用于自动化喷涂的大型风电产品定位装置的制作方法

本实用新型属于机械加工技术领域，具体是一种用于自动化喷涂的大型风电产品定位装置。

背景技术：

对于大型工件(例如某些风力发电机机舱组件，其形状不规则且复杂，尺寸较大，最宽处达到5米多，单件毛坯重量达到50吨左右)来说，采用人工喷涂方式，不便作业，而且，喷涂过程中产生的污染对作业人员伤害较大。对于该类工件的喷涂，自动化喷涂是个趋势。

在自动化喷涂过程中，对漆面厚度均匀度的控制主要是控制喷枪与工件表面之间的间距(喷漆压力较容易控制)。这个距离的控制方法可以是，采用激光等测距仪实时测量/调整喷枪的动作，或者是采用计算机软件，把按照工件模型(3D制图软件制作)来规划喷枪的喷涂轨迹。

第一种方法的难点主要在于，喷涂过程中产生的粉尘或液滴对激光(或红外线、超声波等反射原理)会有影响，造成测量不准确，也对激光等的发射端/接收端带来较严重污染，进一步造成测量不准确。为了达到准确测量，测距单元的设计投入很大，不建议采用。

第二种方法的难点主要在于，在自动化喷涂设备上定位工件的准确性要求较高，与计算机模拟的状态的误差要求较高。这就对工件的定位夹具的定位效果要求很高。

技术实现要素：

技术问题分析：采用常规的夹具等难于做到对大型工件妥善、准确夹持，同时，作业难度也较高。为此，需要设计一种新的定位夹具，该夹具要求具有使用便利、定位准确的基本要求，尤其是对于体积和重量都很大，且外形不规则的工件。

本实用新型的技术方案：一种用于自动化喷涂的大型风电产品定位装置，包括工作台和治具底板，工作台在下，治具底板可拆卸地装在工作台上，二者之间通过夹持装置锁定或松开；

所述工作台的中心位置连接有垂直向上的定位销柱，治具底板的中心位置设有与定位销柱对应的定位销孔；

工作台的边缘连接有辅助定位块，辅助定位块的一面是斜面，对于同一边缘上的辅助定位块，其斜面在同一平面；各个辅助定位块的斜面所在平面围成的空间是上口大、下口小的喇叭状空腔；各个斜面的倾斜程度相同；在工作台和治具底板是配合的状态下，治具底板在喇叭状空腔内，且治具底板的底面的各个边缘抵住对应辅助定位块的斜面；

所述夹持装置有多个，它们分别装在工作台的边缘上；所述治具底板的边缘设有与夹持装置对应的定位机构；

所述治具底板上可拆卸地装有多组用于连接工件的支撑块。

(本定位装置的原理是，先把工件吊装、定位在治具底板上，这个治具底板跟随工件的坯料—>喷涂—>烤漆—>成品的整个过程；

再把治具底板吊装到工作台上，在这个具体过程中，控制吊车逐渐下落，人工微调使销柱和销孔对准，继续下落，治具底板进入喇叭状空腔中，治具底板的边缘触碰到任一个或任几个斜面，在逐步下落，直到治具底板完全落下，各个斜面托住治具底板，此时，治具底板自然处于水平状态，无需再采用外力进行调整。

最后，用夹持装置锁紧治具底板和工作台。

在自动化喷涂过程中，工作台是可以与自动化喷涂设备的托盘固定连接的。自动化喷涂设备的托盘，喷涂设备的托盘在自动化控制系统的控制下进行转动、平移等多维度动作。)

进一步，支撑块通过螺栓连接在治具底板上。

(治具底板上的各组支撑块用于对应支撑不同型号工件。对于喷涂工艺来说，工件的喷涂面可能在底面，通过支撑块架空工件，给喷涂设备留有底面喷涂作业空间。各组支撑块的外型对应不同型号工件的特定支撑位置，确保工件的整体保持良好姿态，便于转运和喷涂作业。

