專利名稱：風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的表面加工的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的表面加工方法，比如磨削、拋 光或噴妙、。使用根據(jù)本發(fā)明的方法，可顯著減少處理轉(zhuǎn)子葉片所需的時(shí)間。
除此之外，在轉(zhuǎn)子葉片的整個(gè)表面上，磨削、拋光、石英噴砂(sand blasting) 或玻璃噴丸(glass blasting)的工藝變得更均勻。最后，如果使用根據(jù)本 發(fā)明的方法，則顯著降低了與轉(zhuǎn)子葉片的磨削、拋光、石英噴砂或玻璃噴 丸相關(guān)的成本。
背景技術(shù)：
在專利文獻(xiàn)中已提出用于同時(shí)處理轉(zhuǎn)子葉片的兩個(gè)側(cè)面的各種裝置。
例如，EP 1517033 Al公開了一種用于清潔諸如轉(zhuǎn)子葉片之類的長形 物體的設(shè)備。EP 1517033 Al的設(shè)備包括其間限定一清洗區(qū)域的兩個(gè)主刷 裝置。每個(gè)刷裝置的形狀大致為具有縱向軸線的圓柱形，并可繞所述縱向 軸線旋轉(zhuǎn)。每個(gè)刷裝置至少在其一端與中間框架連接。連接裝置之一包括 允許刷裝置樞轉(zhuǎn)以便接近清洗區(qū)域的鉸接裝置。
WO 03/048569公開了 一種用于處理安裝在風(fēng)輪機(jī)上的轉(zhuǎn)子葉片的表 面的方法和設(shè)備。WO 03/048569中提出的設(shè)備適于相對(duì)于待處理的轉(zhuǎn)子葉 片的表面移動(dòng)。根據(jù)WO 03/048569，可對(duì)安^fr風(fēng)輪機(jī)上的轉(zhuǎn)子葉片的表 面執(zhí)行各種形式的處理，比如清洗、加工和密封。
EP 1517033A僅涉及諸如風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片之類的長形物體的清潔或清 洗。WO 03/04569除清潔外還涉及轉(zhuǎn)子葉片的其它類型的處理。此類其它 類型的處理可以是加工、涂漆和密封。然而，WO 03/04569僅涉及已安裝 在風(fēng)輪機(jī)上的轉(zhuǎn)子葉片的處理。因此，WO 03/04569僅涉及已安裝在風(fēng)輪機(jī)上的轉(zhuǎn)子葉片的維護(hù)。
因此，上述專利申請(qǐng)沒有一個(gè)涉及轉(zhuǎn)子葉片的制造，因?yàn)镋P 1517033A 和WO 03/04569涉及的都是已安裝轉(zhuǎn)子葉片的維護(hù)和/或維修。
與轉(zhuǎn)子葉片的制造有關(guān)的工藝中最耗時(shí)的一個(gè)涉及在對(duì)轉(zhuǎn)子葉片涂漆 之前對(duì)轉(zhuǎn)子葉片的表面處理。其原因是必須確定轉(zhuǎn)子葉片的表面是平整的、 從而確保滿足期望的轉(zhuǎn)子葉片空氣動(dòng)力學(xué)性能。另外，由于要考慮風(fēng)輪機(jī) 產(chǎn)生的噪音，很重要的是轉(zhuǎn)子葉片的表面平整。
在轉(zhuǎn)子葉片制造領(lǐng)域，習(xí)慣以手動(dòng)磨削工藝執(zhí)行轉(zhuǎn)子葉片在涂漆之前 的表面處理，其中磨削裝置被手動(dòng)地移動(dòng)經(jīng)過轉(zhuǎn)子葉片的表面。如上所述， 這是一種很費(fèi)時(shí)的方法。例如， 一個(gè)人要耗費(fèi)15-20小時(shí)來磨削長44米的 轉(zhuǎn)子葉片的兩個(gè)表面。手動(dòng)磨削轉(zhuǎn)子的另 一個(gè)缺點(diǎn)AJ^削程序缺乏均勻性。
因此，需要優(yōu)化風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的表面處理，并同時(shí)減少處理轉(zhuǎn)子葉 片所需的時(shí)間。
因此，滿足上述需要可被視為本發(fā)明的一個(gè)目的。

發(fā)明內(nèi)容
在第一方面中，通過提供一種用于風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的表面處理的方法 來實(shí)現(xiàn)上述目的，所述轉(zhuǎn)子葉片包括將所述轉(zhuǎn)子葉片的大致相對(duì)的第一表 面和第二表面分開的前緣和后緣，該方法包括以下步驟
—提供轉(zhuǎn)子葉片，并至少在根端處以及在沿該轉(zhuǎn)子葉片的縱向軸線的
末端位置處支承所述轉(zhuǎn)子葉片，其中位于所述根端處的支承件-皮i殳置成防 止所述轉(zhuǎn)子葉片繞所述轉(zhuǎn)子葉片的縱向軸線旋轉(zhuǎn)，
-提供以可移動(dòng)方式設(shè)置的第 一表面處理裝置，其適于對(duì)所述轉(zhuǎn)子葉片 的第一表面提供表面處理，以及
