KR101775251B1 - 로터 블레이드의 제조를 위한 프리폼의 제조 방법 및 그 장치 - Google Patents

로터 블레이드의 제조를 위한 프리폼의 제조 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 로터 블레이드(201)를 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 본 발명에 따라 프리폼은 바람직하게는 후속하는 진공 주입 성형 시 이용을 위해 구조 면포 매트의 다수의 평판 시트로 이루어진 직물 반제품으로서 제조된다. 상기 방법은 설치 프레임(100)에 프리폼을 위한 몰드(200)를 제공하는 단계와, 설치 롤 상에 권취된 롤 형태의 평판 시트로 구조 면포 매트를 제공하는 단계와, 구조 면포 매트를 자동 권출하는 단계와, 설치 프레임에서 몰드 내의 구조 면포 매트 상에 접착제를 자동 도포하는 단계를 포함한다.

Description

로터 블레이드의 제조를 위한 프리폼의 제조 방법 및 그 장치{METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING PREFORMS FOR PRODUCING A ROTOR BLADE}
본 발명은, 프리폼이 구조 면포 매트들(structure scrim mat)의 다수의 평판 시트로 이루어진 직물 반제품으로서 제조되는, 로터 블레이드를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 추가로, 본 발명은 로터 블레이드의 제조를 위한 프리폼을 제조하기 위한 장치에도 관련된다.
서두에 언급한 방법은 보통 수동 적층 방법(manual lamination method)으로서 실행된다. 이 경우, 구조 면포 매트들, 그리고 직물 매트, 면포 매트 또는 섬유 매트와 같은 직물 반제품들의 다수의 평판 시트는 수작업으로 몰드 내로 삽입된다. 경우에 따라서, 보강재들이나 샌드위치 재료들이 삽입된다. 이렇게 구성되는 섬유 반제품에는 합성수지를 직접 침투(impregnation)시킬 수 있다. 요컨대 특히 선호되는 바에 따르면, 이러한 유형으로 제조된 직물 반제품을 고정하고, 계속해서 기질(matrix)의 구성을 위해, 진공 주입 성형(vacuum infusion)을 이용하여 상기 직물 반제품에 합성수지 또는 기타 열경화성 수지 및/또는 탄성 중합체 및/또는 열가소성 수지를 침투시킨다. 전술한 수동 적층 방법은 특히 풍력 발전 설비용 로터 블레이드들의 제조를 위해 적용된다. 전술한 수동 적층 방법에 있어서 직물 반제품은 프리폼으로서 몰드에서 제조되고, 몰드에서 분리되어 바람직하게는 반제품으로의 침투를 위한, 후속하는 진공 주입 성형 공정으로 전달된다.
이 경우 문제가 될 수 있는 사항은, 수작업으로 구성된 구조 면포 매트들은 비교적 높은 비용으로만 고정될 수 있다는 점이다. 수동 적층 방법에서는 제한적으로만 품질 관리 또는 공정 최적화가 수행된다. 특히 방법의 자동화는 지금까지 가장 어려운 사항으로 증명되었다. 풍력 발전 설비에서와 같은 로터 블레이드의 크기의 섬유 복합체를 위해, 사출 성형 방법이나 시트 성형(sheet moulding)과 같이, 섬유 복합 재료를 구성하기 위한 상대적으로 더 용이하게 자동화될 수 있는 방법은 이용될 수 없다. 따라서 로터 블레이드의 제조를 위한 프리폼을 제조하기 위한 자동화된 방법이 바람직하다.
종래 기술로부터는 원칙적으로 계획으로만 구조 면포들의 구성을 위한 방법들이 공지되었다. 이들 방법은 면포 구성의 범위에서 재단법을 제공하며, 재단된 직물은 이어서 그립 장치로 포착되어 분리되며, 밴드 또는 적층 테이블(stacking table) 상에서 다른 구조 면포들과 함께 고정되기 위해 포지셔닝(positioning)된다. 그런 후에, 접합된 구조 면포들의 집적물(accumulation)은 재차 이송되어 몰드 내로 삽입되고 그런 후에 조립된다. 원칙적으로 공지된 상기 방법은 풍력 발전 설비를 위한 로터 블레이드와 같은 대형 구조 부재들에서의 적용을 위해서는 적합하지 않다.
본 발명의 과제는, 종래 기술의 관점에서, 프리폼이 구조 면포 매트들의 다수의 평판 시트로 이루어진 직물 반제품으로서 제조되는, 로터 블레이드를 제조하기 위한 방법 및 그 장치를 명시하는 것에 있다.
이러한 방법의 과제는, 본 발명에 따라 이하의 단계들을 포함하는 최초에 언급한 유형의 방법을 통해 해결된다.
- 설치 프레임(laying frame)에 프리폼을 위한 몰드를 제공하는 단계.
- 설치 롤(laying roll) 상에 권취된 롤 형태의 평판 시트로 구조 면포 매트를 제공하는 단계.
- 구조 면포 매트를 자동 권출하는 단계.
- 설치 프레임에서 몰드 내의 구조 면포 매트 상에 접착제를 자동 도포하는 단계.
특히 일 개선예에서, 자동 권출 단계는, 몰드에 걸쳐서 설치 롤을 권출 롤링하고 설치 롤로부터 평판 시트를 권출하며 이와 동시에 설치 프레임에서 몰드 내로 구조 면포 매트를 삽입하면서 수행될 수 있다.
특히 바람직하게는 구조 면포 매트의 제공 단계는 설치 프레임의 롤링 툴 홀더 상에 설치 롤을 장착하면서 수행된다. 특히 접착제의 도포 단계는 설치 프레임의 접착 툴 홀더 상의 접착제 도포기 내로 접착제를 유입시키면서 수행된다.
특히 전술한 개선예들을 고려하는 본 발명의 개념은, 구조 면포 매트들의 다수의 평판 시트로 이루어진 직물 반제품으로서 프리폼을 제조할 수 있고 설치 프레임을 포함하여 형성되는, 로터 블레이드의 제조를 위한 프리폼을 제조하기 위한 장치에도 적용된다. 본 발명에 따라서, 상기 장치는,
- 설치 프레임에 프리폼을 위한 몰드를 제공하기 위한 수용부와,
- 설치 롤 상에 권취된 롤 형태의 평판 시트로 구조 면포 매트를 제공하도록 형성되고 설치 프레임에서 몰드 내로 구조 면포 매트를 자동 권출하도록 형성된 롤링 툴 홀더와,
- 설치 프레임에서 몰드 내의 구조 면포 매트 상에 접착제를 자동 도포하도록 형성된 접착 툴 홀더와,
- 몰드에 걸쳐서 툴 홀더들을 개별적으로, 또는 조합하여 안내하기 위한 가이드 시스템
을 포함한다.
본 발명은, 몰드 내로 구조 면포 매트들의 자동 삽입은 프리폼의 자동 제조를 위한 기초를 제공한다는 고려 사항을 출발점으로 한다. 그 밖에도, 본 발명에 따르면, 자동화 방법은 몰드에서 직접 실행되어야 하는 것으로 확인되었다. 또한, 본 발명에 따라서, 특히 로터 블레이드를 제조하기 위한 적합성을 고려할 때, 구조 면포 매트는 설치 롤 상에 권취된 롤 형태의 평판 시트로 제공되어야 하는 것으로 확인되었다.
