監督和控制用於風力發電設備的部件的製造的方法及系統的製作方法

2023-05-09 05:34:01 2

專利名稱：監督和控制用於風力發電設備的部件的製造的方法及系統的製作方法
監督和控制用於風力發電設備的部件的製造的方法及系統
背景技術：
本發明涉及一種在製造用於風力發電設備的纖維加固部件的過程中監督和控制將用於製造所述部件的多個包含纖維的材料層正確地設置在所述部件的模具中和/或相對於彼此正確地設置在所述模具中的方法。本發明還涉及一種用於執行所述方法的系統。在製造用於風力發電設備的纖維加固部件(諸如葉片)的情況下，典型地採用這樣的製造工藝，即，在每個部件的敞口模具中將該部件模塑成兩個半部，其中首先將塗層 (例如凝膠塗層)塗敷到敞口模具的內表面上。典型地用手將多個纖維材料層相繼布置在模具中，在此之後，最後塗敷樹脂，以使各個纖維材料層彼此粘附(attach)。可通過RTM(樹脂傳遞模塑)、VARTM(真空輔助樹脂傳遞模塑)或其它適當的方法人工地將樹脂塗敷到各層上。可替代地，可將該樹脂塗敷到層壓層(預浸料坯，Pr印eg)上。在這種情況下，凝膠塗層將硬化並形成產品的表面。現今，將纖維材料層布置在模具中是一項耗時且勞動強度大的工藝。根據待製造的部件的尺寸，可將走道布置在模具旁邊和/或上方，從而允許工人沿著模具的邊緣或外圍和/或在模具上方行走，以根據需要來布置纖維材料層。將包含不同類型的纖維材料的多個纖維材料輥布置在走道上，從而使工人可挑選包含所需材料的適當的輥並將這些材料布置在模殼(form)上。在擱置(Iayup)纖維材料的過程中，由於纖維材料沉重且不易操作，因此需要幾個工人的共同努力。一些工人協助將材料展開(rollout)，而沿著模具的邊緣排列的其他工人確保正確地擱置各層。根據待製造的部件的用途和結構，可將多個纖維材料層布置在模具中，並且典型地將各層以處於彼此的頂部上或者彼此緊鄰或者可能地邊緣重疊的方式來布置。這些部件典型地由多達五十個以上的纖維材料層構成，並且這些部件典型地從設置在模具的中心處的主層壓件(laminate)建立起來。纖維材料層之間還可設置有例如輕質木材(balsa wood)層，以在所述纖維材料層之間提供適當的距離。在將由纖維材料輥提供的纖維材料層設置在模具中之後，將材料從該輥上切下。 製造在其整個長度上具有曲度的部件(諸如用於風力發電設備的翼狀件(wing)或葉片) 可能需要沿著模具邊緣進行很長的切割。製造此種部件的模具可能非常大，且因而這些模具價格昂貴。將材料布置在模具中所需的時間應保持在最低點，從而將待製造的部件所需的形成時間(部件佔據模具的時間)保持在最低點，因此提高模具的總生產率。優選地基本均勻且齊平地布置纖維材料，這就是必須消除任何逐漸形成的凹痕和捲曲等的原因。此外，因為典型地將一層塗敷在上一層的頂部上，所以下層以及布置在該下層下方的可能的額外的層傾向於在模具內移動或滑動，致使擱置的整個纖維材料從模具中的預期位置移開。而且，因為根據待製造的部件的某些預定規範，通常將不同類型的纖維材料層相對於下層橫向地放置，所以對於所述部件的穩定性而言，重要的是在不產生凹痕等的情況下將所有層正確地放置在模具中以及相對於彼此正確地放置。

發明內容
因此，本發明目的在於提供一種通過具有對如何設置材料層且如果設置得不恰當則進行校正的工藝的更好且更可靠的控制來促進和加快用於風力發電設備的部件(諸如葉片)的製造的方法及系統。這根據本發明通過以下步驟來實現在為每個纖維材料層設置至少一個標記並同時將這些纖維材料層以處於彼此的頂部上或者彼此緊鄰或者邊緣重疊的方式設置在模具中之後，測定(determine)每個纖維材料層上的每個標記在模具中的位置和/或不同纖維材料層上的標記相對於彼此的位置，將每個纖維材料層上的每個標記在模具中的測定位置和/或所述不同纖維材料層上的標記相對於彼此的位置與用於待製造的部件的所述標記的預定參考位置相比較，以及對其上的標記的測定位置與所述標記的預定參考位置彼此不對應的那個或那些纖維材料層的位置進行校正。