一种基于风能叶片补复过程中打磨力度控制方法与流程

1.本发明涉及风力发电机技术领域，ipc分类号为：f03d1/06，尤其是涉及一种基于风能叶片补复过程中打磨力度控制方法。

背景技术：

2.风力发电在我国能源采集方面占有十分重要的一部分，但是风能发电装置在实际使用的过程中，由于其使用环境较为恶劣，使用高度较高，在长期运转过程中其风能叶片表面及易发生损坏，风能叶片表面缺陷不仅严重影响风能发电装置的能量转换效率，同时易导致风能叶片坠落形成安全隐患。
3.现有的风能叶片修补通常采用人工修补的方式，人工修补在进行叶片表面打磨的过程中，不仅存在一定的危险性，同时打磨效率较低刀模均匀度较差。在此基础上逐渐衍生出的基于机械手的自动打磨装置中，虽然也提出过关于打磨力度恒力控制方法，但是均通过建立打磨装置与机械手的动力学模型并进行力学分解得到的，并未考虑实际打磨过程中页片表面缺陷自身的不均匀性对打磨工艺参数造成的影响，而打磨工艺参数又直接影响打磨装置的实际运转状态，以此并未将打磨力度控制落到实处，无法进一步提高风能叶片表面打磨的平整度与均匀性。
4.专利cn202110565928提供了一种打磨机器人的打磨控制方法及系统，此专利通过在待打磨外表面设置打磨点后，通过建立视觉识别装置对打磨点进行位置识别与轨迹规划，用以驱动打磨机进行打磨操作，但是此专利中每移动一个打磨点，即需要重新调整相机拍摄角度，多次调整相机拍摄角度将造成相机标定不准确的问题，从而导致打磨点的位置确定不准确。
5.专利cn202011450808提供了一种智能制造具有柔性手部防护机构的五金机械打磨装置，此装置本质上是提供另一种机械打磨用手部保护装置，为了提高打磨装置中的打磨精度，此专利使用手动固定打磨装置的方式进行打磨位置调节，但是此专利中所述的打磨方式并未实现完全的自动化，同时手动夹持的方式也有可能由于打磨冲击振动造成一定的打磨误差。
6.因此，针对现有的机械自动化打磨装置中存在的问题，本发明针对风能叶片叶片缺陷修补处理提出了一种基于风能叶片补复过程中打磨力度控制方法。

