Лако-красочные материалы — производство

Для нанесения ЛКМ в автоматическом режиме отечественной промышленностью выпускаются автоматические КР для пнев­матического, безвоздушного и центробежного распыления моде­лей КА-2, КА-3, РДУ-1, ЭР-8, ЭРВ-1 и РВЛМ-1.

ЛКМ/мин с факелом круглой формы.

Техническая характеристика КА-2 (рис. 9.10) (ТУ 6-10-1899—83) приведена ниже:

Производительность по ЛКМ, г/мин, не менее 600

Рабочее давление ЛКМ, МПа, не более 0,02

Рабочее давление сжатого воздуха в системе управления, МПа, 0,4 не более

Рабочее давление сжатого воздуха на распыление, МПа, не более 0,4 Максимальный расход сжатого воздуха, нм3/ч, не более 21

Размеры отпечатка факеда на расстоянии 300 мм от распыли­тельной головки, мм:

диаметр круглого факела 90±10

ширина плоского факела 400±50

Диаметр отверстия материального сопла, мм 1,6+0>035

Габаритные размеры, мм, не более:

длина 190

ширина 40

высота 63

.Масса, кг, не более 0,7

Техническая характеристика КА-3 (рис. 9.11) (ТУ 6-10-1040—82) следующая:

Максимальная производительность по ЛКМ, г/мин 30

Диаметр отверстия материального сопла, мм 1,0

Рабочее давление воздуха на распыление, МПа, не более 0,4

Рабочее давление воздуха на управление, МПа, не более 0,4

Емкость бачка ЛКМ, л 0,5

Диаметр отпечатка факела на расстоянии 300 мм от соп — 65

ла, мм, не более

Максимальный расход воздуха, нм3/ч 6

Габаритные размеры с бачком, мм, не более: длина ширина высота

Масса, кг, не более

Краскораспылитель может использоваться без бачка. Тех­ническая характеристика автоматических пневматических крас­кораспылителей зарубежных фирм приведена в табл. 9.1.

Для нанесения покрытий методом безвоздушного распыле­ния выпускается распылитель с дистанционным управлением РДУ-1 с набором распыляющих устройств производительностью от 0,4 до 2,0 кг ЛКМ/мин.

Техническая характеристика распылителя РДУ-1 (рис. 9.12) (ТУ 6-10-1969—84) следующая:

Производительность по ЛКМ, г/мин 400—2000

Максимальное давление распыляемого материала, МПа, не более 20 Температура распыляемого материала, °С 5—50

Габаритные размеры распылителя, мм:

длина 187

ширина • 40

высота 95

Масса распылителя, кг, не более 0,9

КР снабжен устройством для промывки сопла ЛКМ при за­сорении.

Изменение производительности КР РДУ-1 осуществляется заменой распыляющих устройств (сопл). В небольших преде­лах (до 25%) производительность возможно регулировать из­менением давления ЛКМ от 12 до 20 МПа. Практически про-

Таблица 9-1. Технические характеристики автоматических пневматических краскораспылителей зарубежных фирм Параметр А-7, ф. Krautzberger (Германия) APL-4, ф. Kovo Finis (ЧСФР) AGB, ф. De Vilbiss (США) ЕССО-40А, ф. Atlas Copco (Шве­ция) Максимальная произ- 600 300—1000 500—1000 500—1000 водительность по ЛКМ, г/мин, не менее Диаметр отверстия со- 1,5 1,8 1,1-1,8 1,1—1,8 пла, мм Давление воздуха на 0,4 0,3—0,6 0,3—0,5 0,7 распыление, МПа Расход воздуха нмэ/ч 22 5—40 7—39 15—42 Габаритные размеры, мм: длина 185 185 178 222 ширина 80 85 57 . 85 высота 95 70 60 70 Масса, кг 0,875 0,780 1,14 0,960

Рис. .9.12. Краскораспылитель без­воздушный а дистанционным управ­лением РДУ-1:

J — распыляющая головка; 2 — корпус;

3 — пневмоцилиндр управления лзводительность при безвоздушном распылении возможно изме­нять в пределах от 0,35 до 2,0 кг/мин.