根據本發明的系統包括，當為每個纖維材料層設置至少一個標記時並且當將這些纖維材料層以處於彼此的頂部上或者彼此緊鄰或者邊緣重疊的方式設置在模具中時，用於測定每個纖維材料層上的每個標記在模具中的位置和/或不同纖維材料層上的標記相對於彼此的位置的裝置；用於將每個纖維材料層上的每個標記在模具中的測定位置和/或所述不同纖維材料層上的標記相對於彼此的位置與用於待製造的部件的所述標記的預定參考位置相比較的裝置；以及用於對其上的標記的測定位置與所述標記的預定參考位置彼此不對應的那個或那些纖維材料層的位置進行校正的裝置。對於研究了附圖和以下對優選實施例的詳細描述的本領域技術人員而言，本發明的其它目的和優點將是顯而易見的。


圖1是用於模製用於風力發電設備的部件的敞口模具的一部分的示意性剖面圖， 所述模具設置有根據本發明的系統。
具體實施例方式因而，圖1是敞口模具1的剖面圖，所示敞口模具容納有用於製造用於風力發電設備的纖維加固部件(例如用於所述風力發電設備的葉片)的多個包含纖維的材料層2。所示層2的寬度或幅寬(breadth)基本對應於模具1的彎曲內表面的幅寬的1/4，並且這些材料層彼此緊鄰地設置。然而，層2同樣可以處於彼此的頂部上或邊緣重疊的方式來設置。模具1典型地是一個細長的模具，其長度基本對應於待由(特別是)層2製成的部件的長度。層2可構成計劃用於模具1中的特定應用位置的預切割部分，並且這些部分可卷繞在輥(roll) 3上。此外，纖維材料可僅構成卷繞在輥3上的無盡長度的材料，當上述纖維材料布置在模具1中或模具上時，從該輥上切下纖維材料。所示輥3安裝在用於將纖維材料層2設置在模具1中的可移動裝置5的框架4上， 所述可移動裝置因此還包含多個可調節的壓輥6。所述可行動裝置5的結構和功能沒有構成本發明的一部分，因而本文將不做進一步描述。
如上所述並進一步參考該圖，本發明涉及一種監督和控制將用於製造風力發電設備的所述部件的所述多個纖維材料層2正確地設置在用於所述部件的模具1中和/或相對於彼此正確地設置在所述模具中的方法及系統。這與所述部件的製造(即，當一個所述纖維材料層2在另一所述纖維材料層之後設置在模具1中時)同時完成。這意味著，在將每個新的層2設置在模具1中的過程中和/或在將所述新的層設置在模具中之後，連續地對新的層進行監督和控制。根據本發明的方法及系統中所使用的纖維材料層2都設置有至少一個適當類型的標記7。標記7可在製造纖維材料層2時由製造商設置，或者就在將纖維材料層設置在模具2中之前設置。標記7還可設置在由此切下層2的纖維材料輥上。例如可鄰近每個纖維材料層2的一個縱向邊緣或者如所示的鄰近每個纖維材料層的兩個縱向邊緣而設置的標記7，可例如通過印刷或噴塗(spray)設置在其上，且因此可設計成例如一條以上的最後還具有不同顏色的虛線或實線。可替代地，標記7可由例如編織到所述層2的纖維材料中的織線形成。可設置其它類型的標記7及其在纖維材料層2上的其它位置。但是，所有類型的標記7的共同點在於，它們必須可通過適當的裝置來檢測，從而可測定它們在模具1中的位置和/或它們相對於彼此的位置。在製造待製造的部件的過程中，如上所述地，以一個接一個地處於彼此的頂部上、 如所示地彼此緊鄰或者邊緣重疊的方式來設置這些設置有適當類型的標記7的纖維材料層2。因此將隨之而定位標記7。在根據本發明的方法及系統中，在將所述層設置在模具1中的過程中或此後測定每個纖維材料層2上的每個標記7的位置。因此，測定每個標記7的位置的過程可對所有纖維材料層2重複一次或多次，從而可在將每個層2設置在模具1中的過程中和/或之後連續地對每個層的位置進行監督。在後一種情況中，最後同時將下一個纖維材料層2設置在模具1中。測定標記7在模具1中的位置。可替代地，或者作為對上述測定的補充，測定不同纖維材料層2上的標記7的相對位置。例如，如所示地，依靠照相機8或依靠雷射器來測定標記7的位置。用照相機8為設置在模具1中的每個新的纖維材料層2拍攝一張以上的照片。用照相機8拍攝的照片可用作例如後續的向用戶證明待製造的(實際上已製得的) 部件恰當地處於模具1中的文件。