誦提供以可移動(dòng)方式設(shè)置的第二表面處理裝置，其適于對(duì)物體的第二表 面提供表面處理，
其中，在所述轉(zhuǎn)子葉片的第一表面和第二表面的表面處理期間，所述 第一表面處理裝置和第二表面處理裝置沿相反的方向移動(dòng)、并分別朝向所述前緣和所述后緣移動(dòng)。
轉(zhuǎn)子葉片的第一和第二表面可以是雙曲面，其含義是待處理轉(zhuǎn)子葉片 的表面沿兩個(gè)互相垂直的方向彎曲?？赡苄枰祟愲p曲面輪廓來滿足預(yù)定 的空氣動(dòng)力學(xué)要求。
根據(jù)本發(fā)明的方法，第 一表面處理裝置可在第 一表面的表面處理期間 從后緣移動(dòng)至前緣。同時(shí)，第二表面處理裝置可在第二表面的表面處理期 間從前緣移動(dòng)至后緣。因此，第一和第二表面處理裝置可在轉(zhuǎn)子葉片的處 理期間沿大體上相反的方向移動(dòng)。
在處理期間，可以支承轉(zhuǎn)子葉片，使得前緣或后緣限定轉(zhuǎn)子葉片的上 緣。因此，前緣和后緣限定一大體上豎直取向的軸線。
第一和第二表面處理裝置可以以大致恒定的速度移動(dòng)經(jīng)過相應(yīng)的轉(zhuǎn)子
葉片表面并在前緣和后緣之間移動(dòng)。第 一表面處理裝置的速度可以與第二 表面處理裝置的速度相同。
在表面處理期間由第 一表面處理裝置和第二表面處理裝置提供并作用 在轉(zhuǎn)子葉片上的力可被平衡，從而基本上避免了轉(zhuǎn)子葉片沿其縱向軸線的 彎曲。此外，通過平衡轉(zhuǎn)子葉片承受的力，防止了轉(zhuǎn)子葉片上不必要的扭 轉(zhuǎn)負(fù)荷。
第 一表面處理裝置可設(shè)置在第 一活動(dòng)臂上，該第 一活動(dòng)臂以可操作方 式連接到適于沿轉(zhuǎn)子葉片的縱向軸線執(zhí)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)。第一活動(dòng) 臂可沿大致垂直于轉(zhuǎn)子葉片的縱向軸線的方向移動(dòng)，從而允許第一表面處 理裝置處理轉(zhuǎn)子葉片的第一表面。第二表面處理裝置可設(shè)置在以可操作方 式連接到框架結(jié)構(gòu)的第二活動(dòng)臂上，該第二活動(dòng)臂可沿大致垂直于轉(zhuǎn)子葉 片的縱向軸線的方向移動(dòng)，從而允許第二表面處理裝置處理轉(zhuǎn)子葉片的第 二表面。
笫一和第二表面處理裝置可分別包括第一和第二磨削裝置。可選地或 另外地，第一和第二表面處理裝置可包括用于通過碾磨劑進(jìn)行拋光、石英 噴砂、玻璃噴丸或其它物理處理的相應(yīng)裝置以對(duì)轉(zhuǎn)子葉片的至少一部分提 供表面加工。可采用 一表面加工機(jī)床執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明笫一方面的方法，該表面加工
機(jī)床包括
-適于執(zhí)行平行于轉(zhuǎn)子葉片的縱向軸線的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)， -適于處理第 一表面的笫 一表面處理裝置，該第 一表面處理裝置設(shè)置在 以可操作方式連接到框架結(jié)構(gòu)上的第一活動(dòng)臂上，第一活動(dòng)臂可沿平行于 第二和第三軸線的方向移動(dòng)，從而允許第一表面處理裝置處理轉(zhuǎn)子葉片的 第一表面，以及
-適于處理第二表面的第二表面處理裝置，該第二表面處理裝置設(shè)置在 以可操作方式連接到框架結(jié)構(gòu)上的第二活動(dòng)臂上，第二活動(dòng)臂可沿平行于 第二和第三軸線的方向移動(dòng)，從而允許第二表面處理裝置處理轉(zhuǎn)子葉片的 第二表面。
第一表面處理裝置可以以可相對(duì)于第一活動(dòng)臂樞轉(zhuǎn)的方式設(shè)置。因此， 第一表面處理裝置可繞大致垂直于縱向軸線的軸線樞轉(zhuǎn)。類似地，第二表 面處理裝置可以以可繞大致垂直于縱向軸線的軸線相對(duì)于第二活動(dòng)臂樞轉(zhuǎn) 的方式設(shè)置。
由于實(shí)踐的原因，待處理的轉(zhuǎn)子葉片可定位在大致水平的裝置中。在 此類裝置中，縱向軸線成為大致水平的軸線，而第一表面處理裝置適于繞 其樞轉(zhuǎn)的軸線成為大致豎直的軸線。由于能夠繞大致豎直的軸線樞轉(zhuǎn)，第 一表面處理裝置能夠調(diào)節(jié)以改變沿水平^:置的轉(zhuǎn)子葉片的縱向的表面輪 廓。
第二軸線可大致垂直予縱向軸線。類似地，第三軸線可大致垂直于縱 向軸線。如上所述，第二和第三軸線限定第一活動(dòng)臂的移動(dòng)方向。
在表面加工機(jī)床的一個(gè)實(shí)施例中，框架結(jié)構(gòu)為適于沿與水平設(shè)置的轉(zhuǎn) 子葉片的縱向軸線的平行方向移動(dòng)的活動(dòng)結(jié)構(gòu)。
