自动喷涂系统范文

自动喷涂系统范文（精选9篇）

自动喷涂系统 第1篇

喷涂是指将颜料或者涂料作用于工件表面的过程,直接影响产品的外观、防腐、防锈等性能,在许多领域都广泛应用。静电喷涂将工件和喷枪分别作为阳极和阴极,阳极接地,喷枪上加负电压后,涂料粉末会在喷枪和工件间静电场的作用下附着到工件表面[1],未附着到工件上的喷粉则会通过回收系统被收集循环使用。

我国国内目前对汽车轮毂的喷涂方法包括采用喷涂机器人、往复式喷涂机等喷涂设备喷涂,以及使用多喷枪定点喷涂、人工喷涂等多种方式。采用机器人进行喷涂虽然可以满足各种喷涂要求,但成本过高,且要求企业有与之相应的设备及管理[2]; 目前的往复式喷涂机也只能在竖直方向上大面积的喷涂,容易浪费喷涂材料,也需要轮毂运输线断续运输。因而,许多国内中小企业在对轮毂喷涂时仍采用手工喷涂的方式,这不仅极大影响工人的身体健康,也会因工人操作熟练度及工作状态而影响喷涂品质和喷涂生产的自动化需求。

现从轮毂实际喷涂过程出发,综合运用工业机械技术、计算机技术、传感器技术、机电一体化等技术,设计了可对轮毂运输线速度、轮毂尺寸进行自动检测,并能够在轮毂运输线连续运输的情况下对不同尺寸轮毂进行自动喷涂的系统,对系统机械结构及其控制部分进行了详细介绍。

1系统总体设计方案

毂喷涂车间内一般有一条轮毂运输线以及一个至两个喷涂区域。运输线上每隔一段距离会有一根圆柱形支撑柱,支撑柱上端有一圆形小托盘,轮毂置于托盘之上。 轮毂在轮毂运输线上以一定的速度连续前进,经过喷涂区域时,轮毂同时开始自传,工人手持喷枪对轮毂上表面及侧面进行喷涂操作。对上表面喷涂时先使喷枪枪口垂直向下,使轮毂上表面基本覆盖一层喷粉,然后使枪口倾斜, 对上表面的沟槽重点喷涂; 对轮毂侧面的喷涂时,喷枪枪口垂直于轮毂侧面,进行一下一上的喷涂动作。整个喷涂过程都伴随着轮毂的自转。

根据轮毂实际人工喷涂的过程,在设计自动喷涂系统时有以下几点需要考虑:

1) 由于轮毂喷粉房内粉尘极多,因此需要特别考虑系统的防尘性能;

2) 要保证好准确的喷涂动作、喷涂时间及合理的喷枪位置,以保证喷粉的厚度及均匀性;

3) 系统要能够检测运输线托盘上有无轮毂,当有轮毂时则需检测轮毂的尺寸、位置,以及运输线的速度。

本设计考虑使用3把喷枪同时对轮毂进行喷涂。轮毂上表面安排2把喷枪,侧面安排1把喷枪。上表面的2把喷枪,喷枪1枪口垂直向下,沿轮毂半径中点稍向外; 喷枪2枪口倾斜,沿轮毂半径中点稍向内,保证即能喷涂到表面和沟槽,又能使轮毂上表面的喷涂尽量均匀。3把喷枪同时做水平方向的往复运动,即随运输线的前进以及喷涂完毕后的复位,喷枪1及喷枪2在前进时同时完成轮毂上表面的喷涂。喷枪3在垂直方向上还需沿轮毂侧面做垂直方向的往复喷涂运动。喷枪位置及喷涂动作如图1所示。

设计该智能喷涂生产系统时将系统分为机械结构以及控制两部分。机械结构系统主要用来带动喷枪完成规定的喷涂动作,控制系统则用来检测各种需求参数,并完成对机械系统及喷枪的控制。

2系统机械结构设计

机械结构部分主要包括传动机构、导轨与滑块机构、 喷枪固定支架及步进电机部分,其中传动结构分为水平方向传动机构和垂直方向传动机构两部分。整个垂直传动和导轨机构都安装在水平导轨机构的滑块上,使得喷枪3能够同时完成水平随动及垂直喷涂的动作。系统的机械结构图如图2所示。

2. 1传动机构设计

系统的传动机构采用的是适合于恶劣环境的链轮链条机构[3]。将带有喷枪安装支架的滑块固定于链条之上,再通过导轨来为滑块及喷枪的直线运动定位,当链轮带动链条转动时便可实现喷枪的直线运动。通过控制电机控制链轮的正反转可以控制喷枪的往复运动,控制电机转动的时间和速度则可以控制喷枪的行程和速度。

水平方向的链传动机构在布置时使两链轮轴线在同一水平面上,链条紧边在上; 垂直方向的链传动机构主动轮在上,上下两轮错开轴线,不在同一铅垂面内,防止位于下方的从动轮啮合不良。

2. 2导轨的设计

设计中采用的导轨副为滚轮滑轨,这种导轨副滚轮内的轴承有良好的密封性,且与导轨不直接接触,同时滚轮在导轨面上高速运行,形成类似“刮擦”的运动,可以很好的保证导轨面的清洁,因而非常适合于粉尘多的恶劣环境。将滚轮滑轨分别应用于水平链传动和垂直链传动两处。导轨固定于机架之上,滑块与链条相连。链条在电机和链轮的带动下作往复直线运动,从而带动滑块在导轨面上运动。

水平方向的导轨副,其滑块需承受整个垂直传动部分的质量,因而设计比较大; 导轨也分为上下两部分,上侧导轨主要承重为喷枪安装支架及两把喷枪的质量,下侧导轨承重则重得多,承担整个垂直方向上的质量,包括垂直传动链、垂直导轨、垂直喷枪以及垂直方向上控制电机的质量,所以下侧导轨选择两根。

垂直方向上导轨副载荷较轻,为1把喷枪与喷枪安装支架的质量,选择1根适合轻载场合的滚轮滑轨及配套滑块。

3系统控制电路的设计

系统以西门子S7 - 200系列PLC作为控制部分的核心,采用旋转编码器检测轮毂运输线的速度,采用普通对射型光电传感器检测喷枪的复位状态,采用光幕传感器检测轮毂情况。喷枪的喷涂,由PLC通过控制喷枪静电发生器达到。喷枪的喷涂及复位动作,则由PLC通过分别控制水平及垂直方向的步进电机来实现[4]。此外,系统还设计有启停和急停两个控制按钮,以及分别表示电源、 运行及故障3种系统状态的红黄绿3个指示灯,以控制和监测PLC的工作运行状态。系统的控制电路如图3所示。下面着重对轮毂的检测作详细说明。

对轮毂的检测应当包括轮毂运输线托盘上有无轮毂、 轮毂的位置、轮毂尺寸这三方面的检测。

将光幕的发射器和接收器布置于轮毂运输线两侧,发射器在一侧发出一排等间距红外信号,当轮毂进入光幕检测范围时,会部分遮住发射器的红外信号,接收器无法收到信号, 系统便可可认为轮毂托盘上有轮毂[5]。另外为消除轮毂支撑柱的影响,需对接收器采用短时间的延时处理。

轮毂的位置为轮毂中心位置至喷涂位置的距离L,事先设定好光幕至喷涂位置的距离为L1。当光幕在固定位置检测到轮毂,加上轮毂半径值D/2,便可确定轮毂位置L为L1+ D /2。再通过编码器检测到的轮毂运输线的速度v,便可知道轮毂中心位置到达喷涂位置的时间,从而控制喷枪在正确的时间开始喷涂。使用光幕检测轮毂直径D, 由PLC记录轮毂通过光幕时接收器信号被隔断的时间t, 再乘以轮毂运输线速度v便可得到。图4为光幕检测轮毂位置的示意图。

由于光幕发出的是一排等间距的信号,轮毂通过光幕时,记录垂直方向上信号被遮挡的宽度即可得到轮毂的宽度W。PLC根据轮毂的宽度控制垂直方向上的喷枪喷涂的行程。水平方向上由于已经安排有2把喷枪,喷幅足够喷涂直径最大的轮毂,因此喷枪在水平方向上的行程仅由喷涂时间及轮毂运输线速度决定。

4系统软件设计

系统对轮毂喷涂的控制主要包括检测、喷涂及运动控制以及复位这3部分。

系统启动,光电传感器对轮毂进行初始位置检测,若喷枪不在初始位置,则对喷枪进行复位动作; 然后增量型旋转编码器测得轮毂运输线的速度v,并将信号传给PLC; 随后光幕开始检测轮毂运输线的托盘上有无轮毂,当检测到轮毂时,光幕同时对轮毂的直径和高度进行检测; PLC通过计算已知轮毂位置L和轮毂运输线的速度v,得出轮毂到达喷涂位置所需的时间,并对喷枪开始喷涂的时间作延时处理。

喷涂的过程分为对轮毂上表面的水平喷涂,以及对轮毂侧面的垂直喷涂。水平喷涂时,喷枪1及喷枪2随轮毂运输线同速前进,并开始进行固定时间的喷涂。垂直喷涂时,喷枪3先对轮毂侧面进行从上往下然后再从下往上一个来回的喷涂,根据光幕检测到的轮毂宽度的不同,垂直往返喷涂的行程也会不同。喷枪3在垂直喷涂的时候同样也随运输线作水平运动。

一个轮毂喷涂完成后,系统对3把喷枪在水平方向上进行复位。当位于喷枪初始喷涂位置的光电传感器检测到喷枪时,则说明喷枪复位过程结束。喷枪则开始对下一个轮毂进行喷涂。图5为系统软件流程图。

5结语

文中针对轮毂喷涂设计了一种简单实用的自动喷涂系统,详细介绍了机械及控制部分的关键技术,通过程序实验调试验证了控制程序的可行性。该自动喷涂系统可替代工人手工喷涂,改善了工人的工作环境,有效提高企业轮毂喷涂生产的自动化水平,对其他中小企业改进喷涂生产有一定的借鉴作用,但存在两点不足之处:

