CN116164697A - 一种风电叶片模具型面变形测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电叶片模具型面变形测量方法及装置，属于风电叶片模具型面变形测量技术领域，包括以下步骤，固定基准点的高度，测点设置于风电叶片模具的外壁上；风电叶片模具调试至型面精度合格后，将此状态设为基准状态；测量基准状态下所述基准点和所述测点之间的高差，设为基准高差h0；测量风电叶片模具使用后所述基准点和所述测点之间的高差，设为过程高差h；根据所述过程高差h与所述基准高差h0，计算得到高差变化值，即为风电叶片模具的变形状态；若h‑h0>0，表示测点位置型面上移，若h‑h0<0，表示测点位置型面下移。本发明无需人力测量；可测量模具在合模满载状态下的模具型面变形；不依赖激光跟踪仪的调配，模具调试和保养的管理成本更低。

Description

一种风电叶片模具型面变形测量方法及装置

技术领域

本发明涉及风电叶片模具型面变形测量技术领域，具体涉及一种风电叶片模具型面变形测量方法及装置。

背景技术

受风面积和受风效率是影响风电叶片发电效率的两个重要因素：受风面积依赖于叶片的长度，受风效率则依赖于叶片的空气动力学精度。

随着风电领域对发电效率提高需求越来越迫切，风电叶片在尺寸上也变得越来越长，以获得更大的受风面积，但尺寸的增大同时也对叶片的空气动力学精度提出了更高的要求。

在工艺上，风电叶片的制作依赖于风电叶片模具，因此风电叶片模具的精度很大程度上决定了叶片精度。对于风电叶片模具精度的测量，目前行业内通常采用激光跟踪仪在空模且打开的状态下扫描产品面表面，确定风电叶片的变形状态后再通过风电叶片模具底部的调节件将模具调节至合格精度。然而，随着技术的逐渐发展，这种测量方法已经越来越不具有优势：

一是数据采集的人工特性，使得风电叶片模具型面的测量和调试时间随着模具尺寸增大而急剧提高；

二是光学测量对环境的限制较大，只能在开模且空载状态下进行测量，但模具在满载服役下的精度才是最需要测量的工况；

三是测量方法对仪器依赖大，激光跟踪仪目前的高价格和待调试模具数量急剧升高之间的矛盾越来越明显，造成仪器的空间和时间调配成本越来越高。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种风电叶片模具型面变形测量方法及装置；该风电叶片模具型面变形测量方法及装置无需人力测量；可测量模具在合模满载状态下的模具型面变形；不依赖激光跟踪仪的调配，模具调试和保养的管理成本更低。

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种风电叶片模具型面变形测量方法，包括以下步骤，

(1)固定基准点的高度，测点设置于风电叶片模具的外壁上；

(2)风电叶片模具调试至型面精度合格后，将此状态设为基准状态；

(3)测量基准状态下所述基准点和所述测点之间的高差，设为基准高差h0；

(4)测量风电叶片模具使用后所述基准点和所述测点之间的高差，设为过程高差h；

(5)根据所述过程高差h与所述基准高差h0，计算得到高差变化值，即为风电叶片模具的变形状态；

若h-h0>0，表示测点位置型面上移，

若h-h0<0，表示测点位置型面下移。

优选的，将所有测点的高差变化值采用可视化模式显示，得到风电叶片模具的变形状态。

优选的，所述测点为多个，多个所述测点等间距间隔设置于风电叶片模具的外壁上。

优选的，当测量风电叶片模具纵向截面位置的高低变形状态时，步骤(1)中多个所述测点在风电叶片模具纵向截面处的外壁上纵向间隔设置。

优选的，当测量风电叶片模具横向截面位置的高低变形状态时，步骤(1)中多个所述测点在风电叶片模具横向截面处的外壁上横向间隔设置。

优选的，当测量风电叶片模具整体型面变形状态时，步骤(1)中多个所述测点在风电叶片模具的外壁上阵列排布设置。

优选的，所述风电叶片模具型面变形测量方法采用静力水准仪进行测定。

一种风电叶片模具型面变形测量装置，包括基准点高度测定模块、测点高度测定模块、数据采集模块和显示模块；

所述基准点高度测定模块，用于测定基准点的高度，所述基准点的高度固定；

所述测点高度测定模块，用于测定测点的高度，所述测点设置于风电叶片模具的外壁上，所述测点高度测定模块用于测定风电叶片模具基准状态下所述测点的高度，及用于测定风电叶片模具使用后所述测点的高度；

