KR20190077936A - Electrodeposition coating system increasing efficiency - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 피도물의 표면에 도막을 형성하기 위한 전착용 수성도료가 충진되는 전착조와, 상기 전착조 내부에 길이방향을 따라 복수개로 구비되는 복수개의 양극판과, 상기 전착조의 상부측에 구비되는 통전 레일을 포함하는 전착 도장 시스템에 있어서, 상기 양극판에 플러스(+)전원을 공급하면서 통전 레일에 마이너스(-)전원을 공급하기 위한 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)정류기를 포함하는 것을 특징으로 하는 효율성을 증대시킨 전착 도장 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to an electrodeposition tank in which a water-borne coating material for forming a coating film is formed on a surface of a substrate, a plurality of positive electrode plates provided in the electrodeposition tank along a longitudinal direction thereof, And an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) rectifier for supplying a positive (+) power to the positive plate while supplying a negative (-) power to the energizing rail. To an electrodeposited coating system.
일반적으로 자동차의 생산공정에서 차체 도장라인은 프레스 성형된 각 파트가 용접되어 완성된 차체의 표면에 도장막을 형성시켜 차체의 부식을 방지하고, 방음, 방청과 함께 수려한 미관이 제공될 수 있도록 한다.Generally, in the automobile manufacturing process, the body coating line forms a coating film on the surface of a body formed by welding each press-molded part, thereby preventing corrosion of the body, and providing a beautiful appearance together with soundproofing and anticorrosion.
상기 차체 도장라인은 차체의 부식 방지와 방청이 제공될 수 있도록 전착막을 형성하는 전착(하도)공정, 도장막을 형성하는 도료의 내 치핑성, 평활성, 내후성 등을 갖게 하는 중도공정, 수려한 미관을 위해 광택감을 주는 상도공정, 클리어 공정 등을 포함한다.The above-mentioned body coating line is used for an electrodeposition (bottoming) process for forming an electrodeposited film to provide corrosion prevention and rust prevention of a vehicle body, a middle process for imparting dipping resistance, smoothness and weatherability of a paint forming a coating film, A top process for giving a gloss feeling, a clear process, and the like.
상기한 차체 도장라인에서 전착 공정은 전착조에 담긴 전착액에서 전기 영동현상과 전기 분해작용을 발생시켜 차체의 표면에 전착막을 형성한다.In the electrodeposition process in the above-described body coating line, an electrodeposition phenomenon and an electrolytic action are generated in the electrodeposition solution contained in the electrodeposition bath to form an electrodeposited film on the surface of the body.
도 1은 일반적인 전착 도장 시스템을 설명하기 위한 개략적인 예시도이다. 1 is a schematic view for explaining a general electrodeposition coating system.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래에는 전착 도장시 디핑(Dipping)과 스프레이 수세가 반복되어 전처리 공정을 통과한 차체(B)가 전착조(3)의 상측에 설치된 레일(5)을 따라 이송되는 행거(1)에 탑재된 상태로 전착액이 담긴 전착조(3)로 입조된다.As shown in FIG. 1, conventionally, when the electrodeposition coating is repeated, dipping and spray washing are repeated to transfer the body B, which has passed the pre-treatment step, along the
상기 전착조(3)의 내측벽에는 전착액으로 플러스(+) 전원을 인가하기 위한 격막(6)이 적어도 하나 이상 복수개 배치되고, 행거(1)에는 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 차체(B)에 마이너스(-) 전원을 인가하기 위한 통전 레일(7)이 설치되며, 행거 지지바(9)를 통해 레일(5)과 연결되는 행거 브라켓(4)이 각각 장착되고, 3상 교류 고전압을 단상 직류전압으로 변환시켜 상기 격막에 플러스(+) 전원을 공급하고, 상기 통전 레일에 마이너스(-) 전원을 공급하는 정류기(미도시)가 전착조의 외측에 별도로 구비된다. 또한, 상기 행거 브라켓(4)에는 행거(1)의 수직 하중을 지지하면서 통전 레일(7)에 인가되는 전원이 레일(5)로 통전되는 것을 차단하기 위한 절연유닛(8)이 장착된다. 따라서, 전처리 공정을 거친 차체(B)는 전착조(3)의 상측에 설치된 레일(5)을 따라 이송되는 행거(1)에 탑재된 상태로 전착조(3)에 입조되어 전착액에 잠겨지게 되고, 하나 이상 복수개로 구성되는 격막(6)을 통해 전착액에 플러스(+) 전원이 통전되어, 상기 통전 레일(7)을 통해 차체(B)에 마이너스(-) 전원이 통전되면 전착액에서는 전기 영동현상과 전기 분해작용이 발생되어 전착 성분이 석출되며, 석출된 전착 성분은 차체의 표면으로 이동되어 전착막을 형성하게 된다.At least one or
한편, 종래의 전착 도장 시스템은 상기의 통전 레일에 마이너스 전원을 공급할 수 있도록 교류전압을 주기내의 일정지점에서 TURN-ON 하여 직류전압을 만든 다음 도통각 제어(위상제어)를 통해 직류전압을 제어하는 SCR(Silicon Controlled Rectifier)방식의 정류기를 사용하였다. Meanwhile, in the conventional electrodeposition coating system, an AC voltage is turned on at a certain point within a cycle so that a negative power can be supplied to the energizing rail, and then a DC voltage is generated, and then a DC voltage is controlled through a conduction angle control A rectifier of SCR (Silicon Controlled Rectifier) method was used.
