一种紧凑型涂焊一体式喷房及其加工工艺的制作方法

本发明涉及工件表面处理，具体为一种紧凑型涂焊一体式喷房及其加工工艺。

背景技术：

1、涂焊一体式喷房是一种将焊接与涂装两大工序集成在同一封闭空间内完成的工业设备，并非简单地将焊接房和喷漆房拼凑在一起，而是通过科学的物理分区与时序控制，让工件在同一生产单元内依次完成焊接、清洗、补喷和整面喷涂，实现从焊到涂的紧凑型流水作业。

2、目前焊接件的焊前清洗、焊接、焊缝补涂、整体粉末喷涂加工多采用三段式分体独立设备布局，分别配置独立二氧化碳清洗工位、独立焊接工位、独立粉末喷涂工位，各工位之间相互分离，依靠人工转运小车或单独输送线完成工件流转，实现对焊接件的加工。

3、本技术发明人在研究中发现，上述现有技术的核心缺陷在于：各工序设备分体布置，无一体化房体集成结构，设备整体占地面积大，厂房空间利用率低，工件清洗、焊接、喷涂工序之间依靠人工转运，物流链条长，加工节拍慢，工件转运过程易沾染粉尘、氧化杂质，降低成品加工质量。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种紧凑型涂焊一体式喷房及其加工工艺，解决各工序设备分体布置，无一体化房体集成结构，设备整体占地面积大，厂房空间利用率低，工件转运过程易沾染粉尘、氧化杂质，降低成品加工质量的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种紧凑型涂焊一体式喷房，包括底板，所述底板的顶部设置有一体化房体，所述一体化房体的内部设置有功能房，所述功能房包括机器人免编程焊接房、二氧化碳前处理与安全隔离房、机器人粉末补喷房以及往复机自动化粉房，相邻的功能房之间设置有防火隔墙，所述一体化房体的内部贯穿防火隔墙开设有贯穿孔，所述一体化房体的顶部固定连接有安装框，所述安装框的内部均匀固定连接有电动推杆，所述电动推杆的输出端固定连接有作用杆，所述作用杆的底部固定连接有连接板，所述连接板的一侧固定连接有隔离门，所述隔离门分别设置在防火隔墙的贯穿孔的一侧，所述一体化房体的一侧安装有二氧化碳供给复用组件；

3、还包括支撑块，所述底板的顶部均匀固定连接有支撑块，所述支撑块的顶部固定连接有输送轨道，所述输送轨道贯穿设置在一体化房体的贯穿孔内，所述输送轨道呈环形设置，所述输送轨道的内部设置有带有夹持机构的共享高精度工装转运车，所述隔离门的底部截面与输送轨道的截面相适配，所述功能房的顶部四角位置均设置有温度传感器，所述功能房的内部位于输送轨道的顶部均设置有工装落座校验传感器，所述底板的顶部设置有总控制器，所述机器人免编程焊接房、二氧化碳前处理与安全隔离房、机器人粉末补喷房、往复机自动化粉房的一侧均设置有分控制器，所述总控制器与分控制器之间电性连接。

4、通过采用上述技术方案，通过将一体化房体采用整体封闭式钣金焊接成型结构，并将内部空间经多道竖直布置的防火隔墙物理分隔为机器人免编程焊接房、二氧化碳前处理与安全隔离房、机器人粉末补喷房和往复机自动化粉房四个独立封闭腔体，同时在每一道防火隔墙上开设贯穿孔作为工件流转通道，配合电动推杆驱动作用杆和连接板带动隔离门按工序时序自动升降启闭，使工件搭载工装转运车沿输送轨道穿过贯穿孔依次完成焊接、清洗、补喷和整喷全流程加工，实现了焊、洗、局部补喷、整体喷涂工序的紧凑型集成布置，大幅缩减设备占用厂房面积，并通过隔离门底部轮廓与输送轨道的贴合密封，有效防止高温烟尘、喷涂粉尘和惰化气体在相邻功能房之间窜动，避免粉尘、气体交叉污染造成的防爆安全隐患。