框架結(jié)構(gòu)可包括第一和第二立柱，第一立柱以可操作方式連接到第一 活動(dòng)臂，第二立柱以可操作方式連接到第二活動(dòng)臂。第一和第二立柱可以
以大致平行的方式設(shè)置，因?yàn)榈谝缓偷诙⒅謩e沿大致豎直的方向從第 一和第二基部延伸?？稍O(shè)置適于沿平行于第一軸線的方向移動(dòng)框架結(jié)構(gòu)的第一驅(qū)動(dòng)裝置?？捎心軌蛞苿?dòng)框架結(jié)構(gòu)的各種類型的驅(qū)動(dòng)裝置。因此，除
其它驅(qū)動(dòng)裝置外，第一驅(qū)動(dòng)裝置可包括電動(dòng)機(jī)，比如DC電機(jī)、同步電機(jī) 或異步電機(jī)。
可設(shè)置適于沿平行于笫二軸線的方向獨(dú)立地移動(dòng)第一和第二活動(dòng)臂的 第二驅(qū)動(dòng)裝置。第二驅(qū)動(dòng)裝置可包括電動(dòng)機(jī)，比如DC電機(jī)、同步電機(jī)或 異步電機(jī)。第二驅(qū)動(dòng)裝置可適于使第一和第二活動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)關(guān)聯(lián)。表面加 工機(jī)床還可包括適于沿平行于第三軸線的方向獨(dú)立地移動(dòng)第一和第二活動(dòng) 臂的第三驅(qū)動(dòng)裝置，所述第三軸線為大致垂直于第一軸線的一大致水平的 軸線。第三驅(qū)動(dòng)裝置可包括氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置和適當(dāng)?shù)目刂蒲b置。
以下將參照一磨床來描a面加工機(jī)床。然而，本發(fā)明決不應(yīng)局限于 僅包括磨削的表面處理。
在第一和第二表面處理裝置都包括磨削裝置的情況下，所述磨削裝置 可包括以可旋轉(zhuǎn)方式安裝的磨缸，磨缸包括設(shè)置在其外表面中的多個(gè)軌道 或凹槽，所述軌道中的每一個(gè)都適于容納和保持磨削元件。此類磨削元件 可以是可購得的磨削元件，包括由刷列支承的砂紙。每個(gè)磨削裝置還可包 括適于可選地經(jīng)由傳動(dòng)帶旋轉(zhuǎn)磨缸的驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括電動(dòng)機(jī)， 比如DC電機(jī)、同步電機(jī)或異步電機(jī)。
每個(gè)磨缸外表面的多個(gè)軌道可以是主要沿磨缸的縱向布置的線性成形 的軌道。"主要"的含義是線性成形的軌道或凹槽可以與以可旋轉(zhuǎn)方式安 裝的磨缸的中心軸線成一角度。此外，磨缸表面的多個(gè)軌道可以以大致平 行的方式布置。
每個(gè)磨削裝置還可包括適于在磨削物體時(shí)抵接第 一或第二雙曲面的間 距裝置，所述間距裝置在物體的磨削期間限定第一或第二表面和磨缸中心 軸線之間的最小工作間距。每個(gè)間距裝置可包括第一組和第二組以可旋轉(zhuǎn) 方式安裝的輪子，所述第一組和第二組輪子設(shè)置在第一和第二支架上，所 述第一和第二支架相對(duì)于磨缸軸向設(shè)置。因此，每個(gè)磨削裝置可包括于軸
向上設(shè)置在兩個(gè)間距裝置之間的、以可旋轉(zhuǎn)方式安裝的磨缸，每個(gè)間距裝 置都包括支架和多個(gè)布置在其上的以可旋轉(zhuǎn)方式安裝的輪子。第一組輪子可設(shè)置在第一支架的彎曲部上。類似地，第二組輪子可設(shè) 置在第二支架的彎曲部上。
表面加工機(jī)床還可包括適于f 1導(dǎo)磨削粉塵離開磨削裝置的除塵裝置。 表面加工機(jī)床還可包括控制裝置，其至少適于控制框架結(jié)構(gòu)和物體之間的 相對(duì)運(yùn)動(dòng)、以及控制至少第一活動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)。
優(yōu)選地，表面加工機(jī)床的整體操作可由具有用戶友好界面的基于PLC 的控制模塊控制。表面加工機(jī)床的用戶例如可經(jīng)由設(shè)置在控制面板上的觸 摸屏將控制參數(shù)一一比如待磨削轉(zhuǎn)子葉片的長度或類型一一輸入到控制模 塊中。其它預(yù)定的控制參數(shù)可預(yù)先儲(chǔ)存在控制模塊中。
優(yōu)選地，控制模塊能夠同時(shí)地控制和協(xié)調(diào)表面加工機(jī)床沿轉(zhuǎn)子葉片縱 向的運(yùn)動(dòng)、兩個(gè)活動(dòng)臂的豎直和水平運(yùn)動(dòng)、以及以可樞轉(zhuǎn)方式聯(lián)接至兩個(gè) 活動(dòng)臂中的相應(yīng)一個(gè)的兩個(gè)磨削裝置的操作和控制。因此，通過例如僅輸 入待磨削的轉(zhuǎn)子葉片的尺寸，表面加工機(jī)床自動(dòng)磨削轉(zhuǎn)子葉片的兩個(gè)雙曲 面。
