CN104023955B - 用于制造风轮机叶片的方法及生产设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在生产设备中制造风轮机叶片的方法。所述方法包括以下步骤：将第一悬伸式门架定位成横越用于制造所述叶片的第一部分及第二部分中的一者的细长的第一模具部延伸；借助安装在所述第一悬伸式门架上的第一工具在所述第一模具部执行第一作业；使所述第一悬伸式门架从所述第一模具部移动至细长的第二模具部，该第二模具部用于制造所述叶片的所述第一部分及所述第二部分中的另一者；将所述第一悬伸式门架定位成横越所述第二模具部延伸；以及借助安装在所述第一悬伸式门架上的所述第一工具或第二工具在所述第二模具部执行第二作业。

Description

用于制造风轮机叶片的方法及生产设备
技术领域
本发明涉及用于在生产设备中制造风轮机叶片的方法。而且，本发明涉及用于制造风轮机叶片的生产设备，最后本发明涉及根据按照本发明方法制造的风轮机叶片。
背景技术
就长度与弦而言，风轮机尺寸不断增大，导致其风轮机叶片尺寸也在增大。
这在制造叶片方面构成了挑战，因为模具、处理单元及工具的尺寸也得增大，这不仅增加了生产成本，而且使风轮机叶片的制造愈加困难。
因此，期望提供一种灵活地制造风轮机叶片的方法。
发明内容
本发明的一个目的是完全或部分克服现有技术的上述劣势及缺陷。更具体地说，本发明的一个目的是提供一种用于制造风轮机叶片的改进方法。
借助用于在生产设备中制造风轮机叶片的方法通过根据本发明的方案实现上述目的及许多其它目的、优势及特征，这些目的、优势及特征会从以下描述显然可见，所述方法包括以下步骤：
将第一悬伸式门架定位成在细长的第一模具部上方横向延伸，该第一模具部用于制造所述叶片的第一部分及第二部分中的一者；
借助安装在所述第一悬伸式门架上的第一工具在所述第一模具部执行第一作业；
使所述第一悬伸式门架从所述第一模具部移动至细长的第二模具部，该第二模具部用于制造所述叶片的所述第一部分及所述第二部分中的另一者；
将所述第一悬伸式门架定位成在所述第二模具部上方横向延伸；以及
借助安装在所述第一悬伸式门架上的所述第一工具或第二工具在所述第二模具部执行第二作业。
由此提供了一种灵活的制造方法，其中，门架可从第一模具部移动至第二模具部(反之亦然)，以便更多的门架并因此更多工具可配给至特定的模具部，这从制造观点来看，提高了若干制造步骤的速度而是所期望的。而且，因为门架可在不同模具部之间移动，所以也能够具有较少的门架，从而使与生产设备有关的投入不那么繁重。
第一悬伸式门架当在第一模具部上延伸时不能在第二模具部上延伸，反之亦然。
在一个实施方式中，移动第一悬伸式门架可包括：使所述第一悬伸式门架沿所述第一模具部移动并经过所述第一模具部的末端；以及使所述第一悬伸式门架沿横向于所述第一模具部的纵向方向的方向移动到如下位置，所述第一悬伸式门架能从该位置移动至横越所述第二模具部延伸。
而且，第一悬伸式门架可在布置于第一模具部与第二模具部的两侧上的一对轨道上沿第一模具部与第二模具部移动。
而且，第一对轨道可沿第一模具部延伸，以便轨道布置在该模具部的各侧上，并且第二对轨道可沿第二模具部延伸，以便轨道布置在该模具部的各侧上。
此外，一个轨道可沿第一模具部与第二模具部并在第一模具部与第二模具部之间延伸，该一个轨道包含于第一对轨道与第二对轨道两者中。
所述轨道可布置在第一模具部与第二模具部的上方。
此外，第二悬伸式门架可在第一模具部与第二模具部之间移动，反之亦然。
而且，多个悬伸式门架可在第一模具部与第二模具部之间移动，反之亦然。
而且，移动第一悬伸式门架可包括：使所述第一悬伸式门架沿所述第一模具部移动并经过所述第一模具部的末端；以及使所述第一悬伸式门架沿所述第一模具部的纵向方向移动到如下位置，所述第一悬伸式门架能从该位置移动至横越所述第二模具部延伸。
此外，移动第一悬伸式门架可包括：使所述第一悬伸式门架沿所述第一模具部移动至所述第一模具部的轨道的端部；将所述第一悬伸式门架从所述轨道转移到转移单元上，使得所述第一悬伸式门架从所述第一模具部的轨道断开；将所述转移单元与所述第一悬伸式门架一起移动到所述第一悬伸式门架对准所述第二模具部的轨道的位置中；将所述第一悬伸式门架从所述转移单元转移到所述第二模具部的轨道上；将所述第一悬伸式门架移动至其横越所述第二模具部延伸的位置。
