靜電涂裝設(shè)備性價(jià)比出眾 浩偉工藝嚴(yán)苛精度高

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)靜電涂裝設(shè)備設(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)。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。靜電涂裝設(shè)備通信模塊程序設(shè)計(jì)控制主板通過(guò)USART1與操作面板進(jìn)行通信。

靜電涂裝設(shè)備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，借助于壓力或離心力，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，靜電涂裝設(shè)備噴涂作業(yè)廣泛應(yīng)用于轎車、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。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。

靜電涂裝設(shè)備工藝在圖中第六區(qū)域，噴涂區(qū)進(jìn)行，是本文研究的靜電噴涂操控體系所在區(qū)域。靜電噴涂工藝的目的是將粉末涂料均勻地噴涂到工件的外表。噴涂區(qū)設(shè)備主要包含:供粉設(shè)備、噴涂操控器、噴槍、往復(fù)機(jī)、噴粉室、粉末回收設(shè)備等。

高溫固化工藝在圖中第七個(gè)區(qū)域，其目的是將工件外表的粉末涂料加熱到規(guī)定的溫度并堅(jiān)持相應(yīng)的時(shí)間，使之熔化、流平、固化，然后得到光滑的外表外觀。

靜電涂裝設(shè)備

噴涂流水線的結(jié)構(gòu)包含懸掛運(yùn)送體系、噴淋水洗體系、加熱烘干體系、噴涂操控系統(tǒng)、粉料回收體系[}26}。懸掛運(yùn)送體系擔(dān)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(jiān)持完好接地，確保懸掛的工件接地;噴淋水洗體系擔(dān)任工件前處理工藝的水洗磷化;加熱烘干體系堅(jiān)持烘干室溫度恒定，確保噴涂前水洗的水分烘干，確保噴涂后高溫固化的溫度安穩(wěn);靜電涂裝設(shè)備操控體系是噴涂流水線的核心，直接參與噴涂參數(shù)操控，是直接影響到噴涂質(zhì)量的，也是本文研究的對(duì)象。粉料回收體系作用是通過(guò)風(fēng)機(jī)抽風(fēng)在噴粉室懸浮的多余粉料抽回過(guò)濾再利用?？刂浦靼逡髐SendDataFlag的所有8位表示都具有1字節(jié)和8位。

靜電涂裝設(shè)備操控器的采樣周期設(shè)為20ms，每周期采樣64次核算均值保存，作為一次ADC采樣的采樣值，定時(shí)器的觸發(fā)周期為(20000us/64)=312.Sus。為了保證其他模塊可以運(yùn)用完整的ADC采樣數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)在運(yùn)用前被覆蓋，目標(biāo)存儲(chǔ)區(qū)選用64*2的存儲(chǔ)緩沖區(qū)。使用DMA的DMA_ IT_ HT和DMA IT TC中斷分別對(duì)前后兩部分采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。因此，過(guò)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(gè)采樣。

DAC輸出模塊程序設(shè)計(jì)

靜電涂裝設(shè)備操控器的靜電電壓輸出是MCU通過(guò)DAc數(shù)模轉(zhuǎn)化輸出電壓再由線性放大電路進(jìn)行放大輸出。操控器選用的數(shù)模轉(zhuǎn)化參閱電壓是3V，而12位的DAC轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)范圍為0409-5，不便于直觀表明DAC輸出電壓值。所以界說(shuō)函數(shù)DAC_Set Vol(uintl6_ t vol),參數(shù)vol取值范圍為03000，表明輸出電壓范圍為0-3V。在這個(gè)函數(shù)中先將03000的數(shù)值按份額轉(zhuǎn)化為04096的DAC數(shù)模轉(zhuǎn)化參數(shù)，再調(diào)用庫(kù)函數(shù)輸出電壓。告警參數(shù)數(shù)據(jù)只有一個(gè)字節(jié)到字節(jié)的告警代碼，用于告訴靜電涂裝設(shè)備上位機(jī)告警的內(nèi)容和故障發(fā)生的位置。

操控算法模塊程序設(shè)計(jì)

靜電涂裝設(shè)備操控器實(shí)現(xiàn)了輸出靜電電壓、靜電電流、流速氣壓和霧化氣壓的自動(dòng)操控，靜電電壓、靜電電流由MCU的DAc輸出操控，通過(guò)靜電電壓、靜電電流操控算法計(jì)算得到DAC的輸出量。流速氣壓、霧化氣壓由步進(jìn)電機(jī)調(diào)理，通過(guò)流速氣壓、霧化氣壓操控算法核算得到步進(jìn)電機(jī)的滾動(dòng)步數(shù)和滾動(dòng)方向。在設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)控制子程序時(shí)，根據(jù)靜電涂裝設(shè)備控制算法模塊計(jì)算出的控制量確定步進(jìn)電機(jī)控制芯片配置端口的電平，以控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)和停止進(jìn)入休眠模式。所以，靜電涂裝設(shè)備操控算法模塊包括四個(gè)部分，靜電電壓操控、靜電電流操控、流速氣壓操控、霧化氣壓操控，都是選用數(shù)字PI操控算法.

由于對(duì)靜電涂裝設(shè)備執(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)；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)；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，尤其在靜電涂裝設(shè)備流水線作業(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。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)。

靜電涂裝設(shè)備通信模塊程序設(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，靜電涂裝設(shè)備采用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。靜電涂裝設(shè)備主程序中調(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?？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(duì)應(yīng)優(yōu)先級(jí)高于時(shí)間觸發(fā)的廣播分組。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)。