對(duì)靜電噴涂操控系統(tǒng)的研制，本文完結(jié)了如下作業(yè)。首要，對(duì)系統(tǒng)整體架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。其次，詳細(xì)全自動(dòng)噴粉流水線設(shè)計(jì)了靜電噴涂操控柜內(nèi)部的通訊和諧器和操控器。通訊和諧器選用STM32F407作為主控MCU，設(shè)計(jì)了以太網(wǎng)和RS48_5通訊接口。并設(shè)計(jì)了固態(tài)繼電器觸發(fā)輸出電路用于操控器的觸發(fā)。操控器分為操作面板和操控主板，分別選用STM32F100設(shè)計(jì)了操作面板和STM32F20_5設(shè)計(jì)了操控主板。其功用是對(duì)靜電噴涂參數(shù)輸出進(jìn)行控制，以及對(duì)輸出參數(shù)進(jìn)行丈量。然后，詳細(xì)設(shè)計(jì)了噴涂操控器的軟件部分，包含操控器驅(qū)動(dòng)軟件、操控器操控算法等的設(shè)計(jì)。停止時(shí)，拉動(dòng)ENABLE禁用控制芯片并下拉RESET復(fù)位控制芯片。醉后，對(duì)靜電噴涂操控器進(jìn)行了功用測(cè)驗(yàn)，并在噴涂現(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)了操控器功能，達(dá)到了較好的噴涂效果，驗(yàn)證了靜電噴涂操控器的可行性。

全自動(dòng)噴粉流水線涂裝是指金屬和非金屬外表掩蓋保護(hù)層或裝修層，而噴涂就是差異于傳統(tǒng)的刷涂、刮涂等人工涂裝工藝，選用噴槍?zhuān)柚趬毫螂x心力，分散成均勻而微細(xì)的霧滴，施涂于被涂工件外表的涂裝辦法[。目前，全自動(dòng)噴粉流水線噴涂作業(yè)廣泛應(yīng)用于轎車(chē)、家電、塑膠、船只、航空航天等范疇。噴涂按原理根本分為三種方法:空氣噴涂、無(wú)氣噴涂和靜電噴涂，隨后又由這三種噴涂方法演化出了大流量低壓霧化噴涂、主動(dòng)噴涂、高壓無(wú)氣噴涂、等離子噴涂等噴涂方法。當(dāng)電壓足夠高的時(shí)候靜電噴槍端部的電極針周?chē)鷺?gòu)成空氣電離區(qū)，使電極針鄰近的空氣發(fā)生強(qiáng)烈電暈放電。

我國(guó)在噴涂作業(yè)的開(kāi)展上起步相對(duì)比較晚，對(duì)噴涂操控系統(tǒng)的研制也處在相對(duì)落后的水平。現(xiàn)在的涂裝生產(chǎn)線在國(guó)內(nèi)也有好多，可是總體水平與國(guó)外相比還有一定的差距。首先，國(guó)內(nèi)大多數(shù)的全自動(dòng)噴粉流水線操控器選用恒壓和恒流的操控方法來(lái)完成對(duì)靜電參數(shù)的操控，而在氣壓操控方面仍然選用手動(dòng)調(diào)理。這也制約操控器的開(kāi)展空間，手動(dòng)調(diào)壓必須在噴涂現(xiàn)場(chǎng)操作，尤其在全自動(dòng)噴粉流水線流水線作業(yè)時(shí)不光費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且手動(dòng)調(diào)壓操控精度沒(méi)有確保，也完成不了徹底的自動(dòng)化噴涂。其次，國(guó)內(nèi)的噴涂流水線缺乏系統(tǒng)性的建設(shè)，這也與職業(yè)中在涂裝設(shè)備的投入不是很大，職業(yè)散布不均勻，所以先進(jìn)的設(shè)備不充足，還有就是根底原件的問(wèn)題，總體水平不過(guò)關(guān)。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)僅在一些職業(yè)投入比較大，比方轎車(chē)零部件、航空航天選用的是比較先進(jìn)的機(jī)械臂自動(dòng)噴涂;而低端職業(yè)開(kāi)展嚴(yán)重不足，很多家電職業(yè)多數(shù)選用國(guó)外的噴涂控系統(tǒng)。此外，國(guó)內(nèi)的噴涂操控器多數(shù)是針對(duì)手動(dòng)噴涂研制的，操控器不具備對(duì)外的通訊接口，難以完成聯(lián)網(wǎng)協(xié)作噴涂。低三位2是開(kāi)始-停止模塊數(shù)據(jù)包標(biāo)志，位1是瀏覽參數(shù)模塊數(shù)據(jù)包標(biāo)志，和bi。許多國(guó)產(chǎn)操控器的界面也不行友好，一個(gè)是參數(shù)配置繁瑣，還有就是參數(shù)顯示選用指示燈分級(jí)表明，參數(shù)分辨率極低，嚴(yán)重影響噴涂質(zhì)量。

