用于大型风电产品的自动化机器人喷涂生产线的制作方法

本技术方案属于机械加工技术领域，具体是一种用于大型风电产品的自动化机器人喷涂生产线。

背景技术：

对于大型工件进行喷涂(喷漆或喷锌等)的技术现状是，大型工件(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)喷涂和烤漆多是在同一工位完成，并由喷漆工人手动喷涂。在同一现场进行喷涂和烤漆，由于喷涂过程中会在空气中释放漆或锌等喷涂材料的微粒，这些微粒会影响到烤漆过程中漆面的整洁度。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。

技术实现要素：

技术问题的分析：

1、在同一现场的喷涂过程对烤漆造成的不利影响，可以采用喷涂和烤漆分别在相互隔离的不同现场进行。这就需要对工件进行转运，但对于体积、重量都很大的工件，在有限的厂房内转运本身就比较困难，同时，工件表面涂有未干涂料，转运过程不得损伤漆膜。而对于形状不规则的大型工件，其重心的位置较为特殊，转运起来就更困难了。

2、对于采用人工喷涂方式，采用自动化喷涂是个很好的替代。但是，对于形状复杂、喷涂的作业面也很复杂，如果体积和质量都很大的工件，自动化喷涂方案实施起来要解决的技术问题更是非常复杂和多样。

例如，在喷涂过程中，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(喷涂压力较容易控制)。

这个距离的控制方法可以是，采用激光等测距仪等实时测距装置实时测量/调整喷枪的动作。但该方法的难点主要在于，喷涂过程中产生的粉尘或液滴对实时测距装置有影响，例如污染激光、红外线、超声波等的发射源、发射和反射路径，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，除了对硬件进行防护外，还要采用软件进行校对。不建议采用。

本喷涂装置采用计算机软件，按照工件模型(3d制图软件制作)来模拟和规划喷枪的喷涂轨迹，并依此对喷漆进行自动化控制。这种方式可以从根本上回避现有的实时测距硬件设备不适于喷涂生产的缺陷。但是，这种方式对工件在自动化喷涂设备上的定位准确性要求较高。这就对工件的定位夹具的定位效果要求很高。

而且对于大型、异型工件的定位难度更大，再考虑到生产效率、生产标准化，难度就更大了。

3、在喷涂过程中，整个厂房的环境污染问题也是不可忽视的。因为，喷漆或锌等的微小颗粒必然会对作业现场产生污染，伤害人及设备，同时，浓度达到一定程度后，会增加爆燃事故隐患。

本发明创造的具体技术方案如下：

一种用于大型风电产品的自动化机器人喷涂生产线，包括厂房、喷涂工位、烤漆工位、转运设备和现场空气净化系统；喷涂工位、烤漆工位分别有1个或多个；喷涂工位和烤漆工位分别位于厂房的左、右两侧；

所述烤漆工位装有独立的烤漆房；所述喷涂工位装有喷涂设备；

所述转运设备包括行车和直流电动台车；所述电动台车的地面轨道贯穿在喷涂工位和烤漆工位之间；所述行车的空中轨道与地面轨道平行；

所述烤漆房的顶部开有顶门，烤漆房的侧面开有侧门；侧门的开口范围是自烤漆房的地面至烤漆房的顶部，顶门的开口范围是自烤漆房顶的侧门开口一侧至烤漆房顶的另一侧；侧门开口朝向烤漆工位；侧门开口的顶部和顶门开口的一侧是连通的；

所述喷涂设备是自动化机器人喷涂装置，它包括喷枪、喷枪动作牵引机构、工件动作牵引机构和控制系统；所述控制系统控制喷枪、喷枪动作牵引机构、工件动作牵引机构和现场空气净化系统的动作；