이러한 개념에 따라서, 본 발명에 따라 구조 면포 매트는 자동 권출되며, 그리고 접착제는 설치 프레임에서 몰드 내의 구조 면포 매트 상에 자동 도포된다. 본 발명의 개념은 원칙적으로 종전까지 공지된 자동화 접근 방법들을 능가하는 것으로서 증명되는데, 그 이유는, 프리폼이 실제로 설치 프레임 내에서 완전하게 반제품으로서 완성될 수 있으므로, 프리폼을 제조하기 위한 이송 경로들(transport path)이 생략되기 때문이다.
오히려 본 발명의 개념은, 구조 면포 매트의 자동 권출 및 접착제의 자동 도포를 실현하기 위해 적합하게 이동할 수 있는 다수의 툴, 그러나 하나 이상의 롤링 툴 홀더 및 접착 툴 홀더를 제공하는 접근 방법에 따른다. 상기 개념은 자동화 단계들의 순서를 변경하거나 동시에 실행하면서 각각의 필요에 따라 유연하게 적용된다. 또한, 확인된 바에 따르면, 자동화 방법에 의해 품질 관리 및 공정 최적화도 가능하다. 특히 자동화 방법은 구조 면포 매트를 제공하기 위한 준비 단계에서 권취된 롤 형태로 재단된 구조 면포 매트들의 자동 매거진 보관 단계(automatic storage in magazine)에 연계하기 위해서도 적합하다.
본 발명의 바람직한 개선예들은 종속항들에서 인용되며, 개별적으로는 추가 장점들을 갖는 방법 및 장치와 관련하여 본 발명의 개념을 개량할 수 있는 바람직한 가능성들을 명시한다.
바람직하게는 단일의 구조 면포 매트가 설치 롤 상에 권취된 롤 형태로 제공된다. 그러나 하나보다 더 많은 구조 면포 매트도 설치 롤 상에 각각 평판 시트의 권취된 롤 형태로 제공될 수 있으며, 이는, 설치 롤들을 교체하거나, 또는 구조 면포 매트를 포함한 설치 롤을 삽입하고 구조 면포 매트가 없는 설치 롤을 제거하는 복잡성을 감소시킨다.
구조 면포 매트의 자동 권출 전에, 또는 구조 면포 매트를 일차로 부분 권출하고 이후 구조 면포 매트를 완전하게 권출하기 전에, 구조 면포 매트가 몰드 상에 고정되는 것이 바람직한 것으로서 증명되었다. 이는, 어느 경우든, 제1 구조 면포 매트에 관계되는 경우라면 항상 바람직한 것으로서 증명된다. 그 결과, 설치 롤에서 평판 시트가 완전히 권출될 때까지 권출 공정 동안 구조 면포 매트의 미끄럼 이탈은 방지된다. 따라서 구조 면포 매트는 정확한 위치에서 몰드 내로 삽입될 수 있다.
특히 바람직한 개선예의 범위에서, 삽입되는 구조 면포 매트는 몰드 쪽으로, 그리고/또는 부분 완성된 프리폼의 구조 면포 매트들이면서 전술한 삽입되는 구조 면포 매트의 아래에 위치하는 상기 구조 면포 매트들 쪽으로 밀착된다. 삽입되는 구조 면포 매트의 밀착은 전체 표면에 걸쳐서 수행될 수 있거나, 또는 각각의 필요에 따라서 구조 면포 매트의 부분 표면에서만 수행될 수도 있다. 특히 다양한 구조 면포 매트들의 테두리 영역이나 중첩 영역에서와 같은 부분 표면의 밀착이 바람직한 것으로서 증명되었다. 특히 구조 면포 매트의 밀착된 부분 표면은 접착제가 도포되는 부분 표면들을 포함한다. 자동화 방법은, 또한 수동 적층 방법에서는 어렵게만 접근할 수 있는 프리폼의 영역들에서도 적용될 수 있으며, 이들 영역은 통상 수평 영역들의 외부에서 몰드의 곡률이 큰 영역들, 다시 말하면 특히 몰드의 벽 영역들이다. 여기서 압입 등의 모든 유형의 밀착은 압력 인가를 포함할 수 있다.
구조 면포 매트의 제공 단계는 특히 설치 프레임의 롤링 툴 홀더 상에 설치 롤을 장착하는 단계를 포함한다. 접착제의 도포 단계는 특히 설치 프레임의 접착 툴 홀더 상의 접착제 도포기 내로 접착제를 유입시키는 단계를 포함한다.
바람직한 개선예의 범위에서, 제1 구조 면포 매트는 접착제가 도포되면서 몰드 내 제2 구조 면포 매트 상에 고정된다. 각각의 자동화 정도에 따라서, 접착제의 도포 단계는 바람직하게는 각각의 구조 면포 매트의 중첩 영역 또는 테두리 영역에서 수행될 수 있다.
특히 구조 면포 매트들의 다수의 평판 시트들에 대해 적어도 권출 단계 및 도포 단계를 반복하는 것을 통해, 프리폼이 완성될 수 있다. 이 경우, 작업 이동들(travel of work)이 효율적으로 서로 나란히 수행되거나, 교호로 실행되거나, 또는 바람직하게는 조합된다. 따라서, 각각의 필요에 따라서, 다수의 구조 면포 매트를 포함한 단방향성, 양방향성 또는 다방향성 면포가 구성될 수 있다.
특히 제1 변형예의 범위에서 바람직한 것으로서 증명된 바에 따르면, 권출 단계 및 도포 단계, 특히 밀착 단계도 단일의 작업 이동에서 동시에 수행된다. 이를 위해, 설치 프레임은 바람직하게는 적어도 하나의 롤링 툴 홀더 및 하나의 접착 툴 홀더를 포함하며, 바람직하게는 하나의 압착 툴 홀더도 포함한다.
제2 변형예에서, 권출 단계 및 도포 단계, 특히 밀착 단계도 2회의 작업 이동에서, 특히 툴 홀더의 왕복 이동에서 수행될 수 있다. 이를 위해, 단일의 툴 홀더만이 설치 프레임 상에 제공될 수 있지만, 그러나 이 툴 홀더는, 예컨대 교체 가능한 롤링 툴들, 압착 툴들 및/또는 접착 툴들과 같은 여러 툴을 포함할 수 있다. 접착 툴은 원칙적으로 상대적으로 더 높은 복잡성으로만 교체될 수 있기 때문에, 바람직한 것으로서 증명된 바에 따르면, 적어도 접착 툴 홀더에 추가로, 추가 툴 홀더, 특히 롤링 툴 홀더 및/또는 압착 툴 홀더가 제공되거나, 또는 교체 가능한 롤링 툴 및 압착 툴을 포함한 툴 홀더가 제공되기도 한다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예에서, 상기 장치는, 툴 홀더와 함께 이송될 수 있으면서 권출되었지만 아직 밀착되지 않은 구조 면포 매트 섹션들에 작용하는 인장 응력을 검출하도록 구성된 센서 수단들을 포함한다. 그 결과, 롤링 툴에 의해 구조 면포 매트의 권출 동안 가해지는 인장 응력이 모니터링될 수 있게 된다. 구조 면포 매트의 성공적인 권출을 위해, 한편으로 몰드 상에서 주름 형성이 발생하지 않도록 하기 위해 소정의 인장 응력을 형성할 필요가 있다. 다른 한편으로는 인장 응력은 너무 크지 않아야 하는데, 그 이유는 너무 클 경우 몰드 상에서 합당한 일체형 성형은 더 이상 불가능하기 때문이다. 인장 응력의 모니터링을 통해, 수동으로, 또는 개루프 제어 내지 폐루프 제어 기술을 통해 보조되는 방식으로, 사전 결정된 값으로 상기 인장 응력을 유지할 수 있다.
