打磨机器人在风电叶片生产线中的应用

打磨机器人在风电叶片生产线中的应用

刘玉娟、孙于涛

国电联合动力技术（保定）有限公司， 河北省保定市， 071000

摘要：目前，随着我国风电行业的快速发展，我国成为全球风力发电规模最大、增长最快的国家。风电行业的发展，对社会经济的发展以及人们生活水平的提高，都发挥了十分重要的作用相对而言，我国风电行业装备制造业的发展速度较慢，其中风电叶片打磨工序，大部分仍是通过人工进行打磨。本文将简要分析，打磨机器人在风电叶片生产线中应用方面的相关内容，旨在进一步提高风电叶片制造水平。

关键词：打磨机器人；风电叶片；生产线应用

前言：在风电行业的发展中，叶片作为风电机组的重要组成部分，其制造质量，会直接影响风力发电工作的效率。随着我国风电行业的迅速发展，风电行业装备制造业的发展，备受社会关注。虽然我国在风力发电方面取得了一定的成绩，但是在叶片打磨清理工序发展方面与发达国家相比，仍存在一定的差距。长期采用人工进行叶片打磨工序的工作，不仅耗费了大量的人力和时间，而且车间严重的粉尘污染，极易对工人的肺部造成伤害。因此，打磨机器人在风电叶片生产线中的应用成为一项重点工作。

一、 打磨机器人的构成和特征分析

风力能源作为一种可再生能源，一直受到世界各国人民的广泛关注，有效运用风力能源，将充分起到对环境的保护作用，同时节约资源，实现可持续发展。风力发电则是一种对风力能源的充分运用。在风力发电中，风电叶片是极其重要的构成方面，风电叶片的制造工艺也将直接影响到发电的效率。在实际工作中，由于风力发电机叶片尺寸大、曲面复杂，打磨抛光具有一定的难度。一直以来依靠人工进行打磨，效率较低，劳动强度大，打磨质量难以保证。打磨机器人在风电叶片生产线中的应用，可以有效的提高叶片生产线的工作效率。其中，打磨机器人的构成主要是AGV、打磨头、升降系统、激光导航、机械手、吸尘导航、电控柜、空压机、卷线盘几个部分的内容。在进行叶片打磨的环节，是通过打磨机器人的打磨头自动跟随叶片曲面变化轨迹，实现对叶片的打磨，可以有效的保证叶片打磨的均匀性，同时不会对叶片造成损害。AGV可以实现全方位的移动，在激光导航的辅助作用下，打磨路径由程序控制，进而实现全自动的打磨操作工序。

二、打磨机器人在风电叶片生产线中的应用

（一）工作流程

在具体工作中，风电叶片是通过通用移动设备移动至打磨车间，再将风电叶片的根部和尖部进行固定。在固定完成以后，以风电叶片的中心线为界限，将风电叶片分为上下两个区域之后，启动打磨机器人进行打磨操作工序，打磨工作从叶片下边缘开始，按照从下往上的顺序打磨，打磨到叶片中线位置停止，按照事先设定的顺序继续打磨工作。打磨机器人在风电叶片生产线中的应用，为风电叶片打磨节约了大量的时间和人力，同时可以确保叶片打磨精度达到最高的标准，在一定程度上完善了人工打磨叶片工序导致的一系列问题。

（二）AGV自动导引运输车应用

在风电叶片生产线中，AGV自动导引运输车是打磨机器人的一个配备构成。通过AGV自动导引运输车应用，实现前进、后退等任意角度的全方位移动，这一点非常便捷，其运行速度可以达到30m/min，并可以越过高度为10mm的障碍。同时AGV装备有激光导航系统，可以设置路径，促使其按照设定的路径自动行驶且误差非常小。AGV自动导引运输车的应用，可以有效避免由于路径偏离造成打磨质量问题的发生。通过固定程序进行提前设定，促使其可以按照设定的路线严格的进行打磨工艺操作。打磨机器人在风电叶片生产线中的应用，需要重视AGV自动导引运输车应用的情况，有效提高工作效率。

（三）智能控制系统的应用

在具体工作中，打磨机器人在风电叶片生产线中的应用，包括智能控制系统的应用部分的内容。智能控制系统内置有先进的力控系统，力控系统的功能类似于人的触感，通过发挥力控系统的作用，实现实时的观察测量监控风电叶片的尺寸、表面的打磨状态、打磨工具的尺寸状态等数据运算，确认操作工序不会存在较大的误差。同时，智能控制系统还可以对打磨路径加以修正，边打磨边自动修正、补偿误差，确保风电叶片打磨抛光达到规定的标准，保证打磨工序后，不再需要进行人工的修正。这一环节的工作质量非常关键，全自动化的操作，节约了大量的人力、时间成本，也大大提高了风电叶片的打磨精度，更加有利于促进风电叶片制造质量的提高。

（四）吸尘系统的应用

在打磨机器人在风电叶片生产线应用中，吸尘系统的应用，主要是为了吸收风电叶片打磨过程中产生的粉尘，吸尘效率可以达到百分之九十以上。通过吸尘系统可以把粉尘集中吸到集尘箱中，定期清理即可，通常情况下，可以每周进行一次清理，确保集尘箱的洁净度。吸尘系统的应用，可以有效吸收叶片打磨产生的粉尘，并达到国家环保标准，确保操作人员的身体健康不会受到粉尘的损害。因此，吸尘系统的应用，有效的解决了以往叶片打磨后粉尘损害工作人员健康的问题。

（五）安全系统的应用

在实践工作中，打磨机器人在风电叶片生产线中的应用，大大提高了风电叶片打磨工序的工作效率。其中，安全系统的应用，主要是AGV对焦装备有两个避障传感器，在工作中可以通过传感器进行范围的扫描，扫描范围是270°，检测距离为一米。此外，在车头车尾装有安全触边防撞装置。通过发挥安全系统的作用，避免AGV和其他物品之间的发生碰撞。一旦发生碰撞后，立即停止机器人操作工序，避免造成重要的损失。因此，安全系统的应用，可以在很大程度上避免生产中出现严重的碰撞事故损害设备。

结语：

综上所述，伴随着我国风电行业的发展，打磨机器人在风电叶片生产线中的应用，成为风电设备制造中的重要内容之一。通过打磨机器人在风电叶片生产线中的应用，实现了叶片打磨工序的自动化发展，由机器人代替人工进行工序操作，可以有效避免粉尘对工人造成的人身伤害。不但可以提高叶片打磨工序的工作效率，节约生产成本，而且有利于保障工人的人身健康安全。因此，打磨机器人在风电叶片生产线中的应用，对于风电行业的发展，发挥着积极的促进作用。

参考文献：

1. 童辉,柳谦,李俊阳, 等.打磨机器人在风电叶片生产线中的应用[J].中国新技术新产品,2019,(6).

[2]王雨,孙龙,王玉伟, 等.风电叶片打磨机器人柔性末端磨削力抗扰控制[J].计算机仿真,2020,37(7).

[3]王雨,张慧博,戴士杰, 等.风电叶片打磨机器人柔性末端终端滑模力控制[J].计算机集成制造系统,2019,25(7).

[4]陈艳飞.风电叶片打磨机器人除尘罩除尘性能研究[D].河北:河北工业大学,2018.