所述喷枪动作牵引机构有1套或多套，每套喷枪动作牵引机构上连接有喷枪；所述工件动作牵引机构有1套；

喷枪动作牵引机构位于工件动作牵引机构旁；所述现场空气净化系统的污染空气吸风口朝向喷枪动作牵引机构；

设三维坐标系，其中x轴、y轴和原点o构成面xoy是水平的；

所述工件动作牵引机构包括固定底座、工作台和治具底板；工作台滑动连接在固定底座上，治具底板可拆卸地连接在工作台上；工作台的滑动方向为x轴方向，且工作台的表面是水平的；所述工作台本身围绕其中线转动，转动轴平行于y轴；

所述喷枪动作牵引机构包括地面轨道、竖直轨道和喷枪支承轨道；喷枪支承轨道与竖直轨道滑动连接，控制系统控制下，滑动方向为垂直于水平面；竖直轨道的底端与地面轨道滑动连接，控制系统控制下，滑动方向与水平面平行；喷枪支承轨道上滑动连接有喷枪支承机构，控制系统控制下，滑动方向与水平面平行；

喷枪支承结构包括固定段、第一活动段和第二活动段；固定段的首端通过相互垂直的两个转轴连接第一活动段的尾端，第一活动段的首端通过相互垂直的两个转轴连接第二活动段的尾端，第二活动段的首端连接喷枪，控制系统控制各个转轴的动作。

下面，对本生产线进行说明：

对于喷涂装置：通过控制系统(例如工控机+plc等)控制多个滑动、转动机构的动作，进而灵活调整喷枪的位置、角度等，使得整个喷涂过程得以自动化完成。喷枪的路径规划由工件模型的计算机模拟实现。另外，由于喷涂的距离要求远低于精加工中，铣刀等于工件位置要求的苛刻性，所以，正常情况下，喷涂膜的厚度都非常均匀。与现有技术相比，采用自动化喷涂装置，可实现一次装夹完成一台工件的全部喷涂；自动化喷涂能有效控制工件膜厚，避免人工喷涂膜厚不均匀及避免传统喷涂方式人员训练困难，喷涂可使用3d编程软件，使喷涂工艺程式化。

对于转运设备：直流电动台车，其装载工件沿竖直方向运行，用于把待喷涂工件从入料位置转运到相应喷涂工位(由行车把工件吊装到喷涂工位)，以及把烤漆完成的工件(由行车把烤漆房内的工件吊装到台车上)转运到地面轨道末端的出料位置。行车空载情况下沿竖向运行喷涂工位，起吊工件，并把工件横向转运到与喷涂工位最近的烤漆工位。该物流通道中，横向动作在空中，竖向动作在地面，相互不交叉影响，提高整个系统的转运效率和作业安全性。此外，由于整个空间中的油漆等易燃微粒的浓度较大，采用直流电动台车更大程度避免了燃油动力可能出现的明火，或者交流电动力可能出现的电火花，降低爆燃等安全隐患。

对于烤漆房：对于重量、体积大的大型工件，在生产现场采用地面叉车等转运的话，会增加新的污染源，且载重能力不足。所以，用行车吊装转运更合适。同时，由于生产现场的高度限制，对于高度过高的大型工件无法完全由吊装方式自烤漆房顶部转运到烤漆房内，因此，烤漆房的侧面和顶部都开门，这样，吊装高度不用很高即可把工件本身自侧门运到烤漆房内，顶门的主要用处是给吊索留下通过空间。

每个喷涂工位对应1～5个烤漆工位。由于喷涂工时和烤漆工时的差异，该对应关系更大程度提高生产资源利用效率。

喷涂装置中，喷枪动作牵引机构可以有2套，2套喷枪动作牵引机构分别位于工件动作牵引机构的左右两边。通过2套喷枪动作牵引机构提供2台喷枪，对于一般工件来说，比1台喷枪的喷涂效率要高，而较多喷枪的话，相互之间的会有干扰，简化了路径规划难度。