而且，移动第一悬伸式门架可包括：使所述第一悬伸式门架沿所述第一模具部移动至所述第一模具部的轨道的端部；将所述第一悬伸式门架从所述轨道转移到悬伸式横向轨道单元上，使得所述第一悬伸式门架从所述第一模具部的轨道断开；使所述第一悬伸式门架沿所述悬伸式横向轨道单元移动至所述第一悬伸式门架对准所述第二模具部的轨道的位置；将所述第一悬伸式门架从所述悬伸式横向轨道单元转移到所述第二模具部的轨道上；使所述第一悬伸式门架移动至其横越所述第二模具部延伸的位置。
在一个实施方式中，在第一工具从第一模具部移动至第二模具部之前或之后，可用第二工具替换第一工具。
而且，第一作业可以是沉积诸如树脂或凝胶漆之类的材料。此作业也可以是预浸料坯布置。
第二作业可不同于第一作业。
此外，多个门架可横越第一模具部及/或第二模具部延伸。
而且，第二工具可布置在第一悬伸式门架上。
此外，多个工具可布置在第一悬伸式门架上。
工具可以是半自动工具、全自动工具、机器人或类似的工具。
在一个实施方式中，容纳诸如树脂或凝胶漆之类的耗材的供应器可布置在第一悬伸式门架上，供应器可连接至第一工具用于在作业期间将耗材供应至第一工具。
所述供应器可以是可互换的，以便其它供应器可针对待执行的作业连接至工具。
而且，工具可与容纳耗材的供应器连接，供应器与门架间隔一段距离定位。
第一悬伸式门架可从第一模具部移动至另一工作站。
此外，工作站可与第一模具部及第二模具部分散定位。工作站可例如是因环境需要而远离其它工作站设置的涂漆区，或工作站可以是用于储存不用的门架的储存区。
此外，移动第一悬伸式门架可涉及在第一悬伸式门架连接至另一对轨道之前，将第一悬伸式门架从一对轨道断开。
而且，叶片的第一部分与第二部分可以分别是叶片的压力侧与吸力侧。
在一个实施方式中，第一悬伸式门架可包括驱动装置。
本发明还涉及一种用于制造风轮机叶片的生产设备，该生产设备适于执行根据前述任一项所述的方法，该生产设备包括：
第一悬伸式门架，该第一悬伸式门架定位成横越细长的第一模具部延伸，该第一模具部用于制造所述叶片的第一部分与第二部分中的一者；
安装在所述第一悬伸式门架上的第一工具，该第一工具用于在所述第一模具部执行第一作业，
其中，布置有转移单元，该转移单元用于使所述第一悬伸式门架从所述第一模具部移动至用于制造所述叶片的所述第一部分及所述第二部分中的另一者的细长的第二模具部，使得所述第一悬伸式门架能定位成横越所述第二模具部延伸，并使得能借助安装在所述第一悬伸式门架上的所述第一工具或第二工具在所述第二模具部执行第二作业。
最后，本发明涉及在此描述的方法制造的风轮机叶片。
附图说明
以下将参照所附的示意图更详细地描述本发明及其若干优势，为了阐明之目的附图示出了若干非限制性实施方式，并且在附图中：
图1以俯视图示意性示出了用于制造风轮机叶片的生产设备；
图2至图13以俯视图示出了第一悬伸式门架从细长的第一模具部移动到细长的第二模具部的移动过程；
图14以端视图示意性示出了布置在一对轨道上的第一悬伸式门架；
图14a示出了沿图14中的A-A线剖切的支撑轨道的支柱之一的剖面图；
图15以侧视图示意性示出了布置在转移单元上的第一悬伸式门架；
图15a示出了沿图15中的B-B线剖切的转移单元的支柱之一的剖面图；
图16示出了用于制造风轮机叶片的工作站的另一实施方式；
图17示出了图16的工作站的局部放大图；以及
图18示出了第一悬伸式门架的放大图。
所有的图都是高度示意性的并且未必按比例制作，而且其仅示出了为了阐明本发明必需的那些部件，其它部件被省略或仅被提及。
具体实施方式
图1中以俯视图示意性示出了用于制造风轮机叶片的生产设备1。生产设备1包括五个工作站2至6。工作站2至5各自包括第一对轨道7及第二对轨道。为了清楚起见，在下文中仅描述工作站2。然而，尽管未在图中示出，其它工作站3至5可包括与工作站2相同的元件。
在工作站2中，第一对轨道7沿用于制造叶片的第一部分及第二部分中的一者(未示出)的细长的第一模具部9延伸。第二对轨道8沿用于制造叶片的第一部分及第二部分中的另一者(未示出)的细长的第二模具部10延伸。
第一悬伸式门架11与第二悬伸式门架12横越第一模具部9延伸。第三悬伸式门架13横越第二模具部10延伸。
门架11至13包括一个或多个在用于制造叶片的第一部分及第二部分之一的第一模具部与第二模具部上执行作业的工具(未示出)。
