一种风电叶片合模间隙扫描测量装置及测量方法与流程

1.本发明涉及风电叶片技术领域，具体而言，涉及一种风电叶片合模间隙扫描测量装置。


背景技术：

2.随着地球上不可再生能源的逐渐枯竭，全世界都认识到了可再生能源的重要性，并开始对风电产业的发展高度重视。风电叶片作为风力发电机捕捉风能的直接部件，在风电机组中起着不可替代的作用，而合模工序是整个叶片生产过程中最重要的环节之一。
3.大型风电叶片的制造工艺多为半片成型和合模粘接，在合模粘接前需要测量粘接间隙。现有方法通常为在粘接区域放置橡皮泥，模具翻转后人工测量橡皮泥的挤压厚度记录间隙，测量效率低且需提前放置大量橡皮泥和翻转模具，耗时长。一方面人工测量橡皮泥厚度的方式稳定性和准确度不高，直接会影响到涂胶厚度的判断，易出现粘接缺胶或胶粘剂挤出过多等问题，另一方面不能提前预判间隙情况，如出现间隙过大或过小，处理后还要进行多次翻转模具确认间隙，整体合模效率较低。
4.如何提供一种能降低劳动强度、提高合模准确度的测量装置，成为当前业界亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明解决的问题是现有风电叶片合模操作时存在劳动强度大、精度低等不足。
6.为解决上述问题，本发明提供一种风电叶片合模间隙扫描测量装置，所述风电叶片包括ss壳体、ps壳体，所述风电叶片合模间隙扫描测量装置包括机架、导轨,所述导轨沿第一方向延伸，所述机架滑动的设在所述导轨的上方，所述机架设置沿第二方向滑动的测距探头，用于对所述ss壳体和/或ps壳体进行扫描测距。
7.本发明所述的风电叶片合模间隙扫描测量装置通过对ss面壳体和ps面腹板粘接区域进行分别扫描测距，可以实现不翻转模具即可计算出合模间隙，省去橡皮泥放置和人工测量时间，同时提高准确度，对各种间隙异常情况也能实时监控，提高合模效率。优选的，所述第一方向、第二方向相互垂直设置。
8.优选的，所述导轨有两个且分别位于所述叶片的两侧，所述导轨沿所述叶片的长度方向延伸。该设置结构简单、稳定性，提高测距探头检测数据的准确性；
9.优选的，所述测距探头包括第一探头、第二探头，所述第一探头在所述ss壳体、ps壳体中一个的上方进行往复移动，所述第二探头在所述ss壳体、ps壳体中另一个的上方进行往复移动。该设置可提高检测效率，整个间隙扫描用时短。优选的，所述测距探头为激光探头。
10.优选的，所述风电叶片合模间隙扫描测量装置还包括控制单元，所述控制单元设在控制柜上，所述控制单元与测距探头通过控制线连接。该设置可提高整个装置的自动化程度，操作简单可靠。
11.优选的，所述控制柜设置报警单元，所述报警单元与控制单元电连接。该设置可对超出设定参数部分的间隙数据进行报警提示，便于及时查看异常情况。该设置可及时反馈异常情况，便于发现、解决扫描中的问题。所述报警单元为指示灯或电子显示屏，也可以是发声装置或者振动装置
12.优选的，所述ss壳体的一端设置第三法兰，所述ps壳体的相应位置设置第二法兰，所述第二法兰与所述第三法兰固定连接。利用模具制成ss壳体、ps壳体后直接原位进行测距扫描，操作步骤少，精度高。
13.优选的，所述所述ss壳体的另一端设置第四法兰，所述ps壳体的相应位置设置第一法兰，所述第四法兰与所述第一法兰固定连接，所述ps壳体设置腹板，所述腹板位于所述第一法兰、第二法兰之间。
14.优选的，所述腹板的端部设置抵接部，所述ss壳体的相应位置设定配合部，所述抵接部与配合部之间通过粘接固定。
15.相对于现有技术，本发明所述的风电叶片合模间隙扫描测量具有下述有益效果：1)本发明可实现合模间隙测量的自动化和实时监控，省去模具翻转、人工放置橡皮泥和测量时间，单只叶片人工操作时间减少两小时，同时间隙值由系统自动测量和记录，提高测量准度性，从而进一步精准控制涂胶厚度，有利于提升生产效率、降低材料成本和管控质量；2)结构简单，便于生产加工。
16.本发明还提供了一种风电叶片合模间隙扫描测量方法，包括：s1、控制第一探头移动至第四法兰的正上方，控制第二探头移动至第一法兰的正上方，并测量第一探头与ss壳体的距离st1和第二探头与ps壳体的距离pt1；s2、控制第一探头按照设定速度移动至所述配合部的正上方，控制第二探头同步移动至所述抵接部的正上方，并测量并测量第一探头与ss壳体的距离stw1和第二探头与ps壳体的距离ptw1；s3、根据公式wtg1＝(stw
