陳泳麟

摘 要：本文首先簡要闡述了電泳涂裝的過程，發(fā)展現(xiàn)狀及研究意義，然后對(duì)電泳涂裝生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成加以研究，并對(duì)某企業(yè)的應(yīng)用實(shí)例加以介紹。

關(guān)鍵詞：電泳涂裝；生產(chǎn)線；自動(dòng)控制系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP278 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）13-0033-02

在生活中，金屬腐蝕是一種常見現(xiàn)象，但這一現(xiàn)象卻會(huì)造成巨大的危害和經(jīng)濟(jì)損失，而涂裝技術(shù)的出現(xiàn)大大改善了這一問題。除了可以防腐蝕外，涂裝還具有較高的裝飾性。電泳涂裝作為一種新型的涂裝方式，以其先進(jìn)的表面處理工藝被廣泛應(yīng)用于眾多大、中型企業(yè)的涂膜工藝中，具有良好的發(fā)展前景。

1 電泳涂裝概述

1.1 電泳涂裝過程

電泳涂裝通常包括電泳、電解、電沉積及電滲四個(gè)過程，這四個(gè)過程是同時(shí)進(jìn)行的。電泳又稱泳動(dòng)，是指在直流電場的作用下，正帶電膠體粒子向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，而負(fù)帶電膠體粒子向正方向運(yùn)動(dòng)。電解是指在陰極和陽極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)的現(xiàn)象。電沉積是指帶負(fù)電的膠體粒子移至陽極附近時(shí)在陽極表體放出電子，結(jié)晶析出，由此而形成漆膜。電滲是指在電場作用下，固相不動(dòng)，液相移動(dòng)，使得漆膜內(nèi)水分減少，最終形成含水率極低的致密漆膜。

1.2 電泳涂裝生產(chǎn)線的發(fā)展現(xiàn)狀及研究意義

早在1976年，PPG公司首先研制出了陰極電泳漆液，隨后發(fā)現(xiàn)陰極電泳漆膜比陽極電泳漆膜的耐腐蝕性強(qiáng)。由此，陰極電泳涂裝工藝逐漸代替陽極電泳涂裝工藝，成為主流。我國涂料工業(yè)先后從日本和奧地利引進(jìn)陰極電泳漆制造及涂裝技術(shù)，隨后我國對(duì)陰極電泳涂裝工藝及整個(gè)控制系統(tǒng)不斷研究，使得陰極電泳涂裝在我國得到廣泛應(yīng)用。

對(duì)電泳涂裝生產(chǎn)線的自動(dòng)控制系統(tǒng)加以研究具有十分重要的意義。與傳統(tǒng)涂裝方式相比，電泳涂裝具有操作簡便，成本低，安全環(huán)保，涂膜質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。這使得電泳涂裝技術(shù)正在逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的涂裝方式。而電泳涂裝生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)良與否，將直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。因此，制定合理的電泳涂裝生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)于提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的意義。

2 電泳涂裝生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)組成

先進(jìn)的電泳涂裝自動(dòng)控制系統(tǒng)不僅要有較高的工業(yè)水準(zhǔn)和自動(dòng)化程度，還應(yīng)該節(jié)能環(huán)保，能源高效，有效控制運(yùn)營成本，維護(hù)方便。一般情況下一條電泳涂裝生產(chǎn)線會(huì)有成千上萬個(gè)I/O點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理劃分，可以使生產(chǎn)線的控制變得更加方便可靠。根據(jù)生產(chǎn)工藝和流水線結(jié)構(gòu)，電泳涂裝生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)可分為前處理電泳控制系統(tǒng)、噴漆控制系統(tǒng)、烘干控制系統(tǒng)和機(jī)械化輸送控制系統(tǒng)四個(gè)組成部分。

2.1 前處理電泳控制系統(tǒng)

電泳涂裝首先要對(duì)金屬進(jìn)行表面處理，即前處理技術(shù)，主要包括清除金屬表面的油污、塵土、鐵銹、涂料等，通過化學(xué)反應(yīng)使金屬表面產(chǎn)生一層防腐蝕的化學(xué)物質(zhì)薄膜，改善金屬表面的狀態(tài)，確保金屬具有良好的防腐性和美觀性能。

由于前處理中為了保證電泳質(zhì)量，需要嚴(yán)格的控制槽液中的水溫，所以需要一臺(tái)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)對(duì)槽液制冷和一臺(tái)鍋爐熱循環(huán)水系統(tǒng)對(duì)槽液加熱。冷卻循環(huán)水系統(tǒng)主要包括冷卻塔、冷卻水泵、冷凍水泵，冷卻水泵主要將壓縮機(jī)產(chǎn)生的熱量傳送到冷卻塔中，降低水溫；冷凍水泵主要是將冷凍水傳送到電泳槽液，將熱交換的水傳送回壓縮機(jī)。鍋爐熱循環(huán)水系統(tǒng)主要包括循環(huán)水泵和加熱器，將加熱的循環(huán)水傳送到需要熱交換的地方，對(duì)水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行加熱。

2.2 噴漆控制系統(tǒng)

噴漆控制系統(tǒng)采用靜電噴漆方式，接地的車身作為陽極（正極），噴漆槍或者霧化漆作為陰極（負(fù)極），使車身均勻的產(chǎn)生一層極薄的底漆。底漆是直接將漆涂飾在車身表面上的第一層漆，噴涂底漆后進(jìn)入面漆室進(jìn)行噴漆，通常面漆進(jìn)行兩次噴漆。

