при проектировании конвейерных линий окраски, так как в серийном окрасочном производстве не может быть мелочей.

Наша компания «Декоративные и защитные покрытия» в течение ряда лет целенаправленно занимается разработкой и производством оборудования и автоматических линий для окраски изделий из стекла и пластика. Ранее мы уже писали о разработанных нами линиях для окраски стеклянных пузырьков для лаков для ногтей, парфюмерных флаконов и бутылок с пневматическим распылением (журнал Glass of Russia. 2008. №5) и линиях для окраски пластиков (журнал «Промышленная окраска. 2008. №1).

После этих публикаций нами было реализовано три новых проекта и еще два находятся в стадии реализации: четыре из них относятся к окраске изделий из пластиков и один к окраске стеклянной тары.

В последних разработках мы стали активно применять промышленные компьютеры, для управления и контроля технологических процессов окраски и отверждения покрытий.

Линии окраски пластиков.

В последние годы по мере развития промышленного производства в России постепенно развивается и увеличивается спрос на окраску мебельной и электроосветительной фурнитуры, корпусов для электронной техники и других изделий из пластиков.

Проведенный нами анализ показал, что в зависимости от размера и формы изделий окраска может быть осуществлена двумя способами.

1 способ. Окраску изделий небольших размеров удобнее проводить на вращающихся насадках, установленных на движущемся цепном конвейере, что было реализовано при окраске ручек мебельной фурнитуры и передних панелей декодеров для цифрового телевидения.


Рис. 1. Вид окрасочной камеры с насадкой для мебельной фурнитуры.

Окраска изделий осуществляется следующим образом: насадки с изделиями устанавливаются на узлы вращения цепного конвейера. Изделия перемещаются в зону подготовки, где они обдуваются ионизированным воздухом и затем поступают в окрасочную камеру.

Конвейер работает в циклическом режиме, с периодической остановкой через каждый шаг. Каждая насадка в зоне окраски приводится во вращение, окраска изделий на насадках производится двумя краскораспылителями, закрепленными под углом друг к другу на штоке пневмоцилиндра, совершающего вертикальные возвратно-поступательные движения. После окончания процесса окраски краскораспылители выключаются и возвращаются в исходное положение, а конвейер перемещает в зону окраски следующую насадку.

Окрашенные изделия перемещаются последовательно в зону испарения растворителя, а затем в сушильную камеру конвекционного типа, в которой поддерживается требуемая температура. На выходе из сушильной камеры изделия попадают в зону охлаждения, где они снимаются с конвейера вместе с насадками.
Производительность данной окрасочной линии составляет 400 насадок с изделиями в час при времени отверждения в сушильной камере 30 минут (на одной насадке может размещаться от 4 до 12 изделий).

2 способ. При окраске изделий средних и крупных размеров нам пришлось использовать другое техническое решение по технологии окраски. На рис. 2 и 3 показаны окрасочная камера линии окраски корпусов декодеров для спутникового телевидения с различным расположением окрашиваемых изделий и различной схемой окраски.


Рис. 2. Окраска корпусов декодеров с одновременной заливкой лицевой и боковых сторон.


Рис. 3. Окраска корпусов с последовательной окраской боковых и лицевых сторон.



Рис. 4. Окрасочная линия (вид сбоку). Сушильная камера обрезана.

Перед окраской изделия укладывают на рамки, которые затем устанавливаются на конвейер. Окраска начинается по команде оператора. После окраски рамка с изделиями перемещается с переворотом в сушильную камеру конвекционного типа, в которой поддерживается требуемая температура. Учитывая, что этап сушки - самое «узкое место», изменение положения рамки с горизонтального на вертикальное в сушильной камере позволяет при заданных размерах в несколько раз увеличить производительность линии. На выходе из сушильной камеры рамки с изделиями выталкиваются наружу с помощью пневмоцилиндра. При отработке окраски изделий первоначально была выбрана простая схема одновременной окраски боковых и лицевых поверхностей корпусов изделий четырьмя расположенными под разными углами краскораспылителями, закрепленными на линейном приводе, перемещающем краскораспылители в направлении, перпендикулярном движению конвейера (рис. 2). В результате испытаний было обнаружено, что при такой схеме крайне сложно реализовать однородную окраску лицевой и боковых поверхностей, очень часто наблюдались перелив краски на лицевую поверхность и недокрас боковых сторон.

В дальнейшем для получения качественной окраски было решено реализовать схему раздельной последовательной окраски боковых и лицевой сторон (рис. 3). При этой схеме корпуса изделий располагаются на рамке в строгом порядке на определенных расстояниях друг от друга.

