За последние несколько лет компании внесли значительные изменения в способ ведения коммерческой деятельности. Ушли те времена, когда создавались коммерческие стратегии, нацеленные на производство одного и того же продукта в течение десяти лет.

Сегодня компании не строят такие далекие планы. Хорошим примером такого пересмотра является автомобильная промышленность. Например, расчетный срок службы у модели составляет около пяти лет до значительного обновления, для которого требуется изготовление новых версий практически всех пластмассовых отделок и окантовок защитных стекол приборов. Чтобы соответствовать этой постоянно изменяющейся ситуации, компаниям необходимы инструменты, которые можно быстро отрегулировать с целью выполнения этих новых требований. Инструмент, который можно использовать только в одном процессе – роскошь, которую могут позволить немногие компании. Исключением не становятся и линии производства лаков. Чтобы оправдать инвестиционные издержки, им необходимо соответствовать требованиям как сегодняшнего, так и завтрашнего дня.

Подобную гибкость можно реализовать главным образом благодаря интеллектуальным перенаправляемым системам транспортировки. Начать следует со средств автоматического определения нужного маршрута движения по линии производства лаков. Возможность использовать различные лаки, переключаться между ними нажатием одной кнопки, а также использовать на линиях покрытий роботов – все это еще больше повышает гибкость линии, практически до того уровня, когда становится трудно представить область, в которой линия не сможет с уверенностью работать. Такие системы не просто несбыточная мечта консультанта; они уже с успехом работают в ряде отраслей. Кстати говоря, такие системы по сути представляют собой модульные механизмы, пригодные для дальнейшего расширения (то есть, можно добавлять дополнительные камеры для окрашивания распылением и др.).

Тем не менее, такая гибкость, особенно если используются роботы, имеет свой недостаток. Это скорость. Роботы изначально медленнее других методов производства лаков. Также гибкость транспортной системы может накладывать свои ограничения (аналогично пробкам на дорогах). После осознания существования этих ограничений и определения их причин можно найти инженерные решения для их устранения, а также внедрять эти решения в некоторых случаях, повышая эффективность линии.

Традиционные линии

Традиционные линии, в соответствии с сущностью их транспортных систем, в основном представляют собой линейные системы, имеющие мало возможностей для изменения процесса. Для примера можно представить себе цепную конвейерную линию. Детали помещаются на стойки, установленные на цепи. Далее их проводят через систему (обычно в первую очередь через процесс предварительной обработки, и после этого через камеру для окрашивания распылением), где их проводят мимо распылительных станций (статичные или с линейными перемещениями, обычно по оси y), а после этого – через зоны плавления, отверждения и охлаждения. Затем их возвращают к начальной точке. Если требуется нанесение второго лака, то можно отправить детали по линии еще раз (при этом их окрашивание распылением осуществляется отдельным комплектом распылителей) или по другой, практически идентичной линии. Легкой регулировке поддается только скорость цепного конвейера. Традиционные системы поддонов не намного лучше. По сути, они представляют собой цепные системы, которые переносят детали на поддонах в горизонтальном направлении между двумя цепями или на валах.

Гибкие линии производства покрытий

При создании гибкой линии производства покрытий в первую очередь необходимо вернуться к началу и разбить линию на объекты или модули. Каждый объект является автономной единицей. Сопряженные поверхности объекта должны быть отчетливо видимы. Объект с неоткрытыми поверхностями не является объектом или представляет собой некоторую единицу, которая может быть определена несколькими объектами. В этом случае, если секция линии определена таким образом, то в ее наличии нет необходимости. Примером такого объекта является камера для окрашивания распылением. Детали заносятся внутрь, окрашиваются и выносятся. Сопряженными поверхностями являются поддоны, входящие в камеру и выходящие из нее.

После определения объектов и их сопряженных поверхностей, их следует расположить в нужном порядке. В основе по-настоящему гибкой линии производства покрытий лежит функция «смешения и совмещения».

Интеллектуальные конвейерные системы

На самом деле, для реализации такой гибкости именно конвейерная система должна быть гибкой. Она должна (на основе принципа «от поддона к поддону») иметь возможность направлять поддоны к различным участкам. Конвейер должен быть оборудован системой, аналогичной железнодорожным стрелкам. Фактически вся конвейерная система должна выглядеть как железнодорожная сеть.

