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(jìn)行設(shè)計(jì)。其次，詳細(xì)靜電噴粉槍設(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。當(dāng)接收到數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)首先判斷數(shù)據(jù)幀中的設(shè)備地址信息，并在解析和使用之前確認(rèn)發(fā)送到設(shè)備的數(shù)據(jù)。其功用是對靜電噴涂參數(shù)輸出進(jìn)行控制，以及對輸出參數(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)動軟件、操控器操控算法等的設(shè)計(jì)。醉后，對靜電噴涂操控器進(jìn)行了功用測驗(yàn)，并在噴涂現(xiàn)場測驗(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。

靜電噴粉槍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，靜電噴粉槍噴涂作業(yè)廣泛應(yīng)用于轎車、家電、塑膠、船只、航空航天等范疇?？刂浦靼逡髐SendDataFlag的所有8位表示都具有1字節(jié)和8位。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。

靜電噴粉槍操控系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

根據(jù)對靜電噴涂流水線的分析在靜電噴涂操控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中需求滿意一些主動噴涂的條件，以及對噴涂質(zhì)量的操控[[36]。要能夠依照傳輸過來的工件的形狀、大小、方位以及傳輸速度來靜確操控噴槍的啟停。系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般需求滿意以下的以下幾個(gè)要求:

手動噴涂參數(shù)設(shè)定

靜電噴涂操控器應(yīng)該滿意手動噴涂操控作業(yè)的需求，靜電噴粉槍操控器經(jīng)過操作面板能夠?qū)崿F(xiàn)對噴槍電壓、噴槍電流、霧化氣壓、流化氣壓四個(gè)操控量的參數(shù)設(shè)定，以實(shí)現(xiàn)對手動噴涂的功用，對少量工件進(jìn)行噴涂作業(yè)時(shí)采取手動噴涂，無需將整個(gè)主動流水線噴涂操控系統(tǒng)開啟。靜電噴粉槍噴槍移動調(diào)節(jié)為了更加靈活的適應(yīng)噴涂生產(chǎn)線，提升生產(chǎn)功率，在實(shí)際噴涂生產(chǎn)中需要對主動噴槍移動速度和移動行程進(jìn)行調(diào)節(jié)。

靜電噴粉槍噴槍的啟停操控

在噴涂流水線上，被噴工件一般會被密集地懸掛于輸送鏈之上，輸送到噴涂工序后，是由主動噴槍不停歇地噴涂作業(yè)。但時(shí)在實(shí)踐的情況中，是有不同尺度、不同形狀的工件會同時(shí)被懸掛在同一條輸送鏈上。工件之間不只會存在著水平間隔，還因?yàn)楣ぜ母叨炔灰?，筆直方向上也存在著高度差。遠(yuǎn)程監(jiān)控要求需要采集噴涂參數(shù)上傳到上位機(jī)，經(jīng)過上位機(jī)軟件監(jiān)控噴涂現(xiàn)場的噴涂作業(yè)狀況，一起又能經(jīng)過上位機(jī)軟件對噴涂現(xiàn)場的控制器進(jìn)行參數(shù)裝備，實(shí)現(xiàn)將噴涂現(xiàn)場與操作人員的隔離，保證工人身體健康。為了避免主動噴涂時(shí)造成粉料的浪費(fèi)，就需求能對工件傳輸速度、工件尺度及方位進(jìn)行檢測，根據(jù)檢測信息智能操控主動噴槍的啟停。

靜電噴粉槍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。要能夠依照傳輸過來的工件的形狀、大小、方位以及傳輸速度來靜確操控噴槍的啟停。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。

靜電電流以及氣壓參數(shù)對噴涂作業(yè)的影響分別是:

靜電噴粉槍靜電電流:靜電電流過高，簡單發(fā)生放電并會擊穿粉末的涂層;靜電噴粉槍靜電電流過低，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:霧化氣壓過高會引起過噴，使噴涂功率下降，會加重粉末對噴槍的磨損，削減噴槍壽數(shù);霧化氣壓過低，則引起涂層不均勻，且簡單使送粉部件阻塞。流速氣壓:流速壓力越高會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，可是過高就會添入粉末使用量和靜電噴槍的磨損速度。由于靜電噴粉槍按鍵顯示驅(qū)動芯片BC7277的通信速率低，刷新每組參數(shù)需要很多時(shí)間，所以每個(gè)周期只刷新一個(gè)參數(shù)，LED指示燈顯示總共九個(gè)周期刷新一組參數(shù)，所以主程序有增量。靜電噴粉槍流化氣壓:流化氣壓過高會發(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，流化氣壓過低簡單呈現(xiàn)供粉量不足或者粉末結(jié)團(tuán)然后影響上粉率。

靜電噴粉槍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)存儲區(qū)選用64*2的存儲緩沖區(qū)。根據(jù)數(shù)據(jù)流的要求，設(shè)計(jì)了通信程序，以滿足控制器內(nèi)外的通信要求。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(jìn)行操作。

DAC輸出模塊程序設(shè)計(jì)

靜電噴粉槍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(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。通信協(xié)調(diào)器需要具有以太網(wǎng)接口，用于與以太網(wǎng)交換機(jī)通信，以完成數(shù)據(jù)上載和接收遠(yuǎn)程監(jiān)控的配置參數(shù)。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)用庫函數(shù)輸出電壓。

操控算法模塊程序設(shè)計(jì)

靜電噴粉槍操控器實(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(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)的滾動步數(shù)和滾動方向。目前，靜電噴粉槍噴涂作業(yè)廣泛應(yīng)用于轎車、家電、塑膠、船只、航空航天等范疇。所以，靜電噴粉槍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.