对于喷涂装置：为了进一步提高喷涂的精准性，提高喷涂膜的厚度均匀性，对工件定位机构的精确性要进一步加强，为此，提供如下技术方案：

所述工件动作牵引机构中，治具底板可拆卸地连接在工作台上，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，工件动作牵引机构的固定底座在控制系统的控制下进行转动、平移等多维度动作。)

所述工件动作牵引机构中，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)。

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。

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。

对于压头，进一步的，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)；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)；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)；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)；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)；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。

对于烤漆房：本喷涂生产线还包括制热系统；

所述制热系统包括热水锅炉、循环水管道和位于烤漆房内的热交换吹风系统；热交换吹风系统通过循环水管道连接热水锅炉；热水锅炉位于烤漆房外；热交换吹风系统的热风出口有多个，各热风出口分布在烤漆房的各个墙壁的上部和下部，各个热风出口朝向烤漆系统的中央位置；热交换吹风系统的冷风进口通过管道分别连接烤漆房外和烤漆房内；管道内设有空气过滤装置和换向阀；烤漆房的顶门和侧门上都设有密封结构；

本烤漆房可以较好地实现工件漆面的各个部分受热均匀、房内清洁等，而现有方式难于达到这些要求。同时，由于某些工件烘烤的温度要求不是特别高，现有方式的加热温度较高，房内温度检测点的位置也不太容易准确设置，造成能源浪费较多。本烤漆系统采用水作为热媒，集中供热，热水循环浪费能量较少，生产现场清洁度较高。

对于多个烤漆房的情形，各个烤漆房可以根据生产现场空间等条件，排成1列或相互平行的多列。方便行车沿列的长度方向运行，把工件吊运到各个烤漆房内。

一般情况下，冷风进口是连接在烤漆房内，形成闭循环。如果遇到需要急速降温等情况，则通过换向阀补充烤漆房外的空气。

密封结构可以是位于门洞边缘的密封橡胶条，也可以是其它密封衬垫，用于隔温隔尘等。

对于重量、体积大的大型工件，采用地面叉车等转运到烤漆房的话，会增加新的污染源，且载重能力不足。所以，用行车吊装转运更合适。同时，由于生产现场的高度限制，对于高度过高的大型工件无法完全由吊装方式自烤漆房顶部转运到烤漆房内，因此，烤漆房的侧面和顶部都开门，这样，吊装高度不用很高即可把工件本身自侧门运到烤漆房内，顶门的主要用处是给吊索留下通过空间。

所述热交换吹风系统包括箱体、蛇管式换热器和风扇；蛇管式换热器和风扇装在形体内；箱体上开有热风出口和冷风进口，热风出口和冷风进口之间的区域构成风道；蛇管式换热器和风扇在风道内；蛇管式换热器的进水口和出水口分别连接在循环水管道上。具体实施时候，可以选用盘管风机成品。所述蛇管式换热器上连接有多片平行的翅片。

侧门的开口范围是自烤漆房的地面至烤漆房的顶部，顶门的开口范围是自烤漆房顶的侧门开口一侧至烤漆房顶的另一侧；侧门开口朝向烤漆工位；侧门开口的顶部和顶门开口的一侧是连通的。所述侧门由两扇对开的平开门构成，任一扇平开门的下部开有用于人员进出的小门；所述两扇平开门与门框之间装有液压推杆；两扇平开门是向外开启的。

烤漆房顶门的优化方案1、

所述顶门包括门洞和对应的门板，门板是卷帘门；所述卷帘门包括门本体、门收纳单元、门导向机构和门开关牵引机构；所述门导向机构包括两根导轨，它们分别设于门洞两侧；门本体的左右两端分别与门导向机构的一根导轨滑动连接；所述门开关牵引机构分别与门本体和烤漆房连接；门开关牵引机构牵引门本体且沿门导向机构的导轨滑动；所述门为打开状态时，门本体在门收纳单元内。

