自動噴涂流水線控制器設計要求

靜電噴涂的質量的好壞在于對噴涂粉料的靜電參數(shù)和繼續(xù)安穩(wěn)的噴粉量有關，而噴粉量又與供粉桶上的抽粉泵的流速氣壓有關，噴涂的粉末需求杰出的霧化開來才干確保涂層均勻。根據(jù)靜電噴涂的原理，在靜電粉末涂裝時，粉末粒子帶電，借助于庫侖力吸附到工件表面。當電壓足夠高的時候靜電噴槍端部的電極針周圍構成空氣電離區(qū)，使電極針鄰近的空氣發(fā)生強烈電暈放電。庫侖力越大，靜電吸附的效果越好。

自動噴涂流水線庫侖力可用公式表明:

從上式能夠看出，靜電電壓越高，粉末粒子帶的電荷Q越多，庫侖力F越大，吸附效果越好。并且靜電電壓過低，則不足以讓空氣構成電暈放電使涂料帶點。由于噴槍放大后輸出電壓達不到SOKV，輸出電壓應由噴槍4762的升壓因子除以，即SoooOV/4762＝1049V?？墒侨綮o電電壓過高，或許導致粉末介質擊穿，使涂層呈現(xiàn)縮孔針狀。所以電壓需求控制在必定的范圍內，這樣會使帶電粉末的量添加，則粉料的附著量增大;在必定范圍內也會有利于前進工件轉角處的噴涂效果。

另一方面庫侖力又與噴槍和工件之間的距離h的平方成反比，所以自動噴涂流水線與工件之間的距離越近，庫侖力越大，吸附的效果越好。噴槍與工件的距離大小能是電場強度發(fā)生改變，因而噴涂距離將會直接影響粉料涂層的厚度和沉積功率。然后，詳細設計了噴涂操控器的軟件部分，包含操控器驅動軟件、操控器操控算法等的設計。噴涂距離太大，粉末沉積下降;噴涂距離太小，有時會擊穿粉末，發(fā)生打火現(xiàn)象或吹散吸附的粉末。

由于調節(jié)自動噴涂流水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。在設計步進電機控制子程序時，根據(jù)自動噴涂流水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。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向和調節(jié)步驟，然后調用步進電機驅動模塊程序進行調節(jié)。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向和調節(jié)步驟，然后調用步進電機驅動模塊程序進行調節(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)。自動噴涂流水線動態(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。當接收到錯誤時，根據(jù)錯誤信息對錯誤響應包進行打包，并將其發(fā)送回發(fā)送方。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，自動噴涂流水線每隔一段時間觸發(fā)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(shù)據(jù)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(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。

由于對自動噴涂流水線執(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，并且當壓力超過范圍時，調節(jié)將停止。由原步進電機模塊設計的步進電機轉速與輸出PWM脈沖頻率有關。自動噴涂流水線庫侖力可用公式表明:從上式能夠看出，靜電電壓越高，粉末粒子帶的電荷Q越多，庫侖力F越大，吸附效果越好。為了保證快速穩(wěn)定的氣壓調節(jié)，氣壓調節(jié)是分階段控制的。當誤差超過IOKPa時，可以全速調節(jié)步進電機；當誤差在1--10KPa之間時，可以中速調節(jié)步進電機；當氣壓穩(wěn)定時，由于氣壓波動需要調節(jié)步進電機，則采用慢速調節(jié)。防止因輕微波動或采樣波動調整不正確而引起的氣壓嚴重波動。

自動噴涂流水線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，自動噴涂流水線采用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。從引入自動噴涂流水線技術到今日，30多年來國產噴涂設備己經(jīng)成為噴涂作業(yè)的必選設備。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。自動噴涂流水線主程序中調用發(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的對應優(yōu)先級高于時間觸發(fā)的廣播分組。