5、优选的，所述二氧化碳供给复用组件包括二氧化碳储存或发生装置，所述二氧化碳储存或发生装置的一侧固定连接在一体化房体的一侧，所述二氧化碳储存或发生装置的输出端安装有汽化、调压和流量控制模块，所述汽化、调压和流量控制模块的输出端固定连接有二氧化碳主管，所述二氧化碳主管的一端固定连接有二氧化碳分配阀箱，所述二氧化碳分配阀箱的一侧固定连接在一体化房体的一侧，所述二氧化碳分配阀箱的输出端固定连接有清洗支路、惰化隔离支路、消防灭火支路，所述清洗支路、惰化隔离支路、消防灭火支路共用同一箱体，管路互不串流，所述清洗支路、惰化隔离支路、消防灭火支路的外壁均安装有阀组，所述一体化房体的一侧安装有独立灭火储备模块，所述独立灭火储备模块的输出端固定连接有连接管，所述连接管的输出端固定连接在安装有消防灭火支路的二氧化碳分配阀箱内，所述连接管的外壁固定连接有止回阀，所述消防灭火支路的外壁均匀固定连接有消防支管，所述消防支管的一端均固定连接有环形灭火管，所述环形灭火管分别设置在多个功能房的内部，所述环形灭火管的外壁均匀固定连接有灭火喷嘴，所述惰化隔离支路的一端对称固定连接有多孔布气管，所述多孔布气管固定连接在二氧化碳前处理与安全隔离房的底部。

6、优选的，所述机器人免编程焊接房的内部设置有焊接机器人，所述焊接机器人的输出端固定连接有焊枪，所述一体化房体的顶部固定连接有支座，所述支座的顶部安装有风机一，所述风机一的输入端转动连接有独立通风管路，所述风机一的输出端与过滤装置连通设置，所述独立通风管路的外壁转动连接在机器人免编程焊接房的顶部，所述独立通风管路的外壁固定连接有从动齿轮，所述从动齿轮的齿端啮合连接有主动齿轮，所述安装框的顶部固定连接有支撑柱，所述支撑柱的输出端安装有电机，所述电机的输出端固定连接有转动轴，所述主动齿轮的外壁固定连接在转动轴的外壁。

7、优选的，所述二氧化碳前处理与安全隔离房的内部安装有清洗机器人，所述清洗机器人的输出端固定连接有二氧化碳清洗喷头，所述二氧化碳前处理与安全隔离房的内部安装有机械预处理模块，所述机械预处理模块的输出端固定连接有马达，所述马达的输出端固定连接有恒力清洁刷，所述清洗机器人和机械预处理模块对称设置在输送轨道的两侧，所述清洗支路的一端固定连接有二氧化碳高压柔性软管，所述二氧化碳高压柔性软管的一端固定连接在二氧化碳清洗喷头的输入端，所述二氧化碳高压柔性软管的另一端固定连接有往复机二氧化碳阵列喷头，所述二氧化碳前处理与安全隔离房的顶部内壁安装有直线滑轨，所述往复机二氧化碳阵列喷头的顶部滑动连接在直线滑轨内，所述二氧化碳前处理与安全隔离房的顶部内壁依次安装有二氧化碳浓度传感器和氧气传感器。

8、优选的，所述二氧化碳前处理与安全隔离房的内部设置有超临界二氧化碳密闭清洗腔，所述超临界二氧化碳密闭清洗腔的顶部安装有超压泄放装置，所述超临界二氧化碳密闭清洗腔的内部固定连接有支撑管，所述支撑管的一端经高压泵和换热模块固定连接在安装有清洗支路的二氧化碳分配阀箱内，所述支撑管的外壁安装有阀门，所述支撑管的另一端均匀固定连接有清洗头，所述超临界二氧化碳密闭清洗腔的内壁固定连接有放置板，所述超临界二氧化碳密闭清洗腔的内壁位于放置板的下方安装有分离器，所述超临界二氧化碳密闭清洗腔的底部位于分离器的下方设置有收集盒，所述超临界二氧化碳密闭清洗腔的一侧位于分离器的顶部固定连接有回收管，所述超临界二氧化碳密闭清洗腔的一侧安装有二氧化碳回收模块，所述回收管的一端固定连接有二氧化碳回收模块的输入端，所述二氧化碳回收模块的输出端固定连接有回流管，所述回流管的一端固定连接在二氧化碳储存或发生装置内，所述二氧化碳前处理与安全隔离房的一侧内部开设有滑槽，所述二氧化碳前处理与安全隔离房的滑槽内滑动连接有用于密封超临界二氧化碳密闭清洗腔的推拉门。