技术实现要素：

7.针对上述问题，本发明中提供了一种基于风能叶片补复过程中打磨力度控制方法，风能叶片在补复之前与补复之后，均需通过控制打磨装置对风能叶片表面进行平整处理，具体包括在所述平整处理中，通过建立打磨力度控制与打磨工艺流程控制相互协调配合控制方法，用以保持风能叶片表面打磨均匀性。
8.优选的，所述的打磨工艺流程控制，预先建立视觉传感器，根据所述的视觉传感器进行风能叶片表面缺陷判断。
9.优选的，所述的表面缺陷，包括表面缺陷类别，表面缺陷尺寸，以及表面缺陷深度，并根据风能叶片表面缺陷进行初始打磨工艺流程规划。
10.优选的，所述的初始打磨工艺流程规划中，引入影响打磨精度偏差，并根据影响打磨精度偏差进行打磨工艺流程调整。
11.优选的，所述的影响打磨精度偏差，其影响因素包括打磨定位偏差，打磨冲击问题与打磨振动问题。
12.具体的，所述的打磨定位偏差，在打磨装置运行前通过视觉传感器进行打磨定位偏差纠正，但是当打磨进行过程中，由于打磨装置与风能叶片之间接触力的作用，依然会造成打磨定位不准确的问题，针对可能存在的打磨定位偏差值，建立定位偏差补偿参数，通过定位偏差补偿参数对打磨工艺流程数据进行优化调整，此外还建立了打磨冲击与打磨振动补偿参数。
13.优选的，所述的打磨工艺流程调整中，包括打磨装置与表面缺陷的相对打磨角度。
14.具体的，所述的打磨装置与表面缺陷的相对打磨角度影响打磨装置在打磨过程中磨削力的方向，磨削力的方向决定打磨装置在打磨过程中指定区域内是否保持恒力磨削，为避免打磨装置在磨削过程中出现磨削方向的非线性变换，本发明建立了基于打磨装置与表面缺陷的相对打磨角度进行自适应调节方法。
15.优选的，所述的打磨装置，将实际的表面缺陷，风能叶片表面与机械手的相对位置，以及打磨装置待打磨角度作为影响因素，在打磨过程中对打磨装置与表面缺陷的相对打磨角度进行自适应调节。
16.优选的，所述的打磨力度控制，在机械手末端与打磨装置之间建立多个压力传感器，所述的多个压力传感器通过机械手控制器进行实时控制。
17.具体的，本发明中通过建立多个压力传感器，用以进行打磨装置中打磨力的多向采集，避免由于单个压力传感器数据采集方向有限，而导致在打磨装置的角度调整过程中，造成各向打磨压力反馈值不均匀的问题，通过对多向压力传感器采集的数据进行数据均匀化处理，以此作为打磨装置的反馈调节数据。
18.优选的，所述的机械手控制器，获取打磨工艺流程调整后的打磨工艺数据，根据打磨工艺数据预设调整打磨力。
19.优选的，所述的调整打磨力，用其对风能叶片表面进行打磨，在打磨过程中通过压力传感器采集实际打磨力，通过计算调整打磨力与实际打磨力的偏差值，同时对打磨装置在打磨过程中的打磨工艺数据进行实时调节。
20.具体的，所述的风能叶片在补复之前，通过打磨处理，用以剔除风能叶片表面毛刺与突起结构，从而对风能叶片表面进行平，剔除毛刺和凸起后用以后续的修补，在补复之后，通过打磨操作用于去除风能叶片表面多余的树脂。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
22.本发明中所述的打磨力度控制方法，并未仅对机械手与打磨装置建立单独的动力学模型建立与接触力控制，而是结合了实际打磨过程中所涉及的打磨工艺数据，首先对初始打磨工艺流程规划数据与打磨工艺流程调整数据进行分别采集，待打磨工艺流程调整数据符风能叶片表面缺陷后，在将调整后的打磨工艺流程数据传送至机械手控制器中，以此无需额外进行打磨装置轨迹路径规划与定点打磨操作，即可实现对打磨装置实际打磨状态
的调节，在此基础上，再建立基于压力传感器的打磨力的反馈调节，对打磨装置的打磨力度作出进一步的偏差纠正，同时本发明中所述的打磨力并非持续的恒力控制，而是根据风能叶片缺陷特征区域进行特征区域下的打磨力输出，从而实现动态的风能叶片表面打磨均匀性的控制。
附图说明
23.图1为基于风能叶片补复过程中打磨力度控制方法流程框图。
具体实施方式
24.实施例1：
25.本实施例中所述的一种基于风能叶片补复过程中打磨力度控制方法，如图1，风能叶片在补复之前与补复之后，均需通过控制打磨装置对风能叶片表面进行平整处理，具体包括在所述平整处理中，通过建立打磨力度控制与打磨工艺流程控制相互协调配合控制方法，用以保持风能叶片表面打磨均匀性。
26.其中，本发明中所述的打磨力度控制与打磨工艺流程控制相互协调配合控制方法，其主要控制流程为，首先通过视觉传感器确定风能叶片表面的缺陷数据，根据缺陷数据自动匹配最佳打磨工艺流程，将其作为初始打磨工艺流程规划，在此基础上引入风能叶片表面的缺陷精确识别数据，自动划分缺陷特征区域，根据划分的缺陷特征区域对初始打磨工艺流程规划进行调整，将其作为调整后的打磨工艺流程数据，将调整后的打磨工艺流程数据传送至机械手控制器，所述的机械手控制器将调整后的打磨工艺流程数据传送至打磨装置中，控制打磨装置进行打磨操作，在进行打磨操作的过程中，在打磨过程中通过压力传感器采集实际打磨力，通过计算调整打磨力与实际打磨力的偏差值，对打磨装置在打磨过程中的打磨工艺数据进行实时反馈调节，与此同时根据打磨过程中产生的打磨定位偏差，打磨冲击问题与打磨振动问题，对打磨工艺流程进行二次调整，并将调整数据再次传送至打磨装置端，以此实现基于打磨装置端的双重偏差控制，并将此双重偏差控制作为打磨力度控制与打磨工艺流程控制相互协调配合控制方法。
27.所述的打磨工艺流程控制，预先建立视觉传感器，根据所述的视觉传感器进行风能叶片表面缺陷判断。
28.所述的表面缺陷，包括表面缺陷类别，表面缺陷尺寸，以及表面缺陷深度，并根据风能叶片表面缺陷进行初始打磨工艺流程规划。
29.其中，所述的风能叶片叶片的表面缺陷中，其缺陷特征的三维结构自身并不是标准化结构，针对缺陷特征所建立的初始打磨工艺流程规划自身也不具有均匀性，因此若采用恒定的打磨力进行缺陷特征的打磨无法适应实际的风能叶片叶片缺陷问题，针对这一问题，本发明在建立基于视觉传感器对缺陷特征进行针对性识别的基础上，对识别得到的缺陷特征建立缺陷特征点，并自动划分结构数据类似的缺陷特征区域，在此缺陷特征区域内使用同一初始打磨工艺流程，当更换缺陷特征区域后再更改初始打磨工艺流程，以此适应缺陷特征的自身结构不具有标准化的问题，提高打磨装置实际打磨过程中与风能叶片环境的适配度。