그런데, 상기의 SCR정류기가 구비되는 전착 도장 시스템은 주파수 및 효율이 낮아 전력소비량이 현저히 많으며, 저주파 출력으로 전류 밀도가 낮아 제품의 도장 표면의 두께가 균일하지 않고 도 3과 같이 표면에 극심한 깨스핀 불량이 발생하여 리플율이 20% 이상인 문제점이 있었다. However, since the electrodeposition coating system equipped with the SCR rectifier has a low frequency and efficiency, the electric power consumption is remarkably high, the current density is low due to low frequency output, and the thickness of the coated surface of the product is not uniform. And a ripple ratio of 20% or more was generated.
뿐만 아니라, 하절기에 주변의 온도가 30℃이상인 경우 과열 경고음이 자주 울리는 문제점이 발생하고, 예비 정류기가 구비되지 않아 문제 해결까지 도장 공정 전체가 중단되어 버리는 문제점이 있었다. In addition, when the ambient temperature is 30 ° C or higher during the summer season, there is a problem that the overheat warning sound frequently occurs, and the preliminary rectifier is not provided, so that the entire painting process is interrupted until the problem is solved.
더욱이, 상기의 SCR정류기는 단순 시퀀스 제어 방식으로서 병렬구성 및 PLC제어를 위해서는 많은 비용이 소모되는 문제점이 있었다.
Moreover, the SCR rectifier is a simple sequence control method, and thus has a problem in that a lot of cost is required for the parallel configuration and the PLC control.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 전력소비가 적으며, 고속 균일한 전착도장이 가능하고, 리플율을 현저히 감소시킬 수 있는 전착 도장 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
It is an object of the present invention to provide an electrodeposition coating system which is capable of reducing electrodeposition at a high speed and having a low power consumption and capable of remarkably reducing a ripple rate.
상기와 같은 목적을 위하여 본 발명은 피도물의 표면에 도막을 형성하기 위한 전착용 수성도료가 충진되는 전착조와, 상기 전착조 내부에 길이방향을 따라 복수개로 구비되는 복수개의 양극판과, 상기 전착조의 상부측에 구비되는 통전 레일을 포함하는 전착 도장 시스템에 있어서, 상기 양극판에 플러스(+)전원을 공급하면서 통전 레일에 마이너스(-)전원을 공급하기 위한 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)정류기를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an electrodeposition coating apparatus comprising an electrodeposition vessel filled with a water-borne coating material for forming a coating on a surface of a substrate, a plurality of positive electrode plates provided in the electrodeposition vessel along a longitudinal direction, An insulated gate bipolar transistor (IGBT) rectifier for supplying a plus (+) power to the positive plate and a minus (-) power supply to the energizing rail while supplying a positive (+) power to the positive plate .
또한, 본 발명에서 상기 IGBT정류기는 상기 양극판과 1:1 비율로 구비되며 각각의 양극판과 직렬로 연결되어, 양극판별 개별 전압조절이 가능하도록 하여 두께가 얇은 피도물 또는 부위별로 두께가 상이한 피도물의 전착 도장시 일정한 도막 두께를 형성하여 깨스핀 불량을 줄일 수 있도록 한 것을 특징으로 한다. In addition, in the present invention, the IGBT rectifier is provided in a ratio of 1: 1 with the positive electrode plate, and is connected in series with each positive electrode plate to adjust the voltage of each positive electrode plate. Thus, And a coating film thickness is formed at the time of coating to reduce sesame spin defectiveness.
