CWPC2024：苏州天顺复合材料科技有限公司新业务开发总监朱峰发表《在百米以上大叶片深水区，模具制造的智能化发展》的演讲

各位领导、各位嘉宾，大家早上好。

今天我和大家分享一下在百米以上大叶片深水区模具制造的智能化发展，我是朱峰，来自苏州天顺。

报告包含4个部分：天顺模具数字可视化项目、数字化分段式腹板工装、模具与工装智能化发展概念、关于天顺复材。

1.天顺模具数字可视化项目

时间来到2024年，风电叶片模具全面进入百米以上的级别，我们在制的级别基本上在220-250这个区间。目前最大的风机叶轮直径超过290米，同步增加尺寸的军备竞赛还在不断的续演。跟随叶片尺寸增加的还有一个很重要的问题，就是叶片的质量事故。如果简单回顾一下，当我们的叶片还在75米左右的时候，整个叶片质量问题是目前的1/5，可能还要少。在这种情况下对于模具装备、制造也提出了一些新的要求。

模具智能化发展的方向，接地气一点的说法就是：降低操作难度，提高防呆性；对叶片生产过程中问题识别更及时准确与全面，使得问题解决更高效；提高自动化操作占比，减少人为的操作。模具的功能模块主要分这5个部分：型面精度、电气、真空、翻转与液压、工装。

我们结合这5个部分的功能今年新推出了数字的可视化平台，这个平台模具的加热系统展示，真空的监测，模具间隙和错位的监测，整个显示非常直观。总共是5个部分，目前更新版的电加热控制系统已经是标配，新的模具上都会有。我们的间隙监控系统是为了检验模具在长期使用过程中间隙是否稳定，可以判定维修保养的时间。在75米叶片模具的时候，我们在模具的手册里建议客户是在50-100支叶片重新做SS面的激光调频。实际上过去这一两年里绝大部分客户并没有太在意这个事情。当模具到达百米以上，220、230、240、250时，为了检验模具在长期使用过程中间隙是否稳定，可判定维护保养时间。可快速判定叶片合模过程中是否抗磨，模具是否下落到位。叶片在合模固化过程中，可监控模具锁紧系统是否存在反弹现象。模具错位监控系统（选配）， 模具合模后，可快速监控模具错位状态。真空度监测系统（选配），可监控模具主管道各区域的压力值，可快速监控附近是否有漏气。翻转臂监控系统（选配），监控所有翻转臂运行参数并记录，关键参数转化成曲线监控，更容易全过程跟踪，数据存储、分析。

新的平台基于优化的网络架构，主要分3个部分：

硬件优化，模具内强电弱电分离，减少干扰。增加独立工业级工控机，数据独立存储，跟随模具。采用Linux操作系统环境，软件运行更安全，更稳定。

网络优化：工控机自身集成4G模块。各工厂、各模具可通过4G网络与总服务器进行组网。移动端PC可通过总服务器VPN连接网内任何模具进行实时监控查询。

数据优化：所有数据优先存储在工控机内，不存储在本地电脑。所有数据可主动推送存储至总服务器进行备份。所有参数程序可由总服务器统一配置，并同步到各模具。

（图示）这是我们登录的页面，可以输入工厂名称、模具编号，显示模具的连线状态。连接完成进去之后就可以到第一个展示的数字化平台。

（图示）加热控制系统，常规功能我就不过多介绍了，过往模具是一个电脑控制一个模具，现在可以把多个模具合并在一个电脑上面。比如说一个车间里一个电脑就能控制车间4-6副模具。加热曲线和数据可以实时切换，现在的加热曲线针对每个区域可以单独设定，然后可以绑定不同的模具。

（图示）这是间隙错位的监控系统，分几个步骤：基准置零，当模具安装调试验收完成后，进行基准置零。临时置零：叶片制造过程中，模具合模时，在开始阶段进行临时置零，过程中监控数据变化；下支叶片数据自动恢复至基准置零值，所有的数据和状态都会在可视化首页显示。

