Programowanie online czy offline?

CZĘŚĆ 2. AUTOMATYZACJA MALOWANIA

W porównaniu z malowaniem ręcznym, w którym operator obsługuje pistolet do natrysku, malując automatycznie, uzyskuje się wiele korzyści. Najważniejsze z nich to: większa wydajność i powtarzalność. Ta ostatnia odnosi się m.in. do grubości powłoki i liczby warstw, z jakiej się ona składa.

To przekłada się na lepszą jakość pokrycia, jej porównywalność między kolejnymi egzemplarzami i na efektywniejsze wykorzystanie farb. Ponadto stanowiska zautomatyzowane można odizolować od otoczenia. To poprawia bezpieczeństwo personelu. Łatwiejsze jest też wtedy kontrolowanie wpływu tego procesu na środowisko i otoczenia na jego przebieg. Sprawniej się je czyści i przestraja, na przykład zmieniając kolor, wzór lub dostosowując parametry natrysku do gabarytów obiektu.

Wybierając rodzaj farby, grubość powłoki i sposób przygotowania powierzchni do pomalowania, należy przeanalizować warunki jej użytkowania, które mogą sprzyjać korozji bądź przyspieszać jej rozwój. Istotne są: wilgotność i temperatura otoczenia, nasłonecznienie, środki chemiczne oraz możliwe oddziaływania mechaniczne (ścieranie, uderzenia, itp.). W wypadku obiektów, które zostaną zakopane, liczy się m.in. stopień zawilgocenia i pH gleby, a tych zanurzonych - skład chemiczny wody. Poniższe przykłady pokazują, że nie wszystko jednak da się przewidzieć.

Case study: Kolor ma znaczenie

W pewnym zakładzie, rok po odnowieniu oraz przemalowaniu zbiorników, w których gromadzono substancje wykorzystywane w produkcji, zaobserwowano silne złuszczanie się farby. Postępowało ono wybiórczo - tylko w niektórych miejscach i nie na wszystkich zasobnikach. Specjaliści, którym zlecono znalezienie przyczyn tak postępującego niszczenia powłok, doszli do ciekawych wniosków.

Okazało się, że odwarstwienie farby najsilniejsze było na dachu zbiorników. Ściany, z których także się ona złuszczała (choć w mniejszym stopniu), były skierowane na południe. Ponadto części dachu całkowicie zacienione zachowały powłokę praktycznie w nienaruszonym stanie, a te przysłaniane czasowo uległy tylko lekkiemu naruszeniu. Oprócz tego zauważono, że farba złuszczała się tylko z tych zbiorników, które zostały pomalowane na ciemnoniebieski kolor. Pozostałe, do pomalowania których użyto jasnoszarej farby, zachowały dobry stan pokrycia.

Ostatecznie stwierdzono, że złuszczanie się powłok malarskich było efektem ich słabej odporności na silne nasłonecznienie, jakie występuje w rejonie, gdzie mieści się zakład. Nierównomierność z kolei była spowodowana tym, że promieniowanie UV w większym stopniu jest pochłaniane przez powłokę o ciemniejszym kolorze oraz obszary niezacienione. Konieczne okazało się zatem ponowne przemalowanie kontenerów, tym razem farbą o odpowiednich właściwościach i kolorze.

Case study: Kłopotliwe sąsiedztwo

Na terenie należącym do pewnej firmy przewozowej odnotowano uszkodzenie powłoki malarskiej na zbiorniku i rurociągach do niego doprowadzonych. Farba odstawała od podłoża i złuszczała się. Ponieważ zakład znajdował się na terenie silnie uprzemysłowionym, winowajców pogorszenia się stanu kontenera i rur zaczęto poszukiwać wśród okolicznych fabryk.

Ekipa specjalistów zatrudniona w celu wykrycia przyczyny niszczenia powłoki przeprowadziła jej kompleksowe badania. Najpierw zmierzono grubość farby i wykonano dokumentację fotograficzną. Następnie pobrano próbki złuszczeń powłoki. Kolejnym krokiem było wykonanie ich spektroskopii. Dzięki niej ustalono skład chemiczny powłoki. Wykryto także cząstki siarki i chloru, które nie były składnikiem ani żywicy, ani pigmentów, ani wypełniaczy farby oraz resztki sadzy. Dla formalności próbki przebadano jeszcze pod mikroskopem, ale nie wykryto w nich żadnych defektów, takich jak pęcherze.

Na podstawie analizy zgromadzonych wyników badań eksperci orzekli, że farby, których użyto do pomalowania zbiornika i rur, okazały się nieodporne na połączenie wilgoci silnie obecnej lokalnie z zanieczyszczeniami emitowanymi - jak zresztą sprawdzono całkowicie zgodnie z obowiązującymi normami emisji - przez sąsiednią elektrownię. W rezultacie siarka i chlor przenikały przez powłokę i korodowały metalowe podłoże, co z kolei prowadziło do odwarstwiania się farby.

Jako środek zaradczy eksperci zalecili inne, odporniejsze farby do pokrycia zbiornika i rurociągów. Konieczne było też ich dokładne oczyszczenie z rdzy i resztek wadliwej powłoki.

JAK JEST ZBUDOWANY AUTOMAT DO MALOWANIA?