國(guó)內(nèi)噴涂設(shè)備存在的問(wèn)題與思考

全自動(dòng)噴粉流水線盡管具有很多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，可是也存在一些不足之處。例如，涂層的均勻程度受工件巨細(xì)和外形影響較大。復(fù)雜形狀的工件因受“法拉第效應(yīng)”的影響噴涂質(zhì)量往往難以確保，有時(shí)甚至需求采納手工補(bǔ)噴。此外，在高壓電場(chǎng)中工作存在電火花引發(fā)火災(zāi)的隱患，在靜電噴涂現(xiàn)場(chǎng)由大量的粉末懸浮顆粒，簡(jiǎn)單引起粉塵事故。還有就是現(xiàn)在在國(guó)內(nèi)的中小型的噴涂生產(chǎn)廠家的靜電噴涂流水線自動(dòng)化程度比較低，PLc運(yùn)動(dòng)操控醉多只有一維上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)噴涂間隔的調(diào)理仍然需求停機(jī)調(diào)整。通過(guò)采樣和測(cè)量噴槍的輸出電壓，輸出電流和反饋電流信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制電壓和控制電流輸出的閉環(huán)控制。噴涂設(shè)備質(zhì)量比較差，使用耐久度不行，精度也不足，還有就是對(duì)氣壓的操控仍然多是選用手動(dòng)調(diào)壓。

全自動(dòng)噴粉流水線供粉量的操控由流速氣壓和流化氣壓決定，供粉的空氣壓力不能太大，否則將使粉末的沉積率下降，收回粉末添加，上粉率變低。可是，對(duì)于形狀雜亂得工件，因?yàn)楣ぜ幗翘幱徐o電屏蔽的死角，可增大噴涂氣壓，使粉末有一定的噴發(fā)力。涂層的厚度與供粉量成正比，噴涂一段時(shí)間后，涂層的厚度添加減慢，再增大供粉量時(shí)，沉積率減小，使收回粉添加。美國(guó)的諾信公司研發(fā)的醉新操控體系配有12英寸的液晶五顏六色觸摸屏，具有良好的人際交互界面，選用數(shù)字流量調(diào)理的方法對(duì)氣壓進(jìn)行主動(dòng)操控。

靜電電流以及氣壓參數(shù)對(duì)噴涂作業(yè)的影響分別是:

全自動(dòng)噴粉流水線靜電電流:靜電電流過(guò)高，簡(jiǎn)單發(fā)生放電并會(huì)擊穿粉末的涂層;全自動(dòng)噴粉流水線靜電電流過(guò)低，使所帶有電荷的粉末數(shù)量削減，然后下降了噴涂功率。霧化氣壓:霧化氣壓過(guò)高會(huì)引起過(guò)噴，使噴涂功率下降，會(huì)加重粉末對(duì)噴槍的磨損，削減噴槍壽數(shù);霧化氣壓過(guò)低，則引起涂層不均勻，且簡(jiǎn)單使送粉部件阻塞。流速氣壓:流速壓力越高會(huì)使得粉料沉積的速度越快，有利于快速得到期望厚度的涂層，可是過(guò)高就會(huì)添入粉末使用量和靜電噴槍的磨損速度。全自動(dòng)噴粉流水線流化氣壓:流化氣壓過(guò)高會(huì)發(fā)生大量氣泡，然后下降粉料密度使供粉量下降，使生產(chǎn)功率下降，流化氣壓過(guò)低簡(jiǎn)單呈現(xiàn)供粉量不足或者粉末結(jié)團(tuán)然后影響上粉率。跟著計(jì)算機(jī)技能開(kāi)展迅速，主動(dòng)噴涂操控體系經(jīng)過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)硬件和軟件的結(jié)合，全自動(dòng)噴粉流水線在硬件上利用了傳感器技能、微電子技能、計(jì)算機(jī)技能，在軟件上利用了先進(jìn)操控理論算法。

