噴塑設(shè)備在垂直傳動結(jié)構(gòu)中，線性滑塊負(fù)責(zé)支撐噴槍部件上下移動。外力主要是由噴塑設(shè)備支架及其噴槍的重力和加速度產(chǎn)生的慣性力?？傋饔昧?95N。兩個導(dǎo)軌的目標(biāo)壽命為15年（每天8小時，每年300個工作崗位）。其中垂直導(dǎo)軌承受載荷w1=196N，有效行程ls=2m，每分鐘往返次數(shù)n=4次，水平導(dǎo)軌承受載荷w2=1470N，滑塊有效行程暫定為ls=1m，每分鐘往返次數(shù)n=4次。通過將兩個導(dǎo)軌的參數(shù)代入公式，可計(jì)算出縱橫導(dǎo)軌的距離額定壽命：可以看出，噴塑設(shè)備所選兩種導(dǎo)軌的額定壽命值均大于預(yù)期值，滿足噴塑設(shè)備的設(shè)計(jì)要求。為了實(shí)現(xiàn)自動噴涂的功能，本文選用了第三代金馬型自動噴粉槍。該設(shè)備有良好的性能：靜電高壓相對穩(wěn)定；粉量調(diào)節(jié)范圍大，氣力混合適中，出粉均勻柔和，送粉率高；質(zhì)價比高，操作方便，維護(hù)方便，通用性好。

從模態(tài)分析結(jié)果可以看出，優(yōu)化后的噴塑設(shè)備結(jié)構(gòu)大大提高了整個設(shè)備的低階頻率，消除了電機(jī)勵磁頻率的隱患，改善了設(shè)備的動態(tài)特性。本章利用UGNX8.0建模軟件和ANSYS Workbench 15.0有限元分析軟件，完成了噴涂設(shè)備及其關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。兩者相輔相成，互操作，大大方便了設(shè)計(jì)人員對機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化分析，比傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算和驗(yàn)證方法更準(zhǔn)確、有效。在有限元分析軟件中，采用模態(tài)分析和優(yōu)化分析相結(jié)合的方法，快速掌握結(jié)構(gòu)的動力特性，同時為優(yōu)化分析提供目標(biāo)和方向，噴塑設(shè)備有效地增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體特性，改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，隨著自動化和智能化的迅速發(fā)展和廣泛普及，大多數(shù)工業(yè)設(shè)備都采用自動控制系統(tǒng)來完成其加工操作。為適應(yīng)時代發(fā)展的需要，噴塑設(shè)備解決企業(yè)加工問題，針對中小企業(yè)噴涂生產(chǎn)線中的手工噴涂問題，設(shè)計(jì)研究了一種可自動跟蹤工件的后續(xù)靜電粉末噴涂設(shè)備。該生產(chǎn)線完成了噴涂作業(yè)，有效避免了噴塑設(shè)備噴槍空氣噴涂現(xiàn)象，節(jié)約材料，降低成本。如果機(jī)械結(jié)構(gòu)是設(shè)備的“主干”，那么相應(yīng)的控制系統(tǒng)必須是設(shè)備的“大腦和神經(jīng)中樞”，因此控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究也是非常關(guān)鍵的。

目前，可編程邏輯控制器的型號很多。其中，西門子和三菱的PLC應(yīng)用最為廣泛。不同廠家不同型號的PLC有很大的差異。噴塑設(shè)備在選擇合適的PLC時，必須考慮控制系統(tǒng)的性能、指令和結(jié)構(gòu)。本設(shè)備的運(yùn)行屬于中小型控制系統(tǒng)。經(jīng)過各種比較考慮，選擇西門子S7-300系列PLC作為控制系統(tǒng)的核心部件。西門子S7-300 PLC的結(jié)構(gòu)和外觀如圖5-3所示。電源模塊、CPU模塊和輸入/輸出模塊都是獨(dú)立的硬件組件。每一個都有自己的總線連接器，可以通過U總線緊緊地固定在PLC的標(biāo)準(zhǔn)軌道上。安裝位置如下：電源模塊位于機(jī)架左側(cè)，電源模塊右側(cè)為CPU模塊。右邊是IM接口模塊。前連接器插入前車門后面的凹槽中，外部連接連接到前連接器的端子上。根據(jù)上述討論，控制系統(tǒng)的功能主要包括工件檢測、噴槍噴涂和控制其軌跡。噴塑設(shè)備控制系統(tǒng)啟動后，編碼器測量接觸網(wǎng)的傳輸速度，并將信息傳輸?shù)絇LC。同時，光電傳感器檢測到工件后，PLC接收到接觸網(wǎng)傳輸速度信息，計(jì)算出工件到達(dá)起始位置所需的時間，并進(jìn)行相應(yīng)的處理。當(dāng)工件到達(dá)位置時，噴槍打開噴涂工作。整個噴塑設(shè)備噴槍運(yùn)動過程包括水平和垂直運(yùn)動直到噴涂結(jié)束，噴槍開始復(fù)位，噴槍復(fù)位后，進(jìn)行下一輪的檢查操作。