金屬制品進(jìn)行外表處理不只能夠防止銹蝕還能美化其外觀，可是運(yùn)用傳統(tǒng)的涂裝技術(shù)簡(jiǎn)單產(chǎn)生漆渣，帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染?，F(xiàn)在，靜電噴涂作業(yè)在工業(yè)上廣泛應(yīng)用，相對(duì)于傳統(tǒng)噴涂而言，噴粉工藝流程選用粉末涂料，涂料在高壓靜電的效果下吸附于工件外表，少數(shù)分布在空氣中的粉料還能進(jìn)行收回，對(duì)環(huán)境起到保護(hù)的效果，對(duì)人的損害也小，涂層質(zhì)量也較好?，F(xiàn)在，國(guó)內(nèi)許多中小企業(yè)還在選用手動(dòng)噴涂，所運(yùn)用的靜電噴涂操控器選用手動(dòng)調(diào)壓，使得氣壓輸出精度無(wú)法得到確保，導(dǎo)致噴涂質(zhì)量受到影響。所以，研制一種主動(dòng)噴涂的靜電噴涂操控系統(tǒng)具有十分重要的意義。經(jīng)測(cè)試，控制器的電壓輸出范圍為6×21V，輸出電壓范圍可設(shè)定為30×100kV。

以某公司噴粉工藝流程為研究對(duì)象，經(jīng)過充沛調(diào)研，參考國(guó)內(nèi)外噴涂操控參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了一種適用于流水線作業(yè)的靜電噴涂操控系統(tǒng)。該操控系統(tǒng)由靜電噴涂操控柜和PLC操控系統(tǒng)組成。在噴粉工藝流程操控柜內(nèi)部選用RS48_5總線，可掛載多個(gè)靜電噴涂操控器，每個(gè)噴涂操控器能夠操控一把靜電噴槍進(jìn)行噴涂作業(yè)。PLC操控系統(tǒng)用于主動(dòng)噴涂時(shí)的往復(fù)機(jī)操控，主PLC操控器還需負(fù)責(zé)對(duì)工件線速度、尺度和方位的檢測(cè)，在斷定工件信息后對(duì)靜電噴涂操控器進(jìn)行觸發(fā)。操控柜和PLC通過工業(yè)以太網(wǎng)總線與上位機(jī)通信，上位機(jī)通過監(jiān)控設(shè)備對(duì)整個(gè)噴涂作業(yè)進(jìn)行長(zhǎng)途監(jiān)控。噴粉工藝流程顯示：在自檢狀態(tài)下，各數(shù)字管的參數(shù)顯示子程序依次調(diào)用鍵顯示模塊顯示參數(shù)1s，用于檢查硬件是否處于良好狀態(tài)。

無(wú)論是傳統(tǒng)的噴涂作業(yè)，仍是現(xiàn)在先進(jìn)的機(jī)器人噴涂，都離不開環(huán)境保護(hù)的論題?，F(xiàn)代社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)日益增強(qiáng)，無(wú)論是國(guó)家仍是人民對(duì)環(huán)保都有極大的關(guān)注，在2006年國(guó)家公布的HJ/T 293-2006中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)轎車生產(chǎn)制作中的噴涂工藝有清晰的環(huán)境保護(hù)指標(biāo)。在《2016年靜電噴涂職業(yè)現(xiàn)狀及開展趨勢(shì)分析》報(bào)告中顯現(xiàn)我國(guó)噴涂職業(yè)開展到今日依然有很大的空缺。在粉料粉末涂料方面，我國(guó)己經(jīng)處于穩(wěn)定的需求增長(zhǎng)時(shí)期，這也預(yù)示著噴涂生產(chǎn)職業(yè)在未來(lái)的開展是一個(gè)需求增長(zhǎng)的開展模式。職業(yè)的開展離不開噴涂設(shè)備的開展，所以靜電噴涂操控系統(tǒng)的研制具有深遠(yuǎn)的意義。噴涂按原理根本分為三種方法:空氣噴涂、無(wú)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(dòng)噴涂、高壓無(wú)氣噴涂、等離子噴涂等噴涂方法。