方式a：所述门收纳单元是卷轴，门本体卷绕在卷轴上；卷轴装在房顶内或房顶外；该结构的原理即为普通卷帘门结构，门开关牵引机构可以采用滚筒电机带动卷轴转动。

也可以是种收纳空间更小的方式b：所述门收纳单元包括两根导轨和烤漆房的一面墙壁，两根导轨装在该面墙壁上，门本体的两端分别与这两根导轨连接，导轨与该面墙壁之间的空间构成收纳门本体的空间；门导向机构的两根导轨与门收纳单元的两根导轨分别对应连接。实施时候，门开关牵引机构可以是位于门本体的两端的电动滚轮，电动滚轮(可以是链轮或普通橡胶轮)在轨道内前进或后退来带动门本体开/关。电动滚轮是链轮时，轨道内设有对应的齿条。

门导向机构也可以是小型卷绕机通过钢丝来牵引门本体沿导轨前进或后退。

烤漆房的顶门也可以是优化方案2、

所述烤漆房的顶门包括门洞和对应的门板，门板是板式门；板式门由两扇对开的平开门构成，两扇平开门是向上开启的。

开合机构可以是电动转轴(或液压推杆)，电动转轴(或液压推杆)分别连接门板和房顶，板式门是采用向外的对开(即平开)门。此时，门板的开关方向与行车的运行轨迹对应，即电动转轴的轴线方向与行车的运行轨迹方向平行，以降低工件的吊装高度。

开合结构的方案也可以是采用电机通过蜗轮蜗杆结构来开关门板，此结构下，板式门为移(平推)门结构。

本烤漆房的生产现场清洁度高、能源利用率高、空间利用率高，特别适于大型工件烤漆作业。

每个烤漆房内装有换热器；各个换热器通过热媒管道连接同一加热器；所述烤漆房的侧门由两扇向外开启的平开门板构成，每扇平开门板与门框之间连接有液压推。由于烤漆房内的清洁程度要求较高(防止微粒落在漆面上)，为了防止其它烘烤方式带入新的污染源，采用集中供热，且热空气烤漆房内循环方式。侧门采用平开门，在不增加烤漆房体积前提下，更大地增加开门面积，适于体积大的工件。顶门采用卷帘门，在不增加烤漆房体积前提下，不占用烤漆房顶部空间，最大程度不影响入料的吊装高度。

对于转运设备，地面轨道左边设置多个烤漆工位，各个烤漆工位沿地面轨道的长度方向依次均匀排列；地面轨道的右边设置多个喷涂工位，各个喷涂工位沿地面轨道的长度方向依次均匀排列；喷涂工位、地面轨道和烤漆工位在地面生产现场范围内；行车的行车梁跨接在两根空中轨道上，且沿轨道受控滑行，吊具沿行车梁的长度方向受控滑行；吊具动作区域在地面的投影覆盖地面生产现场；

所述行车梁有1个或多个；其中：1个行车梁的运行范围是自空中轨道的始端至末端；多个行车梁中，各个行车梁的运行范围对应一个或多个喷涂工位(针对不同生产密度来设计或使用行车梁的数量，提高了生产效率，避免了过高地行车运行频率，降低了安全隐患)；

所述直流电动台车自身载有蓄电池。避免了传动交流电台车需要长距离布线，以及某些直流电动台车采用轨道供电(由高压交流电先变压适配成低压直流电(可以是36v、48v、60v等)，再由金属轨道为导体传输电能给台车)带来的安全隐患，以及输变电设备的成本。

与现有技术相比，该物流通道相互干扰极少，安全性很高，具有很高的生产效率，特别适于大型工件的喷涂、烤漆和转运生产。

针对对于体积、质量较大，尤其是外形不规则，重心不易确定的工件，传统的吊装方式容易出现工件翻转等，会有安全隐患以及损伤工件等问题，现有技术中，对于中间有孔洞的工件，可以采用吊索或帆布吊带穿过空洞来起吊，下落时候，再辅以人工保持工件状态。该方式虽然能用，但是，带来作业不便、以及作业安全隐患。更重要的是，吊索会损伤工件。而对于表面喷涂的工件，吊带会损伤漆面。