1) 轮毂喷涂的涂层厚度、均匀性等对轮毂的喷涂品质有着很大的影响,文中未做深入讨论。对喷涂工艺深入了解后,可进一步提升轮毂的喷涂品质和效率;

自动喷涂系统 第2篇

统的发展回顾与展望

裴哲义

摘要

本文对我国水电厂水情自动测报系统和电网水库调度自动化系统的建设和发展情况进行了较为全面的回顾和分析,阐述了水调自动化系统在水电厂防洪和发电及电网经济运行等方面所发挥的作用和效益，提出了存在的问题和今后工作的建议，对今后水电厂水情自动测报系统和电网水调自动化系统的发展和运行管理将起到一定的积极作用。关键词：水情测报 水调自动化 回顾

展望

一、发展回顾

水电厂水情自动测报系统（以下简称测报系统）是一个集通信、计算机、水文和遥测等先进科学技术于一体的多学科系统工程，是水电厂和电网水库调度自动化的基础。电力系统水电厂测报系统建设从八十年代初开始起步，经过20多年不懈的努力和实践，测报系统的建设得到了很大发展。目前，电力系统大中型水电厂都建立了测报系统，并且已成为水电厂电力生产过程中重要的组成部分，正为水电厂的经济运行和安全渡汛发挥着越来越大的作用。

水电厂测报系统的建设发展主要经历了四个发展阶段：第一阶段为开发研制阶段，即1980－1990年。该阶段的一个重要特点是开发和引进并举，如丰满白山测报系统为引进美国SM公司的设备，黄龙滩水电厂测报系统是利用国产设备自行研制开发。经过近10年的努力，第一阶段约有11个测报系统投运； 第二阶段为快速发展阶段，即1990－1996年。该阶段的一个明显特点是系统建设速度加快，特别是原能源部“水电厂水情自动测报系统经验交流会”的召开，有效地推进了测报系统的健康顺利发展，该阶段建成投运的测报系统达42个，约为第一阶段测报系统建设数目总和的4倍，如新安江、五强溪和丰树坝等水电厂测报系统；第三阶段为稳步发展和提高阶段，即1996-2000年。该阶段的特点是系统建设速度有所减缓，系统建设管理的技术水平显著提高，技术革新和改造的力度加大，安康、富春江、龚嘴等水电站测报系统相继进行改造。特别是卫星通信技术在测报系统的应用，有效地提高了偏远山区、地形复杂地区测报系统运行的可靠性。同时，建设管理的水平也不断提高，《水电厂水情自动测报系统管理办法》和《水利水电工程水情自动测报系统设计规定》（DL/T 5051-1996）的颁布和实施，对提高水电厂测报系统的建设管理水平发挥了积极作用；第四阶段为实用化阶段，即2000年至今。该阶段的特点是以实用化为目标的技术改造力度进一步加大，系统可靠性和运行管理水平明显提高。《水电厂水情自动测报系统实用化要求和验收细则》的颁布和实施，有效地促进了测报系统管理水平的提高。2000年11月福建水口水电厂率先在全国通过了实用化验收，标志着水电厂测报系统管理进入了一个新的历史阶段。目前，已有白山、丰满、莲花、柘林、新安江、紧水滩、水口、鲁布革等近20座水电站测报系统通过实用化验收。其间，由于体制改革等原因，实用化验收工作暂缓进行，这就是为什么只有少数水电厂测报系统通过了实用化验收的重要原因。

水库调度从过去一厂一站的单库调度，发展到现在的梯级调度甚至全网或跨网的补偿调度，都需要有现代化的信息收集和处理手段，来保证及时和正确的水库调度决策，以保证电网的安全经济运行。因此，利用现代先进科技，建设电网水调自动化系统，就成为提升水库调度手段、提高电网经济效益和加强电网现代化管理的必然选择。

与水电厂测报系统的发展过程类似，电网水调自动化系统的发展大约也经历了四个阶段，不同的是由于计算机和通信技术的进步以及水电厂测报系统建设管理经验积累，电网水调自动化系统发展的四个阶段相对较短，且相互交叠。第一阶段为研发阶段，即1995年到1997年。经过3年的努力，1997年，西北和福建电网水调自动化系统相继投入运行。在研发阶段的后期，即1997年2月电力工业部颁发了《全国电网调度自动化“九五”计划纲要》（以下简称《计划纲要》），不仅明确提出国调中心电网调度自动化系统中要增加水调自动化功能，而且要求东北、华东、华中、西北网局和南方电力联营公司及10～14个省局建成水调自动化系统，实现水调信息自动采集、监视、处理、分析等功能；第二阶段为快速发展阶段，即1998年-2000年。《计划纲要》的颁布执行，大力推动了电力系统水调自动化工作，各有关网、省电力局（电力公司），特别是水电比重较大的广西、贵州及云南等单位，纷纷动员起来，按照《计划纲要》的目标和要求，结合本网的具体情况，因地制宜地开展了本网的水调自动化系统建设工作，使电网水调度自动化的建设进入一个新的时期。该阶段投运的项目有广东、广西、云南、贵州和南电联水调自动化系统；第三阶段为规范发展和实用化阶段，即2000年至2002年，该阶段投运的项目有华中、东北和甘肃等电网水调自动化系统。其间，为规范各级水调自动化系统的建设管理，国调中心于 2000年颁布了“电力系统水调自动化功能规范”和“电力系统实时数据通信应用层协议DL476—92在水调系中的应用”，并于2001年5月份，颁发了《电网水调自动化系统实用化要求和验收细则》；各有关部门以实用化为目标，严把建设质量，严格水调自动化系统管理。同时，积极应用先进的科学技术，不断扩展水调自动化系统功能，并通过多阶层技术、双网技术、GIS技术等先进技术的应用，使电网水调自动化系统的安全性、可靠性和实效性得到进一步提高。到2002年底，先后有福建、东北和华中电网水调自动化系统达到实用化要求，并通过了国调中心组织的实用化验收。第四阶段为联网运行阶段，即2003年至今，2003年8月，国调中心水调自动化系统二期工程投入运行，并完成了与东北、华中、西北和福建电网以及三峡和葛洲坝电站梯级水调自动化系统的接入工作，实现了国家电网内重点水电厂水雨情信息在国调侧的实时显示和分析功能，初步形成了国家电网互联水调自动化网络体系。其间新投运的项目还有湖南和四川电网水调自动化系统。截至目前，包括南方电网在内，全国已有国调、南方、东北、华中、西北、华东、福建、广东、广西、贵州、云南、甘肃、湖南、四川、江西、重庆、浙江、安徽和新疆电网共19个水调自动化系统建成投运。其中，东北、华中、西北、福建、甘肃、湖南、四川、江西电网8个系统达到了实用化要求并通过国调中心组织的专家验收（由于体制变化，南方电网没有进行实用化验收工作）。

二、效益综述

水电厂测报系统的建立，特别是电网水调自动化系统的建成投运，实现了水电厂及电网水情数据的自动采集、监视、处理和分析，为水电厂安全渡汛提供了及时准确的水情信息，也使全网范围内的水库优化调度及水火电优化调度成为可能。实践证明，水情自动测报及电网水调自动化系统在保证水电站防洪安全、保证电网安全经济运行以及增发水电方面发了挥重要作用，具有显著的经济效益和良好的社会效益。

1995年夏，丰满、白山发生了百年不遇的大洪水，丰满最大入库流量达16350m3/s，洪水期间，地方通信中断，人工报汛停止，但测报系统运行正常，发挥了关键作用。为水库调度决策提供了及时可靠的水情，赢得了水库调度的主动权，充分发挥了丰满、白山水库的联合调度和调蓄洪水作用。丰满最大出库流量仅有4500m3/s，削减洪峰72％，确保了丰满、白山大坝和下游人民生命财产的安全，社会效益显著。

福建省电网水调自动化系统能迅速、准确地采集电网调度范围内水电厂所辖流域的全部雨、水情信息和洪水预报结果，实现了雨水情信息采集、传输、水务计算、图形报表、汛情动态监视自动化。该水调自动化系统的各项功能达到较高的实用化水平，并便于2001年12月率先在全国通过了国调中心组织的实用化验收。水调自动化系统建成初期，就在“98.6”闽江特大洪水的调度中准确地提供了调度决策所需信息，对成功地抗御特大洪水，减轻上、下游地区洪灾损失发挥了重大作用。该水调自动化系统投运以来，通过不断完善，已成为一个具有防洪、发电和优化调度等辅助决策支持功能的调度自动化系统，在电网防洪、发电和水火电优化调度方面发挥了积极作用，取得显著成效。不仅实现了水电厂和电网的安全渡汛，且水能利用提高率在全国也连年名列前列。特别是2003年和2004年，福建电网连续两年遭遇历史特枯年份，水口、沙溪口、安砂等水库遭遇了有水文记载以来的最枯年份。在大旱之年，福建省电网水调人员充分利用水调自动化采集的雨水情实时信息及气象信息，密切监视水情变化趋势，认真做好来水分析，并利用已建成的“水电站群发电优化调度决策支持系统”，科学、合理地安排电网发电计划安排，在严重干旱的情况下，使得水库有限的水量得到最充分的利用，两年节水增发率均超过10%，节水多发电量总计约15亿kW.h。

华中电网水调自动化系统是一个采用先进的计算机及网络通信技术建立的，以华中电力调度通信中心为中心站，以6个网调直调水电厂为分中心站，并联结国家电力调度通信中心和湖南电网水调自动化分中心的广域计算机网络。该水调自动化系统数据来源多，种类复杂，涉及面广，不仅有来自华中电网重点水电厂的水情和发电信息，还有华中四省联络线及相关线路潮流信息及中心EMS系统和DMIS系统的有关信息；同时，水调自动化系统还具有下传水电厂的发电计划和相关水电厂水情信息的功能。各分中心可共享水调自动化系统多种水情、气象、电力数据，为水库发电、防洪提供了科学手段，发挥了水调自动化系统联网的优势。

