一种叶片模块粘接工装及方法与流程

1.本发明涉及风电叶片技术领域，尤其涉及一种叶片模块粘接工装及方法。


背景技术：

2.风电叶片是直接将风能转换为机械能的重要部件，也是整个能量转换历程的关键节点，在整个风力发电机组中举足轻重，因此风电叶片的质量直接关系到风力发电的实施及转换效率；随着机组容量的增大，叶片的尺寸也逐渐增大，为了便于制造和运输，通常将叶片分别成型出不同分段和模块，再粘接组装成叶片整体结构。
3.一般情况下，需要在两个叶片模块的待粘接面之间涂布结构胶，两个叶片模块相互配合，形成一体结构；然而在粘接过程中，结构胶的用量很难进行控制，若施加的量过多，不仅会导致结构胶浪费，且多余的结构胶粘附在叶片模块的外表面，难以清理；若施加的量过少，则难以保证叶片模块粘接的质量，成型后的叶片易产生缺陷，使用寿命较低。
4.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是：提供一种叶片模块粘接工装及方法，对胶层厚度和粘接位置精确控制。
6.为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种叶片模块粘接工装，包括：第一支撑架体和第二支撑架体，所述第一支撑架体和所述第二支撑架体分别对第一叶片模块和第二叶片模块进行支撑和固定，且所述第二支撑架体带动第二叶片模块朝向所述第一支撑架体所在一侧靠近或远离，将第二叶片模块的粘接平面与第一叶片模块上对应粘接面粘接固定；其中，所述第二支撑架体上设有与所述粘接平面对应的移动机构、检测机构和涂布机构；所述检测机构和所述涂布机构与所述移动机构滑动连接，所述移动机构沿着第二叶片模块的长度方向设置，用于驱动所述检测机构和所述涂布机构沿着第二叶片模块的长度往复移动；所述检测机构包括测距传感器和激光扫描仪，所述测距传感器用于检验粘接缝的大小，所述激光扫描仪用于检验粘接平面的平整度；所述涂布机构包括激光测距仪和涂胶组件，所述激光测距仪用于确定所述涂胶组件在粘接平面之间的距离，所述涂胶组件用于对粘接平面涂布结构胶。
7.进一步的，所述移动机构包括导向组件和驱动组件，所述导向组件沿着所述第二支撑架体的长度方向设置，所述驱动组件设置在所述检测机构和所述涂布机构上，分别驱动所述检测机构和所述涂布机构沿着所述导向组件往复移动。
8.进一步的，所述驱动组件包括固定板、驱动电机、齿条和齿轮，所述检测机构或所述涂布机构安装在所述固定板上，所述驱动电机输出端连接所述齿轮，所述齿条沿着所述第二支撑架体的长度方向设置，齿端朝向第一支撑架体所在一侧，所述齿轮与所述齿条啮
合。
9.进一步的，所述导向组件包括直线导轨和导块，所述导轨固定在所述齿条上，且所述导轨沿着所述齿条的长度方向设置，所述导块设置在所述固定板上，且所述导块与所述导轨滑动连接。
10.进一步的，所述驱动组件上还设有调节机构，所述调节机构分别所述检测机构和所述涂布机构连接，用于改变所述检测机构和所述涂布机构位于粘接平面上高度方向的位置。
11.进一步的，所述调节机构包括伺服电机和螺杆，所述伺服电机安装在所述固定板上，所述螺杆一端与所述伺服电机的输出端连接，另一端与所述检测机构或所述涂布机构连接。
12.进一步的，所述涂胶组件包括混胶器和施胶头，所述混胶器与所述调节机构通过连接板连接，所述施胶头的进胶端与所述混胶器的出胶端通过管道连接，且靠近所述混胶器的一端固定在所述连接板上。
13.进一步的，所述施胶头朝向粘接平面的一侧上设置有出胶口，结构胶自所述出胶口涂布于所述粘接平面上，呈长条状。
14.本发明还提供一种叶片模块粘接方法，包括以下步骤：将第一叶片模块和第二叶片模块分别吊装至第一支撑工装和第二支撑工装上，并定位夹紧；移动第二支撑工装，将第二叶片模块固定于粘接位置，测距传感器检验粘接缝的大小，激光扫描仪用于检验粘接平面的平整度，调整第二支撑工装上的定位点使得粘接缝和粘接平面符合生产要求；涂胶组件按比例混合结构胶加压涂敷在粘接平面上，并随着涂敷进程自动修正移走速度、胶层厚度及高度，直至整个粘接平面均涂布有结构胶；移动第二支撑工装使得涂敷有结构胶的粘接平面朝向第一叶片模块移动，施加压力挤压结构胶，保证挤压后的结构胶与叶片外表面对齐或略高于叶片外表面；结构胶固化后打磨掉多余部分以满足叶片粘接要求。
15.进一步的，在所述整个粘接平面均涂布有结构胶后，控制激光扫描仪对胶层进行抽检或巡检。
