一种用于制造叶片的方法及装置与流程

本发明总体而言涉及风力发电机制造领域，具体而言涉及一种用于制造叶片的方法。本发明还涉及一种用于制造叶片的装置。

背景技术

近年来，清洁能源领域呈现出快速发展的趋势。作为清洁能源的代表，风力发电机的应用日益增长。风力发电机的叶片是风力发电机的重要组件，其质量直接关系到设备安全和发电效率。

目前，叶片的制造主要采用凭经验的手工装配方式。生产人员参考模具标识或手动划线及参考工装等方式将不同尺寸和材料的叶片材料层铺放到相应的铺放区域中，再通过灌注固化剂粘接等工艺以形成最终的叶片。这样的装配方式较多依赖人工质量人员的检查和/或操作工人的熟练程度和责任心，容易造成错铺、多铺铺、漏铺、铺层褶皱以及铺偏，进而影响叶片质量，造成对安全或效率的不利影响。

因此，需要一种更精确地制造叶片的方法和装置。

技术实现要素：

从现有技术出发，本发明的任务是提供一种用于制造叶片的方法及装置，通过所述方法或装置，能够显著提升叶片制造精度，减少或甚至避免诸如错铺、多铺、漏铺以及铺偏之类的误差，从而提高叶片质量。

在本发明的第一方面，前述任务通过一种用于制造叶片的方法来解决，该方法包括下列步骤：

通过摄像头获取所铺放的铺放材料的图像；

通过图像识别确定铺放误差；以及

在所述铺放误差大于阈值时提供警报信号。

在本发明的一个优选方案中规定，该方法还包括:根据要铺放的铺放材料的铺放信息以及容差确定铺放位置；

将光束投影到叶片制造区域以形成具有光标记的铺放区域；以及

在所述铺放区域中铺放与光标记相关联的铺放材料。

通过该优选方案，可以利用光投影来精确地引导制造过程、如叶片材料的铺放，从而进一步提高精确度。

在本发明的一个优选方案中规定，所述光束是激光束。由于激光具有亮度高、方向性强、单色性好等特点，因此通过该优选方案，可以提高光投影的精确性，从而提高制造精度。但是应当指出，其它可见光也是可设想的。

在本发明的一个扩展方案中规定，所述铺放材料包括指定型号和指定尺寸的玻纤布。根据不同的应用场景，其它用于制造叶片的材料也是可以设想的。

在本发明的一个优选方案中规定，方法还包括：

通过摄像头监视铺放的正确性；和/或

通过摄像头监视生产人员的不规范操作。

通过该优选方案，可以减少铺放误差和不规范操作，从而进一步提高叶片质量。

通过该优选方案，可以在出现铺放误差时由系统自动地给出警报，从而提醒生产人员或自动化系统对铺放误差进行修正，由此提高叶片质量并降低废品率。

在本发明的一个扩展方案中规定，所述铺放信息包括下列各项中的一个或多个：铺放的起止位置、铺放宽度、铺放厚度以及材料类型。在此应当指出，用于确定铺放位置的其它铺放信息也是可设想的，例如铺放层数、铺放朝向等等。

在本发明的一个优选方案中规定，不同铺放材料以不同颜色的编制线进行区分，并且其中所述铺放误差包括下列各项中的一个或多个：错铺、多铺、漏铺、铺偏。通过该优选方案，可以有利于通过图像识别来确定各种铺放失误和铺放缺陷，并给出提示，由此减少铺放误差，提升缺陷辨识的效率和准确率并提高叶片质量。

在本发明的一个扩展方案中规定，在所述铺放误差大于阈值时提供警报信号包括：

根据铺放误差的类型和偏差程度提供不同的警报信号。

通过该方案，可以针对不同铺放误差提供不同警报信号以提示生产人员或自动化系统进行不同修正。

在本发明的另一扩展方案中规定，所述不规范操作包括：

生产人员是否在工作场所遗留异物；

生产人员是否穿戴防护服或鞋套；以及

生产人员是否过度喷胶。

通过该优选方案，可以减少不规范行为，从而进一步提高叶片质量。所述不规范操作的识别可以由系统借助于诸如行为识别之类的模式识别来进行，而无需人工干预。

在本发明的第二方面，前述任务通过一种用于制造叶片的装置来解决，该装置具有：

生产工装支架，其用于支承要制造的叶片的铺放材料；

摄像头，其用于拍摄所铺放的铺放材料的图像；以及

控制器，其被配置为执行下列动作：

根据要铺放的铺放材料的铺放信息以及容差确定铺放位置；以及

根据所拍摄的图像确定铺放的正确性。

本发明至少具有下列有益效果：本发明还提供了铺放误差识别和提醒功能，由此使得生产人员或自动化系统能够及时地修正误差，从而提高制造精度。

附图说明

下面结合附图参考具体实施例来进一步阐述本发明。

图1示出了根据本发明的用于制造叶片的装置的示意图；以及

图2示出了要制造的叶片的俯视图。

具体实施方式

应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。

在本发明中，除非特别指出，“布置在…上”、“布置在…上方”以及“布置在…之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。

