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發布時間:2021-08-15 04:07  
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自動噴涂生產線技能的中心是靜電噴涂控制器,其功用是對靜電參數和氣流參數的精準控制。四個3位數碼管分別實現靜電電壓,靜電電流,流量壓力和霧化壓力值。雖然說靜電噴涂有許多的利益,可是這也是在靜電參數和氣流參數可以匹配,可以控制的條件之下。所以,靜電噴涂的中心技能要害還是在于對參數的控制,控制器規劃需求考慮到參數測量的精度、自動噴涂生產線參數輸出的精度;一同還要在控制方法上盡量能夠避免法拉第效應的影響;在安全功能方面,電路規劃和軟件規劃要對噴槍發生電火花提前進行防范和備好相應應對方法;在體系兼容性上,有必要規劃通訊接口,可以實現多臺靜電噴涂控制器組網。
自動噴涂生產線控制體系來代替原來自動化程度不高的噴涂控制體系,是為了到達增加噴涂功率,削減環境污染,節約涂料,改善噴質量等目的。操控器分為操作面板和操控主板,分別選用STM32F100設計了操作面板和STM32F20_5設計了操控主板。噴槍運載體系的往復機選用PLC控制,到達上下往復行程和噴涂間隔的在線控制;靜電噴涂控制體系的中心部分,靜電噴涂控制器選用單片機控制。選用Ethernet工業以太網總線,結束遠程參數設置和調控,使自動噴涂生產線控制更人性化、便利化、簡單化。并在此基礎上結束控制體系核心部分逐個靜電噴涂控制柜的規劃與結束。
根據自動噴涂生產線噴霧控制系統的設計要求,通信協調器將RS48_5總線接口作為控制柜中RS48_5總線的主設備,完成RS48_5總線上安裝的控制器采集的數據匯總,并接收主機的配置參數并傳輸它們。自動噴涂生產線MCU模塊電路設計控制主板STM32F20_5的核心部分功能引腳如圖3-3所示,包括所有ADC,DAC,IO,SPI通信和USART通信功能引腳連接到相應的芯片。給每個控制器。通信協調器需要具有以太網接口,用于與以太網交換機通信,以完成數據上載和接收遠程監控的配置參數。通過以太網交換機和主PLC的通信邏輯上構成主設備和從設備之間的關系,接收主PLC控制單元發送的觸發信號,并具有觸發輸出控制電路,可以觸發多個控制器。
自動噴涂生產線控制器總體設計靜電噴涂控制器是現場噴涂的核心設備。電源使用開關電源將220V工頻電源轉換為 24V _5V電源,用于微控制器的微控制器系統和輸出電路。根據靜電噴涂控制器的設計要求,采用微小型單片機系統進行設計。單片機控制的優點是成本相對較低。由于單片機的價格相對簡單,且外圍電路元件的價格不高,整體設計成本相對較低。可以根據需要擴展外部存儲容量,設計可以相對靈活。由于自動噴涂生產線存在許多設計良好的子程序,可以在系統軟件設計中直接調用,以減少大量工作量。
由于調節自動噴涂生產線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。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。在設計步進電機控制子程序時,根據自動噴涂生產線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,反轉和停止進入休眠模式。當步進電機正向旋轉時,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。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向和調節步驟,然后調用步進電機驅動模塊程序進行調節。
ADC模擬采樣模塊編程控制器需要采集輸出的動態參數。自動噴涂生產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。自動噴涂生產線動態參數為輸出電壓,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使用定時器觸發器,自動噴涂生產線每隔一段時間觸發一次ADC轉換,具體取決于控制器設計的控制周期。 ADC采樣的數據會波動,這將影響控制量的計算。因此,過采樣技術,ADC采樣配置的采樣數據是12位,并且采樣數據被累加到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。
在粉末噴涂設備中,用于驅動噴槍運動的升降機通常通過電機的正反轉動來控制噴槍的上下運動。自動噴涂生產線噴槍移動調節為了更加靈活的適應噴涂生產線,提升生產功率,在實際噴涂生產中需要對主動噴槍移動速度和移動行程進行調節。自動噴涂生產線抖動嚴重,噴槍不均勻,粉體浪費嚴重。為了解決這一問題,在鏈傳動裝置上設置了升降滑塊反轉連接機構,并增加了新的部件以平衡升降機構的重力,有效地減輕了電機的負荷。此外,電梯底座還設有調節機構,可調節電梯與工件的相對位置。在此基礎上進一步改進,增加了自動噴涂生產線噴槍的數量,噴槍與活動管相連,活動管可以伸展在固定塊上,使噴槍的噴距更加可調。
目前,國內外已經生產了大量的智能機器人噴涂設備。然而,這些設備大多需要人工輔助,不能完成更復雜的操作。本課題的研討依托于某公司的噴涂流水線設備,該公司首要業務是為家電制作廠商供給零件噴涂。自動噴涂生產線包括五軸機器人、工作臺、快速接頭、噴涂裝置和控制系統。自動噴槍通過快速接頭與五軸機器人的一級頭部連接。噴涂裝置和五軸機器人分別與控制系統電連接。可實現智能化操作,節省人工成本,保持產品質量穩定一致。自動噴涂生產線包括基本串聯運動單元和末端并聯噴涂操作單元2兩部分。基本串聯運動單元具有三個轉動自由度和一個移動自由度,末端平行噴涂操作單元具有兩個移動自由度。該裝置易于制造,易于控制,易于實現模塊化。該噴涂機器人具有柔性大、柔性高、自動化程度高等特點,能夠有效地滿足噴涂生產線的要求。