风电叶片制造工艺如何实现自动化发展的思考

刘铁岩 孙博

摘要：社会的进步为风电叶片制造行业提供了良好的发展平台，在此趋势下，相关企业逐渐加大机械化技术在制造工艺中的参与程度，同时利用自动化技术，一定程度上减轻企业资金投入的压力，也为提高叶片质量控制水平奠定了基础。本文结合风车叶片制造工艺现阶段的发展情况，对其实现自动化发展的有效方式进行探究，并提出改进意见，以期为相关企业提供参考。

关键词：风电叶片;制造工艺;自动化发展

引言：

为全面贯彻环境保护理念，我国倡导使用自然能源及可再生能源进行工业生产。风能发电可再生能源的有效利用方式之一，其生产高效性获得了社会各界的广泛关注。风力发电是指风车叶片受自然风影响发生旋转，以此来带动发电机的运行，从而产生电力，由此可见，风车叶片在其发电过程中占据着重要地位，是决定风力发电效率的关键部件。自动化技术的应用为风车叶片制作也提供了发展空间，各企业应抓住这一契机，切实推动风车叶片制造的自动化发展进程。

一、确保生产线设置合理性

生产工作合理性是决定风车叶片制造质量的首要条件，制造企业要想提高其生产速度与生产质量，还要从合理化生产配置方面入手，将“T型”生产线切实应用到风车叶片的实际生产中。“T型”生产过程的首道工序即制作叶片大梁，同时还要完成腹板的制造工作，待首道工序结束后，工作人员要以其作为施工部件来进行壳体施工[1]。

实际生产过程中，制造企业应对运行轨道系统进行改进与完善，以为装配作业的安全性与高效性提供保障。需要注意的是，工作人员应对风电叶片的成型工作予以高度重视，对其成型车间实行严格管控，确保自动化轨道在模具两侧进行装配作业。在控制软件的作用下，涂刷、铺布、灌注等工作的自动化进程有效加快，为风车叶片制造的自动化发展提供助力。常态下，制造企业还会使用技喷漆机器人对风电叶片进行型修处理，这就要求制造企业还需建造供喷漆机器人正常工作的运行轨道，以便相关设备对风车叶片起到修型作用。

叶片生产中的自动倒运系统需要根据生产制造的实际情况进行调整，叶片加工企业中的不同工位，对倒运系统的要求也不尽相同。以大梁腹板的建造为例，其倒运系统要结合生产工序的注意要点，利用自动化输送的方式，将叶片部件传送到下一车间，也就是所谓的自动流转。由此可见，叶片生产中要结合不同工位的要求，对自动倒运系统做出调整，确保其符合工位施工要求，以加速自动流转目标的实现。

推动风电叶片制造的自动化进程还需对其原料输送系统进行完善。叶片生产材料一般整齐储存在专门的材料仓库中，需要投入生产时再使用传输系统将其运送到对应的生产线或加工车间中。运输过程的失误会对后续施工产生阻碍，因此制造企业还应加强材料自动输配系统的应用效果，赋予该系统分辨工序所需原料，并将正确原料输送到对应车间的能力，以此来提高叶片制造过程的自动化水平。

二、推动生产线自动化进程

壳体加工一般是指叶片成型、型修到涂装的全过程，这一过程中，对生产线布局的合理性也有较为严格的要求，工作人员可结合实际制造情况，为其生产设计流水线布局。模具与工位占据叶片自动化生产线的关键部位，胶衣自动喷涂工作及芯材铺设工作都需要在模具或工位周边设备设置合理的情况下进行，不仅如此，模具及工位周边布置还直接印象到自动铺布与自动灌注工作的进行，对自动涂胶与切边打磨喷漆工作也有较大影响。只有将其周边设施进一步完善，才能保证模具生产工作有序进行，为叶片生产自动化提供助力。

为提高叶片加工质量，也为在一定程度上节约制造成本，胶衣的喷涂工作常与玻纤布铺设工作同时进行，还会使用相同设备进行辅材及芯材的铺设工作，以此来达到提高制造效率，降低制造成本的目的。该施工设备可以对叶片模具内部规格进行调查，获取较为准确的型面设局，还能通过模具中的定位传感器，降低胶衣喷涂工作的难度，实现喷涂工作自动化[2]。结合实际经验来看，玻纤布的铺设工作常用以下两种方式进行：第一种是将玻纤布作为布带选择的标准，接着由自动铺布设备调取系统内置叶型的资料，结合模具型面的详细规格数据，以铺布工艺的要求为依据，充分利用模具上的传感器进行定位，以此来确保玻纤布带铺设的精确性，最后重复该程序进行铺设施工，切实提高玻纤布铺设合理性;另一种需要提前对玻纤布进行加工处理，根据叶片的结构信息及实际制造中要使用的制造工艺，将玻纤布裁切成合适的裁片，此时再由自动铺布机对其进行铺设，在自动识别系统的帮助下，铺布机能准确检测裁片形状并找出其适宜的铺设位置，有效提高了铺布工作的精准性。