在本发明中，各实施例仅仅旨在说明本发明的方案，而不应被理解为限制性的。

在本发明中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。

在此还应当指出，在本发明的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本发明的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。

在此还应当指出，在本发明的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。

图1示出了根据本发明的用于制造叶片的装置100的示意图。

如图1所示，装置100包括激光器101，所述激光器101其被配置为将多个激光束105投影到生产工装支架104上的铺放位置以形成多个激光标记106，其中所述激光标记106构成多个铺放位置107。在此应当指出，尽管本实施例是以激光为例说明的，但是本发明还可以使用其它可见光、例如经准直化的可见光束。

装置100还包括生产工装支架104，所述生产工装支架104被配置为支承要制造的叶片104。

装置100还包括摄像头102，所述摄像头102被配置为拍摄叶片104的图像。

此外，装置100还包括控制器(未示出)，所述控制器被配置为：

·根据要铺放的铺放材料的铺放信息、例如放的起止位置、铺放宽度、铺放厚度以及材料类型等等以及容差确定铺放位置；

·指示激光器101将激光束105投影到制造区域以指示所述铺放位置；

·对由摄像头102获取的所铺放的铺放材料(如玻纤布)的图像进行分析以确定铺放误差，其中所述分析可以通过图像识别来完成，其方式例如为：在所述图像中识别所铺放的各个铺放材料的边界，并且将所述边界与铺放位置(含容差)相比较，其中在差异超过阈值时给出表示铺偏的信号；在所述图像中通过识别所铺放的材料的颜色和/或尺寸来识别所铺放的各个铺放材料的信息，并且在错铺、漏铺、多铺的情况下发出相应警报；为了实现所述识别，可以事先对相应缺陷类型进行机器学习，然后由系统通过模式识别的方式来实时地识别各种缺陷；当对应缺陷被识别后，系统将生成缺陷及其等级的检测报告，并在对应区域完成维修后再次生成检测报告；对没有按规定完成维修的区域也可以再次得到识别，并给出报警信息；这些检测报告将成为叶片档案的重要组成部分，得到整个生命周期的永久保存，并且系统还可以在运行期间发现损伤时将损伤信息与生产缺陷及维修位置进行自动对照和映射，使得有助于实现更有效的问题诊断；

·对生产人员的行为进行监控以发现违规行为、例如生产人员是否在工作场所遗留异物、生产人员是否穿戴防护服或鞋套、以及生产人员是否过度喷胶、生产人员是否长时间闲聊或不工作等等，所述识别例如可以通过模式识别来进行。

下面简述本发明的方案的运行流程。

首先，由激光器101根据由控制器确定的铺放位置将多个激光束105投影到叶片制造区域中以形成多个激光标记106，其中所述激光标记106提示多个铺放区域107。

然后，由生产人员或由自动化系统将与激光标记106相对应的铺放材料铺放到相应铺放区域107中。

之后，由摄像头102拍摄叶片104的图像，其中通过图像识别来确定铺放误差、例如错铺、多铺、漏铺以及铺偏。

最后，根据铺放误差提供相应警报。

图2示出了要制造的叶片104的俯视图。应当指出，所述俯视图示出了叶片的不同铺放区域，所述铺放区域仅仅是示例性的，并且可以因叶片结构设计不同而不同。

如图2所示，激光束的投影在叶片104上产生多个激光标记106，而所述激光标记106又确定多个铺放区域201-205。

所述激光标记可以具有不同颜色以提示铺放不同尺寸或材料的铺放材料，或者所述激光标记除了激光线条以外还具有其它符号、如字符来提示铺放不同尺寸或不同材料的铺放材料。

在此应当指出，尽管在本实施例中仅仅示出了垂直方向的摄像头102，但是在其它实施例中，还可以添加水平方向的摄像头以便识别层高或铺设层数。

如图2所示，生产人员或自动化系统可根据所述激光标记来铺放不同尺寸或不同材料的铺放材料。当铺放材料偏离于预定的铺放位置时或者发生错铺、多铺、漏铺等情况时，装置100会提供相应警报。

本发明至少具有下列有益效果：本发明还提供了铺放误差的识别和提醒功能，由此使得生产人员或自动化系统能够及时地修正误差，从而提高制造精度。

虽然本发明的一些实施方式已经在本申请文件中予以了描述，但是本领域技术人员能够理解，这些实施方式仅仅是作为示例示出的。本领域技术人员在本发明的教导下可以想到众多的变型方案、替代方案和改进方案而不超出本发明的范围。所附权利要求书旨在限定本发明的范围，并藉此涵盖这些权利要求本身及其等同变换的范围内的方法和结构。