涂裝是指在工業(yè)制品的表面用涂料涂上保護層,是制造工藝中非常重要的一環(huán)。靜電粉末噴涂是指利用靜電作用使粉末涂料吸附到工件表面,之后經(jīng)過高溫加熱在工件表面形成涂膜的涂裝方法。靜電粉末噴涂因為具有生產效率高、環(huán)保節(jié)約、工藝簡單等優(yōu)勢,所以被廣泛用于噴涂制造業(yè)。目前,國內大部分中小型噴涂制造業(yè)企業(yè)所使用的靜電粉末噴涂設備自動化程度較低,這導致噴涂工人健康受到損害、噴涂質量得不到保證、生產效率較低。因此本文針對上述問題,設計并開發(fā)了一種高性價比的涂裝線自動靜電粉末噴涂系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過靜電噴槍控制器實現(xiàn)對靜電噴槍的靜電與氣流流量參數(shù)的自動控制,通過往復式噴涂機及噴涂機器人實現(xiàn)對涂裝線上不同型號工件的自動噴涂,通過上位機軟件實現(xiàn)對系統(tǒng)各參數(shù)的監(jiān)視與管理,并可針對不同型號的工件實現(xiàn)參數(shù)的自動切換。該系統(tǒng)結構可分為三層,分別為現(xiàn)場設備層、實時控制層、監(jiān)視與管理層。本文主要工作包括以下幾點:（1）結合涂裝線實際靜電粉末噴涂作業(yè)場景,分析系統(tǒng)需求,提出了系統(tǒng)總體設計方案以及系統(tǒng)各部分的具體設計方案。完成了系統(tǒng)總體硬件結構以及系統(tǒng)噴涂作業(yè)流程的設計。（2）根據(jù)系統(tǒng)設計方案完成了系統(tǒng)的靜電噴槍控制器、往復式噴涂... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

噴涂工人對工件進行補噴

華南理工大學碩士學位論文8圖2-2往復式噴涂機對工件進行大面積噴涂根據(jù)上文介紹的涂裝線靜電粉末噴涂作業(yè)過程，可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的靜電粉末噴涂系統(tǒng)存在如下問題：1.工人健康被損害，噴涂現(xiàn)場環(huán)境惡劣，工人勞動強度大。粉末涂料不僅會粘附到噴涂工人的皮膚和衣服上，引起噴涂工人產生過敏反應[32]，而且會被噴涂工人經(jīng)口鼻吸入體內引起呼吸道疾病，有一定幾率引起更為嚴重的肺部疾��；2.噴涂質量得不到保障，由于采用人工對工件進行補噴，噴涂質量很大程度上取決于工人的技能水平，據(jù)了解因為工作環(huán)境惡劣，很難有熟練的、技術好的噴涂工人愿意長期從事噴涂工作，所以相當一部分噴涂工人是新手，技能水平比較一般。而且由于人工操作具有一定的偶然性，所以無法保證如一的噴涂質量；3.生產效率較低，涂裝線往往需要噴涂多種型號的工件，噴涂完一批同一型號的工件之后，噴涂工人需要暫停整個涂裝線，然后根據(jù)下一批將要噴涂的工件型號重新設置靜電噴槍的靜電與氣流流量參數(shù)以及往復式噴涂機的運動相關參數(shù)。這一過程十分繁瑣而且非常耗時，大大降低涂裝線的生產效率。針對現(xiàn)有靜電粉末噴涂系統(tǒng)存在的問題，經(jīng)過分析得到本文的涂裝線自動靜電粉末噴涂系統(tǒng)的設計需求如下：1.靜電噴槍參數(shù)控制，系統(tǒng)可通過靜電噴槍控制器實現(xiàn)靜電噴槍靜電與氣流流量參數(shù)的自動控制。靜電噴槍的靜電參數(shù)用于控制工件的涂膜厚度與粉末涂料對工件的吸附力，靜電參數(shù)越高涂膜厚度越厚、粉末涂料對工件的吸附力越強。電壓模式下，靜電參數(shù)為高壓靜電電壓，設置范圍一般為60~100kV；電流模式下，靜電參數(shù)為反饋電流，設置范圍一般為10~100uA。靜電參數(shù)過高不僅會使工件邊緣部位容易產生流掛、氣泡和其他的噴涂缺陷[3-9]，而且可能會產生火花放電引發(fā)生產安全問題；而靜?

靜電噴槍控制器的主電路如圖 3-2 所示，所使用的 MCU 是型號為 STM32F405VGT6的一種高性能 MCU。其基于 Cotex-M4 內核，自帶浮點運算單元，最高主頻可達 168MHz,擁有 1Mbyte 的 Flash 和 196Kbyte 的 SRAM 存儲空間，擁有 ADC、DAC、UART、SPI、定時器等眾多外設。該型號 MCU 不僅可以高速完成靜電參數(shù)控制的閉環(huán)控制算法的計算任務，還擁有足夠的空間用于存儲靜電噴槍控制器默認參數(shù)，以及豐富的外設用于實現(xiàn)控制器的各種功能。采用 16MHz 的無源晶振作為 MCU 的高速外部時鐘。采用 SWD作為 MCU 的調試接口，相比傳統(tǒng)的 JTAG 調試接口，其具有占用 MCU 的 I/O 接口少、占用 PCB 空間小、高速模式下更穩(wěn)定的優(yōu)點。

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本文編號：3514159