整体式风电叶片紫外光/电子束原位固化纤维铺放成型装置及方法

摘要

本发明公开了一种整体式风电叶片紫外光/电子束原位固化纤维铺放成型装置及方法，可应用于大型复合材料风电叶片自动化制造领域。本发明针对灌注和分模式风电叶片制造工艺自动化程度较低，劳动强度高，质量不稳定，以及两片式风电叶片胶接强度、整体强度和刚度较低，叶片铺层不能优化设计，制造大型风电叶片比较困难等问题；采用紫外光原位固化纤维铺放制造方法和装置，该方法使用紫外光/电子束原位固化工艺使大型风电叶片成型和固化过程一次完成，整体成型，提高固化效率和叶片的整体性能；同时，结合大型风电叶片纤维铺放制造系统，包括紫外光/电子束原位固化纤维铺放头，预浸带输送系统，芯模支撑装置，整体式风电叶片芯模，卧式或者立式多自由度机床系统和铺放控制系统，以实现整体式大型风电叶片的自动化制造。

主权项

一种整体式风电叶片紫外光/电子束原位固化纤维铺放成型装置，其特征在于，包括支撑风电叶片整体式芯模(4)并能够带动其转动的芯模支撑装置(3)，在多自由度机床系统(5)带动下，附着于其上的紫外光/电子束原位固化纤维铺放头(1)和预浸带输送系统(2)进行整体式风电叶片的自动纤维铺放成型加工，预浸带输送系统(2)将紫外光/电子束固化预浸带输送至紫外光/电子束原位固化纤维铺放头(1)中，由紫外光/电子束原位固化纤维铺放头(1)将紫外光/电子束固化预浸带铺放、压实、固化在整体式风电叶片芯模(4)上；纤维铺放控制系统及多轴联动控制系统(6)根据铺放路径和铺放程序对紫外光/电子束原位固化纤维铺放头(1)、预浸带输送系统(2)、多自由度机床系统(5)和芯模支撑装置(3)协同控制；其中所述的多自由度机床系统(5)为一个或两个卧式多自由度机床系统，包括：纵向导轨(5‑1)，立柱(5‑2)，交叉导轨(5‑3)，横梁(5‑4)和双摆头机构(5‑5)；立柱(5‑2)安装在纵向导轨(5‑1)上，并能够沿纵向导轨(5‑1)移动；交叉导轨(5‑3)安装在立柱(5‑2)上，能够沿立柱(5‑2)上下滑动；横梁(5‑4)安装于交叉导轨(5‑3)上，能够沿交叉导轨(5‑3)垂直于立柱(5‑2)的方向滑动；双摆头机构(5‑5)能够实现机床的两个旋转自由度，其一端安装于横梁(5‑4)上，另一端连接紫外光/电子束原位固化纤维铺放头(1)；当采用两个卧式多自由度机床系统时，在整体式风电叶片芯模(4)两侧各设置一个。