Чтобы конвейерная система могла выбирать правильный маршрут для поддона, она должна быть способна осуществлять две операции. Во-первых, система должна уметь различать поддоны и индивидуально следить за их перемещениями по всей линии. Для этого можно снабдить каждый поддон электронной меткой, а также оборудовать конвейерную систему удаленными устройствами обнаружения / считывания, которые располагаются на стратегических точках вдоль всей системы. И вновь, по аналогии с железной дорогой.

Помимо этого, система должна быть осведомлена о том, что располагается на поддоне. По-настоящему гибкая линия может автоматически работать с поддонами, несущими различные детали и требующие различной обработки. Далее приводится описание двух возможных методов:

Оператор информирует систему о том, что поддон "x" переносит детали "y". Система соотносит эту информацию со своей внутренней базой данных и определяет верную последовательность действий. Система может загрузить эту информацию электронным способом в электронную метку на поддоне или хранить электронную «закладку» для соотнесения поддона и процесса.

Другой, возможно, еще более гибкий метод заключается в использовании систем визуального распознавания. Существует программное обеспечение, которое позволяет системе распознавать форму лежащих на поддоне деталей на основе видео изображения, и, таким образом, автоматически выбирать соответствующий процесс. При этом методе оператору не требуется знать, какие детали он загружает на поддон.

Гибкие камеры для окрашивания распылением

Знать, что требуется, и перемещать поддоны на правильное место – это только полдела. Камера для окрашивания распылением тоже должна стать по-настоящему гибкой.

Общепринято мнение о том, что наиболее гибким решением являются роботы для окрашивания, которые доступны уже много лет, но по существу представляли собой крупные системы, наиболее пригодные для использования на линиях производства покрытий для корпусов автомобилей и др. Возможность их интеграции в более скромные модульные системы была ограничена. С появлением более компактных «мини» роботов для окрашивания, можно значительно упростить процесс их интеграции в модульную камеру для окрашивания распылением.

Интеграция была упрощена не только благодаря размерам новых роботов, но также и вследствие возможностей по их установке. Эти новые роботы могут быть установлены на потолок или боковую стену, что значительно уменьшает нагромождение деталей внутри камеры. Объект, подлежащий окраске распылением, теперь можно разместить в середине камеры и получить неограниченный доступ к нему со всех сторон.

Потолочные роботы также предоставляют дополнительные преимущества. Среди них улучшение протока воды по резервуару (меньше препятствий) и более равномерное течение воздуха по поддону. Воздух может быть направлен таким образом, чтобы опускаться от потолка и равномерно проходить над поддоном, не сталкиваясь с корпусом робота. Потолочные роботы обладают своим недостатком – их корпус может отбрасывать тени внутри кабины для окрашивания распылением.

Для полноты комплектации такой гибкой камере для окрашивания распылением требуется свое собственное устройство загрузки/разгрузки (открытые поверхности объекта). Роботы медленны по своей сути. Время, которое требуется роботу для того, чтобы занять свою стартовую позицию, будет потеряно для окрашивания распылением. Но, с другой стороны, распыление роботом, при правильном программировании, становится очень точным с минимумом избыточного окрашивания. Таким образом, устройство загрузки/разгрузки может занести новый поддон, заменить им окрашенный и вынести его наружу в тот момент, когда робот начнет окрашивание нового поддона.

Сушка и отверждение

За исключением УФ покрытий, сушка и отверждение обычно осуществляются при высоких температурах в сушилках или печах с электрическим (отопительная батарея или инфракрасное излучение) или газовым нагревом. Этим устройствам не нужно быть гибкими, так как достигаемые температуры определяются главным образом отверждаемой подложкой.

Тем не менее, гибкая линия должна уметь обрабатывать самые различные подложки. Поэтому гибким должен быть именно температурный контроль сушки или печи. Необходим точный электронный контроль, при котором используется аккуратное измерение температуры и устройства итогового позиционирования. В системах газового нагрева чрезвычайно необходимы контрольные клапаны подходящего размера с позиционированием высокой повторяемости. В системах электрического нагрева твердотельные устройства тиристорного контроля отопительной батареи обеспечивают наиболее устойчивый и точный контроль. Инфракрасное нагревание очень хорошо подходит для доведения деталей до нужной температуры. Однако для некоторых покрытий этот метод нагрева слишком интенсивен – покрытие отверждается слишком быстро, в результате чего создается очень плохая отделка.