对于底面无需喷涂的工件，则可以不用装配支撑块，直接把工件落在在治具底板上，并用预设的定位螺栓等机构进行定位。)

进一步，夹持装置是压头，压头的结构为：包括主体板、操作杆、压杆和连接杆；

所述主体板的下部设有工作台连接机构；通过该连接机构，压头与工作台连接；

所述压杆是由首尾顺次连接的压杆的第一段和压杆的第二段构成，压杆整体为“L”型；所述操作杆整体为“L”型；

“L”型操作杆的弯折处转动连接于连接杆的首端，且弯折处朝向连接杆，连接杆的末端转动连接于主体板顶部的末端；

压杆的第二段的末端转动连接于主体板顶部的首端；“L”型压杆的折弯处转动连接于操作杆前端，且压杆的折弯处朝向操作杆；压杆的第一段的首端连接有用于压住工件的压块；

所述压杆与主体板之间的第一转动轴、连接杆与主体板之间的第二转动轴、连接杆与操作杆之间的第三转动轴、操作杆与压杆之间的第四转动轴，它们是相互平行的；

主体板顶部的中间位置设有下凹；操作杆前端围绕连接杆的首、末端转动的路径途经下凹的中空；

在非锁定状态，从压杆的重心引出的垂线在第一转动轴的后部；

在锁定状态：从第三转动轴轴心引出的垂线在第二转动轴和第四转动轴之间；

所述治具底板的边缘的定位机构是台阶，在锁定状态下，所述压块压在台阶上。

本压头的动作原理是，首先，主体板通过工作台连接机构固定在工作台上(工作台上设有成系列的多个通孔即可，主体板可以根据工件的外型结构，通过螺栓固定在适当位置)；人力压操作杆后部，此时操作杆以围绕第三转动轴转动为主；当第四转动轴与第三转动轴的高度接近时，操作杆以围绕第二转动轴转动为主，操作杆对压杆有个前推的趋势(对压杆施以向前的力)，压杆则围绕第一转动轴转动，压杆的第一段的首端的压块下压到工件的合适位置上。由杠杆原理，操作杆后部的力臂足够长的话，人力是可以较为轻松作业。

进一步，对于压头，所述压杆的第一段和压杆的第二段相互垂直。该结构，使锁紧和非锁紧状态都更为稳定)

进一步，对于压头，在锁定状态，第二转动轴、第三转动轴和第四转动轴，它们的轴心在同一直线上。(该结构下，锁紧状态更加稳定，第四转动轴位置处围绕第一转动轴反向转动的趋势被更好遏制)

进一步，对于压头，所述压杆还包括伸缩杆；伸缩杆末端可伸缩地连接在压杆的第一段的首端，压块连接在伸缩杆的首端；且在锁紧状态下，伸缩杆垂直于压杆的第一段。(可根据台阶高低，通过伸缩杆调节压块与压杆的第一段的首端之间的距离)

进一步，对于压头，所述压块端面连接有缓冲、防滑的衬垫。(用于防止台阶滑动，定位不牢靠)

进一步，对于压头，所述工作台连接机构包括连接板，连接板上开有通孔，连接板所在平面与第一转动轴平行。(为了适应多种治具底板和工作台之间的锁定状态，可以制成系列压头，系列压头中，连接板的位置不同，即连接板所在平面与压杆的第一段所成角度不同)

进一步，对于压头，在锁紧状态下，压块端面与连接板所在平面相互垂直；连接板连接在工作台侧面上。

本定位装置的有益效果是，定位准确度高，作业简便，便于实现。

附图说明

图1是本定位装置(装配状态)的结构示意图；

图2是工作台的结构示意图；

图3是本压头松开状态示意图；

图4是本压头半联状态(中间状态)示意图；

图5是本压头锁紧状态示意图；

图1、2中，工作台1、治具底板2、定位销孔3、辅助定位块4、压头5、用于连接工件或支撑块的螺孔6、吊具连接机构7；

图3～5中，主体板501、操作杆502、压杆503、连接杆504、连接板505、压杆的第一段506、压杆的第二段507、压块508、伸缩杆509、第一转动轴510、第二转动轴511、第三转动轴512、第四转动轴513、下凹514。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本实用新型进行说明：

