噴涂流水線設(shè)備控制器設(shè)計(jì)要求

靜電噴涂的質(zhì)量的好壞在于對(duì)噴涂粉料的靜電參數(shù)和繼續(xù)安穩(wěn)的噴粉量有關(guān)，而噴粉量又與供粉桶上的抽粉泵的流速氣壓有關(guān)，噴涂的粉末需求杰出的霧化開來(lái)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(shí)，粉末粒子帶電，借助于庫(kù)侖力吸附到工件表面。庫(kù)侖力越大，靜電吸附的效果越好。因此，過(guò)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(gè)采樣。

噴涂流水線設(shè)備庫(kù)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(kù)侖力F越大，吸附效果越好。并且靜電電壓過(guò)低，則不足以讓空氣構(gòu)成電暈放電使涂料帶點(diǎn)?？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。所以電壓需求控制在必定的范圍內(nèi)，這樣會(huì)使帶電粉末的量添加，則粉料的附著量增大;在必定范圍內(nèi)也會(huì)有利于前進(jìn)工件轉(zhuǎn)角處的噴涂效果。當(dāng)電壓足夠高的時(shí)候靜電噴槍端部的電極針周圍構(gòu)成空氣電離區(qū)，使電極針鄰近的空氣發(fā)生強(qiáng)烈電暈放電。

另一方面庫(kù)侖力又與噴槍和工件之間的距離h的平方成反比，所以噴涂流水線設(shè)備與工件之間的距離越近，庫(kù)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(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。噴涂距離太大，粉末沉積下降;噴涂距離太小，有時(shí)會(huì)擊穿粉末，發(fā)生打火現(xiàn)象或吹散吸附的粉末。3）靜電噴涂為鋼板網(wǎng)死角多、噴涂難度大，噴涂后短期內(nèi)易銹蝕的問(wèn)題提供了有效解決方法。

噴涂流水線設(shè)備RS485通信模塊設(shè)計(jì)考慮到內(nèi)部通信協(xié)調(diào)器與靜電噴涂控制柜靜電噴涂控制器之間的一對(duì)多關(guān)系，以及傳輸速率等因素，選擇RS48_5通信模式，并進(jìn)行通信協(xié)議采用半雙工通信，噴涂流水線設(shè)備支持總線拓?fù)?，多個(gè)控制器可以安裝在靜電噴涂控制柜通信協(xié)調(diào)器的RS48_5通信網(wǎng)絡(luò)中，符合設(shè)計(jì)要求。根據(jù)靜電噴涂控制柜的設(shè)計(jì)要求，通信協(xié)調(diào)板主要分為六個(gè)模塊：電源模塊，MCU模塊，RS48_5模塊，固態(tài)繼電器輸出模塊，以太網(wǎng)以太網(wǎng)接口模塊，EEPROM存儲(chǔ)模塊。噴涂流水線設(shè)備運(yùn)用效果剖析經(jīng)過(guò)運(yùn)用靜電噴涂與空氣噴涂對(duì)比，可得出以下結(jié)論：1）運(yùn)用噴涂流水線設(shè)備靜電噴涂，漆霧分散少，改善了噴涂操作人員作業(yè)環(huán)境，有利于保證涂裝工人的健康、下降環(huán)境污染。

由于噴涂流水線設(shè)備通信協(xié)調(diào)器設(shè)計(jì)用于安裝多達(dá)40個(gè)控制單元以進(jìn)行協(xié)同操作，因此需要40個(gè)觸發(fā)IO，以及SPI接口，USART接口和以太網(wǎng)接口等外設(shè)。因此，通信協(xié)調(diào)板選擇封裝為L(zhǎng)QFP100的STM32F407。為通信協(xié)調(diào)板的每個(gè)模塊設(shè)計(jì)和分析主控制MCUo。 EEPROM存儲(chǔ)模塊使用2_SLC640和靜電噴涂控制器來(lái)控制主板。 RS48_5通信模塊與操作面板相同，我們不再贅述。噴涂流水線設(shè)備技能的中心是靜電噴涂控制器，其功用是對(duì)靜電參數(shù)和氣流參數(shù)的精準(zhǔn)控制。

噴涂流水線設(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(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(chǔ)區(qū)選用64*2的存儲(chǔ)緩沖區(qū)。使用DMA的DMA_ IT_ HT和DMA IT TC中斷分別對(duì)前后兩部分采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。本章主要介紹了控制器的軟件設(shè)計(jì)，并對(duì)設(shè)計(jì)原理和結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

DAC輸出模塊程序設(shè)計(jì)

噴涂流水線設(shè)備操控器的靜電電壓輸出是MCU通過(guò)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(shuō)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(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(kù)函數(shù)輸出電壓。由于單片機(jī)的價(jià)格相對(duì)簡(jiǎn)單，且外圍電路元件的價(jià)格不高，整體設(shè)計(jì)成本相對(duì)較低。

操控算法模塊程序設(shè)計(jì)

噴涂流水線設(shè)備操控器實(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(dòng)操控，靜電電壓、靜電電流由MCU的DAc輸出操控，通過(guò)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(guò)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(dòng)步數(shù)和滾動(dòng)方向。噴涂流水線設(shè)備MCU模塊電路設(shè)計(jì)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(yīng)的芯片。所以，噴涂流水線設(shè)備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.