CN108859176A - 一种风电叶片玻纤布全自动铺放装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种风电叶片玻纤布全自动铺放装置及方法，装置结构主要包括龙门框架，所述龙门框架两端安装在电动底梁上，所述电动底梁上安装有伺服电机，所述伺服电机通过行星减速器I和伺服电机I连接有槽轮I，所述槽轮I位于地轨上；所述龙门框架上安装有两个垂直于所述地轨的轻轨，所述轻轨上放置有铺放装置，所述铺放装置底部连接有上料装置、压布装置和裁切装置。本发明提供的风电叶片玻纤布全自动铺放装置及方法，解决了现有风电叶片玻纤布人工铺放、裁切方式存在的生产效率低，随机误差大，劳动强度大等问题。

Description

一种风电叶片玻纤布全自动铺放装置及方法

技术领域

本发明涉及风电叶片铺布技术领域，特别是涉及一种风电叶片玻纤布全自动铺放装置及方法。

背景技术

目前，现有风电叶片玻纤布铺放是采用起重机吊运铺布架和人工裁剪的方式进行作业，该方式操作复杂，工作强度大，工作效率低，不容易将布拉直和铺平，由于叶片模具表面复杂的曲面结构，铺布平坦度不够易褶皱，难以保证铺设精度，铺布长度难于掌控，造成布料的巨大浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种风电叶片玻纤布全自动铺放装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，解决现有风电叶片玻纤布人工铺放、裁切方式存在的生产效率低，随机误差大，劳动强度大等问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种风电叶片玻纤布全自动铺放装置，可选的，包括龙门框架，所述龙门框架两端安装在电动底梁上，所述电动底梁上安装有伺服电机，所述伺服电机通过行星减速器I和伺服电机I连接有槽轮I，所述槽轮I位于地轨上；所述龙门框架上安装有两个垂直于所述地轨的轻轨，所述轻轨上放置有铺放装置，所述铺放装置底部连接有上料装置、压布装置和裁切装置。

可选的，所述铺放装置包括矩形框架，所述矩形框架通过槽轮II放置于轻轨上；所述矩形框架后端装有两条直线导轨，所述直线导轨上通过滑块安装有中心滑枕；所述中心滑枕能够沿直线导轨上下运动；所述中心滑枕下端通过行星减速器Ⅳ和伺服电机Ⅳ连接有回转齿轮，所述中心滑枕下端固定有回转支撑，回转支撑一端固定在滑枕下端，另一端固定在回转架上，回转架前后两端通过吊耳铰接有料架，回转架的侧面固定有支撑梁I，支撑梁I通过减速箱铰接有减速器Ⅴ，丝杠II通过减速器Ⅴ连接有伺服电机Ⅴ，料架的侧面固定有支撑梁II，支撑梁II铰接有丝杠螺母，料架能够以吊耳轴线为中心水平翻转。

可选的，所述轻轨上设置有齿条；所述矩形框架下端固定有伺服电机II，伺服电机II通过行星减速器II连接有齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合。

可选的，上料装置包括料架，所述料架的料架右侧板上固定有横梁，横梁通过活动铰链连接有气缸I，气缸I的活塞杆铰接有换向杆，换向杆中端通过活动铰链固定在料架右侧板上，换向杆通过销轴连接有推轴，推轴通过导向环作为支撑，导向环固定在料架右侧板上，推轴I末端安装有锥轴I；料架左侧板通过磁粉制动器固定有推轴II，推轴II末端安装有锥轴II。

可选的，压布装置包括压布垫板，所述压布垫板安装于料架前端，压布垫板下端通过两个活动铰链固定有支撑杆I，压布垫板竖直中心线位置通过活动铰链固定有气缸Ⅲ，气缸Ⅲ活塞杆通过销轴与支撑杆I铰接，支撑杆II上端与支撑杆I上端铰接，支撑杆I通过销轴铰接有气缸Ⅳ，气缸Ⅳ活塞杆通过销轴与支撑杆II铰接；两根支撑杆II通过压辊上架连接，压辊上架中心处通过活动铰链与压辊下架连接，压辊下架两端通过活动铰链连接有两个毛刷。

可选的，裁切装置包括导轨滑台、滚刀和步进电机，所述导轨滑台安装于所述料架左侧板和料架右侧板下端，所述导轨滑台之间固定有切台；导轨滑台末端位置装有固台；步进电机通过减速器连接有丝杠螺母机构；滚刀通过气缸安装在导向套中，导向套通过套垫板安装在螺母上。