在開始磨削之前，該方法還可包括通過分別使用第一和第二活動(dòng)臂定 位第一和第二磨削裝置而將第一和第二磨削裝置移動(dòng)至相應(yīng)的開始磨削位 置的步驟。該方法還可包括致動(dòng)第一和第二磨削裝置中的每一個(gè)、并以大 致同步的方式磨削轉(zhuǎn)子葉片的第一和第二雙曲面的至少一部分的步驟。


現(xiàn)在參考附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明，其中
圖l示出定位在自動(dòng)表面加工機(jī)床中的轉(zhuǎn)子葉片，
圖2示出自動(dòng)表面加工機(jī)床的放大視圖，
圖3示出自動(dòng)表面加工機(jī)床的框架結(jié)構(gòu)的剖視圖，
圖4示出用于支承定位在自動(dòng)表面加工機(jī)床中的轉(zhuǎn)子葉片的支承元
件，
圖5示出自動(dòng)表面加工機(jī)床的磨削裝置的側(cè)視圖， 圖6示出自動(dòng)表面加工機(jī)床的磨削裝置的仰視圖，圖7示出抵接轉(zhuǎn)子葉片的表面的磨削裝置，
圖8示出磨削裝置的間距元件，以及
圖9以剖視圖示出如何處理轉(zhuǎn)子葉片表面。
雖然本發(fā)明允許各種改型和可選形式，但特定實(shí)施例已在圖中舉例示 出并將在本文中詳細(xì)描述。然而，應(yīng)理解本發(fā)明并非意在局限于所公開的 具體形式。相反，本發(fā)明意圖涵蓋落在如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精 神和范圍內(nèi)的所有改型、等同方案和可選方案。
具體實(shí)施例方式
總體而言，本發(fā)明涉及一種適于處理雙曲面一一比如風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片 的雙曲面一一的方法。根據(jù)本發(fā)明的方法使用一配備有適當(dāng)?shù)目刂蒲b置的 表面加工機(jī)床，使得可自動(dòng)處理轉(zhuǎn)子葉片相對(duì)的雙曲面?？刂蒲b置還有助 于同時(shí)處理轉(zhuǎn)子葉片相對(duì)的雙曲面。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是優(yōu)化了轉(zhuǎn)子葉片 的表面加工工藝，從而，除其它優(yōu)點(diǎn)外，還實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子葉片表面更為均勻 的處理。此外，與手動(dòng)工藝相比顯著減少了處理轉(zhuǎn)子葉片所需的時(shí)間。
此外，本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由第一和第二表面處理裝置提供的力得以 平衡，以避免轉(zhuǎn)子葉片的末端、從而薄端在處理期間彎曲。
才艮據(jù)本發(fā)明的方法，轉(zhuǎn)子葉片的處理可包括轉(zhuǎn)子葉片的表面的磨削、 拋光、石英噴砂或玻璃噴丸。為簡(jiǎn)單起見，將參考一磨床和相關(guān)的磨削工 藝描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明決不應(yīng)局限于僅包括磨削的表面處理。
圖la示出定位在自動(dòng)磨床2中的轉(zhuǎn)子葉片1。應(yīng)當(dāng)注意，轉(zhuǎn)子葉片相 對(duì)于磨床的取向也可以是相反的，即，將轉(zhuǎn)子葉片的薄端定位在磨床中。 磨床2被設(shè)置成在轉(zhuǎn)子葉片的縱向上沿軌道3、 4移動(dòng)。圖la所示的轉(zhuǎn)子 葉片為長44m的轉(zhuǎn)子葉片，但是顯而易見的是，也可用自動(dòng)磨床磨削具有 不同長度的轉(zhuǎn)子葉片。如圖la所示，轉(zhuǎn)子葉片定位在一接近水平的位置上、 由支承元件5、 6、 7支承。支承元件5，用于在轉(zhuǎn)子葉片反向定位的情況下 固定轉(zhuǎn)子葉片的基座端。
圖lb示出具有定位在其中的轉(zhuǎn)子葉片1的磨床2的放大^L圖。如圖所示，該磨床包括具有兩個(gè)豎直設(shè)置的立柱9、 10的框架結(jié)構(gòu)8。臂(未在 圖lb中示出)以可移動(dòng)方式聯(lián)接至每個(gè)立柱9、 10，使得磨削裝置11可 在轉(zhuǎn)子葉片的前端和后端之間自由地移動(dòng)。磨削裝置11以可樞轉(zhuǎn)方式聯(lián)接
至以可移動(dòng)方式^:置在立柱io上的臂。因此，通過將活動(dòng)臂相對(duì)于轉(zhuǎn)子葉
