CN115199622B - 一种模块化叶片快速粘接工装及粘接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及风电叶片生产技术领域，尤其涉及一种模块化叶片快速粘接工装及粘接工艺，包括：基准工装，对叶中段进行固定；第一移动工装和第二移动工装，分别对叶根段和叶尖段进行固定，可靠近或远离基准工装；基准工装、第一移动工装和第二移动工装上设置有若干升降组件，若干升降组件位于垂直于叶片长度方向的两端，且沿叶片长度方向排列，两端的若干升降组件可沿水平方向相互靠近或远离；其中，两端的若干升降组件共同对PS主梁和SS主梁输送至粘接位置。本发明中，通过设置基准工装、第一移动工装和第二移动工装，以叶中段为基准，在粘接时，可以同时在叶中段的两端与叶根段和叶尖段进行粘接，从而大大减少了粘接时间，实现快速粘接。
Description
技术领域
本发明涉及风电叶片生产技术领域，尤其涉及一种模块化叶片快速粘接工装及粘接工艺。
背景技术
大量化石能源的利用在推动技术发展的同时也增加地球生态环境的负担，大气污染威胁着人类的生命和健康，可再生能源逐渐成为优先选择的能源，在各国能源结构中占据着越来越重要的地位。风能作为一种可再生能源形式，具有开发成本较低，技术成熟，分布广泛等优点，成为近年来可再生能源发展的重点方向。
为了充分利用风能资源，风力机也逐步走向大型化，其叶片长度也不断增加，而风资源丰富的地区往往是一些偏远山区、荒漠地带、海上或海边等人迹较少的地区，交通条件差，运输长叶片相当困难，而当叶片到达一定长度后，这也是运输禁止的范围。由此可见，风力机大型化受到运输条件的制约。
现有技术中，通过将风电叶片模块化，来减少风电叶片运输时部件的体积，如图1所述，其中一种模块化的方式，是将叶片分成叶根段、叶中段、叶尖段、SS主梁和PS主梁，各模块之间通过粘接固定，但是现有技术中缺少一种工装，来对其快速进行粘接。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明提供了一种模块化叶片快速粘接工装及粘接工艺，从而有效解决背景技术中的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种模块化叶片快速粘接工装，包括：
基准工装，所述基准工装对叶中段进行固定；
第一移动工装和第二移动工装，所述第一移动工装和第二移动工装分别对叶根段和叶尖段进行固定，所述第一移动工装和第二移动工装可靠近或远离所述基准工装；
所述基准工装、第一移动工装和第二移动工装上设置有若干升降组件，若干所述升降组件位于垂直于叶片长度方向的两端，且沿叶片长度方向排列，两端的若干所述升降组件可沿水平方向相互靠近或远离；
其中，所述第一移动工装和第二移动工装移动至所述基准工装在叶片长度方向的两端并对接，将叶根段与叶尖段输送至叶中段的粘接位置，两端的若干所述升降组件共同对PS主梁和SS主梁输送至粘接位置。
进一步地，所述基准工装沿叶片长度方向设置有若干个支撑组件，若干个支撑组件分别与叶中段底部轮廓对应设置。
进一步地，所述基准工装其中一端设置有导轨，所述导轨平行于叶片长度方向，所述第一移动工装底端设置有滚轮组件，所述滚轮组件沿所述导轨滑动，所述第一移动工装沿叶片长度方向靠近所述基准工装并将叶根段与叶中段对接。
进一步地，所述第二移动工装底端设置有AGV车，所述第二移动工装可沿水平各向运动。
进一步地，所述基准工装、第一移动工装和第二移动工装在叶片对接处设置有整形工装，所述整形工装对叶片对接处的形状进行控制。
进一步地，所述整形工装包括：
整形框架，所述整形框架固定设置，所述整形框架为框体结构，叶片对接处穿过所述整形框架；
底部支撑块，所述底部支撑块固定设置于所述整形框架内，且位于叶片对接处的底端，对叶片对接处进行支撑，所述底部支撑块形状与叶片底部轮廓对应设置；
顶部调整块，所述顶部调整块可调节设置于所述整形框架内，且位于叶片对接处的顶端，所述顶部调整块可沿竖直方向调节，所述顶部调整块形状与叶片对接处顶部轮廓对应设置；