Весь процесс окраски идет под управлением контроллера в следующем порядке: сначала двумя одновременно работающими краскораспылителями окрашиваются боковые поверхности левого ряда изделий, такая же операция производится с правым рядом изделий, после этого в работу вступает другая пара краскораспылителей, которая подкрашивает другую пару боковых сторон и затем закрашивает лицевую поверхность. Весь процесс окраски требует строгой синхронизации движений конвейера и краскораспылителей. Дополнительные достоинства такой схемы окраски - заметное снижение расхода краски на одно изделие и увеличение времени межоперационного обслуживания камеры и срока службы сухих фильтров на вытяжной вентиляции.

Однако, использование контроллеров для управления процессом окраски оправдано лишь при массовой окраске однотипных изделий простой конфигурации. Если же производителю приходится часто перестраивать схему окраски или окрашивать изделия сложной конфигурации, необходимо использовать промышленные компьютеры, которые позволяют осуществлять сложные схемы окраски и значительно облегчают процесс программирования рядовому пользователю.

Для этого нами была сконструирована экспериментальная роботизированная линия для отработки процесса окраски изделий сложной конфигурации. На рис. 5 представлена окрасочная камера экспериментальной линии.


Рис. 5. Окрасочная камера с 4-х координатным «декартовым» роботом.

Процесс окраски осуществляется следующим образом: рамка с закрепленными на них изделиями ставится оператором на конвейер, который перемещает ее в исходное для окраски положение. Окраска производится с помощью 4- координатного «декартового» робота, управляемого промышленным компьютером с сенсорным экраном. Робот позволяет перемещать краскораспылитель по осям X, Y, Z и поворачивать его на угол до 270°. После окраски рамка с изделиями перемещается в сушильную камеру с ИК-сушкой. Конвейеры окрасочной и сушильной камер работают в периодическом режиме и синхронизированы друг с другом. Использование ИК-сушки для отверждения покрытий на пластиках позволяет в 4-5 раз сократить время сушки по сравнению с конвекционной сушильной камерой и значительно уменьшить габариты линии. Чтобы избежать перегрева изделий и деформации пластика были использованы «холодные» ИК-лампы и сделана продувка сушильной камеры холодным фильтрованным воздухом.

Автоматическая линия окраски стеклянной тары с электростатическим турбоколоколом.

В начале этого года наша компания реализовала новый большой проект – автоматическую конвейерную линию окраски стеклянной тары производительностью 2 000 бутылок в час с нанесением покрытий электростатическим распылением.


Рис. 6. Общий вид окрасочной линии с электростатическим турбоколоколом производительностью 2000 бутылок в час.


Фото 7. Вид сбоку на окрасочную камеру.

Окраска бутылок осуществляется с помощью электростатического турбоколокола, что позволяет существенно снизить расход краски на единицу продукции. С помощью турбоколокола производится однородная окраска всей поверхности бутылки, включая донышко. Для создания спецэффектов, например при двухцветной окраске, в окрасочной камере установлены два пневматических краскораспылителя на линейном приводе, перемещающем краскораспылители вслед за движущимися по конвейеру бутылками и затем быстро возвращающем их в исходную позицию для новой окраски. Фото 8. Внутри окрасочной камеры. Турбоколокол справа, краскораспылители на линейном приводе слева.

Принцип работы турбоколокола кардинально отличается от работы обычных краскораспылителей. Внутри корпуса устройства расположена высокооборотная пневматическая турбина, приводящая во вращение чашу турбоколокола. Распыление лакокрасочных материалов (ЛКМ) происходит за счет быстрого вращения чаши колокола, внутрь которой подаются ЛКМ. Скорость вращения турбины задается с сенсорной панели управления и может достигать 60 000 оборотов в минуту. Регулировкой скорости вращения можно менять степень дисперсности распыляемых материалов и без проблем наносить ЛКМ различной вязкости. Для регулировки факела распыления через кольцевое сопло вокруг чаши колокола подается формирующий факел воздух. На чашу колокола подается высокое напряжение до 100 кВ. Заряженные капли краски под действием формирующего воздуха и сильного электрического поля дрейфуют к поверхности заземленных через насадки бутылок. Стол и стены камеры выполнены из непроводящего пластика и, таким образом, практически вся краска переносится на поверхность бутылок. Благодаря электростатическому эффекту однородно окрашивается вся поверхность бутылки, включая и вогнутое донышко. Качество покрытия – розлив – существенно превосходит получаемое обычным пневмораспылением.

При пневмораспылении эффективность переноса краски не превышает 30-40%, при окраске электростатическим турбоколоколом эффективность достигает 70-80%, по эффективности переноса краски приближаясь к эффективности турбодиска (80-90%).