片1的豎直運(yùn)動(dòng)和^f匡架結(jié)構(gòu)8相對(duì)于轉(zhuǎn)子葉片1的水平運(yùn)動(dòng)相結(jié)合，可同 時(shí)磨削轉(zhuǎn)子葉片l的兩個(gè)相對(duì)的雙曲面。
圖2a和2b示出兩個(gè)不同的視角中的自動(dòng)磨床。如這兩個(gè)圖所示，磨 床以可移動(dòng)方式:^殳置在導(dǎo)軌15、 16上。如上所述，這些導(dǎo)軌被設(shè)置成沿水 平設(shè)置的轉(zhuǎn)子葉片的縱向引導(dǎo)磨床。設(shè)置電動(dòng)機(jī)17以沿導(dǎo)軌15、 16移動(dòng) 磨床。電動(dòng)機(jī)聯(lián)接至若干個(gè)輪子18，這使得磨床可沿轉(zhuǎn)子葉片的縱向移動(dòng)。 多個(gè)另外的輪子(未示出)將磨床支承在導(dǎo)軌15、 16上。防護(hù)罩19、 20、 21、 22包圍磨床以最大P艮度地降低人在磨床的運(yùn)轉(zhuǎn)期間受傷的風(fēng)險(xiǎn)。
圖2b從不同視角示出磨床。包括具有與之聯(lián)接的磨削裝置24、 25的 兩個(gè)活動(dòng)臂23 (僅示出一個(gè)臂)的活動(dòng)裝置被設(shè)置成沿每個(gè)立柱26、 27 豎直移動(dòng)。將參照?qǐng)D5-8更詳細(xì)地描述兩個(gè)磨削裝置24、 25中的每一個(gè)。 活動(dòng)臂可通過電動(dòng)機(jī)28 (在圖2b中僅示出一個(gè)電動(dòng)機(jī))沿立柱26、 27移 動(dòng)。顯然，也可采用其它類型的用于移動(dòng)活動(dòng)臂的裝置，比如液壓或氣動(dòng) 裝置。活動(dòng)臂應(yīng)能夠執(zhí)行至少與水平定位的轉(zhuǎn)子葉片的高度匹配的豎直運(yùn) 動(dòng)。因此，在44m長的轉(zhuǎn)子葉片的情況下，活動(dòng)臂應(yīng)能移動(dòng)至少4m的豎 直距離。
為了能夠跟隨轉(zhuǎn)子葉片的兩個(gè)雙曲面，磨削裝置24、 25應(yīng)可朝向和遠(yuǎn) 離轉(zhuǎn)子葉片的表面移動(dòng)。因此，磨削裝置24、 25應(yīng)能沿一垂直于轉(zhuǎn)子葉片 縱向的大致水平的方向移動(dòng)。通過使磨削裝置24、 25以可樞轉(zhuǎn)方式與之聯(lián) 接的活動(dòng)臂水平移位而提供磨削裝置24、 25朝向和遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子葉片的運(yùn)動(dòng)。 每個(gè)活動(dòng)臂的水平運(yùn)動(dòng)由氣動(dòng)裝置提供，但也可采用其它裝置。為了能夠 跟隨轉(zhuǎn)子葉片的雙曲面，磨削裝置24、 25如上所述以可樞轉(zhuǎn)方式^l接至活 動(dòng)臂。因此，每個(gè)磨削裝置24、 25都被設(shè)置成繞一大致豎直的軸線樞轉(zhuǎn)， 從而使得每個(gè)磨削裝置可調(diào)節(jié)至轉(zhuǎn)子葉片縱向上的傾斜表面部分。圖3示出圖2所示的自動(dòng)磨床的右側(cè)的剖視圖。采用與圖2a中相同的 參考標(biāo)號(hào)，圖3示出聯(lián)接至立柱26的以可移動(dòng)方式設(shè)置的臂23。具有適 當(dāng)?shù)臋C(jī)械聯(lián)接裝置一一比如齒輪裝置一一的電動(dòng)機(jī)28響應(yīng)于所提供的電 機(jī)控制信號(hào)而沿立柱26移動(dòng)臂23。磨削裝置24以可樞轉(zhuǎn)方式聯(lián)接至臂23， 從而使得磨削裝置24可繞大致豎直的軸線樞轉(zhuǎn)。在磨削期間，活動(dòng)臂23 致使磨削裝置與轉(zhuǎn)子葉片的表面29接觸?？刂茩C(jī)構(gòu)確保在磨削期間磨削裝 置以預(yù)定的力向轉(zhuǎn)子葉片的表面機(jī)械偏壓。如上所述，氣動(dòng)裝置(未示出) 提供臂23的水平運(yùn)動(dòng)。
圖4示出用于支承水平布置的轉(zhuǎn)子葉片的支承元件。如圖4a所示，轉(zhuǎn) 子葉片的基座固定于其上的支承元件包括基部30、兩個(gè)側(cè)部31和固定部 32。在固定部32中，設(shè)置了若干個(gè)軌道33，此處為四個(gè)。這些軌道中的 每一個(gè)均適于容納固定于轉(zhuǎn)子葉片基座中的螺栓。圖4b示出用于支承轉(zhuǎn)子 葉片的本體的支承元件。圖4b的支承元件包括基座34、三個(gè)立柱35和用 于容納轉(zhuǎn)子葉片的邊緣的V形保持架36。支承元件的定位在圖1中示出。
