本本主要介绍和说明喷漆机的工作原理、工艺流程、设备布置等。定义了本论文的总体设计方案，即设计和研究一种自动喷涂设备，该设备可携带喷枪，配合管道自动完成喷涂工作，替代中小企业现有的手工喷涂方法。通过现场调查，初步确定了该设备的运行参数和三维模型。喷漆机通过测量接触网上相邻工件的位置和下一个工件到达原工件的时间，计算出接触网的传动速度，并计算出喷涂周期和执行动作。工件的喷涂质量直接取决于喷枪的运行状态。传动设计的主要原则是保证喷枪运动平稳可靠。机械传动方式有链条传动、皮带传动、齿轮啮合、滚珠丝杠等。设计的第1步是选择正确合理的传输方式。对于垂直传动方式，本课题对同步带传动方式进行了优化。与传统的皮带传动不同，喷漆机是通过将带轮轮齿与同步带槽啮合来传递运动的。它不是摩擦式运动，没有相对滑动现象。它可以保证相对严格的传动比和传动稳定性。

为了提高喷漆机计算效率，并对计算结果进行直观有效的分析，将柱体与装配体分离，分别进行了分析。在整个结构中，柱具有相同的样式和对称分布。有限元分析模型只需建立其中一个。结构钢材料选择：泊松比0.3，弹性模量，密度。采用自动智能网格法进行网格生成。网格单元的大小设置为10 mm，网格单元数为13930，节点数为29412。为喷漆机模型设置合理的边界条件，有助于分析结果的真实性和准确性。负责导轨垂直圆柱面的定位和安装，并向导轨表面施加向下的重力，尺寸为214.23N，固定喷漆机支撑滑轮轴承座的螺纹孔施加轴承载荷。载荷主要来源于驱动结构的重力、喷枪组件的重力及其惯性力。由于受力分布对称，荷载取荷载的一半，尺寸为74.76N，另外还包括喷漆机柱本身的重力和水平方向的惯性力。当立柱固定在底座上时，各方向的自由度都受到固定约束的限制。柱的变形面积集中在顶部，变形为0.19mm。应力出现在柱的底部。柱的应力为0.92MPa，完全满足设计要求，有足够的优化空间。

目前，可编程逻辑控制器的型号很多。其中，西门子和三菱的PLC应用最为广泛。不同厂家不同型号的PLC有很大的差异。喷漆机在选择合适的PLC时，必须考虑控制系统的性能、指令和结构。本设备的运行属于中小型控制系统。经过各种比较考虑，选择西门子S7-300系列PLC作为控制系统的核心部件。西门子S7-300 PLC的结构和外观如图5-3所示。电源模块、CPU模块和输入/输出模块都是独立的硬件组件。每一个都有自己的总线连接器，可以通过U总线紧紧地固定在PLC的标准轨道上。安装位置如下：电源模块位于机架左侧，电源模块右侧为CPU模块。右边是IM接口模块。前连接器插入前车门后面的凹槽中，外部连接连接到前连接器的端子上。根据上述讨论，控制系统的功能主要包括工件检测、喷枪喷涂和控制其轨迹。喷漆机控制系统启动后，编码器测量接触网的传输速度，并将信息传输到PLC。同时，光电传感器检测到工件后，PLC接收到接触网传输速度信息，计算出工件到达起始位置所需的时间，并进行相应的处理。当工件到达位置时，喷枪打开喷涂工作。整个喷漆机喷枪运动过程包括水平和垂直运动直到喷涂结束，喷枪开始复位，喷枪复位后，进行下一轮的检查操作。