可选的，所述铺放装置还包括玻纤布进给机构，玻纤布进给机构的执行部分由上下布置的从动辊和主动辊组成，主动辊通过行星减速器Ⅵ连接有伺服电机Ⅵ，料架左侧板和料架右侧板上固定有轴承架底板，从动辊通过左导轨和右导轨安装在轴承架底板上；料架左侧板和料架右侧板上通过旋转把手固定有偏心凸轮。

可选的，所述从动辊采用橡胶材料，主动辊采用40Cr材料，从动辊一端连接有带滑块轴承座。

可选的，锥轴I的锥度角与水平面呈45度夹角。

本发明还提供一种风电叶片玻纤布全自动铺放方法，包括如下步骤：

步骤1，上料，锥轴I在气缸I的作用下向前移动，通过锥轴I、锥轴II将原料辊夹紧，完成上料；

步骤2，转动旋转把手，将玻纤布的一端穿过主动辊与从动辊之间，转动调节杆，使调节板通过弹簧带动带滑块轴承座，微调从动辊与主动辊之间的径向间隙，保证两辊之间存在一定的夹持力；

步骤3，启动自动铺层程序，铺放装置移动至模具的起点；

步骤4，主动辊在伺服电机Ⅵ带动下旋转，从而推动玻纤布均匀向前移动，并开始计量长度；

步骤5，在气缸Ⅲ、气缸Ⅳ的作用下，毛刷通过支撑杆I、支撑杆II向下伸缩将玻纤布压平；

步骤6，铺放装置沿地轨移动，移动速度与铺放装置铺放玻纤布的速度相同，同时通过伺服电机Ⅴ实现铺放装置倾斜角度的控制；

步骤7，至系统检测到设定长度时，所有电机停止旋转，气缸II推动切台上移，滚刀通过步进电机沿切台边将玻纤布裁下；

步骤8，气缸Ⅲ、气缸Ⅳ收缩将压布装置抬起，伺服电机Ⅳ带动回转支承旋转，完成铺放装置调头；

步骤9，重复步骤四到步骤八，直至铺层结束。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明玻纤布进给机构的从动辊采用橡胶材料，松开调节杆，转动偏心凸轮上的旋转把手使带滑块轴承座沿导轨上下滑动，适用于大幅调节两辊之间的径向间隙；转动调节杆，使调节板通过弹簧带动带滑块轴承座，微调从动辊与主动辊之间的径向间隙，不仅适应于裁切不同厚度和宽度的纤维布，并且避免了纤维布和两辊打滑。

本发明的换向杆由两根呈60度夹角的杆件构成，将气缸上下运动转换成推轴水平运动，节省料架在径向上的安装空间，便于玻纤布更好的贴合叶片模具内表面；锥轴的锥度角与水平面呈45度角，保证锥轴进入到原料辊的纸筒中，提高了夹紧精度同时提高了使用寿命。

附图说明

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的风电叶片玻纤布全自动铺放装置的结构示意图；

图2本发明的铺放装置结构示意图；

图3本发明的上料装置、裁切装置、压布装置的结构示意图；

其中，1为龙门框架；1-1为铺放装置；1-2为上料装置；1-3为压布装置；1-4为裁切装置；2为电动底梁；3为伺服电机I；4为行星减速器I；5为槽轮I；6为地轨；7为磁粉制动器；8为料架；9为吊耳；10为回转架；11为回转支承；12为伺服电机Ⅳ和行星减速器Ⅳ；13为中心滑枕；14为直线导轨；15为滑块；16为传动丝杠；17为传动螺母；18为行星减速器Ⅲ；19为伺服电机Ⅲ；20为矩形框架；21为伺服电机Ⅱ；22为行星减速器Ⅱ；23齿轮；24为槽轮Ⅱ；25为齿条；26为轻轨；27为伺服电机Ⅴ；28为行星减速器Ⅴ；29为支撑梁I；30为减速箱；31为丝杠I；32为支撑梁Ⅱ；33为主动辊；34为从动辊；35为料架左侧板；36为调节杆；37为调节板；38为弹簧；39为偏心凸轮；40为旋转把手；41为料架右侧板；42为横梁；43为活动铰链I；44为气缸I；45为活动铰链Ⅱ；46为换向杆；47为推轴I；48为导向套；49为锥轴I；50为原料辊；51为行星减速器Ⅵ；52为气缸Ⅱ；53为伺服电机Ⅵ；54为切台；55为导轨滑台；56为固台；57为步进电机；58为丝杠Ⅱ；59为滚刀；60为压布垫板；61为支撑杆I；62为气缸Ⅲ；63为气缸Ⅳ；64为支撑杆Ⅱ；65为压辊上架；66为压辊下架；67为毛刷；68为叶片模具。