该水调自动化系统自2001年底投入运行以来，在电力生产中发挥了重要作用，取得了很好的经济和社会效益，并于2002年12月通过了国家电力调度通信中心组织的实用化验收。水调自动化系统为水库调度人员及时了解网内主要水电厂的实时水雨情况及水电厂运行情况提供了技术保障，为调度决策提供了及时、科学的依据，水电厂水能利用提高率有明显提高，节水增发电量显著增加。2002年网调直调的考核水电厂水能利用提高率达到5.64%，比2001年提高1.54%，多增发电量3.834亿kW.h，若按当年华中电网平均上网电价0.267元/kW.h计算，相当于增加产值1.023亿元。

东北电网水调自动化系统的建成投运，为有效地实施水电厂的经济运行和电网水库调度运行管理提供了更加科学合理的决策支持手段，且取得了明显的经济效益。首先通过合理控制和抬高径流式水电厂的运行水位，提高发电效率，增加发电量。如在2002和2003年的调度过程中，通过及时跟踪分析红石和太平湾水电厂的水情变化和实际运行情况，保持高水位运行，提高水库发电效率，总计多发电量4100多万kW.h，折合人民币700多万元。再者是对大型水库进行优化调度，如2004年，针对春汛和主汛期的来水特点，充分发挥水调自动化系统信息快，覆盖面广的特点，及时跟踪来水情况，优化水库调度，合理安排电网和电厂的运行方式。云峰、水丰、桓仁三大水库共减少弃水24.7亿立方米。白山、丰满、云峰、水丰四大水库共节水增发4亿kW.h，水能利用提高率为达到8.63%。

初步形成的国家电网水库调度自动化网络，不仅在一定程度上实现了水情信息的共享，而且为国调中心监督和指导电网内重点水电厂的运行提供了基础和保障，为各级领导进行科学的决策提供了及时可靠的水情信息。通过各级调度部门的共同努力和精心调度，充分发挥互联水调自动化系统的功能和作用，密切跟踪水情，优化水库运行，提高水库发电效率，取得显著经济效益。2007年，国家电网年节水增发电量超过100亿kW.h，相当于节约标准煤约300多万吨，且为缓解电力供需矛盾做出了积极贡献。

三、存在问题

经过20多年的努力和发展，水电厂测报系统和电网水调自动化系统的发展取得了一定成就，建设、管理和运行方面也已步入正规化和规范化的轨道。全国大中型水电厂都建设了水情自动测报系统，包括国调在内的全国多数水电比重较大的电网调度机构都已建成了水调自动化系统，且在电网防洪和经济运行等方面发挥了积极的作用。但在发展过程中，仍然存在一些问题，主要表现在以下几个方面：

1、水调自动化系统建设发展不平衡。尽管全国已有国调、南方、东北、华中、西北、华东、福建、广东、广西、贵州、云南、甘肃、湖南、四川、江西、重庆、浙江、安徽和新疆电网共19个水调自动化系统建成投运，并有8个电网水调自动化系统达到了实用化要求，水调自动化建设取得了一定成就，但从系统建设和发展的整体角度来看，建设发展工作仍显不平衡。一是部分工作开展较早的单位，如东北、西北、福建和甘肃电网，根据水调工作的需要，结合电网调度自动化发展实际，已建或正在建设第二代的水调自动化系统，水调自动化系统的技术和应用管理水平迈上了一个新的台阶；二是一些系统还未达到实用化要求的单位，如华东、重庆等电网，正在积极地完善系统，尽早达到实用化要求，通过实用化验收；三是还有一些单位，水调自动化系统的建设工作相对滞后，仍处在规划和起步阶段，一定程度上影响了水电调度工作的质量和效率。

2、水调自动化系统高级应用功能相对薄弱

经过十几年的发展，水调自动化系统形成了较为完善的系统应用平台和基础应用软件，而高级应用的功能则相对薄弱。一是高级应用功能不规范。表现在一些较早建设应用水调自动化系统的单位，如东北、华中、福建、广东等调度机构，在建设初期就开发了部分高级应用软件，系统投运时就具备了一定的高级应用功能。还有一些单位，系统初期投运以数据采集、处理为主，能完成日常水务管理功能，高级应用软件相对较少。虽然经过不断的完善，大部分系统具备了一定的高级应用功能。但总体来看，高级应用功能参差不齐，缺乏规范；二是高级应用软件不标准。由于高级应用功能缺乏统一的规范，加之由不同的单位开发，多为高校研究项目成果，各有特点，各有优劣，没有形成标准的、成熟的系列产品。

3、水电厂测报系统更新改造问题

80年代初至今，水电厂测报系统走过了20多年的发展历程，电力系统中大中型水电厂都建立了测报系统，并在防洪渡汛及经济调度方面发挥了积极有效的作用，测报系统的建设和运行取得了许多成功的经验。但不可回避的是，一些早期建设的测报系统将会不同程度地出现设备老化、备品备件不足、应用软件版本低等问题，测报系统更新改造和升级将是今后一个时期面临的不可忽视的问题。

4、整体运行管理水平需进一步提高

水电厂水情自动测报和电网水调自动化系统是一个有机的、不可割裂的整体，但由于管理体制等原因，使水调自动化系统运行管理面临新的挑战。一是一些水电厂水情自动测报系统管理不善，系统可靠性降低，出现漏报、迟报和错报现象，致使电网水调自动化系统数据准确性下降；二是由于水电站水情测报系统与电网水调自动化系统分属不同的管理主体，在信息报送范围和频度方面存在一定的问题和矛盾，致使水调自动化系统不能有效监控水电站流域水雨情和水库运行状态，一定程度上降低了水调自动化系统的效益；三是联网运行的水调自动化之间由于通信网络中断和数据不同步等问题，影响到整个系统的运行的稳定性和信息的可靠性。

四．展望与建议

水调自动化系统的建设和管理已成为现代水库调度工作中一项极为重要的内容，继续推进电网水调自动化系统建设和管理的不断创新，是水库调度管理工作创新和提高的前提和基础。特别是随着水调自动化系统的逐步投入和联网运行，电网体制改革的深化和电力市场的发展，电网水调自动化系统包括电厂测报系统，又面临新的应用环境和需求，电网安全生产和电力市场运营对水调自动化系统的运行管理的要求也越来越高。因此，加强电网水调自动化系统包括电厂测报系统的建设和管理，不仅是提高水库调度工作水平的需要，也是电网安全稳定运行和电力市场发展的需要。为适应电网生产和电力市场发展的需要，建议今后做好以下几个方面的工作。

1、加强水电厂水情自动测报管理，提高运行可靠水平

水电厂水情测报系统是电网水调自动化系统主要的信息来源，是水调自动化系统的基础和有机的组成部分，它们的运行水平直接关系到各网、省调水调自动化系统作用的发挥，也必将影响到互联水调自动化系统的运行，必须进一步加强管理，提高运行可靠水平。一是要加快更新改造的步伐，对一些早期系统，特别是备品备件不足、系统可靠性下降较多的系统，要按照《水情自动测报技术条件》（DL/T1085-2008）要求，实施更新改造，保证测报系统的安全稳定和可靠运行；二是健全规章制度，依法搞好管理。建设和管理是水情自动测报系统发挥效益的两个重要环节，管理好一个测报系统比建设一个测报系统更难。要按照《水情自动测报系统运行维护规程》（DL/T 1014-2006）要求，健全管理制度，规范数据格式，完善通用考核指标，并根据国调中心颁发的《水电厂水情自动测报系统实用化要求和验收细则》的要求，继续开展实用化考核和验收工作，促进测报系统运行管理工作的进一步提高，更好地发挥测报系统的作用；三是要在目前厂网分开的条件下，加强电厂水情自动测报系统与电网水调自动化系统界面管理，制定和细化有关的管理规定，不断探索新的管理方法和方式，确保水电站流域水情信息和水库运行信息完整、准确和及时的传送到电网水调自动化系统，以便调度部门进行科学的调度决策。

2、因地制宜推进水调自动化系统建设

采用先进实用的科学技术，因地制宜地开展电网水调自动化系统的建设，改善水电厂和电网水情信息采集、传输和交换的手段，不仅是提高水电厂防洪渡汛手段，进行科学水库调度的需要，同时也是适应新时期电力市场发展要求，适应现代电网管理的需要。因此，针对目前水调自动化系统发展建设不平衡的局面，还没有建设水调自动化系统的电网要按照调度“十一五”规划意见，结合电网的实际需要，因地制宜地开展水调自动化系统建设，提升水库调度技术手段，不断提高水库调度管理水平，尽早赶上水库调度自动化系统建设发展的步伐。

3、加强电网水调自动化系统的整体运行管理

随着新建水调自动化的不断投入，国家电网互联运行的水调自动化系统规模不断扩大。一方面，互连系统在实现信息共享，提高工作效率和管理水平方面将发挥更大和更重要的作用；另一方面，也对互联运行的水调自动化系统的整体管理水平提出了更高的要求。因此，已经建成水调自动化系统的单位，应不断完善水调自动化系统的功能，按照国调中心颁布的实用化标准和要求，切实落实各项功能和指标。不仅要保证水调自动化系统设备和软件的运行稳定，还要保证数据采集的准确和及时。同时要加强互联系统的整体管理，按照《国调水调自动化系统运行管理规定》要求，加强运行管理和指标考核，不断提高互联水调自动化系统的整体运行水平。

4、加强高级应用功能的研究开发和应用工作。

针对目前水调自动化系高级应用功能相对薄弱的问题，一是按照国调中心颁发的《电网水调自动化系统高级应用功能实用化要求和验收细则》的要求，不断完善和规范系统的高级应用功能，适应不断增长的水库调度工作的需要；二是针对电网水库调度工作的需要和电力市场发展的形势，开发规范、标准的高级应用程序，使水调自动化系统的高级应用功能更加科学、合理、实用；三是做好水调自动化系统的安全工作。要严格按照电力监管委员会发布的《电力二次系统安全防护规定》（电监会5号令）和国调中心关于《电力调度系统二次系统安全防护实施意见》的有关要求，解决好水调自动化系统安全和网络安全的问题。