数据采集模块，用于风电叶片模具基准状态下，接收所述基准点高度测定模块测定的第一基准点高度值和所述测点高度测定模块测定的第一测点高度值，并计算所述第一测点高度值与所述第一基准点高度值的高差，得到基准高差h0；用于风电叶片模具使用后，接收所述基准点高度测定模块测定的第二基准点高度值和所述测点高度测定模块测定的第二测点高度值，并计算所述第二测点高度值与所述第二基准点高度值的高差，得到过程高差h，并根据所述过程高差h与所述基准高差h0，计算得到高差变化值；

显示模块，用于显示数据采集模块计算得到的高差变化值。

优选的，所述基准点高度测定模块、所述测点高度测定模块均为静力水准仪。

优选的，所述测点为多个，多个用于测定所述测点高度的静力水准仪等间距间隔设置于所述风电叶片模具外壁上。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明具有自动化和连续性等特征，无需人力测量即可自发将风电叶片模具的变形状态进行测量并反馈；

2.本发明可测量风电叶片模具在合模满载状态下的模具型面变形，更贴近行业型面测量痛点，使得风电叶片的精度更高，从而提高产能和质量；

3.本发明采用高精度成本低的静力水准仪传感器，使得风电叶片模具不再依赖于激光跟踪仪的调配，模具调试和保养的管理成本更低。

附图说明

为更清楚地说明背景技术或本发明的技术方案，下面对具体实施方式中结合使用的附图作简单地介绍；显而易见地，说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

图1为本发明具体实施方式的实施流程示意图。

图2为本发明具体实施方式的实施例1测点布置位置侧视示意图。

图3为本发明具体实施方式的实施例1测点布置位置俯视示意图。

图4为本发明具体实施方式的实施例2测点布置位置俯视示意图。

图5为本发明具体实施方式的实施例3测点布置位置俯视示意图。

图中所示：1-风电叶片模具；2-基准点；3-测点。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

同时，本说明书中所引用的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

同时，在本说明书的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本申请基于静力水准仪，提供了一种风电叶片模具的低成本、高精度、高连续性的型面变形测量方法，通过将静力水准仪合理分布于风电叶片模具背侧表面，通过各点高程变化，将风电叶片模具整体变形状态反馈出来。

具体的，本申请的核心思想是通过测量型面上的静力水准仪(测点3)和固定高度的静力水准仪(基准点2)之间的高差，反映出测点位置垂直方向的高差变化；通过所有测点的高差变化，反映出风电叶片模具整体的变形状态。

使用时，测点将测量位置的变形状态实时反馈至计算机，即可测量开模、合模状态下的轴线、纵向截面、整体型面变形状态。

实施例1

如图1所示，本实施例公开了一种风电叶片模具型面变形测量方法，用于测定模具某一纵向截面位置处的高度变形状态，包括以下步骤，

(1)固定基准点2的高度，多个测点3在风电叶片模具1任一纵向截面处的外壁上纵向间隔设置；

(2)风电叶片模具1调试至型面精度合格后，将此状态设为基准状态；

(3)测量基准状态下所述基准点2和所述测点3之间的高差，设为基准高差h0；

(4)测量风电叶片模具1使用后所述基准点2和所述测点3之间的高差，设为过程高差h；

(5)根据所述过程高差h与所述基准高差h0，计算得到高差变化值，即为风电叶片模具的变形状态；

若h-h0>0，表示测点位置型面上移，

若h-h0<0，表示测点位置型面下移。

其中，将所有测点3的高差变化值采用可视化模式显示，得到风电叶片模具1的该纵向截面位置的高低变形状态。

其中，所述测点3为多个，多个所述测点3等间距间隔设置于风电叶片模具1的外壁上。

实际运行时，所述测点3会设置有多个(具体数量，使用者依据模具实际大小自行决定)，多个所述测点3等间距间隔设置于所述风电叶片模具1的外壁上；等间距间隔的设置更利于数据采集的均匀性，提高数据精确性。

其中，所述风电叶片模具型面变形测量方法采用静力水准仪进行测定，使用时，注意要保证静力水准仪处于平衡状态，且静力水准仪中的水面平稳无波动。

如图2和3所示，本实施例还公开了风电叶片模具型面变形测量方法所使用的测量装置-一种风电叶片模具型面变形测量装置，包括基准点高度测定模块、测点高度测定模块、数据采集模块和显示模块；

所述基准点高度测定模块，用于测定基准点2的高度，所述基准点2的高度固定；

所述测点高度测定模块，用于测定测点3的高度，多个所述测点3在风电叶片模具1纵向截面处的外壁上纵向间隔设置，所述测点高度测定模块用于测定风电叶片模具1基准状态下所述测点3的高度，及用于测定风电叶片模具1使用后所述测点3的高度；