具体实施方式

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种风电叶片玻纤布全自动铺放装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，解决现有风电叶片玻纤布人工铺放、裁切方式存在的生产效率低，随机误差大，劳动强度大等问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种风电叶片玻纤布全自动铺放装置，如图1、图2和图3所示，包括龙门框架1，龙门框架1两端安装在电动底梁2上，电动底梁2上安装有伺服电机，伺服电机通过行星减速器I4和伺服电机I3连接有槽轮I5，槽轮I5位于地轨6上；龙门框架1上安装有两个垂直于地轨6的轻轨26，轻轨26上放置有铺放装置1-1，铺放装置1-1底部连接有上料装置1-2、压布装置1-3和裁切装置1-4。龙门框架1下方设置有叶片模具68。

具体的，上料装置主要结构为横梁42固定在料架右侧板41上，气缸I44通过活动铰链I43与横梁42连接，气缸I44的活塞杆与换向杆46上端铰接，换向杆46中端通过活动铰链II45固定在料架右侧板41上，推轴I47通过销轴与换向杆46连接，销轴可沿滑槽上下移动，推轴I47通过导向环48作为支撑，导向环48固定在料架右侧板41上，锥轴I49安装在推轴I47末端；推轴II前端通过磁粉制动器7固定在料架左侧板35上，锥轴II安装在推轴II末端；在气缸I 44作用下，推轴I49水平向前移动，通过锥轴I49、锥轴II将原料辊50夹紧。

铺放装置结构为矩形框架20通过槽轮II24放置在龙门架轻轨26之上，齿轮23通过行星减速器II22和伺服电机II21连接，伺服电机II21固定在矩形框架20下端，通过齿轮23和齿条25啮合驱动铺布装置沿轻轨26移动；矩形框架20后端装有两条直线导轨14，中心滑枕13通过滑块I15安装在直线导轨14上；传动丝杠16一端通过行星减速器Ⅲ18和伺服电机Ⅲ19固定在矩形框架20上端中心，另一端安装在中心滑枕13内部，传动螺母17固定在中心滑枕13上端，在丝杠螺母的作用下，中心滑枕13沿直线导轨14上下运动。回转齿轮通过行星减速器Ⅳ和伺服电机Ⅳ12固定在中心滑枕13下端，回转支撑11一端固定在中心滑枕13下端，另一端固定在回转架10上，回转架10前后两端通过吊耳9与料架8铰接，支撑梁I29固定在回转架10的侧面，丝杠I31通过减速器Ⅴ28和伺服电机Ⅴ27连接，减速器28通过减速箱30与支撑梁I29铰接；支撑梁II32固定在料架8的侧面，螺母与支撑梁II32铰接，在丝杠螺母的作用下，料架8以吊耳9轴线为中心水平翻转。玻纤布进给机构的执行部分由上下布置的从动辊34和主动辊33组成，主动辊33通过行星减速器Ⅵ51和伺服电机Ⅵ53连接，通过调节杆36、调节板37和弹簧38来调整和锁紧两辊之间的夹持力大小，从动辊34通过左导轨和右导轨安装在轴承架底板上，轴承架底板固定在料架左、右侧板上；偏心凸轮39通过旋转把手40固定在料架左、右侧板上。

压布装置包括料架8前端安装的压布垫板60，支撑杆I61底端通过两个活动铰链固定在压布垫板60下端，气缸Ⅲ62底端通过活动铰链固定在压布垫板60竖直中心线位置，气缸Ⅲ62活塞杆通过销轴与支撑杆I61铰接，支撑杆II64上端与支撑杆I61上端铰接，气缸Ⅳ63底端通过销轴与支撑杆I61铰接，气缸Ⅳ63活塞杆通过销轴与支撑杆II64铰接；两根支撑杆II64通过压辊上架65连接，压辊下架66中心处通过活动铰链和压辊上架65中心处连接，两个毛刷67上端中心处通过活动铰链和压辊下架66两端连接；在气缸Ⅲ62、气缸Ⅳ63的作用下，毛刷67通过支撑杆I61、支撑杆II64向下伸缩将玻纤布压平。