叶片成型前，还需进行真空导注工作，为加速叶片制造自动化水平的提升，各制造企业充分考虑树脂自动上料及降温混配功能的特点，还结合自动脱泡功能进行探究，将其在线灌注设备与模具预埋输送管路进行连接处理，加强风电叶片自动化导注建设。导注流程中，需先运行灌注机流转倒运系统，待该系统运作到待施工模具时，施工人员要及时将在线灌注机的连接软管与模具上用于输送树脂的主管路进行连接，灌注机软管一般位于混合树脂出口出，施工人员需牢记这一点，以便及时对软管及主管路进行有效连接。除此之外，工作人员还需在叶片的导注口安装电磁阀门，同时在阀门上安装传感器，在傳感器作用下，在线灌注机能清晰了解到树脂的流动速度及对设备施加的压力，以此来判断真空关注的进度。灌注机内部存在设定好的灌注程序，一旦模具对应区域树脂浇筑工作满足制造要求，灌注机会及时检测并对浇筑口电磁阀门下达关闭指令，以此来确保灌注工作正常进行。由于叶片导注口数量较多，进行阀门安装时需对导注口数量予以高度重视，确保每个导注口都有阀门进行导注把控[3]。

叶片成型工作完成后还不能投入使用，需先对半成品叶片进行型修，在经由涂装车间处理后，才能应用到风力发电中。型修与涂装工作的自动化主要体现在施工设备的改进，以往相关工作由人工进行，不仅为制作企业增加财力物力的损耗，还无法对型修涂装质量进行严格控制。现阶段，随着自动化进程的不断深入，叶片制造企业积极采用机械手臂进行型修与涂装作业。为加强机械手臂自动化作业的标准程度，制造单位可采用通过式方法或叶片固定法进行处理。叶片固定法与喷涂工作相似，都是通过在工位两侧铺设导轨以保证加工过程不受阻碍，机器人按照设定好的程序，从根部向顶部移动，完成叶边切割，边缘打磨等型修工作，同时对风电叶片进行涂装，有效减少人工参与程度。通过式型修与涂装需要自动流转倒运系统的帮助，在该系统辅助下，工作人员充分应用固定点机器人的效用，将其工作调整为型修涂装兼顾的模式，并根据实际工作需要调整其工作模式，实现型修与涂装由同一个机器人完成的构想。

三、充分利用网络与信息条件

上述自动化建设离不开网络与信息化工程的支持，飞速发展的网络能作为载体供信息使用。结合二者优势并切实应用到风电叶片制造产业中，是其软体部分自动化水平提高的根本方式。在信息化与网络化技术的帮助下，工作人员能够及时发现自动化设备使用中的问题，还能对数据传输工作进行有效监控，由此可见，相关人员需明确中央控制系统的重要性，结合车间与模具工位的重要地位进行制造工厂网络系统的建造与完善工作，提高叶片制造过程中对网络化与信息化技术的应用能力，切实提高制造自动化管理。

结束语：

随着科学技术的进步，自动化技术在风电叶片制造过程中的地位也越来越重要，针对于叶片制造过程中较为复杂的流程，自动化技术也能提供有效解决方式。因此各制造企业要逐渐减少人工制造方面的投入，积极引进自动化制造技术，从而有效提高风电叶片的生产效率，为企业节省人力物力资源，也为可再生能源的利用创造良好发展空间。

参考文献：

[1]易华，金点.风电叶片制造业自动化生产模式的实现途径[J].天津科技，2021，48（07）：20-22.

[2]颜晨，卜丽静，赵康南，周瑞瑞.大型风电叶片一体在线真空灌注技术与应用[J].复合材料科学与工程，2020（10）：105-109.

[3]李奎，程朗，印厚飞.风电叶片制造机械化及自动化[J].现代工业经济和信息化，2018，8（15）：29-31.