技术特征：

1.一种基于风能叶片补复过程中打磨力度控制方法，风能叶片在补复之前与补复之后，均需通过控制打磨装置对风能叶片表面进行平整处理，其特征在于，具体包括在所述平整处理中，通过建立打磨力度控制与打磨工艺流程控制相互协调配合控制方法，用以保持风能叶片表面打磨均匀性。2.根据权利要求1所述的一种基于风能叶片补复过程中打磨力度控制方法，其特征在于，所述的打磨工艺流程控制，预先建立视觉传感器，根据所述的视觉传感器进行风能叶片表面缺陷判断。3.根据权利要求2所述的一种基于风能叶片补复过程中打磨力度控制方法，其特征在于，所述的表面缺陷，包括表面缺陷类别，表面缺陷尺寸，以及表面缺陷深度，并根据风能叶片表面缺陷进行初始打磨工艺流程规划。4.根据权利要求3所述的一种基于风能叶片补复过程中打磨力度控制方法，其特征在于，所述的初始打磨工艺流程规划中，引入影响打磨精度偏差，并根据影响打磨精度偏差进行打磨工艺流程调整。5.根据权利要求4所述的一种基于风能叶片补复过程中打磨力度控制方法，其特征在于，所述的影响打磨精度偏差，其影响因素包括打磨定位偏差，打磨冲击问题与打磨振动问题。6.根据权利要求4所述的一种基于风能叶片补复过程中打磨力度控制方法，其特征在于，所述的打磨工艺流程调整中，包括打磨装置与表面缺陷的相对打磨角度。7.根据权利要求5所述的一种基于风能叶片补复过程中打磨力度控制方法，其特征在于，所述的打磨装置，将实际的表面缺陷、风能叶片表面与机械手的相对位置，以及打磨装置待打磨角度作为影响因素，在打磨过程中对打磨装置与表面缺陷的相对打磨角度进行自适应调节。8.根据权利要求1所述的一种基于风能叶片补复过程中打磨力度控制方法，其特征在于，所述的打磨力度控制，在机械手末端与打磨装置之间建立多个压力传感器，所述的多个压力传感器通过机械手控制器进行实时控制。9.根据权利要求8所述的一种基于风能叶片补复过程中打磨力度控制方法，其特征在于，所述的机械手控制器，获取打磨工艺流程调整后的打磨工艺数据，根据打磨工艺数据预设调整打磨力。10.根据权利要求9所述的一种基于风能叶片补复过程中打磨力度控制方法，其特征在于，所述的调整打磨力，用其对风能叶片表面进行打磨，在打磨过程中通过压力传感器采集实际打磨力，通过计算调整打磨力与实际打磨力的偏差值，同时对打磨装置在打磨过程中的打磨工艺数据进行实时调节。

技术总结

本发明涉及风力发电机技术领域，尤其是涉及一种基于风能叶片补复过程中打磨力度控制方法。本发明具体包括在所述平整处理中，通过建立打磨力度控制与打磨工艺流程控制相互协调配合控制方法，用以保持风能叶片表面打磨均匀性。本发明中无需额外进行打磨装置轨迹路径规划与定点打磨操作，即可实现对打磨装置实际打磨状态的调节，在此基础上，再建立基于压力传感器的打磨力的反馈调节，对打磨装置的打磨力度作出进一步的偏差纠正，同时本发明中所述的打磨力并非持续的恒力控制，而是根据风能叶片缺陷特征区域进行特征区域下的打磨力输出，从而实现动态的风能叶片表面打磨均匀性的控制。制。制。