5、加强基础理论研究，不断提高水文预报技术水平。

水文预报是一项基础性的水库调度工作，也是水电厂水情自动测报系统和电网水调自动化系统高级应用功能的基础功能。加强水文预报工作，提高水文预报的精度，延长预见期，不仅是水电厂和电网正常生产调度的需要，也是电力市场发展的需要，对提高电厂的市场竞争能力，优化电网资源配置都有重要的作用。因此，必须加强水文预报等基础理论技术的研究，特别是中长期水文预报技术的研究，力争在预报模型和方法上取得较大突破，以适应新时期电网调度和电力市场发展对水文预报工作的需要。

个人简历：

裴哲义 男 1963年生，硕士，高级工程师。1989年华北水利水电学院河流动力学硕士研究生毕业，1989年-2008年在国家电力调度通信中心从事水库调度管理工作。三峡水库投运后，直接从事三峡水库调度运行工作。

水电厂水情自动测报系统和电网水调自动化系

统的发展回顾与展望

裴哲义

摘要

本文对我国水电厂水情自动测报系统和电网水库调度自动化系统的建设和发展情况进行了较为全面的回顾和分析,阐述了水调自动化系统在水电厂防洪和发电及电网经济运行等方面所发挥的作用和效益，提出了存在的问题和今后工作的建议，对今后水电厂水情自动测报系统和电网水调自动化系统的发展和运行管理将起到一定的积极作用。关键词：水情测报 水调自动化 回顾

展望

Review and Expectation on the development of the Hydropower Station Hydrological Forecast Systems and the Grid Reservoir Operation Automation Systems

自动喷涂系统 第3篇

现代工厂的装备自动化水平要求越来越高,对于数据的采集、处理速度以及全盘监控、远程管理功能也提出更高要求。过程自动化中大量数据的高速处理需求使传统控制方式显得力所不及,RFID产品恰好能满足这种需求,它有效地解决了信息化管理中信息采集这个最基本环节的瓶颈问题。

RFID-Radio Frequency Identification射频自动识别技术融合无线射频技术和嵌入式技术为一体,其电子标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品(商品)的识别,进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理[1]。其特点:采用无线方式读写数据,读写可穿透木质、塑料等非金属材料;适用于恶劣生产环境(尘土,漆等);数据读写速度快;可重复使用,使用寿命长;数据存储量大。RFID产品的应用,带来的不仅是信息化管理模式的改进,还有生产效率、效益的提高。本文将RFID技术融合在PRIFIBUS网络中,借助网络通讯的优势更好地处理数据信息,实现全线工件的跟踪定位、自动喷涂及上位监控。

1 工艺介绍

该涂装生产线主要承担行星齿轮箱外表面的涂装。包括清洗、抛丸、底漆涂装、底漆烘干、中涂层涂装、中涂层烘干、面漆涂装和面漆层烘干等主要关键工位。产品规格多样,年产量4万件,作业节拍3分钟/件。输送方式为悬挂积放输送方式。生产线工艺流程如图1所示。

(1)上件

将工件吊挂在输送设备上,同时输入工件相关信息。

(2)清洗处理

包括脱脂、热水洗、水洗等,主要用于洗去工件表面油污,清洁工件表面并形成防护膜。

(3)水份烘干

共由2个工位完成。在高温环境烘干工件表面的水份。

(4)抛丸

打磨工件表面的平整度。

(5)喷漆

给工件喷漆,共由3个工位完成,采用机器人自动喷涂+人工补漆,通过读取当前工件的信息通知机器人调用相应的喷涂程序。

(6)油漆固化

共由3个工位完成,工件喷漆后进入温度较高的固化炉内,烤干表面油漆[2]。

(7)下件

将工件取下,合格后打包。

2 控制系统组成及功能

控制系统首要保证了整个涂装工艺流程的正常、高效和可靠运转,同时还实现了上位系统对整条生产线所有设备的联网和集中控制:监控设备运行状况,修改、记录和保存工艺参数;满足输送系统内部各层次间的信息传递:如输送系统与喷漆机器人、自动抛丸系统之间的信号交换;实时显示喷漆产品、型号、数量、油漆品牌等管理信息等。

由于工件种类较多,外形和尺寸大相径庭,生产批次灵活安排,要求3个喷涂机器人能随机应变,自动、快速地调用相应的喷漆程序,因此准确、及时将工件信息传递给机器人成为控制的重要内容。设计采用RFID识别技术,积放链每辆小车上装有存储信息的载码体,从进入线体开始就记载所带工件的产品信息(规格、油漆、批次、用途,状态等),并在特定工位进行信息修正和读取操作。

2.1 识别系统

识别系统主要采用TURCK产品,包括载码体、读写器、电子底板、网关等;全线约180辆输送小车各自装有一块载码体,记录所承载工件的信息;设有6个读写器分布在现场不同关键工位,负责PLC和载码体之间交换数据。布置3个网关,位于现场控制箱内。通过网关模块自带的DP接口接入DP网络。每个网关可带多个电子底板(考虑到线缆长度因素,本系统只带一块电子底板),每块电子底板可装2个读写器[3]。上件工位和检查工位共设置2台触摸屏,用于人机信息交换。数据信息处理流程如图2所示。

上件时人工向触摸屏输入工件信息,读写器将信息写入载码体,然后工件进入下一工位;同时信息经中央PLC系统处理后存储于数据库中;工件到达检查工位,此处的读写器将工件信息读取,人工在该工位的触摸屏核对信息并检查是否合格,对不正确的信息进行更正,将不合格的工件输入特定代码,标示为次品。每个喷漆室入口设有一个读写器,读取进入喷漆室的工件信息,经中央PLC进行分析、判断后通知机器人,对不合格件则不进行喷涂,合格件则由机器人根据工件信息选择相应的喷涂程序。

工件信息在关键工位进行无线读、写和刷新,并存储于中央系统中,自始至终跟随该工件走完整条生产线,系统随时可以调用、显示、记录和统计。

2.2 通讯协议

本系统采用Profibus-DP协议组网通讯。Profibus作为德国国家标准DIN19245和欧洲标准pr EN50170的现场总线,由Profibus-Dp、Profibus-FMS、Profibus-PA组成。本系统主要采用DP类型-用于分散外设间的高速传输,支持主-从系统、纯主站系统、多主多从混合系统等几种传输方式。主站具有对总线的控制权,可主动发送信息。对多主站系统来说,主站之间采用令牌方式传递信息。Profibus的传输速率为9.6K~12Mbps。其传输介质可以是双绞线,也可以是光缆,最多可挂接127个站点[4]。

2.3 硬件组态

硬件组态在Siemens STEP7V5.5中进行,无论是RFID识别产品还是机器人通讯板卡都有相应的GSD文件。正常安装GSD文件后,STEP7的硬件目录里会有相应的模块。组态前先按常规项目组态好西门子其余模块,组态DP总线,设置总线通讯速率(由于总线长度的关系本系统选择187.5 kbps),设置PLC的DP地址,具体组态方法不再叙述[5]。

(1)RFID组态

打开目录下的turck文件夹,选择产品类别BL20或BL67(本处选BL20),打开BL20选择网关模块(本处选BL20-GW-DPV1),拖动该模块到组态好的总线上,自动弹出设置对话框,设置网关的DP地址,同时也要将硬件上的地址旋钮选择相同的地址;然后为网关添加相应的电子底板,用于连接读写器,至此一个网关就组态好了,接下来如上组态其余两个网关模块,整个RFID产品组态完毕。

(2)机器人组态

在STEP7里进行组态:硬件目录general下选择ANYBUS-S PDP川崎的板卡模块,拖动到总线上弹出设置对话框,设置DP地址,根据交换数据量选择合适的IN/OUT数据量模块。依次组态三台机器人。机器人在实际硬件里设置时步骤较多,主要有如下几大步[6]:

①准备现场总线接口板,设置终止器的状态(打开或关闭)和板卡的DP网络地址(范围为0-99),板卡在联网后会自动选择通讯波特率。

②控制器上电,设置现场总线接口配置,信号分配设置。

③设置外部I/O信号数。

④设置物理I/O接口和主/从端口间的关联,信号排列顺序的设定。

⑤控制器断电再上电。

⑥设置信号分配数据。

⑦设置主/从端口信号命令。

至此,硬件组态完毕,系统包含RFID、抛丸、机器人喷涂、积放链等共约14个站点地址。

3 控制功能的程序实现

本系统采用的功能块主要有FB140"PIB_002KB"(读写载码体数据)、SFC21"FILL"(初始化存储区)、FC84"ATT"(将DATA添加到表格)和FC85"FIFO"(先进/先出取出表格数据)。

第一步,系统启动后首先调用系统功能SFC21。根据每个工位存放的工件数各自创建一个相对应的数据存储区,用来存储该工位每一个输送小车位的工件信息,为工件的全线跟踪定位做准备。如图3。

第二步,读写器初始化成功后,调用FB140功能块,将触摸屏输入的数据写入载码体或将载码体携带的数据读入中央PLC系统,通过触摸屏操作和程序条件选择给FB140传递不同的调用参数,调用参数的不同决定了读写器是执行数据写入还是数据读出。如图4。

第三步,通过调用功能FC84将工件信息数据写入SFC21创建的存储区内;最后根据每个工位的占位、满位开关的情况和发车信号调用功能FC85,将数据从前一个工位的存储区读出,同时调用功能FC84将FC85读出的数据添加到下一工位的存储区内,实现数据和工件的同步。如图5。

第四步,执行功能FC85读出数据后,需要将存储单元内数据清零。

第五步,工件信息进入中央PLC系统后,经过处理存储在特定数据块内等待传送给机器人;由于机器人本身单次接收数据量的限制,交互信号和工件信息的传递要多次调用下面的程序段,进行PLC和机器人的数据通讯。如图6。

