CN112123817B - 一种叶片主梁自动加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风电叶片制造技术领域，尤其涉及一种叶片主梁自动加工设备，沿板材处理的步骤依次包括斜角斜面加工装置、板材移动定位装置、铺布平台和桁架抓取装置，其中，板材在拉挤成型并经过定长切割后，进入至斜角斜面加工装置中对板材的两端进行厚度打薄以及切斜角，然后经过板材定位移动装置移动将处理过的板材移动至固定位置处，然后通过桁架抓取装置将板材移动至铺布平台沿板材的宽度方向上进行层铺，当铺设完一层之后，铺布小车在上一层板材上进行铺布，再进行第二次的板材铺设，直至层铺完成。上述操作均由机械自动完成，提高了叶片主梁的加工效率。

Description

一种叶片主梁自动加工设备

技术领域

本发明涉及风电叶片制造技术领域，尤其涉及一种叶片主梁自动加工设备。

背景技术

风电叶片的结构多为蒙皮主梁结构，其中蒙皮主要用于提供气动外形并承担大部分剪切载荷，而主梁作为叶片的关键部件，起到了主要的承载作用，因此对叶片主梁的制造越来越受到重视。

现有技术中，对叶片主梁的生产多采用复合材料，而拉挤工艺由于其生产效率较高以及力学性能较好而被广泛使用；拉挤板材经拉挤成型后，需要切断后进一步经过切割打磨、层铺码垛最终再放入至固化模具中成型，目前对于上述操作，多由人工在专用设备上完成每一步的操作，加工效率较低。

鉴于上述问题的存在，本发明人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种叶片主梁自动加工设备，使其更具有实用性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种叶片主梁自动加工设备，实现提高叶片主梁的加工效率。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种叶片主梁自动加工设备，包括：

斜角斜面加工装置，所述斜角斜面加工装置上具有板材输送机构、设置在所述板材输送机构一侧的斜角切割机构、与所述斜角切割机构设置在所述板材输送机构同一侧的斜面打磨机构，所述斜角切割机构与斜面打磨机构均沿与所述板材输送机构的输送方向平行的方向可移动设置；

板材移动定位装置，与所述斜角斜面加工装置在板材输送方向上邻接设置，所述板材移动定位装置上设置有板材夹持移动机构，用于沿所述板材移动定位装置的长度方向移动切割打磨后的板材；

铺布平台，与所述板材移动定位装置并列间隔设置，用于板材的层铺，所述铺布平台上具有铺布小车；

桁架抓取装置，横跨所述板材移动定位装置和铺布平台设置，所述桁架抓取装置上具有板材抓取机构，所述板材抓取机构在所述桁架抓取装置上移动，以将板材从所述板材移动定位装置移动至所述铺布平台上；

其中，所述铺布小车在所述铺布平台上铺设一层以后在板材上铺设布料。

进一步地，所述板材输送机构设置在所述斜角斜面加工装置的两端位置处，所述板材输送机构包括由电机驱动的主动辊以及由气缸驱动的朝向主动辊靠近或者远离的压辊，板材自主动辊与压辊之间输送；

所述板材夹持移动机构上具有由夹爪气缸驱动互相靠近或远离的两夹板，两所述夹板的夹持中心在水平和竖直方向上的位置与靠近所述斜角斜面加工装置处的所述板材输送机构的出料口对应设置。

进一步地，在两所述板材输送机构中间固定有支撑平台，所述支撑平台靠近所述板材移动定位装置的一端上具有激光传感器，所述激光传感器用于检测板材的到位，以便于及时驱动所述板材夹持移动机构至所述板材输送机构的出料口处。

进一步地，所述支撑平台沿板材宽度方向上的一侧凸起设置有限位档条，另一端具有朝向所述限位档条方向设置的推齐组件，所述推齐组件由气缸和与气缸连接的推块组成。

进一步地，所述板材移动定位装置还包括支撑架，所述支撑架上设置有支撑辊和在所述支撑架宽度方向上的两侧相对设置的板材固组件，所述支撑辊用于支撑板材；

所述夹板还与伸缩气缸连接，所述伸缩气缸朝向靠近或者远离板材的方向驱动所述夹板，当板材被移动至预定位置处时，所述板材固定组件将板材夹紧，两所述夹板互相远离且所述伸缩气缸将两所述夹板收回。

进一步地，所述板材抓取机构包括与板材移动定位装置的长度方向平行设置的支撑梁、固定在所述支撑梁上的吸盘组件和夹板组件；

所述夹板组件与所述吸盘组件均沿所述支撑梁的长度方向均布有多个，所述夹板组件包括升降气缸、与升降气缸连接的夹板气缸以及被所述夹板气缸驱动的两夹持座，两夹持座的底部朝向靠近对方的方向设置有托板。

