风电叶片大梁铺设系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了风电叶片大梁铺设系统及其控制方法，属于风电叶片生产设备领域，具有通过移动小车的支腿上的升降结构和直线导轨的配合，能够实现卷材在大梁模具上自动在线铺设的优点，其技术方案要点如下，包括移动小车，沿着大梁模具延伸方向的直线轨道移动，用于卷材铺设；两步纠偏装置，保证沿大梁模具延伸方向上每层卷材之间的色纱间距一致；放卷装置，用于卷材的恒张力放卷；PLC控制器，用于控制所述移动小车、所述两步纠偏装置以及所述放卷装置的动作；所述移动小车沿与卷材铺设方向垂直的方向滑移连接有第一底座，所述第一底座上滑移连接有第二底座，所述放卷装置安装于所述第二底座上。本发明专利技术适用于风电叶片大梁铺设。

Wind Power Blade Beam Laying System and Its Control Method

【技术实现步骤摘要】
风电叶片大梁铺设系统及其控制方法
本专利技术涉及铺设系统，特别涉及风电叶片大梁铺设系统及其控制方法。
技术介绍
目前风电叶片主梁的生产需要在大梁模具00上进行铺布，大梁模具00结构如图1和图2所示，具有如下特点：（1）大梁模具00在长度方向上呈现出上拱形或下拱形，大梁模具00总长度61.5m,最高点2.83m，最低点0.88m；（2）、卷材的铺设区域001在大梁模具00中呈现出下凹形状；（3）大梁模具00相同长度位置左右两边相对于水平面有高低落差，即玻璃钢模具002沿长度方向发生空间扭曲，相对于水平面，扭曲角度从-3.5°-11.2°发生变化；（4）模具支撑结构003左右两边垂直水平面并且宽度一致，两侧支撑方管0031重心线距离1180mm。风电叶片主梁的生产在卷材铺设完成后将进行真空灌注以及灌注完成后的吊装，现有技术中，卷材铺设均是采用人工进行的，并且由人工进行卷材的平整及偏移量进行修正，效率十分低下，且由于大梁模具的非一致性人工铺布的精度难以保证，一般的机械行走结构（例如悬空龙门式结构、地轨移动式结构）也难以适用。本设计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，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设风电叶片大梁铺设系统及其控制方法，使其更具有实用性。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供风电叶片大梁铺设系统，具有通过移动小车的支腿上的升降结构和直线导轨的配合，能够实现卷材在大梁模具上自动在线铺设的优点。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种风电叶片大梁铺设系统，包括移动小车，沿着大梁模具延伸方向的直线轨道移动，用于卷材铺设；两步纠偏装置，保证沿大梁模具延伸方向上每层卷材之间的色纱间距一致；放卷装置，用于卷材的恒张力放卷；PLC控制器，用于控制所述移动小车、所述两步纠偏装置以及所述放卷装置的动作；所述移动小车沿与卷材铺设方向垂直的方向滑移连接有第一底座，所述第一底座上滑移连接有第二底座，所述放卷装置安装于所述第二底座上；其中，所述移动小车包括车架和四支腿，每一所述支腿上均设有升降结构，所述升降结构包括伺服电机、蜗轮和蜗杆；所述支腿下端设有行走滚轮，所述行走滚轮安装于安装座上且与所述安装座转动连接，所述伺服电机安装于所述安装座上，所述伺服电机的输出轴与所述蜗杆同轴固定连接，所述蜗杆与所述蜗轮啮合，所述支腿下端设有螺纹段，所述蜗轮中部与所述螺纹段螺纹连接。进一步的，所述两步纠偏装置包括色纱跟踪纠偏结构和卷材边缘检测纠偏结构，所述卷材边缘检测纠偏结构包括对边传感器和第一执行器，所述对边传感器与所述第一底座固定安装，所述第一执行器安装于第一底座上，所述第一执行器的推杆与所述第二底座相连；所述色纱跟踪纠偏结构包括色纱传感器和第二执行器，所述色纱传感器与所述第一底座固定安装，所述色纱传感器的感应面向下，所述第二执行器安装于所述移动小车上，所述第二执行器的推杆与所述第一底座相连。进一步的，所述色纱传感器与所述对边传感器之间的距离与相邻卷材的色纱间距一致。