图2至图13中以俯视图示出了第一悬伸式门架11从细长的第一模具部9移动到细长的第二模具部10的移动过程。
如以上有关于图1所述，工作站2包括沿第一模具部9延伸的第一对轨道7及沿第二模具部10延伸的第二对轨道8。而且，如图2中所示，第一悬伸式门架11与第二悬伸式门架12横越第一模具部9延伸，并且第三悬伸式门架13横越第二模具部10延伸。
而且，转移单元14关于第一对轨道7定位。在图3中，通过使转移单元14抵接轨道7的端部15，转移单元14已与第一对轨道7对准。然后，转移单元14被锁定至轨道7。此后，如图4中所示，第一悬伸式门架11朝轨道7的端部15移动并经过第一模具部9的末端16。末端16可例如是叶片的根端或梢端。
然后，如图5中所示，第一悬伸式门架11从轨道7断开，并被转移至转移单元14。如图6中所示，当第一悬伸式门架11牢固地连接至转移单元14时，转移单元14被从轨道7解除锁定。
如图7至图10中所示，当转移单元14已从轨道7解除锁定时，转移单元14将第一悬伸式门架11移动至第二对轨道8。当转移单元14已对准轨道8的端部17时，将转移单元14锁定至轨道8。随后，如图12中所示，第一悬伸式门架11解除与转移单元14的牢固连接，以便可从转移单元14断开并移动到轨道8上。此后，第一悬伸式门架11可定位成横越第二模具部10延伸，以便可借助安装在第一悬伸式门架11上的第一工具(未示出)或第二工具(未示出)在第二模具部10进行第二作业。最后，如图13中所示从轨道8移除转移单元14，然后可将转移单元14应用至生产设备中的另一工作站来移动另一门架。
在此，提供了一种灵活的制造方法，其中，门架可从轨道移动到轨道以便更多的门架并因此更多的工具可配给至模具部，这从制造的观点来看，提高了某些制造步骤的速度而是所期望的。而且，因为门架可在不同对轨道之间移动，所以也能够具有较少的门架，从而使与生产设备有关的投入不那么繁重。
在另一未示出的实施方式中，移动第一悬伸式门架包括：将第一悬伸式门架沿第一模具部移动到第一模具部的轨道的端部；将第一悬伸式门架从轨道转移到悬伸式横向轨道单元上，使得第一悬伸式门架从第一模具部的轨道断开；沿悬伸式横向轨道单元将第一悬伸式门架移动到第一悬伸式门架对准第二模具部的轨道的位置；将第一悬伸式门架从悬伸式横向轨道单元转移到第二模具部的轨道上；以及将第一悬伸式门架移动至其横越第二模具部延伸的位置。
以上描述的用于使门架在两对轨道之间移动的两个实施方式应用了门架的横向移动。在门架会在两对彼此相继的轨道之间移动的另一未示出的实施方式中可利用下面的方法。移动第一悬伸式门架包括：将第一悬伸式门架沿第一模具部移动到第一模具部的轨道的端部；将第一悬伸式门架从轨道转移到转移单元上，使得第一悬伸式门架从第一模具部的轨道断开；将转移单元与第一悬伸式门架一起移动到其中第一悬伸式门架对准第二模具部的轨道的位置；将第一悬伸式门架从转移单元转移到第二模具部的轨道上；以及将第一悬伸式门架移动至其横越第二模具部延伸的位置。
在图14中，以端视图示出了布置在一对轨道7上的第一悬伸式门架11。第一悬伸式门架11具有第一工具20，该第一工具从第一悬伸式门架11的底侧21向下延伸。在此实施方式中，轨道7由两个支撑元件22、23(常称为支柱)支撑。第一接合机构80布置在支撑元件22、23的端部。在此实施方式中，第一接合机构80是从支撑元件22、23突出的突起。这在图14a中以支撑元件23的剖面图示出。
图15以侧视图示意性示出了以上关于图2至图13描述的布置在转移单元14上的第一悬伸式门架11。转移单元14包括适于支撑两个短轨道26的两个支撑结构24、25(或支柱)，在移动过程中，门架11搁置在两个短轨道26上。每个支撑结构24、25置于诸如轮之类的移动机构27上，以使转移单元14可移动。另外的结构28布置在两个支撑结构之间用于巩固转移单元14并对转移单元14提供稳固性。
如关于图14中的支撑元件22、23所述，支撑结构24、25包括对应于第一接合机构80的第二接合机构81，以便当转移单元14抵接图14中所示的那对轨道7的端部时，第一接合机构80与第二接合机构81可相互以机械方式接合，并因而使转移单元14对准并锁定至该对轨道7，使得便利于将门架11从该对轨道7转移到转移单元14。在此实施方式中，第二接合机构81是布置在支撑结构24、25中的凹槽。这在图15a中以支撑结构25的剖面图示出。
