Автоматическое управление током при нанесении порошковой краски

Принцип операции автоматического управления током (АУТ) заключается в автоматической настройке напряжения пистолета с целью поддержания на оптимальном уровне силы тока пистолета и мощности поля между пистолетом и обрабатываемой деталью. Чтобы лучше понять, каким образом АУТ улучшает процесс окраски, важно понять закон Ома (U = I x R), а также понятие «нагрузочной линии» в покрасочном оборудовании.

Нагрузочная линия – это отношение между током пистолета и действительным напряжением на наконечнике электрода пистолета. Чем меньше расстояние между пистолетом и деталью, тем выше сила тока, проходящего через пистолет и пространство между пистолетом и деталью. Очень важным моментом в нашем описании является то, что, когда мы перемещаем пистолет ближе к детали, электрическое удельное сопротивление пространства между пистолетом и деталью понижается, а сила тока пистолета при этом повышается. Данный контент принадлежит сайту vseokraskak.netЕсли ток пистолета коронным разрядом напрямую превращается в определенное количество свободных ионов, количество свободных ионов, двигающиеся к детали при расстоянии между пистолетом и деталью в 3 дюйма, будет значительно больше, чем количество ионов, двигающихся к детали при расстоянии от пистолета до детали в 10 дюймов.

Если мы возьмем пустое ведро и попробуем наполнить его водой из крана, находящегося на расстоянии 10 футов, поток воды, исходящей из крана, будет расширяться и в ведро попадет только какая – то часть воды. Таким образом, нам потребуется некоторое время, чтобы наполнить ведро до краев. Если сейчас мы попробуем наполнить ведро водой из крана, расположенного в три раза дальше, в ведро попадет гораздо большее количество воды, и ведро будет наполнено гораздо быстрее. Аналогичным образом, если наполненное ведро представляет обратную ионизацию слоя порошкового покрытия, мы можем сказать, что, если мы будем наносить порошок из пистолета, расположенного на расстоянии 10 дюймов от детали, силовые линии будут распределяться на большой площади поверхности детали, а плотность потока свободных ионов на единицу площади детали будет ниже.Данный контент принадлежит сайту vseokraskak.net Поэтому для начала обратной ионизации потребуется большее количество времени. Если мы переместим пистолет на расстояние 3 дюйма до детали, при использовании стандартного пистолета коронного типа произойдет две вещи: 1) свободные ионы будут продвигаться через более узкий канал, что приведет к более высокой плотности электрического тока на единицу площади поверхности детали; и 2) меньшее расстояние от пистолета до детали приведет к повышению уровня тока, что,  согласно нашей аналогии, будет примерно равняться тому, как если бы мы увеличивали объем воды в кране. Поэтому при расстоянии между пистолетом и деталью в 3 дюйма условия складываются таким образом, что даже тока пистолета, оптимального для 6 дюймов, будет достаточно, чтобы началась обратная ионизация и трансферная эффективность снизилась.

Чтобы лучше представить, почему итоговая трансферная эффективность повышается при более высокой силе тока, нужно представить, что на каждый квадратный дюйм поверхности детали в течение определенного периода времени будет воздействовать поток свободных ионов (время зависит от конвейерной скорости.

Максимальная эффективность окраски будет достигнута, если мы будем наносить порошок максимально высокой трансферной эффективностью, возможной в течение этого времени. Если ток будет слишком слабым, мы можем столкнуться с обратной ионизацией сразу же, как только часть выделенного времени на покраску была использована с максимальной эффективностью.

Результаты эксперимента показывают, что для ряда вариантов расстояний от пистолета до детали существует некоторый показатель силы тока, обеспечивающий максимальную трансферную эффективность. Поэтому, если бы у нас было средство, позволяющее автоматически поддерживать силу тока пистолета на оптимальном уровне (в соответствии с расстоянием от пистолета до детали), мы бы смогли оптимизировать эффективность всего процесса покраски. Таким средством и является автоматическое управление потоком (АУТ).

Благодаря АУТ при изменении расстояния от пистолета до детали (как по причине сложной формы детали, так и из-за разности глубины выемки) аппарат управления пистолетом автоматически настраивает напряжение, чтобы поддерживать силу тока пистолета на существующем уровне, оптимальном для данной операции.Данный контент принадлежит сайту vseokraskak.net

Например, когда оператору нужно окрасить некоторую деталь с труднодоступными местами на поверхности, он скорее всего поднесет пистолет ближе к детали, пытаясь «затолкнуть» порошок внутрь клетки Фарадея. Без АУТ это приведет к увеличению силы тока пистолета, большей плотности потока свободных ионов на единицу площади детали и более быстрому развитию обратной ионизации. АУТ автоматически снижает напряжение пистолета, когда пистолет приближается к детали. В результате АУП: 1) поддерживает силу тока на оптимальном уровне, чтобы предотвратить образование избыточного количества свободных ионов; и 2) контролирует напряженность электрического поля вблизи поверхности детали и облегчает доступ к труднодоступным местам путем снижения напряжения на наконечнике распылителя пропорционально уменьшению расстояния до детали.

В зависимости от очертаний детали один пистолет распыляет с расстояния 6 дюймов, другой – 10 дюймов. Пистолет, распыляющий с расстояния 6 дюймов, имеет более чем в два раза большую силу тока, чем пистолет на расстоянии 10 дюймов. Это приводит к следующему: 1) значительно большее количество свободных ионов в пространстве между пистолетом и деталью; 2) более быстрое развитие обратной ионизации; и 3) более низкая трансферная эффективность, качество и толщина слоя.

Подытоживая, автоматическое управление силы тока пистолета приостанавливает развитие обратной ионизации и: 1) оптимизирует процесс порошковой окраски путем управления количеством свободных ионов, образовывающихся на наконечнике пистолета, и напряженность поля на поверхности детали; 2) позволяет получит максимально возможную трансферную эффективность при различных расстояниях от пистолета до обрабатываемой детали; 3) облегчает доступ в труднодоступные места; 4) улучшает качество последнего слоя и однородность окраски; 5) улучшает процесс повторной окраски.

Не смотря на то, что установленная сила тока может не быть оптимальной для любых красок, сегодняшние контроллеры PLC еще в большей степени повышают эффективность процесса окраски порошками, так как с их помощью возможно автоматически управлять током в зависимости от интенсивности подачи порошка, конвейерной скорости и других операционных параметров.