또한, 본 발명은 상기 각각의 IGBT정류기와 전기적으로 연결되어 상기 양극판 각각에 설정된 전압값과 전류값이 표시되며 각 양극판의 통전 전압값을 설정할 수 있도록 터치스크린 기능이 가능한 디스플레이 화면이 구비되는 제어기를 포함하여, 상기 제어부에서 사전에 설정된 목표 전류값과 검출부로부터 피드백된 전류값을 비교하여 조건에 부합하지 못하는 양극판이 검출되면 해당 정류기의 오류 정보를 디스플레이 화면을 통해 송출하여 신속한 조치가 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
Further, the present invention provides a controller having a display screen which is electrically connected to each of the IGBT rectifiers to display a voltage value and a current value set in each of the positive electrode plates, The control unit compares the target current value set in advance with the current value fed back from the detecting unit, and when the positive electrode plate that does not meet the condition is detected, the error information of the rectifier is transmitted through the display screen so that quick action can be taken .
상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 전착 도장 시스템은 고속 펄스를 출력하여 피도물의 표면에 균일한 도장 처리가 이루어지도록 할 수 있으며, 도막의 내마모성을 증대시킬 수 있고 리플(ripple)율을 현저히 줄일 수 있는 장점이 있다. The electrodeposition coating system according to the present invention as described above can output a high-speed pulse to uniformly coat the surface of the substrate, increase abrasion resistance of the film, and significantly reduce the ripple rate There are advantages.
또한, 본 발명은 상기 IGBT정류기가 상기 양극판과 1:1 비율로 구비되되 서로를 직렬로 연결하여 제어기를 통해 양극판별 개별 전압조절이 가능하므로 두께가 얇은 피도물 또는 부위별로 두께가 상이한 피도물의 전착 도장시 일정한 도막 두께를 형성하여 깨스핀 불량을 줄일 수 있다. In addition, the IGBT rectifier of the present invention is provided in a ratio of 1: 1 with the positive electrode plate, but they can be connected in series to each other so that the voltage of each positive electrode can be adjusted through the controller. Therefore, the electrodeposition coating of a thin- It is possible to reduce the sesame spin defect.
뿐만 아니라, 상기 제어부에서 사전에 설정된 목표 전류값과 검출부로부터 피드백된 전류값을 비교하여 조건에 부합하지 못하는 양극판이 검출되면 해당 정류기의 오류 정보를 디스플레이 화면을 통해 송출하여 신속한 조치가 이루어지도록 하여 도장 공정라인이 중단되지 않고 지속적으로 가동되도록 할 수 있으므로 작업성과 생산성, 효율성 등이 현저히 우수한 장점이 있다.
In addition, the control unit compares the target current value set in advance with the current value fed back from the detection unit, and when a bipolar plate that does not meet the condition is detected, error information of the rectifier is transmitted through the display screen, Since the process line can be continuously operated without interruption, it is advantageous in workability, productivity and efficiency.
도 1 내지 2는 종래의 전착 도장 시스템을 설명하기 위한 개략적인 예시도.
도 3은 종래 기술에 따른 전착 도장 시스템을 통한 피도물의 표면의 깨스핀을 촬영한 사진.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전착조를 도시한 개략적인 예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 IGBT정류기를 설명하기 위한 개략적인 예시도.
도 6 내지 7은 본 발명의 실시예에 따른 1차 정류부를 설명하기 위한 개략적인 예시도.
도 8 내지 9는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 변조부를 설명하기 위한 개략적인 예시도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 제어기의 디스플레이 화면을 촬영한 사진.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic view for explaining a conventional electrodeposition coating system; Fig.
FIG. 3 is a photograph showing a ses-spin picture taken on the surface of a substrate through an electrodeposition coating system according to the related art.
4 is a schematic view showing an electrodeposition bath according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic illustration of an IGBT rectifier according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 6 to 7 are schematic illustrations for explaining a first rectifying section according to an embodiment of the present invention; FIG.
8 to 9 are schematic illustrations for explaining a frequency modulation unit according to an embodiment of the present invention;
10 is a photograph of a display screen of a controller according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 효율성을 향상시킨 전착 도장 시스템에 대하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
Hereinafter, an electrodeposition coating system having improved efficiency according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 피도물의 표면을 균일하게 도장 처리함으로써 도막의 내마모성을 증대시킬 수 있고, 리플(ripple)율과 전력소비량을 현저히 감소시킬 수 있도록 한 것을 기술적 특징으로 하는 전착 도장 시스템을 개시한다. The present invention discloses an electrodeposition coating system that can increase the abrasion resistance of a coating film by uniformly painting the surface of the substrate, and can significantly reduce the ripple rate and power consumption.