因此，可利用布置在该对轨道的端部处及转移单元14上的接合机构80、81接合转移单元14，这样，转移单元14上的轨道26成了轨道7的延伸部。一旦转移单元14被接合，门架11就可被转移至转移单元14。一旦门架11已置于转移单元14上，就可通过锁定系统(未示出)阻止门架11在转移单元14上的任何进一步运动。一旦门架已被锁定，转移单元14就可与轨道7断开，然后被引导(驱动)至所需位置。
在另一未示出的实施方式中，接合机构可由布置在转移单元及轨道上的传感器代替，该传感器用于在转移门架期间使转移单元与轨道对准。
而且，为了能够闭合模具，门架必需能够撤离出闭合模具的路径。为了在不进行该转移的情况下在工作站上实现此目的，轨道需要在模具部的各个端部延长至少(门架的宽度乘以门架的数量)。
这得到(门架的宽度乘以门架的数量)乘以2(梢端与根端)乘以2(每个工作站的轨道系统)乘以(生产设备中工作站的数量)的总数m2。
对于宽24米深2米(每一门架)的门架构成的常规构造而言，数值如下(注意：一个工作站(2个轨道系统，每个轨道系统能用于4个门架))：
一个工作站：960m2
两个工作站：1920m2
三个工作站：2880m2
四个工作站：3840m2
对于应用本发明思想的系统而言，可应用下面的等式：(门架的宽度[w])乘以(储存作为备件的全部所需门架的长度)m2，例如图1中的工作站6。
对于与以上提及的相同常规构造而言，生产设备的总面积会是：
一个工作站：384m2
两个工作站：768m2
三个工作站：1152m2
四个工作站：1536m2
因此，通过应用本发明思想，具有相同容量的生产设备可占据较少的空间，这又减少了用于叶片制造的生产设备的巨大投资。
图16示出了用于制造风轮机叶片(未示出)的工作站30的另一实施方式。在此实施方式中，工作站30包括细长的第一模具部9与细长的第二模具部10。两个悬伸式门架11、12横越第一模具部9延伸，并且两个悬伸式门架13、31横越第二模具部10延伸。根据本发明思想，门架11、12、13、31可从一个模具部移动到另一模具部。每个门架11、12、13、31具有布置在门架下方的工具41至43，这些工具用于在模具部9、10上进行作业以制造叶片部件。
工具41至43可以是执行相同作业的相同工具，或者如16中所示，其可以是执行不同作业的不同工具。在此实施方式中，门架11、12、13、31由三个轨道支撑。第一轨道7在面对第二模具部10的那一侧的相反侧上沿第一模具部9延伸。以相同的方式，第二轨道8在面对第一模具部9的那一侧的相反侧上沿第二模具部10延伸。第三轨道50布置在第一模具部9与第二模具部10之间。因此，在此实施方式中，每个模具部上的门架由同一轨道50支撑。
图17示出了图16的工作站30的局部放大视图。容纳诸如树脂或凝胶漆之类的耗材的供应器60可布置在门架13上，该供应器连接至工具42，用于在作业期间将耗材供应至工具42。供应器可以是可互换的，以便其它耗材能够针对待执行的作业连接至工具42。在图17中，越过第二模具部10的末端储备有另外的供应器61，以便门架13可移动至另外的供应器61上方的位置，据此可替换供应器。
在另一未示出的实施方式中，工具可与容纳耗材的供应器连接，供应器与门架间隔一段距离定位。
图18也示出了第一悬伸式门架11的放大图。门架11包括驱动装置70，以便门架可沿轨道移动。而且，工具40可在门架的横向方向上移动，据此工具40能够在模具部9的整个宽度中运作。而且，工具40可在垂直方向上移动。
已经示出了在每个门架上布置有一个工具的门架。然而，在其它未示出的实施方式中，可在门架上布置两个或更多个工具。
尽管以上已结合本发明的优选实施方式描述了本发明，但是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的情况下可构思若干变型例，这对于本技术领域技术人员而言是显然的。

Claims (12)

1.一种用于在生产设备中制造风轮机叶片的方法，该方法包括以下步骤：
将第一悬伸式门架定位成横越细长的第一模具部横向延伸，该第一模具部用于制造所述叶片的第一部分及第二部分中的一者；
借助安装在所述第一悬伸式门架上的第一工具在所述第一模具部执行第一作业；
使所述第一悬伸式门架从所述第一模具部移动至细长的第二模具部，该第二模具部用于制造所述叶片的所述第一部分及所述第二部分中的另一者，其中，移动所述第一悬伸式门架包括：
