葉片是風機非常重要的一部分，對于風機的正常運行來說具有重要作用。風機葉片如此重要，對于工業生產來說自然有意義來研究葉片的自動化。那么這個產業狀況如何呢?下面多羅星將為大家介紹。
1 葉片市場需求與環境變化
1.1 兩海市場發展
近年來海上風電蓬勃發展。究其原因，一是因為在中國的漫長海岸線上，蘊藏著豐富的風能資源;二是因為海上風電占地資源少，且靠近電力負荷中心，免去了長距離輸送的麻煩。海上風電代表了風電技術的最高水平，其顯著特點是高可靠性，因為海上風電機組一旦出故障，維修成本會非常高。
另外，國際化是風電產業升級發展的必由之路，而國際市場對產品的質量水平和可靠性要求非常嚴苛。
1.2 風火同價壓力
《國家發展改革委關于全面深化價格機制改革的意見》指出：根據技術進步和市場供求，實施風電、光伏等新能源標桿上網電價退坡機制，2020年實現風電與燃煤發電上網電價相當。
1.3 勞動力人口下降與老齡化
據國家統計局數據，2018年末，全國勞動年齡人口總數與2017年末相比減少470萬人。到2030年以后將會出現大幅下降的過程，平均以每年760萬人的速度減少。按照2013-2017年間全國就業產業分布情況來看，第三產業就業人數不斷攀升，第一二產業就業人數呈現下降趨勢。
今年7月5日，相關人力資源服務機構發布一份研究報告，結果顯示，調查企業超半數存在勞動力老齡化趨勢，相比較其他類型企業，勞動密集型企業員工老齡化趨勢最為突出。
1.4 中國制造2025計劃
國內制造業總體上仍然是勞動密集型產業，“中國制造2025”戰略的提出，制造業自動化、智能化發展已是大勢所趨，在該背景下，企業的自動化改造“忽如一夜春風來，千樹萬樹梨花開”;對于絕大多數企業而言，這是一場制造業革命。
上述種種市場環境的變化都對風電葉片制造企業及制造方式提出了新的要求，只有能夠適應環境變化的企業才能在未來的市場競爭中贏得機會。為了應對這些嚴苛的質量、成本、環保要求，以及勞動力人數及制造業從業意愿下降的趨勢，葉片制造企業必須采取適宜的措施。
2 葉片廠自動化生產研究
在自動化制造方面，近幾年葉片廠也進行了大量的研究，不少文獻都有所闡述。
徐宇等人在2016年《大型風電葉片設計制造技術發展趨勢》中提出：“在制造工藝方面，具有高成型質量、高生產效率、低生產成本和低環境污染的成型工藝是未來的發展方向。一體化和自動化制造工藝以其在成型質量和效率上的巨大優勢，將會成為大型葉片的制造趨勢。”
國電聯合動力技術有限公司的李奎等在《風電葉片制造機械化及自動化》中認為：“隨著風電葉片行業的不斷發展，機械化和自動化代替人工作業將是大勢所趨，全生產線的自動化升級將極大降低風電葉片的成本，大幅提升葉片制造加工的精度和質量”。
洛陽雙瑞風電葉片有限公司的謝惠等人在《工業機器人在風電葉片裝配中的前景展望》中分析了現有風電葉片裝配中存在的問題，并結合工業機器人在汽車裝配和飛機裝配中的應用，指明了工業機器人在風電葉片裝配作業中的必要性及啟示。
除此以外，上海玻璃鋼研究院、天津瑞風之翼科技有限公司等企業都對葉片自動化制造有所研究和闡述。
3 葉片廠自動化設備的實際應用
目前，在部分葉片廠開始應用的進口的自動化設備包括自動打磨、自動灌注、自動脫模等，覆蓋到了大部分的生產環節。
3.1 自動噴膠衣與殼體自動鋪布設備
玻璃纖維布料以料輥形式存儲在料輥庫里，鋪頭按程序要求自動從庫中抓取相應的料輥進行鋪層，可對模具上任何部位進行鋪層;葉片曲線部位的鋪層通過實時隨形剪裁實現。鋪層可通過自動施加增粘劑來固定。各層之間的定位-間隙/搭接-通過光學照相系統自動控制和調整。
圖1 殼體自動鋪層設備
圖2 大梁鋪布設備
由于殼體鋪布設備成本過高，該設備目前僅在LM公司有一套運行。大梁鋪布設備也逐步開始在某些廠家應用。
3.2 自動灌注設備
在風電葉片生產過程中，葉片成型階段需要進行真空灌注，在線灌注機融合了樹脂自動上料、自動脫泡等多種功能，能夠連接預埋在模具上的樹脂輸送管路，在風電葉片成型的過程中實現自動化灌注。在線灌注機能夠根據相應的灌注程序，有順序的完成整個風電葉片的真空灌注工作。