상기와 같은 목적을 위하여 본 발명은 피도물의 표면에 도막을 형성하기 위한 전착용 수성도료가 충진되는 전착조와, 상기 전착조 내부에 길이방향을 따라 복수개로 구비되는 복수개의 양극판과, 상기 전착조의 상부측에 구비되는 통전 레일을 포함하는 전착 도장 시스템에 있어서, 상기 양극판에 플러스(+)전원을 공급하면서 통전 레일에 마이너스(-)전원을 공급하는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)정류기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an electrodeposition coating apparatus comprising an electrodeposition vessel filled with a water-borne coating material for forming a coating on a surface of a substrate, a plurality of positive electrode plates provided in the electrodeposition vessel along a longitudinal direction, And an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) rectifier for supplying a positive (+) power to the cathode plate while supplying a negative (-) power to the electrifying rail, in the electrodeposited coating system including the electrifying rail .
피도물이라 함은 표면에 전착막이 형성되는 금속 재질의 제품으로서, 예를 들어 차량의 골격을 이루는 전,후방 프레임, 또는 차량용 배터리의 캐리어나 크로스 멤버 등과 같은 자동차소재제품을 들 수 있다. The substrate is a metal product in which an electrodeposited film is formed on the surface. Examples of the substrate include front and rear frames constituting the skeleton of a vehicle, and automobile materials such as carriers and cross members of automotive batteries.
일반적으로, 생산성과 작업성, 경제성 등을 고려하였을 때 피도물이 전착조 내에서 머무르는 시간은 대략 4분 정도이며, 주어진 시간 내에 소비자가 요구한 두께의 도장처리가 완료되기 위해 초기 전압이 달라져야 한다. 이러한 이유는 제품마다 면적과 두께가 다르기 때문인데, 예를 들어, 차량의 골격을 이루는 전방 또는 후방 프레임과 같이 비교적 크기가 큰 대물류는 전착 도장시 초기 전압값을 높게 설정한 다음 진행상황에 따라 전압을 점점 낮춰야하며, 차량용 배터리의 캐리어나 크로스 멤버 등의 소물류는 반대로 초기 전압을 낮게 설정한 다음 진행상황에 따라 전압을 점점 높여주는 것이 좋다. 예를 들어, 소물류의 피도물에 대물류의 전압을 설정하게 되면 소비자가 요구한 두께 이상으로 페인트가 도포되므로 제품의 품질불량(도막 파괴 및 깨스핀 불량)이 발생하게 되고 생산단가가 상승하게 되는 문제점이 발생하게 된다. Generally, when the productivity, workability, and economy are taken into consideration, the time of staying in the electrodeposition tank is about 4 minutes, and the initial voltage must be changed in order to complete the coating process required by the consumer within a given time. This is because the area and the thickness are different for each product. For example, in the case of a large-sized large-sized vehicle such as a forward or a rear frame constituting a skeleton of a vehicle, the initial voltage is set high during electrodeposition coating, The voltage should be lowered gradually, and it is advisable to set the initial voltage low, and gradually increase the voltage according to the progress of the small cargo such as the carrier or the cross member of the vehicle battery. For example, when the voltage of the logistics is set to the object of the small logistics, the paint is applied beyond the thickness required by the consumer, so that the quality of the product is deteriorated (film breakage and sesame spin defect) A problem occurs.
상기 전착조는 상기 피도물의 표면에 도막을 형성할 수 있도록 내부에 일정량의 전착용 수성도료가 충진되며, 상부측에는 행거에 탑재되어 레일을 따라 이송되는 차체에 마이너스 (-) 전원을 통전시키는 통전레일이 설치된다.The electrodeposition tank is filled with a predetermined amount of water-borne water-borne paint to form a coating film on the surface of the substrate, and an energizing rail mounted on the hanger for energizing a minus (-) power source Respectively.
또한, 상기 전착조의 양측 내벽에는 복수의 양극판이 구비된다. In addition, a plurality of positive electrode plates are provided on the inner walls on both sides of the electrodeposition tank.