裁切装置包括料架左侧板35、料架右侧板41下端装有导轨滑台55，切台54固定在滑台之间，在气缸II52推动下沿导轨前后移动；导轨末端位置装有固台56，步进电机57通过减速器和丝杠Ⅱ58机构相连，导向套通过套垫板安装在螺母上，滚刀60通过气缸安装在导向套中，在气缸推动下沿导向套前后移动；滚刀在丝杠螺母作用下沿切台边将玻纤布裁下。

从动辊34采用橡胶材料，主动辊33采用40Cr材料，从动辊34一端与带滑块轴承座相连，其他方向结构类似；将调节杆36松开后，通过旋转把手40转动偏心凸轮39，滑块轴承座可沿导轨上下滑动；转动调节杆36，使调节板37通过弹簧38带动带滑块轴承座，从而使从动辊34向下移动，以调整与主动辊33的相对位置。

气缸I44和换向杆46上端采用铰链接结构；当气缸I44向下伸出时，换向杆46下端推动推轴I47向前移动，将气缸I44上下运动转换成推轴I47水平运动，通过锥轴I49、锥轴II将原料辊50夹紧，便于铺放装置在叶片模具径向方向更好地贴合于模具内表面。锥轴I49的锥度角与水平面呈45度夹角，保证锥轴I49进入到原料辊的纸筒中，提高了夹紧精度。

本发明在工作时，主要包括：

步骤1，上料，锥轴I在气缸I的作用下向前移动，通过锥轴I、锥轴II将原料辊夹紧，完成上料；

步骤2，转动旋转把手，将纤维布的一端穿过主动辊与从动辊之间，转动调节杆，使调节板通过弹簧带动带滑块轴承座，微调从动辊与主动辊之间的径向间隙，保证两辊之间存在一定的夹持力。

步骤3，启动自动铺层程序，铺放装置移动至模具的起点。

步骤4，主动辊在伺服电机Ⅵ带动下旋转，从而推动纤维布均匀向前移动，并开始计量长度。

步骤5，在气缸Ⅲ、气缸Ⅳ的作用下，毛刷通过支撑杆I、支撑杆II向下伸缩将玻纤布压平。

步骤6，铺放装置沿地轨移动，移动速度与铺放装置玻纤布的速度相同，同时通过伺服电机Ⅴ实现铺放装置倾斜角度的控制。

步骤7，当系统检测到设定长度时，所有电机停止旋转，气缸II推动切台上移，滚刀通过步进电机沿切台边将纤维布裁下。

步骤8，气缸Ⅲ、气缸Ⅳ收缩将压布装置抬起，伺服电机Ⅳ带动回转支承旋转，完成铺放装置调头。

步骤9，重复步骤四到步骤八，直至铺层结束。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种风电叶片玻纤布全自动铺放装置，其特征在于：包括龙门框架，所述龙门框架两端安装在电动底梁上，所述电动底梁上安装有伺服电机，所述伺服电机通过行星减速器I和伺服电机I连接有槽轮I，所述槽轮I位于地轨上；所述龙门框架上安装有两个垂直于所述地轨的轻轨，所述轻轨上放置有铺放装置，所述铺放装置底部连接有上料装置、压布装置和裁切装置。

2.根据权利要求1所述的风电叶片玻纤布全自动铺放装置，其特征在于：所述铺放装置包括矩形框架，所述矩形框架通过槽轮II放置于轻轨上；所述矩形框架后端装有两条直线导轨，所述直线导轨上通过滑块安装有中心滑枕；所述中心滑枕能够沿直线导轨上下运动；所述中心滑枕下端通过行星减速器Ⅳ和伺服电机Ⅳ连接有回转齿轮，所述中心滑枕下端固定有回转支撑，回转支撑一端固定在滑枕下端，另一端固定在回转架上，回转架前后两端通过吊耳铰接有料架，回转架的侧面固定有支撑梁I，支撑梁I通过减速箱铰接有减速器Ⅴ，丝杠II通过减速器Ⅴ连接有伺服电机Ⅴ，料架的侧面固定有支撑梁II，支撑梁II铰接有丝杠螺母，料架能够以吊耳轴线为中心水平翻转。

