企業(yè)噴涂出產(chǎn)現(xiàn)狀

為了進(jìn)一步了解噴涂流水線結(jié)構(gòu)和噴涂出產(chǎn)的細(xì)節(jié)，對(duì)某公司靜電噴塑設(shè)備出產(chǎn)進(jìn)行實(shí)地調(diào)研?？墒牵瑢?duì)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。該公司靜電噴涂出產(chǎn)主要是針對(duì)一些家電行業(yè)的外殼進(jìn)行表面處理，主要指標(biāo)是防腐蝕和美化外觀。盡管現(xiàn)在該公司涂裝車(chē)間己經(jīng)裝配了噴涂流水線，但噴涂流水線上只要兩臺(tái)PLC控制的噴槍運(yùn)載往復(fù)機(jī)進(jìn)行自動(dòng)噴涂，自動(dòng)噴槍噴涂間隔需要人工調(diào)整，并且還需要人工手動(dòng)噴涂和補(bǔ)噴，自動(dòng)化程度嚴(yán)重不足。在靜電噴涂控制器方面還是選用的手動(dòng)氣壓調(diào)節(jié)的控制器。

靜電噴塑設(shè)備

假如進(jìn)行手動(dòng)噴涂作業(yè)，操作人員有必要進(jìn)入噴粉房，在噴涂作業(yè)時(shí)，很多粉塵散布在空氣中，被工人吸入體內(nèi)，或者對(duì)皮膚產(chǎn)生刺激作用等，都會(huì)嚴(yán)重影響工人的身體健康;其次，手動(dòng)噴涂作業(yè)易受工人的經(jīng)驗(yàn)影響，工人操作熟練程度、經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)以及工人的作業(yè)狀況都會(huì)影響到工件噴涂的質(zhì)量，一起也會(huì)影響噴涂出產(chǎn)的效率和生產(chǎn)自動(dòng)化水平。靜電電流以及氣壓參數(shù)對(duì)噴涂作業(yè)的影響分別是:靜電噴塑設(shè)備靜電電流:靜電電流過(guò)高，簡(jiǎn)單發(fā)生放電并會(huì)擊穿粉末的涂層。

靜電噴塑設(shè)備線的構(gòu)成

依據(jù)調(diào)研狀況，噴涂出產(chǎn)的一般流程為:前處理、靜電噴涂、高溫固化、質(zhì)量檢查、轉(zhuǎn)移包裝。數(shù)據(jù)發(fā)送程序根據(jù)數(shù)據(jù)類(lèi)型的優(yōu)先級(jí)發(fā)送封裝的數(shù)據(jù)uSendDataFlag對(duì)應(yīng)的位，指示發(fā)送完成。靜電噴塑設(shè)備車(chē)間工藝布局圖。從圖中可以看出靜電噴涂工藝比較簡(jiǎn)單，一共分為九個(gè)區(qū)域，三道工藝，流水線基本按照?qǐng)D中實(shí)線箭頭所指方向進(jìn)行作業(yè)，其間加粗部分為流水線輸送鏈部分。其間三道工藝分別為:前處理、靜電噴涂、高溫固化。

前處理工藝包含圖中打磨除銹、水洗磷化、烘干、除塵等區(qū)域，其目的是祛除工件外表面的油污、塵埃、銹跡，并在工件表面生成一層磷化膜，既能提高工件抗腐蝕才能又能夠添加噴涂涂層附著力。

我們?cè)O(shè)計(jì)的靜電噴塑設(shè)備控制器基于STM32微控制器控制器，完成控制器的硬件設(shè)計(jì)后，需要設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)控制器的軟件，實(shí)現(xiàn)控制器的功能?？墒侨綮o電電壓過(guò)高，或許導(dǎo)致粉末介質(zhì)擊穿，使涂層呈現(xiàn)縮孔針狀。軟件設(shè)計(jì)采用ST的STM32CUBE作為驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)環(huán)境，該軟件可以在圖形界面中配置靜電噴塑設(shè)備MCU的時(shí)鐘和外設(shè)，直接生成MDK開(kāi)發(fā)的C語(yǔ)言代碼，大大節(jié)省了MCU的時(shí)間。配置提高了開(kāi)發(fā)效率。 