상기 양극판은 상기 전착조에 담기는 전착액에 플러스(+)의 전원을 공급한다. 상기 양극판을 통해 전착액에 통전되는 플러스(+)의 전원과 통전레일의 통해 전착액에 잠겨진 차체에 통전되는 마이너스(-)의 전원은 전착액에서 전기 영동 현상과 전기 분해 작용을 유발시켜 전착 성분을 석출시킨다. In the positive electrode plate, positive (+) power is supplied to the electrodeposited liquid contained in the electrodeposition tank. (+) Power source which is energized to the electrodepositing liquid through the positive electrode plate and a negative (-) power source which is energized to the vehicle body which is immersed in the electrodepositing liquid through the energizing rail cause electrophoresis and electrolysis in the electrodeposition liquid, .
상기 전착액에서 석출되는 전착 성분은 이온물질로 마이너스(-)의 전원이 통전되는 차체의 표면으로 이동되어 전착막을 형성하게 된다.The electrodeposition component precipitated in the electrodeposition liquid is transferred to the surface of the body where a negative (-) power source is energized to form an electrodeposited film.
상기 양극판은 전착조의 양측 내벽에 길이방향을 따라 일정간격을 두고 복수개로 구비될 수 있으며, 예를 들어 도 4와 같이 전착조(10)의 좌측과 우측 내벽에에 각각 6개의 양극판(20)이 길이방향을 따라 일정간격으로 배열될 수 있다. 상기 양극판의 수는 본 발명의 권리범위에 한정하지 않는다. For example, as shown in FIG. 4, six
상기 IGBT정류기는 IGBT 소자를 사용하여 고주파 스위칭 방식으로 PWM 제어에 의한 정류장치로서, 상용전압을 직류 전압으로 변환시켜 상기 통전 레일으로 마이너스(-)전원을 공급하면서 상기 양극판으로 플러스(+)전원을 공급한다.The IGBT rectifier is a rectifier device by PWM control in a high frequency switching system using an IGBT element, converts a commercial voltage to a DC voltage, supplies a minus (-) power to the energizing rail, Supply.
통상적으로, 종래의 전착 도장 시스템에서는 정류기로서 SCR(Silicon Controlled Rectifier)방식의 정류기를 사용하였는데, 주파수 및 효율이 낮아 전력소비량이 현저히 많고, 저주파 출력으로 전류 밀도가 낮아 제품의 도장 표면의 두께가 균일하게 형성되지 못하여 피도물의 도막 표면에 극심한 깨스핀 불량이 빈번하게 발생함에 따라 리플율이 20% 이상인 문제점이 있었다. Conventionally, in a conventional electrodeposition coating system, a rectifier of SCR (Silicon Controlled Rectifier) method is used as a rectifier. However, since the frequency and efficiency are low, the power consumption is remarkably large and the current density is low at a low frequency output, So that a severe sesame spin defect often occurs on the surface of the coating film of the substrate, resulting in a ripple ratio of 20% or more.
본 발명에서는 정류기로서 IGBT정류기를 사용하는데, IGBT정류기는 PWM(Pulse Width Modulation, 구형파)방법으로 SCR 정류기에 비하여 1초에 25,000회 이상의 출력파동을 발생시시키고, 고전류 저전류 편차를 대폭적으로 줄일 수 있으므로 균일한 표면 처리가 가능하여 도막의 내마모성을 증대시킬 수 있으며, 고효율(88~95% 이상)로 에너지 절감이 가능하고, 저리플(출력 실부하 조건:2%이하), 고밀도 에너지 인가에 따른 전류편차 감소로 도료의 균일성 유지 등이 가능한 장점이 있다. In the present invention, an IGBT rectifier is used as a rectifier. The IGBT rectifier generates PWM (Pulse Width Modulation, square wave) method which generates an output wave more than 25,000 times per second in comparison with the SCR rectifier and greatly reduces high current and low current deviation (88 to 95% or more), low ripple (output room load condition: less than 2%), high current density due to high density energy application And the uniformity of the paint can be maintained by reducing the deviation.
도 5은 본 발명의 일실시예에 따른 IGBT정류기를 설명하기 위한 개략적인 예시도이다. 5 is a schematic view illustrating an IGBT rectifier according to an embodiment of the present invention.
