Případová studie: lakovací linka s manuální aplikací

Nová lakovací linka pro světového výrobce průmyslových praček s jasným zadáním - větší korozní odolnost.

Řada zákazníků, jejichž objemy výroby nebo složitost výrobků neumožňuje instalaci automatické lakovací linky s průběžným tunelem předúpravy, využívá lakovacích linek s manuálním dopravníkem a tzv. „off-line“ předúpravou. Předúprava je v těchto pracovištích zpravidla prováděna v odmašťovacích boxech s ručním vysokotlakým agregátem. Nejčastěji používaným prostředkem předúpravy je železnatý fosfát s vodním oplachem z vodovodního řádu. V tomto případě je výsledek předúpravy, a tím i korozní odolnost výrobku, velmi závislá na svědomitosti pracovníka a přesném dodržení předepsaného technologického postupu předúpravy.  A právě toto byl i případ našeho zákazníka.

Pro novou lakovací linku jsme si stanovili následující cíle:

• dodržení přesného technologického postupu předúpravy;
• zvýšení korozní odolnosti lakovaných výrobků;
• zpětná kontrola parametrů procesu lakování;
• možnost lakování tvarově složitých a rozměrných výrobků;
• snadné nakládání a vykládání lakovaných dílů.

Po prostudování požadavků byla navržena a instalována lakovací linka tzv. poloautomatické koncepce skládající se z následujících komponentů:

• komorová předúprava se dvěma oddělenými komorami;
• podvěsný dopravník s automatickým pohonem v předúpravě a přesuvnou do sušicí pece;
• plastová lakovací kabina;
• komorová vytvrzovací pec;
• nakládací/vykládací stanice dopravníku PLC řídící systém s dotykovou obrazovkou a rozhraním inSight.

Komorová předúprava se dvěma oddělenými komorami

Toto řešení se na první pohled podobá kontinuální předúpravě.  Rozdíl spočívá v tom, že jsou průjezdné profily uzavřeny automatickými dveřmi a celá technologická soustava je až o 2/3 kratší než průběžná předúprava s rychlostí dopravníku, která odpovídá času strávenému v komorové předúpravě. Automatické dveře zabraňují úniku postřiku mimo komory a zároveň zamezují kontaminaci mezi komorami.  Komory jsou po celé délce vnitřního obvodu osazeny dvojicí pevných postřikových rámů s rozestupem trysek 300 mm. Na vyspádované podlaze se nachází dvě klapky, které slouží k tomu, aby při postřiku jednotlivých stádií kapalina stékala zpět do vany, ze které ji čerpadlo nasává do postřikového rámu. Postřikové rámy jsou vybaveny odbočkou s ventilem pro vypuštění kapaliny zpět do vany, což vede ke zrychlení mezioperačního času.

V první komoře se výrobek odmašťuje vyhřátou fosfátovou lázní, kde pevné rámy a cyklicky pohyblivý výrobek zajistí po celou dobu kontinuální postřik, následně pak probíhá nastavený technologický čas odkapání, po jehož uplynutí je závěs přesouván do druhé komory. Na konci první komory jsou tři postřikové rámy, které při průjezdu do druhé komory výrobky oplachují řádovou vodou, aby nedocházelo k přenosu chemie.

Ve druhé komoře jsou výrobky nejdříve oplachovány řádovou vodou a následně demi vodou. Na konci druhé komory je demi rám napojený přímo z demineralizační stanice. Tento rám dokončí technologický postup předúpravy a oplachuje výrobky při průjezdu do sušicí pece. Celý systém rozvodů vody je zapojen stejně jako v případě průběžných tunelů předúpravy s možností kaskádovitého čištění van, jehož průtok je nastaven množstvím na posledním postřikovém demi rámu, který do systému přináší čistou vodu.