9、优选的，所述机器人粉末补喷房的内部设置有补喷机器人，所述补喷机器人的输出端固定连接有粉末喷枪，所述补喷机器人的一侧固定连接有安装板，所述安装板的底部固定连接有红外胶化装置，所述安装板的底部固定连接有喷管，所述喷管的底部均匀固定连接有防爆型离子风喷嘴，所述喷管的一端安装有风机二，所述风机二的外壁设置在一体化房体的一侧，所述机器人粉末补喷房的输出口的一侧对称设置有粉末残留检测传感器。

10、优选的，所述往复机自动化粉房的顶部安装有气缸，所述气缸的输出端固定连接有机械爪，所述往复机自动化粉房的一侧固定连接有储存箱，所述储存箱的输出端固定连接有输出管，所述输出管的一端固定连接有环形管，所述环形管的内壁固定连接有喷涂喷嘴，所述机械爪设置在环形管的中心轴线上，其中粉末喷枪的输入端固定连接在储存箱的输出端。

11、优选的，所述二氧化碳前处理与安全隔离房、机器人粉末补喷房以及往复机自动化粉房的底部均固定连接有粉末回收罩，所述粉末回收罩的内部固定连接有两个过滤网，所述二氧化碳前处理与安全隔离房内的一段输送轨道内均匀开设有通孔一，所述机器人粉末补喷房内的一段输送轨道内均匀开设有通孔二，所述往复机自动化粉房的底部以及一段输送轨道内均匀开设有通孔三，所述粉末回收罩的一侧铰接有密封门，所述粉末回收罩的底部内壁安装有负压风机，所述粉末回收罩的底部一侧开设有排放口，所述二氧化碳前处理与安全隔离房和机器人粉末补喷房的输送轨道的两侧均固定连接有挡板。

12、一种紧凑型涂焊一体式喷房的加工工艺，包括以下步骤；

13、工件搭载工装转运车沿输送轨道进入一体化房体，工件在共享高精度工装转运车上一次装夹后，全工序不再拆卸，焊接房完成焊缝扫描识别后，将焊缝几何特征转换至工装基准坐标系存储，工件随工装流转至下游工位后，各工位机器人依据工装落座校验传感器反馈的工装实际位姿完成坐标变换，复用焊缝原始数据，得到对应工位的清洗、补喷执行坐标，焊缝坐标、二氧化碳清洗坐标、喷涂补喷坐标保持基本一致，该数据处理逻辑由总控制器、分控制器协同运算实现，一体化房体内部通过防火隔墙分隔为机器人免编程焊接房、二氧化碳前处理与安全隔离房、机器人粉末补喷房和往复机自动化粉房，工件依次流经各功能房，依次完成焊接、清洗、补喷和整喷全流程，每道防火隔墙上开设有贯穿孔，贯穿孔处设有由电动推杆、作用杆和连接板驱动的隔离门；

14、工件需转序时，电动推杆回缩提拉隔离门让出贯穿孔，工件驶入下一功能房后，电动推杆伸出使隔离门下落封闭贯穿孔，各房形成独立密闭腔体；

15、焊接工序在机器人免编程焊接房内进行，焊接机器人按预设轨迹带动焊枪引弧施焊，风机一在独立通风管路内形成负压抽吸烟尘，电机经转动轴、主动齿轮和从动齿轮驱动独立通风管路旋转，调整吸风口方向捕捉烟尘；

16、工件进入二氧化碳前处理与安全隔离房后，两侧隔离门封闭，二氧化碳储存或发生装置输出液态二氧化碳，经汽化、调压和流量控制模块加热汽化、调压稳流后，汇入二氧化碳主管送入二氧化碳分配阀箱，阀箱内设三条独立支路。惰化隔离支路将二氧化碳送至多孔布气管，气体从底部均匀弥散填充腔体，配合二氧化碳浓度传感器和氧气传感器实时监测，保持惰性安全氛围；

17、机械预处理模块的马达驱动恒力清洁刷对工件表面焊渣进行打磨，清洗支路经二氧化碳高压柔性软管将高压二氧化碳输送至清洗机器人前端的二氧化碳清洗喷头和往复机二氧化碳阵列喷头，喷头沿直线滑轨往复滑动，对工件进行干冰喷射清洗；