추가로 바람직하게는, 센서 수단들은, 권출되었지만 아직 밀착되지 않은 구조 면포 매트 섹션들의 쳐짐(sagging)을 검출하도록 구성된 거리 센서들을 포함한다. 쳐짐의 정도는 인장 응력의 수준에 대한 척도이다. 요컨대 인장 응력이 더욱 작아질수록, 롤링 툴과 몰드 사이에서 구조 면포 매트의 자유 섹션은 더욱 많이 쳐지게 된다. 예컨대 거리 센서들과 같은 센서 수단들이 롤링 툴과 몰드 사이에서 구조 면포 매트 센서들 중 정해진 섹션, 예컨대 항상 동일한 높이의 섹션을 스캐닝한다면, 쳐짐의 정도와 더불어 센서들과 구조 면포 매트 섹션 사이의 거리도 변동된다.
추가의 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 장치는, 설치 롤로부터 권출되는 구조 면포 매트가 몰드 쪽으로 밀착되기 전에 1회 혹은 수회 편향되는 방식으로 툴 홀더 상에 배치되도록 하는 하나 또는 복수의 댄서 롤(dancer roll)을 포함하며, 바람직하게는 하나 또는 복수의 댄서 롤은, 권출되었지만 아직 밀착되지 않은 구조 면포 매트 섹션들 상에 작용하는 인장 응력을 검출하기 위한 센서 수단들을 포함한다. 바람직하게는, 하나 또는 복수의 댄서 롤은 툴 홀더에 대해 상대적으로 이동될 수 있다. 댄서 롤들은 대체되거나 보충되는 실시예들에 따라서 수동적으로, 그리고/또는 구동되는 방식으로 이동할 수 있다. 비록 권출되었지만 아직 밀착되어 있지 않은 구조 면포 매트 섹션들에 작용하는 인장 응력의 변동을 통한 댄서 롤의 이동 동안, 인장 응력의 변동도 검출될 수 있다. 툴 홀더에 상대적인 댄서 롤들의 능동적인 이동을 통해서는 구조 면포 매트 섹션들 상에 작용하는 인장 응력의 상승 또는 감소가 가능한데, 그 이유는 각각 댄서 롤이 어디에 위치하는지에 따라서 상기 인장 응력이 상이한 세기로 편향되기 때문이다. 그에 따라, 댄서 롤들의 개루프 내지 폐루프 제어식 이동을 통해 인장 응력의 조절도 가능하다.
제1의 바람직한 실시예의 범위에서, 예컨대 로터 블레이드를 위한 프리폼의 축을 따른 작업 이동들의 왕복 시퀀스에서, 접착제의 도포 단계는 구조 면포 매트의 권출 단계 직전에 수행될 수 있다. 대안적인 방식에 있어서, 접착제의 도포 단계는 추가적인 방식 또는 대안적인 방식으로 구조 면포 매트의 밀착 단계 직후에 수행될 수 있다.
경우에 따라 고려되는 실시예에서, 1회의 작업 이동은 단방향성으로만 실행될 수 있으면서 자유 이동(free travel)과 교호적으로 수행될 수 있다. 따라서 항상 동일한 방향에서 구조 면포 매트의 권출 단계 직후에 접착제가 도포될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 접착제의 도포 단계는 구조 면포 매트의 권출 단계 직전에도 수행될 수 있다. 제1의 변형례에서, 바람직한 것으로서 증명된 바에 따르면, 추가적인 또는 대안적인 방식으로 접착제의 도포 단계는 밀착 단계 직후에 수행된다. 제2의 변형례에서, 바람직한 것으로서 증명된 바에 따르면, 추가적인 또는 대안적인 방식으로 접착제의 도포 단계는 구조 면포 매트의 밀착 단계 직전에 수행된다.
압착 툴로서는, 압착 롤러, 압착 롤, 압착 필러(pressing-on feeler) 등이 바람직한 것으로서 증명되었다. 접착 툴로서는, 특히 핫 글루 등을 함유한 접착제를 위한 배럴 용융 장치(barrel melter)가 바람직한 것으로서 증명되었다.
바람직하게는 압착 툴 홀더의 암(arm) 또는 암들은 하나 이상의 축, 바람직하게는 복수의 축을 중심으로 회동 가능하게 툴 홀더 상에 배치된다. 대안적인 또는 추가적인 방식으로 바람직하게는 암 또는 암들은, 압착 툴 자체를 하나의 축, 바람직하게는 복수의 축을 중심으로 회동 가능하게 수용하도록 구성된다.
압착 툴 홀더의 암들의 회동 또는 암들 상에 수용된 툴들 자체의 회동을 통해, 몰드의 기하구조에 대한 암들의 밀착은 분명하게 개량된다. 또한, 그 다음에 몰드 폭이 넓은 경우 압착 툴 홀더의 측면 오프셋을 통해 신뢰성 있게 매우 다양한 몰드 기하구조들이 만족스럽게 분리될 수 있으며, 이때 이를 위해 각각의 몰드에 따라서 강하게 변하는 폭에 상응하게 그에 상응하는 강성의 압착 툴을 준비하지 않아도 된다.
추가의 바람직한 실시예에서, 압착 툴 홀더 및/또는 암 내지 암들은 가해지는 밀착력을 검출하기 위한 센서 수단들을 포함한다. 특히 바람직하게는, 압착 툴들은, 몰드에 대한 압착 툴의 이격 간격이 검출된 밀착력에 따라서, 특히 사전 결정된 범위에서 밀착력을 유지하기 위해 몰드와 압착 툴 사이의 이격 간격을 증가시키거나 감소시키는 것으로 재조정될 수 있는 방식으로, 몰드에 대해 상대적으로 이동될 수 있다. 밀착력을 높이는 것을 통해, 롤링 툴의 권출 롤링 속도가 일정한 경우, 구조 면포 매트 상에 작용하는 인장 응력은 증가된다. 최대한 일정한 권출 롤링 거동을 보장하기 위해, 압착 툴 위치의 목표하는 개루프 내지 폐루프 재제어를 통해 밀착력을 보정하는 것이 바람직하다. 따라서, 몰드 기하구조들이 변동되거나, 또는 구조 면포 매트 조직들이 변동되는 경우에도 항상 실질적으로 일정한 밀착력이 보장된다.
본 발명에 따른 방법의 실행을 위해, 본원의 장치는 바람직하게는 프리폼의 가상 디자인을 제공하여 구조 면포 매트를 권출하는 롤링 툴 홀더를 자동 이동시키도록, 그리고/또는 가상 디자인에 할당되고 이 가상 디자인에 부합하게 조정된 이동 패턴에 따라서 접착제를 도포하는 접착 툴 홀더를 자동 이동시키도록 구성된 개루프 제어부를 포함한다. 추가로 바람직하게는, 개루프 제어부는, 특히 RFID 요소의 형태로 비접촉 판독 가능한 식별 및/또는 보안 특징을 갖는 설치 롤들을 자동으로 매거진에 보관하고 인출하도록 구성된다.