数据采集模块，用于风电叶片模具1基准状态下，接收所述基准点高度测定模块测定的第一基准点高度值和所述测点高度测定模块测定的第一测点高度值，并计算所述第一测点高度值与所述第一基准点高度值的高差，得到基准高差h0；用于风电叶片模具1使用后，接收所述基准点高度测定模块测定的第二基准点高度值和所述测点高度测定模块测定的第二测点高度值，并计算所述第二测点高度值与所述第二基准点高度值的高差，得到过程高差h，并根据所述过程高差h与所述基准高差h0，计算得到高差变化值；

显示模块，用于显示数据采集模块计算得到的高差变化值。

其中，所述基准点高度测定模块、所述测点高度测定模块均为静力水准仪，实际使用时，测定模块(基准点高度测定模块、测点高度测定模块)具体可采用静力水准仪、位移传感器等，优选的实施方式是采用静力水准仪，采用静力水准仪的有益效果是静力水准仪具有低成本且精确测量高差的优点，非常适于本申请。

其中，实际使用时，所述测点3为多个，多个用于测定所述测点高度的静力水准仪，其内部会依次首尾连接且纵向间隔设置于在风电叶片模具1纵向截面处的外壁上；其中，静力水准仪之间为等间距间隔设置，等间距间隔的设置更利于数据采集的均匀性，提高数据精确性。

其中，位于首端的测点3与所述基准点2连接，所述基准点2连接有储液罐；所述基准点2连接有网关，所述网关连接有基站，所述基站连接有云服务器，所述云服务器连接有计算机；使用时，基准点2和测点3会将实时状态通过网关、云服务器反馈至计算机(计算机)，便于工作人员的监测。

本实施例将若干个静力水准仪(测点3)安装在风电叶片模具1外壁任一纵向的截面位置上，可得到该截面位置的高低变形状态。

实施例2

如图1所示，本实施例公开了一种风电叶片模具型面变形测量方法，用于测定模具某一横向截面位置处的高度变形状态，包括以下步骤，

(1)固定基准点2的高度，多个测点3在风电叶片模具1任一横向截面处的外壁上横向间隔设置；

(2)风电叶片模具1调试至型面精度合格后，将此状态设为基准状态；

(3)测量基准状态下所述基准点2和所述测点3之间的高差，设为基准高差h0；

(4)测量风电叶片模具1使用后所述基准点2和所述测点3之间的高差，设为过程高差h；

(5)根据所述过程高差h与所述基准高差h0，计算得到高差变化值，即为风电叶片模具的变形状态；

若h-h0>0，表示测点位置型面上移，

若h-h0<0，表示测点位置型面下移；

其中，将所有测点3的高差变化值采用可视化模式显示，得到风电叶片模具1的该横向截面位置的高低变形状态。

其中，所述测点3为多个，多个所述测点3等间距间隔设置于风电叶片模具1的外壁上。

实际运行时，所述测点3会设置有多个(具体数量，使用者依据模具实际大小自行决定)，多个所述测点3等间距间隔设置于所述风电叶片模具1的外壁上；等间距间隔的设置更利于数据采集的均匀性，提高数据精确性。

其中，所述风电叶片模具型面变形测量方法采用静力水准仪进行测定，使用时，注意要保证静力水准仪处于平衡状态，且静力水准仪中的水面平稳无波动。

如图4所示，本实施例还公开了风电叶片模具型面变形测量方法所使用的测量装置-一种风电叶片模具型面变形测量装置，包括基准点高度测定模块、测点高度测定模块、数据采集模块和显示模块；

所述基准点高度测定模块，用于测定基准点2的高度，所述基准点2的高度固定；

所述测点高度测定模块，用于测定测点3的高度，多个所述测点3在风电叶片模具1横向截面处的外壁上横向间隔设置，所述测点高度测定模块用于测定风电叶片模具1基准状态下所述测点3的高度，及用于测定风电叶片模具1使用后所述测点3的高度；

数据采集模块，用于风电叶片模具1基准状态下，接收所述基准点高度测定模块测定的第一基准点高度值和所述测点高度测定模块测定的第一测点高度值，并计算所述第一测点高度值与所述第一基准点高度值的高差，得到基准高差h0；用于风电叶片模具1使用后，接收所述基准点高度测定模块测定的第二基准点高度值和所述测点高度测定模块测定的第二测点高度值，并计算所述第二测点高度值与所述第二基准点高度值的高差，得到过程高差h，并根据所述过程高差h与所述基准高差h0，计算得到高差变化值；