18、对于需深度清洗的小型精密焊接件，将其放入超临界二氧化碳密闭清洗腔并关闭推拉门，二氧化碳经高压泵和换热模块增压升温转化为超临界流体，沿支撑管送至清洗头喷射清洗。超压泄放装置实时监控腔内压力，清洗后的废弃物经分离器分离，废渣落入收集盒，二氧化碳经回收管进入二氧化碳回收模块提纯后由回流管回流至二氧化碳储存或发生装置循环复用；

19、工件进入机器人粉末补喷房后，补喷机器人携带粉末喷枪对焊缝区域精准喷涂，红外胶化装置对涂层定向加热使粉末熔融固化，风机二向喷管供气，防爆型离子风喷嘴喷出中和气流吹扫浮粉，粉末残留检测传感器检测达标后方可放行；

20、工件进入往复机自动化粉房后，气缸驱动机械爪夹持工件调整姿态，储存箱内粉末经输出管送至环形管，由喷涂喷嘴对工件进行全域整面喷涂，各功能房底部的粉末回收罩内设两级过滤网，负压风机产生定向负压，使散落粉末经输送轨道上的通孔一、通孔二、通孔三落入粉末回收罩内，经排放口排出回收。

21、本发明提供了一种紧凑型涂焊一体式喷房及其加工工艺。具备以下有益效果：

22、1、本发明，通过将一体化房体采用整体封闭式钣金焊接成型结构，并将内部空间经多道竖直布置的防火隔墙物理分隔为机器人免编程焊接房、二氧化碳前处理与安全隔离房、机器人粉末补喷房和往复机自动化粉房四个独立封闭腔体，同时在每一道防火隔墙上开设贯穿孔作为工件流转通道，配合电动推杆驱动作用杆和连接板带动隔离门按工序时序自动升降启闭，使工件搭载工装转运车沿输送轨道穿过贯穿孔依次完成焊接、清洗、补喷和整喷全流程加工，实现了焊、洗、局部补喷、整体喷涂工序的紧凑型集成布置，大幅缩减设备占用厂房面积，并通过隔离门底部轮廓与输送轨道202的贴合密封，有效防止高温烟尘、喷涂粉尘和惰化气体在相邻功能房之间窜动，避免粉尘、气体交叉污染造成的防爆安全隐患。

23、2、本发明，通过二氧化碳储存或发生装置持续储存液态二氧化碳，并接入汽化、调压和流量控制模块依次完成加热汽化、压力调节和流量调控三道前置处理，使气态二氧化碳经二氧化碳主管集中输送至二氧化碳分配阀箱，在阀箱内部通过三条相互物理隔断，各自依靠独立阀组单独控制通断，其中惰化隔离支路接入多孔布气管配合氧气传感器和二氧化碳浓度传感器实现底部全域均匀布气惰化，清洗支路向二氧化碳清洗喷头和往复机二氧化碳阵列喷头供给高压介质进行干冰清洗，消防灭火支路通过消防支管连通各功能房顶部环形灭火管并由灭火喷嘴同步喷射，同时独立灭火储备模块经连接管和止回阀作为冗余备用气源在主气源压力不足时自动补入，实现了同一套储供气基础设施中主管和分配阀箱引出三条相互隔离功能支路，分别承担无水清洗、缓冲间惰化隔离和分区消防灭火作用。

24、3、本发明，通过焊接机器人以及焊枪贴近工件拼接位置引弧施焊，同时风机一作为负压抽吸动力源在独立通风管路内部形成稳定负压，使焊接产生的高温电弧烟尘在负压吸力作用下被吸入独立通风管路并输送至外接独立过滤装置完成金属粉尘和颗粒物的分离净化，同步启动电机经转动轴驱动主动齿轮与从动齿轮啮合传动，带动独立通风管路做圆周旋转运动以跟随焊枪位置调整吸风口方向捕捉烟尘，实现了烟尘捕捉效率的大幅提升，有效避免烟尘污染焊缝扫描相关检测元件，保障后续焊缝检测精度。

25、4、本发明，本设备依托共享高精度工装转运车作为统一物理定位基准，工件全程不拆卸，焊接工序识别获取的焊缝几何坐标以工装坐标系为基准进行转换存储，向下游二氧化碳清洗、焊缝粉末补喷工序直接复用同一套坐标基准，使得焊缝坐标、二氧化碳清洗坐标、喷涂补喷坐标保持基本一致；无需各工序分别重新装夹、重新示教标定，消除多次换工装带来的装夹累积误差，实现焊接、清洗、喷涂机器人执行程序跨工序数据复用。