Техническая характеристика распыляющих устройств (ТУ 6—10—1792—80):

Рабочее давление ЛКМ, МПа:

максимальное 20

минимальное 12

Температура ЛКМ, °С 5—50

Вязкость ЛКМ по вискозиметру ВЗ-246-4 при температуре 18— 50

23 °С, с, не более

Масса, кг, не более 0,003

Зависимость расхода ЛКМ от типа распыляющих устройств представлена ниже:

Типбразмер распы­	Расход ЛКМ,	Типоразмер распы­	Расход ЛКМ,
ляющих устройств	кг/мин	ляющих устройств	кг/мин
УР-04	04+°.°5	УР-1,4	і 4+0,04 1 ’^—0,06
УР-06	0 6+0’03 и>°— 0,06	УР-1,6	1 fi+0,03 1 0,04
УР-08	П й + 0»02 и’°—0,08	УР-1,8	і о + 0,08 1>0—0,02
УР-1,0	1 А+0,06 1 0,08	УР-2,0	9 л + 0,04 0,05
УР-1,2	і 9+0,05 1 ’z—0,04

9.1. МАНИПУЛЯТОРЫ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫ

Манипулятор — управляемое устройство для выполнения двига­тельных функций, аналогичных функциям руки человека при •перемещении объектов в пространстве, оснащенное рабочим органом. Промышленный робот — автоматическая машина, ста­ционарная или передвижная, состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней свободы, и устройства программируемого управления. Манипу­ляторы выполняются с ручным управлением и с дополнитель­ной системой уравновешивания рабочего органа — так назы­ваемые сбалансированные манипуляторы.

Промышленные роботы выполняются с цикловым и число­вым программным управлением и управляемым устройством адаптивного управления с автоматическим изменением управ­ляющей программы в зависимости от контролируемых парамет­ров состояния внешней среды.

В соответствии с ГОСТ 25204—82 манипуляторы и промыш­ленные роботы классифицируются по номинальной грузоподъ­емности как сверхлегкие, легкие, средние, тяжелые и сверхтя­желые. Классификация роботов по рабочему пространству, ра­бочей зоне и зоне обслуживания манипулятора, по скорости перемещения, по степени подвижности, числу степеней свободы, погрешности позиционирования и отработки рабочего органа приведена в ГОСТ 25686—85.

Манипуляторы и роботы используются при автоматической, окраске для перемещения краскораспылителя (КР).

Как правило, в автоматических линиях окрашивания исполь­зуются простейшие механизмы перемещения КР, разрабатывае­мые для каждой конкретной окрасочной линии. Принцип дейст­вия механизмов заключается в том, что КР придается возврат­но-поступательное движение с параметрами, рассчитанными по принятой схеме. Простейший механизм перемещения КР со­стоит из привода, бесконечной цепи и платформы (ползуна), соединенной с цепью и перемещаемой в направляющих. К плат­форме крепятся распылители (иногда через штанги). Механизм устанавливается на полу либо подвешивается к стенам или по­толку окрасочной камеры.

Учитывая, что каждая автоматическая окрасочная линия требует определенного вида механизма с конкретными, прису­щими данной линии техническими параметрами, механизмы пе­ремещения до последнего времени разрабатывались как изде­лия индивидуального производства. Разработка унифицирован­ного механизма перемещения КР не представлялась возможной из-за технической сложности и экономической нецелесообраз­ности.

Для разработки конкретных механизмов перемещения КР целесообразно использовать технические решения, разработан­ные рядом отечественных организаций.

Наибольшее распространение нашли механизмы перемеще­ния КР для окраски в электрическом поле, в том числе и по­рошковыми лкм.

Данные механизмы изготавливаются в исполнении, пригод­ном для эксплуатации во взрывоопасных и пожароопасных зо­нах классов В-Іб, ВПа, П-І, П-П, П-На и П-Ш согласно ПУЭ-76.

Техническая характеристика типового подвесного манипуля­тора модели МП-2, разработанного НИИ Л КП (рис. 9.13) при­ведена ниже:

Ход распылителей, мм: •

максимальный 1720

минимальный ‘ 1480

Скорость перемещения распылителей, м/с 0,6±10%; 0,8±10%

Количество распылителей, шт. 2

Базовое расстояние между точками крепления распы — 760

лителей, мм

длина	760
ширина	420
высота	2605
Масса, кг	150
Мощность электродвигателя, кВт	М

Габаритные размеры без распылителей, мм:

Механизм перемещения МП-2 предназначен для использова­ния при окрашивании по схемам, приведенным на рис. 9.1, а и б, 9.3, а и б с высотой комплектовки (изделия) от 1500 до 1700 мм. Механизм МП-2 может использоваться как при пнев­мораспылении, так и при безвоздушном распылении с получе­нием покрытий структуры, изображенной на рис. 9.5, б.