进一步的，所述车架与所述第一底座之间设有第一导向组件，所述第一导向组件包括第一滑轨和第一滑块，所述第一滑轨安装于所述车架上，所述第一滑块安装于所述第一底座上，所述第一滑块和所述第一滑轨滑移连接。进一步的，所述第一底座与所述第二底座之间设有第二导向组件，所述第二导向组件包括第二滑轨和第二滑块，所述第二滑轨安装于所述第一底座上，所述第二滑块安装于所述第二底座上，所述第二滑块和所述第二滑轨滑移连接。进一步的，所述第二底座向下延伸有导布结构，所述导布结构包括两平行设置的引导辊，所述引导辊安装于安装支架上，所述安装支架与所述第二底座固定连接，靠近所述放卷装置的所述引导辊高于远离所述放卷装置的所述引导辊。进一步的，所述第二底座远离放卷装置的一端设有橡皮板，所述橡皮板倾斜设置，所述橡皮板靠近放卷装置的一侧与所述第二底座固定连接，所述橡皮板远离所述放卷装置的一侧与卷材抵触。本专利技术具有以下有益效果：移动小车沿着大梁模具延伸方向两侧的直线轨道移动，用于卷材的铺设，通过在移动小车的每一支腿上均设置升降结构，在PLC控制器的控制下，支腿的高度能够根据大梁模具延伸方向的高度进行实时调节，使卷材与铺设平面基本保持平行，从而实现卷材在大梁模具上自动在线铺设，通过移动小车的支腿结构的改变，降低了移动小车对于轨道形状的要求。在卷材铺设的过程中，两步纠偏装置对卷材进行实时纠偏，保证沿大梁模具延伸方向上每层卷材之间的色纱间距一致，从而保证了卷材之间的铺设精度。色纱跟踪纠偏结构具有以下效果：色纱传感器跟踪已经铺设好卷材表面的色纱（如果是第一层卷材，则是检测大梁模具上的色纱），当色纱传感器检测到已经铺设好的卷材表面的色纱后，调整第一底座的左右位置，对卷材的位置进行纠偏微调，这是第一步纠偏，以保证沿大梁模具延伸方向上每层卷材之间的色纱间距一致。关键点在于在每一层卷材铺设结束后，色纱跟踪纠偏结构保证了下一层卷材的基准为上一层卷材，从而保证两层卷材之间的间距准确。卷材边缘检测纠偏结构具有以下效果：在卷材放卷时，通过对边传感器对卷材的边缘进行实时检测，保证对边传感器所检测到的卷材的位置值不变，通过调整第二底座的左右位置，一边放一边微调，时刻保持卷材与对边传感器的相对位置不变，以消除卷材在生产时，卷材收卷的偏移误差，这是第二部纠偏，进一步保证两层卷材之间的间距准确。本专利技术的第二目的是提供风电叶片大梁铺设系统的控制方法，具有能够实现卷材在大梁模具上自动在线铺设，保证卷材之间铺设精度的优点。一种风电叶片大梁铺设系统的控制方法，包括：S1：移动小车架设于大梁模具两侧的直线轨道上，将卷材的一端固定于大梁模具的一端；S2：色纱传感器追踪大梁模具上的色纱，当色纱传感器检测卷材的色纱后，传输给PLC控制器，PLC控制器控制第二执行器动作，调节第一底座移动，移动距离为每层卷材之间的色纱间距；S3：移动小车在伺服电机驱动下沿着大梁模具两侧的直线轨道运动至另一端，完成第一层卷材的铺设，大梁模具延伸方向的高度数据预先采集至PLC控制器，PLC控制器控制伺服电机转动的圈数以匹配大梁模具的延伸方向的高度数据；其中，在卷材铺设过程中，包括：第一，卷材边缘检测纠偏：对边传感器检测卷材的边缘，对边传感器输出模拟量信号，传输给PLC控制器，PLC控制器控制第一执行器动作，调节第二底座移动，保证卷材相对于对边传感器的相对位置不变；第二，色纱跟踪纠偏：色纱传感器检测卷材与大梁模具上的色纱之间的距离信号，传输给PLC控制器，PLC控制器控制第二执行器动作，调节第一底座移动，保证卷材与大梁模具上的色纱之间的距离不变；S4：在每层卷材铺设完成后，色纱传感器追踪上一层已铺设好的色纱，调节第一底座移动，移动距离为每层卷材之间的色纱间距，在卷材铺设过程中，实时进行卷材边缘检测纠偏和色纱跟踪纠偏，依次铺设第二层至第N层卷材。进一步的，每层卷材之间的色纱间距允许的误差为±2毫米。本专利技术具有以下有益效果：在PLC控制器的控制下，支腿的高度能够根据大梁模具延伸方向的高度进行实时调节，使卷材与铺设平面基本保持平行，从而实现卷材在大梁模具上自动在线铺设，通过移动小车的支腿结构的改变，降低了移动小车对于轨道形状的要求。