一种风机叶片基材自动化加工系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种风机叶片基材自动化加工系统及方法，涉及自动化技术领域，该系统包括执行机构和上位机，上位机连接并控制执行机构，执行机构包括工作台、送料机构、切割机构、缓存台、打标机、卷料机构、机械臂以及内筒放置机，工作台、缓存台、卷料机构和机械臂沿着基材物料的输送方向依次设置，送料机构和切割机构均设置在工作台上，打标机设置在缓存台上并朝向缓存台，内筒放置机设置在机械臂的操作范围内；本申请采用自动化流水线作业，由上位机进行集中管理，执行机构中各个机构紧密配合，可以实现风机叶片基材物料的自动化切割、送料、打标、收卷和转移收卷成品，自动化程度较高，大幅提升自动化作业效率。

Automatic processing system and method for fan blade substrate

The invention discloses an automatic processing system and method for fan blade base material, which relates to the field of automation technology. The system comprises an executing mechanism and a upper computer, which connects and controls the executing mechanism. The executing mechanism includes a worktable, a feeding mechanism, a cutting mechanism, a buffer table, a marking machine, a coiling mechanism and a mechanical arm. The worktable, the buffer table, the coiling mechanism and the mechanical arm are arranged in turn along the conveying direction of the base material. The feeding mechanism and the cutting mechanism are arranged on the worktable. The marking machine is set on the buffer table and toward the buffer table, and the inner tube placer is set within the operating range of the mechanical arm. The centralized management of the upper computer and the close cooperation of various agencies in the executing mechanism can realize the automatic cutting, feeding, marking, winding and transferring of winding products for the base material of fan blades. The automation degree is high and the efficiency of automation operation is greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种风机叶片基材自动化加工系统及方法
本专利技术涉及自动化
，尤其是一种风机叶片基材自动化加工系统及方法。
技术介绍
随着化石能源的日渐枯竭及其对环境污染的日渐严重，风力发电作为一种新能源，正步入快速发展时期。风力发电机通过机架顶端的叶片来捕捉风能从而发电，叶片长度越长，其能捕捉的风能越多，风力发电机的发电效率越高、成本越低，但同时叶片也更容易受到损坏，因此可以采用高强度高模量玻璃纤维编织物来作为制造叶片的基材，从而使得叶片具有更高的轻度和模量，则随着风力发电的蓬勃发展，高强度高模量玻璃纤维编织物的开发也在不断加强、产量在不断加大，对高强度高模量玻璃纤维编织物的切割和收卷也提出了更高的要求。目前传统的方法是先采用切割机对编织物进行切割，再采用收卷机进行收卷，很难保证对高性能玻璃纤维编织物的切割和收卷的要求，且自动化程度低、效率低下。