显示模块，用于显示数据采集模块计算得到的高差变化值。

其中，所述基准点高度测定模块、所述测点高度测定模块均为静力水准仪，实际使用时，测定模块(基准点高度测定模块、测点高度测定模块)具体可采用静力水准仪、位移传感器等，优选的实施方式是采用静力水准仪，采用静力水准仪的有益效果是静力水准仪具有低成本且精确测量高差的优点，非常适于本申请。

其中，实际使用时，所述测点3为多个，多个用于测定所述测点高度的静力水准仪，其内部会依次首尾连接且横向间隔设置在风电叶片模具1横向截面处的外壁上；其中，静力水准仪之间为等间距间隔设置，等间距间隔的设置更利于数据采集的均匀性，提高数据精确性。

其中，位于首端的测点3与所述基准点2连接，所述基准点2连接有储液罐；所述基准点2连接有网关，所述网关连接有基站，所述基站连接有云服务器，所述云服务器连接有计算机；使用时，基准点2和测点3会将实时状态通过网关、云服务器反馈至计算机(计算机)，便于工作人员的监测。

本实施例将若干个静力水准仪(测点3)安装在风电叶片模具外壁任一横向截面位置，可得到风电叶片模具1该横向截面位置的高低变形状态。

实施例3

如图1所示，本实施例公开了一种风电叶片模具型面变形测量方法，用于对风电叶片模具某状态下的整体型面变化的测定，包括以下步骤，

(1)固定基准点2的高度，多个测点3在风电叶片模具的外壁上阵列排布设置；具体地，例如沿模具纵向、或者横向等间距平行设置多列或多行测点，每列或每行测点包括沿模具该处的截面设置的多个测点，且各测点等间距设置；

(2)风电叶片模具1调试至型面精度合格后，将此状态设为基准状态；

(3)测量基准状态下所述基准点2和所述测点3之间的高差，设为基准高差h0；

(4)测量风电叶片模具1使用后所述基准点2和所述测点3之间的高差，设为过程高差h；

(5)根据所述过程高差h与所述基准高差h0，计算得到高差变化值，即为风电叶片模具的变形状态；

若h-h0>0，表示测点位置型面上移，

若h-h0<0，表示测点位置型面下移；

其中，将所有测点3的高差变化值采用可视化模式显示，得到风电叶片模具1的整体型面变形状态。

其中，所述测点3为多个，多个所述测点3等间距间隔设置于风电叶片模具1的外壁上。

实际运行时，所述测点3会设置有多个(具体数量，使用者依据模具实际大小自行决定)，多个所述测点3等间距间隔设置于所述风电叶片模具1的外壁上；等间距间隔的设置更利于数据采集的均匀性，提高数据精确性。

其中，所述风电叶片模具型面变形测量方法采用静力水准仪进行测定，使用时，注意要保证静力水准仪处于平衡状态，且静力水准仪中的水面平稳无波动。

如图5所示，本实施例还公开了风电叶片模具型面变形测量方法所使用的测量装置-一种风电叶片模具型面变形测量装置，包括基准点高度测定模块、测点高度测定模块、数据采集模块和显示模块；

所述基准点高度测定模块，用于测定基准点2的高度，所述基准点2的高度固定；

所述测点高度测定模块，用于测定测点3的高度，多个所述测点3在风电叶片模具的外壁上阵列排布设置，所述测点高度测定模块用于测定风电叶片模具1基准状态下所述测点3的高度，及用于测定风电叶片模具1使用后所述测点3的高度；

数据采集模块，用于风电叶片模具1基准状态下，接收所述基准点高度测定模块测定的第一基准点高度值和所述测点高度测定模块测定的第一测点高度值，并计算所述第一测点高度值与所述第一基准点高度值的高差，得到基准高差h0；用于风电叶片模具1使用后，接收所述基准点高度测定模块测定的第二基准点高度值和所述测点高度测定模块测定的第二测点高度值，并计算所述第二测点高度值与所述第二基准点高度值的高差，得到过程高差h，并根据所述过程高差h与所述基准高差h0，计算得到高差变化值；

显示模块，用于显示数据采集模块计算得到的高差变化值。

其中，所述基准点高度测定模块、所述测点高度测定模块均为静力水准仪，实际使用时，测定模块(基准点高度测定模块、测点高度测定模块)具体可采用静力水准仪、位移传感器等，优选的实施方式是采用静力水准仪，采用静力水准仪的有益效果是静力水准仪具有低成本且精确测量高差的优点，非常适于本申请。