然後，將每個纖維材料層2上的每個標記7在模具1中的測定位置和/或不同纖維材料層上的標記相對於彼此的位置與用於待製造的部件的所述標記的預定參考位置相比較。依靠例如計算機9來執行這種比較，上述計算機中存儲有所述預定參考位置。計算機9與照相機8或雷射器以適當的方式(例如通過信號線10)相協作，從而使該計算機連續地接收關於設置在模具1中的纖維材料層2上的標記7的測定實際位置和/或所述不同纖維材料層上的所述標記相對於彼此的位置的信息。最後，在將纖維材料層2上的標記7的測定位置與所述預定參考位置的所述比較之後，對其上的標記的測定位置與所述標記的預定參考位置彼此不對應的那個或那些纖維材料層的位置進行校正。可以任何適當的方式用為此而採用的任何適當的裝置來執行這種校正。適當的裝置可例如在用於最初將纖維材料層2設置在模具1中的所述裝置5中找到， 甚至可由所述裝置或設備構成，上述裝置於是通過例如信號線11與計算機9相協作。與根據本發明的方法的前述步驟一樣，可在不中斷待製造的部件的製造的情況下或者可替代地在首先中斷所述製造之後連續地進行校正。上述方法可手動地或自動地執行。對於本領域技術人員而言顯而易見的是，在後續的權利要求的範圍內，可對根據本發明的方法及系統進行修改或改變。因而，上述所有用於測定纖維材料層2上標記7的位置、用於將標記的所述測定位置與用於所述標記的預定參考位置相比較、以及對不恰當地設置的那些纖維材料層執行校正的裝置、構件或組件都可用其他的這種裝置、構件或組件來替換。此外，例如，如果不執行上述所有步驟，則可在不中斷待製造的部件的製造的情況下執行至少一個以上的步驟，或者在同時設置多個纖維材料層時，可執行一個以上的所述步驟，或者可自動地執行一個以上的步驟並手動地執行其他步驟。
權利要求
1.一種在製造用於風力發電設備的纖維加固部件的過程中監督和控制將用於製造所述部件的多個包含纖維的材料層正確地設置在用於所述部件的模具中和/或相對於彼此正確地設置在所述模具中的方法，其特徵在於，在為每個纖維材料層( 設置至少一個標記(7)並同時將所述多個纖維材料層以處於彼此的頂部上或者彼此緊鄰或者邊緣重疊的方式設置在所述模具(1)中之後，測定每個纖維材料層( 上的每個標記(7)在所述模具(1)中的位置和/或不同纖維材料層上的所述標記相對於彼此的位置，將每個纖維材料層( 上的每個標記(7)在所述模具(1)中的測定位置和/或所述不同纖維材料層上的所述標記相對於彼此的位置與用於待製造的部件的所述標記的預定參考位置相比較，以及對其上的所述標記(7)的測定位置與所述標記的預定參考位置彼此不對應的那個或那些纖維材料層O)的位置進行校正。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在不中斷待製造的部件的製造的情況下執行所述方法。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在中斷待製造的部件的製造之後執行所述方法。
4.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，在設置每個纖維材料層的過程中和/或之後連續地執行所述方法。
5.根據權利要求2或3所述的方法，其特徵在於，在設置每個纖維材料層之後執行所述方法。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其特徵在於，自動地執行所述方法。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的方法，其特徵在於，以鄰近每個纖維材料層的一個或兩個縱向邊緣的方式將所述標記(7)設置在所述多個纖維材料層( 上。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的方法，其特徵在於，將所述標記(7)印刷或噴塗在所述多個纖維材料層( 上。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的方法，其特徵在於，將所述多個纖維材料層(2) 上的所述標記(7)設計成一條以上的虛線或實線。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，將所述多個纖維材料層( 上的所述標記(7)設計成一條以上的具有不同顏色的虛線或實線。