가이드 시스템은 바람직하게는 트랙 레일을 포함한 로드의 형태로 형성되며, 요컨대 트랙 레일은 바람직하게는 몰드의 외부 형태에 매칭된다.
특히 바람직한 개선예의 범위에서, 본원의 방법은 추가로 프리폼의 가상 디자인을 제공하는 단계를 포함한다. 가상 디자인의 이용 하에, 툴 홀더 상의 툴은 가상 디자인에 부합하게 조정된 이동 패턴으로 이동될 수 있다. 특히 바람직한 것으로서 증명된 바에 따르면, 구조 면포 매트를 권출하는 롤링 툴 홀더는 자동으로 가상 디자인에 할당되고 이 가상 디자인에 부합하게 조정된 이동 패턴에 따른다. 추가적인 또는 대안적인 방식으로, 바람직한 것으로서 증명된 바에 따라서, 접착제를 도포하는 접착 툴 홀더는 가상 디자인에 할당되고 이 가상 디자인에 부합하게 조정된 이동 패턴에 따른다. 따라서 권출 공정들은 효율적으로 서로 나란히 수행되고 시간에 따라 최적화될 뿐만 아니라, 밀착 및 접착 단계들도 온도, 접착제량 등과 같이 밀착력 및 접착제 도포와 관련하여 최적화된다. 그에 따라 전체적으로 자동화 방법은 프리폼의 가상 디자인에 개별적으로 매칭되어 가변될 수 있으면서 품질 관리와 관련하여 최적화될 수 있다.
추가의 특히 바람직한 개선예의 범위에서, 로터 블레이드를 제조하기 위한 방법은 자동화된 창고 저장 및 생산 방법에 연계된다. 바람직하게는, 설치 롤들은 자동으로 매거진에 보관되고 매거진에서 인출된다. 이를 위해, 바람직한 것으로 증명된 바에 따르면, 각각의 설치 롤은 비접촉 판독 가능한 식별 및/또는 보안 특징을 구비한다. 특히 RFID 요소로서 공지된 식별 및/또는 보안 특징이 적합하다.
이제 본 발명의 실시예들은 이하에서 도면에 따라서 설명된다. 상기 도면은 실시예들을 표준적으로 도시한 것이 아니라, 오히려 설명을 위해 유효하게 개략화되고, 그리고/또는 약간 변형된 형태로 완성된 도면이다. 도면에서 직접적으로 확인할 수 있는 교시들의 보완의 관점에서 관계있는 종래 기술도 참조된다.
본 발명에 따르면, 프리폼이 구조 면포 매트들의 다수의 평판 시트로 이루어진 직물 반제품으로서 제조되는, 로터 블레이드를 제조하기 위한 개선된 방법 및 장치를 얻을 수 있다.
도 1은 제조 방법의 바람직한 실시예에 대한 흐름도이다.
도 2는 제1 작업 위치에서의 롤링 툴 홀더 및 접착 툴 홀더를 포함한 설치 프레임의 일 실시예이다.
도 3은, 롤링 툴을 압착 툴로 교체함으로써 압착 툴 홀더로서도 이용될 수 있는 롤링 툴 홀더를 도시한 것이며, 여기서는 설치 프레임의 제2 작업 위치에서 3개의 롤러 형태인 압착 툴을 구비한 상기 롤링 툴 홀더를 포함하는 도 2의 설치 프레임이 도시되어 있다.
도 4는 바람직한 실시예에 따른 롤링 툴 홀더의 개략적인 3차원 상세도이다.
도 1에는, 로터 블레이드용 프리폼을 위한 제조 방법의 일 실시예의 바람직한 시퀀스에 대한 예시가 개략적으로 도시되어 있다. 이를 위해, 도면 (A)에는, 구조 면포 매트들의 다수의 평판 시트로 이루어진 직물 반제품으로서 프리폼을 제조하기 위한 핵심 공정이 도시되어 있다. 도면 (B)에는, 재단된 구조 면포 매트들의 특성 표시 하에 전술한 핵심 공정이 창고 저장 내지 매거진 보관의 바람직한 자동 시퀀스에 연계될 수 있는 점이 도시되어 있다. 도면 (C)에는, 프리폼의 구성을 위한 전술한 핵심 공정이 어떻게 속행되며, 후속하여 프리폼에 대한 수지의 침투를 위한 진공 주입 성형이 어떻게 수행되는지가 도시되어 있다.
맨 먼저, 도 1의 도면 (A)를 참조하면, 제1 방법 섹션에서는 시작점 K1에서 출발하여, 제1 방법 단계 SI1에서 구조 면포 매트들의 다수의 재단된 평판 시트의 창고 저장이 실행된다. 창고 저장은, 개별 구조 면포 매트가 개별 설치 롤 상에 권취되는 방식으로 수행될 수 있다. 또한, 창고 저장은, 다수의 구조 면포 매트가 권취된 롤 형태로 하나의 설치 롤 상에 권취되는 방식으로 수행될 수 있다. 이는 공지된 순서로 수행된다. 단계 SI1에서는, 이용할 설치 롤의 식별 표시, 경우에 따라서는 보안 특징을 이용한 설치 롤의 복호화 및 식별 표시와, 매거진에서의 상기 설치 롤의 창고 방출이 수행된다. 단계 SI2에서는, 구조 면포 매트의 평판 시트를 포함하여 창고 방출된 설치 롤이 설치 프레임에서 구조 면포 매트를 권출하기 위한 롤링 툴 홀더 상에 고정된다.
연계점 K2에서 출발하는 병행하여 진행되는 제2 방법 섹션(Ⅱ)에서는 프리폼을 위한 몰드가 설치 프레임에 제공된다. 이를 위해, 제1 방법 단계 SⅡ1에서 몰드는 암 몰드(female mold)로서 설치 프레임의 적합한 수용부 상에 고정된다. 제2 단계 SⅡ2에서는, 프리폼의 치수에 대한 CAD 모델 또는 이와 같은 데이터 구조의 형태로 가상 디자인이 몰드에 제공된다. 프리폼의 가상 디자인은 특히 프리폼의 구성을 위해 이용될 구조 면포 매트들의 평판 시트들의 위치, 치수들, 경계 영역들 및 중첩 영역들을 포함한다. 전술한 테두리 중첩 또는 경계 영역들의 상응하는 와이어 프레임 모델(wire frame model)은, 이후의 방법 단계에서 롤링 툴 홀더의 포지셔닝 및 권출 롤링 이동뿐만 아니라, 접착 툴 홀더의 포지셔닝 및 계량 공급을 사전 설정하기 위해 전술한 와이어 프레임 모델에 부합하게 조정된 이동 패턴에 대한 모델로서 이용될 수 있다. 또한, 전술한 와이어 프레임 모델은, 소정 위치에서의 압착 툴 및 압력 값들에 대한 상응하는 포지셔닝을 포함하여 압착 툴 홀더에 대해 상기 와이어 프레임 모델에 부합하게 조정된 이동 패턴에 대한 모델로서도 이용될 수 있다.
