靜電噴粉流水線操控系統設計要求

根據對靜電噴涂流水線的分析在靜電噴涂操控系統的設計中需求滿意一些主動噴涂的條件，以及對噴涂質量的操控[[36]。要能夠依照傳輸過來的工件的形狀、大小、方位以及傳輸速度來靜確操控噴槍的啟停。系統設計一般需求滿意以下的以下幾個要求:

手動噴涂參數設定

靜電噴涂操控器應該滿意手動噴涂操控作業的需求，靜電噴粉流水線操控器經過操作面板能夠實現對噴槍電壓、噴槍電流、霧化氣壓、流化氣壓四個操控量的參數設定，以實現對手動噴涂的功用，對少量工件進行噴涂作業時采取手動噴涂，無需將整個主動流水線噴涂操控系統開啟。因此，過采樣技術，ADC采樣配置的采樣數據是12位，并且采樣數據被累加到16位采樣值中以避免單個采樣。

靜電噴粉流水線噴槍的啟停操控

在噴涂流水線上，被噴工件一般會被密集地懸掛于輸送鏈之上，輸送到噴涂工序后，是由主動噴槍不停歇地噴涂作業。但時在實踐的情況中，是有不同尺度、不同形狀的工件會同時被懸掛在同一條輸送鏈上。現在國內僅在一些職業投入比較大，比方轎車零部件、航空航天選用的是比較先進的機械臂自動噴涂。工件之間不只會存在著水平間隔，還因為工件的高度不一，筆直方向上也存在著高度差。為了避免主動噴涂時造成粉料的浪費，就需求能對工件傳輸速度、工件尺度及方位進行檢測，根據檢測信息智能操控主動噴槍的啟停。

靜電噴粉流水線RS485通信模塊設計考慮到內部通信協調器與靜電噴涂控制柜靜電噴涂控制器之間的一對多關系，以及傳輸速率等因素，選擇RS48_5通信模式，并進行通信協議采用半雙工通信，靜電噴粉流水線支持總線拓撲，多個控制器可以安裝在靜電噴涂控制柜通信協調器的RS48_5通信網絡中，符合設計要求。靜電噴粉流水線噴槍的啟停操控在噴涂流水線上，被噴工件一般會被密集地懸掛于輸送鏈之上，輸送到噴涂工序后，是由主動噴槍不停歇地噴涂作業。根據靜電噴涂控制柜的設計要求，通信協調板主要分為六個模塊：電源模塊，MCU模塊，RS48_5模塊，固態繼電器輸出模塊，以太網以太網接口模塊，EEPROM存儲模塊。

由于靜電噴粉流水線通信協調器設計用于安裝多達40個控制單元以進行協同操作，因此需要40個觸發IO，以及SPI接口，USART接口和以太網接口等外設。因此，通信協調板選擇封裝為LQFP100的STM32F407。根據靜電噴涂控制柜的設計要求，通信協調板主要分為六個模塊：電源模塊，MCU模塊，RS48_5模塊，固態繼電器輸出模塊，以太網以太網接口模塊，EEPROM存儲模塊。為通信協調板的每個模塊設計和分析主控制MCUo。 EEPROM存儲模塊使用2_SLC640和靜電噴涂控制器來控制主板。 RS48_5通信模塊與操作面板相同，我們不再贅述。

為了提高靜電噴粉流水線程序的可移植性，對每個數字管的顯示和閃爍進行單獨控制。通過將數據寫入顯示寄存器和段閃爍控制寄存器來控制顯示和閃爍。顯示子程序將0-9數據寫入BC7277顯示寄存器，靜電噴粉流水線控制數碼管的顯示。停止時，拉動ENABLE禁用控制芯片并下拉RESET復位控制芯片。閃爍控制子程序將0x00寫入BC7277閃爍控制寄存器以停止閃爍，并寫入0xFF以開始閃爍。與0至7位數字管的0x10-0x17位對應的顯示寄存器和8位閃爍控制寄存器DIG_Blink_CTL_H也可以單獨控制。閃爍數據分為0x00非閃爍和0xFF閃爍。對于高位閃爍控制寄存器DIG_Blink_CTL_H，只需要寫0x01來控制第8位閃爍，寫0x00停止閃爍，只對第8位有效。

根據靜電噴粉流水線控制器參數配置和參數顯示的要求，在各位顯示的前提下，設計各種參數的顯示程序。并在此基礎上結束控制體系核心部分逐個靜電噴涂控制柜的規劃與結束。這為參數的顯示和配置提供了許多方便，提高了程序的實用性。根據需要，用一個或多個LED數碼管顯示各種參數，需要對參數的顯示狀態進行協調和控制，從而顯示參數顯示程序入口參數的數據和顯示狀態。

在粉末噴涂設備中，用于驅動噴槍運動的升降機通常通過電機的正反轉動來控制噴槍的上下運動。靜電噴粉流水線抖動嚴重，噴槍不均勻，粉體浪費嚴重。靜電噴粉流水線輸出試驗為控制器輸出測試，原本需要使用噴槍配合，但由于實驗室條件的限制，噴槍輸出的靜電高達上萬伏，測量條件有限。為了解決這一問題，在鏈傳動裝置上設置了升降滑塊反轉連接機構，并增加了新的部件以平衡升降機構的重力，有效地減輕了電機的負荷。此外，電梯底座還設有調節機構，可調節電梯與工件的相對位置。在此基礎上進一步改進，增加了靜電噴粉流水線噴槍的數量，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。

目前，國內外已經生產了大量的智能機器人噴涂設備。然而，這些設備大多需要人工輔助，不能完成更復雜的操作。靜電噴粉流水線包括五軸機器人、工作臺、快速接頭、噴涂裝置和控制系統。自動噴槍通過快速接頭與五軸機器人的一級頭部連接。工件之間不只會存在著水平間隔，還因為工件的高度不一，筆直方向上也存在著高度差。噴涂裝置和五軸機器人分別與控制系統電連接。可實現智能化操作，節省人工成本，保持產品質量穩定一致。靜電噴粉流水線包括基本串聯運動單元和末端并聯噴涂操作單元2兩部分。基本串聯運動單元具有三個轉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線的要求。