技术实现思路
本专利技术人针对上述问题及技术需求，提出了一种风机叶片基材自动化加工系统及方法，使用该系统可以实现对风机叶片基材的自动化切割与收卷，并通过上位机系统的集中管理使各执行机构紧密配合，大幅提升自动化作业效率。本专利技术的技术方案如下：一种风机叶片基材自动化加工系统，该系统包括执行机构和上位机，执行机构包括工作台、送料机构、切割机构、缓存台、打标机、卷料机构、机械臂以及内筒放置机，上位机连接并控制送料机构、切割机构、打标机、卷料机构以及机械臂；送料机构和切割机构分别设置在工作台上，送料机构至少包括送料电机、两个送料滚筒和送料带，上位机连接并控制送料电机，两个送料滚筒分别设置在工作台的前端和尾端，送料带绕设在两个送料滚筒和工作台的外壁，送料电机连接并驱动两个送料滚筒朝工作台的尾端滚动，两个送料滚筒带动送料带朝工作台的尾端输送；工作台的两侧在沿着送料带输送方向开设有导轨，切割机构至少包括切割电机、刀架和切割刀，上位机连接并控制切割电机，刀架跨设在工作台上方且刀架的两侧分别设置在工作台两侧的导轨中，刀架在位于工作台上方的位置处设置有移动组件，切割刀设置在刀架的移动组件上且竖直向下朝向工作台，切割电机连接并驱动刀架沿着工作台的导轨滑动，切割电机还连接并驱动的刀架上的移动组件带动切割刀沿着刀架移动和/或沿着垂直于工作台的方向移动进行切割；缓存台设置在工作台的尾端且缓存台的前端与工作台的尾端对接，打标机设置在缓存台上且朝向缓存台；卷料机构至少包括卷料电机、卷料辊和卷料轴，上位机连接并控制卷料电机，卷料辊跨设在缓存台上，卷料轴设置在缓存台的尾端处且平行于卷料辊，卷料电机连接并驱动卷料辊和卷料轴滚动；机械臂设置在卷料机构远离缓存台的一侧，且工作台和卷料机构均在机械臂的操作范围内，内筒放置机设置在机械臂的操作范围内，内筒放置机中放置有收卷内筒；机械臂用于抓取待加工的基材物料并放置在工作台的送料带上，上位机控制切割机构对待加工的基材物料切割得到成品物料，并控制送料机构将成品物料输送至卷料机构的缓存台处，上位机控制机械臂从内筒放置机中抓取收卷内筒放置在卷料机构的卷料轴上，上位机控制打标机在成品物料上打标并控制卷料机构将打标后的成品物料绕制在收卷内筒上加工得到收卷成品。其进一步的技术方案为，系统还包括安全围栏和成品台，执行机构和成品台设置在安全围栏内，上位机设置在安全围栏外，成品台设置在机械臂的操作范围内，机械臂还用于抓取收卷成品并放置在成品台上。一种风机叶片基材自动化加工方法，该方法应用于上述系统中，该方法包括：上位机确定加工参数，加工参数至少包括成品参数和物料编号，成品参数至少包括成品尺寸和成品形状；上位机控制机械臂抓取待加工的基材物料并将待加工的基材物料放置在工作台上；上位机控制切割机构按照成品参数对待加工的基材物料进行切割得到M组成品物料，并控制送料机构将第i组成品物料输送至缓存台，M为正整数，i为参数为i的起始值为1；上位机控制机械臂从成品参数对应的内筒放置机中抓取收卷内筒并放置在收卷机构的卷料轴上；上位机控制打标机在第i组成品物料上打印物料编号，并控制卷料机构将打标后的第i组成品物料绕制在收卷内筒上得到收卷成品；检测是否满足i＜M，若满足，则令i＝i+1，并再次执行控制送料机构将第i组成品物料输送至缓存台的步骤。其进一步的技术方案为，第i组成品物料位于卷料机构的卷料辊下方且与卷料辊接触，控制卷料机构将打标后的第i组成品物料绕制在收卷内筒上得到收卷成品，包括：上位机控制卷料电机驱动卷料辊转动，卷料辊带动第i组成品物料向收卷内筒输送；当第i组成品物料的前沿与收卷内筒齐平时，上位机控制机械臂将第i组成品物料的边缘与收卷内筒的边缘对齐并固定；上位机控制卷料电机驱动卷料轴带动收卷内筒转动，将第i组成品物料绕制在收卷内筒上得到收卷成品。其进一步的技术方案为，待加工的基材物料包括N张重叠的基材物料，则每组成品物料中包括N张重叠的成品物料，N≥2且N为整数，则加工参数还包括基材层数，基材层数为基材物料中重叠的张数；则上位机控制打标机在第i组成品物料上打印物料编号，并控制卷料机构将打标后的第i组成品物料绕制在收卷内筒上得到收卷成品，包括：上位机控制打标机在第i组成品物料的从上至下第j张成品物料上打印物料编号，并控制卷料机构将打标后的第j张成品物料绕制在收卷内筒上得到收卷成品，j为参数且j的起始值为1；检测是否满足j＜N；若满足，则令j＝j+1，并再次执行上位机控制机械臂从成品参数对应的内筒放置机中抓取收卷内筒并放置在收卷机构的卷料轴上的步骤；若不满足，则执行检测是否满足i＜M的步骤。