제3 방법 섹션(Ⅲ)에서는, 단계 SⅢ1에서 설치 프레임 상에 구조 면포 매트의 자동 권출이 수행된다. 설치 프레임 상에서는, 단계 SⅢ2에서, 몰드에 대한, 또는 인접하거나 그 아래 위치하는 구조 면포 매트들에 대한 구조 면포 매트의 자동 밀착도 수행된다. 방법 시퀀스의 제3 섹션(Ⅲ)에서는, 그 밖에도 단계 SⅢ3에서 설치 프레임에서 몰드 내에 권출된 구조 면포 매트 상에서의 접착제의 자동 도포가 수행된다. 단계 SⅢ4에서는, 하나 또는 다수의 구조 면포 매트가 권출된 후에, 비어 있는 설치 롤로서 설치 프레임의 롤링 툴 홀더에서 설치 롤이 다시 제거될 수 있다. 단계들 SⅢ1, SⅢ2, SⅢ3, SⅢ4는 루프(SⅢ0)에서 수회 반복될 수 있으며, 요컨대 프리폼의 구성을 위해 필요한 모든 구조 면포 매트가 권출되고 접착제로 도포되어 서로 밀착될 때까지 반복될 수 있다. 프리폼이 완성되면, 노드 점 K3에서 프리폼은 추가 가공을 위해 제공될 수 있다.
단계 SⅢ1에서 지시되는, 구조 면포 매트의 자동 권출은, 항상, 설치 롤이 설치 프레임의 롤링 툴 홀더 내에 회전 가능하게 고정되어 있는 동안, 몰드에 걸쳐서 설치 롤의 권출 롤링(SⅢ11) 하에 수행된다. 롤링 툴 홀더는, SⅢ12에서 권출을 위해 몰드에 걸친 상응하는 가로 방향 전진 이송 속도(lateral forward-feed speed)뿐만 아니라, 몰드에 걸쳐서 권출 롤링하는 설치 롤의 권출 롤링 회전 속도이며 상기 전진 이송 속도에 부합하게 조정되는 상기 권출 롤링 회전 속도를 사전 설정할 수 있다. SⅢ12a에서 평판 시트가 선단편으로 몰드 상에서 상응하는 위치에 위치하게 되는 방식으로, 설치 롤 상의 평판 시트가 제1 부분까지 권출된다면, SⅢ12에서 상기 선단편은 몰드 상에, 그리고/또는 이미 펼쳐져 있는 구조 면포 매트의 평판 시트이면서 이웃하거나 인접하거나 중첩된 상기 평판 시트 상에 고정될 수 있다. 그런 다음, 후속하여, 설치 롤이 추가로 권출 롤링하면서 SⅢ12b에서 평판 시트는 설치 롤로부터 완전히 권출될 수 있으며, 이와 동시에 SⅢ12c에서는 설치 프레임 내의 몰드 내로 삽입될 수 있다. SⅢ13에서는 비어 있는 설치 롤이 삽입된 평판 시트로부터 분리된다.
노드 점 K2에 선행하여 도 1의 (B)에 도시된 단계로서 복수의 설치 롤 상에 권취된 롤 형태로 구조 면포 매트들의 평판 시트들이 자동으로 식별 표시되어 창고 저장된다. 이를 위해, 노드 점 K0으로부터 출발하는 선행하는 방법 섹션(0)에서 각각의 설치 롤은 식별 및/또는 보안 특징으로 (여기서는 RFID 요소의 형태로) 특성 표시된다. 그 결과, 단계 S01에서 식별 및/또는 보안 특징은 비접촉 방식으로 호출될 수 있고 설치 롤 상에 적용된다. 단계 S02에서는, 이와 같이 특성 표시되어 다시 식별 표시될 수 있는 설치 롤이 창고 저장된다. 자동 매거진 보관은, 핵심 공정의 전술한 제1 방법 섹션(I)이 연결될 수 있는 노드 점 K1에서 종료된다.
핵심 공정의 종료 후에, 전술한 노드 점 K3에서, 프리폼은 추가 가공을 위해, 요컨대 특히 예컨대 탄성 중합체, 열가소성 수지 등과 같은 수지나 또 다른 적합한 폴리머를 프리폼에 침투시키기 위한 후속하는 진공 주입 성형을 위해, 구조 면포 매트들을 위한 기질을 구성하도록 추가 가공될 수 있다. 이를 위해, 제4 방법 섹션(Ⅳ)에서는 단계 SⅣ1에서 프리폼은 진공 처리 장치 내로 유입되고 기질 재료로 침투되거나, 또는 다른 방식으로 침투된다. 그런 다음, 추가 방법 단계 SⅣ2에서 프리폼의 적합한 최종 처리의 평가 후에 다수의 프리폼은 조립되어 하나의 로터 블레이드를 형성할 수 있다. 그에 따라, 로터 블레이드를 구조적으로 제조하기 위한 방법은 우선 노드 점 K4에서 종료된다.
그런 후에, 로터 블레이드의 구조 상에서 추가 조치들, 예컨대 로터 블레이드 연결부들 및 피뢰기들의 장착, 로터 블레이드의 도장 코팅 또는 기타 마감이 실행된다.
특히 전술한 방법 단계들 SⅢ1, SⅢ2 및 SⅢ3의 구체적인 설명을 위해, 이하에서는 도 2 및 도 3과 관련하여, 예시로서 형성된 롤링 툴 홀더, 접착 툴 홀더 및 압착 툴 홀더를 포함하는 일 실시예의 범위에서 바람직한 설치 프레임이 설명된다.
이를 위해, 도 2에는, 여기서는 프리폼을 위한 몰드(200)를 제공하기 위한, 여기서는 비계(scaffolding)로서 형성된 수용부(10)뿐만 아니라, 롤링 툴 홀더(20)와 접착 툴 홀더(30)를 포함한 설치 프레임(100)이 도시되어 있다. 또한, 도 3에서는 압착 툴 홀더(40)도 확인된다. 롤링 툴 홀더(20)는 접착 툴 홀더(30)와 조합되어 이용되며, 그리고 이어서 압착 툴 홀더는 접착 툴 홀더(30)와 조합되어 이용된다. 일 실시예의 본 사례에서, 롤링 툴 홀더 및 압착 툴 홀더는 브리지로서 형성되며, 이 브리지는, 접착 툴 홀더(30)를 위해 마찬가지로 약간 변형 형성된 브리지와 함께, 레일 유형으로 몰드에 매칭된 레일 시스템(50) 상에서 몰드(200)에 걸쳐 왕복 이동될 수 있다. 롤링 툴(21) 내지 압착 툴(41)은 브리지 상에 각각 롤링 툴 홀더(20) 내지 압착 툴 홀더를 형성하도록 교체 가능하게 장착될 수 있다.
또한, 설치 프레임은 마찬가지로 비계의 유형으로 형성된 통로부(300)를 포함하며, 이 통로부는 적합한 방식으로 프리폼 내지 몰드의 높이 거동에 매칭되도록 하기 위해 다수의 플랫폼(310) 및 계단(320)을 포함한다. 통로부(300) 상에는 자동 공정을 보조하고 관측하면서 경우에 따라 자동 공정의 관측 결과 필요한 것으로서 확인되는 경우 원격 제어할 수 있거나 수동으로도 개입할 수 있는 작업자(400)를 위한 충분한 이동 및 가공 공간이 존재한다.
여기에 도시된 실시예에서 몰드(200)는 확인할 수 있는 것처럼 로터 블레이드 연결 영역(201)에서 출발하여 로터 블레이드의 길이의 약 1/3에 이르기까지 로터 블레이드의 음 몰드(negative form)를 나타낸다.
