1.目的及意义

1.1研究背景和意义

随着环保问题的日益突出，能源供应的形势日益紧张，风能作为新能源的一个重要分支，以其清洁、安全、稳定的特点，受到广泛关注。风电机组是将风能转化为电能的装置，而其叶片是风电机组关键部件之一，其性能好坏直接影响风电机组的风能效率和机组所受载荷，在很大程度上决定了机组的整体性能和风电开发利用的经济性。同时，叶片也是风机的核心部件，其成本约为风电机组总成本的23%。随着发电功率的不断增大，兆瓦级叶片的长度尺寸不断突破新的极限，风机叶片尺寸巨大，在打磨过程中会产生大量的粉尘和碎屑，然而这个过程主要是进行人工打磨，对于作业人员的身体健康会产生严重的威胁，另外手工打磨效率低下，打磨的精度难以保证，随着叶片的加大，应用自动化打磨装置代替手工打磨成为企业的迫切需要。

1.2选题目的

风力发电机组装机容量不断剧增，叶片尺寸不断增大，如何有效的对风机叶片进行打磨，是解决问题的关键点。应用自动化的打磨机器人是进行风机叶片打磨的有效方法，其具有加工质量高、加工成本低、有效降低作业强度和粉尘危害的特点，是把作业人员从高污染、高劳动强度的作业环境中解放出来的主要方法。

1.3国内外研究现状及趋势

2008年美国的SARDELLANO和Angel等人发明了一种用于磨削细长物体

的自动磨床，该装置采用可移动龙门机构，配合两个带有圆柱形打磨头的移动机械臂完成对风电叶片两边曲面的打磨工作；2012年美国的ERIKSEN，Keld设计了一种带有两个多轴机械手臂的风力叶片打磨装置，该多轴机器人可以精确高效的完成风电叶片的打磨工作；2015年沈阳华创风能有限公司的胡殿昊、蔡晓峰等人设计了一种风力发电机组叶片打磨装置，该装置包括移动平台、导轨及置于移动平台上的机械手，机械手包括四个关节臂、砂轮及传感器，各关节臂间均为转动连接，各关节分别连接关节电机，在末端关节臂的端部安装打磨用旋转砂轮及检测砂轮位置的红外线传感器和压力传感器，砂轮连接砂轮电机，该装置虽较简单，但却很好的解决了风力叶片的一般打磨加工问题。2016年，华中科技大学无锡研究院的严思杰，张海洋等人对一种大型风电叶片多机器人协同打磨系统及方法进行了研究，这套打磨系统包括工件水平导轨、N个机器人打磨单元、机器人控制柜及系统控制柜。每个所述机器人打磨单元均包括两台机器人及与每台机器人对应的竖直导轨、打磨头、扫描测量仪、力控装置，通过控制指令实现工件水平导轨、竖直导轨和机器人的协同运动，机器人带动打磨头按照规划路径打磨工件，该打磨系统具有自动化程度高、安全稳定、高效率高柔性、具有可移植性的特点。

未来风力叶片打磨装置的发展会更倾向于用自动化装置代替人工打磨，进而会呈现出智能机器人和高精度数控机床等多种加工形式并存的趋势。