4 上位监控软件和远程发布

上位组态软件采用组态王6.53版本,根据工程需要设计了22个画面,全面而直观地展示出整个工程整体和局部设备的面貌和动态。各个设备的运转命令、动作状况、实时曲线和历史参数、报警信息以及所有工件在线信息均在上位监控画面中实现。如图7。该画面还可发布至远程计算机供管理层监控[7]。在图7中,画面上能实时显示整条线每个工位小车的状态,进而查询该工位工件的所有信息,直观而生动地反映出整条线的工作状况。这些都归功于RFID技术和上位组态系统强大的数据库管理功能。

5 结束语

自动喷涂系统 第4篇

基于高等院校的网络办公自动化系统

[摘 要] 介绍学院网络办公自动系统的主要功能,分析了内外网络连接的方法,根据具体需求情况,给出相应的应用方案,对涉及到的有关技术也做出了相应的研究与分析。

[关键词] 高等院校 网络 办公自动化

怀化职业技术学院是一所公办全日制高等院校,学院的办公环境还相对比较传统,初步实现了以计算机为核心的办公模式。最近几年来通过计算机技术在学院各部门的教学、科研、办公等各个环节的相互渗透,一定程度上提高工作效率和质量。

一、办公状况

学院办公行政部门以及各系或多或少都建立了挂靠在学院网站下的独立网页。各个部门信息共享率低,办公效率不太理想。办公室行政部门发出通知、会议精神和文件等没有通过计算机网络传输,而是通过人工方法,打印文稿一级级地传达。大概的工作流程还是通过费时、费力的电话及会议来完成。此工作方式现在效果不错,不过高效性无法达到。

随着学院改革发展上水平,提倡“低碳”节约型办学思路,可以利用刚刚改造好的高性能的校园网络,把校内信息共享给师生家长,真正实现网络办公自动化管理。

二、系统功能

根据学院的办公需求,系统至少应具备五个功能模块:

2.1信息管理系统(MIS)

信息管理系统(Management Information System),是一个以人为主导,利用计算机硬件、软件、网络通信设备以及其他办公设备,进行信息的收集、传输、加工、储存、更新和维护,提高效率为目的,支持管理高层决策、中层控制、基层运作的高度集成化的管理系统。主要指的是进行日常信息管理操作的系统,包括信息的发布、公文处理、文件管理和教学管理等。

2.2.网络应用

系统网络功能中包括各种的网络应用:收发电子邮件、浏览内网与外网网站、发布自己的公共信息以及与网内外其他人交流。所有这些都需要内网与外网之间通过相应的机制进行联接。

2.3行政事务管理

主要功能是对人事、财务、教务、后勤等进行管理,实现各管理部门的办公自动化。其中财务管理当中的数据安全问题尤为重要。

2.4会议管理

主要功能:对公文、校务信息、简报、报告等文件批示进行数据库存储管理;提交参会人员名单、发送会议通知等。

2.5个人事务管理

包括:个人计划管理、领导日程安排、电话簿、名片簿等与个人管理功能。其中领导安排以简报、报告、请示、会议活动通知为根据,安排领导出差,会议活动等工作。工作安排由办公室统一协调,系统可方便地浏览领导近期的活动安排。

三、系统网络拓扑结构

网络办公自动化系统,在网络结构上分为内、外部网两个部分,内部网主要用于学院内部各部门机构之间或上下级之间的信息交换、信息处理;外部网主要用于学院与外部用户的沟通及信息的发布和采集。将整个网络办公自动化系统模型的总体设计目标:建立一个以网络管理中心为中心,覆盖全院办公楼、教学楼和实验楼,各院系的通信枢扭。

系统网络拓扑结构示意图

系统网络不仅包括内外网常见的网络基础应用开发,如E-MAIL、WWW服务、论坛等,而且包括专用的应用程序开发,如前面的功能需求:信息管理系统(MIS)和其他的管理系统,相关的系统结构和实现方式各有不同。系统网络中的用户群不是很多,但是应用系统较多,为了保障系统网络安全,应该从网络连接设备、网络操作系统以及数据库当中着手相应的认证与授权。

根据部门关系和工作流程从逻辑结构上和物理结构上,合理规划逻辑子网、划分用户分组以及权限问题。数据需要保密的可以直接通过外网建立自身加密机制,开辟专有的数据通道,组件虚拟专用网络。系统网络的稳定性和可靠性是保障整个系统网络正常运作的重要条件。

四、结束语

网络办公自动化系统实现后,将为学院提供广泛的网络应用服务。主要功能有:文件服务、电子邮件、数据查询信息等服务。目前只有教务处的局域网已连接到了Internet上,教务管理实现了“无纸化”办公。由此,网络办公自动化系统的建设必将大大提高学院管理水平。信息时代在重视网络化办公、提高工作效率的同时,内部管理制度也是一个不可忽略的软因素。

参 考 文 献

[1] 吴华洋.高等院校办公自动化系统的设计实现[J].黑龙江大学自然科学学报,2005

[2] 王玉莲,亢临,李中青.学校办公自动化网络系统的设计思想[J].山西大学学报(自然科学版),1999

[3] 梁浩.一种通用办公自动化系统的设计与实现[J].计算机工程与应用,1996

自动喷涂系统 第5篇

机器人自动喷涂系统的调试是涂装车间新车型投产准备工作中的重要一环。在调试过程中, 如何使机器人自动喷涂系统更好地实现设计目标, 并与日趋成熟的水性涂料技术相配合, 是获得良好的涂装质量、保证生产稳定运行的关键因素之一。本文从机器人自动喷涂系统的投产调试过程入手, 探讨喷涂机器人仿形方案的制定和水性涂料自动喷涂工艺的优化问题。

1 涂装机器人仿形方案的制订

机器人自动喷涂系统的调试需要多个专业互相配合完成。按照机器人调试项目和质量管理体系的要求, 在项目确立初期就应该制订详细的方案, 按照产品数据和工艺要求对机器人各项控制参数、施工条件等进行分析和推算, 将确认的数据编制到方案, 中。各个专业的人员必须按照方案, 要求开展工作, 在保证质量的前提下, 尽量缩短在线调试时间、降低投产成本。机器人控制参数主要包括以下几个方面。

1.1 机器人喷涂路径的选择

为了体现整车的流线和特性风格, 曲面和楞线等设计元素被越来越多地应用到车身产品的设计过程中。但复杂型面极易造成喷涂过程中的膜厚不均匀和流挂等缺陷, 这给机器人的喷涂操作带来了一定困难。必须根据车身特点, 选择最佳的喷涂路线, 才能得到均匀的涂层。表1是3种典型的喷涂路径比较, 从中可以清楚地看到各自的优缺点。

在实际操作过程中, 应该根据投产车型和生产线的不同特点, 选择适宜的喷涂路径。然后, 将车身按照适当的比例绘制在坐标图中, 并按照相同的比例在图中标记机器人的行走路线, 通过测量标记的路线长度和选择合适的喷涂速度, 计算出各区域机器人喷涂的工艺时间。根据喷漆室中机器人的排列情况, 将车身表面分成若干区域, 分别分配给不同的机器人完成, 通过机器人之间的相互配合完成整个车身的喷涂。

1.2 机器人自动喷涂参数的设置

制定好喷涂路径后, 机器人按照设定的轨迹运动, 安装在机器人手臂前端的喷具将涂料喷涂到车身表面的被涂区域, 通过运动轨迹的相互叠加在车身上形成完整和均匀的涂层。漆膜厚度是喷涂工艺中最重要的控制参数, 直接影响到涂层的其他性能。因此, 通过匹配喷涂速度、扇面和叠喷比例等喷涂参数 (见表2) , 建立喷涂流量与漆膜厚度的关系, 计算出在工艺规定的漆膜厚度下的喷具流量 (FR) 就显得尤为重要。

FR的计算公式如下:

1.3 水性涂料雾化参数的控制

在喷涂过程中, 涂料必须通过机器人手臂前端的喷具雾化, 并在成形空气和静电的引导下, 在空气中传递到被涂物表面沉积。在确定流量后, 需要对喷具的雾化参数进行设定, 并按设定的参数试喷样板。通过检查样板的膜厚、外观和颜色, 对参数进行分析, 从中找到优化调整参数的方向。

水性涂料与传统的溶剂性涂料不同, 水性涂料在不同剪切力下形成的流变性曲线与溶剂性涂料相差很大。针对水性涂料的特点, 将水性涂料雾化参数的调整总结为以下两点。

(1) 雾化能量控制

将喷具与涂料之间的关系归纳为雾化动能 (A E) 和涂料流量 (CF) 的比例, 称为雾化能量 (AF) 。采用悬杯雾化方式, 进行降低雾化能量试验:在相同的涂料流量下降低悬杯转速, 可以观察到悬杯对吐出涂料的分散能力降低, 通过测试被涂表面的铝箔固体分, 可知涂层含水率提高。试验证明:控制雾化能量可以控制雾化过程中的涂料颗粒尺寸, 而涂料雾化颗粒尺寸直接影响到涂料喷涂的干/湿状态。

(2) 干/湿控制

通过调整施工各阶段的涂料含水率控制涂层的干/湿状态。值得注意的是, 水性涂料中的水在雾化和涂覆过程中只有5%左右的挥发, 所以水性金属色漆喷涂的干/湿控制更为重要。因为干/湿条件的变化会造成金属片的排列发生偏离, 从而减弱金属效果, 使漆膜明度产生变化。在极端情况下, 干/湿变化还会造成失光和起泡等涂层缺陷的发生。

图1和图2显示了水性涂料雾化过程中, 涂料雾化能量和涂膜干/湿状态两个控制要素各自的变化关系。

1.4 机器人仿形方案的确定

通过上述分析, 确认机器人可以按照设计的喷涂路径在规定的工艺时间内完成投产车型指定区域的喷涂, 喷具流量能够满足漆膜厚度要求, 并在喷具的额定设计参数内。同时, 试验证明, 设定的喷涂参数可以保证涂膜质量的要求。据此, 所确认的参数可以被编订到方案中 (见表3) 。

