【摘 要】
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风电叶片及其模具由于曲面复杂,难以磨抛等特点,目前仍主要依赖于人工磨抛的方式。并随着叶片及模具尺寸的日益增大,风电行业磨抛强度也伴随着增加,粉尘污染也越来越严重,人工磨抛的低效率以及磨抛表面质量一致性难以保证等工作特点,使得人工磨抛方式越来越不被行业看好。加上车间环境恶劣,磨抛从业者的健康受到很大威胁,未来可能出现磨抛从业者短缺的问题。因此,借用机器人实现自动磨抛就具有十分重要的现实意义。在对国内
【基金项目】
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华中科技大学无锡研究院项目:固瑞特风电叶片模具机器人智能化磨抛;
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风电叶片及其模具由于曲面复杂,难以磨抛等特点,目前仍主要依赖于人工磨抛的方式。并随着叶片及模具尺寸的日益增大,风电行业磨抛强度也伴随着增加,粉尘污染也越来越严重,人工磨抛的低效率以及磨抛表面质量一致性难以保证等工作特点,使得人工磨抛方式越来越不被行业看好。加上车间环境恶劣,磨抛从业者的健康受到很大威胁,未来可能出现磨抛从业者短缺的问题。因此,借用机器人实现自动磨抛就具有十分重要的现实意义。在对国内外自动磨抛现状进行调研后,本文针对合作方对叶片模具的磨抛工艺要求,设计了一种适用于叶片模具自动磨抛的控制系统。本文主要完成对控制系统的方案设计,以及系统的硬件设计与配置,并根据控制系统的功能需求,使用可编程控制器的程序设计软件进行功能实现。在系统的硬件设计中,根据现场作业环境以及作业需求,主要包括对机器人单元、伺服驱动单元、可编程逻辑控制与通讯单元以及电控柜等设备的详细设计;在系统功能实现中,根据系统的功能需求,对系统中各设备之间的工业通讯网络进行了搭建,并编写PLC控制程序,实现了系统控制功能;最后,利用触摸屏对系统中主要设备的状态进行控制与监控,实现人机交互。此外,针对磨抛伺服机构的速度PI控制器,采用模糊控制对其进行了优化,使其转速超调量减小,动态性能和抗干扰能力得到改善,以此增强其磨抛变负载过程中的适应能力,改善磨抛质量。最后,对所设计的自动磨抛控制系统进行了运行调试,证实系统能够正常可靠的工作,同时满足了合作方对模具表面粗糙度的要求,表面光滑且质量一致性好,已在实际模具磨抛作业中应用。
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