16.本发明的有益效果为：本发明通过设置第一支撑架体和第二支撑架体分别对第一叶片模块和第二叶片模块进行固定，以保证粘接时的稳定性；通过在涂敷结构胶之前设置检测机构精确检验粘接缝和粘接平面，并依据依据检测结果精确调整两个叶片模块之间的粘接位置，保证粘接位置的精度；通过设置涂布机构，对结构胶的涂布速度，胶层厚度以及位置进行精确控制，保证结构胶施加量的合理性，从整体上实现了对胶层厚度和粘接位置的精确控制，保证成型后叶片的粘接质量。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，
还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明实施例中叶片模块粘接工装的结构示意图；图2至图4为本发明实施例中叶片模块粘接工装粘接过程的位置示意图；图5为本发明实施例中检测机构的结构示意图；图6为本发明实施例中检测机构另一角度的结构示意图；图7为本发明实施例中涂布机构的结构示意图；图8为本发明实施例中涂布机构另一角度的结构示意图；图9为本发明实施例中叶片模块粘接方法的流程示意图。
19.附图标记：01、第一支撑架体；02、第二支撑架体；03、第一叶片模块；04、第二叶片模块；05、粘接平面；10、移动机构；11、导向组件；11a、直线导轨；11b、导块；12、驱动组件；12a、固定板；12b、驱动电机；12c、齿条；12d、齿轮；20、检测机构；21、测距传感器；22、激光扫描仪；30、涂布机构；31、激光测距仪；32、涂胶组件；32a、混胶器；32b、施胶头；32c、出胶口；32d、连接板；32e、管道；40、调节机构；41、伺服电机；42、螺杆。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
21.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
22.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
23.如图1至图8所示的叶片模块粘接工装，包括：第一支撑架体01和第二支撑架体02，第一支撑架体01和第二支撑架体02分别对第一叶片模块03和第二叶片模块04进行支撑和固定，且第二支撑架体02带动第二叶片模块04朝向第一支撑架体01所在一侧靠近或远离，将第二叶片模块04的粘接平面05与第一叶片模块03上对应粘接面粘接固定；其中，第二支撑架体02上设有与粘接平面05对应的移动机构10、检测机构20和涂布机构30；检测机构20和涂布机构30与移动机构10滑动连接，移动机构10沿着第二叶片模块04的长度方向设置，用于驱动检测机构20和涂布机构30沿着第二叶片模块04的长度往复移动；检测机构20包括测距传感器21和激光扫描仪22，测距传感器21用于检验粘接缝的大小，粘接缝即第二叶片模块04粘接平面05相对于第一叶片模块03之间所形成的空间，两者之间的垂直距离为粘接缝的大小，激光扫描仪22用于检验粘接平面05的平整度，粘接平面05的平整度一般包括垂直度和表面粗糙度，保证粘接平面05上均能够均匀的涂布有结构胶；涂布机构30包括激光测距仪31和涂胶组件32，激光测距仪31用于确定涂胶组件32在粘接平面05之间的距离，以确定涂胶的厚度和位置，涂胶组件32用于对粘接平面05涂布结构胶。
24.本发明通过设置第一支撑架体01和第二支撑架体02分别对第一叶片模块03和第二叶片模块04进行固定，以保证粘接时的稳定性；通过在涂敷结构胶之前设置检测机构20精确检验粘接缝和粘接平面05，并依据依据检测结果精确调整两个叶片模块之间的粘接位置，保证粘接位置的精度；通过设置涂布机构30，对结构胶的涂布速度，胶层厚度以及位置进行精确控制，保证结构胶施加量的合理性，从整体上实现了对胶层厚度和粘接位置的精确控制，保证成型后叶片的粘接质量。
25.需要说明的是，在本实施例中以叶片的后缘模块及中间的腔体模块进行说明，在粘接时，由于粘接平面05设置在后缘模块的上下侧，因此，腔体模块作为第一叶片模块03，固定在第一支撑架体01上，后缘模块作为第二叶片模块04，固定在第二支撑架体02上，由于粘接平面05有上下两处，因此，上下位置的粘接平面05，分别设有对应的移动机构10、检测机构20和涂布机构30，以能够对两处的粘接平面05同时进行涂布，提高结构胶涂敷的效率。