2 涂装机器人仿形示教

2.1 机器人的示教

根据表3的参数, 通过示教的方式进行机器人仿形调试。根据确定的枪距, 在机器人手臂前端安装标尺, 并保证在全部示教过程中使用同一标尺。同时, 示教车身各部位支具应安装到位。

根据喷涂路径, 将示教参数点准确标记在车身上。通常在机器人喷涂路线上, 每间隔100 mm设一个参数标记点, 在需要平滑过渡的曲面, 将标记点间隔缩短到50 mm, 以保证曲面过渡平滑和喷具指向随形。同时, 在一个单独喷涂区域开始和结束的位置必须设定标记点, 以方便在程序中增加喷涂指令。使用机器人示教器引领机器人按照车身上标记的喷涂轨迹完成喷涂路径, 将标记点坐标值逐一储存。每个示教点的坐标值作为一个指令被保存在程序中, 工作状态的机器人将按顺序依次到达标记点的位置, 重复示教的过程。

示教过程中, 可以同时加入各种喷涂控制指令, 如喷涂速度、开/关枪指令、机器人等待等。通过拷贝和镜像可以将完成的仿形程序应用到车身另一侧。将车型信息输入控制系统后, 利用以太网可以实现各个机器人之间的数据交换和信息交流, 通过操作台传递指令, 机器人据此协调各自的运动, 使多个机器人共同完成喷涂操作。在此, 建议中涂、色漆和清漆喷漆室使用相同的喷涂程序, 以有利于生产过程中机器人自动喷涂系统的维护。

2.2 喷涂程序的优化

机器人喷涂是在移动路径中完成操作的, 并且涂料传递到车身表面的过程受雾化器参数、被涂件外形、喷具与被涂表面位置关系、喷漆室气流等诸多因素的影响。所以在设定自动化喷涂程序后, 需要进一步优化机器人的喷涂路径。

在喷漆室中, 整个车身的一次喷涂通常由2～4台机器人共同完成, 不同机器人喷幅之间相互重叠和衔接的位置是优化的重点。例如, 4个车门上框及邻近车顶的侧围区域通常由侧喷机器人完成喷涂, 但同时很容易受到顶喷过喷漆雾的影响, 出现漆膜过厚和肥边的缺陷。通过分别调整以下喷涂参数, 可以进行对应区域的膜厚测量及喷涂效果的比较试验。

a.降低涂料流量。

b.增加枪距。

c.降低静电喷涂电压。

d.提高机器人移动速度。

通过试验发现, 4种方法都可以有效地降低漆膜厚度, 但前3种方法同时会带来雾化效果和扇型尺寸的变化, 并且机器人的响应速度比较慢;而采用提高机器人移动速度的方法不会改变雾化器的状态, 并且机器人的响应速度也非常快。所以, 调整喷涂速度是最为有效的方法。具体做法是, 在侧喷机器人程序中喷涂有问题区域前插入速度命令, 并设定恰当的值, 提高机器人在4个车门上框喷涂路径的移动速度, 并在对应的结束区域插入速度还原命令。经过实际观察和调整, 取得了较好的效果。同样, 在机器人与人工喷涂交叉的区域也可以使用相同方法解决漆膜过厚和肥边的问题。

2.3 辅助程序的编辑

在整车喷涂程序调试完成后, 还应该对辅助用途程序进行编辑。辅助程序通常包括以下几个方面。

(1) 系列车型选用程序

如系列车型中的天窗选项, 需在对应区域的程序中加入选择命令, 在有天窗的车型进入程序时, 在天窗位置自动停止喷涂, 防止天窗周围的过喷并减少涂料的浪费。

(2) 返工程序

在操作台控制窗口中, 选择返工喷涂区域的指令代码, 机器人按照预先设定的指令对相应区域进行喷涂, 对非返工区域关闭喷涂功能并自动跳过, 减少过喷, 节约涂料使用量。

(3) 降级程序

在某个喷漆室某台机器人发生故障后, 对剩余的完好机器人进行重新配置, 使其能继续完成喷涂操作, 保证喷漆室的运行。

3 机器人在线试喷和投产准备

3.1 漆膜厚度的测量和精度的控制

为投产车型定制出标准的膜厚测量模板, 使膜厚测量值具有重复性和可比性。同时, 建立测量点与喷涂路径的对应关系, 目的是得到每个喷具在对应路径上的膜厚。首次试喷应选择厚度要求高的涂层进行试验 (如清漆或中涂涂层) ——可以将测量误差的影响降到最低。通过试喷和机器人自动喷涂参数的设置调整, 将各涂层漆膜厚度控制在工艺范围内。

在漆膜厚度达到工艺要求的基础上, 还要将不同喷涂区域间的膜厚差异调整到最低。并且随着涂装车间产能的不断提高, 漆膜厚度的精确控制变得越来越重要。统计数据显示, 采用同样设备喷涂时, 如能精确控制膜厚, 所消耗的涂料可减少18%以上。精确的膜厚控制不仅有助于稳定涂装质量和节约涂料, 还能减少过喷的漆雾, 从而减少“三废”排放量。

3.2 涂层质量测试和数据统计

在得到均匀、准确的漆膜厚度后, 放置外观板或安装单个覆盖件进行试喷, 检查涂层的外观和色差, 按照公司质量管理体系的要求, 使用统一的格式详细记录测试数据。同时按照DOE的方法, 对取得的数据进行统计, 数据的变化趋势可以帮助尽快找到继续优化的方向。

3.3 机器人调试过程中的安全问题

涂装车间的防火和安全非常重要, 在整个调试工作中都应该贯彻安全生产的理念。在开始整车试喷前, 必须再次对各项涉及安全的问题进行检查。目前广泛使用的高压静电喷涂方式, 在任何过近的距离和尖点情况下都会造成放电和打火现象, 特别是暴露在车身外部的支具等位置是安全检查的重点。

在投产开始阶段, 应该在投产计划中, 对投产车型的每个涂层、每种漆色的首件给出一定的调试时间, 以便对整车的喷涂情况进行检查和调整, 避免批量问题的发生。每个投产漆色的首个漆后车身都应该分别在人工和自然的光线下进行检查, 并应该与保险杠的颜色匹配。

4 生产阶段的持续改进

进入正式生产阶段后, 应该通过工艺管理和设备维护等方面工作, 持续对机器人喷涂系统进行改进。

通过设置有效的监控体系, 对投产的各漆色进行持续监控, 监控项目包括涂层膜厚及桔皮的长、短波和颜色等。通过使用SPC等方法进行跟踪, 根据数据的变化趋势对喷涂的施工参数和雾化参数进行调整。

在机器人设备的维护和监控中, 应关注生产现场管理的“整理、整顿、清扫、清洁、安全、素养”6S活动。全面规范生产维护管理模式, 强调标准作业指导书的使用, 通过优化操作行为、总结生产经验, 制订机器人喷涂最优的运行、维护和维修方式。

5 结束语

自动喷涂系统 第6篇

1 内壁喷涂机

随着汽车工业的发展和壮大, 对汽车的整体质量提出新的更高的要求, 尤其是轮胎的质量和使用性能, 必须对轮胎的生产工艺进行革新。轮胎厂曾开发出半自动轮胎胎坯内喷涂机, 用于轮胎胎坯内壁喷涂隔离剂。结构如图1所示。喷涂机工作原理为:用取胎装置Ⅰ取胎, 将轮胎胎坯运送至旋转工作台, 按下启动按钮, 胎坯在其上旋转, 操作人员手握手喷枪将隔离剂喷到内壁上。喷涂结束后, 取胎装置Ⅱ将胎坯运送至输送装置上并二次定中, 再有机械手吊运到台车上。

1-取胎装置Ⅰ;2-手动喷涂装置;3-取胎装置Ⅱ;4-输送装置;5-机械手

全自动子午线轮胎内壁喷涂机工艺, 是在对原工艺基础上进行改进的, 新生产流程为:胎坯成型后, 通过立式输送机送到自动夹持取胎装置并定位, 再送入喷涂装置进行喷涂, 之后二次定中吊运并检查分流运送到硫化车间。

喷涂机结构及主要部件示意如图2-4所示。喷涂机有喷涂前准备阶段 (输送装置) 、喷涂定位装置及喷涂后运送装置、电气控制系统、气动控制系统等部分组成。立式输送装置为轨道车运输, 轨道车串联等距分布停车;中段定位并喷涂;喷涂后二次定中并检查。在PLC控制中输入不同规格轮胎的数据, 根据喷涂的胎坯规格选择相应数据。

喷涂机工作过程如下:

(1) 操作人员在PLC控制面板上将相应规格胎坯的参数挑出来, 将成型的胎坯通过运胎车将胎坯运送到规定位置, 通过光电开关对射将有胎信号传输到PLC, 取胎装置Ⅰ开始执行取胎命令, 将胎坯运送到喷涂装置中并定位为喷涂做准备, 如果喷涂装置中有胎坯或出现设备故障问题, 将数据信号传输到PLC, 取胎装置Ⅰ工作停止, 待故障排除后继续工作。 (如图2)

(2) 将胎坯放入喷涂装置后, 启动喷涂装置电机, 喷枪进入胎坯内, 旋转轴旋转并开始喷射隔离剂, 喷涂结束后自动复位, 等待下一条胎坯。 (如图3)

(3) 喷涂结束后, 取胎装置Ⅱ开始工作, 取下胎坯运送到运输装置架上, 光电开关对射识别有胎并启动电机, 将胎坯传送到二次定中位置, 此时机械手下降到设定好的位置后, 支撑架张开并上升取走胎坯。检查合格后运往硫化车间。 (如图4)