其中，调整所述顶部调整块，所述顶部调整块与所述底部支撑块共同对叶片对接处形状进行控制。
进一步地，所述整形框架顶端固定设置有伸缩组件，所述伸缩组件的伸缩端与所述顶部调整块固定连接，所述伸缩组件驱动所述顶部调整块沿竖直方向运动。
进一步地，所述整形工装还包括加压气囊，所述加压气囊设置于叶片对接处，对叶片内部进行加压支撑。
进一步地，所述整形框架可拆卸设置，所述整形框架拆卸后，所述升降组件将PS主梁和SS主梁输送至粘接位置。
进一步地，所述基准工装、第一移动工装和第二移动工装在垂直于叶片长度方向的两端分别设置有平移轨道，所述平移轨道垂直于叶片长度方向，两端的所述升降组件分别沿所述平移轨道整体移动。
进一步地，所述升降组件包括：
抬升气缸，所述抬升气缸竖直设置，且顶端为伸缩端；
吸盘组件，所述抬升气缸的伸缩端设置有吸盘组件，所述吸盘组件对PS主梁或SS主梁下表面进行吸附。
本发明中还包括一种模块化叶片快速粘接工艺，包括如下步骤：
将叶中段吊装放置在基准工装上；
将叶根段吊装放置在第一移动工装，将叶尖段吊装放置在第二移动工装；
以叶中段为定位基准，同时将叶根段和叶尖段与叶中段对接，并通过结构胶进行粘接；
粘接完成后，将SS主梁和PS主梁吊装至升降组件上，移动升降组件将SS主梁和PS主梁运输到粘接位置；
在叶片外套设真空袋，通过真空灌注工艺进行整体粘接固化。
进一步地，所述同时将叶根段和叶尖段与叶中段对接，并通过结构胶进行粘接时，对叶片对接处的形状进行控制并施压。
进一步地，对叶片对接处的外轮廓进行施压，提供粘接挤胶力。
进一步地，对叶片外轮廓进行施压时，对叶片粘接处的内腔体进行加压支撑。
进一步地，所述对叶片粘接处的内腔体进行加压支撑时，通过在对接处设置加压气囊，并对加压气囊内灌注加压高温气体。
进一步地，所述对叶片粘接处的内腔体进行加压支撑时，通过将叶片封闭，并对叶片腔体内灌注加压高温气体。
进一步地，在叶中段和叶根段、叶尖段对接前，通过扫描仪对叶根段、叶尖段与叶中段的对接偏差进行扫描，并以叶中段为基准对叶根段和叶尖段进行调整。
进一步地，在对叶中段、叶根段和叶尖段粘接完成后，将对叶片对接处的外轮廓施压去除，再吊装PS主梁和SS主梁至升降组件上。
进一步地，通过AGV车对第二移动工装进行移动调整。
本发明的有益效果为：本发明通过设置基准工装，以叶中段为基准，通过第一移动工装和第二移动工装，来将叶根段和叶尖段与叶中段对接并粘接，且在粘接时，可以同时在叶中段的两端与叶根段和叶尖段进行粘接，从而大大减少了粘接时间，实现快速粘接，在粘接后，再对SS主梁和PS主梁进行粘接，最终实现模块化叶片的整体组装，通过可水平运动的升降组件，在一开始对叶根段、叶中段和叶尖段粘接时，可以将升降组件远离叶片，避免造成干涉。
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为模块化叶片的结构示意图；
图2为本发明工装的结构示意图；
图3为基准工装的结构示意图；
图4为第一移动工装的结构示意图；
图5为第二移动工装的结构示意图；
图6为整形工装的结构示意图；
图7为叶中段、叶尖段和叶根段粘接后的结构示意图；
图8为升降组件的结构示意图；
图9为对SS主梁和PS主梁输送的示意图。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至9所示：一种模块化叶片快速粘接工装，包括：
基准工装1，基准工装1对叶中段002进行固定；
第一移动工装2和第二移动工装3，第一移动工装2和第二移动工装3分别对叶根段001和叶尖段003进行固定，第一移动工装2和第二移动工装3可靠近或远离基准工装1；
基准工装1、第一移动工装2和第二移动工装3上设置有若干升降组件4，若干升降组件4位于垂直于叶片长度方向的两端，且沿叶片长度方向排列，两端的若干升降组件4可沿水平方向相互靠近或远离；
其中，第一移动工装2和第二移动工装3移动至基准工装1在叶片长度方向的两端并对接，将叶根段001与叶尖段003输送至叶中段002的粘接位置，两端的若干升降组件4共同对PS主梁005和SS主梁004输送至粘接位置。