本转运设备提出一种新的吊装体系，它包括起吊装置；还包括吊具和工件支承装置；所述起吊装置是双吊点起吊装置，起吊装置与行车连接；

所述工件支承装置包括治具底板和工件治具(即工装，用来把工件固定在治具底板上。由于工件的形状不同，未必都能平稳放在治具底板上，而用治具后，可以保持工件的稳定在治具底板上)；工件治具可拆卸地安装在治具底板上；在治具底板的四角位置设有吊具连接机构；

所述吊具有相同的两组，任一组吊具包括横梁，在横梁的前后两端位置设有治具底板连接机构；横梁的中间位置设有起吊装置连接机构；

一组吊具上的两个治具底板连接机构分别与治具底板的同一边上的两个吊具连接机构通过牵拉装置连接，四个牵拉装置的长度相同；

双吊点起吊装置的任一个吊点连接一组吊具的起吊装置连接机构。

四个吊具连接机构分别位于长方形的四个角上。

通过本体系，可以平稳地吊装不同形状的工件。

所述牵拉装置是钢丝绳或钢链。

所述吊具连接机构是固定在治具底板上的系固环，治具底板连接机构通过卸扣与系固环连接。所述横梁包括两块平行的侧板，两侧板通过三根连接杆连接；三根连接杆分别位于侧板的两端和中间位置，前后两端的连接杆构成治具底板连接机构，中间位置的连接杆构成起吊装置连接机构。

所述牵拉装置包括可拆卸连接的两段，一段牵拉装置的末端连接在吊具上，另一段牵拉装置的末端连接在工件支承装置上；两段牵拉装置的连接结构为：连接在吊具上的一段牵拉装置的首端连接吊钩，连接在工件支承装置上的一段牵拉装置的首端连接有卸扣，卸扣与吊钩可拆卸连接。

可拆卸的牵拉装置便于使用。本吊装体系可以平稳地吊装不规则形状的、大重量、大体积工件，简单实用。

对于现场空气净化系统，由污染空气处理设备和新风设备构成；

所述污染空气处理设备包括过滤器、出风口和吸收池；污染空气吸风口构成阵列形状；污染空气吸风口阵列所在平面垂直于水平面，且都朝向工件动作牵引机构；污染空气吸风口阵列的所在平面上设有由控制系统控制开合的百叶窗；污染空气吸风口阵列通过风管连接过滤器进风口，过滤器的出风口连接吸收池。本该处理设备的吸风面积较大，基本可以完全覆盖工件本身以及喷溅在空中的涂料、金属颗粒。通过过滤和吸收池(根据涂料化学性质，变换吸收池内的吸收液，极大可能地降低排放气体中的杂质)。在喷涂位置吸风并集中处理污染空气，更大程度提高生产现场的空气清洁度，降低污染空气对作业人员的伤害，同时，减少空气中的油漆等易燃颗粒的浓度，降低了爆燃等安全隐患。

新风设备包括风道，依气流方向，在风道内依次设有新风入口、第一过滤器、冷水盘管和热水盘管；风道的新风出口有多个，它们分布在厂房内，在新风出口位置设有风机；新风出口位置装有第二过滤器；

冷水盘管通过冷媒循环管道连接冷水供水系统；热水盘管通过热媒循环管道连接热水炉。

采用现场空气净化系统，可以满足生产厂房全密闭环境，可控温(通过调节冷媒或热媒)控湿(可以根据现场热度，在风道内设置喷雾装置，提供湿度较大空气)。全新供风及全排放可让环境的清洁度得以控制，供风系统使用冷水机降温及热水炉加热且系统使用比例阀控制，比例阀的控制器采用pid模式控制温度及湿度；温度控制范围：22℃±3℃；湿度控制在70％以下；环境洁净度可达50万级洁净度。