其中，实际使用时，所述测点3为多个，多个用于测定所述测点高度的静力水准仪，其内部会依次首尾连接且在风电叶片模具的外壁上阵列排布设置；其中，静力水准仪之间为等间距间隔设置，等间距间隔的设置更利于数据采集的均匀性，提高数据精确性。

其中，位于首端的测点3与所述基准点2连接，所述基准点2连接有储液罐；所述基准点2连接有网关，所述网关连接有基站，所述基站连接有云服务器，所述云服务器连接有计算机；使用时，基准点2和测点3会将实时状态通过网关、云服务器反馈至计算机(计算机)，便于工作人员的监测。

本实施例将若干个静力水准仪(测点3)阵列均匀排布安装在风电叶片模具外壁，可通过各点的高低变化关系拟合得到风电叶片模具1该状态下的整体型面变形。

基于目前采用激光跟踪仪的种种缺陷，本申请采用低成本的静力水准仪传感器开发了一种型面测量方法，利于静力水准仪可精确测量高差的特点，将该传感器均匀分布于模具非产品面一侧(即背侧)，实现风电叶片模具在开模、合模两种状态下的连续精确测量。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此，在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种风电叶片模具型面变形测量方法，其特征在于，包括以下步骤，

(1)固定基准点的高度，测点设置于风电叶片模具的外壁上；

(2)风电叶片模具调试至型面精度合格后，将此状态设为基准状态；

(3)测量基准状态下所述基准点和所述测点之间的高差，设为基准高差h0；

(4)测量风电叶片模具使用后所述基准点和所述测点之间的高差，设为过程高差h；

(5)根据所述过程高差h与所述基准高差h0，计算得到高差变化值，即为风电叶片模具的变形状态；

若h-h0>0，表示测点位置型面上移，

若h-h0<0，表示测点位置型面下移。

2.根据权利要求1所述的风电叶片模具型面变形测量方法，其特征在于，将所有测点的高差变化值采用可视化模式显示，得到风电叶片模具的变形状态。

3.根据权利要求1所述的风电叶片模具型面变形测量方法，其特征在于，所述测点为多个，多个所述测点等间距间隔设置于风电叶片模具的外壁上。

4.根据权利要求3所述的风电叶片模具型面变形测量方法，其特征在于，当测量风电叶片模具纵向截面位置的高低变形状态时，步骤(1)中多个所述测点在风电叶片模具纵向截面处的外壁上纵向间隔设置。

5.根据权利要求3所述的风电叶片模具型面变形测量方法，其特征在于，当测量风电叶片模具横向截面位置的高低变形状态时，步骤(1)中多个所述测点在风电叶片模具横向截面处的外壁上横向间隔设置。

6.根据权利要求3所述的风电叶片模具型面变形测量方法，其特征在于，当测量风电叶片模具整体型面变形状态时，步骤(1)中多个所述测点在风电叶片模具的外壁上阵列排布设置。

7.根据权利要求1所述的风电叶片模具型面变形测量方法，其特征在于，所述风电叶片模具型面变形测量方法采用静力水准仪进行测定。

8.一种风电叶片模具型面变形测量装置，其特征在于，包括基准点高度测定模块、测点高度测定模块、数据采集模块和显示模块；

所述基准点高度测定模块，用于测定基准点的高度，所述基准点的高度固定；

所述测点高度测定模块，用于测定测点的高度，所述测点设置于风电叶片模具的外壁上，所述测点高度测定模块用于测定风电叶片模具基准状态下所述测点的高度，及用于测定风电叶片模具使用后所述测点的高度；

数据采集模块，用于风电叶片模具基准状态下，接收所述基准点高度测定模块测定的第一基准点高度值和所述测点高度测定模块测定的第一测点高度值，并计算所述第一测点高度值与所述第一基准点高度值的高差，得到基准高差h0；用于风电叶片模具使用后，接收所述基准点高度测定模块测定的第二基准点高度值和所述测点高度测定模块测定的第二测点高度值，并计算所述第二测点高度值与所述第二基准点高度值的高差，得到过程高差h，并根据所述过程高差h与所述基准高差h0，计算得到高差变化值；

显示模块，用于显示数据采集模块计算得到的高差变化值。

9.根据权利要求8所述的风电叶片模具型面变形测量装置，其特征在于，所述基准点高度测定模块、所述测点高度测定模块均为静力水准仪。

10.根据权利要求9所述的风电叶片模具型面变形测量装置，其特征在于，所述测点为多个，多个用于测定所述测点高度的静力水准仪等间距间隔设置于所述风电叶片模具外壁上。

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