噴粉設(shè)備生產(chǎn)線(xiàn)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(kāi)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。作為噴粉設(shè)備生產(chǎn)線(xiàn)的中心，噴粉設(shè)備生產(chǎn)線(xiàn)操控器是噴涂功率、噴涂質(zhì)量的關(guān)鍵所在。庫(kù)侖力越大，靜電吸附的效果越好。

噴粉設(shè)備生產(chǎn)線(xiàn)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)。可是若靜電電壓過(guò)高，或許導(dǎo)致粉末介質(zhì)擊穿，使涂層呈現(xiàn)縮孔針狀。因此，通信協(xié)調(diào)板選擇封裝為L(zhǎng)QFP100的STM32F407。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。

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，所以噴粉設(shè)備生產(chǎn)線(xiàn)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。噴涂區(qū)設(shè)備主要包含:供粉設(shè)備、噴涂操控器、噴槍、往復(fù)機(jī)、噴粉室、粉末回收設(shè)備等。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。

靜電噴涂控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)根據(jù)工業(yè)以太網(wǎng)分布式控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了靜電噴涂控制系統(tǒng)。靜電噴霧控制系統(tǒng)可分為三層：場(chǎng)控制層，通信協(xié)調(diào)層和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)層?，F(xiàn)場(chǎng)控制層由靜電噴霧控制單元和PLC控制單元組成。每個(gè)靜電噴霧控制單元由靜電噴霧控制器和靜電噴槍組成。噴槍接口連接到致動(dòng)器以形成控制回路，從而完成對(duì)噴粉設(shè)備生產(chǎn)線(xiàn)槍電壓，槍電流，流速壓力和霧化壓力的控制。噴涂任務(wù)。一起需要對(duì)主動(dòng)噴槍橫向的方位進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證噴槍口到不同形狀工件的距離在抱負(fù)的范圍內(nèi)。 PLC控制系統(tǒng)分為主從PLC控制單元，完成裝配線(xiàn)上涂層工件的運(yùn)動(dòng)控制，自動(dòng)噴槍攜帶往復(fù)機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制和噴槍的距離調(diào)節(jié)。同時(shí)，主PLC控制單元還需要完成工件形狀和傳動(dòng)速度的檢測(cè)。通過(guò)向從噴粉設(shè)備生產(chǎn)線(xiàn)PLC控制單元發(fā)送運(yùn)動(dòng)同步信號(hào)，將觸發(fā)同步信號(hào)發(fā)送到靜電噴涂控制柜，以協(xié)調(diào)噴涂操作的完成。 

噴粉設(shè)備生產(chǎn)線(xiàn)總體方案設(shè)計(jì)靜電噴涂控制柜結(jié)構(gòu)所示。多個(gè)靜電噴霧控制單元和通信協(xié)調(diào)器形成靜電噴霧控制柜，并且可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)線(xiàn)選擇控制器的數(shù)量。 RS48_5總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)用于靜電噴涂控制器與控制柜中的通信協(xié)調(diào)器之間的通信，通信協(xié)議使用MODBUS通信協(xié)議。由于RS-48_5總線(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)雙向通信，并且根據(jù)基于RS-48_5總線(xiàn)的MODBUS通信協(xié)議編寫(xiě)通信程序，因此可以以點(diǎn)對(duì)多的方式實(shí)現(xiàn)可靠的通信。噴粉設(shè)備生產(chǎn)線(xiàn)輸出試驗(yàn)為控制器輸出測(cè)試，原本需要使用噴槍配合，但由于實(shí)驗(yàn)室條件的限制，噴槍輸出的靜電高達(dá)上萬(wàn)伏，測(cè)量條件有限。系統(tǒng)需要利用RS-48_5點(diǎn)對(duì)多向通信特性來(lái)控制多個(gè)靜電噴涂控制器。

噴粉設(shè)備生產(chǎn)線(xiàn)

噴粉設(shè)備生產(chǎn)線(xiàn)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)。本課題的研討依托于某公司的噴涂流水線(xiàn)設(shè)備，該公司首要業(yè)務(wù)是為家電制作廠(chǎng)商供給零件噴涂。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。

DAC輸出模塊程序設(shè)計(jì)

噴粉設(shè)備生產(chǎn)線(xiàn)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(xiàn)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(guān)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。按下鍵，讀取鍵值，uKeyChanged減小，然后根據(jù)不同的狀態(tài)執(zhí)行相應(yīng)的鍵處理子例程。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。

操控算法模塊程序設(shè)計(jì)

噴粉設(shè)備生產(chǎn)線(xiàn)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。噴粉設(shè)備生產(chǎn)線(xiàn)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。所以，噴粉設(shè)備生產(chǎn)線(xiàn)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.

與工業(yè)強(qiáng)國(guó)相比，我國(guó)噴粉設(shè)備生產(chǎn)線(xiàn)的發(fā)展起步較晚。1965年，廣州電器研究所研制成功了常州絕緣材料廠(chǎng)生產(chǎn)的絕緣環(huán)氧粉末涂料，并在電機(jī)轉(zhuǎn)子和變壓器鐵芯上進(jìn)行了初步試驗(yàn)。1968年，上海無(wú)線(xiàn)電二十四廠(chǎng)粉體靜電噴涂技術(shù)成功涂覆了設(shè)備外殼，正式開(kāi)啟了我國(guó)粉體靜電噴涂技術(shù)發(fā)展的序幕?！捌呶濉逼陂g，噴粉設(shè)備生產(chǎn)線(xiàn)工藝是需要開(kāi)發(fā)和推廣的關(guān)鍵新技術(shù)之一。省機(jī)械研究所借鑒國(guó)外先進(jìn)的粉末內(nèi)循環(huán)靜電涂裝設(shè)備，采用國(guó)產(chǎn)化元器件研制的ZJ系列粉末靜電涂裝設(shè)備，基本達(dá)到80年代國(guó)外粉末靜電涂裝設(shè)備的水平?？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。配件。1982年，成都電器廠(chǎng)自行研制的JF-SC-II型粉末靜電噴涂設(shè)備性能優(yōu)良，性能穩(wěn)定。

1985年，北京靜電設(shè)備廠(chǎng)與北京農(nóng)機(jī)科學(xué)院聯(lián)合研制的SJFP-2型便攜式靜電噴粉設(shè)備通過(guò)部級(jí)鑒定，達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。1990年，浙江大學(xué)無(wú)線(xiàn)電廠(chǎng)研制的全自動(dòng)密封循環(huán)靜電粉末噴涂設(shè)備被列入國(guó)家新產(chǎn)品項(xiàng)目。該設(shè)備自動(dòng)化程度高，噴粉設(shè)備生產(chǎn)線(xiàn)適用于環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯、尼龍、聚乙烯。目前，國(guó)外已經(jīng)出現(xiàn)了大批技術(shù)先進(jìn)、自動(dòng)化程度高的大型生產(chǎn)線(xiàn)。噴涂技能包含噴涂設(shè)備與噴涂辦法、材料和工藝，針對(duì)不同的材料、辦法、工藝設(shè)計(jì)的噴涂設(shè)備是噴涂技能知識(shí)體系中的醉重要的一環(huán)，對(duì)整個(gè)噴涂技能的開(kāi)展起著不可磨滅的效果。隨著關(guān)鍵技術(shù)的突破和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)已成為較大的粉末涂料生產(chǎn)國(guó)和使用國(guó)。實(shí)現(xiàn)粉末靜電噴涂的自動(dòng)化、智能化、系列化是必然趨勢(shì)。