본 발명에서 상기 IGBT정류기(100)는 크게 1차 정류부(110)와, 주파수 변조부(120)와, 2차 정류부(130)와, 최종 평활부(140)와, 제어회로부(150)를 포함하여 구성된다. In the present invention, the
상기 1차 정류부(110)는 상용전원을 입력받아 직류전원으로 변환하는 장치로서, 도 6과 같이 상용전원(교류)를 직류(맥류)로 변환하는 다이오드(111)와, 도 7과 같이 직류에 포함된 맥동분을 매끄럽게 변환하는 평활 회로부(112)를 포함한다. 6, the
상기 주파수 변조부(120)는 인버터부(121) 및 변압부(122)로 구성된다. The
상기 인버터부(121)는 상기 1차 정류부(410)를 통해 변환된 직류전원을 교류전원으로 변환하는 공지의 장치로서, IGBT소자를 ON-OFF하여 60~25,000HZ의 교류전원으로 변환한다. 구체적으로, 상기 인버터부는 도 8을 참조하면 상기 1차 정류부(110)를 통해 변환된 직류(DC)전원을 인버터부의 IGBT소자의 교번 스위칭에 의해 교류전원을 얻는다. 즉, 인버터부(121)는 IGBT소자의 제1스위치(S1)와 제4스위치(S4)가 동시에 ON되어 A방향으로 전류가 흐르도록 하고, 제2스위치(S2)와 제3스위치(S3)가 동시에 ON되어 B방향으로 전류가 흐르도록 하며, 위 동작을 반복수행하면 1차 정류부로부터의 직류전류의 흐름 방향이 바뀌어서 변압부의 1차측이 교번된 교류 출력전압을 얻게 되며, IGBT의 각각의 제 1내지 제4스위치(S1,S2,S3,S4)의 작동시간을 조절함으로써 인버터부의 출력전압의 크기를 변화시킨다. 도 9는 직류전원을 교류전원으로 변환할 때의 전류파형을 도시한 예시도이다. The
상기 변압부(122)는 전자유도작용을 이용하여 상기 인버터부(121)로부터의 교류전압이나 전류의 값을 변환하는 것으로, 1차와 2차간의 변압비를 조정하여 원하는 전압과 전류를 얻는다. The
상기 2차 정류부(130)는 상기 인버터부 및 상기 변압부로부터의 교류전원을 정류 다이오드로 정류하여 직류전원으로 변환하는 것으로, 상기 2차 정류부의 다이오드는 1차 정류부에서 사용하는 다이오드보다 고속이어야 하며, 초고속 리커버리(Ultra Fast Recovery) 또는 쇼트키 베리어(Schottky Barrier) 다이오드를 사용한다.The
상기 최종 평활부(140)는 상기 2차 정류부의 출력단에 리액터(Reactor)와 콘댄서를 병행하여 파형을 평활시킨다. The
상기 제어회로부(150)는 검출부(151)와 제어부(152)로 구성된다. 상기 검출부(151)는 상기 2차 정류부의 출력단의 전압과 전류를 측정하여 제어부에 피드백하고, 상기 제어부(152)는 상기 검출부로부터 피드백된 전압 및 전류값과 사전에 설정된 전압 및 전류값을 비교하여 정류기의 전압과 전류를 제어한다. The
하기의 표 1은 본 발명의 실시예에 따라 SCR정류기가 구비되는 전착 도장 시스템의 전력 사용량을, 표 2는 IGBT정류기가 구비되는 전착 도장 시스템의 월별 전력 사용량을, 표 3은 표 1 내지 2로부터 도출한 연간 전력요금 절감액을 기재되어 있다. Table 1 below shows the power consumption of the electrodeposition coating system equipped with the SCR rectifier according to the embodiment of the present invention, Table 2 shows the monthly power consumption of the electrodeposition coating system provided with the IGBT rectifier, The annual electricity cost savings derived are listed.
(KW/h)Power per hour
(KW / h)
(h)Working hours
(h)
(일)Monthly working day
(Work)
(원)unit price
(won)
(원)Sum
(won)
상기와 같이 본 발명에 따른 IGBT정류기가 구비되는 전착 도장 시스템은 표 1 내지 2를 통해 알 수 있듯이 SCR정류기가 구비되는 전착 도장 시스템에 비해 시간당 전력사용량이 적으므로 표 3과 같이 원가와 에너지 사용량을 현저히 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. As can be seen from Tables 1 and 2, the electrodeposition coating system having the IGBT rectifier according to the present invention has a smaller amount of electric power consumption per hour than the electrodeposition coating system having the SCR rectifier, A remarkable reduction effect can be obtained.