Для нанесения покрытий по схемам, изображенным на рис. 9.2, а и б, разработан манипулятор с устройствами для по­ворота штанг с распылителями и прямого управления работой распылителей. Поворот штанг с распылителями позволяет осу­ществлять перемещение факела со скоростью движения кон­вейера, не перемещая манипулятор. Диапазон скоростей пово­рота штанг обеспечивает перемещение факела в зоне нанесения покрытия со скоростью от 0,5 до 3 м/мин. Управление работой КР пневматическое.

Рис. 9.14. Манипулятор МПР:

/ — корпус; 2 — КР; 3*— штанга; 4 — механизм управления КР; 5 — основание с меха­низмом поворрта штанг с распылителями

Для окрашивания изделий сложной конфигурации использу­ются роботы, обучаемые процессу окраски квалифицированны­ми малярами. После окрашивания изделия распылителем мани­пулятора все траектории движения КР фиксируются запоми­нающим устройством и воспроизводятся автоматически.

Астраханским заводом окрасочного оборудования выпуска­ются для окрасочных работ роботы «Колер».

Техническая характеристика робота «Колер» (рис. 9.15):

Размеры рабочей зоны манипулятора, мм, не менее: длнпаХширинаХвысота Число рабочих программ, не менее Общее время (воспроизведения программ, с, не менее Скорость перемещения рабочего органа КР, м/с, не бо­лее	2500X1000X2000 5 200 2
Грузоподъемность манипулятора, кг, не меяее Усилие перемещения КР при обучении, Н, не менее Тип системы управления Операционное время выбора рабочей программы, с, не более	3 30 Цифровая контур­ная 30
Время смены программоносителя, мин, не более Режим обучения Максимальная абсолютная погрешность позициониро­вания, мм	30 В процессе ручно­го окрашивания с записью в опера­тивную память ±3
Максимальная производительность КР по расходу ЛКМ, г/мин, не менее	600
Рабочее давление ЛКМ, МПа Рабочее давление воздуха на [распыление, МПа Расход воздуха на распыление, нм3/ч Размеры отпечатка факела КР на расстоянии. 300 мм от головки при давлении воздуха 0,4 МПа, мм, не бо­лее:	0,02—0,2 0,25—0,4 22
диаметр круглого факела ширина плоского факела	90 400

Габариты, .мм:

длинаХширинаХвысота 1800Х830Х180№

Габариты, мм:

станции гидропривода

длинаХширинаХвысота 800X800X800

системы управления

длинаХширинаХвысота 800X650X1800′

Масса, кг:

манипулятора 450

станции гидропривода 300

системы управления 250

Для окрашивания в электрическом поле высокого напряже-: ния разработан ряд манипуляторов, технические характеристи­ки которых приведены в табл. 9.2. В последние годы с развити­ем роботизации производственных процессов рядом организа­ций и предприятий страны разработано и освоено производство типовых и специализированных манипуляторов и роботов для использования в роботизированных технологических линиях, на участках окраски и в гибких производственных модулях нанесения ЛКП. Разработанные и выпускаемые манипуляторы и роботы могут быть использованы в создаваемых гибких про­изводственных системах. В табл. 9.3 приведены технические ха­рактеристики окрасочных манипуляторов, а в табл. 9.4—тех­нические характеристики окрасочных роботов.