机械手是通过气缸控制支撑架。支撑架采用四等分距离, 稳定性佳, 降低胎坯的变形量、减少对胎坯的破坏程度。

2 安全保护系统

安全保护系统从机械防护、环境保护和电气控制等方面进行设计。机械防护方面, 除在进出胎坯口外均安装安全防护网, 做到人机分离, 将危险区域隔开, 必要位置安装检修门。检修门上安装插销和门开关, 并与电气控制系统联锁, 防止检修门意外打开。电气控制方面, 机械手处于张开状态, 卸胎位机械手上无胎坯, 通过这些位置的检测开关由PLC进行联锁控制机械手臂的旋转动作, 同时, 在进出口辊道位置安装拉绳开关, 拉绳开关、急停开关和门开关等安全开关均采用联锁控制, 任何一个开关动作都可以使设备紧急停机。环境保护方面, 增加排风除尘系统以减少涂料雾化粉尘影响操作人员的身体健康, 并由PLC联锁控制。

3 使用效果

通过对半自动喷涂机的改进, 实现胎坯全自动喷涂, 喷涂厚度和量均匀。经济成本降低, 生产效率高、操作简单, 降低了操作人员的劳动强度和减少人员配额。轮胎质量检测表明, 内壁喷涂机喷涂的轮胎质量得到很大提高。

4 结束语

新设计的全自动子午线轮胎胎坯内壁喷涂机通过生产使用并不断改进后, 可以对子午线轮胎胎坯内壁喷涂隔离剂。通过生产使用结果表明, 喷涂质量得到改善, 提高了生产效率, 操作人员配比和劳动强度同时减少, 降低了经济成本, 污染小, 具有完善的安全防护措施。

1-运胎车;2-取胎装置Ⅰ

基于电弧喷涂技术的喷标系统 第7篇

冷钢坯可以人工用涂料等方法写各种钢坯信息,而热钢坯的温度高达600 ℃～1 100 ℃,人工操作则无能为力。因此,热钢坯的标记问题是钢坯生产过程中的难题。钢厂迫切地寻求能对热钢坯进行标记的系统。

为解决热钢坯的标记问题,方便地实现钢坯的质量跟踪与可追溯性管理,笔者拟研制基于电弧喷涂技术的喷标系统。

1 喷标系统的机械组成

1.1 机械总体结构

喷标系统的机械部分包括导轨和在导轨上运动的喷标箱体,喷标系统结构示意图如图1所示。喷标箱体包括:电弧喷枪、二维运动机构、喷涂电源、丝盘等。喷标箱体在导轨上作二维运动,即垂直向钢坯移动(纵移)和沿着钢坯侧面移动(横移)。电弧喷枪是标记字符的直接部件,设计在喷标箱体的最前端,安装在二维运动机构上;二维运动机构及其支架紧随喷枪设计在喷标箱体前端;金属丝盘则放置在二维运动机构后面;喷涂电源摆放在喷标箱体的最后面。

1.2 关键部件喷枪

喷枪是喷标系统的核心部件如图2所示。电弧喷枪由2个导电嘴、绝缘体、1个雾化喷嘴和电弧罩组成。喷标系统工作时[1,2],在喷枪端部呈一定角度(30°～50°)的2根连续送进的金属丝,分别连接直流电源的(18 V～24 V)正负极;当2根金属丝端部短接的瞬间产生电弧,电弧产生的热量使金属丝熔化;在电弧区的后方,由雾化喷嘴喷射出的高速空气使熔化的金属液滴雾化为微细颗粒,并在高速气流的加速作用下喷射到工件的表面,形成金属涂层;由伺服电机、滚珠丝杠等构成的二维运动机构带动电弧喷枪按照预定字符轨迹高速运动,从而在钢坯表面形成字符,实现钢坯标记目的。

导电嘴是电弧喷枪的易损件,它有两个功能:①引导金属丝进入电弧区;②传导电流给金属丝。导电嘴工作时,作为导体将电流传递给金属丝,需要有良好的导电性能,同时保证与金属丝接触良好。此外还要求导电嘴与金属丝的表面接触电阻小,否则可能会因为发热量大而烧毁。

雾化喷嘴主要作用是雾化熔滴。通过选择最佳的空气压强,使喷枪的两根金属丝端部都暴露在压缩空气射流中,使熔滴良好地雾化,熔滴粒子的尺寸明显地降低,涂层组织细化,标记质量高。

2 电气控制系统

根据预期研发要求,喷标系统电气设计需要满足的要求如表1所示。

针对PLC和运动控制卡的特点,电气设计时采用两轴运动控制卡控制2套伺服系统,带动电弧喷枪在二维平面运动喷写字符。PLC则负责控制喷标工艺流程,包括读取各种传感器信号,与上位机通信等[3]。

电气设计框架图如图3所示。

该系统采用西门子PLC,控制流程如下:PLC上电,检查箱体是否处于原点,若不在原点则通过手动按钮使箱体回原点;接收钢坯到位信号;启动箱体纵移,直至钢坯侧面停止;通知上位机开始喷标,并进入等待箱体横移信号;上位机接收到喷标信号后,通过运动控制卡控制X-Y 2套伺服系统[4]及送丝电机完成2个字符喷写,之后向PLC发出横移信号;PLC接收到横移信号后,控制箱体横移2个字符距离,再次通知上位机开始喷标,如此循环直到24个字符喷写完成。最后PLC控制箱体回到原点,等待下一钢坯的喷写。

控制流程图如图4所示。

3 上位机软件设计

3.1 上位机与PLC通信

上位机与PLC通信以实现设备自动化运行和远程监控。通常PLC与上位机通信有以下3种方式:①使用PLC开发商提供的系统协议和网络适配器,使用组态软件;②使用工控组态软件,如组态王、力控、MCGS、WinCC等,价格比较贵,开发应用软件缺乏灵活性;③PLC的自由通信方式,由用户自定义通信协议,编程工作量大[5]。

以上3种通信方式均不适用于喷标系统,本研究采用多点通信接口(MPI)方式实现上位机与PLC通信,使用5611卡作为网络适配器。5611卡插在工控机PCI插槽,经过硬件组态后,只要把W95_s7等动态链接库复制到系统目录后,就可以调用相应的接口函数,从而实现上位机与PLC的通信。

3.2 功能模块设计

上位机软件采用C++Builder 6开发平台设计。软件开发的主要任务是控制喷写字符、数据报表处理、故障处理。考虑到钢厂工人对计算机不熟悉,上位机软件开发还要注意易用性,防误操作等[6]。软件设计主要包括以下几个模块:

(1) 用户登录与管理模块。用于钢厂工人的身份验证、用户名增加、删除、密码修改等操作。其中,只有管理员身份才能对用户名进行增加、删除、修改等操作,普通用户只能进行密码的修改操作。

(2) 系统初始化模块。用户登录后,首先让X-Y写字系统回到坐标原点,参数设置包括:喷写字符内容以及增量方式、喷写的坐标偏移、喷写字符的高度、喷写速度等。

(3) 定时处理流程。初始化完成后,程序进入了循环扫描阶段。这个阶段与PLC的循环工作方式相似。PLC接收到钢坯到位信号后,使箱体纵移到钢坯侧面。PLC通知上位机允许喷写字符。上位机循环扫描到允许喷写信息后,开始喷写2个字符。上位机喷写完2个字符后向PLC发送横移信号。PLC接收到横移信号后,完成箱体的横移,再次通知上位机开始喷写下两个字符。如此循环直至24个字符喷写完毕。

(4) 数据处理模块。数据处理是指对所喷写标号的查询、维护、方便质量跟踪;还包括各种报表(如日报表、月报表、年报表等)的处理。在生成报表时,数据按照一定的格式或钢厂的要求写入到Excel中。

喷标系统的主界面如图5所示。

4 结束语

本研究所设计的PLC与两轴运动控制卡分工协作的喷标系统能很好地完成喷标任务,大大提高了喷标速度。研究结果表明,这种设计方案提高了整体系统的可靠性,易于维护,可为工程项目提供一些有益的借鉴。

摘要：介绍了一种在热钢坯上喷写字符的设备,系统采用可编程逻辑控制器(PLC)和两轴运动控制卡分工协作实现高速喷标,其中PLC负责工艺流程控制,而运动控制卡则控制喷写字符。简要阐述了系统的机械组成和电气控制系统,最后概述了PLC程序设计、上位机软件各模块设计以及上位机与PLC通信方案设计。方案设计试验表明,该系统稳定性好、效率高,能实现对热钢坯的自动标记。

关键词：电弧喷涂技术,人机界面,两轴运动控制卡,可编程逻辑控制器

参考文献

[1]易春龙.电弧喷涂技术[M].北京:化学工业出版社,2006.

[2]BINSHI X.Application of arc spraying technology to en-hance corrosion resistance of steel structure on ship[J].Surface Engineering,1995,11(1):38-40.

[3]刘元开,魏爱玉,项占琴.基于Profibus-DP的钢管打捆机控制系统的设计[J].机电工程,2004,21(2):33-35.

[4]秦忆.现代交流伺服系统[M].武汉:华中理工大学出版社,1995.

[5]高鸿斌,孔美静.西门子PLC与工业控制网络应用[M].北京:电子工业出版社,2006.