由于對(duì)全自動(dòng)噴粉流水線執(zhí)行器減壓閥的機(jī)械控制沒(méi)有極限，因此在軟件中必須設(shè)定安全調(diào)節(jié)范圍：總氣壓的100 7080%。我們需要控制的是速度、壓力和霧化壓力的范圍在總壓力的1007080％之間，并且當(dāng)壓力超過(guò)范圍時(shí)，調(diào)節(jié)將停止。由原步進(jìn)電機(jī)模塊設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出PWM脈沖頻率有關(guān)。為了保證快速穩(wěn)定的氣壓調(diào)節(jié)，氣壓調(diào)節(jié)是分階段控制的。當(dāng)誤差超過(guò)IOKPa時(shí)，可以全速調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)；EEPROM存儲(chǔ)模塊使用2_SLC640和靜電噴涂控制器來(lái)控制主板。當(dāng)誤差在1--10KPa之間時(shí)，可以中速調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)；當(dāng)氣壓穩(wěn)定時(shí)，由于氣壓波動(dòng)需要調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)，則采用慢速調(diào)節(jié)。防止因輕微波動(dòng)或采樣波動(dòng)調(diào)整不正確而引起的氣壓嚴(yán)重波動(dòng)。

全自動(dòng)噴粉流水線通信模塊程序設(shè)計(jì)控制主板通過(guò)USART1與操作面板進(jìn)行通信。為了提高數(shù)據(jù)傳輸效率和CPU利用率，全自動(dòng)噴粉流水線采用DMA方式發(fā)送和接收USARTI。同時(shí)，為了接收長(zhǎng)度未知的數(shù)據(jù)，USART1的空閑可以中斷DART_IT_IDLE，并在空閑中斷處理功能中切換接收緩沖區(qū)，提高數(shù)據(jù)接收容量和速率。控制主板發(fā)送的數(shù)據(jù)包有兩種，一種是事件觸發(fā)的數(shù)據(jù)包，它由響應(yīng)面板請(qǐng)求的響應(yīng)參數(shù)組成，另一種是時(shí)間觸發(fā)的數(shù)據(jù)包，它由定期發(fā)送的廣播參數(shù)組成。為了防止發(fā)送數(shù)據(jù)之間的沖突，對(duì)各個(gè)參數(shù)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行了劃分。數(shù)據(jù)在每個(gè)模塊中生成，因此封裝參數(shù)也在每個(gè)模塊中。當(dāng)生成數(shù)據(jù)時(shí)，將調(diào)用數(shù)據(jù)打包子例程來(lái)打包數(shù)據(jù)。同時(shí)，有效數(shù)據(jù)標(biāo)志的相應(yīng)位置1指示需要發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)USENDATAFFACH不是0時(shí)，它表示有數(shù)據(jù)要發(fā)送。全自動(dòng)噴粉流水線主程序中調(diào)用發(fā)送程序。發(fā)送程序根據(jù)發(fā)送優(yōu)先級(jí)判斷是否需要發(fā)送數(shù)據(jù)。如果有一個(gè)，它發(fā)送優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)并清除位。電源使用開(kāi)關(guān)電源將220V工頻電源轉(zhuǎn)換為+24V+_5V電源，用于微控制器的微控制器系統(tǒng)和輸出電路。控制主板要求uSendDataFlag的所有8位表示都具有1字節(jié)和8位。uSendDataFlag的對(duì)應(yīng)優(yōu)先級(jí)高于時(shí)間觸發(fā)的廣播分組。