Częścią wyposażenia zautomatyzowanego stanowiska malarskiego są sprzęty do nakładania farby. Na przykład w automatach do malowania proszkowego są to: zbiornik z proszkiem, pompa do jego transportu, pistolet natryskowy wyposażony w mechanizm elektryzowania cząstek farby oraz piec do utwardzania powłok. Urządzenia do aplikacji (oprócz pieca) znajdują się kabinie do napylania. To pomieszczenie jest zwykle wykonane z przezroczystego tworzywa sztucznego.

Materiał ten jest preferowany ze względu na łatwość jego czyszczenia z resztek proszków. Obiekt malowania wprowadza się do kabiny na przenośniku. Częścią stanowiska jest również zsyp, który łączy się z systemem do odzyskiwania proszku farby niewykorzystanej w danym cyklu malowania. Bardziej zaawansowane, a przez to droższe, automaty do napylania są wyposażane w instalacje do automatycznego czyszczenia.

CZYSZCZENIE ZAUTOMATYZOWANE PO ZMIANIE KOLORU

Mycie automatu malarskiego powinno być szybkie oraz dokładne. Ta pierwsza cecha wpływa na wydajność procesu i możliwość integracji stanowiska z linią produkcyjną, z którą musi być ono zsynchronizowane. Dokładność czyszczenia kabiny z pozostałości farb jest z kolei bardzo ważna przy zmianie koloru. Zyskując pewność, że w zakamarkach nie ma już jej resztek, od pierwszego egzemplarza wprowadzonego do boksu po zmianie koloru można zacząć malowanie "na czysto", zamiast tego z przeznaczeniem "na straty".

Mycie zautomatyzowane przebiega etapowo. Najpierw sprzęt do aplikacji zostaje przedmuchany, po czym wyprowadza się go z kabiny. Wówczas do jej wnętrza wjeżdża aparat czyszczący. Jest to zwykle rama z dyszami powietrznymi i myjkami. Te pierwsze przesuwają się wzdłuż ścian boksu, zdmuchując z nich pozostałości proszku, które spadają do zsypu. Boki kabiny przeciera się wtedy zwilżonymi myjkami. Równocześnie czyszczona jest instalacja odzysku drobin farby.

ROBOTY MALARSKIE

Alternatywą dla automatów malarskich są stanowiska zrobotyzowane. Roboty przemysłowe o konstrukcji zoptymalizowanej pod kątem realizacji zadania malowania mają w swojej ofercie czołowi producenci. Rozwiązania w nich zastosowane obejmują: dobór materiałów i środków ochronnych umożliwiających pracę w strefach zagrożonych wybuchem, sensory do pomiaru parametrów malowania montowane na ramieniu robota, manipulatory, które pozwalają na regulację ustawienia pistoletu do natrysku w szerokim zakresie, możliwość prowadzenia kabli wewnątrz ramienia oraz kiści i zastosowanie materiałów konstrukcyjnych, które łatwo dają się oczyścić z zaschniętej farby. Zadanie mycia maszyny ułatwia się również, wyposażając ją w specjalny pokrowiec.

Robota przemysłowego trzeba zaprogramować, by cyklicznie wykonywał określone ruchy w ustalonej kolejności. Wyróżnia się dwie metody programowania tych urządzeń: online i offline. Korzysta się z nich nie tylko przy programowaniu robotów malarskich, ale również m.in. spawających, klejących i tnących.

PROGRAMOWANIE ONLINE CZY OFFLINE?

Pierwsza z nich polega na programowaniu robota na jego stanowisku pracy przez "nauczenie" go właściwej kolejności ruchów. Zadanie to spoczywa na operatorze. Osoba ta za pomocą panelu sterującego lub joysticka porusza ramieniem robota. Układ sterujący zapisuje współrzędne kolejnych punktów wyznaczających tory poszczególnych przemieszczeń lub współrzędne pozycji docelowej, gdy sposób jej osiągnięcia nie jest ważny.

Do wad tej metody zalicza się: długi proces programowania robota, wymóg jego dostępności (a przez to jego wyłączenie z realizacji innych zadań produkcyjnych) i konieczność zaangażowania doświadczonego operatora sprzętu natryskowego. Z tych względów programowanie online jest coraz rzadziej spotykane, głównie w przypadku prostych zadań.

Programowanie offline odbywa się poza stanowiskiem roboczym robota, w specjalnym programie symulacyjnym, w którym trajektorie wyznacza się na podstawie modeli cyfrowych przedmiotów malowania i modeli kinematycznych robotów. Zaletą tej metody jest możliwość przetestowania programu przez wizualizację procesu w komputerze. Ponadto wielokrotnie modyfikować można wcześniejsze programy.

Malowanie i lakierowanie przemysłowe - przykłady produktów

Automat lakierniczy Autocoating WS 600 służy do malowania płaskich elementów drewnianych, plastikowych oraz metalowych. Urządzenie jest przystosowane do automatycznego natrysku lakieru wodorozcieńczalnego albo rozpuszczalnikowego. Najważniejsze cechy automatu: malowanie detali umieszczonych na palecie o wymiarach: 1000 mm × 600 mm, maksymalna wysokość malowanych detali: 200 mm, prędkość pracy: do 6 m/min, wydajność wentylatora wyciągowego: 4500 m³/h, sprężone powietrze: 5-7 barów.
www.wagner-polska.com.pl

Robot malarski IRB 52. Najważniejsze cechy: zasięg: 1,2 m, udźwig: 7 kg, liczba osi: 6, stopień ochrony: IP 67. Dostępny w dwóch wersjach: IRB 52 / 1.2 (dolne ramię 1,2 m) oraz IRB 52 / 1.45 (dolne ramię 1,45 m).
www.abb.pl