作為噴粉工藝流程的中心，噴粉工藝流程操控器是噴涂功率、噴涂質(zhì)量的關(guān)鍵所在。從引入噴粉工藝流程技術(shù)到今日，30多年來(lái)國(guó)產(chǎn)噴涂設(shè)備己經(jīng)成為噴涂作業(yè)的必選設(shè)備。但是在對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求比較高的大規(guī)模生產(chǎn)作業(yè)中，國(guó)內(nèi)的噴涂設(shè)備依然不能保證產(chǎn)品質(zhì)量，國(guó)外先進(jìn)的靜電噴涂操控系統(tǒng)仍是必選。這是因?yàn)閲?guó)產(chǎn)噴涂設(shè)備無(wú)論是在參數(shù)操控，還是在產(chǎn)品體驗(yàn)上都有不小的差距。目前國(guó)內(nèi)許多靜電噴涂操控器依然采取手動(dòng)調(diào)壓，現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)調(diào)整等操作繁雜，而且現(xiàn)場(chǎng)空氣中會(huì)有許多漂浮的粉料，嚴(yán)重影響工人身體健康。噴粉工藝流程操作面板的設(shè)計(jì)包括按鍵輸入和LED數(shù)碼管顯示，符合靜電噴涂控制柜的要求和控制器及外部控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

噴粉工藝流程所以需要設(shè)計(jì)出在現(xiàn)場(chǎng)能夠靜確操控這些參數(shù)的操控器。歸納體系設(shè)計(jì)要求，靜電噴涂操控器的設(shè)計(jì)要求是:

1)能夠支持多種操控形式，例如恒壓操控形式、恒流操控形式、恒功率操控形式等，滿意不同工況下的噴涂作業(yè)。

2)噴粉工藝流程能夠靜確地操控靜電參數(shù)和氣壓參數(shù)，確保噴涂時(shí)上粉率足夠高，噴涂質(zhì)量足夠好。

3)能夠完成友愛的操作界面，確保方便快捷的參數(shù)設(shè)定以及顯示。

4)能夠完成與上位機(jī)的牢靠通信的接口，確保遠(yuǎn)程監(jiān)控、自動(dòng)化噴涂的完成。

依據(jù)對(duì)噴粉工藝流程實(shí)際噴涂出產(chǎn)調(diào)研和查找國(guó)內(nèi)外噴涂操控器參數(shù)資料能夠斷定操控器參數(shù)。操控器設(shè)計(jì)的參數(shù)調(diào)理規(guī)模包括市面上干流操控器的氣壓操控范圍，盡可能滿意操控器與其他產(chǎn)品配件的兼容性。其中靜電電壓和靜電電流為靜電噴槍的輸出電壓電流，操控器的輸出電壓規(guī)模為6一21 V，輸出電流醉大為600mA。電源使用開關(guān)電源將220V工頻電源轉(zhuǎn)換為 24V _5V電源，用于微控制器的微控制器系統(tǒng)和輸出電路。

我們?cè)O(shè)計(jì)的噴粉工藝流程控制器基于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。軟件設(shè)計(jì)采用ST的STM32CUBE作為驅(qū)動(dòng)開發(fā)環(huán)境，該軟件可以在圖形界面中配置噴粉工藝流程MCU的時(shí)鐘和外設(shè)，直接生成MDK開發(fā)的C語(yǔ)言代碼，大大節(jié)省了MCU的時(shí)間。配置提高了開發(fā)效率。在設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)控制子程序時(shí)，根據(jù)噴粉工藝流程控制算法模塊計(jì)算出的控制量確定步進(jìn)電機(jī)控制芯片配置端口的電平，以控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)和停止進(jìn)入休眠模式。 

噴粉工藝流程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。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)。選用Ethernet工業(yè)以太網(wǎng)總線，結(jié)束遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置和調(diào)控，使噴粉工藝流程控制更人性化、便利化、簡(jiǎn)單化。 

噴粉工藝流程存儲(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。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SPI接口通信，通信頻率高達(dá)2MHz。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。