进一步地，所述斜角切割机构与所述斜面打磨机构之间还设置有第二打磨机构，所述第二打磨机构与所述斜面打磨机构的移动方向相反，用于打磨板材的另一端。

进一步地，所述斜角切割机构的外侧还设置有废料清理组件，所述废料清理组件包括固定柱、设置在所述固定柱顶端的转向缸、与所述转向缸连接的传动臂、设置在所述传动臂自由端的横向气缸、与所述横向气缸的活塞杆连接的竖向气缸以及与所述竖向气缸的活塞杆连接的吸附盘；

在进行废料清理时，所述转向缸驱动所述传动臂转动使得吸附盘到达被切割掉的废料上方，所述竖向气缸驱动所述吸附盘与废料接触，所述吸附盘吸附废料后，所述竖向气缸缩回，所述转向缸将废料驱动至预定位置处，所述吸附盘将废料放下。

本发明的有益效果为：本发明将定长切割后的板材依次经过斜角斜面加工装置进行两端的切割打磨后，经板材移动定位装置移动至预定的位置，然后经桁架抓取装置将板材从板材移动定位装置上移动至铺布平台上，当一层板材铺设完成后，经铺布小车自动铺布，再进行第二层的铺设，直至铺设完成，与现有技术相比，上述操作均由机械自动完成，提高了叶片主梁的加工效率。

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。

图1为本发明实施例中叶片主梁自动加工设备的俯视图；

图2为本发明实施例中斜角斜面加工装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中图2中的A处局部放大图；

图4为本发明实施例中板材移动定位装置的结构示意图；

图5为本发明实施例中图4中的C处局部放大图；

图6为本发明实施例图2中的B处局部放大图；

图7为本发明实施例中图4中的D处局部放大图（省略板材）；

图8为本发明实施例中桁架抓取装置的结构示意图；

图9为本发明实施例中图8中的E处局部放大图；

图10为本发明实施例中斜角切割机构处的结构示意图；

图11为本发明实施例中废料清理组件的结构示意图。

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。

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。

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。

如图1至图11所示的叶片主梁自动加工设备，沿板材处理的步骤依次包括斜角斜面加工装置10、板材移动定位装置20、铺布平台30和桁架抓取装置40，其中，如图1所示：板材在拉挤成型并经过定长切割后，进入至斜角斜面加工装置10中对板材的两端进行厚度打薄以及切斜角，然后经过板材移动定位装置20移动将处理过的板材移动至固定位置处，然后通过桁架抓取装置40将板材移动至铺布平台30沿板材的宽度方向上进行层铺，当铺设完一层之后，铺布小车31在上一层板材上进行铺布，再进行第二次的板材铺设，直至层铺完成。

斜角斜面加工装置10上具有板材输送机构11、设置在板材输送机构11一侧的斜角切割机构12、与斜角切割机构12设置在板材输送机构11同一侧的斜面打磨机构13，斜角切割机构12与斜面打磨机构13均沿与板材输送机构11的输送方向平行的方向可移动设置；具体的，斜角切割机构12包括由电机带动的锯片，锯片与板材的长度方向呈一定角度，电机与锯片由三轴驱动机构驱动，从而完成上下左右前后三个方向上的协同动作，用以实现对板材的斜角切割；同样的，斜面打磨机构13上具有转动的打磨辊，打磨辊在上下方向上移动的同时可以在水平方向上移动，实现对板材在厚度方向上的打磨。

板材移动定位装置20与斜角斜面加工装置10在板材输送方向上邻接设置，板材移动定位装置20上设置有板材夹持移动机构21，用于沿板材移动定位装置20的长度方向移动切割打磨后的板材；板材夹持移动机构21如图5所示，板材夹持移动机构21上通过滑轨、与滑轨相对滑动设置的滑块，以及电机、齿轮和齿条的啮合驱动将板材进行移动。通过这种设置，比现有技术中的传送带传送精度更高，更加便于后期的自动定位。

铺布平台30与板材移动定位装置20并列间隔设置，用于板材的层铺，铺布平台30上具有铺布小车31；铺布平台30的作用在于支撑板材的铺设，板材在铺设时，沿其宽度方向依次并列铺设，达到设定宽度后完成一层的铺设，此时需要使用铺布小车31在板材上面铺设一层布料，以增加后期浸胶的可靠性。铺布小车31为现有技术，这里不再赘述。

桁架抓取装置40横跨板材移动定位装置20和铺布平台30设置，桁架抓取装置40上具有板材抓取机构41，板材抓取机构41在桁架抓取装置40上移动，以将板材从板材移动定位装置20移动至铺布平台30上；如图8所示，桁架抓取装置40呈龙门结构，且在横梁的长度方向以及在高度方向上驱动板材抓取机构41的移动，从而将板材从板材移动定位装置20上移动至铺布平台30上。