11.根據權利要求1至7中任一項所述的方法，其特徵在於，由編織到所述多個纖維材料層的材料中的織線來形成所述多個纖維材料層( 上的所述標記(7)。
12.根據權利要求1至11中任一項所述的方法，其特徵在於，依靠照相機(8)來測定所述多個纖維材料層( 上的所述標記(7)的位置。
13.根據權利要求1至11中任一項所述的方法，其特徵在於，依靠雷射器來測定所述多個纖維材料層( 上的所述標記(7)的位置。
14.根據權利要求1至13中任一項所述的方法，其特徵在於，依靠計算機(9)來將所述多個纖維材料層( 上的所述標記(7)的測定位置與所述標記的預定參考位置相比較。
15.根據權利要求1至14中任一項所述的方法，其特徵在於，依靠最初將所述多個纖維材料層設置在所述模具(1)中的設備( 來對所述纖維材料層或多個纖維材料層( 的位置進行校正。
16.一種在製造用於風力發電設備的纖維加固部件的過程中監督和控制將用於製造所述部件的多個包含纖維的材料層正確地設置在用於所述部件的模具中和/或相對於彼此正確地設置在所述模具中的系統，其特徵在於，當為每個纖維材料層( 設置至少一個標記(7)時並且當將所述多個纖維材料層以處於彼此的頂部上或者彼此緊鄰或者邊緣重疊的方式設置在所述模具(1)中時，所述系統包括用於測定每個纖維材料層( 上的每個標記(7)在所述模具(1)中的位置和/或不同纖維材料層上的所述標記相對於彼此的位置的裝置(8)，用於將每個纖維材料層( 上的每個標記(7)在所述模具(1)中的測定位置和/或所述不同纖維材料層上的所述標記相對於彼此的位置與用於待製造的部件的所述標記的預定參考位置相比較的裝置(9)，以及用於對其上的所述標記(7)的測定位置與所述標記的預定參考位置彼此不對應的那個或那些纖維材料層O)的位置進行校正的裝置(5)。
17.根據權利要求16所述的系統，其特徵在於，所述用於測定所述多個纖維材料層(2) 上的所述標記(7)的位置的裝置是照相機(8)。
18.根據權利要求16所述的系統，其特徵在於，所述用於測定所述多個纖維材料層(2) 上的所述標記(7)的位置的裝置是雷射器。
19.根據權利要求16至18中任一項所述的系統，其特徵在於，所述用於將所述多個纖維材料層( 上的所述標記(7)的測定位置與用於待製造的部件的所述標記的預定參考位置相比較的裝置是計算機(9)。
20.根據權利要求16至19中任一項所述的系統，其特徵在於，所述用於對其上的所述標記(7)的測定位置與所述標記的預定參考位置彼此不對應的那個或那些纖維材料層(2) 的位置進行校正的裝置是最初將所述多個纖維材料層設置在所述模具(1)中所依靠的設備⑶。
全文摘要
一種監督和控制將用於製造部件的多個包含纖維的材料層(2)正確地設置在用於所述部件的模具(1)中和/或相對於彼此正確地設置在所述模具中的方法，包括測定每個纖維材料層(2)上的每個標記(7)在模具中的位置和/或不同纖維材料層上的標記相對於彼此的位置，將每個纖維材料層(2)上的每個標記(7)在模具(1)中的測定位置和/或所述不同纖維材料層上的標記相對於彼此的位置與用於待製造的部件的所述標記的預定參考位置相比較，以及對其上的標記(7)的測定位置與所述標記的預定參考位置彼此不對應的那個或那些纖維材料層(2)的位置進行校正。一種系統，其包括用於執行所述方法的裝置。
文檔編號B29C70/30GK102216059SQ200980145166
公開日2011年10月12日 申請日期2009年11月11日 優先權日2008年11月12日
發明者丹尼斯·安德烈·伯爾斯廷, 周嶔崟, 德 澤 雅各布斯·約翰內斯·范 申請人:Lm玻璃纖維製品有限公司