本发明涉及风电机叶片工作面的加工,具体涉及一种风电机叶片工作面磨抛路径优化方法。
背景技术:
1、风力发电机巨大的叶片在发电做功中起着和核心作用,而叶片工作面又是叶片发挥核心作用的关键。在相同风力的情况下,具有“一定形态的叶片”能够接受更多的风力从而旋转更多的圈数,从而使风力发电机的发电效率更高。
2、大型和超大型风电机的工作叶片,其长度可达100m以上,宽度超过5m;一个叶片的工作面积在500平方米以上;根据当前的技术要求,在骨架支撑下,叶片材料按一定螺旋曲面贴固在骨架上,然后对叶片工作面进行磨削和抛光处理,从而形成达到设计要求的合格品。
3、现有的磨削与抛研工艺是先用磨头磨削加工一遍,再用抛研头抛研,直至达到设计要求;或采用多机作业,形成接近磨抛同步的加工。不论采取何种工艺,均是按照叶片的空间位置关系依次从一端加工至另一端,而不考虑叶片随空间位置而改变几何属性的情况,导致叶片在打磨时未能够采用最优路线,从而导致磨抛叶片需要花费较长的时间。
技术实现思路
1、针对现有技术中所存在的不足,本发明的目的是提出一种风电机叶片工作面磨抛路径优化方法,来解决以上背景技术部分提到的问题。
2、本发明通过以下技术方案实现:
3、一种风电机叶片工作面磨抛路径优化方法,该方法包括如下步骤:
4、s1、识别叶片工作面几何性质,划分子加工域;
5、s2、根据s1中每一子加工域进行确定对应的叶片工作面进行曲率分析;
6、s3、根据s2中得到的每一叶片工作面的曲率分析进行组合形成总体曲率;
7、s4、根据s3所得到的总体曲率,根据曲率梯度最小和无重复的路径规划的原则,获得磨抛最优路径。
8、在上述技术方案中,步骤s1可将叶片的实体模型转换为几何模型,在转换为数学模型;然后通过步骤s2和s3可计算出叶片工作面的曲率;最后根据所得出的曲率按照曲率梯度最小原则,可使磨抛叶面的刀头在调整时所使用的路径最小,并且路径无重复从而计算出磨抛叶面所需要的最小路径。
9、在一些实施例中,所述s1中划分子加工域方法包括:
10、s101、叶片工作面与来风方向接触面设定为假象平面,该假象面与叶片交截最大面设定为迎风投影面,与迎风投影面相垂直且与叶片交截最大面设定为水平投影面,迎风投影面和水平投影面构成叶片轮廓的笛卡尔坐标系;
11、s102、以s101中水平投影面为基准,将叶面划分为多排多个矩形状的子加工域;
12、在上述技术方案中,通过上述方式确定的迎风投影面为基准面,因为叶面垂直于迎风投影面的外周面为最先接触风力的受力面,因此该受力面的加工精确程度越高,可使叶片在相同风力的情况下,使叶片旋转更多圈数,从而使风力发电机的发电效率更高,因此该基准面的选用方式能够提高叶片加工的精确程度。
13、在一些实施例中,所述s2叶片工作面的曲率获得方式包括:
14、s201、以显示形式表达子加工域的叶片工作面表达式;
15、s202、取平行于水平投影面的平面与叶片工作面表达式相衔而得工作曲线;
16、s203、根据s202中得到的工作曲线上选取特征点;
17、s204、根据s203中的特征点计算得到曲率。
18、即对于所有子加工域,均有{kijm},组合在一起形成总体曲率矩阵。
19、在一些实施例中,所述无重复的路径规划通过以下计算方式得到
20、
21、其中,λq为影响程度因子;
22、其中,xq为第q个独立影响加工时间的因素。
23、在一些实施例中,在所述步骤s4后,还包括步骤s5仿真验证路径规划。
24、根据本发明的再一个方面,提出一种适用于风电机叶片工作面磨抛路径优化方法计算设备,
25、至少一个处理器;以及,
26、与至少一个所述处理器通信连接的存储器;其中,
27、所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令,所述指令被至少一个所述处理器执行,以使至少一个所述处理器能够执行如上述任一项所述的一种风电机叶片工作面磨抛路径优化方法。
28、在上述技术方案中,为了更好的运行和处理该方法,将上述方法存储至存储器,并利用处理器来执行存储的方法。需要注意的是,每个步骤的原理和效果已在上文描述,此处不再展开说明。
29、根据本发明的另一个方面,提出一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的一种风电机叶片工作面磨抛路径优化方法。
30、在上述技术方案中,为了更好的运行和使用该方法,将上述方法存储至计算机可读存储介质,并利用处理器来实现上述方法。需要注意的是,每个步骤的原理和效果已在上文描述,此处不再展开说明。
1.一种风电机叶片工作面磨抛路径优化方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种风电机叶片工作面磨抛路径优化方法,其特征在于,所述s1中划分子加工域方法包括:
3.根据权利要求2所述的一种风电机叶片工作面磨抛路径优化方法,其特征在于,所述s2叶片工作面的曲率获得方式包括:
4.根据权利要求3所述的一种风电机叶片工作面磨抛路径优化方法,其特征在于,所述工作曲线上选取的所述特征点不少于三个。
5.根据权利要求3所述的一种风电机叶片工作面磨抛路径优化方法,其特征在于,所述无重复的路径规划通过以下计算方式得到:
6.根据权利要求3所述的一种风电机叶片工作面磨抛路径优化方法,其特征在于,在所述步骤s4后,还包括步骤s5仿真验证路径规划。
7.一种适用于风电机叶片工作面磨抛路径优化方法计算设备,其特征在于,包括:
8.一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的一种风电机叶片工作面磨抛路径优化方法。