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如何破解大型风电叶片加工制造难题?

日期:2023-03-10    来源:清科嘉研究院

国际风力发电网

2023
03/10
16:12
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关键词: 风电叶片 风电产业 风电项目

风电行业因其环保性和巨大潜力,日益受到世界各国的重视,正处于迅速发展的黄金期,市场规模呈持续扩大趋势。然而,风电行业的装备制造却发展缓慢,难以满足行业发展速度。

风电叶片作为风电行业的主要部件,叶片很长,甚至达到83.6米,这个长度大约是30层楼的高度,重量约35吨。然而,风电叶片目前仍依赖于传统加工方式磨抛,即工人拿着绞磨机磨抛。

磨抛这样的叶片工作量巨大,传统人工方式加工特别困难,平均15个人4个小时仅可以磨抛一支长度56米的叶片。这不仅需要大量人力和时间,且磨抛过程中玻璃纤维粉尘大,污染严重,工作环境十分恶劣,会造成肺病等身体伤害,因此,厂家也有招工难的问题。

此外,风电叶片表面曲面相对复杂,一般的磨抛设备无法准确的加工,即便使用的话,磨抛效果也不理想。

针对风电叶片加工制造现状,将智能机器人引入到风电叶片的磨抛环节,是切合实际生产需求和智能制造发展需要的。由清科嘉研究院联合清华大学研制的“移动式混联磨抛机器人”,从“高精高效”需求出发,为风电叶片的磨抛提出新的加工方法。

移动式混联磨抛机器人

01 自动化作业

清科嘉研究院移动式混联磨抛机器人可实现全自动化磨抛,预编程完成之后,只需按下启动按钮即可全程自动磨抛,磨抛过程中无需人工操作,实现自动化作业。

02 原位全方位磨抛

麦克纳姆轮

该机器人底部为重载AGV,搭载麦克纳姆轮这样的结构,它是中间一个核心轮,圆周一圈小轮子,可以实现平面内的任方向移动和360度旋转。基于这一结构,配合自动导航系统,机器人可自动导引前进、后退,左右平移,90°直角转弯及360°原地旋转等,到达所需加工位,实现大型结构件的原位全方位磨抛作业。

03 “视觉”感知,智能计算

风电叶片加工模拟

该机器人具有“视觉”感知功能,即3D视觉系统。收集叶片的预弯尺寸、表面形态等信息反馈给机器人,就像人类在磨抛一样,做到“边观察边磨抛”,自动跟随叶片曲面变化磨抛叶片,边磨抛边自动补偿各种误差,既能提高磨抛精度、保证磨抛的均匀性,又不损伤叶片,实现磨抛后叶片表面光滑、光洁,无须人工再做处理,具有很高的效率和品质。

04 创新混联高效高精磨抛

创新采用混联结构,即串联、并联相结合的方式,针对串联、并联特点取长补短 ,使机器人在规定操作空间内既能拥有灵活多角度的操作,又能保证高速高精度的特性,解决风电叶片高效高精加工难题。清科嘉研究院移动式混联磨抛机器人无论精度还是可靠性达到世界前沿水平。

05 安全化作业

该机器人装备安全避障扫描,扫描到障碍物后自动停止运行。装备柔性安全触边防撞系统,实时监控在行进路程中和其他物体之间的碰撞,发生碰撞后立即停止并声光报警。满足叶片磨抛自动化工序的优化,减少人员,操作简便,安全高效。

06 高效环保作业

清科嘉研究院移动式混联磨抛机器人可以实现24小时的不间断工作,比传统人工加工更高效。

其自动化作业模式无需人工操作,可有效改良工作环境,避免操作员工与粉尘接触,从而保证工人的身体健康。

应用移动式混联磨抛机器人,为风电叶片的加工制造提供先进的自动化解决方案。

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