使所述第一悬伸式门架沿所述第一模具部移动并经过所述第一模具部的末端；以及
使所述第一悬伸式门架沿横向于所述第一模具部的纵向方向的方向移动；
该方法还包括：
将所述第一悬伸式门架定位成横越所述第二模具部延伸；以及
借助安装在所述第一悬伸式门架上的所述第一工具或第二工具在所述第二模具部执行第二作业。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一悬伸式门架在所述第一模具部上延伸时不在所述第二模具部上延伸，反之亦然。
3.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述第一悬伸式门架能在布置于所述第一模具部及所述第二模具部的两侧的一对轨道上沿所述第一模具部与所述第二模具部移动。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，第二悬伸式门架能在所述第一模具部与所述第二模具部之间移动，并能在所述第二模具部与所述第一模具部之间移动。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，多个悬伸式门架能在所述第一模具部与所述第二模具部之间移动，并能在所述第二模具部与第一模具部之间移动。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，移动所述第一悬伸式门架包括：
使所述第一悬伸式门架沿所述第一模具部移动至所述第一模具部的轨道的端部；
将所述第一悬伸式门架从所述轨道转移到转移单元上，使得所述第一悬伸式门架从所述第一模具部的轨道断开；
将所述转移单元与所述第一悬伸式门架一起移动到所述第一悬伸式门架对准所述第二模具部的轨道的位置；
将所述第一悬伸式门架从所述转移单元转移到所述第二模具部的轨道上；
将所述第一悬伸式门架移动至其在所述第二模具部上方横向延伸的位置。
7.根据权利要求3所述的方法，其中，移动所述第一悬伸式门架包括：
使所述第一悬伸式门架沿所述第一模具部移动至所述第一模具部的轨道的端部；
将所述第一悬伸式门架从所述轨道转移到悬伸式横向轨道单元上，使得所述第一悬伸式门架从所述第一模具部的轨道断开；
使所述第一悬伸式门架沿所述悬伸式横向轨道单元移动至所述第一悬伸式门架对准所述第二模具部的轨道的位置；
将所述第一悬伸式门架从所述悬伸式横向轨道单元转移到所述第二模具部的轨道上；
使所述第一悬伸式门架移动到其在所述第二模具部上方横向延伸的位置。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一工具从所述第一模具部移动至所述第二模具部之前或之后，用第二工具替换所述第一工具。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一作业是沉积材料。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二作业不同于所述第一作业。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述材料是树脂或凝胶漆。
12.一种用于制造风轮机叶片的生产设备，所述生产设备适于执行根据前述任一权利要求所述的方法，所述生产设备包括：
第一悬伸式门架，该第一悬伸式门架定位成在细长的第一模具部上方横向延伸，该第一模具部用于制造所述叶片的第一部分与第二部分中的一者；
安装在所述第一悬伸式门架上的第一工具，该第一工具用于在所述第一模具部执行第一作业，
其中，布置有转移单元，该转移单元用于使所述第一悬伸式门架从所述第一模具部移动至用于制造所述叶片的所述第一部分及所述第二部分中的另一者的细长的第二模具部，该转移单元移动所述第一悬伸式门架包括：使所述第一悬伸式门架沿所述第一模具部移动并经过所述第一模具部的末端，以及使所述第一悬伸式门架沿横向于所述第一模具部的纵向方向的方向移动，使得所述第一悬伸式门架能定位成在所述第二模具部上方横向延伸，并使得能够借助安装在所述第一悬伸式门架上的所述第一工具或第二工具在所述第二模具部执行第二作业。
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