靜電涂裝設(shè)備性價比出眾 浩偉工藝嚴(yán)苛精度高

對靜電噴涂操控系統(tǒng)的研制，本文完結(jié)了如下作業(yè)。首要，對系統(tǒng)整體架構(gòu)進行設(shè)計。其次，詳細(xì)靜電涂裝設(shè)備設(shè)計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)計了以太網(wǎng)和RS48_5通訊接口。并設(shè)計了固態(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)計了操作面板和STM32F20_5設(shè)計了操控主板。其功用是對靜電噴涂參數(shù)輸出進行控制，以及對輸出參數(shù)進行丈量。然后，詳細(xì)設(shè)計了噴涂操控器的軟件部分，包含操控器驅(qū)動軟件、操控器操控算法等的設(shè)計。醉后，對靜電噴涂操控器進行了功用測驗，并在噴涂現(xiàn)場測驗了操控器功能，達(dá)到了較好的噴涂效果，驗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)計控制主板通過USART1與操作面板進行通信。

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、主動噴涂、高壓無氣噴涂、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，有時甚至需求采納手工補噴。

靜電涂裝設(shè)備工藝在圖中第六區(qū)域，噴涂區(qū)進行，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、噴粉室、粉末回收設(shè)備等。

高溫固化工藝在圖中第七個區(qū)域，其目的是將工件外表的粉末涂料加熱到規(guī)定的溫度并堅持相應(yīng)的時間，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，也是本文研究的對象。粉料回收體系作用是通過風(fēng)機抽風(fēng)在噴粉室懸浮的多余粉料抽回過濾再利用。控制主板要求uSendDataFlag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，定時器的觸發(fā)周期為(20000us/64)=312.Sus。為了保證其他模塊可以運用完整的ADC采樣數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)在運用前被覆蓋，目標(biāo)存儲區(qū)選用64*2的存儲緩沖區(qū)。使用DMA的DMA_ IT_ HT和DMA IT TC中斷分別對前后兩部分采樣數(shù)據(jù)進行操作。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。

DAC輸出模塊程序設(shè)計

靜電涂裝設(shè)備操控器的靜電電壓輸出是MCU通過DAc數(shù)模轉(zhuǎn)化輸出電壓再由線性放大電路進行放大輸出。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)用庫函數(shù)輸出電壓。告警參數(shù)數(shù)據(jù)只有一個字節(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

靜電涂裝設(shè)備操控器實現(xiàn)了輸出靜電電壓、靜電電流、流速氣壓和霧化氣壓的自動操控，靜電電壓、靜電電流由MCU的DAc輸出操控，通過靜電電壓、靜電電流操控算法計算得到DAC的輸出量。流速氣壓、霧化氣壓由步進電機調(diào)理，通過流速氣壓、霧化氣壓操控算法核算得到步進電機的滾動步數(shù)和滾動方向。在設(shè)計步進電機控制子程序時，根據(jù)靜電涂裝設(shè)備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。所以，靜電涂裝設(shè)備操控算法模塊包括四個部分，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.

由于對靜電涂裝設(shè)備執(zhí)行器減壓閥的機械控制沒有極限，因此在軟件中必須設(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)壓力超過范圍時，調(diào)節(jié)將停止。由原步進電機模塊設(shè)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(dāng)誤差超過IOKPa時，可以全速調(diào)節(jié)步進電機；當(dāng)誤差在1--10KPa之間時，可以中速調(diào)節(jié)步進電機；這也制約操控器的開展空間，手動調(diào)壓必須在噴涂現(xiàn)場操作，尤其在靜電涂裝設(shè)備流水線作業(yè)時不光費時費力，而且手動調(diào)壓操控精度沒有確保，也完成不了徹底的自動化噴涂。當(dāng)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(yán)重波動。

靜電涂裝設(shè)備通信模塊程序設(shè)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，靜電涂裝設(shè)備采用DMA方式發(fā)送和接收USARTI。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。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)面板請求的響應(yīng)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(dāng)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(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，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。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的對應(yīng)優(yōu)先級高于時間觸發(fā)的廣播分組。其次，國內(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，所以先進的設(shè)備不充足，還有就是根底原件的問題，總體水平不過關(guān)。