靜電噴塑設(shè)備控制板編程控制板主程序包括初始化程序，RS422通信模塊，ADC模擬數(shù)據(jù)采樣模塊，電壓電流控制算法模塊，氣壓控制和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，管理協(xié)調(diào)軟件和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。靜電噴涂控制器操作面板的主要程序分為按鍵處理、通信和顯示三部分。管理協(xié)調(diào)軟件負(fù)責(zé)各功能軟件之間的通信和協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)各模塊之間的同步;功能軟件模塊通常由主程序調(diào)用子程序和中斷程序?qū)崿F(xiàn)。 

靜電噴塑設(shè)備存儲(chǔ)模塊編程靜電噴涂控制器配置參數(shù)保存在主板的EEPROM中?？刂瓢逯饕譃?個(gè)模塊：電源模塊，靜電噴塑設(shè)備MCU模塊，電壓輸出模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，氣壓測(cè)量模塊，反饋信號(hào)處理模塊，觸發(fā)信號(hào)處理模塊，RS422通信模塊，EEPROM存儲(chǔ)模塊。斷電時(shí)電源不會(huì)丟失?？梢栽俅螐膯?dòng)中讀取參數(shù)。存儲(chǔ)芯片2_SLC640是一個(gè)64Kb電可擦PROM，它是8Kx8bit結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)空間地址為Ox0000} Ox1FFF，頁(yè)面大小為承諾字節(jié)，通過(guò)SPI接口通信，通信頻率高達(dá)2MHz。

在粉末噴涂設(shè)備中，用于驅(qū)動(dòng)噴槍運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)通常通過(guò)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)控制噴槍的上下運(yùn)動(dòng)。靜電噴塑設(shè)備抖動(dòng)嚴(yán)重，噴槍不均勻，粉體浪費(fèi)嚴(yán)重。噴槍與工件的距離大小能是電場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生改變，因而噴涂距離將會(huì)直接影響粉料涂層的厚度和沉積功率。為了解決這一問(wèn)題，在鏈傳動(dòng)裝置上設(shè)置了升降滑塊反轉(zhuǎn)連接機(jī)構(gòu)，并增加了新的部件以平衡升降機(jī)構(gòu)的重力，有效地減輕了電機(jī)的負(fù)荷。此外，電梯底座還設(shè)有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，可調(diào)節(jié)電梯與工件的相對(duì)位置。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)，增加了靜電噴塑設(shè)備噴槍的數(shù)量，噴槍與活動(dòng)管相連，活動(dòng)管可以伸展在固定塊上，使噴槍的噴距更加可調(diào)。

目前，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)生產(chǎn)了大量的智能機(jī)器人噴涂設(shè)備。然而，這些設(shè)備大多需要人工輔助，不能完成更復(fù)雜的操作。靜電噴塑設(shè)備包括五軸機(jī)器人、工作臺(tái)、快速接頭、噴涂裝置和控制系統(tǒng)。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)。自動(dòng)噴槍通過(guò)快速接頭與五軸機(jī)器人的一級(jí)頭部連接。噴涂裝置和五軸機(jī)器人分別與控制系統(tǒng)電連接?？蓪?shí)現(xiàn)智能化操作，節(jié)省人工成本，保持產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定一致。靜電噴塑設(shè)備包括基本串聯(lián)運(yùn)動(dòng)單元和末端并聯(lián)噴涂操作單元2兩部分?；敬?lián)運(yùn)動(dòng)單元具有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和一個(gè)移動(dòng)自由度，末端平行噴涂操作單元具有兩個(gè)移動(dòng)自由度。該裝置易于制造，易于控制，易于實(shí)現(xiàn)模塊化。該噴涂機(jī)器人具有柔性大、柔性高、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，能夠有效地滿足噴涂生產(chǎn)線的要求。