多功能喷涂机器人光纤反馈系统改造 第8篇

关键词：机器人,光纤反馈系统,改造

1. 概述

应用在涂装喷涂机器人上的光纤主要有两种, 一是SECOS光纤, 主要用于博世力士乐控制器与伺服驱动器之间的数据传递, 实现对机器人各个轴的控制。二是Keyence (基恩士) 光纤, 主要作用是实时监控涡轮轴的旋转情况。

2. 光纤反馈系统存在的问题

涂装车间多功能喷涂机器人使用Keyence (基恩士) 光纤, 投产使用5年来一直存在光纤污染问题。由于光纤套管端头的连接方式存在产品设计缺陷, 导致一旦QD板上的管接头出现微量溶剂泄漏, 就会顺着套管端头进入光纤套管内部, 造成光纤污染, 直接导致光纤无法精确检测到空气轴承转速, 空气轴承转速反馈值很低, 机器人出现报警, 无法正常使用。

为此, 每次出现报警, 都要将喷涂机器人的雾化器拆下, 清洁光纤套管, 重新剪切光纤。每次清洁单台机器人耗时>40 min, 严重时还需要清洁雾化器内部, 耗时>1.5 h, 同时造成了密封圈等耗材的大量使用。由于光纤经过溶剂浸泡, 透光效果不良, 多次剪切光纤, 导致多台机器人光纤长度不够。剪切光纤的特殊刀具 (光纤配套产品, 无法单独采购) 损坏严重。

3. 改造措施

艾森曼公司为提升产品质量、改善产品缺陷, 推出新型光纤。新型光纤能够有效避免光纤污染, 从而大幅减少由于空气轴承转速过低导致的故障。在减轻设备维护强度的同时提高设备开动率。图1为新型光纤的一部分。

经过一系列调研咨询, 选用新型光纤进行替换改造。在改造的过程中, 发现原有与光纤配套的保护套管过于坚硬, 易磨损光纤, 改用气管替代原有保护套管;原有配套垫片与外围固定套干涉, 用角磨机倒垫片4个角, 干涉问题解决。

由于前期工作准备充分, 一天就完成了1台喷涂机光纤反馈系统的改造。从使用效果看, 新型光纤很好地反馈空气轴承旋转情况, 同时又解决光纤前端污染问题, 达到改造预期目标。此次改造, 在喷涂机器人手臂内部增加了光电转换装置, 同时取消了机器人气动柜中的计数器。

4. 改造效果

自动喷涂系统 第9篇

关键词：京津城际,铁路桥梁,防水层,喷涂聚脲弹性涂膜

我国铁路多年的运营经验和国内外大量研究成果表明,混凝土桥梁出现混凝土表层剥落、钢筋锈蚀等常见病害,水渗入桥梁混凝土内部是重要原因之一,因此桥面设置防水层已成为必须。

对防水层上设置了混凝土保护层的铁路桥梁桥面而言,有多种防水层材料可供选用,但京津城际轨道交通工程由于新方案轨道底座板与桥梁顶面需要相对滑动,防水层上不设混凝土保护层,而且防水层是在预制梁场内架梁之前进行(即便防水层在已架好的梁上进行,底座板及轨道等的安装也要在防水层上进行),因此,选用的防水层材料不但要具有很好的防水性能,能承受很高的应力,对混凝土粘结性能高,不会起泡或分层,耐高低温、耐疲劳、耐老化、耐穿刺和耐滑动等性能好,而且要满足运梁车及设备安装所必须的抗冲击、耐磨损等性能要求。这些都给防水层材料提出了新的要求,整个桥面防水工程从材料选用到施工,都面临着创新。笔者有幸参与并负责了京津城际铁路桥面防水层材料的筛选和组织北京东方雨虹中标承建防水层工程的施工,特撰写此文供类似工程参考。

1 工程概况

京津城际轨道交通是沟通北京、天津两大直辖市的快速便捷通道,全长115.2 km,也是我国第一条高速客运专线。该轨道交通预制梁宽12.4 m、长32.6m。两防撞墙外电缆槽宽1.5 m,电缆槽构造复杂,且防水层外露,依据铁道部科技司《客运专线桥梁混凝土桥面防水层暂行技术条件》,采用高强度(拉伸强度≥6 MPa)聚氨酯防水涂料。防撞墙内即桥面的中间主体部位防水层宽9.4 m,该部位防水层外露,在防水层之上设置滑动层,滑动层上安装轨道,故对防水层材料有如前所述的诸多高要求。

2 材料选择

为了确保材料选用正确、合理可靠,铁道部第三勘察设计院、德国博格公司和相关梁场领导和技术人员共同组成检查组,对推荐选用的材料的防水层样板进行检验,主要检验防水层承受运梁车通行时碾压的能力、抗凿冲击性和与基层附着性。检验在防水层完成后24 h进行,受检的样板有喷涂聚脲弹性涂层、甲基丙烯酸甲酯涂层、水泥基渗透结晶型涂料涂层,防水层厚均为2 mm。经过以上三项性能检验,只有喷涂型聚脲弹性涂料防水层在施工24 h后即固化形成坚硬涂层,运梁车碾压无磨损、并经受抗凿冲击。

京津城际铁路桥面用防水层材料,在进行相关试验及研讨论证的基础上确定选用喷涂聚脲弹性涂料,并由铁道部第三勘察设计院提出技术条件及验收标准,最后经相关单位确认。

3 喷涂聚脲弹性涂料技术要求

京津城际铁路桥面用喷涂聚脲弹性涂料,要求为双组分、快速固化型、不含溶剂。A组分由预聚物或半预聚物与异氰酸酯反应制得,B组分由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成。A组分和B组分在专用喷涂设备的喷枪内混合撞击,快速反应固结成灰色的弹性体涂膜,其技术指标要求见表1。东方雨虹承接了京津城际桥面防水工程约1/3的工程量,总面积达32.6万m2,所采用的SPUA-351喷涂聚脲弹性涂料经铁科院质检部门检测,完全达到表1要求。

4 防水层构造及技术细节

4.1 喷涂防水层系统构造

依据有关部门编制的《京津城际铁路桥面防水层技术条件和验收标准》,工程桥梁混凝土桥面中间部位防水层构造见图1。

4.2 技术细节

如图1所示,整个防水层系统由钢筋混凝土梁、防水层底涂层、喷涂聚脲防水层构成,防水层厚度2mm。每一构成层次技术细节的要求如下。

1)桥面基层

基层是防水涂层的支撑层,其质量至关重要。混凝土桥面最少养护7 d,基面必须坚实、平整、干燥、洁净,无明显凹凸不平、洞眼、裂缝等现象,无浮浆、油脂等污物,缺陷处应用聚合物砂浆或专用腻子修补。表面平整度要求在用4 m靠尺(直尺)平放于基层时,基层和直尺间隙小于3 mm且只允许平滑变化。

基层表面平整但不宜光滑,应用电动角磨机和手动磨机进行糙化处理至手触有粗糙感为度。

2)防水层底涂层

为提高聚脲涂层与桥面基面粘结力,必须在经检验合格的基层上涂刷基层处理剂,所选用的底涂必须与聚脲涂层相容并形成一体。底漆涂布应均匀、不漏涂、不堆积,也不宜太厚,只要均匀覆盖即可。

3)聚脲防水层要求及检验方法见表2。

5 桥面防水层施工

5.1 施工流程

施工准备→基层处理→基层质检→基层验收→涂刷基层处理剂→处理剂层质检→喷涂聚脲涂层→聚脲涂层质检→涂层缺陷修补→验收。

5.2 主要施工工艺

5.2.1 施工准备

1)材料准备

包括喷涂聚脲弹性涂料、基层处理剂及修补缺陷和坑洞的腻子。本项目采用的基层处理剂为双组分环氧树脂底油,配套腻子也为环氧树脂基;SPUA-351喷涂聚脲弹性涂料进场后按规定送检,所有材料进场后入库贮存备用,以避免受环境的影响。

2)机具准备

(1)专用喷涂机:本工程采用美国GUSMER公司H20/35型专用喷涂机,该机配有喷枪、空气压缩机、空气过滤器、油水分离器、物料输送系统、自动计量、混合、加热、温控以及物料清洗系统等配套系统设备,见图2。

(2)一般设备及工具见表3所示。

5.2.2 基层准备

打磨:桥面基层在具备基本技术要求的基础上,应采用打磨机、抛丸机进行打磨处理,使基层表面有一定的粗糙度。

缺陷修补:对洞眼、凹陷部位,用专用腻子/聚合物砂浆进行修补处理,控制其强度和结构相一致,见图3。

清洁处理:清扫干净,并用合适的溶剂去除油污,用压缩空气吹扫或吸尘器吸取,必要时用清水冲洗,驱除基面细小浮灰。

5.2.3 涂刷基层处理剂

在检查合格的基层上,涂刷基层处理剂(底涂),本项目采用了专用环氧树脂基底涂。涂布应均匀,无漏涂、堆积;底涂固化过程中必要时(冬季)放置遮盖物,以使表面不受污染。为使底涂能渗入桥面混凝土基层,本项目采用手工涂布。

5.2.4 喷涂聚脲弹性涂料

由专业枪手或经培训合格的工人进行喷涂聚脲施工。喷涂前先对设备进行调试,各系统运转正常后,开始喷涂聚脲涂料。先在喷涂范围薄喷一遍,聚脲材料凝胶时再依次喷涂所需要的2 mm厚度,最后还应对感观厚度小的区域补充喷涂(俗称压枪),确保涂层均匀。喷涂全过程应连续、不间断完成,见图4。

5.2.5 聚脲弹性涂料防水层检查验收

防水层施工完毕,经自检合格后报请监理检查验收。检验项目包括:厚度、粘结强度、平整度等。

6 几点体会

1)通过对几类防水材料(涂膜)物理力学和化学性能的比较以及防水层耐磨损性、抗凿冲击性、附着性等性能的测试,表明拉伸强度在11.8 MPa以上、硬度在邵氏D48～D56范围的喷涂聚脲弹性涂料,完全能满足铁路混凝土桥面外露防水层的要求。

2)通过京津城际轨道交通桥面喷涂聚脲防水层的施工和施工过程的质量控制,充分证明要确保喷涂聚脲弹性涂料防水层的质量,材料是基础、施工是关键。

3)通过京津城际轨道交通桥面喷涂聚脲弹性涂料防水层的施工,体会到防水基层处理、基层处理剂的配套及涂布、聚脲喷涂前的材料、设备、环境条件准备和喷枪手的喷涂技能等,是获得高质量聚脲涂层应特别重视的技术细节。

4)冬季低温多风,虽然可以进行聚脲喷涂施工,但确保涂层质量和满足进度要求,采取一定的措施还是必要的。这些措施包括:原材料贮存在10℃以上室内,搭建临时棚,防风沙和保温等。