通过上述设置，板材的加工过程无需人工参与，提高了板材加工的效率和可靠性。

如图3所示，板材输送机构11设置在斜角斜面加工装置10的两端位置处，板材输送机构11包括由电机驱动的主动辊111以及由气缸驱动的朝向主动辊111靠近或者远离的压辊112，板材自主动辊111与压辊112之间输送；在具体输送板材时，通过下部主动辊111的转动使得与板材接触的摩擦力带动板材的前进，通过压辊112的下压提高了板材与主动辊111之间的压力，防止了板材与主动辊111之间的相对滑动，提高了驱动的有效性。

板材夹持移动机构21上具有由夹爪气缸驱动互相靠近或远离的两夹板211，两夹板211的夹持中心在水平和竖直方向上的位置与靠近斜角斜面加工装置10处的板材输送机构11的出料口对应设置。当板材输送机构11上的板材端部被输出至斜角斜面加工装置10的外部时，通过两夹板211的互相靠近将板材固定，再通过板材夹持移动机构21的移动实现与板材输送机构11的协同动作，使得板材始终在同一条行进路径上，减少板材移动的偏移。

为了实现斜角斜面加工装置10与板材移动定位装置20的精准衔接，如图2和图6所示，在两板材输送机构11中间固定有支撑平台14，支撑平台14靠近板材移动定位装置20的一端上具有激光传感器141，激光传感器141用于检测板材的到位，以便于及时驱动板材夹持移动机构21至板材输送机构11的出料口处。当激光传感器141检测到有板材之间的间隙时，即可证明有新的板材传输至靠近板材输送机构11的出料口处，通过控制器计算出板材到达的时间，然后驱动板材夹持移动机构21移动至板材输送机构11的出料口处。

请继续参照图6，为了进一步保障斜角与斜面加工时的稳定性，支撑平台14沿板材宽度方向上的一侧凸起设置有限位档条142，另一端具有朝向限位档条142方向设置的推齐组件143，推齐组件143由气缸和与气缸连接的推块组成。通过气缸推动推块板材使得板材与限位档条142内部贴紧。此外，在支撑平台14的两侧还具有转角缸，通过转角缸的的压紧，在水平和竖直方向上均固定了压板，保障了加工时板材的稳定性，提高了加工的精度。

为了保证板材移动至板材移动定位装置20上定位的准确性，板材移动定位装置20还包括支撑架22，支撑架22上设置有支撑辊和在支撑架22宽度方向上的两侧相对设置的板材固组件，支撑辊用于支撑板材，板材固定组件由气缸和与气缸连接的压板构成，通过两侧压板的驱动以及支撑辊的支撑，将板材的位置固定。

夹板211还与伸缩气缸连接，伸缩气缸朝向靠近或者远离板材的方向驱动夹板211，当板材被移动至预定位置处时，板材固定组件将板材夹紧，两夹板211互相远离且伸缩气缸将两夹板211收回。此时的夹板211已经不干涉板材的上方的空间，板材抓取机构41在竖直方向上抓取板材时，提高其流畅性。

进一步地，为了提高板材抓取过程中的稳定性，板材抓取机构41包括与板材移动定位装置20的长度方向平行设置的支撑梁、固定在支撑梁上的吸盘组件和夹板211组件；

夹板211组件与吸盘组件均沿支撑梁的长度方向均布有多个，夹板211组件包括升降气缸、与升降气缸连接的夹板211气缸以及被夹板211气缸驱动的两夹持座，两夹持座的底部朝向靠近对方的方向设置有托板。在吸盘组件将板材吸附固定后，首先提升支撑梁，使得板材上升，然后驱动升降气缸下降使得托板的上侧低于板材底部，然后通过夹板211气缸的收缩使得两夹持座将板材夹持在中间，通过这种设置，防止了板材移动过程中的脱落，提高了板材移动的安全可靠性。

由于板材的两端均需要进行斜面打磨，为了提高打磨的效率，如图2所示，斜角切割机构12与斜面打磨机构13之间还设置有第二打磨机构15，第二打磨机构15与斜面打磨机构13的移动方向相反，用于打磨板材的另一端。通过这种设置，提高了板材的加工效率，也降低了板材斜面加工的控制难度。

由于斜角加工需要将板材切除一块三角形废料，为了防止废料对板材的加工造成拥堵，本发明实施例中，斜角切割机构12的外侧还设置有废料清理组件16，废料清理组件16包括固定柱161、设置在固定柱161顶端的转向缸162、与转向缸162连接的传动臂163、设置在传动臂163自由端的横向气缸164、与横向气缸164的活塞杆连接的竖向气缸165以及与竖向气缸165的活塞杆连接的吸附盘166；