通过设置基准工装1，以叶中段002为基准，通过第一移动工装2和第二移动工装3，来将叶根段001和叶尖段003与叶中段002对接并粘接，且在粘接时，可以同时在叶中段002的两端与叶根段001和叶尖段003进行粘接，从而大大减少了粘接时间，实现快速粘接，在粘接后，再对SS主梁004和PS主梁005进行粘接，最终实现模块化叶片的整体组装，通过可水平运动的升降组件4，在一开始对叶根段001、叶中段002和叶尖段003粘接时，可以将升降组件4远离叶片，避免造成干涉。
在本实施例中，基准工装1沿叶片长度方向设置有若干个支撑组件11，若干个支撑组件11分别与叶中段002底部轮廓对应设置。
由于叶片外轮廓的复杂性，通过设置多个支撑组件11，且沿叶片长度方向进行排列，保持叶中段002的轮廓。
其中，基准工装1其中一端设置有导轨12，导轨12平行于叶片长度方向，第一移动工装2底端设置有滚轮组件21，滚轮组件21沿导轨12滑动，第一移动工装2沿叶片长度方向靠近基准工装1并将叶根段001与叶中段002对接。
由于叶根段001重量较重，所以在将叶根段001与叶中段002对接时，通过直线导轨12进行定位的延伸，从而保证叶根段001与叶中段002的对接精度，在粘接时，需要保持一定的推进压力，来实现更好的粘接。
由于叶尖段003较轻，但是长度又较长，如果叶尖段003也通过直线导轨12来与叶中段002进行对接的话，则可能需要建设两百多米的厂房，来对叶片进行粘接组装，而叶中段002的装配积累误差主要在叶中段002与叶尖段003的粘接位置，所以叶尖段003与叶中段002之间的粘接调整比较大，所以第二移动工装3底端设置有AGV车31，第二移动工装3可沿水平各向运动，一方面可以有效的节省厂房面积，另一方面在粘接时可以方便对叶尖段003进行调整。
在本实施例中，基准工装1、第一移动工装2和第二移动工装3在叶片对接处设置有整形工装5，整形工装5对叶片对接处的形状进行控制。
其中，整形工装5包括：
整形框架51，整形框架51固定设置，整形框架51为框体结构，叶片对接处穿过整形框架51；
底部支撑块52，底部支撑块52固定设置于整形框架51内，且位于叶片对接处的底端，对叶片对接处进行支撑，底部支撑块52形状与叶片底部轮廓对应设置；
顶部调整块53，顶部调整块53可调节设置于整形框架51内，且位于叶片对接处的顶端，顶部调整块53可沿竖直方向调节，顶部调整块53形状与叶片对接处顶部轮廓对应设置；
其中，调整顶部调整块53，顶部调整块53与底部支撑块52共同对叶片对接处形状进行控制。
由于叶片对接处在自然放置的状态下会产生一定的形变，从而影响粘接精度，为了消除影响，从而在叶中段002的两端，叶根段001的对接处和叶尖段003的对接处分别设置整形工装5，通过整形工装5来对叶片对接处的外轮廓进行整形夹紧，从而保证粘接精度。
为了方便对叶片对接处的外轮廓进行调整和夹紧，整形框架51顶端固定设置有伸缩组件54，伸缩组件54的伸缩端与顶部调整块53固定连接，伸缩组件54驱动顶部调整块53沿竖直方向运动。
为了对粘接提供一定的挤压力，从而保证粘接效果，整形工装5还包括加压气囊，加压气囊设置于叶片对接处，对叶片内部进行加压支撑。
作为上述实施例的优选，整形框架51可拆卸设置，整形框架51拆卸后，升降组件4将PS主梁005和SS主梁004输送至粘接位置。
由于整形框架51为框体结构，而升降组件4需要将PS主梁005或SS主梁004水平靠近叶片的前缘和后缘处预留的槽内，所以整形工装5与升降组件4会产生一定的干涉，所以需要将整形工装5设置为可拆卸的，在叶尖段003、叶中段002和叶根段001粘接完成后，先将整形工装5拆除，再对SS主梁004和PS主梁005输送到位。
在本实施例中，基准工装1、第一移动工装2和第二移动工装3在垂直于叶片长度方向的两端分别设置有平移轨道41，平移轨道41垂直于叶片长度方向，两端的升降组件4分别沿平移轨道41整体移动。
在对SS主梁004和PS主梁005进行输送时，需要两端的升降组件4沿着平移轨道41整体进行移动，从而将SS主梁004和PS主梁005插入叶片上预留处槽内。