圖5示出自動(dòng)磨床的磨削裝置。如圖2所示，自動(dòng)磨床釆用兩個(gè)磨削 裝置， 一個(gè)磨削裝置用于磨削轉(zhuǎn)子葉片的相對(duì)的雙曲面中的一個(gè)。如圖5 所示，磨削裝置包括由電動(dòng)機(jī)38經(jīng)由傳動(dòng)帶(未示出)驅(qū)動(dòng)的以可旋轉(zhuǎn)方 式安裝的磨削元件37。電動(dòng)機(jī)38可以是同步電機(jī)、異步電機(jī)或DC電機(jī)。 磨削裝置還包括一組活動(dòng)罩39、 40,其以可傾斜方式設(shè)置以便能夠跟隨轉(zhuǎn) 子葉片表面的豎直輪廓變化。為了不損壞或刮擦轉(zhuǎn)子葉片的表面，并且為 了確保磨削裝置和轉(zhuǎn)子葉片表面之間的適當(dāng)接觸，活動(dòng)罩39、 40的邊緣配 備有從活動(dòng)罩39、 40的邊緣延伸的軟刷41。設(shè)置多個(gè)以可樞轉(zhuǎn)方式安裝 的支承元件42以支承兩個(gè)風(fēng)箱狀的罩(未示出)。與活動(dòng)罩39、 40相結(jié) 合，這些風(fēng)箱狀軍將最大限度地減小從磨削裝置內(nèi)部逸出的磨削粉塵的量。 為了引導(dǎo)磨削粉塵離開磨削裝置，設(shè)置了一對(duì)抽吸連接支管43。這些抽吸 連接支管經(jīng)由 一對(duì)柔性管與外部抽吸裝置連接。
磨削元件37包括一以可旋轉(zhuǎn)方式安裝的缸形元件，該元件具有多個(gè)設(shè) 置在其中的線性表面凹槽。優(yōu)選地，多個(gè)線性表面凹槽以大致平行的方式設(shè)置。就取向而言，多個(gè)表面凹槽優(yōu)選地相對(duì)于缸形元件的中心軸線傾斜。 每個(gè)表面凹槽均適于容納磨削刷一一磨削刷包括由柔性刷支承的徑向延伸 的砂紙。此類磨削刷可從各類供應(yīng)商處購得。磨削元件的總長度大約為
80cm。磨削元件的高度在5cm左右。
為了保證均勻磨削轉(zhuǎn)子葉片的表面，在磨削元件37的兩個(gè)相對(duì)側(cè)設(shè)置 一對(duì)間距保證件44、 45。這些間距保證件44、 45設(shè)定轉(zhuǎn)子葉片表面和磨 削裝置之間的工作間距。如圖5所示，每個(gè)間距保證件44、 45包括一框架 結(jié)構(gòu)46和多個(gè)設(shè)置在其上的以可旋轉(zhuǎn)方式安裝的輪子47。在磨削期間， 一些輪子47抵接轉(zhuǎn)子葉片的被磨削表面。下面對(duì)這些間距保證件進(jìn)行更詳 細(xì)的描述。
在磨削轉(zhuǎn)子葉片的表面部分期間，相關(guān)的磨削裝置向祐磨削的表面部 分機(jī)械偏壓。機(jī)械偏壓的含義是以基本恒定和預(yù)定的力將磨削裝置推向該 表面。如上所述，磨削裝置由氣動(dòng)裝置移向轉(zhuǎn)子葉片的表面。采用反饋環(huán) 形式的控制機(jī)構(gòu)確保氣動(dòng)裝置維持磨削裝置和轉(zhuǎn)子葉片表面之間的預(yù)定的 力?？筛淖兤珘毫σ詽M足特定要求，比如磨削速度、砂紙的類型等。
圖6以仰視圖視角示出磨削裝置，而圖7示出抵接轉(zhuǎn)子葉片表面的磨 削裝置。
圖8示出磨削裝置的間距保證件48。如圖所示，間距保證件48包括 一框架結(jié)構(gòu)49和多個(gè)連接到其上的以可旋轉(zhuǎn)方式安裝的輪子50?？蚣芙Y(jié) 構(gòu)的彎曲部49和以可旋轉(zhuǎn)方式安裝的輪子50的彎曲定位確保能夠以均勻 的方式執(zhí)行對(duì)轉(zhuǎn)子葉片的豎向彎曲的表面部的磨削，因?yàn)檩喿?0適于在磨 削期間抵接轉(zhuǎn)子葉片的表面。
圖9示出取向方式為其前緣54向下而其后緣55向上的轉(zhuǎn)子葉片51 的剖視圖。原則上，轉(zhuǎn)子葉片51能夠以相反的方式取向，即，其后緣55 向下而其前緣54向上。
風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的一個(gè)結(jié)構(gòu)特性是它們對(duì)于扭應(yīng)力相當(dāng)不敏感?？赏?過以不對(duì)稱方式處理一一比如磨削、拋光、石英噴砂或玻璃噴丸一一轉(zhuǎn)子 葉片來利用這種對(duì)扭應(yīng)力的不敏感性。然而，由于風(fēng)輪機(jī)葉片一一特別是靠近其末端處并從而是最薄端處一一是可彎曲的，所以優(yōu)選地應(yīng)以平衡的 方式同時(shí)執(zhí)行轉(zhuǎn)子葉片相對(duì)表面的處理。
圖9的轉(zhuǎn)子葉片由兩個(gè)跟隨轉(zhuǎn)子葉片51的表面輪廓56、 57的磨削裝 置52、 53磨削。如圖9所示，通過^^隨圖9中的虛線，磨削裝置53從前 緣54沿朝向轉(zhuǎn)子葉片的后緣55的方向移動(dòng)，而磨削裝置52從后緣55沿 朝向轉(zhuǎn)子葉片的前緣54的方向移動(dòng)。磨削裝置52、 53的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)被同時(shí) 執(zhí)行。
