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项目背景与客户痛点

华北地区北京某风电设备公司在风场叶片维护作业中，面临着传统人工打磨模式的诸多严峻挑战：

安全风险极高：海上高空、高盐雾、大风环境下，人工借助吊篮作业，随时面临坠落、设备损坏等安全隐患，作业人员安全难以保障。

作业覆盖不全：叶片尖部、高处检修口等关键打磨位置，因人员难以抵达，无法实现全叶片的彻底打磨处理，影响叶片运行性能。

打磨效果不佳：人工清理叶片表面氧化层、盐渍等附着物时，力度和范围难以精准把控，导致清理不彻底，后续维护效果打折扣，且测量数据偏差大、重复性差。

作业效率低下：单支叶片人工打磨耗时2-3小时，受海上作业窗口期限制严重，设备运维周期被拉长，影响风场发电效率。

运维成本高昂：人工、吊篮租赁、船舶运维等综合费用叠加，年度运维开支给企业带来巨大成本压力。

为解决这些痛点，满足风场高频巡检及高效维护需求，该公司亟需一套智能化、高效率的叶片自动打磨解决方案。

定制化研发设计方案

针对客户核心诉求，北京瑞德佑业科技有限公司迅速组建专项研发团队，深度融合工业无人机技术、自动化控制技术及精密打磨技术，全力开展非标定制化风电叶片自动打磨设备的设计与研发工作，形成了极具针对性的创新解决方案。

整体架构设计

设备采用“无人机+自动化打磨小车”协同作业的创新模式，集成六旋翼无人机（带云台）、打磨小车、恒力收线器、无线传输模块等核心部件，通过模块化设计，实现了测点定位、自动打磨、图像采集、数据上传等一体化作业流程。设备占地面积小，外形尺寸小，紧凑化、轻量化的设计完美适配客户80～130m全系列叶片及海上多机型复杂工况。

关键结构原理创新

1. 自动化打磨小车定制研发

打磨小车采用九大模块集成设计，涵盖车架组件、全向轮组件、真空泵组件、电池组件、吸盘组件、打磨组件、视觉系统等。

l 全向轮组件支持前进、后退、原地360°转圈等灵活运动，能够精准快速抵达叶片上的指定打磨位置；

l 真空泵组件通过对吸盘抽真空，实现小车在叶片表面的稳定吸附，即使在高空作业也能保持稳固；

l 打磨组件创新性采用百洁布材质打磨头，在有效清除接点氧化层与盐渍的同时，能保护接闪器不受损伤，还支持机械臂打磨与电机升降打磨头组件两种作业模式灵活切换。

2. 无人机系统专项开发

定制的六旋翼无人机搭载可见光云台，集成高可靠防抖技术与RTK精确定位功能，可在大风及高速飞行中获取稳定清晰的视频画面，实现叶片接闪器等关键部位的多点识别与精确定位。同时，针对海上复杂作业环境，对无人机参数进行了针对性优化：轴距2280mm，最大载重量30kg，最大抗风等级7级，防雨等级IP54，满载航时27min，全方位满足海上作业的严苛要求。

3. 智能协同与数据传输方案设计

通过研发的无线传输模块采用双天线独立收发设计，实现无人机与打磨小车的高速双向交互与全双工通信，保障打磨位置指令、作业状态等数据的实时回传与共享，确保两者协同作业的精准高效。

自动化工艺流程设计

研发团队通过流程再造设计，构建了一套高效智能的作业流程：

无人机对叶片进行整体拍照，标记出需要打磨的接闪器位置；

打磨小车依据无人机传输的位置信息，运动至目标区域，再通过自身视觉系统定位精确打磨坐标；

吸盘组件启动，对小车进行吸附固定，确保打磨过程稳定；

根据打磨部位情况，选择机械臂或电机升降打磨头组件进行柔性打磨作业；

打磨完成后自动拍照留存作业效果；

循环完成全部测点打磨作业，过程中数据实时存储并无线回传至后台系统。

项目实施与技术亮点

在设计阶段，研发团队已完成关键技术验证，通过三维建模与仿真优化设备布局，采用西门子或汇川PLC构建控制系统，利用EtherCAT总线实现1ms周期同步控制，确保伺服、机器人、视觉系统等各部件协同精准运行。同时，设备融入多重安全防护设计，包括光栅防护、漏电保护、紧急断气断电总开关、急停按钮等，全面满足风电现场的安全规范要求。

目前，该非标定制化风电叶片自动打磨设备方案已完成设计冻结，进入制造装配准备阶段。方案预计单支叶片全测点打磨时长可控制在30～45分钟，相比人工效率提升3倍以上，且能实现作业数据、图像、位置信息的同步上传与管理，将彻底解决客户在安全风险、作业覆盖、打磨效果、作业效率及综合成本等方面的痛点问题。

北京瑞德佑业科技有限公司创立于 2008 年，专注于非标自动化设备与自动化生产线的设计、研发及定制化服务。公司布局北京、山西两大生产服务基地，设立广州办事处，依托完善的国内分支机构网络，全面覆盖华东、华中、华南、西南等区域，为全国客户提供一站式非标自动化解决方案。主营检测类设备、涂胶喷涂设备、打磨设备、组装类设备，同时可配套提供胶粘剂供应及自动化设备专属非标定制服务。

本案例数据基于特定客户环境进行理论测算，实际性能需结合现场工况测试验证，内容仅供参考。