Рис. 8. Внутри окрасочной камеры. Турбоколокол (справа), краскораспылители на линейном приводе (слева).


Рис. 9. Турбоколокол за работой.

Турбоколокол и краскораспылители снабжены системой автоматической промывки, что позволяет в течение нескольких секунд промыть засорившиеся сопла или чашу турбоколокола, практически не прекращая процесс окраски.

Управление работой линии производится компьютером с сенсорным экраном, на который выводятся основные параметры работы линии: производительность, расход краски в единицу времени или на единицу продукции, температура поверхности стекла и пр. Компьютер запоминает режимы окраски и позволяет точно воспроизвести их при повторной окраске. Кроме того, компьютер следит за остатком краски в емкостях и предупреждает о ее окончании.

Краска на турбоколокол и краскораспылители подается с помощью дозирующих шестеренчатых насосов, подающих за один оборот фиксированный объем краски. Эти насосы работают плавно, без пульсаций. Изменяя частоту вращения двигателя можно плавно регулировать расход краски в широких пределах.

Отверждение покрытий на бутылках осуществляется с помощью керамических инфракрасных (ИК) ламп специального спектрального диапазона. Длина волны ИК-нагревателей совпадает с максимумом в спектре поглощения стекла. Стенки, потолок и пол сушильной камеры выполнены из нержавеющей стали, отражающей более 90% ИК- излучения. В результате лампы в основном нагревают поверхность стекла, а температура стенок и воздуха оказываются на несколько десятков градусов ниже. Контроль температуры поверхности стекла осуществляется с помощью двух дистанционных ИК-датчиков, установленных в центре и на выходе из сушильной камеры, что позволяет выбрать оптимальный режим отверждения покрытий в зависимости от массы бутылки.

Применение ИК-нагрева значительно снижает энергопотребление. Общая потребляемая мощность нагревателей – 55 кВт, что в 3-4 раза меньше мощности, потребляемой конвекционными сушильными камерами.

На линии можно окрашивать стеклянные бутылки различной формы, высотой до 350 мм и диаметром до 90 мм, что покрывает весь основной ряд выпускаемых бутылок.

Малый расход краски на единицу продукции, сравнимый с окраской с помощью электростатического турбодиска, низкое энергопотребление определяют высокую экономичность процесса окраски.

В таблице 1 приведены основные характеристики окрасочной линии с электростатическим турбоколоколом.


Таблица 1. Основные характеристики окрасочной линии.

Назначение Окраска бутылок
Потребляемая мощность, кВт 65
Потребление воздуха, л/мин 2000
Габариты,
Длина, м
Ширина, м
Высота, м

12
2,4
2,2
Максимальный размер
окрашиваемых изделий,
Диаметр, мм
Высота, мм


85
350
Масса изделий, г До 1000
Производительность,
изделий в час
2 000
Тип окраски Однородная одноцветная и двухцветная

Повышенный расход воздуха по сравнению линиями пневматической окраски связан с высоким расходом воздуха для работы пневматической турбины турбоколокола. Все сконструированные нами линии имеют заметно меньшие габариты по сравнению с зарубежными аналогами при одинаковой производительности. Это определяется разработанной нами конструкцией конвейера, позволяющей делать повороты с малым радиусом кривизны и эффективным нагревом стекла с помощью ИК-излучателей.

При сборке линии мы использовали наиболее надежные комплектующие от лучших европейских и американских производителей. Каркас и стенки линии сделаны из высокопрочного экструдированного алюминиевого профиля и полированной нержавеющей стали, а в конструкции окрасочной камеры использованы прозрачный поликарбонат и полипропилен. Использование этих материалов позволяет снизить массу оборудования и, что немаловажно, придает ему красивый и высокоэстетичный вид.

Аналогичные линии после незначительной модификации могут быть использованы для окраски изделий из металла и некоторых пластиков, обладающим небольшой поверхностной электропроводностью.

Многие крупные предприятия, а также предприятия малого и среднего бизнеса остро нуждаются в компактном, недорогом и производительном оборудовании для процесса автоматизированной окраски и декорирования изделий для замены малопроизводительного и неэкономичного процесса ручной постовой окраски и обеспечения высокого и стабильного качества ЛКП.

Наша компания разрабатывает такое оригинальное недорогое компактное оборудование с низкой потребляемой электрической мощностью, с учетом специфики и производительности каждого предприятия и особенностями окраски и декорирования выпускаемой продукции, например, товаров народного потребления или комплектующих для нужд промышленности.

 
< Пред.   След. >

go to top Наверх go to top


Главная
О компании
Технологии
Материалы
Оборудование для окраски
Новости
Статьи
Видео
Контакты
Карта сайта




I4469P.jpg




powered by mambo OS - tdw