Podvěsný dopravník s automatickým pohonem v předúpravě a přesuvnou do sušicí pece

S ohledem na velikost prostoru určeného pro lakovnu a kombinaci automatického a ručního dopravníku bylo nutné vymyslet řešení, které by nejvíce podpořilo využití rychlosti automatické předúpravy. Jednotlivé technologie (přípravné a mezioperační nádraží) byly rozmístěny tak, aby byl pohyb mezi nimi řízen jednou centrální přesuvnou. Obsluha navěsí výrobky na vozík a převeze je na bufer před automatickou předúpravu, která dá signál, že skončil předchozí cyklus a je možné zavést další vozík. Stisknutím tlačítka otevřete automatické dveře předúpravy a zavážíte vozík na kraj první komory. Zelené světlo na kraji komory vás upozorní, že je vozík ve správné pozici, aby jej mohl zapřáhnout unašeč automatického dopravníku. Poté stisknutím tlačítka spustíte automatický cyklus. Řetěz zaveze vozík do první komory a spustí se první fáze. V průběhu jednotlivých fází dopravník v komoře s výrobkem cyklicky přejíždí o vzdálenost mezi rámy trysek. Po ukončení cyklu předúpravy je výrobek přesunut pomocí výsuvné tyče do sušicí kabiny. Zde je po příjezdu automaticky odečítán nastavený čas sušení, který po skončení obsluze oznámí, že může vozík vytáhnout na odstavný bufer před lakovací kabinu. Naproti lakovací kabiny je nádraží pro nalakované výrobky, které čekají na zavezení do komorové pece. Pro chladnutí výrobků jsou určena odstavná nádraží vedle a naproti vytvrzovací pece.

Plastová lakovací kabina

Lakovací kabina s cyklonem a zásobníkem na barvu může být využita pro lakování do ztráty nebo s využitím recyklace práškové barvy. Plastový povrch snižuje usazování barvy na vnitřních stěnách kabiny, tím urychluje její čištění při změně odstínu. Konstrukce kabiny má dvě pracoviště pro ruční úhlopříčné nanášení barvy na obou stranách kabiny. Odtahový filtr je vybaven frekvenčním měničem, který umožňuje nastavit sílu odtahu tak, aby obsluze vyhovovala při různé velikosti výrobků a počtu pracovníků.

Komorová vytvrzovací pec

Komorová vytvrzovací pec má automatické dveře a nepřímý ohřev. Ten zlepšuje výslednou kvalitu světlých odstínů práškové barvy, snižuje výkyvy teploty pece a spotřeby plynu. Tepelný výměník je umístěn za falešnou stěnou v zadní části pece, pomocí ventilátorů nad výměníkem je pak dosaženo proudění vzduchu. Stěny pece s vysoce teplotně odolnou izolací o tloušťce 200 mm dosahují z vnější strany maximální teploty 28 stupňů Celsia. V peci jsou tři dráhy dopravníku se stejnou roztečí jako na přesuvně. Obsluha si na přesuvnu připraví nalakované výrobky a v krátkém čase je zaveze a vyveze z pece. Tímto způsobem nedochází k velkým tepelným ztrátám uvnitř pece. Pro spuštění cyklu se vedle pece nachází ovládací tlačítko. Po ukončení procesu obsluhu informuje majáček se sirénou.

Nakládací/vykládací stanice dopravníku

Pro nakládání a vykládání rozměrných výrobků byla do dopravníkového systému vložena nakládací stanice. Rozměrné výrobky jsou zavezeny na paletách přímo pod úsek dráhy, který lze spustit do výšky 50 cm nad podlahu. Obsluha zastaví úsek dráhy tak, aby háčky zaháknula pohodlně a bezpečně a následně zvedne vozík s výrobky do výšky dopravníku.

PLC řídicí systém s dotykovou obrazovkou a rozhraním inSight

Aby obsluha mohla celou linku obsluhovat pouze tlačítky u vstupních dveří do jednotlivých technologií, je použito PLC s kartami pro vstupy a výstupy, které řídí automatické části a umožňuje nastavovat parametry u částí ovládaných ručně. Zobrazení aktuálního stavu linky a možnost měnit parametry programu umožňuje průmyslová dotyková obrazovka. Na té lze spustit jednotlivé komponenty celé linky ručně pro případnou kontrolu a nastavení.

Nastavitelné parametry v automatickém režimu:

• čas oplachů jednotlivých lázní;
• čas okapávání jednotlivých lázní;
• druh doplňované vody do lázní (řád, demi, kaskáda);
• výkon odtahového ventilátoru;
• teplota sušicí a vytvrzovací pece;
• čas sušení a vytvrzování výrobku.

Rozhraní inSight software ukládá data z výroby a jednotlivé procesní informace. Vedoucí lakovny má k dispozici grafické či tabulkové statistiky směny – počet cyklů předúpravy, počet cyklů vytvrzovací pece, dále také vidí historii teplotních grafů chemické lázně, vytvrzovací a sušicí pece a historii tlaků na čerpadlech rámů postřiku.