在进行废料清理时，转向缸162驱动传动臂163转动使得吸附盘166到达被切割掉的废料上方，竖向气缸165驱动吸附盘166与废料接触，吸附盘166吸附废料后，竖向气缸165缩回，转向缸162将废料驱动至预定位置处，吸附盘166将废料放下。这里需要指出的是，可以在斜角斜面加工装置10的一侧放置一废料箱，用于收集吸附盘166上放下的废料。

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。

Claims (6)

1.一种叶片主梁自动加工设备，其特征在于，包括：

斜角斜面加工装置，所述斜角斜面加工装置上具有板材输送机构、设置在所述板材输送机构一侧的斜角切割机构、与所述斜角切割机构设置在所述板材输送机构同一侧的斜面打磨机构，所述斜角切割机构与斜面打磨机构均沿与所述板材输送机构的输送方向平行的方向可移动设置；

板材移动定位装置，与所述斜角斜面加工装置在板材输送方向上邻接设置，所述板材移动定位装置上设置有板材夹持移动机构，用于沿所述板材移动定位装置的长度方向移动切割打磨后的板材；所述板材移动定位装置还包括支撑架，所述支撑架上设置有支撑辊和在所述支撑架宽度方向上的两侧相对设置的板材固组件，所述支撑辊用于支撑板材；

所述板材输送机构设置在所述斜角斜面加工装置的两端位置处，所述板材输送机构包括由电机驱动的主动辊以及由气缸驱动的朝向主动辊靠近或者远离的压辊，板材自主动辊与压辊之间输送；

所述板材夹持移动机构上具有由夹爪气缸驱动互相靠近或远离的两夹板，两所述夹板的夹持中心在水平和竖直方向上的位置与靠近所述斜角斜面加工装置处的所述板材输送机构的出料口对应设置；

所述夹板还与伸缩气缸连接，所述伸缩气缸朝向靠近或者远离板材的方向驱动所述夹板，当板材被移动至预定位置处时，所述板材固定组件将板材夹紧，两所述夹板互相远离且所述伸缩气缸将两所述夹板收回，以使得夹板不干涉板材的上方空间；

铺布平台，与所述板材移动定位装置并列间隔设置，用于板材的层铺，所述铺布平台上具有铺布小车；

桁架抓取装置，横跨所述板材移动定位装置和铺布平台设置，所述桁架抓取装置上具有板材抓取机构，所述板材抓取机构在所述桁架抓取装置上移动，以将板材从所述板材移动定位装置移动至所述铺布平台上；

其中，所述铺布小车在所述板材上铺设布料。

2.根据权利要求1所述的叶片主梁自动加工设备，其特征在于，在两所述板材输送机构中间固定有支撑平台，所述支撑平台靠近所述板材移动定位装置的一端上具有激光传感器，所述激光传感器用于检测板材的到位，以便于及时驱动所述板材夹持移动机构至所述板材输送机构的出料口处。

3.根据权利要求2所述的叶片主梁自动加工设备，其特征在于，所述支撑平台沿板材宽度方向上的一侧凸起设置有限位档条，另一端具有朝向所述限位档条方向设置的推齐组件，所述推齐组件由气缸和与气缸连接的推块组成。

4.根据权利要求1所述的叶片主梁自动加工设备，其特征在于，所述板材抓取机构包括与板材移动定位装置的长度方向平行设置的支撑梁、固定在所述支撑梁上的吸盘组件和夹板组件；

所述夹板组件与所述吸盘组件均沿所述支撑梁的长度方向均布有多个，所述夹板组件包括升降气缸、与升降气缸连接的夹板气缸以及被所述夹板气缸驱动的两夹持座，两夹持座的底部朝向靠近对方的方向设置有托板。

5.根据权利要求1所述的叶片主梁自动加工设备，其特征在于，所述斜角切割机构与所述斜面打磨机构之间还设置有第二打磨机构，所述第二打磨机构与所述斜面打磨机构的移动方向相反，用于打磨板材的另一端。

6.根据权利要求1所述的叶片主梁自动加工设备，其特征在于，所述斜角切割机构的外侧还设置有废料清理组件，所述废料清理组件包括固定柱、设置在所述固定柱顶端的转向缸、与所述转向缸连接的传动臂、设置在所述传动臂自由端的横向气缸、与所述横向气缸的活塞杆连接的竖向气缸以及与所述竖向气缸的活塞杆连接的吸附盘；

在进行废料清理时，所述转向缸驱动所述传动臂转动使得吸附盘到达被切割掉的废料上方，所述竖向气缸驱动所述吸附盘与废料接触，所述吸附盘吸附废料后，所述竖向气缸缩回，所述转向缸将废料驱动至预定位置处，所述吸附盘将废料放下。

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