如图1、2，一种用于自动化喷涂的大型风电产品定位装置，包括工作台和治具底板，工作台在下，治具底板可拆卸地装在工作台上，二者之间通过夹持装置锁定或松开；

所述工作台的中心位置连接有垂直向上的定位销柱，治具底板的中心位置设有与定位销柱对应的定位销孔；

工作台的边缘连接有辅助定位块，辅助定位块的一面是斜面，对于同一边缘上的辅助定位块，其斜面在同一平面；各个辅助定位块的斜面所在平面围成的空间是上口大、下口小的喇叭状空腔；各个斜面的倾斜程度相同；在工作台和治具底板是配合的状态下，治具底板在喇叭状空腔内，且治具底板的底面的各个边缘抵住对应辅助定位块的斜面；

所述夹持装置有多个，它们分别装在工作台的边缘上；所述治具底板的边缘设有与夹持装置对应的定位机构；所述治具底板上可拆卸地装有多组用于连接工件的支撑块。支撑块可以通过螺栓连接在治具底板上。

本例中，治具底板和工作台都是近似正方形。辅助定位块共四块，它们两两一组均布在工作台的成对的边上。作为夹持装置的压头，也有四块，它们分别装在一块辅助定位块旁边。

本例的图1中，为了更好说明针对底面无需喷涂和需要喷涂的工件的治具底板，未显示支撑块，仅显示支撑块/工件定位螺孔及位置。

如图3～4，压头包括主体板、操作杆、压杆和连接杆；所述主体板的下部设有工作台连接机构；所述压杆是由首尾顺次连接的压杆的第一段和压杆的第二段构成，压杆整体为“L”型；所述操作杆整体为“L”型；“L”型操作杆的弯折处转动连接于连接杆的首端，且弯折处朝向连接杆，连接杆的末端转动连接于主体板顶部的末端；压杆的第二段的末端转动连接于主体板顶部的首端；“L”型压杆的折弯处转动连接于操作杆前端，且压杆的折弯处朝向操作杆；压杆的第一段的首端连接有用于压住工件的压块；所述压杆与主体板之间的第一转动轴、连接杆与主体板之间的第二转动轴、连接杆与操作杆之间的第三转动轴、操作杆与压杆之间的第四转动轴，它们是相互平行的；主体板顶部的中间位置设有下凹；操作杆前端围绕连接杆的首、末端转动的路径途经下凹的中空；在非锁定状态，从压杆的重心引出的垂线在第一转动轴的后部；在锁定状态：从第三转动轴轴心引出的垂线在第二转动轴和第四转动轴之间。所述治具底板的边缘的定位机构是台阶，在锁定状态下，所述压块压在台阶上。

本例中，所述压杆的第一段和压杆的第二段相互垂直。在锁定状态，第二转动轴、第三转动轴和第四转动轴，它们的轴心在同一直线上。所述压杆还包括伸缩杆；伸缩杆末端可伸缩地连接在压杆的第一段的首端，压块连接在伸缩杆的首端；且在锁紧状态下，伸缩杆垂直于压杆的第一段。所述压块端面连接有缓冲、防滑的衬垫。所述工作台连接机构包括连接板，连接板上开有通孔，连接板所在平面与第一转动轴平行，而且，在锁紧状态下，压块端面与连接板所在平面相互垂直。伸缩杆在实现时候，可以采用在压杆的第一段首端开设通孔，并且在伸缩杆的后部设外螺纹，伸缩杆穿在通孔内，且在通孔两端分别旋螺母加以固定。

本例中，中间定位销柱/销孔结构，用于保证治具底板中心与工作台中心重合。四个装在工作台边上的斜面，使得治具底板下落的过程中得到约束，保证治具底板的边和工作台的边平行。通过中间定位孔和四个斜面的约束，保证工件每次上料时相对于工作台的位置的误差尽可能在可控范围内。