다음으로, 본 발명에서 상기 IGBT정류기(100)는 상기 양극판(20)과 1:1 비율로 구비되어 각각의 양극판과 직렬로 연결되는 것을 특징으로 한다. Next, in the present invention, the
종래의 SCR정류기가 구비되는 전착 도장 시스템은 복수의 양극판이 하나의 SCR정류기에 결되어 일괄적으로 제어되었다. 따라서, 상기 SCR정류기에 소정의 전압값을 입력하면, 입력된 조건에 따라 연결된 모든 양극판에 동일한 전압이 공급되었다. 그런데, 이와 같이 모든 양극판에 동일한 전압이 공급되면 두께가 얇은 피도물이나 부위별로 두께가 상이한 피도물을 전착 도장할 경우 두께나 부위에 따라 도막의 두께가 일정하지 않고 심각한 깨스핀 불량이 발생하는 문제점이 있었다. In the electrodeposition coating system in which the conventional SCR rectifier is provided, a plurality of positive electrode plates are collectively controlled by one SCR rectifier. Therefore, when a predetermined voltage value is input to the SCR rectifier, the same voltage is supplied to all the connected positive plates according to the input conditions. However, when the same voltage is applied to all the positive electrode plates as described above, when the electrodeposited coating material having a thin thickness or a different thickness is applied to the positive electrode plate, the thickness of the coating film is not constant depending on the thickness or the area, .
이에, 본 발명은 상기 전착조 내부에 구비되는 양극판과 1:1 비율로 IGBT정류기를 구비하여 각각 직렬로 연결함으로써, 각 양극판별 개별 전압조절이 가능하도록 함으로써 두께가 얇은 피도물 또는 부위별로 두께가 상이한 피도물의 전착 도장시 일정한 도막 두께를 형성하여 깨스핀 불량을 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 얇은 두께를 갖는 금속 재질의 피도물의 전착 도장시 전착조의 전방측의 양극판의 전압을 후방측의 양극판의 전압에 비해 상대적으로 낮게 설정하여 양호한 품질의 도막이 형성되도록 할 수 있다. Accordingly, the present invention provides an IGBT rectifier in a ratio of 1: 1 with a positive electrode plate provided in the electrodeposition tank, and is connected in series so that individual voltage adjustment can be performed for each positive electrode plate, It is possible to obtain an effect of reducing the sesame spin defect by forming a constant film thickness during electrodeposition coating of the substrate. For example, in the electrodeposition of a metal substrate having a thin thickness, the voltage of the positive electrode plate on the front side of the electrodeposition tank may be set to be relatively low as compared with the voltage of the positive electrode plate on the rear side, so that a good quality coating film can be formed.
또한, 본 발명은 상기 각각의 IGBT정류기와 전기적으로 연결되어 상기 양극판 각각에 설정된 전압값과 전류값이 표시되며 각 양극판의 통전 전압값을 설정할 수 있도록 터치스크린 기능이 가능한 디스플레이 화면이 구비되는 제어기를 포함하여 구성된다. Further, the present invention provides a controller having a display screen which is electrically connected to each of the IGBT rectifiers to display a voltage value and a current value set in each of the positive electrode plates, .
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 제어기의 디스플레이 화면을 촬영한 사진으로서, 전착조 내부에 총 12개의 양극판이 구비되며, 1번 양극판의 전압은 271V이고, 2번 양극판의 전압은 273V이며, 3번 양극판의 전압은 274V로서, 각각의 양극판의 전압값이 다르게 설정되어 있는 것을 확인할 수 있으며, 각 양극판의 수동 제어 및 비상상황 발생시 모든 정류기를 일괄적으로 정지시킬 수 있는 비상버튼이 구비될 수 있다. FIG. 10 is a photograph of a display screen of a controller according to an embodiment of the present invention, wherein a total of twelve positive plates are provided in an electrodeposition tank, the voltage of the first positive plate is 271 V, the voltage of the second positive plate is 273 V , And the voltage of the third positive electrode plate is 274 V. It can be confirmed that the voltage values of the respective positive electrode plates are set to be different from each other, and emergency buttons for collectively stopping all the rectifiers in the event of manual control and emergency situations .
종래의 SCR정류기는 전착조 내부의 모든 양극판과 연결되어 있기 때문에 스위칭 속도가 느리고, 병렬제어 및 프로그램 제어가 어려우며, 단일 설비로 고장시 복구까지 막대한 시간이 소요되며 복구시간동안 생산이 중단되는 문제점이 발생하게 되므로 생산성과 효율성이 현저히 떨어지는 문제점이 있었다. Since the conventional SCR rectifier is connected to all the positive plates in the electrodeposition tank, the switching speed is slow, the parallel control and program control are difficult, and it takes a long time to recover when a single facility fails. There is a problem that the productivity and efficiency are remarkably deteriorated.