應用該設備能夠大量減少由于樹脂氣泡存在的一些生產過程問題，如制品發白、浸潤不良等，同時由于其對樹脂溫度有控制，可以穩定控制樹脂含量。
圖3 在線灌注設備
圖4 國產在線灌注設備
目前該設備在多家葉片廠均得到應用，并開始了國產化。除此之外，樹脂自動脫泡設備、自動混膠設備也得到較多應用。
3.3 根部自動切割設備
葉片根部切割裝置，包括：外框、控制系統、傳動系統、切割系統和定位系統。其中，控制系統、傳動系統和切割系統安裝在外框上。控制系統與傳動系統和切割系統相連接。切割系統固定于移動板上，其包括電機以及與電機主軸相連接的切割片刀架，切割片刀架上安裝有切割片。
該設備簡化人工操作，同時提高切割精度，降低工人勞動強度，減少粉塵污染，節省時間，提高工作效率。
圖5 根部自動銑平設備
目前該設備普遍得到應用。
3.4 自動涂膠設備
在葉片合模階段，通過合模專用的在線涂膠合模機完成葉片合模涂膠的半自動化，該設備可以在AGV牽引下，沿規定的路線和速度行進，完成粘接劑的自動上料、自動配混，還可以根據布置在模具上的定位傳感器，對不同的涂膠區域進行識別，根據每個區域粘接劑涂抹尺寸數據自動切換不同的刮膠頭，最終完成整個葉片的合模涂膠。涂膠完成后，可以自動啟動模具翻轉和鎖緊，最終實現葉片合模的自動化。
在線灌注設備避免了傳統的用桶接結構膠容易導致膠溫上升過快的問題，而且工人操作更方便清潔。
圖6 自動涂膠機A
圖7 自動涂膠機B
其中B款的在線自動滾涂設備目前在葉片廠應用較廣。
3.5 自動脫模設備
殼體自動脫模設備采用真空吸盤來實現葉片脫模。該設備可以提高脫模效率，同時避免切割葉片前后緣導致的粉塵問題及切割損傷風險。
圖8 真空脫模設備
圖9 大梁自動脫模搬運設備
目前該設備國內剛開始有廠家使用。
3.6 全自動和半自動打磨設備
風電葉片打磨采用人工打磨時，工人勞動強度大、粉塵對人體危害大且污染環境。目前已經有多款設備可以全自動或半自動進行打磨。具體分為有軌道的自動打磨，和無軌道的半自動打磨方式。
圖10 半自動打磨設備
圖11 軌道式全自動打磨
目前有幾家葉片廠開始使用該類設備，設備的型號和廠家各有千秋。
3.7 打孔葉片自動端部切割與鉆孔、預埋螺套葉片端部自動磨削設備
打孔葉片的自動切割與軸向、周向鉆孔功能在國內最初生產葉片時即得到全面應用。
預埋螺套的端部磨削設備，可以保證葉片端面的平面度及垂直度。
圖12 葉根自動磨削設備
3.8 自動噴漆設備和半自動滾涂設備
噴漆工序的作業環境較差，而且人工噴涂的質量穩定性不高，采用自動化噴涂可以改善噴涂質量和作業環境，同時確保油漆原材料的混合比例均勻。
圖13 葉片自動噴漆設備
圖14 半自動滾涂設備
目前，由于環保要求的提高以及噴涂的材料浪費較大，葉片廠偏向于使用油漆滾涂工藝，而且材料是水性漆。
3.9 葉片在線稱重設備
傳統的葉片稱重采用行車的方式吊起葉片，并通過連接在葉片上的電子秤稱量，精度較差，速度慢，而且占用行車設備，而在線稱重設備則可改善這些問題，并且可以自動計算，最優配重方案，自動記錄存檔等功能。
圖14 葉片在線稱重設備原理圖
由于在線稱重的諸多優點，目前該類設備在葉片廠得到普遍應用。
4 總結
隨著市場的變化及技術的進步，新的自動化和半自動化設備在生產中不斷得到應用，對于提高葉片生產效率、提升產品質量和可靠性、降低生產成本、降低用工數量需求和工人技能體能要求、保證生產的環境友好性，都有較大的作用和價值，可以預見隨著市場形勢的發展和技術的進步，未來國內葉片廠的自動化水平還將逐步提升。
綜上所述，通過多羅星的介紹，我們對于風機葉片的自動化現狀和日后的發展有了更多的看法。風機葉片的自動化是符合很多人的期望的，所以可以看出風機葉片的自動化發展形勢可以說是一片大好，值得期待。
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