噴漆控制系統(tǒng)應(yīng)安裝空調(diào)送風(fēng)裝置，系統(tǒng)工作中的新風(fēng)通過送風(fēng)口傳送到噴漆室的頂端，排風(fēng)口安裝在噴漆室的底端，使噴漆室形成自上而下的氣流，減少漆霧飛濺，將多余的漆霧顆粒帶走，然后車身進(jìn)入烘干室烘干。

2.3 烘干控制系統(tǒng)

烘干控制系統(tǒng)是將漆膜干燥和固化，固化的質(zhì)量直接影響涂裝的質(zhì)量。涂料在高溫的環(huán)境下，由液態(tài)轉(zhuǎn)化成固態(tài)，車身表面形成致密的漆膜，這種過程稱之為烘干。烘干控制系統(tǒng)是將空氣加熱，熱空氣將溫度傳遞給車身，使之溫度身高，熱空氣與在烘干室進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，如此反復(fù)循環(huán)，將車身加熱到所需溫度。

烘干控制系統(tǒng)的燃燒器采用點(diǎn)火控制器，在助燃風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，點(diǎn)火控制器開始工作，點(diǎn)火棒通過變壓器產(chǎn)生的高壓下開始點(diǎn)火，當(dāng)檢測(cè)到有穩(wěn)定的火焰時(shí)，打開主火電磁閥開時(shí)大火燃燒，點(diǎn)火完成后，系統(tǒng)進(jìn)入溫控過程。

2.4 機(jī)械化輸送控制系統(tǒng)

機(jī)械化輸送控制系統(tǒng)貫穿于整個(gè)電泳涂裝生產(chǎn)全過程，主要作用是保證從裝焊車間運(yùn)輸過來的車身在涂裝車間完成前處理、電泳、電泳烘干、密封膠、噴漆、漆面烘干、檢查補(bǔ)修等工序，并將涂裝合格的車身運(yùn)輸?shù)娇傃b車間，系統(tǒng)的主要設(shè)備包括輸送鏈、升降機(jī)、移載設(shè)備、定位機(jī)構(gòu)等，按照機(jī)械輸送機(jī)位置劃分，分為地面輸送機(jī)系統(tǒng)和空中輸送機(jī)系統(tǒng)。

空中輸送機(jī)控制系統(tǒng)主要有：懸掛式輸送機(jī)主要用于連續(xù)生產(chǎn)線，由驅(qū)動(dòng)裝置、回轉(zhuǎn)裝置、軌道、鏈條、吊具等設(shè)備組成，導(dǎo)軌的工字鋼大小確定輸送機(jī)的承載大小；推桿式輸送機(jī)是一種單鏈?zhǔn)降妮斔脱b置，安裝在前處理和電泳設(shè)備上方，其軌道結(jié)構(gòu)分為上下兩層，上層安裝牽引軌道，下層安裝承載軌道。

3 電泳涂裝生產(chǎn)線自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

以某汽車企業(yè)電泳涂裝生產(chǎn)線為例，圖1為其自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。該控制系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)為主要控制方式，選用西門子SIMATIC S7系列PLC，該系列PLC運(yùn)行速度快，處理指令時(shí)間短，使用靈活方便。PLC既能實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)PC的通訊，將系統(tǒng)信息反饋給上位機(jī)并執(zhí)行上位機(jī)下達(dá)的指令，同時(shí)還可以對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制，收集并儲(chǔ)存現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等信息并作出反饋，對(duì)現(xiàn)場設(shè)備傳輸指令，控制其現(xiàn)場作業(yè)。現(xiàn)場設(shè)備與PLC之間以PROFIBUS總線協(xié)議來實(shí)現(xiàn)信息的傳輸與反饋。該總線協(xié)議是國標(biāo)規(guī)定的現(xiàn)場總線協(xié)議之一，使用屏蔽雙絞電纜，傳輸速率快，只對(duì)物理層、數(shù)據(jù)連接層及用戶接口進(jìn)行定義。

4 結(jié)語

綜上所述，電泳涂裝是金屬制品表面涂裝的重要方法，涂層質(zhì)量好。未來電泳涂裝生產(chǎn)線的自動(dòng)控制系統(tǒng)將朝著自動(dòng)化水平高、生產(chǎn)效率高、電泳液利用率高、成本低的方向發(fā)展。對(duì)電泳涂裝生產(chǎn)線的自動(dòng)控制系統(tǒng)加以研究，提升其自動(dòng)化水平，在保證質(zhì)量的同時(shí)提高效率，對(duì)國家和企業(yè)都具有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]張建波，何國川，張怡.PLC和DDC協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)在汽車涂裝噴漆車間的應(yīng)用[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2009，（05）：24-25.

[2]張旭.淺談涂裝車間常見的幾種前處理電泳輸送設(shè)備[J].現(xiàn)代涂料與涂裝，2010，13（7）：55-56.

[3]羅政.無線工業(yè)網(wǎng)絡(luò)在汽車涂裝底漆生產(chǎn)線輸送控制系統(tǒng)改造的應(yīng)用[J].國內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)，2009，（S2），34-37.

[4]韓守習(xí)，曲銀燕，高景明.電泳及其前處理工藝用電動(dòng)雙軌懸掛輸送系統(tǒng)[J].汽車工藝與材料，2009，（11）：18-24.

[5]吳玉香，吳浠生，胡躍明.一種基于Profibus的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2003，（2）：54-56.