第一章绪论
1.1涂装工艺的概论
涂装工艺是指将涂料薄而均匀地涂布在被涂工件表面上的工艺，即指对金属和非金属等产品表面进行涂料涂布，使被涂工件表面形成均匀不间断的薄膜，起到保护产品、优化外观、促进消费和某些特殊功能的工艺。产品涂装主要包括有三大要素：涂料、涂装技术与设备和涂装管理。
涂装工艺目前被广泛应用于国民生产中，如：汽车、家电、F1用品和机械等领域。在我国涂装发展史中，尤其是在近十几年，随着国民经济的快速发展和工业技术的巨大进歩，人们对产品涂层质量要求的提高和对绿色低碳环保生产的倡导，涂装工艺取得了巨大的进步，大量新型环保的涂料被研发出来，涂装技术经过不断的创新取得了巨大的发展，经历了由手工到生产线、到自动化生产线的不断转变过程，科学的管理模式也被广泛应用于涂装管理领域。涂装工艺正在快速发展和不断进歩。
1.2环保真空涂装设备的研究背景
1.2.1国内外涂装工艺的现状
随着我国科学技术的快速发展，以及国内经济生活水平的不断提高，产品涂装引起了人们越来越多的重视，人们不仅对涂装产品的外观效果，功能效果等的要求更高，而且对涂料质量，涂装过程中节能环保，产生的废气废漆回收效果也开始重视起来，要求产品涂装过程达到环保无污染，低能耗。
我国现代意义的涂装行业自上海幵林油漆涂料厂1915年创建算起，发展不到百年的时间，涂装行业通过不断的改革发展，取得了巨大进歩，行业技术装备水平以及为国民经济提供配套的能力都有了极大提高。涂装工艺在80年代以前以手工空气喷涂为主，随着改革开放的发展，国外先进的涂装技术：静电喷涂、粉末喷涂、电泳涂装、高压无气喷涂等的推广应用，涂装工业的自动化生产有了一定的提高。2009年，我国涂料行业产销总量达到800万吨，其中油漆量超过50%，并且每年还将以30%左右的增速高速发展着。
我国现在巳经拥有涂装生产线数万条，涂装设备厂数千家，且还以每年数百条新增生产线的速度投产，全国每年投资人民币达到十几亿，产品几乎覆盖应用于国内各个行业，不仅汽车、建筑业等原有涂装龙头企业，对涂装生产线需求更多，而且越来越多企业重视并加入了涂装应用行列，但由于国内技术相对于国外还有很大的差距，国外涂装行业自动化程度高，涂装环境和涂装质量好，国内较为先进精密的涂装设备基本上都属于国外技术，国内企业只能通过购买组装，在技术上还无法和国外企业竞争，国外进口产品及合资公司产品所占份额达30%-40%。目前国内的涂装工艺采取的主要还是手工涂装和普通流水线涂装方式，手工涂装具有效率低、成本高、劳动强度大、环境污染严重、能源消耗高以及对人体健康危害大等缺点，普通流水线涂装方式存在油漆浪费、环境污染大和工件涂装质量差等缺点，并且流水线涂装只适用于涂层质量要求较低，结构造型简单的产品，对于涂装效果要求高，结构复杂的产品并不能达到很好的效果。
第二章环保真空涂装设备的转架结构设计
2.1转架的工作要求
环保真空涂装设备的涂装过程是在真空环境下进行的，即：产品在一个封闭的真空缸体内进行静电涂装。带动产品转动的转架机构也处于真空缸体内，为了便于安装和固定，转架的结构必须与缸体的尺寸规格相匹配；设备通过密封结构使缸体外驱动系统传递进来的动力连接到转架上，'il:现能量传递，驱动转架转动，转架的相关零件需要与驱动系统零件啮合；静电蝶枪安装在缸体中心，可沿缸体中心轴上下运动，通过蝶枪高速旋转的蝶盘将油漆向外360°水平喷出，为了提高涂装效率和油漆利用率，涂装产品要围绕在蝶枪周围呈环状.，使喷出油漆最大量地被产品吸附，形成涂层；烤灯烘烤具有最佳的烘烤距离，能较快、较佳地对被烘烤物进行烘烤，转架上的产品在烘烤时必须满足此距离；转架能够带动工件进行自转和公转，使产品各个受漆面能均匀受漆，并且由于各产品尺寸规格不同，需要不同的受漆时间，涂装过程的自转和公转速度必须可以独立调整，以求通过控制旋转速度来达到产品表面受漆量的不同。同吋设计还要能便于工件的安装和拆卸，提高生产效率和减轻劳动强度。
真空缸体是高度为1.8m，直径为2.2m的圆柱体。静电蝶枪与工件之间有安全距离的要求，工件必需在以喷枪为中心，半径为250mm到300mm的圆周范围内，才能保证工件的最佳受漆，静电蝶枪带有高压静电，为保证设备的安全，在工作期间必须与其他导体保持300mm的距离，防止产生漏电危险，静电蝶枪的有效涂装高度为L2m。由于静电蝶枪安装在缸体顶部，并有安全距离要求，为此转架的动力传动系统设置在底部，工件悬挂在离缸体上下距离300mm的位置，转架主体由于固定在缸体上，转架必须能围绕蝶枪中心进行公转，方便悬挂工件。在除去缸体门的固定缸体壁上均布组红外线烤灯，烤灯的最佳烘烤距离为200mni到250mm，转架上的被烘烤产品必须满足最佳距离，并能公转，使其他没正对烤灯的工件能旋转到正对位置，达到烤灯最佳烘烤距离。