또한, 툴 홀더들(20, 30, 40) 및 가이드 시스템(50)을 구비하여 비계의 유형으로 구성된 툴부(100)를 포함하는, 여기에 도시된 설치 프레임(1000)은 상징적으로 도시된 개루프 제어부(500)를 포함하며, 이 개루프 제어부는, 상응하는 제어 포트들(control port) 및 이 제어 포트들에 할당된 개루프 제어 라인들(510, 520, 530, 540)을 통해서, 프로그램된 이동 설정값들로 툴 홀더들 및 가이드 시스템을 개루프 및/또는 폐루프 제어하도록 형성되어 있다. 이를 위해, 개루프 및/또는 폐루프 제어를 위한 장치(500) 내에는 프리폼의 가상 디자인을 위한 데이터 모델(501)뿐만 아니라, 상기 가상 디자인에 부합하게 조정되어 이음매들, 중첩 영역들, 경계 영역들을 구성하기 위한 와이어 프레임 및/또는 에지 모델, 또는 접착 라인들 및 표면들을 부착하기 위해 적합한 기타 구조 모델이 기록되어 있다. 상기 구조 모델은 이 구조 모델에 부합하게 조정되어 장치(500) 내에 기록된 이동 패턴(503)에 대한 기초로서 이용되며, 상기 이동 패턴은 폐루프 제어 및 개루프 제어 라인들(510, 520, 530, 540) 상으로 출력되는 이동 신호들에 대한 기반으로서 이용된다. 이는 도 2 및 도 3에서 개루프 및 폐루프 제어 라인들(510, 520, 530, 540)로 향하는 상응하는 데이터 흐름 라인들(504)을 통해 도시되어 있다.
여기서 도 2 및 도 3에서 확인할 수 있는 이동 시퀀스의 개념은, 본 실시예의 경우, 몰드(200)의 협폭 측, 여기서는 로터 들레이드(201)의 허브 측에서 출발하여 동시에 (여기서는 전진 이동으로서 지칭되는) 제1 작업 이동에서 툴 어셈블리(100)의 롤링 툴 홀더를 통해 구조 면포 매트를 삽입하고 동일한 작업 이동에서 접착 툴 홀더(30)를 통해 접착제를 구조 면포 매트 상에서 적합한 접착 위치에 [예컨대 구조 모델(502)에 따라서 이음매, 경계 또는 중첩 영역들을 따라서] 도포하는 것에 있다. 여기서, 제1 작업 이동의 전진 이동은 도 2에 AW1로서 지시되어 있다. (여기서 복귀 이동으로서의) 제2 작업 이동(AW2)은 도 3에 도시되어 있다. 제1 작업 이동은 허브 영역(201)에서부터 프리폼 내지 몰드(200)의 단부 영역(202)까지 진행되는 반면, 제2 작업 이동(AW2)은 몰드의 단부 영역(202)에서부터 로터 블레이드의 허브 영역(201)까지 진행된다. 제2 작업 이동(AW2)의 경우, 도 3에 도시된 것처럼, 선택에 따라 재차 접착제가 그 사이에 삽입된 구조 면포 매트 상에 도포되며, 그리고 구조 면포 매트는 뒤따라오는 압착 툴 홀더로 밀착된다.
자명한 사실로서, 여기서 설명되는 왕복 이동은 상호 간에 반대되는 작업 이동들로서 지시되는 제1 및 제2 작업 이동(AW1, AW2)으로 예시로서 설명되어 있다. 마찬가지로, 몰드의 단부 영역(202)에서 압착 툴 홀더(40)의 압착 툴로 롤링 툴 홀더(20)의 롤링 툴을 교체하는 점은 복귀 이동의 도입을 위해 예시로서 고려되는 것이다. 마찬가지로, 예컨대 툴 홀더들(20, 30, 40)은, 서로 나란히 장착되어, 명시된 순서로 단방향의 제1 작업 이동(AW1)에서 구조 면포 매트를 삽입하고 접착제로 도포하여 밀착할 수 있다. 또한, 변형된 실시예에서 각각의 작업 이동은 단방향으로만, 그리고 구조 면포 매트를 삽입하거나 밀착하기만 하면서 실행될 수 있다. 일 실시예의 두 가능성은 프리폼의 구성을 위해 조합될 수 있고 프리폼의 내부에서 구조 면포 매트를 부착하기 위한 개별 요건들과 관련하여 각각의 필요에 따라 이용될 수 있다. 소정의 구조 면포 매트들은 예컨대 왕복 이동에 의해 삽입될 수 있으며, 다른 구조 면포 매트들은 어쩌면 단방향의 작업 이동을 통해서만 삽입될 수도 있다. 최종적으로, 상기 툴 시스템(100)에 대한 작업 이동들 및 상응하는 이동 패턴의 구성 유형은, 구조 면포 매트들에 대한 데이터 모델(501) 내지 구조 모델(502)을 기반으로 하는 프리폼의 개별 요건들을 고려하여 부합하게 조정된 이동 패턴(503)을 위해 유보되어 있다.
여기서 툴 홀더(20)는, 설치 롤(22)이 회전 가능하게 이동 패턴을 통해 사전 설정된 적합한 권출 롤링 속도로 회전되거나 가이드 시스템 상에서 변위될 수 있는 방식으로, 롤링 툴(21)을 포함한다. 또한, 이동 패턴(503)에서는 단계 SⅢ1에 대한 상세 공정들의 범위에서 고정을 위한 시작 및 중지 이동들이 사전 설정된다.
핫 글루 형태의 접착제를 도포하기 위한, 여기서는 배럴 접착 시스템의 형태인 접착제 도포기(31)를 지지하는 접착 툴 홀더(30)의 구동은 전술한 사항에 부합하게 조정된다. 접착제는, 여기서는 2개의 도포 암(32.1, 32.2)을 포함하는 라인 시스템(32)을 통해 구조 면포 매트 상에서 이동 패턴(503)을 통해 사전 설정된 접착 영역들에 도포될 수 있다. 여기서는 PUR을 기반으로 하는 고온 용융 접착제가 적합하다. 특히 복원제 또는 용매가 없다면, 구체적으로 접착제 각각의 또 다른 에폭시 수지 제형도 적합하다. 접착제의 도포는 항상 100℃를 상회하는 증가된 온도 조건에서 분사 또는 유동을 통해 수행되며, 그에 반해 구조 면포 매트들은 예컨대 약 115℃의 접착제 온도를 갖는 실온의 조건에서 통상 40℃를 상회하지 않는 온도를 갖는다. 접착제 도포기(31)의 배럴 용융 장치는 여러 실시예 및 변형예로 제공될 수 있다. 또한, 배럴 용융 장치들 중 하나가 비워질 때에도 연속적인 작동을 보장하기 위해 2개 이상의 배럴 용융 장치로 된 이중형 배럴 용융 시스템도 적합하다. 바람직한 접착제들은 언급한 것처럼 PUR과 같은 반응성 접착제들이다. 그러나 확인되는 바에 따르면, 또 다른 접착제들도 적합하다. 접착제 도포기(31)는 여기에 도시된 실시예에서 라인 시스템(32)의 조작을 위한 적합한 계량 공급 시스템, 예컨대 펌프들의 계량 공급을 위한 적합한 압력 제어기 및 3상 모터 장치를 구비한 배럴 수용부(31.1)를 포함한다. 또한, 접착제 도포기는 컴포넌트들의 포지셔닝 및 취급을 위한 적합한 로봇 장치(31.2)뿐만 아니라, 그 외 접착제 도포기(31)를 위한 전류 공급과 기타 조작 및 논리 계산뿐만 아니라 모니터링 과정들을 보장하는 제어 및 조작 단말기(31.3)도 포함한다. 조작 행동 및 기계 조건은, 작업자(400)가 접착제 도포기(31) 바로 옆에 위치하지 않아도, 31.3을 통해 원격 제어된다.
