自動噴涂生產(chǎn)線技能的中心是靜電噴涂控制器，其功用是對靜電參數(shù)和氣流參數(shù)的精準控制。四個3位數(shù)碼管分別實現(xiàn)靜電電壓，靜電電流，流量壓力和霧化壓力值。雖然說靜電噴涂有許多的利益，可是這也是在靜電參數(shù)和氣流參數(shù)可以匹配，可以控制的條件之下。所以，靜電噴涂的中心技能要害還是在于對參數(shù)的控制，控制器規(guī)劃需求考慮到參數(shù)測量的精度、自動噴涂生產(chǎn)線參數(shù)輸出的精度;一同還要在控制方法上盡量能夠避免法拉第效應(yīng)的影響;在安全功能方面，電路規(guī)劃和軟件規(guī)劃要對噴槍發(fā)生電火花提前進行防范和備好相應(yīng)應(yīng)對方法;在體系兼容性上，有必要規(guī)劃通訊接口，可以實現(xiàn)多臺靜電噴涂控制器組網(wǎng)。

自動噴涂生產(chǎn)線控制體系來代替原來自動化程度不高的噴涂控制體系，是為了到達增加噴涂功率，削減環(huán)境污染，節(jié)約涂料，改善噴質(zhì)量等目的。操控器分為操作面板和操控主板，分別選用STM32F100設(shè)計了操作面板和STM32F20_5設(shè)計了操控主板。噴槍運載體系的往復(fù)機選用PLC控制，到達上下往復(fù)行程和噴涂間隔的在線控制;靜電噴涂控制體系的中心部分，靜電噴涂控制器選用單片機控制。選用Ethernet工業(yè)以太網(wǎng)總線，結(jié)束遠程參數(shù)設(shè)置和調(diào)控，使自動噴涂生產(chǎn)線控制更人性化、便利化、簡單化。并在此基礎(chǔ)上結(jié)束控制體系核心部分逐個靜電噴涂控制柜的規(guī)劃與結(jié)束。

根據(jù)自動噴涂生產(chǎn)線噴霧控制系統(tǒng)的設(shè)計要求，通信協(xié)調(diào)器將RS48_5總線接口作為控制柜中RS48_5總線的主設(shè)備，完成RS48_5總線上安裝的控制器采集的數(shù)據(jù)匯總，并接收主機的配置參數(shù)并傳輸它們。自動噴涂生產(chǎn)線MCU模塊電路設(shè)計控制主板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。給每個控制器。通信協(xié)調(diào)器需要具有以太網(wǎng)接口，用于與以太網(wǎng)交換機通信，以完成數(shù)據(jù)上載和接收遠程監(jiān)控的配置參數(shù)。通過以太網(wǎng)交換機和主PLC的通信邏輯上構(gòu)成主設(shè)備和從設(shè)備之間的關(guān)系，接收主PLC控制單元發(fā)送的觸發(fā)信號，并具有觸發(fā)輸出控制電路，可以觸發(fā)多個控制器。

自動噴涂生產(chǎn)線控制器總體設(shè)計靜電噴涂控制器是現(xiàn)場噴涂的核心設(shè)備。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。根據(jù)靜電噴涂控制器的設(shè)計要求，采用微小型單片機系統(tǒng)進行設(shè)計。單片機控制的優(yōu)點是成本相對較低。由于單片機的價格相對簡單，且外圍電路元件的價格不高，整體設(shè)計成本相對較低?？梢愿鶕?jù)需要擴展外部存儲容量，設(shè)計可以相對靈活。由于自動噴涂生產(chǎn)線存在許多設(shè)計良好的子程序，可以在系統(tǒng)軟件設(shè)計中直接調(diào)用，以減少大量工作量。

由于調(diào)節(jié)自動噴涂生產(chǎn)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。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。在設(shè)計步進電機控制子程序時，根據(jù)自動噴涂生產(chǎn)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(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)和停止進入休眠模式。當(dāng)步進電機正向旋轉(zhuǎn)時，下拉ENABLE使能控制芯片，上拉復(fù)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(zhuǎn)。反相時，DIR很低。停止時，拉動ENABLE禁用控制芯片并下拉RESET復(fù)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(zhuǎn)向和調(diào)節(jié)步驟，然后調(diào)用步進電機驅(qū)動模塊程序進行調(diào)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)。自動噴涂生產(chǎn)線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。自動噴涂生產(chǎn)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。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，自動噴涂生產(chǎn)線每隔一段時間觸發(fā)一次ADC轉(zhuǎn)換，具體取決于控制器設(shè)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(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采樣。過度采樣誤差對反饋控制的影響。

在粉末噴涂設(shè)備中，用于驅(qū)動噴槍運動的升降機通常通過電機的正反轉(zhuǎn)動來控制噴槍的上下運動。自動噴涂生產(chǎn)線噴槍移動調(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，在實際噴涂生產(chǎn)中需要對主動噴槍移動速度和移動行程進行調(diào)節(jié)。自動噴涂生產(chǎn)線抖動嚴重，噴槍不均勻，粉體浪費嚴重。為了解決這一問題，在鏈傳動裝置上設(shè)置了升降滑塊反轉(zhuǎn)連接機構(gòu)，并增加了新的部件以平衡升降機構(gòu)的重力，有效地減輕了電機的負荷。此外，電梯底座還設(shè)有調(diào)節(jié)機構(gòu)，可調(diào)節(jié)電梯與工件的相對位置。在此基礎(chǔ)上進一步改進，增加了自動噴涂生產(chǎn)線噴槍的數(shù)量，噴槍與活動管相連，活動管可以伸展在固定塊上，使噴槍的噴距更加可調(diào)。

目前，國內(nèi)外已經(jīng)生產(chǎn)了大量的智能機器人噴涂設(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。本課題的研討依托于某公司的噴涂流水線設(shè)備，該公司首要業(yè)務(wù)是為家電制作廠商供給零件噴涂。自動噴涂生產(chǎn)線包括五軸機器人、工作臺、快速接頭、噴涂裝置和控制系統(tǒng)。自動噴槍通過快速接頭與五軸機器人的一級頭部連接。噴涂裝置和五軸機器人分別與控制系統(tǒng)電連接?？蓪崿F(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。自動噴涂生產(chǎn)線包括基本串聯(lián)運動單元和末端并聯(lián)噴涂操作單元2兩部分?；敬?lián)運動單元具有三個轉(zhuǎn)動自由度和一個移動自由度，末端平行噴涂操作單元具有兩個移動自由度。該裝置易于制造，易于控制，易于實現(xiàn)模塊化。該噴涂機器人具有柔性大、柔性高、自動化程度高等特點，能夠有效地滿足噴涂生產(chǎn)線的要求。