本生产线，解决了大型风电设备的喷涂自动化生产中的诸多问题，适于现代化生产的要求。

附图说明

图1是本例生产线的俯视示意图；

图2是制热系统原理示意图；

图3是热烤漆房结构示意图(俯视)；

图4是烤漆房的内部结构示意图(顶门关闭状态)；

图5是图4的右视示意图(顶门关闭状态)；

图6是图4的右视示意图(顶门开启状态)；

(图4～6是烤漆房的顶门开关状态结构示意图)

图7是自动化喷涂装置的结构示意图；

图8是治具底板装配在工作台上的状态结构示意图；

图9是工作台的结构示意图；

图10是压头松开状态示意图；

图11是压头半联状态(中间状态)示意图；

图12是压头锁紧状态示意图；

图13是本例的吊装体系使用状态的主视示意图；

图14是图12的右视示意图；

图15是图12的俯视示意图；

图16是新风设备的结构原理示意图；

图1中：烤漆房1、喷涂设备2、直流电动台车3、地面轨道4、空中轨道5、平开门板6、卷帘门7(为开口状态)、污染空气吸风口8、工件9、换热器10。

图2～6中：热水锅炉11、循环水管道12、热风出口13、侧门6、卷帘门的门本体706、门收纳单元707、门导向机构的导轨708、门收纳单元的导轨709、烤漆房的墙壁710、收纳门本体的空间711、工件所在托盘(即治具底板)14、循环水泵15。

图7～12中，喷枪动作牵引机构16、工件动作牵引机构17、固定底座18、工作台19、地面轨道20、竖直轨道21、喷枪支承轨道22、喷枪支承机构23、固定段24、第一活动段25、第二活动段26、定位销孔27、辅助定位块28、压头29、用于连接工件或支撑块的螺孔30、吊具连接机构31、主体板2901、操作杆2902、压杆2903、连接杆2904、连接板2905、压杆的第一段2906、压杆的第二段2907、压块2908、伸缩杆2909、第一转动轴2910、第二转动轴2911、第三转动轴2912、第四转动轴2913、下凹2914。

图13～15中，吊具32、工件支承装置33、工件治具34、卸扣35、横梁36、支承板连接机构37、起吊装置连接机构38、钢链39、侧板40、吊钩41、卸扣42。

图16中，箭头所指为风向；第一过滤器43、冷水盘管44、热水盘管45、风机46、第二过滤器47、冷水供水系统48、热水炉49。

具体实施方式

下面结合附图介绍一下本技术方案：

如附图中的工件，是某型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。

如图1，一种用于大型风电产品的自动化机器人喷涂生产线，包括厂房、喷涂工位、烤漆工位、转运设备和现场空气净化系统；喷涂工位、烤漆工位分别有1个或多个；喷涂工位和烤漆工位分别位于厂房的左、右两侧；所述烤漆工位装有独立的烤漆房；所述喷涂工位装有喷涂设备；所述转运设备包括行车和直流电动台车；所述电动台车的地面轨道贯穿在喷涂工位和烤漆工位之间；所述行车的空中轨道与地面轨道平行。

如图2，所述烤漆房的顶部开有顶门，烤漆房的侧面开有侧门；侧门的开口范围是自烤漆房的地面至烤漆房的顶部，顶门的开口范围是自烤漆房顶的侧门开口一侧至烤漆房顶的另一侧；侧门开口朝向烤漆工位；侧门开口的顶部和顶门开口的一侧是连通的；

如图7，所述喷涂设备是自动化机器人喷涂装置，它包括喷枪、喷枪动作牵引机构、工件动作牵引机构和控制系统；所述控制系统控制喷枪、喷枪动作牵引机构、工件动作牵引机构和现场空气净化系统的动作；