本专利技术的有益技术效果是：本申请公开了一种风机叶片基材自动化加工系统及方法，该系统采用自动化流水线作业，由上位机进行集中管理，执行机构中各个机构紧密配合，可以实现风机叶片基材物料的自动化切割、送料、打标、收卷和转移收卷成品，自动化程度较高，大幅提升自动化作业效率。附图说明图1是本申请公开的风机叶片基材自动化加工系统中的执行机构的结构示意图。图2是本申请公开的风机叶片基材自动化加工系统中的卷料机构的结构示意图。图3是本申请公开的风机叶片基材自动化加工系统的系统结构图。图4是本申请公开的风机叶片基材自动化加工方法的实例流程图。图5是上位机控制切割机构和送料结构进行切割和送料的流程示意图。图6是上位机控制机械臂抓取收卷内筒的流程示意图。图7是上位机控制卷料机构进行收卷的流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步说明。本申请公开了一种风机叶片基材自动化加工系统，该系统包括执行机构和上位机，上位机连接并控制执行机构进行自动化加工。本申请中的上位机由VB(VisualBasic)编程语言进行编译，窗口包括参数控制区，参数显示器和系统工作状态区，参数控制区用于对加工参数进行设定，参数显示区用于显示各加工参数的具体数值，系统工作状态区用于显示整个加工系统的工作状态。请参考图1示出的执行机构的机构图，执行机构包括工作台10、送料机构20、切割机构30、缓存台40、打标机50、卷料机构60、机械臂70以及内筒放置机80，工作台10、缓存台40、卷料机构60和机械臂70沿着基材物料的输送方向依次设置，送料机构20和切割机构30均设置在工作台10上，打标机50设置在缓存台40上并朝向缓存台40，实际也可以只是设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风机叶片基材自动化加工系统，其特征在于，所述系统包括执行机构和上位机，所述执行机构包括工作台、送料机构、切割机构、缓存台、打标机、卷料机构、机械臂以及内筒放置机，所述上位机连接并控制所述送料机构、切割机构、打标机、卷料机构以及机械臂；所述送料机构和所述切割机构分别设置在所述工作台上，所述送料机构至少包括送料电机、两个送料滚筒和送料带，所述上位机连接并控制所述送料电机，所述两个送料滚筒分别设置在所述工作台的前端和尾端，所述送料带绕设在所述两个送料滚筒和所述工作台的外壁，所述送料电机连接并驱动所述两个送料滚筒朝所述工作台的尾端滚动，所述两个送料滚筒带动所述送料带朝所述工作台的尾端输送；所述工作台的两侧在沿着送料带输送方向开设有导轨，所述切割机构至少包括切割电机、刀架和切割刀，所述上位机连接并控制所述切割电机，所述刀架跨设在所述工作台上方且所述刀架的两侧分别设置在所述工作台两侧的导轨中，所述刀架在位于所述工作台上方的位置处设置有移动组件，所述切割刀设置在所述刀架的移动组件上且竖直向下朝向所述工作台，所述切割电机连接并驱动所述刀架沿着所述工作台的导轨滑动，所述切割电机还连接并驱动所述的刀架上的移动组件带动所述切割刀沿着所述刀架移动和/或沿着垂直于所述工作台的方向移动进行切割；所述缓存台设置在所述工作台的尾端且所述缓存台的前端与所述工作台的尾端对接，所述打标机设置在所述缓存台上且朝向所述缓存台；所述卷料机构至少包括卷料电机、卷料辊和卷料轴，所述上位机连接并控制所述卷料电机，所述卷料辊跨设在所述缓存台上，所述卷料轴设置在所述缓存台的尾端处且平行于所述卷料辊，所述卷料电机连接并驱动所述卷料辊和卷料轴滚动；所述机械臂设置在所述卷料机构远离所述缓存台的一侧，且所述工作台和所述卷料机构均在所述机械臂的操作范围内，所述内筒放置机设置在所述机械臂的操作范围内，所述内筒放置机中放置有收卷内筒；所述机械臂用于抓取待加工的基材物料并放置在所述工作台的送料带上，所述上位机控制所述切割机构对所述待加工的基材物料切割得到成品物料，并控制所述送料机构将所述成品物料输送至所述卷料机构的缓存台处，所述上位机控制所述机械臂从所述内筒放置机中抓取收卷内筒放置在所述卷料机构的卷料轴上，所述上位机控制所述打标机在所述成品物料上打标并控制所述卷料机构将打标后的所述成品物料绕制在所述收卷内筒上加工得到收卷成品。...

