風(fēng)電葉片制造工藝的自動(dòng)化發(fā)展綜述

郭灝

摘 要 風(fēng)電葉片作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中重要的組成部件，葉片對(duì)風(fēng)能的利用率決定著風(fēng)電機(jī)組發(fā)電效率的高低，從而也影響到風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電總量以及經(jīng)濟(jì)效益。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)能源的需求也越來越大，而我國(guó)具有豐富的風(fēng)能資源，如果加以適當(dāng)?shù)睦?，?huì)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生極大的提升作用，隨著風(fēng)電場(chǎng)的不斷建設(shè)，風(fēng)電葉片行業(yè)也得到了快速的發(fā)展，社會(huì)在不斷朝著信息化的方向發(fā)展，風(fēng)電葉片行業(yè)的發(fā)展方向也邁向自動(dòng)化。本文分析了風(fēng)電葉片行業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)制造的現(xiàn)狀，對(duì)制造風(fēng)電葉片的相關(guān)制造工藝和技術(shù)的自動(dòng)化發(fā)展提出了相應(yīng)的解決思路。

關(guān)鍵詞 風(fēng)電葉片;制造工藝;自動(dòng)化

隨著我國(guó)不斷加大對(duì)于風(fēng)能資源的利用，風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)也加快了步伐，市場(chǎng)對(duì)于風(fēng)電葉片的需求量也在不斷增長(zhǎng)。目前的實(shí)際情況中，對(duì)于風(fēng)電葉片的生產(chǎn)制造，相關(guān)行業(yè)仍然采取的是勞動(dòng)密集型作業(yè)，在制造的過程中依然采用傳統(tǒng)的人工操作的方式，極大地降低了風(fēng)電葉片生產(chǎn)的效率，同時(shí)也沒有減少相應(yīng)的生產(chǎn)成本。隨著“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略在實(shí)際生產(chǎn)過程中不斷深入的推進(jìn)，對(duì)風(fēng)電葉片的制造工藝進(jìn)行改進(jìn)，使用效率更高的自動(dòng)化制造設(shè)備，提高風(fēng)電葉片的生產(chǎn)效率，降低風(fēng)電葉片的生產(chǎn)成本成為行業(yè)界的共識(shí)。

1 風(fēng)電葉片行業(yè)目前的生產(chǎn)制造現(xiàn)狀

對(duì)于風(fēng)電葉片的生產(chǎn)制造來說，其可以分為模鑄成型和修型涂裝兩大工序，在風(fēng)電葉片的制造過程中，模具、行車叉車、加熱器以及噴涂機(jī)等設(shè)備都是起到輔助制造的作用，對(duì)于能夠直接進(jìn)行風(fēng)電葉片生產(chǎn)的自動(dòng)化裝備，相關(guān)風(fēng)電葉片行業(yè)基本沒有配套的設(shè)施。在風(fēng)電葉片領(lǐng)域，其重要的葉片涂裝技術(shù)，已經(jīng)在汽車制造行業(yè)率先實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，在飛行器制造行業(yè)中，自動(dòng)層鋪和自動(dòng)倒運(yùn)流轉(zhuǎn)等技術(shù)也開始應(yīng)用，根據(jù)風(fēng)電葉片制造的工藝特點(diǎn)，將這些成熟的技術(shù)進(jìn)行二次融合就可以進(jìn)行風(fēng)電葉片的自動(dòng)化生產(chǎn)。

風(fēng)電葉片的自動(dòng)化生產(chǎn)自然離不開相應(yīng)的硬件和信息技術(shù)的支持，將相應(yīng)的硬件設(shè)備和信息系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，從而打造出風(fēng)電葉片的自動(dòng)化生產(chǎn)線。對(duì)于風(fēng)電葉片的硬件部分，在風(fēng)電葉片的制造全過程中，自動(dòng)流轉(zhuǎn)倒運(yùn)始終貫穿;對(duì)于風(fēng)電葉片的軟件部分，相關(guān)工作人員通過使用生產(chǎn)車間對(duì)應(yīng)的管理系統(tǒng)進(jìn)行操作，就可以輕松地統(tǒng)籌、調(diào)度生產(chǎn)車間所有的事物，并對(duì)各生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)和其他相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的收集，智能化水平較高的控制系統(tǒng)還能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行最優(yōu)的調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)效益的最大化[1]。

2 風(fēng)電葉片制造工藝的自動(dòng)化發(fā)展策略

2.1 風(fēng)電葉片生產(chǎn)自動(dòng)流轉(zhuǎn)倒運(yùn)

風(fēng)電葉片在生產(chǎn)的過程中，其生產(chǎn)線屬于T型生產(chǎn)線布局，風(fēng)電葉片在加工的過程中的流轉(zhuǎn)是呈線形的，在整個(gè)風(fēng)電葉片的生產(chǎn)過程中，葉片自動(dòng)流轉(zhuǎn)倒運(yùn)始終發(fā)揮作用，在風(fēng)電葉片自動(dòng)化生產(chǎn)線上，其是不可缺少的部分。風(fēng)電葉片一般都具有較大的葉片尺寸，通過使用相應(yīng)的設(shè)備，工作人員可以在車間軌道上對(duì)其進(jìn)行控制輸送，從而在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)倒運(yùn)流轉(zhuǎn)功能。

