對靜電噴涂操控系統(tǒng)的研制，本文完結(jié)了如下作業(yè)。首要，對系統(tǒng)整體架構(gòu)進行設(shè)計。其次，詳細噴塑工藝設(shè)計了靜電噴涂操控柜內(nèi)部的通訊和諧器和操控器。通訊和諧器選用STM32F407作為主控MCU，設(shè)計了以太網(wǎng)和RS48_5通訊接口。并設(shè)計了固態(tài)繼電器觸發(fā)輸出電路用于操控器的觸發(fā)。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。其功用是對靜電噴涂參數(shù)輸出進行控制，以及對輸出參數(shù)進行丈量。然后，詳細設(shè)計了噴涂操控器的軟件部分，包含操控器驅(qū)動軟件、操控器操控算法等的設(shè)計。醉后，對靜電噴涂操控器進行了功用測驗，并在噴涂現(xiàn)場測驗了操控器功能，達到了較好的噴涂效果，驗證了靜電噴涂操控器的可行性。這也制約操控器的開展空間，手動調(diào)壓必須在噴涂現(xiàn)場操作，尤其在噴塑工藝流水線作業(yè)時不光費時費力，而且手動調(diào)壓操控精度沒有確保，也完成不了徹底的自動化噴涂。

噴塑工藝涂裝是指金屬和非金屬外表掩蓋保護層或裝修層，而噴涂就是差異于傳統(tǒng)的刷涂、刮涂等人工涂裝工藝，選用噴槍，借助于壓力或離心力，分散成均勻而微細的霧滴，施涂于被涂工件外表的涂裝辦法[。目前，噴塑工藝噴涂作業(yè)廣泛應(yīng)用于轎車、家電、塑膠、船只、航空航天等范疇。噴涂按原理根本分為三種方法:空氣噴涂、無氣噴涂和靜電噴涂，隨后又由這三種噴涂方法演化出了大流量低壓霧化噴涂、主動噴涂、高壓無氣噴涂、等離子噴涂等噴涂方法。噴塑工藝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。

由于對噴塑工藝執(zhí)行器減壓閥的機械控制沒有極限，因此在軟件中必須設(shè)定安全調(diào)節(jié)范圍：總氣壓的100 7080%。我們需要控制的是速度、壓力和霧化壓力的范圍在總壓力的1007080％之間，并且當(dāng)壓力超過范圍時，調(diào)節(jié)將停止。由原步進電機模塊設(shè)計的步進電機轉(zhuǎn)速與輸出PWM脈沖頻率有關(guān)。為了保證快速穩(wěn)定的氣壓調(diào)節(jié)，氣壓調(diào)節(jié)是分階段控制的。當(dāng)誤差超過IOKPa時，可以全速調(diào)節(jié)步進電機；當(dāng)誤差在1--10KPa之間時，可以中速調(diào)節(jié)步進電機；作為噴塑工藝的中心，噴塑工藝操控器是噴涂功率、噴涂質(zhì)量的關(guān)鍵所在。當(dāng)氣壓穩(wěn)定時，由于氣壓波動需要調(diào)節(jié)步進電機，則采用慢速調(diào)節(jié)。防止因輕微波動或采樣波動調(diào)整不正確而引起的氣壓嚴(yán)重波動。

噴塑工藝通信模塊程序設(shè)計控制主板通過USART1與操作面板進行通信。為了提高數(shù)據(jù)傳輸效率和CPU利用率，噴塑工藝采用DMA方式發(fā)送和接收USARTI。同時，為了接收長度未知的數(shù)據(jù)，USART1的空閑可以中斷DART_IT_IDLE，并在空閑中斷處理功能中切換接收緩沖區(qū)，提高數(shù)據(jù)接收容量和速率?？刂浦靼灏l(fā)送的數(shù)據(jù)包有兩種，一種是事件觸發(fā)的數(shù)據(jù)包，它由響應(yīng)面板請求的響應(yīng)參數(shù)組成，另一種是時間觸發(fā)的數(shù)據(jù)包，它由定期發(fā)送的廣播參數(shù)組成。為了防止發(fā)送數(shù)據(jù)之間的沖突，對各個參數(shù)的優(yōu)先級進行了劃分。數(shù)據(jù)在每個模塊中生成，因此封裝參數(shù)也在每個模塊中。當(dāng)生成數(shù)據(jù)時，將調(diào)用數(shù)據(jù)打包子例程來打包數(shù)據(jù)。同時，有效數(shù)據(jù)標(biāo)志的相應(yīng)位置1指示需要發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)USENDATAFFACH不是0時，它表示有數(shù)據(jù)要發(fā)送。噴塑工藝主程序中調(diào)用發(fā)送程序。發(fā)送程序根據(jù)發(fā)送優(yōu)先級判斷是否需要發(fā)送數(shù)據(jù)。如果有一個，它發(fā)送優(yōu)先級數(shù)據(jù)并清除位?？刂浦靼逡髐SendDataFlag的所有8位表示都具有1字節(jié)和8位。uSendDataFlag的對應(yīng)優(yōu)先級高于時間觸發(fā)的廣播分組。噴塑工藝動態(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。

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。噴塑工藝抖動嚴(yán)重，噴槍不均勻，粉體浪費嚴(yán)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，增加了噴塑工藝噴槍的數(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)。而低端職業(yè)開展嚴(yán)重不足，很多家電職業(yè)多數(shù)選用國外的噴涂控系統(tǒng)。

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。噴塑工藝包括五軸機器人、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。噴塑工藝包括基本串聯(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。然后，詳細設(shè)計了噴涂操控器的軟件部分，包含操控器驅(qū)動軟件、操控器操控算法等的設(shè)計。