[发明专利]基准传送

说明书

技术领域

本发明总体涉及在制造诸如现代实用级(utility-scale)的风力涡轮机的组成零件这样的大型零件时所使用的技术。更具体地，本发明涉及用于在制造过程中工具间基准对齐(datum alignment)地传送诸如大型风力涡轮机部件这样的工件的方法和装置。

背景技术

在大型模具中制作许多现代风力涡轮机部件(诸如转子叶片)及其组成零件。一旦形成，就将模制零件(moulded part)从模具释放，并且将其传送到进行后续制造步骤的另一个工具。例如，可以将模制零件传送到用于与其它零件进行装配以形成成品部件(finished component)的装配夹具(assembly jig)。还可以将模制零件或成品部件传送到用于机加工或精加工操作的工具。

通常，重要的是，确保工件(例如，上面提到的模制零件)与工件所要传送到的工具之间的精确对齐。这确保在预定可接受公差内正确执行装配操作或后续的机加工或精加工步骤。为了有利于该对齐，工件通常在其周边设置有牺牲部(sacrificial portion)，上面设置有基准特征或等同参照点。工件上的基准特征与该工件所要传送到的工具上的对应基准特征接合或以其它方式对齐，以确保工件与工具的正确对齐。工件的牺牲部最终被去除，以形成成品部件。

上述过程的示例是生产用于风力涡轮机叶片的翼梁(spar)。翼梁是一种在叶片内从根部延伸到尖部以为叶片提供结构刚性的细长增强构件。申请人的PCT专利申请WO2009/153341A2描述了一种由四个部分形成的翼梁：两个翼梁帽和两个剪切腹板(shear web)。翼梁帽各形成风力涡轮机叶片的相应上下气动(aerodynamic)壳的一部分，而剪切腹板包括在翼梁帽之间延伸的纵梁。将两个翼梁帽和两个剪切腹板装配在一起，以形成具有箱形截面的翼梁结构。

翼梁帽由碳纤维增强复合材料制成，并且在凹模(female mould)中形成。一旦形成，就利用起重机或其它提升设备将模制翼梁帽从模具提升，并且传送到用于与两个剪切腹板进行装配以形成翼梁箱结构的装配夹具。

在初始模制过程期间，在每个翼梁帽的端部处创建牺牲部。牺牲部通常包括凸缘。凹基准特征设置在牺牲部上。为了确保翼梁帽在装配夹具上的正确对齐，翼梁帽被设置在装配夹具上，使得凹基准特征与和装配夹具相关联的对应凸基准特征匹配。一旦已经装配好翼梁结构，就去除并丢弃翼梁帽的牺牲部。

在工件上创建牺牲部最终导致材料浪费。本发明的目的是提供更有效且更划算的用于确保工件与工具的正确对齐的方法和装置，这避免了要在工件上设置牺牲部的要求。

当提升并在工具之间传送诸如风力涡轮机转子叶片的一部分这样的非常大的部件时，重要的是，保护部件的精确几何结构并且防止其扭曲或弯曲。许多现代转子叶片实际上被设计为具有特定扭曲(twist)，并且重要的是能够在不改变该扭曲的情况下支撑扭曲部件。目前，坚固的桁架(truss frame)附接到这些部件，使得这些部件在传送期间保持被充分支撑。桁架非常重，并且将其相对于部件定位需要极其谨慎并且需要使用重型提升设备。

本发明的目的还在于提供一种适合于在工具之间传送大型零件的改进方法和装置，这可以有利于风力涡轮机及其组成零件的制造。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于在制造过程中在工具之间基准对齐地传送诸如大型风力涡轮机部件这样的工件的方法，所述方法包括以下步骤：将支撑结构布置为与第一工具基准拼接，所述第一工具支撑工件；将所述工件附接到所述支撑结构；使所述工件从所述第一工具释放；将所述支撑结构布置为与第二工具基准拼接，并且使得所述工件被所述第二工具支撑；以及使所述工件从所述支撑结构释放，其中，将所述支撑结构布置为与所述第一工具和所述第二工具基准拼接确保所述工件相对于所述第二工具的正确对齐。

根据本发明的方法消除了在工件自身上设置基准特征的需要。这是因为支撑结构能够与工具精确地对齐，即，布置为与工具基准拼接，并且工件在工具之间进行传送期间保持附接到支撑结构。因此，本发明消除了在工件上承载基准(datum carrying)的牺牲部的需要，从而在因为牺牲部的去除需要附加的加工步骤导致的材料成本和加工成本两方面，减少材料浪费和成本。