3.根据权利要求2所述的风电叶片玻纤布全自动铺放装置，其特征在于：所述轻轨上设置有齿条；所述矩形框架下端固定有伺服电机II，伺服电机II通过行星减速器II连接有齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合。

4.根据权利要求2所述的风电叶片玻纤布全自动铺放装置，其特征在于：上料装置包括料架，所述料架的料架右侧板上固定有横梁，横梁通过活动铰链连接有气缸I，气缸I的活塞杆铰接有换向杆，换向杆中端通过活动铰链固定在料架右侧板上，换向杆通过销轴连接有推轴，推轴通过导向环作为支撑，导向环固定在料架右侧板上，推轴I末端安装有锥轴I；料架左侧板通过磁粉制动器固定有推轴II，推轴II末端安装有锥轴II。

5.根据权利要求2所述的风电叶片玻纤布全自动铺放装置，其特征在于：压布装置包括压布垫板，所述压布垫板安装于料架前端，压布垫板下端通过两个活动铰链固定有支撑杆I，压布垫板竖直中心线位置通过活动铰链固定有气缸Ⅲ，气缸Ⅲ活塞杆通过销轴与支撑杆I铰接，支撑杆II上端与支撑杆I上端铰接，支撑杆I通过销轴铰接有气缸Ⅳ，气缸Ⅳ活塞杆通过销轴与支撑杆II铰接；两根支撑杆II通过压辊上架连接，压辊上架中心处通过活动铰链与压辊下架连接，压辊下架两端通过活动铰链连接有两个毛刷。

6.根据权利要求2所述的风电叶片玻纤布全自动铺放装置，其特征在于：裁切装置包括导轨滑台、滚刀和步进电机，所述导轨滑台安装于所述料架左侧板和料架右侧板下端，所述导轨滑台之间固定有切台；导轨滑台末端位置装有固台；步进电机通过减速器连接有丝杠螺母机构；滚刀通过气缸安装在导向套中，导向套通过套垫板安装在螺母上。

7.根据权利要求2所述的风电叶片玻纤布全自动铺放装置，其特征在于：所述铺放装置还包括玻纤布进给机构，玻纤布进给机构的执行部分由上下布置的从动辊和主动辊组成，主动辊通过行星减速器Ⅵ连接有伺服电机Ⅵ，料架左侧板和料架右侧板上固定有轴承架底板，从动辊通过左导轨和右导轨安装在轴承架底板上；料架左侧板和料架右侧板上通过旋转把手固定有偏心凸轮。

8.根据权利要求7所述的风电叶片玻纤布全自动铺放装置，其特征在于：所述从动辊采用橡胶材料，主动辊采用40Cr材料，从动辊一端连接有带滑块轴承座。

9.根据权利要求4所述的风电叶片玻纤布全自动铺放装置，其特征在于：锥轴I的锥度角与水平面呈45度夹角。

10.一种风电叶片玻纤布全自动铺放方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，上料，锥轴I在气缸I的作用下向前移动，通过锥轴I、锥轴II将原料辊夹紧，完成上料；

步骤2，转动旋转把手，将玻纤布的一端穿过主动辊与从动辊之间，转动调节杆，使调节板通过弹簧带动带滑块轴承座，微调从动辊与主动辊之间的径向间隙，保证两辊之间存在一定的夹持力；

步骤3，启动自动铺层程序，铺放装置移动至模具的起点；

步骤4，主动辊在伺服电机Ⅵ带动下旋转，从而推动玻纤布均匀向前移动，并开始计量长度；

步骤5，在气缸Ⅲ、气缸Ⅳ的作用下，毛刷通过支撑杆I、支撑杆II向下伸缩将玻纤布压平；

步骤6，铺放装置沿地轨移动，移动速度与铺放装置铺放玻纤布的速度相同，同时通过伺服电机Ⅴ实现铺放装置倾斜角度的控制；

步骤7，至系统检测到设定长度时，所有电机停止旋转，气缸II推动切台上移，滚刀通过步进电机沿切台边将玻纤布裁下；

步骤8，气缸Ⅲ、气缸Ⅳ收缩将压布装置抬起，伺服电机Ⅳ带动回转支承旋转，完成铺放装置调头；

步骤9，重复步骤四到步骤八，直至铺层结束。