CWPC2016:风电叶片全自动制造系统

达诺巴特公司Cesar Arriola/技术经理

　　【主持人】：下面有请达诺巴特公司技术经理 cesar Arriola为我们演讲风电叶片全自动制造系统。

　　【cesar  Arriola】：大家早上好！非常感谢各位在这里聆听我们的介绍，今天是我们第一次在叶片行业展示我们的工作，由于我们的时间限制，今天希望我们的展示是以中文来进行，因为今天会议在中国进行，我来自北京的同事将会作为我的中文辅助者，如果各位有进一步信息想要了解的话，也可以找我的同事，今天介绍由我的同事用中文来进行，希望大家更好了解叶片上的研究方向。

　　【嘉宾】：大家好，简单重复一下我的同事的话，他的意思说非常高兴来到高峰会议，由于时间关系，本来他做的报告，这样会浪费很多的时间，这样由我用中文来讲，这样效果好一些。

　　达诺巴特公司总部位于西班牙北部，那个是欧洲传统机床制造中心，我们也是持续不断致力于创新，研发，以及设计开发。

　　达诺巴特产品90%用于出口，1991年在北京而立代表处，我们持续不断为中国客户提供销售服务和售后服务。我们要利用现有机床领域专业技术和经验来开发新的应用，而不是仅仅在金属材料的加工领域。

　　我们把目光投向了复合材料，复合材料在很多工业领域有着广泛的领域，它是呈一种指数倍的增长，那么突破点在哪里？我们率先选择了风电叶片，风电叶片由玻璃纤维，或者少量碳纤维组成，每天生产成千上万支，甚至更多，产量不断在增长。我们注意到整体的系统有逐渐增大化的趋势，十年前风机在1.5MW，叶片长度30米左右，根部直径1.5米左右，如今的叶片长度普遍在50米以上，甚至到80米长，相应叶根直径要大于4米。

　　我们的生产方式能否跟上风机整体的发展，手工生产可重复性如何，能否达到相应的质量，自动化生产何时才能到来？2009年达诺巴特启动了风电叶片项目，得益于我们的合作伙伴，他是一个顶级叶片生产商，他提供我们生产叶片所需要的工艺以及要求，达诺巴特负责将想法付诸于实践和自动化生产。

　　经过五年的双方密切配合，我们全球首支叶片在达诺巴特工厂顺利诞生，我们认为这是一个值得骄傲的技术，不仅在风电领域，在其他领域，包括飞机机翼铺布也有应用，但是现在认为首要放在风电领域，这个项目到了2005年的时候，双方同意结束对项目的保密以及保护期，这样在2015年下半年正式将这套系统推向市场，通过视频来简单看一下制造过程。这个视频拍摄我们自己的工厂，旁边的是我们的机床方面的工人。这支叶片完全意义上自动生产，它的铺成是完全自动化，跟以往是不太一样的。

　　接下来我将对我们的其中最重要自动铺层做一个简单介绍，它的实现原理如图所示，由于时间关系还有其他的方案，就不能面面俱到了。我想从下面几个问题来跟大家分享一下，首先我们这套系统对材料的要求是怎么样的，它几乎在现有的叶片制造中，可以看一下视频，这个是玻纤，这个是碳纤维。

　　玻纤这一块因为用量比较大，我们重点说一下，对玻纤种类我们非常开放和兼容，除了上面提到三轴，四轴，包括其他的，系统在设计上一定要考虑，只会根据不同轴向有不同的特性，这个时候会调整不同的参数，布在铺轴上在料滚轴输送布，尽管铺轴在设计上承载非常大的料滚，我们认为经过长期分析和实验，定义到宽度最大800MM，直径700MM，重量到600公斤，经过综合考虑，非常理想，适合自动化生产的规格。同时考虑料滚布、料装载越大，越长，越好，这是一个综合的结果

　　这个是一个小的一百的布宽度，这个是800的宽度，当然中间有一个范围，我们会根据客户的要求，或者客户具体产品特点我们双方来共同定义，到底有哪些宽度滚子。这个是非常重要组成部分，不管滚子设计多大，一个滚子难以覆盖整支叶片的铺装，所以设计了自动滚库，根据纤维结构，根据布的宽幅，来识别每一个滚子，如图所示，我们原来滚子拿下来，归位，把新的滚子放在准备要更换的地方，最小化减少时间。取决于不同纤维的种类，滚子会加以不同参数的调整，比如说双轴布在铺的时候，不要做太多的拉力和拉伸，否则变形，我们识别每个滚子，知道每个滚子上什么东西，针对每一种材料来控制。

　　我们不但要识别不同材料，还要对物料进行管控，因为要保证下一段铺层的时候，物料一定要够用，物料的掌控也是在系统当中，而且在整个叶片完成当中，滚库物料供给是全自动，期间不需要任何人工干预。

　　考虑现在的叶片越来越大，我们设计要往复都可以铺装，以减少无效的时间，我们可以从叶根向叶尖的方向来铺。

　　这个位置就是铺轴可以铺什么地方，铺轴在任何地方可以进行工作，我们可以铺主梁，前缘，后缘，时间关系我不全部播放。

　　接下来的问题，如果铺到边缘的部位，怎么控制布在原来的位置，我们开放了一套喷胶系统，它可以保证喷胶位置是可控，并不是在所有表面上笼统施加，而是在希望喷哪儿就喷哪儿，我们根据物料结构，密度，以及铺的位置来调整喷胶，这样完全杜绝手工施加以及施工位置带来不确定性以及不可控性。我们的方法是完全可控和复制。剪切也是一个关键的因素，我们只需要定义有限标准滚，也方便了库存的管理，甚至方便了采购。铺层定位也是大家关心的，通过一段照相系统来分析和测量铺层，根据你现在材料所需要的搭接，或者有缝来控制下面如何去铺层，而且一旦发现了错误，系统会主动进行修正，并且平滑的过渡，而不会产生一些不好的缺陷。最后的结果是效率，我们公司铺层功率相比于传统的工艺，有着高于他们几倍的生产效率。

　　我们可以看到下面给出了我们实验数据，考虑所换滚时间，无用的时间等等，我们觉得这个是非常有竞争力的结果。而且它有进一步提升的空间，如果用两个头来铺，它有更大一步的提升空间。

　　由于时间关系不能一一呈现，我们以刚才视频做一个结尾，对我们的工艺去进行一个简要的回顾。

　　真正实际应用的时候，设备本身只需要一个人控制就可以了。我们相信叶片自动化制造是未来，通过本次的展示也是我们发出诚挚的邀请，希望能与叶片制造厂商或者主机厂商，相关的同行一起参与合作，共同发展。大家想跟我们继续讨论，可以联系我们，谢谢大家！(以上内容为笔录)