通过上述控制方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电叶片大梁铺设系统，其特征在于，包括移动小车(1)，沿着大梁模具(00)延伸方向的直线轨道(004)移动，用于卷材铺设；两步纠偏装置，保证沿大梁模具(00)延伸方向上每层卷材之间的色纱间距一致；放卷装置(4)，用于卷材的恒张力放卷；PLC控制器(5)，用于控制所述移动小车(1)、所述两步纠偏装置以及所述放卷装置(4)的动作；所述移动小车(1)沿与卷材铺设方向垂直的方向滑移连接有第一底座(6)，所述第一底座(6)上滑移连接有第二底座(7)，所述放卷装置(4)安装于所述第二底座(7)上；其中，所述移动小车(1)包括车架(11)和四支腿(12)，每一所述支腿(12)上均设有升降结构，所述升降结构包括伺服电机(15)、蜗轮(16)和蜗杆(17)；所述支腿(12)下端设有行走滚轮(13)，所述行走滚轮(13)安装于安装座(14)上且与所述安装座(14)转动连接，所述伺服电机(15)安装于所述安装座(14)上，所述伺服电机(15)的输出轴与所述蜗杆(17)同轴固定连接，所述蜗杆(17)与所述蜗轮(16)啮合，所述支腿(12)下端设有螺纹段，所述蜗轮(16)中部与所述螺纹段螺纹连接。

【技术特征摘要】
1.一种风电叶片大梁铺设系统，其特征在于，包括移动小车(1)，沿着大梁模具(00)延伸方向的直线轨道(004)移动，用于卷材铺设；两步纠偏装置，保证沿大梁模具(00)延伸方向上每层卷材之间的色纱间距一致；放卷装置(4)，用于卷材的恒张力放卷；PLC控制器(5)，用于控制所述移动小车(1)、所述两步纠偏装置以及所述放卷装置(4)的动作；所述移动小车(1)沿与卷材铺设方向垂直的方向滑移连接有第一底座(6)，所述第一底座(6)上滑移连接有第二底座(7)，所述放卷装置(4)安装于所述第二底座(7)上；其中，所述移动小车(1)包括车架(11)和四支腿(12)，每一所述支腿(12)上均设有升降结构，所述升降结构包括伺服电机(15)、蜗轮(16)和蜗杆(17)；所述支腿(12)下端设有行走滚轮(13)，所述行走滚轮(13)安装于安装座(14)上且与所述安装座(14)转动连接，所述伺服电机(15)安装于所述安装座(14)上，所述伺服电机(15)的输出轴与所述蜗杆(17)同轴固定连接，所述蜗杆(17)与所述蜗轮(16)啮合，所述支腿(12)下端设有螺纹段，所述蜗轮(16)中部与所述螺纹段螺纹连接。2.根据权利要求1所述的风电叶片大梁铺设系统，其特征在于，所述两步纠偏装置包括色纱跟踪纠偏结构和卷材边缘检测纠偏结构，所述卷材边缘检测纠偏结构包括对边传感器(31)和第一执行器(32)，所述对边传感器(31)与所述第一底座(6)固定安装，所述第一执行器(32)安装于第一底座(6)上，所述第一执行器(32)的推杆与所述第二底座(7)相连；所述色纱跟踪纠偏结构包括色纱传感器(21)和第二执行器(22)，所述色纱传感器(21)与所述第一底座(6)固定安装，所述色纱传感器(21)的感应面向下，所述第二执行器(22)安装于所述移动小车(1)上，所述第二执行器(22)的推杆与所述第一底座(6)相连。3.根据权利要求2所述的风电叶片大梁铺设系统，其特征在于，所述色纱传感器(21)与所述对边传感器(31)之间的距离与相邻卷材的色纱间距一致。4.根据权利要求1所述的风电叶片大梁铺设系统，其特征在于，所述车架(11)与所述第一底座(6)之间设有第一导向组件(8)，所述第一导向组件(8)包括第一滑轨(81)和第一滑块(81)，所述第一滑轨(81)安装于所述车架(11)上，所述第一滑块(81)安装于所述第一底座(6)上，所述第一滑块(81)和所述第一滑轨(81)滑移连接。5.根据权利要求1所述的风电叶片大梁铺设系统，其特征在于，所述第一底座(6)与所述第二底座(7)之间设有第二导向组件(9)，所述第二导向组件(9)包括第二滑轨(91)和第二滑块(92)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈昆伦，季小强，
申请(专利权)人：常州市宏发纵横新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32