所述喷枪动作牵引机构有1套或多套，每套喷枪动作牵引机构上连接有喷枪；所述工件动作牵引机构有1套；

喷枪动作牵引机构位于工件动作牵引机构旁；所述现场空气净化系统的污染空气吸风口朝向喷枪动作牵引机构；

设三维坐标系，其中x轴、y轴和原点o构成面xoy是水平的；

所述工件动作牵引机构包括固定底座、工作台和治具底板；工作台滑动连接在固定底座上，治具底板可拆卸地连接在工作台上；工作台的滑动方向为x轴方向，且工作台的表面是水平的；所述工作台本身围绕其中线转动，转动轴平行于y轴；

所述喷枪动作牵引机构包括地面轨道、竖直轨道和喷枪支承轨道；喷枪支承轨道与竖直轨道滑动连接，控制系统控制下，滑动方向为垂直于水平面；竖直轨道的底端与地面轨道滑动连接，控制系统控制下，滑动方向与水平面平行；喷枪支承轨道上滑动连接有喷枪支承机构，控制系统控制下，滑动方向与水平面平行；

喷枪支承结构包括固定段、第一活动段和第二活动段；固定段的首端通过相互垂直的两个转轴连接第一活动段的尾端，第一活动段的首端通过相互垂直的两个转轴连接第二活动段的尾端，第二活动段的首端连接喷枪，控制系统控制各个转轴的动作。

本例中，每个喷涂工位对应3个烤漆工位。喷涂装置中，喷枪动作牵引机构有2套，2套喷枪动作牵引机构分别位于工件动作牵引机构的左右两边。

如图8、9，对于喷涂装置：所述工件动作牵引机构中，治具底板可拆卸地连接在工作台上，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(工件治具)。

所述工件动作牵引机构中，夹持装置是压头，如图10～12，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。

对于喷涂装置中的压头，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；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。

如图2，本喷涂生产线还包括制热系统；所述制热系统包括热水锅炉、循环水管道和位于烤漆房内的热交换吹风系统；热交换吹风系统通过循环水管道连接热水锅炉；热水锅炉位于烤漆房外；热交换吹风系统的热风出口有多个，各热风出口分布在烤漆房的各个墙壁的上部和下部，各个热风出口朝向烤漆系统的中央位置；热交换吹风系统的冷风进口通过管道分别连接烤漆房外和烤漆房内；管道内设有空气过滤装置和换向阀；烤漆房的顶门和侧门上都设有密封结构。

侧门的开口范围是自烤漆房的地面至烤漆房的顶部，顶门的开口范围是自烤漆房顶的侧门开口一侧至烤漆房顶的另一侧；侧门开口朝向烤漆工位；侧门开口的顶部和顶门开口的一侧是连通的；所述侧门由两扇对开的平开门构成，任一扇平开门的下部开有用于人员进出的小门；所述两扇平开门与门框之间装有液压推杆；两扇平开门是向外开启的。

烤漆房顶门的方案1：

所述顶门包括门洞和对应的门板，门板是卷帘门；所述卷帘门包括门本体、门收纳单元、门导向机构和门开关牵引机构；所述门导向机构包括两根导轨，它们分别设于门洞两侧；门本体的左右两端分别与门导向机构的一根导轨滑动连接；所述门开关牵引机构分别与门本体和烤漆房连接；门开关牵引机构牵引门本体且沿门导向机构的导轨滑动；所述门为打开状态时，门本体在门收纳单元内；其中：

门收纳单元的方式a(本例未采用)：所述门收纳单元是卷轴，门本体卷绕在卷轴上；卷轴装在房顶内或房顶外；该结构的原理即为普通卷帘门结构，门开关牵引机构可以采用滚筒电机带动卷轴转动；

如图4～6，对于门收纳单元，本例采用的是更节约空间的方式b：所述门收纳单元包括两根导轨和烤漆房的一面墙壁，两根导轨装在该面墙壁上，门本体的两端分别与这两根导轨连接，导轨与该面墙壁之间的空间构成收纳门本体的空间；门导向机构的两根导轨与门收纳单元的两根导轨分别对应连接。实施时候，门开关牵引机构可以是位于门本体的两端的电动滚轮，电动滚轮在轨道内前进或后退来带动门本体开/关。电动滚轮是链轮时，轨道内设有对应的齿条；