26.此外，在检测机构20检测的过程中，可以将涂布机构30放置在移动机构10上位于第二支撑架体02的两端位置，不影响检测机构20工作，若移动机构10的长度设置有限，也可直接将涂布机构30从移动机构10上拆除；同样的，当涂布机构30施加结构胶的过程中，也可以将检测机构20推移至两端或直接拆除，不影响涂布机构30工作。
27.在上述实施例的基础上，移动机构10包括导向组件11和驱动组件12，导向组件11沿着第二支撑架体02的长度方向设置，驱动组件12设置在检测机构20和涂布机构30上，分别驱动检测机构20和涂布机构30沿着导向组件11往复移动；保证在检测过程和涂布过程中，均能够沿着粘接平面05的长度方向移动，减少偏移量的产生，保证粘接的精度。
28.其中，驱动组件12包括固定板12a、驱动电机12b、齿条12c和齿轮12d，检测机构20或涂布机构30安装在固定板12a上，驱动电机12b输出端连接齿轮12d，齿条12c沿着第二支撑架体02的长度方向设置，齿端朝向第一支撑架体01所在一侧，齿轮12d与齿条12c啮合；驱动电机12b设置在固定板12a上，启动驱动电机12b，在齿轮12d和齿条12c的啮合作用下，带动固定板12a以及固定板12a上的检测机构20或涂布机构30移动，完成检测过程或涂布过程。
29.其中，导向组件11包括直线导轨11a和导块11b，导轨固定在齿条12c上，且导轨沿着齿条12c的长度方向设置，导块11b设置在固定板12a上，且导块11b与导轨滑动连接；一方面保证了齿轮12d与齿条12c的啮合作用，放置齿轮12d与齿条12c相脱离，另一方面，也保证检测机构20或涂布机构30能够沿着导轨的长度方向移动，保证导向作用。
30.在上述实施例的基础上，驱动组件12上还设有调节机构40，调节机构40分别检测机构20和涂布机构30连接，用于改变检测机构20和涂布机构30位于粘接平面05上高度方向的位置；由于叶片模块上在长度上结构并不均匀，导致粘接平面05在长度方向上存在一定的高度差，因此，在检测和涂布过程中，需要调节检测机构20和涂布机构30的高度，使得粘接平面05整体都能够被检测和涂布。
31.其中，调节机构40包括伺服电机41和螺杆42，伺服电机41安装在固定板12a上，螺杆42一端与伺服电机41的输出端连接，另一端与检测机构20或涂布机构30连接，依据激光测距仪31、测距传感器21给出的信号，伺服电机41驱动螺杆42上下移动，与之连接的检测机构20或涂布机构30也上下移动，进而改变高度方向上的位置，保证检测过程的全面性和涂布过程的均匀性。
32.在上述实施例的基础上，涂胶组件32包括混胶器32a和施胶头32b，混胶器32a与调节机构40通过连接板32d连接，施胶头32b的进胶端与混胶器32a的出胶端通过管道32e连接，且靠近混胶器32a的一端固定在连接板32d上；在连接板32d的连接作用下随着调节机构40的移动，带动施胶头32b上下移动，改变出胶的位置，经过混胶器32a混合均匀的结构胶经过管道32e，均匀的涂布于粘接平面05上。
33.其中，施胶头32b朝向粘接平面05的一侧上设置有出胶口32c，结构胶自出胶口32c涂布于粘接平面05上，呈长条状，尽可能增大结构胶单次涂敷的面积，减少往复涂敷的次数，提高粘接效率。
34.如图9所示，本发明还提供一种叶片模块粘接方法，包括以下步骤：将第一叶片模块03和第二叶片模块04分别吊装至第一支撑工装和第二支撑工装上，并定位夹紧；移动第二支撑工装，将第二叶片模块04固定于粘接位置，测距传感器21检验粘接缝的大小，激光扫描仪22用于检验粘接平面05的平整度，调整第二支撑工装上的定位点使得粘接缝和粘接平面05符合生产要求；涂胶组件32按比例混合结构胶加压涂敷在粘接平面05上，并随着涂敷进程自动修正移走速度、胶层厚度及高度，直至整个粘接平面05均涂布有结构胶；移动第二支撑工装使得涂敷有结构胶的粘接平面05朝向第一叶片模块03移动，施加压力挤压结构胶，保证挤压后的结构胶与叶片外表面对齐或略高于叶片外表面；结构胶固化后打磨掉多余部分以满足叶片粘接要求。
35.通过叶片模块粘接方法，对结构胶的涂布速度，胶层厚度以及位置进行精确控制，保证结构胶施加量的合理性，从整体上实现了对胶层厚度和粘接位置的精确控制，保证成型后叶片的粘接质量，也能够达到绿色环保生产的目的。
36.其中在整个粘接平面05均涂布有结构胶后，可以控制激光扫描仪22对胶层进行抽检或巡检，以保证结构胶的胶层厚度均匀，且粘接平面05上均被施加结构胶。
37.本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。