第三章 环保设备的过滤系统设计 ...................................36-45
3.1 过滤系统设备的选择 ...................................36-40
3.1.1 真空泵的选型 ...................................36-38
3.1.2 储气罐的选型................................... 38
3.1.3 离心风机的选型................................... 38-39
3.1.4 流量控制阀的选型 ...................................39
3.1.5 冷水机的选型................................... 39-40
3.2 过滤系统设备的布局 ...................................40-43
3.3 本章小结 ...................................43-45
第四章 环的电气控制设计................................... 45-70
4.1 涂装的工艺流程设计................................... 45-48
4.1.1 涂装要求的分析................................... 45
4.1.2 涂装工艺流程的设计................................... 45-48
4.2 涂装的电气控制线路图................................... 48-52
4.3 PLC控制程序 ...................................52-60
4.3.1 PLC元件选型 ...................................52-56
4.3.2 PLC程序编写 ...................................56-60
4.4 MCGS组态触摸屏设计................................... 60-69
4.4.1 触摸屏选型................................... 60-61
4.4.2 触摸屏界面的设计................................... 61-69
4.5 本章小结 ...................................69-70
结论
本课题的目的是为了研发出一种新型涂装设备，满足円益增长的涂装要求，实现涂装行业的技术改革创新。本人经过多方面的努力，包括进行机械结构设计、电气控制设计、触摸屏组态设计等工作，基本完成了预期的课题目标。
本课题釆用真空加静电进行涂装的新型方式。设计设备的转架结构，实现转架与缸体、静电蝶枪等的配合，完成转架的自转和公转结构设计，使产品实现了两种转动，最大限度地吸附油漆，达到良好的涂装效果；对过滤系统的设备进行计算选型，实现缸体的抽真空、换风清洁和废气过滤工序，并对设备进行合理布局；设计涂装设备的工艺流程，绘制电气控制线路图，进行电器元件的选型，并编写PLC程序。最后设计触摸屏窗口，设置设备窗口和实时数据库窗口与PLC元件连接，进行设备控制，设计用户界面窗口实现人机对话。目前设计并制造出了整套环保真空涂装设备，投入企业生产，实现了设备自动化控制，满足产品真空涂装，废气集中过滤排放的工艺要求。环保真空涂装设备在后续研究工作屮有深入改进的空间，在此作以下展望：
1、实现连续化生产。本设计并不具有流水线连续性生产的效果，在后续研究开发中，可以通过设计生产流水线，使前一批产品涂装完成后，连续不间断地进行下一批产品涂装，真正实现产品涂装的连续性自动化生产，提高涂装效率。
2、实现系列化生产。本设计的涂装产品参照物仅为汽车模型，属于小工件产品，转架装置结构并不适用于较大工件的涂装，后续研究可以根据不同涂装产品进行不同转架机构的设计，使涂装设备适用性更广。