由于風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片對(duì)于扭應(yīng)力相當(dāng)不敏感，可如圖9所示以不對(duì)稱 的方式執(zhí)行比如表面磨削的表面加工。然而，為了避免在表面處理期間在 轉(zhuǎn)子葉片上產(chǎn)生不必要的扭轉(zhuǎn)負(fù)荷以及為了避免轉(zhuǎn)子葉片末端的彎曲，兩 個(gè)磨削裝置52、 53產(chǎn)生的力被平衡。
磨削裝置52、 53的旋轉(zhuǎn)方向可如圖9中所示。然而，旋轉(zhuǎn)方向可選地 可反向。在圖9中，通過相對(duì)于轉(zhuǎn)子葉片沿順時(shí)針方向移動(dòng)兩個(gè)磨削裝置 來磨削轉(zhuǎn)子葉片的表面。然而，相對(duì)于轉(zhuǎn)子葉片沿逆時(shí)針方向移動(dòng)磨削裝 置也是可行的。
可通過使磨削裝置52、 53以大致恒定的速度移動(dòng)經(jīng)過表面56、 57來 磨削轉(zhuǎn)子葉片的兩個(gè)相對(duì)的表面56、 57?？蛇x地，可通過使磨削裝置以取 決于轉(zhuǎn)子葉片輪廓的速度移動(dòng)經(jīng)it^面56、 57來磨削表面56、 57。因此， 執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的磨削方法的磨床可構(gòu)造成用大體上相同的時(shí)間將磨削裝 置52從后緣移動(dòng)至前緣并將磨削裝置53從前緣移動(dòng)至后緣。
用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的自動(dòng)表面加工機(jī)床的整體操作由具有用 戶友好界面的基于PLC的控制模塊執(zhí)行。自動(dòng)表面加工機(jī)床的用戶經(jīng)由設(shè) 置在控制面板上的觸摸屏將控制參數(shù)輸入至控制模塊?？刂颇K能夠同時(shí) 控制和協(xié)調(diào)才幾床沿轉(zhuǎn)子葉片縱向的運(yùn)動(dòng)、兩個(gè)活動(dòng)臂的豎直和水平運(yùn)動(dòng)、 以及以可樞轉(zhuǎn)方式聯(lián)接至兩個(gè)活動(dòng)臂的兩個(gè)表面加工裝置的操作。因此， 通過僅輸入待處理轉(zhuǎn)子葉片的尺寸，用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的表面加 工才幾床自動(dòng)地處理轉(zhuǎn)子葉片的兩個(gè)雙曲面。與例如44m轉(zhuǎn)子葉片的手動(dòng)磨 削工藝相比，磨削此類轉(zhuǎn)子葉片所需的時(shí)間顯著減少。在磨削的情況下，可選擇自動(dòng)表面加工機(jī)床所采用的磨削模式一一即磨削裝置相對(duì)于待磨削 表面的運(yùn)動(dòng)模式一一以滿足特定要求。因此，除其它磨削模式外，還可采
用一光柵式(raster-like)模式?？筛淖兤渌c控制有關(guān)的參數(shù)——比如磨 削裝置的磨削元件的轉(zhuǎn)速、磨削速度、相鄰磨削軌道之間的可能的空間重 疊一一以滿足特定要求。
權(quán)利要求
1.一種用于風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的表面處理的方法，所述轉(zhuǎn)子葉片包括將所述轉(zhuǎn)子葉片的大致相對(duì)的第一表面和第二表面分開的前緣和后緣，所述方法包括以下步驟--提供轉(zhuǎn)子葉片，并至少在根端處以及在沿該轉(zhuǎn)子葉片的縱向軸線的末端位置處支承所述轉(zhuǎn)子葉片，其中位于所述根端處的支承件被設(shè)置成防止所述轉(zhuǎn)子葉片繞所述轉(zhuǎn)子葉片的縱向軸線旋轉(zhuǎn)，-提供以可移動(dòng)方式設(shè)置的第一表面處理裝置，其適于對(duì)所述轉(zhuǎn)子葉片的第一表面提供表面處理，以及-提供以可移動(dòng)方式設(shè)置的第二表面處理裝置，其適于對(duì)物體的第二表面提供表面處理，其中，在所述轉(zhuǎn)子葉片的第一表面和第二表面的表面處理期間，所述第一表面處理裝置和第二表面處理裝置沿相反的方向移動(dòng)、并分別朝向所述前緣和所述后緣移動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，所述第一表面處理裝置在所述第 一表面的表面處理期間從所述后緣移動(dòng)至所述前緣，而所迷第二表面處理 裝置在所述第二表面的表面處理期間從所述前緣移動(dòng)至所述后緣。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中，在處理期間支承所述轉(zhuǎn)子葉 片，使得所述前緣或所述后緣限定所述轉(zhuǎn)子葉片的上緣。