Таблица 9.2. Технические характеристики типовых манипуляторов для’ окрашивания в поле высокого напряжения Манипулятор Показатель с изменяе­мым ходом перемеще­ния КР с изменяемой скоростью перемещения КР Число распылителей 2 4 1 Тип распылителя Чаша Чаша, Чаша Частота вращения распылителя, 1400 грибок 1400 1420 об/мин Расстояние от распылителя до из- 250—300 250—300 250 делия, мм Расстояние между распылителями, 600 500 — мм Рабочий ход КР, мм: минимальный 400 максимальный 1550 2000 1510 Скорость перемещения распылите­лей, мм/с: минимальная 3,0 12,0 максимальная 19,0 18,0 36,0

/ — «рука»: 2— КР; З—механизм поворотов;

4 — основание с приводом

В окрасочных линиях могут ис­пользоваться и универсальные ро­боты, технические характеристики которых приведены в табл. 9.5. При выборе манипулятора или промыш­ленного робота с электрическим питанием для нанесения ЛК. М не­обходимо учитывать их исполнение по взрывопожаробезопасности со­гласно ПУЭ-76, разд. VII.

Таблица 9.3. Технические характеристики окрасочных манипуляторов, применяемых на предприятиях Минавтотракторсельхозмаша Показатель Вертикальный T28.1.01.0Q Вертикальный Т28.1.02 Вертикальный B15.01 Горизонтальный 816.02 Портальный 940.00 Горизонталь­ный самопере — мещающийся 920.М2.01 Портальный самопереме- щающийся 947.00 Консольно-го­ ризонтальный PO.12.K2I Максимальный ход рабочего органа, мм: длина 1200 7000 ширина . — — — 1750 2400 2200 2200 2100 высота 1400 2500 1750 — 2400 — 2200 — Число программ 1 1 1 1 2 2 1 1 окрашивания Сложность программ 1 1 3 3 12 2 10 5 окрашивания (по числу их составных элементов) Максимально допу- 2,5 2,5 4 4 5 3

Показатель	Робот РП-11-1600	Робот- маляр «Импульс»	Окрасочный робот PO-1/1S	Автоматиче­ский мани­пулятор для окра­шивания внутренней поверхности цистерн	Автоматиче­ский мани­пулятор для окрашивания снаружи ку­зовов авто­мобилей	Автоматиче­ский мани­пулятор для окрашивания сушильных барабанов
Число степеней свободы (без захватов)	3	3	4,5	2	3	2
Погрешность позиционирования, мм Скорость перемещения руки, м/мин (мм/с):	±25	±2	±2		±10
ПО ОСИ X	20—60	0,05	(500)	—	24,8—62,4	(0,5)
по оси у	1—1,5	0—0,5	(2000-5000)	—	24,8—62,4	(0,5)
ПО ОСИ Z	—	0,3	—	—	24,8—62,4	(0,5)
Давление воздуха, МПа	0,63	0,63	0,2—0,6	0,5	0,2-0,4	0,4—0,5
Давление ЛКМ, МПа	0,02—0,2	0,2—0,4	0,2—0,4	0,2-0,4	0,05—0,02	0,2-0,4
Рабочая температура, °С	15—40	—	10—30	10—30	10-30	10-30
Количество распылителей, шт.	2	1	2	2	3	4
Производительность КР, кг/мин	0,2-0,5	—	0,2—0,5 ‘	о;55	0,55	0,2—0,5
Ход КР, мм	1600	—	1000—1600	—	1850—2200	—
Расход воздуха, нм3/ч	До 60	До 20	До 60	Т-ГГ	65	До 80

Показатель	«Контур-002»	ПРК-20	«Универ­сал — 15»
Максимальная угловая скорость	60	60	70—90
звеньев, град/с Грузоподъемность, Н	35 и 150	196	150
Погрешность позиционирования, мм	±10	±3	+2
Номинальное давление, МПа	10	6	6
Рабочая температура, °С	10—35	10—35	5—45
Наибольший вылет руки по гори-	700	1500	1000
зонтали, мм Максимальный угол поворота мани-	210	180
пулятора, град. Максимальная скорость инструмен-	2	0,5	5—7
та, м/с Перемещение робота, мм	___	До 15 000	_
Скорость перемещения, мм/с	—	250	—

9.5. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КРАСКОРАСПЫЛИТЕЛЯМИ

Обеспечение автоматического нанесения ЛКМ. во взрывоопас­ных средах, образованных распыленной краской, затрудняет, а в отдельных случаях исключает применение традиционных средств автоматизации, основанных на электронике и электри* ческих связях.

