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為了進(jìn)一步節(jié)約材料消耗，建立了噴涂生產(chǎn)線拓?fù)鋬?yōu)化模塊。本文所使用的有限元分析軟件是ANSYS Workbench 15.0版，其中利用測試版中的形狀優(yōu)化模塊完成拓?fù)鋬?yōu)化功能。由于形狀優(yōu)化基于單獨的有限元分析環(huán)境，不能與其他靜態(tài)噴涂生產(chǎn)線分析模塊相關(guān)聯(lián)，因此需要重新設(shè)置模型的邊界條件。在引進(jìn)該噴涂生產(chǎn)線模型后，確定了材料性能：聚乙烯為同步帶材料，導(dǎo)軌材料為45鋼，噴槍夾用鋁合金，其他材料為結(jié)構(gòu)鋼。隨后，材料還原率定義為45%。解決方案完成。保留深色結(jié)構(gòu)。利用UG建模軟件繪制優(yōu)化模型，將新模型重新導(dǎo)入到有限元軟件中，完成靜態(tài)分析。材料分析、網(wǎng)格設(shè)置、邊界條件等都與原模型一致。噴涂生產(chǎn)線柱的變形量為0.15mm，比前一次0.19mm變形量小21%，柱的等效應(yīng)力為1.9MPa，比前一次增加。但遠(yuǎn)低于材料屈服強(qiáng)度，滿足設(shè)計要求。此外，質(zhì)量從17.27千克下降到10.89千克，下降了37%。

西門子S7-300系列PLC需要通過編程軟件step7v5.5進(jìn)行編程。國際上已制定了五種工業(yè)控制程序設(shè)計語言標(biāo)準(zhǔn)。工件表面的噴涂質(zhì)量因人而異，工人的體力和健康也面臨著很大的考驗。它們是指令列表語言、順序功能流程圖語言、梯形圖語言、功能模塊語言和結(jié)構(gòu)文本語言。相比之下，噴涂生產(chǎn)線選擇了與控制系統(tǒng)電路圖非常相似的高熱梯形圖語言。它直觀，易于理解和掌握，特別適用于開關(guān)量的邏輯控制。

噴涂生產(chǎn)線編程軟件步驟7有三種編程方法：

（1）線性編程方法，將所有的控制程序都放在ob1（組織塊，即主程序）中，并按一定的順序執(zhí)行。噴涂生產(chǎn)線CPU控制OB1重復(fù)運行以實現(xiàn)自動控制任務(wù)，一般只適用于相對簡單的系統(tǒng)需求。

（2）塊編程方法將整個程序劃分為若干個具有執(zhí)行功能的小程序。編程語言寫在相應(yīng)的功能塊中。針對噴涂生產(chǎn)線光電開關(guān)的具體應(yīng)用，有兩種方案：（1）將光電開關(guān)安裝在噴槍的啟動位置，一旦檢測到工件，直接控制噴涂生產(chǎn)線噴槍開始工作，直接有效，操作方便。各功能塊相互獨立，沒有信息交換和傳輸。相應(yīng)的控制指令單獨執(zhí)行。主程序所在的OB1負(fù)責(zé)按一定順序調(diào)用這些功能塊，并執(zhí)行執(zhí)行效率和程序。編程優(yōu)于線性規(guī)劃方法。編程語言結(jié)構(gòu)清晰，易于掌握。

（3）結(jié)構(gòu)化編程方法，對噴涂生產(chǎn)線控制要求的類似或相關(guān)功能進(jìn)行分類，設(shè)計通用的解決方案，一般用于處理更復(fù)雜的控制指令和要求，類似于塊編程方法。對于驅(qū)動噴槍移動的同步帶傳動結(jié)構(gòu)，采用亞當(dāng)斯軟件進(jìn)行相關(guān)計算，以驗證參數(shù)的合理性，保證噴涂生產(chǎn)線噴槍的平穩(wěn)運行。它需要在各自的功能塊中完成語言編寫，這與塊編程的執(zhí)行原理不同。結(jié)構(gòu)化編程中的功能塊在ob1中調(diào)用。可能會有重復(fù)的調(diào)用來執(zhí)行操作指令，主要是為了完成相同的過程，但不同對象的操作不同。

靜電粉末噴涂系統(tǒng)的后續(xù)設(shè)計與研究主要針對我國生產(chǎn)防盜門的中小企業(yè)自動化程度較低的問題。也就是說，設(shè)計了一套噴槍自動完成噴涂的系統(tǒng)設(shè)備。在工程竣工過程中，得出以下結(jié)論和結(jié)果：噴涂生產(chǎn)線基于防盜門的生產(chǎn)線。因此，本工程的主要目的是利用設(shè)計探索模塊實現(xiàn)基礎(chǔ)的參數(shù)優(yōu)化，即保證基礎(chǔ)有足夠的強(qiáng)度和剛度，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計參數(shù)，達(dá)到節(jié)約材料、減輕結(jié)構(gòu)重量的目的。涂裝方法是將工件放在接觸線上，通過清洗、磷化、干燥、噴涂、固化等工序，連續(xù)進(jìn)行。本文提出了相應(yīng)的總體設(shè)計方案，即噴涂生產(chǎn)線的便攜式噴槍隨工件水平運動而上下擺動。噴灑門后，噴槍關(guān)閉復(fù)位，等待隔壁重復(fù)噴涂動作，實現(xiàn)自動化、智能化、高效化和油漆節(jié)約。在噴涂生產(chǎn)線機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，結(jié)合機(jī)械設(shè)計和制造的相關(guān)原則，對主要零部件進(jìn)行了計算和校核，對類似結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較分析，確定了最終的結(jié)構(gòu)方案，并繪制了系統(tǒng)設(shè)備的總體模型。噴涂生產(chǎn)線利用ANSYS工作臺有限元分析和優(yōu)化設(shè)計的功能模塊，在足夠的強(qiáng)度和剛度的基礎(chǔ)上對關(guān)鍵部件的尺寸和結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，有效地改善了系統(tǒng)設(shè)備的整體動態(tài)特性，使其更加方便、靈活、可靠。它比傳統(tǒng)的設(shè)計計算方法更有效。根據(jù)噴涂生產(chǎn)線的總體設(shè)計要求，制定了詳細(xì)的控制系統(tǒng)方案，詳細(xì)討論了控制系統(tǒng)的硬件選擇和軟件編程。