（图示）这是一个实例，这个系统目前已经用在模具上，属于选配。传感器的话错位用的是激光传感器，间隙用的是接触式传感器。

真空度监测，这里我们可以设定一个真空度允许的偏差值，然后当实际传感器读到数据超过偏差值时，警报系统会自动报警。这套系统也可以支持做自动的真空测漏，在我们设定好监控程序之后点击运行，就可以知道模具模型的真空状态。

（图示）左边是我们真空的传感器，中间是一个电磁阀，通过软件逻辑控制来实现真空的开与关。

这是翻转臂的监测系统，目前这个系统还在开发中，可以兼容多款翻转系统；采集翻转系统所有数据、状态、报警日志。自动分析对比角度、压力偏差，曲线实时显示。所有数据自动存储，可历史查询。比如翻转的角度，

2.数字化分段式腹板工装

大叶片的阶段，大家知道最常见的，或者最头痛的问题之一就是腹板的安装位置准确与否，还有腹板是否抗磨。因为当腹板装到叶片上的时候已经找不到一个基本参考位置，只能靠腹板工装的精度来确认目前腹板装的位置。而我们的抗磨又是在毫厘之间，所以新的数字化分段式腹板工装会提供一个新的解决方案。这个部分也不复杂定制开发，管理员权限设定：置零，公差，传感器配置等，数据实时采集，曲线数据相互切换显示，数据，日志存储，历史查询，数值超差声光报警。

大叶片采用分段式腹板工艺，分段腹板对腹板与PS模具型面匹配的要求更低，适配精度更高。分段腹板长度短，对于一体式腹板工装结构更优，可以做的更轻，变形量更小。工厂布局空间更机动。

 组装工装结构采用CNC面接触式托架结构和吸盘式固定结构；附加激光测距系统。腹板放置组装工装，可通过CNC面托架+激光测距系统可快速确定腹板是否放置到位并随型。吸盘固定+激光测距系统可快速确定腹板方式是否垂直及每次放置的一致性。

 粘接工装结构采用CNC面接触式下压结构；附加激光测距系统。腹板在PS一粘时，可通过CNC面下压+激光测距系统可快速确定腹板粘接数据及一致性。弦向激光测距系统可监控腹板每次粘接位置是否一致，及在粘接固化中是否有位移。

（图示）托架系统，CNC加工，与腹板粘接面随型。可调限位挡边，根据实际宽度调整，更精确。激光测距，可检测腹板是否与托架贴齐。2米间距，结构更稳定。

（图示）这是腹板装载监控，这是腹板粘接监控。

（图示）这是CNC加工面，模拟模具的型面，相比于传统的点式支撑，这种支撑精度更高。

3.模具与工装智能化发展概念

叶片固化度的在线检测系统，这是通过一个微电压和树脂固化度进行联动，在叶片制造过程中实时读取叶片固化的程度，从而更精准的测算叶片生产周期。高精度自动铺布设备，从10年前就开始有，过程中还在不断的迭代，目前行业里用的还是比较少。关键设备在线管理系统，这个天顺已经导入了，我们在叶片厂可以参考，现场所有关键设备都有二维码，在后台备品备件安全库存，如果说在线生产员工有问题可以及时扫二维码报单，我们设备部会对这个进行及时处理。自行走移动承重设备。自动叶片打磨设备。这个目前行业里有一些解决方案的。自动化相控阵设备。自动涂装设备。在线质量管理系统。

4.关于天顺复材

天顺零碳复材是天顺集团旗下子事业部；目前全国有5个工厂，超2000名员工，年销售额超25亿元人民币。2017年建成投产，6年累计交付。285+套模具（只记主模具），4200+套叶片(1套含3支叶片)。从2017年1.7亿到2023年的25亿，实现了快速的发展。

目前我们在全国5个制造基地，分别在北方内蒙古商都、吉林乾安都是四工位。江苏常熟是总基地。河南濮阳是四工位，湖北沙洋是四工位，大概是这样的布局。

我的报告到这里，谢谢大家！