（1）生產(chǎn)過程中進(jìn)行裝備作業(yè)的相關(guān)運(yùn)行軌道系統(tǒng)。在對(duì)風(fēng)電葉片進(jìn)行成型生產(chǎn)的車間，進(jìn)行裝配作業(yè)時(shí)使用到的自動(dòng)化運(yùn)行軌道，都相應(yīng)的配備在了每一套模具的兩側(cè)，在這個(gè)軌道上通過利用相應(yīng)的控制軟件，自動(dòng)膠衣涂刷、自動(dòng)鋪布以及自動(dòng)灌注等功能能夠自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)。在對(duì)風(fēng)電葉片進(jìn)行型修的時(shí)候，需要布置供噴漆機(jī)器人運(yùn)行的軌道，其他相關(guān)的設(shè)備能夠在該軌道上對(duì)風(fēng)電葉片進(jìn)行葉片型修。

（2）產(chǎn)品和部件流轉(zhuǎn)的自動(dòng)倒運(yùn)系統(tǒng)。在風(fēng)電葉片生產(chǎn)的不同工位間，要根據(jù)實(shí)際情況布置相應(yīng)的自動(dòng)倒運(yùn)系統(tǒng)，比如用于大梁腹板和葉片周轉(zhuǎn)倒運(yùn)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠根據(jù)相應(yīng)的生產(chǎn)工序，自動(dòng)將相應(yīng)的部件和成品輸送到下一個(gè)工位間，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中部件或產(chǎn)品的自動(dòng)流轉(zhuǎn)。

（3）輸送原材料的自動(dòng)輸配系統(tǒng)。在風(fēng)電葉片的生產(chǎn)過程中，位于倉(cāng)庫(kù)的原材料需要運(yùn)送到相應(yīng)的生產(chǎn)線和工位間，這時(shí)候就需要建立相應(yīng)的自動(dòng)輸配系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠根據(jù)每道工序所需要的原材料的量進(jìn)行相應(yīng)的輸配，從而實(shí)現(xiàn)物料配送的自動(dòng)化。

2.2 殼體成型自動(dòng)化生產(chǎn)線

（1）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交易噴涂以及自動(dòng)鋪布功能。對(duì)于風(fēng)電葉片的大梁腹板進(jìn)行層鋪灌注的時(shí)候，自動(dòng)交易噴涂和自動(dòng)鋪布功能都集中在同一個(gè)設(shè)備上，該設(shè)備能夠通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)和定位傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作功能。自動(dòng)鋪設(shè)的實(shí)現(xiàn)有兩種方式，一種是自動(dòng)鋪布機(jī)使用玻纖布通過相應(yīng)的程序，往復(fù)作業(yè)來完成整個(gè)葉片的鋪設(shè);另一種是使用按照相關(guān)要求提前裁好的玻纖布，每一塊裁片經(jīng)過自動(dòng)鋪布機(jī)識(shí)別后，能夠被控制鋪放到相對(duì)應(yīng)的位置上，經(jīng)過同樣的程序處理后，整個(gè)鋪布過程就能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的完成。

（2）在線灌注和在線涂膠。在風(fēng)電葉片生產(chǎn)過程中，葉片成型階段需要進(jìn)行真空導(dǎo)注，在線灌注機(jī)融合了樹脂自動(dòng)上料、自動(dòng)脫泡等多種功能，其能夠連接預(yù)埋在模具上的樹脂輸送管路，在風(fēng)電葉片成型的過程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化導(dǎo)注。在線灌注機(jī)能夠根據(jù)相應(yīng)的灌注程序，有順序的完成整個(gè)風(fēng)電葉片的真空灌注工作。在進(jìn)行風(fēng)電葉片合模的階段，在線涂膠合模機(jī)能夠很好地實(shí)現(xiàn)風(fēng)電葉片合模涂膠的自動(dòng)化，其能夠根據(jù)相應(yīng)的程序完成黏接劑的相應(yīng)過程。在涂膠過程結(jié)束后，通過智能控制系統(tǒng)的指揮控制，得到的模具能夠進(jìn)行自動(dòng)翻轉(zhuǎn)、鎖模等過程，整個(gè)葉片合模的過程就實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。

（3）吊裝大梁腹板以及實(shí)現(xiàn)定位自動(dòng)化。在大梁腹板生產(chǎn)完畢后，可以使用一體化的吊具對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的吊裝，使大梁腹板與相對(duì)應(yīng)的殼體主模具進(jìn)行結(jié)合。吊具能夠?qū)Ξa(chǎn)品實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓放，完成吊點(diǎn)的自動(dòng)調(diào)節(jié)和復(fù)核過程，利用其具備的智能控制系統(tǒng)，能夠?qū)Φ蹙叩倪\(yùn)行狀態(tài)和工作軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)的顯示[2]。

3 結(jié)束語

進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著能源消耗量的持續(xù)增加，風(fēng)能作為一種可再生的清潔能源，成為世界各國(guó)重點(diǎn)關(guān)注的新能源，全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)也得到了迅速的發(fā)展。風(fēng)電葉片作為風(fēng)力發(fā)電中重要的部件，提高風(fēng)電葉片的生產(chǎn)效率成為風(fēng)電葉片行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問題。傳統(tǒng)的風(fēng)電葉片生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備相對(duì)落后，為降低風(fēng)電葉片的生產(chǎn)成本，提高風(fēng)電葉片的生產(chǎn)質(zhì)量，就需要對(duì)相關(guān)設(shè)備和制造工藝進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)制造工藝的自動(dòng)化，加快風(fēng)電葉片行業(yè)的發(fā)展，這也是風(fēng)電葉片行業(yè)未來的發(fā)展趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李奎，程朗，印厚飛.風(fēng)電葉片制造機(jī)械化及自動(dòng)化[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2018，8（15）：29-31.

[2] 徐宇，廖猜猜，張淑麗，等.大型風(fēng)電葉片設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)科學(xué)：物理學(xué)、力學(xué)、天文學(xué)，2016，46（12）：8-17.