[發明專利]一種用于大型風電葉片成型過程中中部支撐裝置的運動控制方法

有效

• 申請號: 201310421948.X
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN103448261A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 楊光;岳彥芳;常宏杰;辛志博
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: B29C70/54
• 分類號: B29C70/54
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 朱江嶺

技術領域

本發明屬于機械技術領域，具體涉及一種用于大型風電葉片成型過程中中部支撐裝置的運動控制方法。

背景技術

復合材料能夠通過各個組成材料在性能上的相互協同作用，得到單一材料所無法比擬的優越綜合性能。因其重量輕、強度高、耐腐蝕、抗疲勞性能好、抗震性好等優點在風電葉片中被普遍采用。目前風機葉片的復合材料成型工藝主要分為開模成型和閉模成型，但兩種成型工藝都具有一定的缺陷，不能滿足科學研究和現代化快速生產的需要，從而提出了一種鋪纏結合的葉片成型方式。在葉片鋪纏成型中，葉片芯模在成型設備主軸的帶動下圍繞旋轉中心轉動，鋪絲頭做相應的鋪纏運動。在鋪纏成型時，芯模兩端裝夾在主軸上，由于芯模軸向距離一般為徑向距離的10倍以上，自身剛性很差因此極易產生彎曲變形，甚至在成型過程中發生斷裂。為了提高芯模成型時的剛性，需要在其中部安裝輔助支撐裝置。但傳統的輔助支撐結構一般需要人工調整，調整過程費時，而且調整后支撐的姿態固定不動，只適用于回轉體工件，對于葉片這種非回轉體零件并不適用。

發明內容

本發明為解決現在技術中的問題，提供一種在大型風機葉片纏繞成型過程中，當采用“V”型支撐方式時，支撐板對風機葉片實時跟隨的方法。該方法簡單易行，在工業現場利用IPC快速、精準的計算出支撐板隨動角度，實現支撐運動控制聯動。

本發明的技術思路為：

包含如下步驟：①通過葉片三維模型，獲取葉片支撐截面外形輪廓曲線；②確定葉片纏繞成型時的旋轉中心，將葉片輪廓曲線以一定的形式保存；③根據DXF文件存儲格式獲取葉片輪廓點坐標；④選擇支撐起始點；⑤對葉片輪廓中的凸凹曲面進行分析；⑥根據“V”型支撐板的長度選擇實時支撐方式，計算實時支撐板擺動角度；⑦將計算出的支撐板擺動角度輸出給下位機，實現支撐板的擺動，實現支撐板對葉片的運動控制聯動。

本發明采用以下具體技術方案予以實現：

本發明是一種用于大型風電葉片成型過程中中部支撐裝置的運動控制方法,該控制方法采用上位機與下位機相結合的控制方式。所述中部支撐裝置包括左支撐板、右支撐板和中支撐板。所述上位機為工業計算機，其作用是通過運行支撐軌跡計算程序獲得支撐板的運動軌跡數據，即葉片旋轉到每一時刻時支撐板相應的擺動位置。同時，上位機將所得到的數據在葉片開始旋轉前傳輸給下位機。所述下位機采用翠歐209多軸運動控制器，其作用是將上位機接收來的支撐板運動軌跡數據保存到內存中，當葉片開始旋轉，運動控制器實時讀取葉片所旋轉角度，同時在內存中找到與該角度所對應的支撐板運動位置控制支撐板運動，從而實現控制支撐板對葉片的跟隨擺動。

所述上位機所運行的支撐軌跡計算程序利用Microsoft?Visual?C++6.0編程軟件編寫，所述支撐軌跡計算程序運行時軌跡的計算方法為是，當葉片以葉片旋轉中心旋轉角度為δ時，左支撐板、右支撐板和中支撐板跟隨葉片支撐截面運動到與葉片相貼合的位置，所述葉片旋轉中心位于左支撐板和右支撐板的支撐板擺動中心的正上方，葉片旋轉中心到擺動中心的距離為W，整個運動控制方法中葉片位置固定不動，支撐板擺動中心以葉片旋轉中心為圓心，做半徑為W的圓周運動，左支撐板和右支撐板的桿長為L。

所述的一種用于大型風電葉片成型過程中中部支撐裝置的運動控制方法，它包括以下具體步驟：

一、所述左支撐板和右支撐板的擺動角度計算方法相同，具體為：

（1）讀取葉片輪廓點坐標，在算法中虛擬建立坐標系

通過葉片芯模三維模型截取芯模支撐截面輪廓圖，以及對應的旋轉中心，并將葉片芯模支撐截面輪廓曲線以二維多段線形式保存在DXF文件中，根據DXF文件的數據格式特征編寫程序代碼，提取葉片支撐截面DXF文件數據，得到葉片截面旋轉中心點坐標O(x₀,y₀),以順時針旋轉方向順序依次保存葉片輪廓頂點坐標P(x_Pi,y_Pi)，其中i為葉片輪廓點坐標序號，假設葉片輪廓點個數為S，則i取值1,2,3…S；

（2）求葉尖坐標P_Tip