도 3에는, 제2 작업 이동(AW2)에서 구조 면포 매트의 삽입 후 프리폼의 자동화된 가공 상황이 도시되어 있다. 작업 공정은 접착 툴 홀더(30) 상의 접착제 도포기(31)를 이용한 접착제의 반복 도포 단계를 제공한다. 그러나 이는 필수적인 것이 아니며, 그럼에도 예컨대 작업자(400)가 제1 작업 이동(AW1)에서 충분하게 접착제가 도포되지 않았음을 확인하게 될 때의 선택에 따라 좌우된다. 요컨대 접착제의 불충분한 도포는 제2 작업 이동(AW2)에서 보충되며, 그리고 이에 바로 연속해서, 압착 툴 홀더(40)를 통해, 앞서 삽입된 구조 면포 매트가 몰드(200), 또는 앞서 삽입되어 인접하거나 중첩되는 구조 면포 매트들 상에 밀착된다. 여전히 부분적으로 권취되어 있는 제1 구조 면포 매트(1)는 도 2에 상징적으로 도시되어 있다. 부분적으로 권출되어 부분적으로 삽입된 구조 면포 매트는 도 2에 2로서 도시되어 있고, 완전히 삽입되어 이제 밀착되는 구조 면포 매트는 도 3에 3으로서 도시되어 있다.
압착 툴(41)은 여기서 3개의 압착 롤러(41.1, 41.2, 41.3)를 포함하며, 이들 압착 롤러는 파지 시스템(42)(holding system)의 암(42.1, 42.2, 42.3) 상에 각각 회전 가능하게 파지된다. 암 시스템 내지 암들(42.1, 42.2, 42.3) 각각은, 이동 패턴(503)에 따라서 몰드(200) 내에서 구조 면포 매트(3)뿐만 아니라 경우에 따라서는 프리폼의 또 다른 영역들 상에 작용하는 롤러들(41.1, 41.2, 41.3)의 밀착력을 구현하는 상응하는 액추에이터들을 포함한다.
특히 몰드 내지 프리폼의 곡률의 영역에서 상부로부터, 또는 여기서는 측면으로부터, 요컨대 압착 롤러들(41.1, 41.3)을 통해, 부분적으로 완성된 프리폼의 구조 면포는, 몰드(200)의 윤곽에 구조 면포를 최적으로 매칭시키기 위해, 몰드의 곡률 내로, 예컨대 그 측면의 벽 곡률(204 내지 206) 내로 밀착된다. 이는 원칙적으로 몰드(200)의 실질적으로 수평으로 배향된 영역(205)에도 적용된다. 여기서 수동 적층의 수동 실행에 비해 자동화 방법의 상당한 장점이 확인된다. 한편으로, 더 이상 작업자(400)는 구조 면포 상으로 이동하거나 포복할 필요가 없으며, 요컨대 그에 따라 바람직하지 못한 압력 인가나 점 형태의 압력 인가는 방지된다. 또한, 몰드(200) 내의 영역들(204, 206)처럼 심하게 만곡되거나 높은 영역들은 이제 몰드(200)의 실질적으로 수평인 부분(205)과 동일한 품질로 가공될 수 있으며, 요컨대 그에 따라 상이한 곡률 또는 배향을 통해 사전 설정된 접근성 차이는 구조 면포의 최적의 형성에 더 이상 어떠한 영향도 미치지 않으며, 요컨대 이러한 최적의 형성은 특히 접착제 도포 및 밀착 조건들을 통해 조절된다.
결과적으로, 본원의 장치는, CAD 시스템의 연계뿐만 아니라 이동 패턴(503) 및 구조 모델(502)의 사전 설정 하에, CAD 데이터 모델(501)을 기반으로 각각의 개별 프리폼 내지 몰드(200)의 품질 관리 및 그 개별적인 취급의 확장 시 매우 상당한 장점들을 갖는다. 그에 따라 구조 면포 매트들의 다수의 평판 시트를 포함하는 구조 면포는 본원에서 바람직하게 설명한 방법 최적화와 설치 프레임(1000)의 구조적인 사전 설정으로 인해, 프리폼 내지 몰드(200)의 윤곽에 최적의 방식으로 매칭될 수 있다. 또한, 확인된 바에 따르면, 여기서 설명한 실시예는 특히 적합하게 자동화되고 상대적으로 더 대형인 창고 저장 및 방출 공정뿐만 아니라 전체적으로 자동화된 로터 블레이드 제조와 연계될 수 있다.
도 4에는, 본 발명에 따른 장치(1000)(설치 프레임)의 일부분이 3차원 측면도로 도시되어 있다. 도 4에는, 방향(AW1)에서 구조 면포 매트의 권출 공정이 도시되어 있다. 특히 여기서는 툴 홀더(20) 상에서 다축으로 이동 가능한 로봇 암 상에 수용된 롤링 툴(21)의 변형예가 도시되어 있다. 롤링 툴(21)에 의해 파지되어 권출 롤링하는 설치 롤(22)은 몰드(200)에 도달하기 전에 댄서 롤(23)을 통해 편향된다. 이 경우, 구조 면포 매트 섹션(24)은 설치 롤(22)과 몰드(200) 사이에서 쳐진다. 댄서 롤(23)은, 섹션(24)에서의 쳐짐의 정도를 변경시킬 수 있도록 하기 위해, 화살표(25)의 방향으로 이동 가능하며, 특히 회동 가능하고, 그리고/또는 병진 이동될 수 있다. 선택에 따라서 툴 홀더(20)는 인장 응력을 검출하기 위한 (미도시된) 센서 수단들을 포함한다. (미도시된) 센서 수단들은 툴 홀더(20) 상에 위치 고정된 방식으로 장착된 부분에서부터 섹션(24) 내의 구조 면포 매트까지의 이격 간격이나, 또는 댄서 롤(23)의 위치를 검출한다. 바람직하게 롤링 툴(21) 및 댄서 롤(23)의 구동 장치는, 구조 면포 매트 상에 작용하는 인장 응력이 사전 결정된 범위에서 유지되도록 롤링 툴(21)의 권출 롤링 속도와 댄서 롤(25)의 위치를 서로 부합하게 매칭되는 방식으로 폐루프 제어하기 위해, 개루프 제어부(500)와 신호 전도 방식으로 연결된다(데이터 링크는 미도시). 인장 응력의 사전 결정된 영역은, 예비 검사에서, 구조 면포 매트의 재료에 따른 주름 모양이 발생하지 않을 뿐더러, 그 밖에도 몰드 상에서 구조 면포 매트의 일체형 성형이 어려워지거나 방해되는 정도로 높은 인장 응력은 발생하지 않도록 선택된다.