其中，升降组件4包括：
抬升气缸42，抬升气缸42竖直设置，且顶端为伸缩端；
吸盘组件43，抬升气缸42的伸缩端设置有吸盘组件43，吸盘组件43对PS主梁005或SS主梁004下表面进行吸附。
通过设置若干个升降组件4，每个升降组件4都包括抬升气缸42和吸盘组件43，从而可以调整抬升气缸42的高度，来适应PS主梁005和SS主梁004不同位置的形状，吸盘组件43可以对PS主梁005和SS主梁004的表面进行吸附，防止偏移。
在本实施例中还包括一种模块化叶片快速粘接工艺，包括如下步骤：
将叶中段002吊装放置在基准工装1上；
将叶根段001吊装放置在第一移动工装2，将叶尖段003吊装放置在第二移动工装3；
以叶中段002为定位基准，同时将叶根段001和叶尖段003与叶中段002对接，并通过结构胶进行粘接；
粘接完成后，将SS主梁004和PS主梁005吊装至升降组件4上，移动升降组件4将SS主梁004和PS主梁005运输到粘接位置；
在叶片外套设真空袋，通过真空灌注工艺进行整体粘接固化。
通过以叶中段002为基准，将叶根段001和叶尖段003同时与叶中段002进行对接和粘接，从而大幅提高生产效率，减少粘接时间。
在本实施例中，同时将叶根段001和叶尖段003与叶中段002对接，并通过结构胶进行粘接时，对叶片对接处的形状进行控制并施压。
由于叶片对接处在自然放置的状态下会产生一定的形变，从而影响粘接精度，为了消除影响，从而在叶中段002的两端，叶根段001的对接处和叶尖段003的对接处分别设置整形工装5，通过整形工装5来对叶片对接处的外轮廓进行整形夹紧，从而保证粘接精度。
其中，对叶片对接处的外轮廓进行施压，提供粘接挤胶力。
为了对粘接提供一定的挤压力，从而保证粘接效果，对叶片外轮廓进行施压时，对叶片粘接处的内腔体进行加压支撑。
其中，对叶片粘接处的内腔体进行加压支撑时，通过在对接处设置加压气囊，并对加压气囊内灌注加压高温气体。
由于粘接时，在常温下，需要保持三四个小时，来使结构胶进行粘接固化，通过向加压气囊内灌注加压高温气体，一方面对粘接处的内腔体进行支撑，保证粘接效果，另一方面会使粘接处温度较高，从而加速结构胶的固化，大幅缩短粘接时间，可以将叶根段001、叶中段002和叶尖段003的粘接固化时间缩短至一个多小时。
或者，对叶片粘接处的内腔体进行加压支撑时，通过将叶片封闭，并对叶片腔体内灌注加压高温气体。
通过将叶片封闭，并向腔体内灌注加压高温气体，一方面对粘接处的内腔体进行支撑，保证粘接效果，另一方面会使粘接处温度较高，从而加速结构胶的固化，大幅缩短粘接时间，可以将叶根段001、叶中段002和叶尖段003的粘接固化时间缩短至一个多小时。
在本实施例中，在叶中段002和叶根段001、叶尖段003对接前，通过扫描仪对叶根段001、叶尖段003与叶中段002的对接偏差进行扫描，并以叶中段002为基准对叶根段001和叶尖段003进行调整。
作为上述实施例的优选，在对叶中段002、叶根段001和叶尖段003粘接完成后，将对叶片对接处的外轮廓施压去除，再吊装PS主梁005和SS主梁004至升降组件4上。
由于整形框架51为框体结构，而升降组件4需要将PS主梁005或SS主梁004水平靠近叶片的前缘和后缘处预留的槽内，所以整形工装5与升降组件4会产生一定的干涉，所以需要将整形工装5设置为可拆卸的，在叶尖段003、叶中段002和叶根段001粘接完成后，先将整形工装5拆除，再对SS主梁004和PS主梁005输送到位。
在本实施例中，通过AGV车31对第二移动工装3进行移动调整。
由于叶尖段003较轻，但是长度又较长，如果叶尖段003也通过直线导轨12来与叶中段002进行对接的话，则可能需要建设两百多米的厂房，来对叶片进行粘接组装，而叶中段002的装配积累误差主要在叶中段002与叶尖段003的粘接位置，所以叶尖段003与叶中段002之间的粘接调整比较大，所以第二移动工装3底端设置有AGV车31，第二移动工装3可沿水平各向运动，一方面可以有效的节省厂房面积，另一方面在粘接时可以方便对叶尖段003进行调整。