이에 반하여 본 발명은 양극판과 IGBT정류기가 1:1로 연결되어 상기 제어부에서 사전에 설정된 목표 전류값과 검출부로부터 피드백된 전류값을 비교하여 조건에 부합하지 못하는 양극판이 검출되면 해당 정류기의 오류 정보를 디스플레이 화면을 통해 송출되도록 하여 작업자가 신속히 해당 정류기의 오류를 바로 잡을 수 있으므로 도장 시스템이 중단되지 않고 지속적으로 가동되도록 할 수 있다. On the other hand, according to the present invention, when the cathode plate and the IGBT rectifier are connected in a 1: 1 ratio, the control unit compares the preset target current value with the current value fed back from the detection unit, So that the operator can quickly correct the error of the rectifier, so that the painting system can be continuously operated without interruption.
뿐만 아니라, 고장시 작업자가 정류기의 분전반에서 간단히 출력 라인만을 옮겨 결선하여 줌으로써 도장 라인의 중단없이 연속적인 생산이 가능하다. 예를 들어, 1번 정류기 고장시 OUT라인 케이블을 2번 정류기의 OUT 라인에 결선하여 주면 1번 정류기의 즉시 사용이 가능하므로 신속한 대처를 통해 작업성, 생산성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.(도 11 참조)
In addition, in the event of a failure, the operator can simply transfer the output line from the distribution panel of the rectifier, thereby enabling continuous production without interruption of the coating line. For example, if the OUT line cable is connected to the OUT line of the
상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 IGBT정류기가 구비되는 전착 도장 시스템은 피도물의 표면에 균일한 도장 처리가 이루어지도록 할 수 있으며, 특히 IGBT정류기가 양극판과 1:1로 연결되어 제어기를 통해 양극판별 개별 전압조절이 가능하여 두께가 얇은 피도물 또는 부위별로 두께가 상이한 피도물의 전착 도장시 일정한 도막 두께를 형성할 수 있으므로 도막의 내마모성을 확보할 수 있고 리플(ripple)율을 현저히 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
The electrodeposition coating system having the IGBT rectifier according to the present invention can uniformly coat the surface of the substrate. In particular, the IGBT rectifier is connected to the positive electrode plate at a ratio of 1: 1, Since it is possible to control the voltage, it is possible to form a constant film thickness during electrodeposition of a thin substrate or a substrate having a different thickness for each site, so that the abrasion resistance of the film can be secured and the ripple rate can be remarkably reduced have.
10 : 전착조
20 : 양극판
100 : IGBT정류기10: electrodeposition tank
20: positive electrode plate
100: IGBT rectifier
Claims (3)
상기 양극판에 플러스(+)전원을 공급하면서 통전 레일에 마이너스(-)전원을 공급하기 위한 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)정류기를 포함하는 것을 특징으로 하는 효율성을 증대시킨 전착 도장 시스템.
A plurality of positive electrode plates provided in the electrodeposition tank in a plurality of lengthwise directions and a conductive rail provided on an upper side of the electrodeposition tank; In the electrodeposition coating system,
And an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) rectifier for supplying a positive (+) power to the positive electrode while supplying a negative (-) power to the energizing rail.
The IGBT rectifier according to claim 1, wherein the IGBT rectifier is provided in a ratio of 1: 1 with the positive electrode plate, and is connected in series with each positive electrode plate to adjust the individual voltage of the positive electrode plate, Wherein an effective coating film thickness is formed at the time of electrodeposition coating to reduce sesame spin defect.
상기 각각의 IGBT정류기와 전기적으로 연결되어 상기 양극판 각각에 설정된 전압값과 전류값이 표시되며 각 양극판의 통전 전압값을 설정할 수 있도록 터치스크린 기능이 가능한 디스플레이 화면이 구비되는 제어기를 포함하여,
상기 제어부에서 사전에 설정된 목표 전류값과 검출부로부터 피드백된 전류값을 비교하여 조건에 부합하지 못하는 양극판이 검출되면 해당 정류기의 오류 정보를 디스플레이 화면을 통해 송출하여 신속한 조치가 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 효율성을 증대시킨 전착 도장 시스템.
3. The method according to claim 1 or 2,
And a controller electrically connected to each IGBT rectifier to display a voltage value and a current value set to each of the positive electrode plates and a display screen capable of a touch screen function so as to set a voltage value of each positive electrode plate,
The control unit compares the target current value set in advance with the current value fed back from the detecting unit, and when a bipolar plate that does not meet the condition is detected, the error information of the rectifier is transmitted through the display screen so that quick action can be performed Electrodeposition coating system.
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