Для создания одинакового уровня температуры внутри сушки или печи следует уделить большое внимание циркуляции воздуха. Именно она создает первичный механизм распределения тепла. Следует измерять температуру как можно ближе к деталям внутри сушки или печи. Значение имеет именно та температура, воздействию которой подвергаются детали, а не верхняя или средняя температура. Чтобы гарантировать нужный уровень температуры около деталей в течение установленного времени, температуру необходимо измерять в нескольких точках внутри сушки или печи. На основании этих данных можно составить профиль температуры.

Новые покрытия

В процессе создания гибкой линии будущего большое значение приобретает хорошее понимание того, для чего будут использоваться покрытия. Ранее общепринятыми были однокомпонентные покрытия на основе растворителя. Тем не менее, рынок практически полностью, и в особенности для покрытий пластмассовых деталей автомобилей, заняли двух- и трехкомпонентные системы покрытий. Гибкая линия должна уметь работать со всеми этими вариациями.

Однокомпонентные покрытия не представляют собой проблему. Для них требуется лишь система подачи, смеситель и, возможно, таймер для подачи сигнала тревоги непосредственно перед истечением их срока годности. Двух- и трехкомпонентные покрытия, с другой стороны, создают гораздо больше сложностей. Для них требуется не только точное смешивание, они обладают настолько коротким сроком годности (оценивается минутами), что их приходится смешивать сообразно необходимости и наносить немедленно. Смешивание, основанное только на измерении потока, слишком зависит от внешнего наблюдения. Лучшим способом постоянно поддерживать необходимый уровень точности является дозирование. Дозирующие клапаны точно отмеряют количество материала и подают его в смесительные камеры фиксированного количества. Массовый расход измеряется при помощи массовых расходометров coriolis, которые осуществляют и регистрируют контроль процесса смешивания.

В настоящий момент господствуют покрытия на основе растворителей. Тем не менее, по мере ужесточения норм, ограничивающих выбросы летучих органических соединений (VOC) в водных покрытиях, все большее распространение будут получать одно- и 2/3-компонентые системы. Вследствие того, что с помощью покрытий на основе растворителя можно создать отделку несколько более высокого качества в сравнении с доступными сегодня водными покрытиями, не следует ожидать того, что водные покрытия полностью вытеснят покрытия на основе растворителей.

По-настоящему гибкая линия производства покрытий должны работать с водными покрытиями так же хорошо, как и с покрытиями на основе растворителей. Для этого необходимо учитывать различие их составов, которое имеет значение при их распаде в системах водного промывания. В условиях серийного производства наилучшим компромиссом станет использование комбинированной системы вывода у поверхности и днища. Такие системы включают в себя резервуар, который непрерывно заполняется обрезками от двух обрезающих устройств, подвешенных между двумя замкнутыми цепями. В первую очередь обрезчики обрабатывают поверхность и переносят обрезки на вытяжной пандус, после чего перемещается вниз для обработки днища. Обрезчики поднимаются к поверхности от днища резервуара, толкая перед собой мусор, собирая передвинутые ранее обрезки, а затем перемещают все собранное вверх по пандусу и выводят из резервуара. Таким образом, минимизируется расход воды.

Гибкие линии производства покрытий уже действуют. Сегодня они используются большинством ведущих поставщиков пластмассовых деталей для автомобилей. Подобная гибкость уже окупается, и, возможно, такая гибкость позволит промышленности обновлять модели автомобилей ежегодно!

Более 80 лет Sprimag является лидером в отрасли покрытий для поверхностей. Sprimag предлагает индивидуальные механизмы нанесения покрытий, а также полные системы отделки – вместе с компетентной, профессиональной и единой системой технической поддержки, работающей по всему миру. Штаб-квартира Sprimag расположена в городе Кирхайм унтер Тек, Германия. У компании имеются подразделения в США и Бразилии. Sprimag специализируется на роботизированных машинах для нанесения покрытий на пластмассовые детали, а также производит полный ассортимент распылителей, насосов и оборудования для смешения двух- и трехкомпонентных составов. Контакты для справок в Северной Америке, звонок бесплатный (800) 942-0115, e-mail joseph.vanden-eyden@sprimag.com, или на сайте www.sprimag.com.

www.newchemistry.ru