【技术特征摘要】
1.一种风机叶片基材自动化加工系统，其特征在于，所述系统包括执行机构和上位机，所述执行机构包括工作台、送料机构、切割机构、缓存台、打标机、卷料机构、机械臂以及内筒放置机，所述上位机连接并控制所述送料机构、切割机构、打标机、卷料机构以及机械臂；所述送料机构和所述切割机构分别设置在所述工作台上，所述送料机构至少包括送料电机、两个送料滚筒和送料带，所述上位机连接并控制所述送料电机，所述两个送料滚筒分别设置在所述工作台的前端和尾端，所述送料带绕设在所述两个送料滚筒和所述工作台的外壁，所述送料电机连接并驱动所述两个送料滚筒朝所述工作台的尾端滚动，所述两个送料滚筒带动所述送料带朝所述工作台的尾端输送；所述工作台的两侧在沿着送料带输送方向开设有导轨，所述切割机构至少包括切割电机、刀架和切割刀，所述上位机连接并控制所述切割电机，所述刀架跨设在所述工作台上方且所述刀架的两侧分别设置在所述工作台两侧的导轨中，所述刀架在位于所述工作台上方的位置处设置有移动组件，所述切割刀设置在所述刀架的移动组件上且竖直向下朝向所述工作台，所述切割电机连接并驱动所述刀架沿着所述工作台的导轨滑动，所述切割电机还连接并驱动所述的刀架上的移动组件带动所述切割刀沿着所述刀架移动和/或沿着垂直于所述工作台的方向移动进行切割；所述缓存台设置在所述工作台的尾端且所述缓存台的前端与所述工作台的尾端对接，所述打标机设置在所述缓存台上且朝向所述缓存台；所述卷料机构至少包括卷料电机、卷料辊和卷料轴，所述上位机连接并控制所述卷料电机，所述卷料辊跨设在所述缓存台上，所述卷料轴设置在所述缓存台的尾端处且平行于所述卷料辊，所述卷料电机连接并驱动所述卷料辊和卷料轴滚动；所述机械臂设置在所述卷料机构远离所述缓存台的一侧，且所述工作台和所述卷料机构均在所述机械臂的操作范围内，所述内筒放置机设置在所述机械臂的操作范围内，所述内筒放置机中放置有收卷内筒；所述机械臂用于抓取待加工的基材物料并放置在所述工作台的送料带上，所述上位机控制所述切割机构对所述待加工的基材物料切割得到成品物料，并控制所述送料机构将所述成品物料输送至所述卷料机构的缓存台处，所述上位机控制所述机械臂从所述内筒放置机中抓取收卷内筒放置在所述卷料机构的卷料轴上，所述上位机控制所述打标机在所述成品物料上打标并控制所述卷料机构将打标后的所述成品物料绕制在所述收卷内筒上加工得到收卷成品。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括安全围栏和成品台，所述执行机构和所述成品台设置在所述安全围栏内，所述上位机设置在所述安全围栏外，所述成品台设置在所述机械臂的操作范围内，所述机...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱一昕，樊启高，张高峰，杨苹，许志荣，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32