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 (7)
1.一种模块化叶片快速粘接工艺，其特征在于，使用如下快速粘接工装，包括：
基准工装，所述基准工装对叶中段进行固定；
第一移动工装和第二移动工装，所述第一移动工装和第二移动工装分别对叶根段和叶尖段进行固定，所述第一移动工装和第二移动工装可靠近或远离所述基准工装；
所述基准工装、第一移动工装和第二移动工装上设置有若干升降组件，若干所述升降组件位于垂直于叶片长度方向的两端，且沿叶片长度方向排列，两端的若干所述升降组件可沿水平方向相互靠近或远离；
其中，所述第一移动工装和第二移动工装移动至所述基准工装在叶片长度方向的两端并对接，将叶根段与叶尖段输送至叶中段的粘接位置，两端的若干所述升降组件共同对PS主梁和SS主梁输送至粘接位置；
所述工艺包括如下步骤：
将叶中段吊装放置在基准工装上；
将叶根段吊装放置在第一移动工装，将叶尖段吊装放置在第二移动工装；
以叶中段为定位基准，同时将叶根段和叶尖段与叶中段对接，并通过结构胶进行粘接；
粘接完成后，将SS主梁和PS主梁吊装至升降组件上，移动升降组件将SS主梁和PS主梁运输到粘接位置；
在叶片外套设真空袋，通过真空灌注工艺进行整体粘接固化；
所述同时将叶根段和叶尖段与叶中段对接，并通过结构胶进行粘接时，对叶片对接处的形状进行控制并施压；
对叶片对接处的外轮廓进行施压，提供粘接挤胶力；
对叶片外轮廓进行施压时，对叶片粘接处的内腔体进行加压支撑；
所述对叶片粘接处的内腔体进行加压支撑时，通过在对接处设置加压气囊，并对加压气囊内灌注加压高温气体；
或者所述对叶片粘接处的内腔体进行加压支撑时，通过将叶片封闭，并对叶片腔体内灌注加压高温气体；
所述基准工装、第一移动工装和第二移动工装在叶片对接处设置有整形工装，所述整形工装对叶片对接处的形状进行控制；
所述整形工装包括：
整形框架，所述整形框架固定设置，所述整形框架为框体结构，叶片对接处穿过所述整形框架；
底部支撑块，所述底部支撑块固定设置于所述整形框架内，且位于叶片对接处的底端，对叶片对接处进行支撑，所述底部支撑块形状与叶片底部轮廓对应设置；
顶部调整块，所述顶部调整块可调节设置于所述整形框架内，且位于叶片对接处的顶端，所述顶部调整块可沿竖直方向调节，所述顶部调整块形状与叶片对接处顶部轮廓对应设置；
其中，调整所述顶部调整块，所述顶部调整块与所述底部支撑块共同对叶片对接处形状进行控制；
所述整形框架顶端固定设置有伸缩组件，所述伸缩组件的伸缩端与所述顶部调整块固定连接，所述伸缩组件驱动所述顶部调整块沿竖直方向运动。
2.根据权利要求1所述的模块化叶片快速粘接工艺，其特征在于，所述基准工装沿叶片长度方向设置有若干个支撑组件，若干个支撑组件分别与叶中段底部轮廓对应设置。
3.根据权利要求1所述的模块化叶片快速粘接工艺，其特征在于，所述基准工装其中一端设置有导轨，所述导轨平行于叶片长度方向，所述第一移动工装底端设置有滚轮组件，所述滚轮组件沿所述导轨滑动，所述第一移动工装沿叶片长度方向靠近所述基准工装并将叶根段与叶中段对接。
4.根据权利要求1所述的模块化叶片快速粘接工艺，其特征在于，所述第二移动工装底端设置有AGV车，所述第二移动工装可沿水平各向运动。
5.根据权利要求1所述的模块化叶片快速粘接工艺，其特征在于，所述基准工装、第一移动工装和第二移动工装在垂直于叶片长度方向的两端分别设置有平移轨道，所述平移轨道垂直于叶片长度方向，两端的所述升降组件分别沿所述平移轨道整体移动。
6.根据权利要求5所述的模块化叶片快速粘接工艺，其特征在于，所述升降组件包括：
抬升气缸，所述抬升气缸竖直设置，且顶端为伸缩端；
吸盘组件，所述抬升气缸的伸缩端设置有吸盘组件，所述吸盘组件对PS主梁或SS主梁下表面进行吸附。
7.根据权利要求1所述的模块化叶片快速粘接工艺，其特征在于，在叶中段和叶根段、叶尖段对接前，通过扫描仪对叶根段、叶尖段与叶中段的对接偏差进行扫描，并以叶中段为基准对叶根段和叶尖段进行调整。
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