打磨机器人在风电叶片生产线中的应用

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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:

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[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.

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