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BRPI0921208B1 - processo para monitorar e controlar a fabricação de peças para uma usina de energia eólica e sistema para execução do processo - Google Patents

processo para monitorar e controlar a fabricação de peças para uma usina de energia eólica e sistema para execução do processo Download PDF

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BRPI0921208B1
BRPI0921208B1 BRPI0921208A BRPI0921208A BRPI0921208B1 BR PI0921208 B1 BRPI0921208 B1 BR PI0921208B1 BR PI0921208 A BRPI0921208 A BR PI0921208A BR PI0921208 A BRPI0921208 A BR PI0921208A BR PI0921208 B1 BRPI0921208 B1 BR PI0921208B1
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BR
Brazil
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fiber material
layers
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mold
positions
Prior art date
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BRPI0921208A
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English (en)
Inventor
André Børsting Dennis
Johannes Van Der Zee Jacobus
Zhou Qinyin
Original Assignee
Lm Glasfiber As
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Publication date
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Abstract

processo e sistema para monitorar e controlar a fabricação de peças para uma usina de energia eólica a presente invenção refere-se a um processo para monitorar e controlar que uma pluralidade de camadas (2) de material compreendendo fibra para fabricação de uma peça seja localizada corretamente em um molde (1) para a dita peça e/ou corretamente uma em relação a outra no dito molde, compreende determinar a posição no molde de cada marcação (7) em cada camada (2) de material de fibra e/ou as posições das marcações nas diferentes camadas de material de fibra uma em relação a outra, comparar a determinada posição no dito molde (1) de cada marcação (7) em cada camada (2) de material de fibra e/ou as posições das marcações nas ditas diferentes camadas de material de fibra uma em relação a outra com predeterminadas posições de referência para as ditas marcações para a peça a ser fabricada, e realizar a correção da posição daquela ou daquelas camadas (2) de material de fibras para as quais as determinadas posições para as marcações (7) nas mesmas e as predeterminadas posições de referência para as ditas marcações não correspondem entre si. um sistema compreende meios para executar dito processo.

Description

PROCESSO PARA MONITORAR E CONTROLAR A FABRICAÇÃO DE PEÇAS PARA UMA USINA DE ENERGIA EÓLICA E SISTEMA PARA EXECUÇÃO DO PROCESSO
Antecedente da Invenção [001] A presente invenção refere-se a um processo para, durante a fabricação de uma peça reforçada com fibra para uma usina de energia eólica, monitorar e controlar que uma pluralidade de camadas de material compreendendo fibras para a fabricação da dita peça seja localizada corretamente em um molde para a dita peça e/ou corretamente uma em relação à outra no dito molde. A presente invenção também refere-se a um sistema que é usado para executar o dito processo.
[002] No contexto de fabricação de peças reforçadas com fibra, tais como pás para usinas de energia eólica, um processo de fabricação é tipicamente empregado no qual a peça é moldada em duas metades, em cada uma de suas bocas abertas, em que um revestimento, por exemplo, um revestimento de gel, é inicialmente aplicado na superfície interna da boca aberta.
[003] Inúmeras camadas de material de fibra são subsequentemente dispostas na boca, tipicamente a mão, seguindo que a resina é finalmente aplicada para fixar as camadas individuais de material de fibra entre si. A resina pode ser aplicada às camadas manualmente pela RTM (moldagem por transferência de resina), VARTM (moldagem por transferência de resina auxiliada a vácuo) ou outros processos apropriados. Alternativamente, a resina pode ser aplicada às camadas laminadas (Prepeg). No contexto disto, o revestimento de gel endurecerá e formará a superfície do produto.
[004] Dispor as camadas de material de fibra no molde é hoje um consumidor de tempo e processo intensivo de mão de obra. Dependendo do tamanho da peça a ser fabricada, as passagens podem ser dispostas ao longo e/ou acima do molde de tal modo que os trabalhadores são permitidos a caminhar ao longo da borda ou periferia do molde e/ou acima do molde a fim
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2/8 de dispor as camadas de material de fibra conforme requerido.
[005] Múltiplos rolos de material de fibra compreendendo diferentes tipos de material de fibras são dispostos nas passagens, de tal modo que os trabalhadores podem apanhar apropriados rolos compreendendo os materiais requeridos e dispor os materiais na forma.
[006] Durante o assentamento do material de fibra, os esforços combinados de vários trabalhadores são requeridos, quando o material de fibra é pesado e não é de manipulação fácil. Alguns trabalhadores auxiliam no desenrolamento do material enquanto outros trabalhadores posicionados ao longo das bordas do molde tornam seguros que as camadas sejam assentadas corretamente.