1-st1)+tg
1-(pt
1-ptw1)来计算合模间隙，其中tg1为装配后第四法兰、第一法兰在r1处的距离；s4、判断是否wtg1＞t
预设
值,若是，则发出异常报警；若否，则控制机架和测距探头按预设参数移动。所述风电叶片合模间隙扫描测量方法具有与所述装置相同的有益效果，在此不进行赘述。
附图说明
17.图1为本发明实施例所述风电叶片合模间隙扫描测量装置的结构示意图；
18.图2为本发明实施例所述风电叶片合模间隙扫描测量装置的电控组件结构示意图；
19.图3为本发明实施例所述风电叶片合模间隙扫描测量装置的工作过程示意图；
20.图4为本发明实施例风电叶片在合模后的结构示意图。
21.附图标记说明：
22.1-ss壳体；2-ps壳体；3-腹板；4-第一法兰；5-第二法兰；6-第三法兰；7-配合部；8-第四法兰；9-抵接部；10-测距探头；101-第一探头；102-第二探头；11-机架；12-导轨；13-控制线；14-控制单元；15-控制柜；16-报警单元。
具体实施方式
23.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明
的具体实施例做详细的说明。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
24.风电叶片作为风力发电机捕捉风能的直接部件，通常要求具有良好的空气动力学外形，制造时通常先分别成型叶片的两个半片：迎风面和背风面，然后通过腹板3以及其他粘接部件将两个半片粘接在一起，从而形成外形闭合、内部空心的结构，兼具轻质、高强等特点。
25.为了保证叶片有足够的刚度，在叶片设计的时候内腔中都有一个或多个腹板3对叶片内腔进行支撑。风电叶片在合模前需要验证腹板的上沿是否与壳体是否存在间隙。目前的常用方法为：先将相同尺寸规格的橡皮泥放在即将合模的腹板3上沿，在预合模后壳体对橡皮泥挤压产生了变形，橡皮泥被挤压成型后的厚度就是此处腹板3与壳体的间隙；但存在劳动强度大、操作繁琐，误差大且效率低等不足。为此，申请人提出如下技术方案：
26.实施例1
27.本发明提供一种风电叶片合模间隙扫描测量装置，所述风电叶片包括ss壳体1、ps壳体2，风电叶片合模间隙扫描测量装置包括机架11、导轨12,所述导轨12沿第一方向延伸，所述机架11滑动的设在所述导轨12的上方，所述机架11设置沿第二方向滑动的测距探头10，用于对所述ss壳体1和/或ps壳体2进行扫描测距。通过对ss壳体1和ps壳体2的腹板3的粘接区域进行分别扫描测距，可以实现不翻转模具即可计算出合模间隙，省去橡皮泥放置和人工测量时间，同时提高准确度，对各种间隙异常情况也能实时监控，提高合模效率。
28.优选的，所述导轨12有两个且分别位于所述叶片的两侧，所述导轨12沿所述叶片的长度方向延伸。该设置结构简单、稳定性，提高测距探头检10测数据的准确性。所述测距探头10包括第一探头101、第二探头102，所述第一探头101在所述ss壳体1、ps壳体2中一个的上方进行往复移动，所述第二探头102在所述ss壳体1、ps壳体2中另一个的上方进行往复移动。作为本发明的一个示例，所述测距探头10为激光探头。所述风电叶片合模间隙扫描测量装置还包括控制单元14，所述控制单元14设在控制柜15上，所述控制单元14与测距探头10通过控制线13连接。优选的，所述控制柜15设置报警单元16，所述报警单元16与控制单元14电连接。该设置可对超出设定参数部分的间隙数据进行报警提示，便于及时查看异常情况。优选的，所述ss壳体1的一端设置第三法兰6，所述ps壳体2的相应位置设置第二法兰5，所述第二法兰5与所述第三法兰6固定连接。该设置利用模具制成ss壳体1、ps壳体2后直接原位进行测距扫描，操作效率高。优选的，所述所述ss壳体1的另一端设置第四法兰8，所述ps壳体2的相应位置设置第一法兰4，所述第四法兰8与所述第一法兰4固定连接，所述ps壳体2设置腹板3，所述腹板3位于所述第一法兰4、第二法兰5之间。所述腹板3的端部设置抵接部9，所述ss壳体1的相应位置设定配合部7，所述抵接部9与配合部7之间通过粘接固定。