Окрашивание, как правило, связано с применением сжатого воздуха, что служит предпосылкой для использования пневма­тики в системах регулирования и управления технологическими процессами окрашивания, в частности унифицированной систе­мы элементов пневмоавтоматики (УСЭП). Система УСЭП позволяет осуществлять автоматизацию нанесения ЛКМ и дру­гих процессов при окрашивании. В этом случае исключается вероятность воспламенения взрывоопасных смесей, образующих­ся в процессе нанесения ЛКП.

В настоящее время промышленностью выпускается широкий ассортимент механизмов для преобразования энергии сжатого воздуха — изменения давления, дискретного и непрерывного преобразования энергии сжатого воздуха, передачи сигналов типа «да» и «нет», измерения времени (пневматическое реле времени) и др.

Автоматизация процессов окраски осуществляется, как пра­вило, на наиболее распространенных пневматических механиз­мах, отличающихся надежностью и долговечностью. На рис. 9.16 приведены простейшие принципиальные технические решения схем управления КР в автоматическом режиме: при

пневмораспылении (рис. 9.16,а), безвоздушном распылении

Рис. 9.16. Схемы управления при автоматической окраске пневмораспыле­нием (а), безвоздушным распылением (б) и пневмораспылением в электро­статическом поле (s): 1 — КР; 2 — окрашиваемое изделие; 3 — клапан; 4 — регулятор давления; 5 — реле времени (пневматическое); 6 — емкость с ЛКМ; 7 — насос; 8 — насос-дозатор

(рис. 9.16,6) и пневмораспылении в электрическом поле (рис. 9.16,в).

Автоматическое управление режимом распыления в приведен­ных схемах заключается в том, что изделие, перемещаемое кон­вейером (подвесным пли напольным), в определенной точке своего пути воздействует на датчик (чаще пневмоклапан с ры­чагом управления) 3.1, который передает сигнал на клапан уп­равления КР 3.2. Клапан 3.2 через реле времени 5 включает КР, совершающий возвратно-поступательные движения на меха­низме перемещения в плоскости, перпендикулярной движению конвейера, на время, необходимое для окрашивания изделия. Включение КР — это включение подачи ЛКМ и сжатого возду­ха на распыление. При небольших промежутках между изделия — ми на конвейєре подача сжатого воздуха на распыление не от­ключается, чем сохраняется установившийся режим распыления,, обеспечивающий высокое качество покрытия. Для отключения — подачи воздуха на распыление на линии подачи сжатого возду­ха устанавливается отдельный клапан и реле времени или эта линия блокируется с линией сжатого воздуха, идущего на уп­равление КР при опережении подачи сжатого воздуха в начале распыления и задержке ее при завершении распыления для ис­ключения выброса нераспыленного ЛКМ.

Управление безвоздушным распылением (рис. 9.16,6) ана­логично управлению пневматическим распылением (рис. 9.16,а).

Автоматическое управление пневмораспылением в электриче­ском поле (рис. 9.16, б) отличается тем, что в линии подачи ЛКМ включен насос-дозатор 7, работающий беспрерывно для сохранения стабильности подачи краски. В данном случае КР’ снабжен клапаном-переключателем, с помощью которого при отключении распыления ЛКМ возвращается в емкость 7,*обес­печивая ее циркуляцию.

Для создания необходимых режимов распыления, управле­ния, регулирования подачи ЛКМ на линиях подачи воздуха ус­танавливаются регуляторы давления 4.

При автоматизации процессов окрашивания широко исполь­зуется и электроника — обычно для связи с другими технологи­ческими процессами (подготовкой поверхности, сушкой, транс­портированием деталей и т. д.) —которая, как правило, исполь­зуется вне зон взрывоопасности и в сочетании с пневмоавтома­тикой.

При автоматизации процессов окрашивания необходимо учи­тывать свойства ЛКМ, а именно то, что краска обладает струк­турной вязкостью, способностью образовывать осадок пигмен­та в застойных зонах краскопроводов, затвердевать при сопри-‘ косновении с атмосферой, а в процессах распыления выделять пары, смесь которых с воздухом образует взрывоопасные смеси. Эти особенности ЛКМ не позволяют использовать широко рас­пространенные элементы гидроаппаратуры без их конструктив­ной переработки, способность образовывать взрывоопасные сме­си обусловливает строгое соблюдение правил и норм взрывопо — жаробезопасности, определенных действующими ГОСТами, пра­вилами и нормами.