[007] Dependendo da aplicação e estrutura da peça a ser fabricada, as múltiplas camadas de materiais de fibras podem ser dispostas no molde e as camadas são tipicamente dispostas uma no topo da outra ou uma seguinte a outra possivelmente com bordas de sobreposição.
[008] As peças tipicamente consistem em até 50 ou mais camadas de material de fibras e as peças são tipicamente compostas de um laminado principal provido no centro do molde. Entre as camadas de material de fibra existem também camadas providas de, por exemplo, madeira de balsa para prover distâncias apropriadas entre as ditas camadas de material de fibra.
[009] Após uma camada que é provida de um rolo ser localizada no molde, o material é cortado do rolo. A fabricação de peças tendo curvatura ao longo da extensão das peças, tal como aleta ou pá para uma usina de energia eólica, pode requerer corte muito longos ao longo das bordas do molde.
[010] Os moldes para fabricação de tais peças podem ser muito grandes e os moldes são, como uma consequência, onerosos. O tempo requerido para a disposição de material no molde deverá ser mantido em mínimo de tal modo que o tempo de formar (o tempo que uma peça ocupa
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3/8 o molde) requerido por uma peça a ser fabricada é mantido em mínimo, aumentando assim a produtividade total do molde.
[011] O material de fibras é, de preferência, disposto substancialmente uniforme e nivelado, uma vez que quaisquer dentes e caracois etc. desenvolvidos devem ser nivelados. Ainda, como uma camada é tipicamente aplicada no topo de uma camada precedente, a camada inferior, bem como as possíveis camadas adicionais dispostas abaixo da camada inferior, tendem a mover ou deslizar dentro do molde, levando o assentamento todo do material de fibra a afastar-se de uma posição pretendida no molde. Também, como vários tipos de camadas de material de fibra são frequentemente assentados lateralmente deslocados relativos às camadas inferiores de acordo com certas especificações predeterminadas para a peça a ser fabricada, é importante para a estabilidade da dita peça que todas as camadas sejam corretamente deslocadas no molde bem como relativas entre si e sem entalhes e similares.
Breve Sumário da Invenção [012] O objetivo da presente invenção é consequentemente prover um processo e sistema para facilitar e acelerar a fabricação das peças para uma usina de energia eólica, tal como uma pá, portanto, por ter um melhor e mais seguro controle sobre o processo de como as camadas de material são localizadas e corrigidas se não estiverem localizadas apropriadamente.
[013] Isto é conseguido de acordo com a invenção por, após ter provido cada camada de material de fibra com pelo menos uma marcação e enquanto localizando as camadas de material de fibras uma no topo da outra ou uma seguinte a outra ou com as bordas de sobreposição no molde, determinar a posição no molde de cada marcação em cada camada de material de fibra e/ou as posições das marcações nas diferentes camadas de material de fibra uma relativa a outra, comparando a posição determinada no molde de cada marcação em cada camada de material de fibra e/ou nas posições das marcações nas ditas diferentes camadas de materiais de fibra uma relativa a outra com predeterminadas posições de referência para as ditas marcações
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4/8 para a peça a ser fabricada, e realizar a correção da posição daquela ou daquelas camadas de material de fibra para as quais as posições determinadas para marcações na mesma e as predeterminadas posições de referência para as ditas marcações não correspondem uma com a outra.
[014] O sistema de acordo com a invenção compreende, enquanto cada camada de material de fibra é provida com pelo menos uma marcação e enquanto as camadas de material de fibra estão sendo localizadas uma no topo da outra ou uma seguinte a outra ou com bordas de sobreposição no molde, meios para determinar a posição no molde de cada marcação em cada camada de material de fibra e/ou as posições da marcação nas diferentes camadas de material de fibra uma relativa a outra, meio para comparar a determinada posição no molde de cada marcação em cada camada de material de fibra e/ou as posições das marcações nas ditas diferentes camadas de material de fibra relativas entre si com predeterminadas posições de referência para as ditas marcações para a peça a ser fabricada, e meio para realizar correção da posição daquela ou daquelas camadas de material de fibras para as quais as determinadas posições para as marcações nas mesmas e predeterminadas posições de referência para as ditas marcações não correspondem uma com a outra.
[015] Outros objetivos e vantagens da invenção serão tornados evidentes para aqueles versados na técnica que examinam os desenhos anexos e a seguinte descrição detalhada das concretizações preferidas.
Breve Descrição dos Desenhos [016] A figura 1 é uma vista seccional esquemática de uma parte de um molde aberto para moldagem de uma peça para uma usina de energia eólica, o dito molde sendo provido com um sistema de acordo com a presente invenção.