29.本发明所述的风电叶片合模间隙扫描测量装置，由测距探头10、移动组件和控制系统组成，腹板3在ps壳体2粘接后，通过对ss壳体1和ps壳体2的腹板3粘接区域到基准位置的距离测量，依据ss壳体1和ps壳体2合模锁紧后两个基准面间的固定距离，即可计算出合模后的间隙数据，对于不同位置的数据由移动定位系统根据设定的程序从叶片根部到尖部整体自动行走，装载在移动定位系统上的激光测距装置进行实时数据测量采集，并把数据传到控制系统，根据设定的算法得到间隙数据，同时与设定的工艺参数进行比较，若数值超
出工艺参数，在间隙记录中高亮显示，便于技术人员查看判断。
30.本发明还提供了一种风电叶片合模间隙扫描测量方法，包括：s1、控制第一探头101移动至第四法兰8的正上方，控制第二探头102移动至第一法兰4的正上方，并测量第一探头101与ss壳体1的距离st1和第二探头102与ps壳体2的距离pt1；s2、控制第一探头101按照设定速度移动至所述配合部7的正上方，控制第二探头102同步移动至所述抵接部9的正上方，并测量第一探头101与ss壳体1的距离stw1和第二探头102与ps壳体2的距离ptw1；s3、根据公式wtg1＝(stw
1-st1)+tg1-(pt
1-ptw1)来计算合模间隙，其中tg1为装配后第四法兰8、第一法兰4在r1处的距离；s4、判断是否wtg1＞t
预设
值,若是，则发出异常报警；若否，则控制机架11和测距探头10按预设参数移动。
31.实施例2
32.本发明的一种风电叶片合模间隙扫描测量装置，由测距探头10、移动组件、控制线13、控制单元14、控制柜15和报警单元16构成。
33.具体的，移动控制系统包括机架11、导轨12，所述导轨12布置在叶片模具两侧，用于机架11在叶片长度方向的移动，所述机架11上安装有两个测距探头10，可在机架11上沿着叶片宽度方向移动，进行不同区域的激光测距，结合机架11长度方向的移动控制，可实现ss壳体1和ps壳体2全表面的距离测量，机架11和测距探头10的移动可在控制单元14上根据测量位置进行设定，开始运行后机架11按照设定的长度方向位移量和停留时间进行移动，同时测距探头10按照设定的宽度方向位移量进行移动，到测量位置后停止移动并进行测量，将数据传输给控制单元14，记录下测量位置和数据值，并根据设定算法将同一长度位置下ss壳体1和ps壳体2的数据进行转化计算，得出腹板3的抵接部9与ss壳体1的配合部7之间的间隙值，同时显示间隙符合工艺要求情况，如有超出通过控制柜15控制报警单元16的红灯亮起并发出警报声，直至完成所有位置的测量。
34.具体的，设定好机架11和测距探头10的移动轨迹路线后，在控制单元14上启动测距探头10，机架11自动移动至设定的初始位置(r1)，第一探头101、第二探头102分别移动至ss壳体1的第四法兰8和ps壳体2的第一法兰4正上方，测量出数据st1和pt1，传输到控制单元14后，分别自动移动至下一测量位置ss壳体1的配合部7后缘侧和腹板3的抵接部9的后缘侧正上方，此时第一探头101、第二探头102分别移动至位于101’、102’位置，测量出数据stw1和ptw1，数据传输至控制单元14，基于上述四个数据以及给出的模具翻转后ss壳体1的第四法兰8和ps壳体2的第一法兰4两个面在r1处的距离tg1(固定值)，可得出模具翻转后腹板3的抵接部9后缘侧与ss壳体1的配合部7后缘侧的间隙值wtg1＝(stw
1-st1)+tg
1-(pt
1-ptw1)，控制单元14输出r1处腹板3的后缘侧间隙值wtg1，同理通过测量ss壳体1的第三法兰6、ps壳体2的第二法兰5、ss壳体1的配合部7前缘侧和腹板3的抵接部9前缘侧数据，可计算出前缘测间隙wlg1。所述配合部7的后缘侧是指所述配合部7靠近所述第四法兰8的一侧，也即ss壳体1相对平滑的一侧，所述配合部7的前缘侧是指与所述前缘侧相对的一侧；相应的，所述抵接部9的后缘侧是指所述抵接部9靠近所述第一法兰4的一侧，也即ps壳体2相对平滑的一侧。
35.r1处各区域测量完成后，机架11依次移动至下一长度方向坐标位置(r2，r3，
…
，rn),在每一个位置上由测距探头10分别进行ss壳体1和ps壳体2前缘侧和后缘侧的距离测量，再通过控制单元14计算转化得出所有粘接区域间隙(wtg2/wlg2，wtg3/wlg3，
…
，wtgn/wlgn)。在显示屏上显示各区域的间隙数据，同时与设定的工艺数据比较，超出工艺数据的
高亮显示，控制柜15控制报警单元16红灯亮起，并发出警报，提醒现场人员查看异常。
36.虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。