或者是，烤漆房的顶门的方案2(本例未采用该方案)：所述烤漆房的顶门包括门洞和对应的门板，门板是板式门；板式门由两扇对开的平开门构成，两扇平开门是向上开启的。

如图13～15，转运设备的吊装体系包括起吊装置；还包括吊具和工件支承装置；所述起吊装置是双吊点起吊装置，起吊装置与行车连接；所述工件支承装置包括治具底板和工件治具；工件治具可拆卸地安装在治具底板上；在治具底板的四角位置设有吊具连接机构；所述吊具有相同的两组，任一组吊具包括横梁，在横梁的前后两端位置设有治具底板连接机构；横梁的中间位置设有起吊装置连接机构；一组吊具上的两个治具底板连接机构分别与治具底板的同一边上的两个吊具连接机构通过牵拉装置连接，四个牵拉装置的长度相同；双吊点起吊装置的任一个吊点连接一组吊具的起吊装置连接机构。

本例中，四个吊具连接机构分别位于长方形的四个角上；所述牵拉装置是钢丝绳或钢链；所述吊具连接机构是固定在治具底板上的系固环，治具底板连接机构通过卸扣与系固环连接；所述横梁包括两块平行的侧板，两侧板通过三根连接杆连接；三根连接杆分别位于侧板的两端和中间位置，前后两端的连接杆构成治具底板连接机构，中间位置的连接杆构成起吊装置连接机构；所述牵拉装置包括可拆卸连接的两段，一段牵拉装置的末端连接在吊具上，另一段牵拉装置的末端连接在工件支承装置上；两段牵拉装置的连接结构为：连接在吊具上的一段牵拉装置的首端连接吊钩，连接在工件支承装置上的一段牵拉装置的首端连接有卸扣，卸扣与吊钩可拆卸连接。

场空气净化系统，由污染空气处理设备和新风设备构成；

所述污染空气处理设备包括过滤器、出风口和吸收池；污染空气吸风口构成阵列形状；污染空气吸风口阵列所在平面垂直于水平面，且都朝向工件动作牵引机构；污染空气吸风口阵列的所在平面上设有由控制系统控制开合的百叶窗；污染空气吸风口阵列通过风管连接过滤器进风口，过滤器的出风口连接吸收池；

如图16，新风设备包括风道，依气流方向，在风道内依次设有新风入口、第一过滤器、冷水盘管和热水盘管；风道的新风出口有多个，它们分布在厂房内，在新风出口位置设有风机；新风出口位置装有第二过滤器；冷水盘管通过冷媒循环管道连接冷水供水系统；热水盘管通过热媒循环管道连接热水炉。

如附图中的工件，是某型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。对该类工件可以用本喷涂生产线进行喷漆或喷锌生产。

本生产线，全密闭环境，可控温控湿。每个喷涂工位采用喷涂机器人2台；x,y,z轴机械定位装置2套；工件置于旋转台装置可实现一次装夹完成全部喷涂；采用双机器人工位设计可提升生产效率2倍以上，机器人喷涂能有效控制工件膜厚，避免人工喷涂膜厚不均匀及避免传统喷涂方式人员训练困难，采用机器人喷涂可使用3d编程软件，使喷涂工艺程式化。全线采用三涂三烤的工艺流程，配封闭式烘烤房实现喷烤分离，可防止油漆交叉污染且可进行连续式喷涂，由于连续性的生产油漆的利用率可得到提高以及减少了洗枪及油漆换线的次数；烤炉采用热水炉热风间接加热对烤炉的洁净度有效提升。专用吊具能实现快速定位，减少装夹时间，便于吊具的管理及增加吊具使用的安全性；采用合理的物流动线安排可有效预防工件的碰伤。