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無論是傳統(tǒng)的噴涂作業(yè),仍是現(xiàn)在先進的機器人噴涂,都離不開環(huán)境保護的論題?,F(xiàn)代社會對環(huán)境保護的意識日益增強,無論是國家仍是人民對環(huán)保都有極大的關(guān)注,在2006年國家公布的HJ/T 293-2006中華人民共和國環(huán)境保護職業(yè)標準中對轎車生產(chǎn)制作中的噴涂工藝有清晰的環(huán)境保護指標。操作面板的RS48_5通訊接口用于連接靜電噴涂控制柜內(nèi)的RS48_5總線網(wǎng)絡。在《2016年靜電噴涂職業(yè)現(xiàn)狀及開展趨勢分析》報告中顯現(xiàn)我國噴涂職業(yè)開展到今日依然有很大的空缺。在粉料粉末涂料方面,我國己經(jīng)處于穩(wěn)定的需求增長時期,這也預示著噴涂生產(chǎn)職業(yè)在未來的開展是一個需求增長的開展模式。職業(yè)的開展離不開噴涂設備的開展,所以靜電噴涂操控系統(tǒng)的研制具有深遠的意義。
作為靜電噴塑烤箱的中心,靜電噴塑烤箱操控器是噴涂功率、噴涂質(zhì)量的關(guān)鍵所在。從引入靜電噴塑烤箱技術(shù)到今日,30多年來國產(chǎn)噴涂設備己經(jīng)成為噴涂作業(yè)的必選設備。簡單、經(jīng)濟而又牢靠的主動噴涂設備才是廣大中小企業(yè)的必選,所以本課題的研討意圖是研發(fā)適用于中小型企業(yè)的靜電噴涂控制體系。但是在對產(chǎn)品質(zhì)量要求比較高的大規(guī)模生產(chǎn)作業(yè)中,國內(nèi)的噴涂設備依然不能保證產(chǎn)品質(zhì)量,國外先進的靜電噴涂操控系統(tǒng)仍是必選。這是因為國產(chǎn)噴涂設備無論是在參數(shù)操控,還是在產(chǎn)品體驗上都有不小的差距。目前國內(nèi)許多靜電噴涂操控器依然采取手動調(diào)壓,現(xiàn)場參數(shù)調(diào)整等操作繁雜,而且現(xiàn)場空氣中會有許多漂浮的粉料,嚴重影響工人身體健康。
由于調(diào)節(jié)靜電噴塑烤箱減壓閥以控制輸出氣壓,步進電機由PWM單脈沖輸出模式控制,電機速度由PWM脈沖頻率決定。該設計所需的所有USART通信接口,ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換,DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換,SPI通信接口和其他外設。在設計步進電機控制子程序時,根據(jù)靜電噴塑烤箱控制算法模塊計算出的控制量確定步進電機控制芯片配置端口的電平,以控制電機的正轉(zhuǎn),反轉(zhuǎn)和停止進入休眠模式。當步進電機正向旋轉(zhuǎn)時,下拉ENABLE使能控制芯片,上拉復位RESET和睡眠SLEEP,MS1和MS2分別為1高電平和0低電平,配置為1/2步進模式,DIR為高電平電源平板步進電機正向前旋轉(zhuǎn)。反相時,DIR很低。停止時,拉動ENABLE禁用控制芯片并下拉RESET復位控制芯片。根據(jù)由氣壓控制算法計算的輸出控制量,確定步進電機控制的轉(zhuǎn)向和調(diào)節(jié)步驟,然后調(diào)用步進電機驅(qū)動模塊程序進行調(diào)節(jié)。
ADC模擬采樣模塊編程控制器需要采集輸出的動態(tài)參數(shù)。跟著噴涂產(chǎn)業(yè)的不斷開展,靜電噴塑烤箱也越來越多,噴涂技能也不斷進步,選用主動化噴涂的手法也是噴涂職業(yè)開展的方向。靜電噴塑烤箱動態(tài)參數(shù)為輸出電壓,輸出電流,反饋電流,流量氣壓,霧化氣壓和總氣壓。還需要收集壓力傳感器供電電壓作為校正。電壓,因此有必要收集7個通道的ADc,并使用DMA模式傳輸,與主程序并行運行,以降低CPU使用率并提高實時性能。 ADC使用定時器觸發(fā)器,靜電噴塑烤箱每隔一段時間觸發(fā)一次ADC轉(zhuǎn)換,具體取決于控制器設計的控制周期。 ADC采樣的數(shù)據(jù)會波動,這將影響控制量的計算。因此,過采樣技術(shù),ADC采樣配置的采樣數(shù)據(jù)是12位,并且采樣數(shù)據(jù)被累加到16位采樣值中以避免單個采樣。過度采樣誤差對反饋控制的影響。
由于對靜電噴塑烤箱執(zhí)行器減壓閥的機械控制沒有極限,因此在軟件中必須設定安全調(diào)節(jié)范圍:總氣壓的100 7080%。懸掛運送體系擔任工件在流水線上的傳輸,典型傳輸速率為10m/s,而且懸掛輸出體系要堅持完好接地,確保懸掛的工件接地。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,并且當壓力超過范圍時,調(diào)節(jié)將停止。由原步進電機模塊設計的步進電機轉(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。當誤差超過IOKPa時,可以全速調(diào)節(jié)步進電機;當誤差在1--10KPa之間時,可以中速調(diào)節(jié)步進電機;當氣壓穩(wěn)定時,由于氣壓波動需要調(diào)節(jié)步進電機,則采用慢速調(diào)節(jié)。防止因輕微波動或采樣波動調(diào)整不正確而引起的氣壓嚴重波動。
靜電噴塑烤箱通信模塊程序設計控制主板通過USART1與操作面板進行通信。為了提高數(shù)據(jù)傳輸效率和CPU利用率,靜電噴塑烤箱采用DMA方式發(fā)送和接收USARTI。但是在對產(chǎn)品質(zhì)量要求比較高的大規(guī)模生產(chǎn)作業(yè)中,國內(nèi)的噴涂設備依然不能保證產(chǎn)品質(zhì)量,國外先進的靜電噴涂操控系統(tǒng)仍是必選。同時,為了接收長度未知的數(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??刂浦靼灏l(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,它由響應面板請求的響應參數(shù)組成,另一種是時間觸發(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,對各個參數(shù)的優(yōu)先級進行了劃分。數(shù)據(jù)在每個模塊中生成,因此封裝參數(shù)也在每個模塊中。當生成數(shù)據(jù)時,將調(diào)用數(shù)據(jù)打包子例程來打包數(shù)據(jù)。同時,有效數(shù)據(jù)標志的相應位置1指示需要發(fā)送數(shù)據(jù)。當USENDATAFFACH不是0時,它表示有數(shù)據(jù)要發(fā)送。靜電噴塑烤箱主程序中調(diào)用發(fā)送程序。發(fā)送程序根據(jù)發(fā)送優(yōu)先級判斷是否需要發(fā)送數(shù)據(jù)。如果有一個,它發(fā)送優(yōu)先級數(shù)據(jù)并清除位??刂浦靼逡髐SendDataFlag的所有8位表示都具有1字節(jié)和8位。uSendDataFlag的對應優(yōu)先級高于時間觸發(fā)的廣播分組。