20 : 롤링 툴 홀더
30 : 접착 툴 홀더
40 : 압착 툴 홀더
50 : 레일 시스템
100 : 설치 프레임
200 : 몰드
500 : 제어부

Claims (19)

  1. 로터 블레이드를 제조하기 위한 방법으로서, 프리폼이 구조 면포 매트들의 다수의 평판 시트로 이루어진 직물 반제품으로서 제조되는 것인 방법에 있어서,
    - 설치 프레임에 프리폼을 위한 몰드를 제공하는 단계,
    - 설치 롤 상에 각각 권취된 롤 형태의 평판 시트로 하나 또는 복수의 구조 면포 매트를 제공하는 단계,
    또는 이들 양 단계 모두와,
    - 몰드에 걸쳐서 설치 롤을 권출 롤링하고 설치 롤로부터 평판 시트를 권출하며 이와 동시에 설치 프레임에서 몰드 내로 구조 면포 매트를 삽입하면서 구조 면포 매트를 자동 권출하는 단계,
    - 설치 프레임에서 몰드 내의 구조 면포 매트 상에 접착제를 자동 도포하는 단계와,
    - 프리폼의 가상 디자인을 제공하여 구조 면포 매트를 권출하는 롤링 툴 홀더를 자동 이동시키는 단계, 상기 가상 디자인에 할당되고 이 가상 디자인에 부합하게 조정된 이동 패턴에 따라서 접착제를 도포하는 접착 툴 홀더를 자동 이동시키는 단계, 또는 이들 양 단계 모두와,
    - 비접촉 판독 가능한 식별 특징, 보안 특징, 또는 양자 모두를 포함하는 설치 롤들을 자동으로 매거진에 보관하고 인출하는 단계
    를 포함하는 로터 블레이드 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 구조 면포 매트의 일부 권출 후에, 그리고 구조 면포 매트의 완전한 권출 전에 몰드 상에 하나 이상의 구조 면포 매트를 고정하는 단계; 몰드 쪽으로, 삽입된 구조 면포 매트를 밀착하는 단계;
    설치 프레임의 롤링 툴 홀더 상에 설치 롤을 장착하는 단계;
    설치 프레임의 접착 툴 홀더 상의 접착제 도포기 내로 접착제를 유입시키는 단계;
    접착제를 도포하면서 몰드 내 제2 구조 면포 매트 상에 제1 구조 면포 매트를 고정하는 단계; 및
    다수의 구조 면포 매트를 포함하는 단방향성, 양방향성 또는 다방향성 면포를 형성하기 위해, 적어도 구조 면포 매트들의 다수의 평판 시트를 위한 권출 단계 및 도포 단계를 반복하는 단계
    중에서 하나, 복수 또는 모든 단계를 추가로 포함하는 로터 블레이드 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 권출 단계 및 도포 단계는 1회의 작업 이동에서 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 로터 블레이드 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서, 권출 단계 및 도포 단계는 2회의 작업 이동에서 수행되는 것을 특징으로 하는 로터 블레이드 제조 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 구조 면포 매트의 자동 권출 단계는 몰드의 협폭 측에서 출발하는 작업 이동에서 수행되는 것을 특징으로 하는 로터 블레이드 제조 방법.
  6. 로터 블레이드의 제조를 위한 프리폼을 제조하기 위한 장치로서, 설치 프레임을 포함하여 구조 면포 매트들의 다수의 평판 시트로 이루어진 직물 반제품으로서 프리폼을 제조할 수 있는 장치에 있어서,
    - 상기 설치 프레임에 상기 프리폼을 위한 몰드를 제공하기 위한 수용부와,
    - 설치 롤 상에 권취된 롤 형태의 평판 시트로 구조 면포 매트를 제공하도록 형성되고 설치 프레임에서 몰드 내에 상기 구조 면포 매트를 자동 권출하도록 형성된 롤링 툴 홀더와,
    - 설치 프레임에서 몰드 내의 상기 구조 면포 매트 상에 접착제를 자동 도포하도록 형성된 접착 툴 홀더와,
    - 상기 몰드에 걸쳐서 툴 홀더들을 개별적으로, 또는 조합하여 안내하기 위한 가이드 시스템
    을 포함하고,
    - 상기 프리폼의 가상 디자인을 제공하여 상기 구조 면포 매트를 권출하는 롤링 툴 홀더를 자동 이동시키도록, 또는 상기 가상 디자인에 할당되고 이 가상 디자인에 부합하게 조정된 이동 패턴에 따라서 접착제를 도포하는 접착 툴 홀더를 자동 이동시키도록 구성되는 개루프 제어부 및
    - 상기 개루프 제어부는, 비접촉 판독 가능한 식별 특징, 보안 특징, 또는 양자 모두를 갖는 설치 롤들을 자동으로 매거진에 보관하고 인출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 로터 블레이드의 제조를 위한 프리폼의 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 몰드 쪽으로 삽입된 구조 면포 매트를 밀착하기 위한 압착 툴 홀더를 추가로 포함하는 로터 블레이드의 제조를 위한 프리폼의 제조 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 교체 가능한 툴, 요컨대 교체 가능한 롤링 툴을 포함하는 툴 홀더를 특징으로 하는 로터 블레이드의 제조를 위한 프리폼의 제조 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 툴 홀더와 함께 이송될 수 있으면서, 권출되었지만 아직 밀착되지 않은 구조 면포 매트 섹션들 상에 작용하는 인장 응력을 검출하도록 구성된 센서 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터 블레이드의 제조를 위한 프리폼의 제조 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 센서 수단들은, 권출되었지만 아직 밀착되지 않은 구조 면포 매트 섹션들의 쳐짐을 검출하도록 구성된 거리 센서들을 포함하는 것인 로터 블레이드의 제조를 위한 프리폼의 제조 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 설치 롤로부터 권출된 구조 면포 매트가 몰드 쪽으로 밀착되기 전에 1회 혹은 수회 편향되는 방식으로 툴 홀더 상에 배치되는 하나 또는 복수의 댄서 롤이 제공되는 것을 특징으로 하는 로터 블레이드의 제조를 위한 프리폼의 제조 장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 압착 툴 홀더는 압착 툴을 위한 하나 이상의 암을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터 블레이드의 제조를 위한 프리폼의 제조 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 압착 툴 홀더의 암 또는 암들은 하나 이상의 축을 중심으로 회동 가능하게 상기 툴 홀더 상에 배치되고, 상기 암 또는 상기 암들은 하나의 축을 중심으로 상기 압착 툴을 회동 가능하게 수용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 로터 블레이드의 제조를 위한 프리폼의 제조 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 압착 툴 홀더, 상기 암 또는 암들, 또는 양자 모두는 가해지는 밀착력을 검출하기 위한 센서 수단들을 포함하며, 그리고 상기 압착 툴들은, 몰드에 대한 압착 툴의 이격 간격이 검출된 밀착력에 따라서 재조정될 수 있는 방식으로, 상기 몰드에 상대적으로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 로터 블레이드의 제조를 위한 프리폼의 제조 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 하나 또는 복수의 댄서 롤은, 권출되었지만 아직 밀착되지 않은 구조 면포 매트 섹션들 상에 작용하는 인장 응력을 검출하기 위한 센서 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터 블레이드의 제조를 위한 프리폼의 제조 장치.
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