Descrição Detalhada de uma Concretização Preferida da Invenção [017] Assim, a figura 1 é uma vista seccional de um
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5/8 molde aberto 1 que, como ilustrado, acomoda uma pluralidade de camadas 2 de material compreendendo fibra para fabricar peça reforçada de fibras de uma usina de energia eólica, por exemplo, uma pá para a dita usina de energia eólica. As camadas 2 são ilustradas como tendo uma largura ou extensão correspondente substancialmente a um quarto da extensão da superfície interna curva do molde 1 e as mesmas são localizadas uma seguinte a outra. As camadas 2 poderiam, todavia, igualmente ter sido localizadas uma no topo da outra ou com bordas de sobreposição.
[018] O molde 1 é tipicamente um molde alongado tendo uma extensão correspondente substancialmente à extensão da peça a ser fabricada, inter alia, das camadas 2.
[019] As camadas 2 podem constituir peças précortadas pretendidas para um sítio particular de aplicação no molde 1 e as peças podem ser enroladas em um rolo 3. Ainda, o material de fibra pode simplesmente constituir uma extensão sem fim de material sendo enrolado em um rolo 3 que, quando disposto em ou no molde 1, é cortado do rolo.
[020] O rolo 3 é como ilustrado montado na armação 4 de um dispositivo móvel 5 para localizar as camadas 2 de material de fibra no molde 1, o dito dispositivo deste modo ainda compreendendo inúmeros rolos de prensa ajustáveis 6. A construção e função do dito dispositivo móvel 5 não formam parte da presente invenção e, portanto, não serão descritas aqui.
[021] Como descrito acima e com maior referência ao desenho, a presente invenção refere-se a um processo e a um sistema para monitorar e controlar que a dita pluralidade de camadas 2 do material de fibra para fabricar a dita peça da usina de energia eólica seja localizada corretamente no molde 1 para a dita peça e/ou corretamente uma relativa a outra no dito molde. Isto é feito simultaneamente com a fabricação da dita peça, isto é, enquanto uma camada 2 após a outra do dito material de fibra é localizada no molde 1. Isto significa que cada nova camada 2 é monitorada e controlada continuamente durante a localização da mesma no molde 1 e /ou após a dita locaPetição 870190122230, de 25/11/2019, pág. 18/22
6/8 lização da mesma no molde.
[022] As camadas 2 de material de fibra usado no processo e no sistema de acordo com a presente invenção são todas providas com pelo menos uma marcação 7 de um tipo apropriado. As marcações 7 podem ser providas quando as camadas 2 do material de fibra são fabricadas, no fabricante, ou apenas antes da localização da mesma em um molde 2. As marcações 7 podem também ser providas nos rolos de material de fibra dos quais as camadas 2 são cortadas. As marcações 7, que, por exemplo, podem ser providas adjacentes a uma ou, como ilustrado, a ambas as bordas longitudinais de cada camada 2 do material de fibra, podem ser providas nas mesmas, por exemplo, pela impressão ou aspersão e podem deste modo ser projetadas, por exemplo, como uma ou mais linhas descontínuas ou sólidas, eventualmente também em diferentes cores. As marcações 7 podem alternativamente ser feitas, por exemplo, de roscas que são urdidas no material de fibra das ditas camadas 2. Outros tipos de marcações 7 e outras localizações das mesmas na camada 2 de material de fibra podem ser providos. Comum a todos os tipos de marcações 7, todavia, é que elas devem ser detectáveis por meio apropriado de tal modo que suas posições no molde 1 e/ou relativas entre si podem ser determinadas.
[023] As camadas 2 de material de fibra, providas com marcações 7 de um tipo apropriado são, como descrito acima, localizadas uma por uma no topo entre si, uma seguinte a outra, como ilustrado, ou com bordas de sobreposição durante a fabricação da peça a ser fabricada. As marcações 7, deste modo, serão posicionadas de acordo com isto.
[024] No processo e no sistema de acordo com a presente invenção, a posição de cada marcação 7 em cada camada 2 do material de fibra é determinada durante e/ou após a localização da dita camada no molde 1. Consequentemente, o procedimento de determinar a posição de cada marcação 7 pode ser repetido uma ou mais vezes para todas as camadas 2 de material de fibra de tal modo que a posição de cada camada 2 pode ser moni
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7/8 torada continuamente durante e/ou após a localização da mesma no molde 1. No último caso, eventualmente ao mesmo tempo, a seguinte camada 2 de material de fibra fica localizada no molde 1. As posições das marcações 7 no molde 1 são determinadas. Alternativamente ou como um complemento à determinação acima, as posições relativas das marcações 7 nas diferentes camadas 2 do material de fibra são determinadas. As posições das marcações 7 são determinadas, por exemplo, como ilustrado por meio de uma câmara 8 ou por meio de um laser. Com a câmara 8, uma ou mais imagens são tomadas para cada nova camada 2 de material de fibra que é localizada no molde 1. As imagens tomadas com a câmara 8 podem ser usadas, por exemplo, como subsequente documentação para o cliente que a peça a ser fabricada de fato tem sido fabricada apropriadamente no molde 1.