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l-3中任一項(xiàng)的方法，其中，所述第一表面處理裝 置和第二表面處理裝置以大致恒定的速度在所述前緣和所述后緣之間移 動(dòng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l-4中任一項(xiàng)的方法，其中，在表面處理期間由所述第一表面處理裝置和第二表面處理裝置提供并作用在所述轉(zhuǎn)子葉片上的 力被平衡，從而基本上避免了所述轉(zhuǎn)子葉片沿其縱向軸線的彎曲。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l-5中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一表面處 理裝置設(shè)置在以可操作方式連接到適于沿所述轉(zhuǎn)子葉片的縱向軸線執(zhí)行相 對(duì)運(yùn)動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)的第一活動(dòng)臂上，所述第一活動(dòng)臂能夠沿大致垂直于所 述轉(zhuǎn)子葉片的縱向軸線的方向移動(dòng)，從而允許所述第一表面處理裝置處理 所述轉(zhuǎn)子葉片的第一表面，并且其中，所述第二表面處理裝置設(shè)置在以可 操作方式連接到所述框架結(jié)構(gòu)的第二活動(dòng)臂上，所述第二活動(dòng)臂能夠沿大 致垂直于所述轉(zhuǎn)子葉片的縱向軸線的方向移動(dòng)，從而允許所述第二表面處 理裝置處理所述轉(zhuǎn)子葉片的第二表面。
7. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中，所述第一表面處理裝置 和第二表面處理裝置分別包括第 一磨削裝置和第二磨削裝置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l-6中任一項(xiàng)的方法，其中，所述第一表面處理裝 置和第二表面處理裝置包括用于通過碾磨劑進(jìn)行拋光、石英噴砂、玻璃噴 丸或其它物理處理的相應(yīng)裝置以對(duì)所述轉(zhuǎn)子葉片的至少一部分提供表面加 工。
9. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中，所述第一表面處理裝置 和笫二表面處理裝置是以可樞轉(zhuǎn)的方式設(shè)置的。
10. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中，所述第一表面處理裝置 和第二表面處理裝置每個(gè)都包括適于在所述轉(zhuǎn)子葉片的處理期間抵接所述 第 一表面或第二表面的間距裝置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中，每個(gè)所述間距裝置都包括第一組以可旋轉(zhuǎn)方式安裝的輪子和第二組以可旋轉(zhuǎn)方式安裝的輪子。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，所述第一組輪子設(shè)置在第一支 架的彎曲部上，并且其中，所述第二組輪子設(shè)置在第二支架的彎曲部上。
13. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，進(jìn)一步包括提供適于引導(dǎo)粉塵 離開所述第一表面處理裝置和第二表面處理裝置的除塵裝置的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片(1)的表面處理的方法，所述轉(zhuǎn)子葉片包括將所述轉(zhuǎn)子葉片的大致相對(duì)的第一和第二表面分開的前緣和后緣。所述方法包括如下步驟提供風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片；至少在根端處以及在沿轉(zhuǎn)子葉片縱向軸線的末端位置處支承所述轉(zhuǎn)子葉片；以及提供適于對(duì)轉(zhuǎn)子葉片的第一和第二表面提供表面處理的以可移動(dòng)方式設(shè)置的第一和第二表面處理裝置(24，25)，其中在轉(zhuǎn)子葉片的第一和第二表面的表面處理期間，第一和第二表面處理裝置沿相反的方向移動(dòng)、并分別朝向前緣和后緣移動(dòng)。
文檔編號(hào)B24B19/14GK101631646SQ200780047303
公開日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2007年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者A·薩爾代拉諾, B·西格, K·H·莫勒 申請(qǐng)人:維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)有限公司