[025] A posição determinada no molde 1 de cada marcação 7 em cada camada 2 de material de fibra e/ou as posições das marcações nas diferentes camadas de material de fibra relativas entre si são então comparadas com predeterminadas posições de referências para as ditas marcações para a peça a ser fabricada. Esta comparação é realizada por meio, por exemplo, de um computador 9, no qual as ditas predeterminadas posições de referência são armazenadas. O computador 9 coopera com a câmara 8 ou laser em uma maneira apropriada, por exemplo, através de uma linha de sinal 10, de tal modo que recebe continuamente a informação sobre as determinadas posições reais das marcações 7 nas camadas 2 de material de fibra que são localizadas no molde 1 e/ou as posições das ditas marcações nas ditas diferentes camadas de material de fibra relativas entre si.
[026] Finalmente, após a dita comparação das determinadas posições das marcações 7 nas camadas 2 de material de fibra com as ditas predeterminadas posições de referência, a correção da posição daquela ou daquelas camadas de material de fibra para as quais as determinadas posições para as marcações nas mesmas e as predeterminadas posições de referência para as ditas marcações não correspondem entre si é realizada. Esta
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8/8 correção, por isso, pode ser realizada em qualquer modo apropriado com qualquer meio apropriado. O meio apropriado pode, por exemplo, ser encontrado no dito dispositivo 5 para a localização inicial das camadas 2 de material de fibra no molde 1, deve mesmo consistir no dito dispositivo ou aparelho, que então coopera com o computador 9 através, por exemplo, de uma linha de sinal
11. Como com as etapas precedentes do processo de acordo com a presente invenção, a correção pode ser realizada continuamente, sem interrupção da fabricação da peça a ser fabricada, ou alternativamente após o primeiro tendo interrompido a dita fabricação.
[027] O processo descrito acima pode ser realizado manual ou automaticamente.
[028] É óbvio para um versado na técnica que o processo e o sistema de acordo com a presente invenção podem ser modificados ou alterados dentro do escopo das subsequentes reivindicações. Assim, todos os meios, membros ou componentes acima mencionados para determinar as posições das marcações 7 nas camadas 2 de material de fibra, para comparação das ditas determinadas posições das marcações com as predeterminadas posições de referência para as ditas marcações e para realizar correção para aquelas camadas de material de fibra que não são apropriadamente localizadas, podem ser substituídos por outros tais meios, membros ou componentes. Ainda, é, por exemplo, possível realizar, quando não todas as etapas acima mencionadas, então pelo menos uma ou mais das mesmas sem interromper a fabricação da peça a ser fabricada ou realizar uma ou mais das ditas etapas enquanto simultaneamente localizando as camadas do material de fibra ou realizar uma ou mais etapas automaticamente e outras etapas manualmente.

Claims (18)

1. Processo para, durante a fabricação de uma peça reforçada com fibra para uma usina de energia eólica, monitorar e controlar que uma pluralidade de camadas de material compreendendo fibra para a fabricação da dita peça seja localizada corretamente em um molde para a dita peça e/ou corretamente uma relativa à outra no dito molde, em que as camadas são providas ao molde a partir de um rolo (3), em que após ter provido cada camada (2) de material de fibra com pelo menos uma marcação (7) e enquanto localizando as camadas de material de fibra uma no topo da outra ou uma seguinte a outra ou com bordas de sobreposição no molde (1), determinar a posição no molde (1) de cada marcação (7) em cada camada (2) de material de fibra e/ou as posições das marcações nas diferentes camadas de material de fibra uma relativa a outra, comparar a posição determinada no molde (1) de cada marcação (7) em cada camada (2) de material de fibra e/ou as posições das marcações nas ditas diferentes camadas de material de fibras uma relativa a outra com predeterminadas posições de referência para as ditas marcações para a peça a ser fabricada, e realizar a correção da posição daquela ou daquelas camadas (2) de material de fibra para as quais as posições determinadas para as marcações (7) nas mesmas e as predeterminadas posições de referência para as ditas marcações não correspondem uma com a outra, caracterizado pelo fato de que as marcações (7) são providas como uma ou mais linhas descontínuas ou sólidas nas camadas (2) de material de fibra adjacente a uma ou ambas bordas longitudinais de cada camada de material.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de realizar o dito processo sem interrupção da fabricação da peça a ser fabricada.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracte
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2/4 rizado pelo fato de realizar o dito processo após a interrupção da fabricação da peça a ser fabricada.
4. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de realizar o dito processo continuamente durante e/ou após a localização de cada camada de material de fibra.
5. Processo, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de realizar o dito processo após a localização de cada camada de material d e fibra.
6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-5, caracterizado pelo fato de realizar o dito processo automaticamente.
7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-6, caracterizado pelo fato de imprimir ou asperar as marcações (7) nas camadas (2) de material de fibra.
8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-7, caracterizado pelo fato de desenhar as marcações (7) nas camadas (2) de material de fibra como uma ou mais linhas descontínuas ou sólidas de diferentes cores.
9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-8, caracterizado pelo fato de realizar as marcações (7) nas camadas (2) de material de fibra de roscas urdidas no material das ditas camadas.
10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-9, caracterizado pelo fato de determinar as posições das marcações (7) nas camadas (2) de material de fibra por meio de uma câmara (8).
11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-9, caracterizado pelo fato de determinar as posições das marcações (7) nas camadas (2) de material de fibra por meio de um laser.
12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 - 11, caracterizado pelo fato de comparar as posições determinadas das marcações (7) nas camadas (2) de material de fibra com predeterminadas
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3/4 posições de referência para as ditas marcações por meio de um computador (9).
13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-12, caracterizado pelo fato de realizar a correção da posição da dita camada ou camadas (2) de material de fibra por meio de um aparelho (5) para a localização inicial das camadas de material de fibras no molde (1).
14. Sistema que executa o processo conforme definido na reivindicação 1 para fabricar uma peça reforçada com fibra para uma usina de energia eólica e para monitorar e controlar que uma pluralidade de camadas de material compreendendo fibra para a fabricação da dita peça seja localizada corretamente em um molde para a dita peça e/ou corretamente uma relativa à outra no dito molde, em que compreende, enquanto cada camada (2) de material de fibra é provida com a dita pelo menos uma marcação (7) e enquanto as camadas de material de fibra estão sendo localizadas uma no topo da outra ou uma seguinte a outra ou com bordas de sobreposição no molde (1), meio (8) para determinar a posição o molde (1) de cada marcação (7) em cada camada (2) de material de fibra e/ou as posições das marcações nas diferentes camadas de material de fibra uma relativa a outra, meio (9) para comparar a posição determinada no molde (1) de cada marcação(7) em cada camada (2) de material de fibra e/ou as posições das marcações nas ditas diferentes camadas de material de fibra uma relativa a outra com predeterminadas posições de referência para as ditas marcações para a peça a ser fabricada, e meio (5) para realizar a correção da posição daquela ou daquelas camadas (2) de material de fibra para as quais as posições determinadas para as marcações (7) nas mesmas e as predeterminadas posições de referência para as ditas marcações não correspondem entre si caracterizado pelo fato de que compreende meios para aplicar as camadas (2) de material de fibra a partir de um rolo (3), em que cada
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4/4 camada (2) de material de fibra é provida com pelo menos uma marcação (7) provida como uma ou mais linhas descontínuas ou sólidas nas camadas (2) de material de fibra adjacente a uma ou ambas bordas longitudinais de cada camada de material.
15. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o dito meio para determinar as posições das marcações (7) nas camadas (2) de material de fibra é uma câmara (8).
16. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o dito meio para determinar as posições das marcações (7) nas camadas (2) de material de fibra é um laser.
17. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14-16, caracterizado pelo fato de que o dito meio para comparar as posições determinadas das marcações (7) nas camadas (2) de material de fibra com predeterminadas posições de referência para as ditas marcações para a peça a ser fabricada é um computador.
18. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14-17, caracterizado pelo fato de que os ditos meios para realizar a correção da posição dessas ou daquelas camadas (2) de material fibroso para as quais determinadas posições para as marcações (7) nas mesmas e as posições de referência predeterminadas para as ditas marcações não se correspondem umas com as outras, em um dispositivo (5) por meio do qual as camadas do material fibroso estão inicialmente localizadas em um molde (1).
BRPI0921208A 2008-11-12 2009-11-11 processo para monitorar e controlar a fabricação de peças para uma usina de energia eólica e sistema para execução do processo BRPI0921208B1 (pt)

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